CN109664161A - 石英棒修复装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石英棒修复装置，包括床身及安装在所述床身上的磨削机构，所述磨削机构用于对石英棒的外径进行修复，所述磨削机构包括工作台、设置在所述工作台上的头架和尾架及设置在所述工作台一侧的砂轮部。所述工作台设置为可在所述床身上往复移动，所述头架和尾架设置在所述工作台上用于装夹石英棒，所述头架设有电机用于带动所述石英棒旋转，所述砂轮部包括砂轮、安装所述砂轮的砂轮架及用于控制所述砂轮转动的主轴系统，通过所述工作台往返移动和所述砂轮部配合对石英棒外径进行磨削修复。同时本发明还包括一种石英棒修复方法。

Description

石英棒修复装置及方法

技术领域

本发明涉及石英棒领域，尤其涉及一种石英棒修复装置及方法。

背景技术

目前制作石英棒一般是经过高温熔融，烧结成一定规格的石英棒或者在热延伸设备上将大的石英棒或石英坨延伸成细的石英棒，直至达到目标外径，但这两种方法对石英棒外径尺寸难以精确控制，导致直径波动比较大，难以直接制备出符合要求的石英棒；石英棒弯曲度、椭圆度数值偏高，精度差；热处理设备能耗大，生产成本高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种石英棒修复装置及方法，能够有效修复石英棒的外径。

一种石英棒修复装置，包括床身及安装在所述床身上的磨削机构，所述磨削机构用于对石英棒的外径进行修复，所述磨削机构包括工作台、设置在所述工作台上的头架和尾架及设置在所述工作台一侧的砂轮部。所述工作台被设置为在所述床身上往复移动，所述头架和尾架设置在所述工作台上用于装夹石英棒，所述头架设有电机用于带动所述石英棒旋转，所述砂轮部包括砂轮、安装所述砂轮的砂轮架及用于控制所述砂轮转动的主轴系统，通过所述工作台往返移动和所述砂轮部配合对石英棒外径进行磨削修复。

进一步的，所述石英棒修复装置采用数控系统，所述数控系统与所述主轴系统相连，通过所述数控系统对所述砂轮直径进行监测从而实现所述砂轮恒线速用于保持所述砂轮磨削的稳定性。

进一步的，所述石英棒修复装置还设有独立冷却水箱，所述水箱用于冷却磨削石英棒时产生的高温。

进一步的，所述床身设有水槽，所述水槽设有斜度用于冷却水流回所述水箱，便于冷却水循环利用。

进一步的，所述尾架设有套筒，所述套筒的进退由液压控制，所述尾架配备有齿轮齿条,所述齿轮齿条便于移动所述尾架。

进一步的，所述头架和所述尾架均设有顶尖，所述顶尖用于固定石英棒。

进一步的，所述石英棒修复装置还设有抛光装置，所述抛光装置用于对修复外径后的石英棒外表面进行抛光恢复石英棒本身的亮度。

本发明还提供一种采用上述任意一项所述石英棒修复装置的修复方法，所述石英棒的修复方法包括：

将石英棒两端装夹在头架和尾架上；

调整砂轮与石英棒抵靠，启动头架电机，带动石英棒旋转，打开水阀水从水箱内通过水泵送到石英棒表面进行冷却；

启动砂轮进刀旋转，进行磨削，启动工作台，使工作台做左右往返运动，砂轮对石英棒外径进行修复；

对修复好的石英棒进行抛光处理。

进一步的，所述砂轮与石英棒的间隙控制在0.2mm以下。

进一步的，所述砂轮的进刀速度为0.01～0.05mm/min，工作台往返速度为40～80mm/min。

本发明提供的石英棒修复装置操作简单，通过石英棒自转和工作台的往返移动保证了修复的整体一致性，较好的控制石英棒的外径，提升产品质量，相对于人工打磨提升了精准度同时也减小了工人劳动强度。

附图说明

图1为本发明一实施例中的石英棒修复装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例中的石英棒修复方法的流程示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是仅仅本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1为本发明提供的石英棒修复装置的结构示意图，用于修复石英棒外径和对石英棒进行镜面抛光，所述石英棒修复装置100包括冷却系统10、床身20、数控系统30、液压系统40及安装在所述床身20上的磨削机构50和抛光装置60、

所述冷却系统10用于冷却磨削石英棒时产生的高温，避免高温对石英棒本身产生影响，所述冷却系统10设有独立的水箱(图未示)，所述水箱设有进水口(图未示)和出水口11，所述出水口11设置在所述磨削机构50与石英棒磨削点的上方。

在本实施方式中，所述床身20为整体式铸件结构，具有高的整体刚度、表面耐磨性及抗震能力，确保加工的高效和高精准度。所述床身20设有一水槽(图未示)，所述水槽设置在所述磨削机构50的下方且所述水槽设有一定斜度，所述水槽与所述进水口连通，用于将使用过的冷却水回流至所述水箱，所述水箱再通过水泵将冷却水重新抽取至磨削点，以此循环利用，不仅节约资源而且减少了频繁添加冷却水的步骤，提升了加工效率。在本实施方式中，所述水箱的容积至少为500升以支撑整个水循环的正常进行。

