CN114833953B - 一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置及方法，便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置，包括L型工装、轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套；L型工装包括支撑横板和支撑纵板，支撑横板的一端端部和支撑纵板的一端端部转动连接在一起、形成L型，支撑横板和支撑纵板之间的角度可调；轴承外套底座安装在支撑纵板的外侧面上，轴承安装在轴承外套底座内，轴承内芯棒底部插入轴承的内环中、并与轴承内环连接，锗单晶夹持套安装在轴承内芯棒上。本发明上述装置与金刚砂线切割机配合，可将锗单晶凸面多余锗单晶精准切割，得到了块状锗废料，方便了锗回收，简单清洗后即可回炉使用，显著降低了回收成本和回收难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置及方法，属于锗废料回收技术领域。
背景技术
锗单晶平凸铣磨片是用于光学成像使用的锗片，外形一面平面一面凸面。具有正焦距,通常用于缩小光束、减小焦距或放大图像等相关应用。为减少球差，平凸透镜用于准直光束聚焦时，光束应入射到透镜曲面上；用于点光源准直时，光束入射在平面上。
目前生产上，锗单晶平凸铣磨片是利于铣磨机砂轮磨削的方式加工的，采用此种方式，凸面边缘多余的锗均被加工成了油泥渣，难以直接回收锗，通常交由专门金属提炼厂提纯，回收成本高，能源消耗大。
发明内容
本发明提供一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置及方法，在平凸铣磨片加工时，得到了块状锗废料，方便了锗回收，简单清洗后即可回炉使用，显著降低了回收成本和回收难度，有效了减少了磨削油泥；提高了加工效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置，包括L型工装、轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套；
L型工装包括支撑横板和支撑纵板，支撑横板的一端端部和支撑纵板的一端端部转动连接在一起、形成L型，支撑横板和支撑纵板之间的角度可调；
轴承外套底座安装在支撑纵板的外侧面上，轴承安装在轴承外套底座内，轴承内芯棒底部插入轴承的内环中、并与轴承内环连接，锗单晶夹持套安装在轴承内芯棒上。
支撑纵板上与支撑横板相向的一面为内侧面，相背的一面为外侧面。轴承包括可相对旋转的内环和外环为现有常识。
利用上述装置与金刚砂线切割机配合，可将锗单晶凸面多余锗单晶精准切割，不仅方便了废料回收，而且提高了加工效率。
为了方便加工，同时确保装置使用的稳定性，锗单晶夹持套顶部敞口的筒状结构，锗单晶夹持套所用材质为赛钢。这样锗单晶夹持套具有一定的微弹性，进而实现对锗单晶的稳定夹持。
为了进一步方便使用，锗单晶夹持套顶部沿周边均布有深度为2～5mm的槽口。使其具有收缩的张力，便于夹持锗单晶。
为了提高加工的准确性，支撑横板底部设有调平结构。
为了进一步提高加工精度，轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套均同心设置。前述同心设置，也即同轴心设置。
为了方便组装，上述轴承外套底座通过螺栓安装在支撑纵板的外侧面上。
一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的加工方法，利用上述便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置加工，包括如下步骤：
1)依据要待加工面的目标凸面形状进行模拟，计算出支撑横板和支撑纵板之间的夹角a；
2)将锗单晶平凸铣磨片加工废料的回收装置置于金刚砂线切割机台旁，并将锗单晶待加工面向上地夹持在锗单晶夹持套内，调整支撑横板和支撑纵板之间的夹角至计算结果a；
3)将金刚砂线位置归零后，根据指定切割深度调整锗单晶平凸铣磨片加工废料的回收装置与金刚砂线的相对位置，开启金刚砂线切割，同时旋转锗单晶夹持套，进行环形切割，旋转切割360度后，关闭金刚砂线切割，收集切割产生的块状边角料。
步骤1)中，目标凸面指待加工面需要加工成的目标形状。
采用上述方法，有效解决了油泥变边角料回收难的问题。
