CN111571323A - 一种用于磨削管件外圆的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于磨削管件外圆的装置，涉及新材料技术领域，本发明通过在管件（3）两端分别设置两个磨轮（1‑2），磨轮对向运动，可消除由于磨轮磨损造成的直径偏差，每边设置的两个磨轮一个为粗磨砂轮，另一个为精磨砂轮，同时对管件进行磨削，可抵消由于磨轮进给造成的管件变形偏差，使加工的管件圆柱度和同心度更高等，本发明具有结构简单，生产效率高、成本低、结构设计合理等优点，特别适合大范围的推广和应用。

Description

一种用于磨削管件外圆的装置

【技术领域】

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种用于磨削管件外圆的装置。

【背景技术】

已知的，新材料产业具有技术高度密集，研究与开发投入高，产品的附加值高，生产与市场的国际性强，以及应用范围广，发展前景好等特点，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济，社会发展，科技进步和国防实力的重要标志，世界各国特别是发达国家都十分重视新材料产业的发展。以靶材为例，基于物理气相沉积原理的溅射镀膜工艺，已广泛应用于液晶显示设备、太阳能电池、太阳能真空管、半导体芯片等技术领域；而旋转型靶材是溅射镀膜工艺中常用的一种镀膜耗材，旋转型靶材一般由管状金属基材和镀膜材料层构成，正常做法是在管状金属基材外表面进行表面清洗或者吹砂完后就直接喷涂镀膜材料层，这种产品存在的问题是镀膜材料层与管状金属基材外表面结合强度较差，会影响旋转型靶材在溅射镀膜工艺中的正常使用寿命；同时由于喷涂工艺的具体要求，其所使用的硅粉的纯度不够，进而导致靶材的整体纯度较低进而影响镀膜质量。

另一种工艺是在一个完整的锭型或棒形材料上用掏料装置掏出一个空心管料，通过磨抛加工后将管料绑定在管状金属基材上，该工艺具有生产效率低，生产成本高及由于掏料工艺限制管料长度较短等缺点，成本限制无法得到大范围的推广和应用，因此，拉制管状晶体的装置就成了本领域技术人员的研究方向，当管状晶体拉制出来后，需要对管状晶体的内圆和外圆进行磨削，使管状晶体达到技术要求，现有的外圆磨床主要用于硬质棒料或管料的外圆磨削与抛光，其夹紧方式主要通过顶尖顶紧棒料两端进行磨削，通过磨轮沿棒料或管料的轴向反复移动，对外圆面进行磨削与抛光，以达到使用要求。

上述方式存在以下几个缺点：

1、磨轮的设置为一个或两个，磨削效率低；

2、磨削的适用范围局限于硬质棒料或管料的外圆磨削与抛光，对于硬脆性材料的磨削，易使材料出现裂纹或断裂；

3、根据磨削光洁度的不同，需要更换不同的砂轮。

4、磨削的进给量小，每次进给去除量小，磨削时间长；

5、单个砂轮进行磨削， 由于砂轮磨损，易造成直径偏差；

6、整机调整需采用手动调节，人工成本高等。

那么，如何提供一种用于磨削管件外圆的装置就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

【发明内容】

鉴于背景技术中存在的不足，本发明公开了一种用于磨削管件外圆的装置，本发明通过在管件两端分别设置两个磨轮，磨轮对向运动，可消除由于磨轮磨损造成的直径偏差等，本发明具有结构简单，生产效率高、成本低等优点。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于磨削管件外圆的装置，包括前磨削机构、后磨削机构、顶紧机构、机架和旋转机构，在所述机架上面的一端设有旋转机构，在机架上面的另一端设有顶紧机构，所述旋转机构中的旋转卡盘卡接管件固定机构的一端，顶紧机构中的顶尖支撑管件固定机构的另一端，在管件固定机构上套接有管件，在管件固定机构前方的机架上设有前磨削机构，在管件固定机构后方的机架上设有后磨削机构，前磨削机构与后磨削机构上的磨轮分别对管件的外缘面进行磨削形成所述的用于磨削管件外圆的装置。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述前磨削机构包括固定座、磨轮、电主轴、电机、滑块和托盘，所述托盘设置在机架上的导轨上，在托盘上间隔设有两套滑块，在每套滑块上分别设有固定座，在固定座上设有电主轴，所述电主轴的端部设有磨轮，每套滑块分别通过电机驱动。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述后磨削机构包括固定座、磨轮、电主轴、电机、滑块和托盘，所述托盘设置在机架上的导轨上，在托盘上间隔设有两套滑块，在每套滑块上分别设有固定座，在固定座上设有电主轴，所述电主轴的端部设有磨轮，每套滑块分别通过电机驱动。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述固定座上设有冷却水管，所述冷却水管的进水端连接水源，冷却水管的出水端对应磨轮。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述前磨削机构、后磨削机构、顶紧机构和旋转机构分别通过控制盒控制。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述顶紧机构包括传动单元、顶紧气缸、顶紧轴、顶尖和气缸固定座，所述传动单元上的滑块设置在导轨上，在传动单元的上面设有气缸固定座，在气缸固定座内设有顶紧气缸，所述顶紧气缸的顶紧轴端部设有顶尖。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述旋转机构包括电机、减速机、传动箱和旋转卡盘，所述传动箱设置在机架上，在传动箱的动力输出轴上设有旋转卡盘，传动箱的动力输入轴连接减速机，减速机的输入轴连接电机主轴。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述前磨削机构、后磨削机构、顶紧机构通过丝杠传动。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述机架上间隔设有四条导轨。

