CN113752094A - 一种半导体绝缘环加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体绝缘环加工方法，旨在解决半导体绝缘环加工时间长，效率低的不足。该发明包括以下步骤：a、将陶瓷粉料去杂质后灌入环形模具中，对环形模具中的陶瓷粉料等静压成型后形成环状的陶瓷毛坯A；b、对陶瓷毛坯A进行粗加工，并放入烧结炉中烧结，使陶瓷毛坯A变成致密的多晶陶瓷材料B；c、将多晶陶瓷材料B内外径和厚度加工到产品实际尺寸，得到材料C；d、将设计好的专用刀具和材料C装夹到数控车床上，专用刀具上设有加工凸环，加工凸环的轮廓与半导体绝缘环上的环槽匹配，材料C装夹定位后旋转，专用刀具轴向移动下刀，通过专用刀具上的加工凸环对材料C表面进行磨削，从而形成带有环槽的半导体绝缘环。

Description

一种半导体绝缘环加工方法
技术领域
本发明涉及一种绝缘环加工技术，更具体地说，它涉及一种半导体绝缘环加工方法。
背景技术
随着陶瓷材料的性能和加工技术的日益发展，陶瓷产品从最早的工艺品渐渐发展成现在的具有各种特定工业性能的特种陶瓷。与金属材料相比，陶瓷材料的耐高温、耐磨、抗腐蚀、硬度高、无金属污染、绝缘等特性在各种设备中发挥着优异的效果。
随着陶瓷材料的广泛应用，越来越多的产品改为了陶瓷材质，因此陶瓷产品的结构和尺寸也更加多样化。目前市面上有一种半导体绝缘环，环的上表面具有各种各样的环槽特征，这种复杂特征需要加工中心从X、Y、Z三轴方向移动铣削轮廓加工，由于需要铣削的余量较多，所以加工时间也比较长。为了提高效率，我们会采取先使用数控车床将环槽处段差起伏较大处加工完成后再用加工中心铣削陶瓷环表面复杂环槽，这就造成产品加工时多一道工序流转，加工比较麻烦，降低了加工效率。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供了一种半导体绝缘环加工方法，它缩短了加工时间，提高了工作效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种半导体绝缘环加工方法，包括以下步骤：
a、将陶瓷粉料去杂质后灌入环形模具中，对环形模具中的陶瓷粉料等静压成型后形成环状的陶瓷毛坯A；
b、对陶瓷毛坯A进行粗加工，使其接近产品实际尺寸，并放入烧结炉中烧结，使陶瓷毛坯A变成致密的多晶陶瓷材料B；
c、将多晶陶瓷材料B内外径和厚度加工到产品实际尺寸，得到材料C；
d、将设计好的专用刀具和材料C装夹到数控车床上，专用刀具上设有加工凸环，加工凸环的轮廓与半导体绝缘环上的环槽匹配，调试数控车床，材料C装夹定位后旋转，专用刀具轴向移动下刀，通过专用刀具上的加工凸环对材料C表面进行磨削，从而形成带有环槽的半导体绝缘环。
陶瓷毛坯A进行粗加工时，还处于粉体状态，更易切削加工。烧结后得到的多晶陶瓷材料B已经硬化，烧结前将陶瓷毛坯A进行粗加工到接近产品实际尺寸，能缩短多晶陶瓷材料B的加工时间，得到材料C。采用专用刀具对材料C进行磨削加工，可以加工较大的余量，一次加工就可完成半导体绝缘环上复杂环槽的加工，缩短了加工时间，提高了工作效率。
作为优选，环形模具比产品实际厚度更厚，环形模具内的陶瓷粉料一次成型后能够切割成多个陶瓷毛坯A。环形模具能够一次成型多个陶瓷毛坯A，有利于提高工作效率。
作为优选，调试数控车床时使用百分表对刀找正专用刀具与材料C的中心，使专用刀具中心与材料C的中心完全重合。使用百分表对刀找正，精准可靠。
作为优选，加工凸环上均布设有若干工艺槽。工艺槽方便了冷却液的流动，另一方面便于磨削过程中磨屑的排出，有利于提高磨削性能。
