CN110116348A - 一种微型球体钇钡铜氧高温超导体磨削方法 - Google Patents

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崔俊峰
陈雷雷
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Abstract

本发明提供了一种微型球体钇钡铜氧高温超导体磨削方法，属于微型机械加工技术领域。采用磨床对立方体钇钡铜氧超导体进行磨削，加工出球体钇钡铜氧超导体。将微型钇钡铜氧将样品固定圆柱体夹具中，并将夹具固定在水平工作台上。调整工作台和砂轮主轴之间的夹角，使之夹角为5～10°。设置砂轮主轴转速为2500～3500r/min。设置工作台沿水平方向进给量0.2～0.5mm/min。之后调整工作台主轴转速为200～300r/min。使样品沿X轴旋转运动。加工完成样品半径约为0.9mm。本发明实现了微型球体钇钡铜氧超导体加工新方法。

Description

一种微型球体钇钡铜氧高温超导体磨削方法
技术领域
本发明属于超导体材料微型机械加工领域，涉及一种从微型规则多面体加工为微型球体钇钡铜氧超导体的磨削方法。
背景技术
超导技术是应用广泛、潜力巨大的新型技术领域。对国民经济、国防军事、医疗卫生和各种高新技术产业产生深远影响。近些年随着超导技术的发展，尤其是高温超导技术的不断发展，人民不断探出不同材料的高温超导材料，研制出各种超导装置。超导体最理想的应用是在城市商业用电系统中充当电缆材料，此外，它也可用于超导计算机的超大集成电路其元件间的连接线和超微器件。由于超导体的超强抗磁性，运用超导体产生的强磁场可制成磁悬浮列车,这将大大提高列车的运输效应，对国民经济的发展都具有重要意义。
钇钡铜氧是著名的第二代高温超导材料，并且是第一个制造临界温度在液氮沸点以上的材料。钇钡铜氧自被发现以来，以其独有的性能引起了科研人员的深入研究，根据钇钡铜氧超导的特点，世界各国主要集中于超导体块材、超导体带材和涂层等方面的研究。目前超导钇钡铜氧处于应用研究已进入生产验证阶段，不久将实现商业应用，而最有可能进入商业应用的是钇钡铜氧块材。在块体超导材料中，由于球体超导材料相对于其他多面体结构拥有其独特的优势和应用，采用常用的机械加工手段很难将微型超导材料加工成球体结构。为了解决上述难点，设计一种加工方法及加工工艺，制作了一种专用夹具，对微型多面体钇钡铜氧进行磨削，加工出微型球体超导体，极大地扩展了超导体的应用范围，进一步促进了超导体的商业化。采用磨削方式降低了加工成本，具有普遍的适用性。
发明内容
本发明提供一种微型球体钇钡铜氧超导体的磨削方法，采用200D金刚石刀具磨床磨削多面体超导体材料，获得微型的球体超导体材料。扩大了超导体的适用范围和商业用途，降低了加工成本。
本发明的技术方案：
一种微型球体钇钡铜氧高温超导体磨削方法，利用金刚石刀具磨床对多面体微型球体钇钡铜氧磨削，加工出微型球体钇钡铜氧超导体；以下步骤：
(1)样品为多面体微型球体钇钡铜氧；将样品焊接或粘接固定在开有沟槽的圆柱体夹具中，沟槽形状和样品形成间隙配合，样品固定在沟槽内，并将夹具固定在金刚石刀具工作台上；
(2)磨床砂轮为金刚石砂轮，金刚石砂轮主轴转速为2500～3500r/min；金刚石砂轮硬度高，磨削效果好，适合微型材料加工，不易是加工材料产生崩边、破碎等缺陷。能够产生较高的圆度；金刚石刀具工作台和金刚石砂轮主轴之间的夹角为5～10°，设定一定的夹角是为了提高磨削效率，改善加工形状；金刚石刀具工作台沿水平方向进给量0.2～0.5mm/min，进给量不给过大和过小，过大会影响加工形状轮廓，过小会降低磨削效率；调整金刚石刀具工作台主轴转速为200～300r/min，使样品沿X轴旋转运动；
(3)开动磨床开关，同时打开喷油阀，喷油阀是用来散热和冲走磨屑；观察加工形状显示面板，实时在线手动调节金刚石刀具工作台在磨床导轨上做圆弧运动，使样品沿Z轴做旋转运动，保证样品圆弧度和显示面板圆形刻度标尺重合；保证加工精度，直到半个球体加工完成；
(4)调转样品方向180°，重新把样品固定在圆柱形夹具上，并重复步骤(2)-(3)，直到另外半个球体加工完成；
(5)从圆柱形夹具中取下加工完成的样品，放入酒精中超声清洗3-6min；
(6)加工完成后，样品为微型球体钇钡铜氧高温超导体结构，尺寸为1μm～1mm。
本发明效果和益处：使微型多面超导体加工成球型超导体。采用磨削的方式，降低加工成本和加工难点，具有普遍适用性。扩大了微型钇钡铜氧的商业用途和价值。
附图说明
图1(a)为一种具有沟槽的圆柱形夹具；
图1(b)为另一种具有沟槽的圆柱形夹具。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，详细叙述本发明的具体实施方式。
六面体钇钡铜氧超导体边长约为2.0mm。将其放入去离子水中超声清洗5min，去除其表面的杂质灰尘。
选取两根直径30mm，长度150mm的圆柱体作为本实验的夹具，并在圆柱体上刻一个长1.5mm，宽2.1mm，高1.8mm的凹槽，用胶水将样品粘接在凹槽处；另一根刻有直径为2.1mm，深度为2mm的半圆柱孔，将夹具安装在200D PCD&PCBN刀具磨床上。
设定砂轮主轴转速砂轮主轴转速为3000r/min。
设定工作台和砂轮主轴之间的夹角，使之夹角为6°。
设定工作台沿水平方向进给量0.2mm/min。
调整工作台主轴转速为250r/min。
开动磨床开关，同时打开喷油阀。通过观察加工形状的显示面板，显示面板上有圆形标线，保证样品圆弧度和显示面板圆形刻度标尺重合。可以实时手动调节工作台在磨床导轨上做圆弧运动，使样品沿Z轴做旋转运动。保证加工的精确性。当样品呈现半个球体，停止加工。
从夹具上取下样品，并旋转样品180°，将样品固定在开有圆形沟槽的夹具中，工作参数相同，加工另外半个球体。当另外半个球体加工完成时，停止加工。
从夹具中取下样品，将样品放入酒精中，超声5min。此时获得球体钇钡铜氧超导体。球体超导体的半径为0.8mm。
上述实施例为本发明采用的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式。上述示例具体的转速、进给量等也仅是合适范围中的一个示例。即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于上文示例的具体数值。