所述的用于磨削管件外圆的装置，所述机架的下面间隔设有复数个调整垫铁。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明通过在管件两端分别设置两个磨轮，磨轮对向运动，可消除由于磨轮磨损造成的直径偏差，每边设置的两个磨轮一个为粗磨砂轮，另一个为精磨砂轮，同时对管件进行磨削，可抵消由于磨轮进给造成的管件变形偏差，使加工的管件圆柱度和同心度更高等，本发明具有结构简单，生产效率高、成本低、结构设计合理等优点，特别适合大范围的推广和应用。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中前磨削机构的结构示意图；

在图中：1、前磨削机构；1-1、固定座；1-2、磨轮；1-3、电主轴；1-4、电机；1-5、滑块；1-6、托盘；2、后磨削机构；3、管件；4、顶紧机构；5、机架；6、控制盒；7、旋转机构；8、导轨。

【具体实施方式】

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例。

首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合附图1～2所述的一种用于磨削管件外圆的装置，包括前磨削机构1、后磨削机构2、顶紧机构4、机架5和旋转机构7，在所述机架5上面的一端设有旋转机构7，在机架5上面的另一端设有顶紧机构4，所述旋转机构7中的旋转卡盘卡接管件固定机构的一端，顶紧机构4中的顶尖支撑管件固定机构的另一端，在管件固定机构上套接有管件3，在管件固定机构前方的机架5上设有前磨削机构1，在管件固定机构后方的机架5上设有后磨削机构2，前磨削机构1与后磨削机构2上的磨轮1-2分别对管件3的外缘面进行磨削形成所述的用于磨削管件外圆的装置。

实施时，所述前磨削机构1包括固定座1-1、磨轮1-2、电主轴1-3、电机1-4、滑块1-5和托盘1-6，所述托盘1-6设置在机架5上的导轨8上，在托盘1-6上间隔设有两套滑块1-5，在每套滑块1-5上分别设有固定座1-1，在固定座1-1上设有电主轴1-3，所述电主轴1-3的端部设有磨轮1-2，每套滑块1-5分别通过电机1-4驱动。所述后磨削机构2包括固定座1-1、磨轮1-2、电主轴1-3、电机1-4、滑块1-5和托盘1-6，所述托盘1-6设置在机架5上的导轨8上，在托盘1-6上间隔设有两套滑块1-5，在每套滑块1-5上分别设有固定座1-1，在固定座1-1上设有电主轴1-3，所述电主轴1-3的端部设有磨轮1-2，每套滑块1-5分别通过电机1-4驱动。在实施时，所述固定座1-1上设有冷却水管，所述冷却水管的进水端连接水源，冷却水管的出水端对应磨轮1-2。

进一步，所述前磨削机构1、后磨削机构2、顶紧机构4和旋转机构7分别通过控制盒6控制。

进一步，所述顶紧机构4包括传动单元、顶紧气缸、顶紧轴、顶尖和气缸固定座，所述传动单元上的滑块设置在导轨8上，在传动单元的上面设有气缸固定座，在气缸固定座内设有顶紧气缸，所述顶紧气缸的顶紧轴端部设有顶尖。

进一步，所述旋转机构7包括电机、减速机、传动箱和旋转卡盘，所述传动箱设置在机架5上，在传动箱的动力输出轴上设有旋转卡盘，传动箱的动力输入轴连接减速机，减速机的输入轴连接电机主轴。

进一步，所述前磨削机构1、后磨削机构2、顶紧机构4通过丝杠传动。

进一步，所述机架5上间隔设有四条导轨8，四条导轨8平行设置，前两条导轨8上设有前磨削机构1，后两条导轨8上设有后磨削机构2，这样可以使前磨削机构1、后磨削机构2可以在导轨8上左右滑动，然后在中间两条导轨8的右端部设置顶紧机构4，顶紧机构4可以在导轨8上左右滑动。

进一步，所述机架5的下面间隔设有复数个用于调整装置水平的调整垫铁。

本发明中涉及到的管件固定机构申请人已另行申报专利，在此对其具体结构不做累述（专利申请号202020705879.0，专利名称一种用于磨削易碎薄壁管件外圆的管件固定装置）。

本发明在具体实施时，

在机架5上间隔设置4条导轨8，后磨削机构2可以实现后侧两个磨轮1-2的磨削轴向进给，前磨削机构1可以实现前侧两个磨轮1-2的磨削轴向进给，管件固定机用于管件3夹紧，以便于磨削不同长度的管件3。其中，中间两条导轨8固定连接有顶紧机构4，顶紧机构4用于管件3芯轴的夹紧与松开，后侧两条导轨8上固定安装后磨削机构2，前侧两条导轨8上固定安装前磨削机构1，管件固定机构的一端与旋转机构7连接，另一端与顶紧机构4连接；由旋转机构7提供旋转动力，保证管件3加工过程所需旋转运动。