所述数控系统30用于控制所述石英棒修复装置100各部件的之间协同运作，实现石英棒的修复和抛光处理，如控制所述磨削机构50和所述抛光装置60分别进行修复石英棒外径和对石英棒进行镜面抛光的处理。具体的，所述数控系统30可以为集成电路控制芯片(例如CPU、MCU等)，其能够依据特定的控制信号执行相应的控制程序，以实现石英棒的修复和抛光处理。在本实施方式中，所述数控系统30具有集中操作控制面板，所有操作元件及控制系统均集中在所述控制面板上，所述控制面板上配有工作状态指示灯、显示仪表和必要的操作按钮及选择开关，各电路设有短路保护装置及过载、过热保护装置。

所述液压系统40用于控制所述磨削机构50中的部件，以实现磨削功能。所述液压系统40设有独立油箱(图未示)，在本实施方式中，所述油箱设有检测报警装置，所述检测报警装置具有油压压力、滤芯堵塞、油位过低及失压保护等报警功能，所述报警功能用于提升所述石英棒修复装置100整体的安全性能。

所述磨削机构50包括工作台51、设置在所述工作台51上的头架52和尾架53及设置在所述工作台一侧的砂轮部54。

所述工作台51包括台面511、第一导轨512、第一丝杠513、第一电机(图未示)组成，所述台面511用于安装所述头架52和尾架53，所述第一导轨512设置于所述床身20上，用于引导所述台面511的移动方向及路线。所述第一丝杠513用于驱动所述台面511在所述第一导轨512上移动，所述第一电机用于提供所述工作台51移动的动力，所述工作台51通过所述第一电机驱动所述第一丝杠513并控制所述台面511在所述第一导轨512上往返移动，在本实施方式中，所述第一电机为内置高精度编码器的交流伺服电机。

所述头架52和尾架53设置在所述台面511上，用于装载石英棒，所述头架52设置有主轴(图未示)和第二电机(图未示)，所述第二电机用于驱动所述主轴转动带动所述石英棒旋转，所述头架52和尾架53均设置有顶尖521，所述顶尖521用于固定所述石英棒的两端，在本实施方式中，所述顶尖521的规格为莫氏5#，所述尾架53与所述液压系统40连接，所述尾架53还设有套筒531，所述套筒531套设在所述尾架53的顶尖上，所述套筒531由所述液压系统40控制进退，用于顶紧所述石英棒确保所述石英棒在磨削旋转过程中不会脱离，保证磨削的精准度和安全性，所述尾架53还设置有齿轮齿条(图未示)，所述齿轮齿条设置在所述尾架53的下方，所述齿轮齿条用于移动所述尾架53，方便固定尺寸较大的石英棒。

所述砂轮部54包括砂轮541、砂轮架542、主轴系统(图未示)及砂轮架进给系统(图未示)，所述砂轮541设置在所述砂轮架542上，用于磨削石英棒，所述砂轮架542设置在所述工作台51侧面且不随所述工作台51移动，用于固定所述砂轮541，所述主轴系统与所述数控系统30连接，用于监测并控制所述砂轮541的转速，避免砂轮速度变化影响磨削效果。所述砂轮架进给系统与所述砂轮架542连接，用于控制所述砂轮的进刀速度和距离，确保石英棒磨削效果达到产品外径要求。

所述抛光装置60用于对修复后的石英棒进行抛光，包括喷灯61、固定座62、第二丝杠63、第二导轨64、第三电机(图未示)、氢气氧气管道(图未示)、气体阀门(图未示)及流量计(图未示)，所述喷灯61固定在所述固定座62上，所述第二导轨64设置于所述床身20上，用于引导所述固定座62的移动方向及路线。所述第二丝杠63用于驱动所述固定座62在所述第二导轨64上移动，所述第三电机用于提供所述固定座62移动的动力，通过所述第三电机驱动所述第二丝杠63并控制所述固定座62在所述第二导轨64上往返移动，所述氢气氧气管道与所述喷灯61连接，用于传输所述喷灯61工作所需燃料，所述流量计与所述氢气氧气管道连接，用于显示气体具体单位流量，所述气体阀门与所述氢气氧气管道连接，用于根据需求控制所述氢气氧气管道的气体流量，保证抛光的质量。