作为优选，专用刀具呈圆盘状结构，加工凸环设置在专用刀具边缘，专用刀具中间设有连接孔。连接孔方便了专用刀具的连接安装。
作为优选，专用刀具侧面上连接孔边缘设有连接环，连接环和加工凸环分别设置在专用刀具的两侧面上。连接环有利于提高专用刀具的连接强度。
作为优选，等静压成型采用冷等静压机进行。
作为优选，步骤d中，向加工凸环和材料C之间喷射冷却液。通过喷射冷却液对磨削过程进行冷却，防止刀具过热烧刀。
作为优选，连接孔适配连接有安装轴，安装轴端部外壁上设有安装槽，安装槽中连接弧形条，弧形条外壁上设有若干间隔布置的易断筋，易断筋连接顶块，连接孔侧壁上和弧形条对应设有弧形的容纳槽，顶块置于容纳槽中，顶块可抵接到容纳槽端部；专用刀具与材料C接触，材料C转带动专用刀具转过一定角度使弧形条一端的顶块抵接到容纳槽端部；专用刀具和材料C之间的摩擦力超过易断筋所能承受的强度时，与容纳槽端部抵接的顶块上的易断筋断裂，专用刀具偏转使下一个顶块抵接到容纳槽端部。
专用刀具与材料C接触磨削时，在摩擦力作用下，材料C转带动专用刀具转过一定角度使弧形条一端的顶块抵接到容纳槽端部。顶块抵接到容纳槽端部对专用刀具进行定位，当专用刀具和材料C之间的摩擦力超过易断筋所能承受的强度时，与容纳槽端部抵接的顶块上的易断筋断裂，专用刀具偏转使下一个顶块抵接到容纳槽端部，使专用刀具出现偏转和缓冲，避免因为专用刀具和材料C之间的摩擦力过大出现卡滞现象，从而导致产品损伤的现象。弧形条安装在安装轴端部的安装槽中，便于拆卸更换。
作为优选，顶块上设有活塞腔，活塞腔内安装活塞和弹簧，弹簧抵接在活塞上，活塞延伸出顶块，活塞延伸出顶块的端部连接缓冲垫，顶块上设有和活塞腔连通的缓冲细孔；靠近容纳槽一端的顶块上的活塞朝向容纳槽一端设置，靠近容纳槽另一端的顶块上的活塞朝向容纳槽另一端设置。
活塞端部的缓冲垫抵接到容纳槽一端时，起到了一定的缓冲作用，而且活塞在活塞腔内移动进一步起到了缓冲的作用，特别是前一顶块断裂，专用刀具偏转使容纳槽的端部抵接到另一顶块时，这些结构的设置缓冲作用好，避免硬接触而出现损伤专用刀具现象，避免硬接触导致下一顶块直接断裂的现象。一些活塞朝向容纳槽的一端，另一些活塞朝向容纳槽另一端，使专用刀具无论是顺时针还是逆时针转动均能到达上述效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）半导体绝缘环加工缩短了加工时间，提高了工作效率；（2）磨削加工时，避免了因为专用刀具和材料C之间的摩擦力过大出现卡滞现象，从而导致产品损伤的现象。
附图说明
图1是本发明的材料C的结构示意图；
图2是本发明的专用刀具的结构示意图；
图3是本发明的磨削加工示意图；
图4是本发明的实施例2的专用刀具的连接结构示意图；
图5是本发明的图4的局部放大示意图；
图中：1、材料C，2、专用刀具，3、加工凸环，4、环槽，5、半导体绝缘环，6、连接孔，7、连接环，8、安装轴，9、安装槽，10、弧形条，11、易断筋，12、顶块，13、容纳槽，14、活塞腔，15、活塞，16、弹簧，17、缓冲垫，18、缓冲细孔，19、工艺槽。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1：一种半导体绝缘环加工方法（参见附图1至附图3），包括以下步骤：
a、将陶瓷粉料去杂质后灌入环形模具中，对环形模具中的陶瓷粉料等静压成型后形成环状的陶瓷毛坯A；
b、对陶瓷毛坯A进行粗加工，使其接近产品实际尺寸，并放入烧结炉中烧结，使陶瓷毛坯A变成致密的多晶陶瓷材料B；
c、将多晶陶瓷材料B内外径和厚度加工到产品实际尺寸，得到材料C1；