进一步，后磨削机构2和前磨削机构1中的两个磨轮1-2为一个粗磨砂轮，一个精磨砂轮。

本发明的工作过程如下：

首先调整管件3与管件固定机构的同心度，调整完成后，通过旋转机构7上的旋转卡盘及顶紧机构4上的顶尖将管件固定机构固定在旋转机构7与顶紧机构4之间，然后通过旋转接头向缓冲件内部充气并保压。启动本发明，调节磨削量后，由后磨削机构2带动后侧磨轮1-2进给系统从管件3一端进行磨削，由前磨削机构1带动前侧磨轮1-2进给系统从管件3的另一端进行磨削。加工完成后，卸下管件3即可。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用浮动式管件固定机构；在对管件3的磨削过程中，使管件3受力更均衡，并可进行浮动调节。

2、在整个装置上设置四个磨轮1-2，可从管件3的两端沿轴向对向同时进给磨削，使磨削力更均衡，磨削效率更高。

3、设置四个管件3分别为粗磨砂轮与精磨砂轮，可实现一次性上料，实现管件3的粗精磨，减小由于装夹造成的加工误差。

4、管料两端设置两个砂轮，磨轮对向运动，可消除由于砂轮磨损造成的直径偏差。

5.在管件3的两侧对向设置磨轮1-2，每边两个磨轮1-2，分别为粗磨砂轮和精磨砂轮，同时对磨轮1-2进行磨削，可抵消由于磨轮1-2进给造成的管件3变形偏差，使加工的管件3圆柱度和同心度更高。

6、本发明可实现自动化加工，降低人工成本。

本发明不仅适用于硅旋转靶材的磨削，同时还适用于单晶硅、多晶硅、蓝宝石、碳化硅、氮化硅、陶瓷、石英等材质管件的磨削。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种用于磨削管件外圆的装置，包括前磨削机构（1）、后磨削机构（2）、顶紧机构（4）、机架（5）和旋转机构（7），其特征是：在所述机架（5）上面的一端设有旋转机构（7），在机架（5）上面的另一端设有顶紧机构（4），所述旋转机构（7）中的旋转卡盘卡接管件固定机构的一端，顶紧机构（4）中的顶尖支撑管件固定机构的另一端，在管件固定机构上套接有管件（3），在管件固定机构前方的机架（5）上设有前磨削机构（1），在管件固定机构后方的机架（5）上设有后磨削机构（2），前磨削机构（1）与后磨削机构（2）上的磨轮（1-2）分别对管件（3）的外缘面进行磨削形成所述的用于磨削管件外圆的装置。

2.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述前磨削机构（1）包括固定座（1-1）、磨轮（1-2）、电主轴（1-3）、电机（1-4）、滑块（1-5）和托盘（1-6），所述托盘（1-6）设置在机架（5）上的导轨（8）上，在托盘（1-6）上间隔设有两套滑块（1-5），在每套滑块（1-5）上分别设有固定座（1-1），在固定座（1-1）上设有电主轴（1-3），所述电主轴（1-3）的端部设有磨轮（1-2），每套滑块（1-5）分别通过电机（1-4）驱动。

3.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述后磨削机构（2）包括固定座（1-1）、磨轮（1-2）、电主轴（1-3）、电机（1-4）、滑块（1-5）和托盘（1-6），所述托盘（1-6）设置在机架（5）上的导轨（8）上，在托盘（1-6）上间隔设有两套滑块（1-5），在每套滑块（1-5）上分别设有固定座（1-1），在固定座（1-1）上设有电主轴（1-3），所述电主轴（1-3）的端部设有磨轮（1-2），每套滑块（1-5）分别通过电机（1-4）驱动。

4.如权利要求2或3任一权利要求所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述固定座（1-1）上设有冷却水管，所述冷却水管的进水端连接水源，冷却水管的出水端对应磨轮（1-2）。

5.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述前磨削机构（1）、后磨削机构（2）、顶紧机构（4）和旋转机构（7）分别通过控制盒（6）控制。

6.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述顶紧机构（4）包括传动单元、顶紧气缸、顶紧轴、顶尖和气缸固定座，所述传动单元上的滑块设置在导轨（8）上，在传动单元的上面设有气缸固定座，在气缸固定座内设有顶紧气缸，所述顶紧气缸的顶紧轴端部设有顶尖。

7.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述旋转机构（7）包括电机、减速机、传动箱和旋转卡盘，所述传动箱设置在机架（5）上，在传动箱的动力输出轴上设有旋转卡盘，传动箱的动力输入轴连接减速机，减速机的输入轴连接电机主轴。

8.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述前磨削机构（1）、后磨削机构（2）、顶紧机构（4）通过丝杠传动。

9.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述机架（5）上间隔设有四条导轨（8）。

10.如权利要求1所述的用于磨削管件外圆的装置，其特征是：所述机架（5）的下面间隔设有复数个调整垫铁。

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