所述石英棒修复装置100在使用时，将待修复石英棒两端固定在所述头架52和尾架53上，通过所述液压系统40控制所述套筒顶紧顶紧所述石英棒确保所述石英棒在磨削旋转过程中不会脱离，通过所述数控系统30启动所述石英棒修复装置100，所述工作台51通过所述第一电机驱动所述第一丝杠并控制所述台面511在所述第一导轨512上往返移动，所述头架52通过所述第二电机驱动所述石英棒自转，所述数控系统30控制所述砂轮部54向所述石英棒移动进刀，所述水箱将冷却水通过水泵抽到磨削点，降低磨削点周围的温度，所述石英棒修复完成后，通过所述水箱中的冷却水冲洗干净表面，启动所述抛光装置60对修复好的石英棒进行抛光处理。

请参阅图2，图2为本发明提供的一种石英棒修复方法流程示意图，具体包括以下步骤：

S11，将石英棒两端装夹在头架和尾架上。

S12，调整砂轮与石英棒抵靠，启动头架电机，带动石英棒旋转，打开水阀水从水箱内通过水泵送到石英棒表面进行冷却。

S13，启动砂轮进刀旋转，进行磨削，启动工作台，使工作台做左右往返运动，砂轮对石英棒外径进行修复。

S14，对修复好的石英棒进行抛光处理。

在本实施方式中，所述步骤2中砂轮与石英棒的间隙控制在0.2mm以下，增大砂轮与石英棒有效接触面积，便于砂轮磨削石英棒，提高修复效率，水箱的容积至少为500L，冷却石英棒水的流量为100L/Min，扬程18m，冲洗修复后的石英棒水的流量为50L/Min，扬程9m，能够保证冷却和冲洗的效果。

所述步骤3砂轮磨削石英棒表面时砂轮进刀速度为0.01～0.05mm/min，载有石英棒的工作台往返速度为40～80mm/min。

优选的，砂轮进刀速度为0.03mm/min，工作台往返速度为60mm/min，可以在移动的同时保证磨削的效果。

本石英棒修复方法通过控制工作台沿石英棒轴线方向的移动和砂轮的进刀速度来修复石英棒的外径，保证了修复的高效率和高精准度。

本发明提供的石英棒修复装置操作简单，通过石英棒自转和工作台的往返移动保证了修复的整体一致性，较好的控制石英棒的外径，提升产品质量，相对于人工打磨提升了精准度同时也减小了工人劳动强度。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围的内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围的内。

Claims (10)

1.一种石英棒修复装置，其特征在于：包括床身及安装在所述床身上的磨削机构，所述磨削机构用于对石英棒的外径进行修复，所述磨削机构包括工作台、设置在所述工作台上的头架和尾架及设置在所述工作台一侧的砂轮部。所述工作台被设置为在所述床身上往复移动，所述头架和尾架设置在所述工作台上用于装夹石英棒，所述头架设有电机用于带动所述石英棒旋转，所述砂轮部包括砂轮、安装所述砂轮的砂轮架及用于控制所述砂轮转动的主轴系统，通过所述工作台往返移动和所述砂轮部配合对石英棒外径进行磨削修复。

2.如权利要求1所述的石英棒修复装置，其特征在于：所述石英棒修复装置采用数控系统，所述数控系统与所述主轴系统相连，通过所述数控系统对所述砂轮直径进行监测从而实现所述砂轮恒线速用于保持所述砂轮磨削的稳定性。

3.如权利要求1所述的石英棒修复装置，其特征在于：所述石英棒修复装置还设有独立冷却水箱，所述水箱用于冷却磨削石英棒时产生的高温。

4.如权利要求3所述的石英棒修复装置，其特征在于：所述床身设有水槽，所述水槽设有斜度用于冷却水流回所述水箱，便于冷却水循环利用。

5.如权利要求1所述的石英棒修复装置，其特征在于：所述尾架设有套筒，所述套筒的进退由液压控制，所述尾架配备有齿轮齿条,所述齿轮齿条便于移动所述尾架。

6.如权利要求1所述的石英棒修复装置，其特征在于：所述头架和所述尾架均设有顶尖，所述顶尖用于固定石英棒。

7.如权利要求1所述的石英棒修复装置，其特征在于：所述石英棒修复装置还设有抛光装置，所述抛光装置用于对修复外径后的石英棒外表面进行抛光恢复石英棒本身的亮度。

8.一种采用权利要求1-7任意一项所述石英棒修复装置的修复方法，所述石英棒的修复方法包括：

将石英棒两端装夹在头架和尾架上；

调整砂轮与石英棒抵靠，启动头架电机，带动石英棒旋转，打开水阀水从水箱内通过水泵送到石英棒表面进行冷却；

启动砂轮进刀旋转，进行磨削，启动工作台，使工作台做左右往返运动，砂轮对石英棒外径进行修复；

对修复好的石英棒进行抛光处理。

9.如权利要求8所述的石英棒修复装置的修复方法，其特征在于：所述砂轮与石英棒的间隙控制在0.2mm以下。

10.如权利要求8所述的石英棒修复装置的修复方法，其特征在于：所述砂轮的进刀速度为0.01～0.05mm/min，工作台往返速度为40～80mm/min。