为了便于加工和控制，上述步骤2)中，支撑横板水平放置。步骤3)中，金刚砂线垂直切割。
上述步骤1)中，支撑横板和支撑纵板之间的夹角a与锗单晶水平放置时目标切割角度相等。
为了进一步提高加工稳定性，上述步骤2)中，锗单晶夹持套内径比锗单晶外径小0.05～0.15mm。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置，与金刚砂线切割机配合，可将锗单晶凸面多余锗单晶精准切割，得到了块状锗废料，方便了锗回收，简单清洗后即可回炉使用，由原来油泥需要委外提纯回收，变为自己可以直接清洗回收，显著降低了回收成本和回收难度，在商业上获得较大成功，没有环境污染问题，有效了减少了磨削油泥，节约了时间；提高了加工效率。
附图说明
图1为本发明便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置的剖面图；
图2为本发明锗单晶夹持套的结构示意图；
图3为本发明便于锗单晶平凸铣磨片加工示意图；
图中，1为L型工装，2为轴承外套底座，3为轴承内芯棒，4为轴承，5为锗单晶夹持套，51为槽口，6为锗单晶材料，7为金刚砂线，8为切出来多余的锗单晶材料。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1所示，一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置，包括L型工装、轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套；
L型工装包括支撑横板和支撑纵板，支撑横板的一端端部和支撑纵板的一端端部转动连接在一起、形成L型，支撑横板和支撑纵板之间的角度可调；
轴承外套底座安装在支撑纵板的外侧面上，轴承安装在轴承外套底座内，轴承内芯棒底部插入轴承的内环中、并与轴承内环连接，锗单晶夹持套安装在轴承内芯棒上。为了进一步提高加工精度，轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套均同心设置。
利用上述装置与金刚砂线切割机配合，可将锗单晶凸面多余锗单晶精准切割，不仅方便了废料回收，而且提高了加工效率。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步作了如下改进：为了提高加工的准确性，支撑横板底部设有调平结构。为了方便组装，上述轴承外套底座通过螺栓安装在支撑纵板的外侧面上。
实施例3
在实施例2的基础上，进一步作了如下改进：为了方便加工，同时确保装置使用的稳定性，锗单晶夹持套顶部敞口的筒状结构，锗单晶夹持套所用材质为赛钢。锗单晶夹持套顶部沿周边均布有深度为3mm的槽口。
一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的加工方法，利用上述便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置加工，包括如下步骤：
1)依据要待加工面的目标凸面形状进行模拟，确定支撑横板和支撑纵板之间的夹角a，如图2所示，其与锗单晶水平放置时目标切割角度相等；
2)将锗单晶平凸铣磨片加工废料的回收装置置于金刚砂线切割机台旁，支撑横板水平放置，并将锗单晶待加工面向上地夹持在锗单晶夹持套内，调整支撑横板和支撑纵板之间的夹角至计算结果a；每个直径对应一个锗单晶夹持套，锗单晶夹持套内径比锗单晶外径小0.1mm
3)将金刚砂线位置归零后，根据指定切割深度调整锗单晶平凸铣磨片加工废料的回收装置与金刚砂线的相对位置，开启金刚砂线切割，同时旋转锗单晶夹持套，进行环形切割，如图2所示，金刚砂线为垂直切割，旋转切割360度后，关闭金刚砂线切割，收集切割产生的块状边角料。
加工实例数据1:
原料：直径127mm*厚度16.76mm；
目标产品：直径127mm的平凸锗铣磨片，凸面R是167.87，中心厚度16.56；
采用本申请上述方法，每加工一片，用时8分钟，得到块状边角料317克(价值3170元左右)，简单清洗后即可回炉使用；
