CN105290892B - 一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，包括工件支架、砂轮修整机构、筒形砂轮、橡胶导轮和冷却液喷淋机构，所述砂轮修整机构、筒形砂轮和橡胶导轮可旋转的固定在无心磨床上，并提供使用该加工机构加工蓝宝石晶棒的方法，加工速度快，加工效率高，表面光洁度好。

Description

一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构
技术领域
本发明属于蓝宝石晶棒外圆加工设备技术领域，涉及一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构及其加工方法。
技术背景
蓝宝石晶体广泛用于高亮度LED衬底材料、各种光学元器件、各种窗口材料。蓝宝石硬度为9(莫氏硬度)，仅次于金刚石硬度10(莫氏硬度)，加工困难，且加工过程中表面容易出现隐性裂纹。目前蓝宝石晶棒外圆加工主要依靠外圆磨床。但外圆磨床加工蓝宝石晶棒需要晶棒粘接工序，且外圆磨床加工时进给量小，不利于提高加工效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有外圆磨床加工蓝宝石晶棒的技术缺点，提供一种快速、高效、表面光洁度好的无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，包括工件支架、砂轮修整机构、筒形砂轮、橡胶导轮和冷却液喷淋机构，所述砂轮修整机构、筒形砂轮和橡胶导轮可旋转的固定在无心磨床上；
所述工件支架包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板与第二支撑板呈倒“八”字形设置，所述筒形砂轮穿过第一支撑板、橡胶导轮穿过第二支撑板，筒形砂轮与橡胶导轮分别与设置在工件支架中的蓝宝石晶棒相接触，所述砂轮修整机构为金刚石材料的筒形结构，砂轮修整机构与筒形砂轮相接触；
所述冷却液喷淋机构包括第一喷头、第二喷头和冷却液过滤回收系统，所述冷却液过滤回收系统包括冷却液收集箱、增压泵、高压过滤系统和沉降箱，所述冷却液收集箱通过管道依次与增压泵、高压过滤系统和沉降箱相连接，所述沉降箱通过管道分别与第一喷头、第二喷头相连接，所述冷却液收集箱位于第一喷头和第二喷头的下方，所述第一喷头将冷却液喷淋到橡胶导轮上，第二喷头将沉降箱中的冷却液喷淋到筒形砂轮上，冷却液收集箱用于收集使用后的冷却液，经增压泵增压后输入高压过滤系统中进行一次过滤，再输入沉降箱中进行沉降二次过滤，冷却液最终通过第一喷头与第二喷头喷出；
所述第一喷头与第二喷头均包括主喷道和若干喷淋头，所述喷淋头均匀分布在主喷道上，与主喷道相连通。
上述一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其中，所述工件支架的长度为250mm。
上述一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其中，所述砂轮修整机构以每次0.005mm的进给量对筒形砂轮进行在线修整，所述进给量通过数显光栅尺显示，显示精度为0.005mm，在加工过程中可以根据显示值设置筒形砂轮补偿值。
上述一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其中，所述加工机构的加工方法如下：
(1)测量蓝宝石晶棒直径，调整工件支架高度，使第一支撑板的外壁与筒形砂轮的外壁相齐平，第二支撑板的外壁与橡胶导轮的外壁相齐平；
(2)调整筒形砂轮的旋转速度至1450rpm；
(3)调整橡胶导轮的表面线速度，使蓝宝石晶棒通过速度为1.5m/min；
(4)调整砂轮修整机构的进给量至0.10mm/循环；
(5)将蓝宝石晶棒放置在工件支架，使其自动通过筒形砂轮的工作行程；
(6)测量蓝宝石晶棒直径，设置筒形砂轮补偿值；
(7)继续磨削蓝宝石晶棒，直到蓝宝石晶棒直径达到所需尺寸。
本发明的有益效果为：
本发明可以加工长度≤250mm的2寸及4寸蓝宝石晶棒的外圆，加工速度快，加工效率高，表面光洁度好。
第一喷头、第二喷头在加工过程中对橡胶导轮和筒形砂轮进行冲洗，清除橡胶导轮和筒形砂轮表面的金刚石颗粒及其它杂物，防止金刚石颗粒及其它杂物对蓝宝石晶棒圆柱面造成二次伤害。
冷却液过滤回收系统，去除冷却液中的蓝宝石粉末，防止蓝宝石粉末对无心磨床精密部件造成磨损，同时实现冷却液的循环利用，环保节能。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2为本发明冷却液喷淋机构结构图。
图3为本发明第一喷头/第二喷头结构图。
具体实施方式
如图所示一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，包括工件支架1、砂轮修整机构2、筒形砂轮3、橡胶导轮4和冷却液喷淋机构5，所述砂轮修整机构2、筒形砂轮3和橡胶导轮4通过转轴可旋转的固定在无心磨床6上；
所述工件支架1包括第一支撑板7和第二支撑板8，第一支撑板7与第二支撑板8呈倒“八”字形设置，所述筒形砂轮3穿过第一支撑板7、橡胶导轮4穿过第二支撑板8，筒形砂轮3与橡胶导轮4分别与设置在工件支架1中的蓝宝石晶棒9相接触，所述工件支架1的长度为250mm，所述砂轮修整机构2为金刚石材料的筒形结构，砂轮修整机构2与筒形砂轮3相接触，所述砂轮修整机构2以每次0.005mm的进给量对筒形砂轮3进行在线修整，所述进给量通过数显光栅尺显示，显示精度为0.005mm，在加工过程中可以根据显示值设置筒形砂轮3补偿值；
所述冷却液喷淋机构5包括第一喷头10、第二喷头11和冷却液过滤回收系统12，所述冷却液过滤回收系统12包括冷却液收集箱13、增压泵14、高压过滤器15和沉降箱16，所述冷却液收集箱13通过管道17依次与增压泵14、高压过滤器15和沉降箱16相连接，所述沉降箱16通过管道分别与第一喷头10、第二喷头11相连接，所述冷却液收集箱13位于第一喷头10和第二喷头11的下方，所述第一喷头10将冷却液喷淋到橡胶导轮4上，第二喷头11将沉降箱中的冷却液喷淋到筒形砂轮3上，冷却液收集箱13用于收集使用后的冷却液，经增压泵14增压后输入高压过滤器15中进行一次过滤，再输入沉降箱16中进行沉降二次过滤，冷却液最终通过第一喷头10与第二喷头11喷出；
所述第一喷头10与第二喷头11均包括主喷道18和若干喷淋头19，所述喷淋头19均匀分布在主喷道18上，与主喷道18相连通。
本发明加工机构的加工方法如下：
(1)测量蓝宝石晶棒直径，调整工件支架高度，使第一支撑板的外壁与筒形砂轮的外壁相齐平，第二支撑板的外壁与橡胶导轮的外壁相齐平；
(2)调整筒形砂轮的旋转速度至1450rpm；
(3)调整橡胶导轮的表面线速度，使蓝宝石晶棒通过速度为1.5m/min；
(4)调整砂轮修整机构的进给量至0.10mm/循环；
(5)将蓝宝石晶棒放置在工件支架，使其自动通过筒形砂轮的工作行程；
(6)测量蓝宝石晶棒直径，设置筒形砂轮补偿值；
(7)继续磨削蓝宝石晶棒，直到蓝宝石晶棒直径达到所需尺寸。
本发明可以加工长度≤250mm的2寸及4寸蓝宝石晶棒的外圆，通过橡胶导轮和筒形砂轮的同向旋转带动蓝宝石晶棒旋转，并对蓝宝石晶棒进行加工，通过砂轮修整机构对筒形砂轮进行修整，加工速度快，加工效率高，表面光洁度好。
第一喷头、第二喷头在加工过程中对橡胶导轮和筒形砂轮进行冲洗，清除橡胶导轮和筒形砂轮表面的金刚石颗粒及其它杂物，防止金刚石颗粒及其它杂物对蓝宝石晶棒圆柱面造成二次伤害。
冷却液过滤回收系统，去除冷却液中的蓝宝石粉末，防止蓝宝石粉末对无心磨床精密部件造成磨损，同时实现冷却液的循环利用，环保节能。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (4)