d、将设计好的专用刀具2和材料C装夹到数控车床上，专用刀具上设有加工凸环3，加工凸环的轮廓与半导体绝缘环上的环槽匹配，调试数控车床，材料C装夹定位后旋转，专用刀具轴向移动下刀，通过专用刀具上的加工凸环对材料C表面进行磨削，从而形成带有环槽4的半导体绝缘环5。加工凸环与材料C的接触面为磨削面，磨削面上设有磨砂。
等静压成型采用冷等静压机进行。环形模具为塑胶模具，环形模具比产品实际厚度更厚，环形模具内的陶瓷粉料一次成型后能够切割成多个陶瓷毛坯A。调试数控车床时使用百分表对刀找正专用刀具与材料C的中心，使专用刀具中心与材料C的中心完全重合。加工凸环上均布设有若干工艺槽19。专用刀具呈圆盘状结构，加工凸环设置在专用刀具边缘，专用刀具中间设有连接孔6。专用刀具侧面上连接孔边缘设有连接环7，连接环和加工凸环分别设置在专用刀具的两侧面上。连接孔呈T形结构，连接孔适配连接有安装轴8，安装轴与数控车床连接且可X轴向移动，材料C装夹到卡盘上，随卡盘一起转动。步骤d中，向加工凸环和材料C之间喷射冷却液。
陶瓷毛坯A进行粗加工时，还处于粉体状态，更易切削加工。烧结后得到的多晶陶瓷材料B已经硬化，烧结前将陶瓷毛坯A进行粗加工到接近产品实际尺寸，能缩短多晶陶瓷材料B的加工时间，得到材料C。采用专用刀具对材料C进行磨削加工，可以加工较大的余量，一次加工就可完成半导体绝缘环上复杂环槽的加工，缩短了加工时间，提高了工作效率。
实施例2：一种半导体绝缘环加工方法（参见附图4、附图5），其步骤与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中专用刀具上的连接孔适配连接有安装轴，安装轴和专用刀具间可相互转动，安装轴端部外壁上设有安装槽9，安装槽均布设有两个，安装槽中连接弧形条10，弧形条外壁上设有若干间隔布置的易断筋11，易断筋连接顶块12，连接孔侧壁上和弧形条对应设有弧形的容纳槽13，顶块置于容纳槽中，顶块可抵接到容纳槽端部；专用刀具与材料C接触，材料C转带动专用刀具转过一定角度使弧形条一端的顶块抵接到容纳槽端部；专用刀具和材料C之间的摩擦力超过易断筋所能承受的强度时，与容纳槽端部抵接的顶块上的易断筋断裂，专用刀具偏转使下一个顶块抵接到容纳槽端部。顶块上设有活塞腔14，活塞腔内安装活塞15和弹簧16，弹簧抵接在活塞上，活塞延伸出顶块，活塞延伸出顶块的端部连接缓冲垫17，顶块上设有和活塞腔连通的缓冲细孔18；靠近容纳槽一端的顶块上的活塞朝向容纳槽一端设置，靠近容纳槽另一端的顶块上的活塞朝向容纳槽另一端设置。气体步骤与实施例1相同。
专用刀具与材料C接触磨削时，在摩擦力作用下，材料C转带动专用刀具转过一定角度使弧形条一端的顶块抵接到容纳槽端部。顶块抵接到容纳槽端部对专用刀具进行定位，当专用刀具和材料C之间的摩擦力超过易断筋所能承受的强度时，与容纳槽端部抵接的顶块上的易断筋断裂，专用刀具偏转使下一个顶块抵接到容纳槽端部，使专用刀具出现偏转和缓冲，避免因为专用刀具和材料C之间的摩擦力过大出现卡滞现象，从而导致产品损伤的现象。弧形条安装在安装轴端部的安装槽中，便于拆卸更换。
活塞端部的缓冲垫抵接到容纳槽一端时，起到了一定的缓冲作用，而且活塞在活塞腔内移动进一步起到了缓冲的作用，特别是前一顶块断裂，专用刀具偏转使容纳槽的端部抵接到另一顶块时，这些结构的设置缓冲作用好，避免硬接触而出现损伤专用刀具现象，避免硬接触导致下一顶块直接断裂的现象。一些活塞朝向容纳槽的一端，另一些活塞朝向容纳槽另一端，使专用刀具无论是顺时针还是逆时针转动均能到达上述效果。
以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，包括以下步骤：