若采用现有砂轮磨削方法加工，每加工一片，用时10分钟，锗废料全部变为317g的油泥，目前锗价格按10000元1KG预估，油泥回收涉及两个因素，首先1kg的油泥回收加工费1200元，其次油泥锗含量以95％回收计算，油泥回收加工费：317÷1000*1200＝380.4元，油泥锗回收锗重量317*0.95＝301.15克，301.15克锗价值3011.5元，再减去380.4元的加工费用，此次1片加工出来的油泥价值为3011.5-380.4＝2631.1元。相比与采用本申请方法，减少了3170-2631.1＝538.9元。也就是采用本申请方法，每加工一片，就节约538.9元，且不需要委外提纯加工，省去了周转时间。
加工实例数据2:
原料：直径60.4mm*厚度12.4mm；
目标产品：直径60.4mm的平凸锗铣磨片，凸面R是55.5mm，中心厚度11.93mm；
采用本申请上述方法，每加工一片，用时4分钟，得到块状边角料48克(价值480元左右)，简单清洗后即可回炉使用；
若采用现有砂轮磨削方法加工，每加工一片，用时6分钟，锗废料全部变为48g的油泥，目前锗价格按10000元1KG预估，油泥回收涉及两个因素，首先1kg的油泥回收加工费1200元，其次油泥锗含量以95％回收计算，油泥回收加工费：48÷1000*1200＝57.6元，油泥锗回收锗重量48*0.95＝45.6克，345.6克锗价值456元，再减去57.6元的加工费用，此次1片加工出来的油泥价值为456-57.6＝398.4元。相比与采用本申请方法，减少了480-398.4＝81.6元。也就是采用本申请方法，每加工一片，就节约81.6元，且不需要委外提纯加工，省去了周转时间。
Claims (9)
1.一种便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的加工方法，其特征在于：利用便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置加工；
便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的装置包括L型工装、轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套；
L型工装包括支撑横板和支撑纵板，支撑横板的一端端部和支撑纵板的一端端部转动连接在一起、形成L型，支撑横板和支撑纵板之间的角度可调；
轴承外套底座安装在支撑纵板的外侧面上，轴承安装在轴承外套底座内，轴承内芯棒底部插入轴承的内环中、并与轴承内环连接，锗单晶夹持套安装在轴承内芯棒上；
便于锗单晶平凸铣磨片加工废料回收的加工方法，包括如下步骤：
1）依据要待加工面的目标凸面形状进行模拟，计算出支撑横板和支撑纵板之间的夹角a；
2）将锗单晶平凸铣磨片加工废料的回收装置置于金刚砂线切割机台旁，并将锗单晶待加工面向上地夹持在锗单晶夹持套内，调整支撑横板和支撑纵板之间的夹角至计算结果a；
3）将金刚砂线位置归零后，根据指定切割深度调整锗单晶平凸铣磨片加工废料的回收装置与金刚砂线的相对位置，开启金刚砂线切割，同时旋转锗单晶夹持套，进行环形切割，旋转切割360度后，关闭金刚砂线切割，收集切割产生的块状边角料。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于：锗单晶夹持套顶部敞口的筒状结构，锗单晶夹持套所用材质为赛钢。
3.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于：锗单晶夹持套顶部沿周边均布有深度为2~5mm的槽口。
4.如权利要求1-3任意一项所述的加工方法，其特征在于：支撑横板底部设有调平结构。
5.如权利要求1-3任意一项所述的加工方法，其特征在于：轴承外套底座、轴承、轴承内芯棒和锗单晶夹持套均同心设置。
6.如权利要求1-3任意一项所述的加工方法，其特征在于：轴承外套底座通过螺栓安装在支撑纵板的外侧面上。
7.如权利要求1-3任意一项所述的加工方法，其特征在于：步骤2）中，支撑横板水平放置；骤3)中，金刚砂线垂直切割。
8.如权利要求7所述的加工方法，其特征在于：步骤1）中，支撑横板和支撑纵板之间的夹角a与锗单晶水平放置时目标切割角度相等。
9.如权利要求8所述的加工方法，其特征在于：步骤2）中，锗单晶夹持套内径比锗单晶外径小0.05~0.15mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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