1.一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其特征为，包括工件支架、砂轮修整机构、筒形砂轮、橡胶导轮和冷却液喷淋机构，所述砂轮修整机构、筒形砂轮和橡胶导轮可旋转的固定在无心磨床上；
所述工件支架包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板与第二支撑板呈倒“八”字形设置，所述筒形砂轮穿过第一支撑板、橡胶导轮穿过第二支撑板，筒形砂轮与橡胶导轮分别与设置在工件支架中的蓝宝石晶棒相接触，所述砂轮修整机构为金刚石材料的筒形结构，砂轮修整机构与筒形砂轮相接触；所述冷却液喷淋机构包括第一喷头、第二喷头和冷却液过滤回收系统，所述冷却液过滤回收系统包括冷却液收集箱、增压泵、高压过滤系统和沉降箱，所述冷却液收集箱通过管道依次与增压泵、高压过滤系统和沉降箱相连接，所述沉降箱通过管道分别与第一喷头、第二喷头相连接，所述冷却液收集箱位于第一喷头和第二喷头的下方，所述第一喷头将冷却液喷淋到橡胶导轮上，第二喷头将沉降箱中的冷却液喷淋到筒形砂轮上，冷却液收集箱用于收集使用后的冷却液，经增压泵增压后输入高压过滤系统中进行一次过滤，再输入沉降箱中进行沉降二次过滤，冷却液最终通过第一喷头与第二喷头喷出；所述第一喷头与第二喷头均包括主喷道和若干喷淋头，所述喷淋头均匀分布在主喷道上，与主喷道相连通。
2.如权利要求1所述的一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其特征为，所述工件支架的长度为250mm。
3.如权利要求1所述的一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其特征为，所述砂轮修整机构以每次0.005mm的进给量对筒形砂轮进行在线修整，所述进给量通过数显光栅尺显示，显示精度为0.005mm，在加工过程中可以根据显示值设置筒形砂轮补偿值。
4.如权利要求1所述的一种无心磨床的蓝宝石晶棒外圆加工机构，其特征为，所述加工机构的加工方法如下：
(1)测量蓝宝石晶棒直径，调整工件支架高度，使第一支撑板的外壁与筒形砂轮的外壁相齐平，第二支撑板的外壁与橡胶导轮的外壁相齐平；
(2)调整筒形砂轮的旋转速度至1450rpm；
(3)调整橡胶导轮的表面线速度，使蓝宝石晶棒通过速度为1.5m/min；
(4)调整砂轮修整机构的进给量至0.10mm/循环；
(5)将蓝宝石晶棒放置在工件支架，使其自动通过筒形砂轮的工作行程；
(6)测量蓝宝石晶棒直径，设置筒形砂轮补偿值；
(7)继续磨削蓝宝石晶棒，直到蓝宝石晶棒直径达到所需尺寸。
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Assignee: Zhejiang Zhaojing New Material Technology Co.,Ltd.

Assignor: JIANGSU JESHINE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

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Denomination of invention: A machining mechanism for sapphire crystal rod excircle of centerless grinder

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Patentee before: JIANGSU JESHINE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

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