a、将陶瓷粉料去杂质后灌入环形模具中，对环形模具中的陶瓷粉料等静压成型后形成环状的陶瓷毛坯A；
b、对陶瓷毛坯A进行粗加工，使其接近产品实际尺寸，并放入烧结炉中烧结，使陶瓷毛坯A变成致密的多晶陶瓷材料B；
c、将多晶陶瓷材料B内外径和厚度加工到产品实际尺寸，得到材料C；
d、将设计好的专用刀具和材料C装夹到数控车床上，专用刀具上设有加工凸环，加工凸环的轮廓与半导体绝缘环上的环槽匹配，调试数控车床，材料C装夹定位后旋转，专用刀具轴向移动下刀，通过专用刀具上的加工凸环对材料C表面进行磨削，从而形成带有环槽的半导体绝缘环。
2.根据权利要求1所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，环形模具比产品实际厚度更厚，环形模具内的陶瓷粉料一次成型后能够切割成多个陶瓷毛坯A。
3.根据权利要求1所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，调试数控车床时使用百分表对刀找正专用刀具与材料C的中心，使专用刀具中心与材料C的中心完全重合。
4.根据权利要求1所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，加工凸环上均布设有若干工艺槽。
5.根据权利要求1所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，专用刀具呈圆盘状结构，加工凸环设置在专用刀具边缘，专用刀具中间设有连接孔。
6.根据权利要求5所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，专用刀具侧面上连接孔边缘设有连接环，连接环和加工凸环分别设置在专用刀具的两侧面上。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，等静压成型采用冷等静压机进行。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，步骤d中，向加工凸环和材料C之间喷射冷却液。
9.根据权利要求5所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，连接孔适配连接有安装轴，安装轴端部外壁上设有安装槽，安装槽中连接弧形条，弧形条外壁上设有若干间隔布置的易断筋，易断筋连接顶块，连接孔侧壁上和弧形条对应设有弧形的容纳槽，顶块置于容纳槽中，顶块可抵接到容纳槽端部；专用刀具与材料C接触，材料C转带动专用刀具转过一定角度使弧形条一端的顶块抵接到容纳槽端部；专用刀具和材料C之间的摩擦力超过易断筋所能承受的强度时，与容纳槽端部抵接的顶块上的易断筋断裂，专用刀具偏转使下一个顶块抵接到容纳槽端部。
10.根据权利要求9所述的一种半导体绝缘环加工方法，其特征是，顶块上设有活塞腔，活塞腔内安装活塞和弹簧，弹簧抵接在活塞上，活塞延伸出顶块，活塞延伸出顶块的端部连接缓冲垫，顶块上设有和活塞腔连通的缓冲细孔；靠近容纳槽一端的顶块上的活塞朝向容纳槽一端设置，靠近容纳槽另一端的顶块上的活塞朝向容纳槽另一端设置。
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CN114227899A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 中国工程物理研究院材料研究所 一种金属氢化物陶瓷薄壁管与不锈钢薄壁管复合的方法

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