Claims (1)

1.一种微型球体钇钡铜氧高温超导体磨削方法，利用金刚石刀具磨床对多面体微型球体钇钡铜氧磨削，加工出微型球体钇钡铜氧超导体；其特征在于，以下步骤：
(1)样品为多面体微型球体钇钡铜氧；将样品焊接或粘接固定在开有沟槽的圆柱体夹具中，沟槽形状和样品形成间隙配合，样品固定在沟槽内，并将夹具固定在金刚石刀具工作台上；
(2)磨床砂轮为金刚石砂轮，金刚石砂轮主轴转速为2500～3500r/min；金刚石刀具工作台和金刚石砂轮主轴之间的夹角为5～10°；金刚石刀具工作台沿水平方向进给量0.2～0.5mm/min；调整金刚石刀具工作台主轴转速为200～300r/min，使样品沿X轴旋转运动；
(3)观察加工形状显示面板，实时在线手动调节金刚石刀具工作台在磨床导轨上做圆弧运动，使样品沿Z轴做旋转运动，保证样品圆弧度和显示面板圆形刻度标尺重合；保证加工精度，直到半个球体加工完成；
(4)调转样品方向180°，重新把样品固定在圆柱形夹具上，并重复步骤(2)-(3)，直到另外半个球体加工完成；
(5)从圆柱形夹具中取下加工完成的样品，放入酒精中超声清洗3-6min；
(6)加工完成后，样品为微型球体钇钡铜氧高温超导体结构，尺寸为1μm～1mm。
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CN204843758U (zh) * 2015-07-22 2015-12-09 重庆兆宏科技有限公司 一种加工拱型产品外弧面的限位装置
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