CN115557683B - 一种石英轴类产品加工治具及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石英轴类产品加工治具，包括治具本体，所述的治具本体上呈模块化自下向上设置有角度高度调整层、轴杆固定层和对接操作层；其中，角度高度调整层，用于精确定位待对接轴杆与底爪之间的相对位置；角度高度调整层上设置有高度角度调整机构；轴杆固定层，滑动设置在治具本体上，用于调节固定轴杆；对接操作层，用于实现待对接底爪与轴杆的熔融对接操作；对接操作层上设置有底爪固定夹具、压接导向装置和用于调节控制压接力的推力调整装置。还公开了一种石英轴类产品加工方法。该加工治具，能够满足不同规格轴类产品的快速对接，对接质量高，精度更加精准，加工过程参数可控、可调，操作简单。该加工方法，产品质量好、生产效率高。

Description

一种石英轴类产品加工治具及其加工方法

技术领域

本发明涉及石英产品制造技术领域，具体地涉及一种石英轴类产品加工治具及其加工方法。

背景技术

随着芯片行业的快速发展，半导体设备行业随之发展迅速。石英产品作为半导体设备中的重要部件，需求也日益增长。石英的加工方式除机械冷加工外，还可以通过熔融成型加工。

石英产品中有的轴类产品，其主要包括轴杆部件与底爪部件，而轴杆部件和底爪部件的连接，现有技术采用的加工方式为在数控机床上分别加工好轴杆与底爪，然后使用石英焊棒将轴杆与底爪焊接在一起，焊接完成后需要退火、打磨等操作。但是该加工工艺存在如下问题：1、产品工期较长；2、产品的不良率较高，一次加工完后需要反复修正产品尺寸；3、对工人的经验要求较高，生产效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有石英轴类产品轴杆与底爪在焊接加工时，操作难度大、加工工序多、加工精度稳定性低等问题，而提供一种能够显著提高生产效率、产品合格率，并使产品加工过程简单易操作的石英轴类产品加工治具，同时还提供一种操作简单，定位精度高，后处理工序少，可以明显提高此类石英轴产品的产品质量、生产效率的石英轴类产品加工方法。

本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案是：一种石英轴类产品加工治具，包括治具本体，所述的治具本体上呈模块化自下向上设置有角度高度调整层、轴杆固定层和对接操作层；其中，

角度高度调整层，用于精确定位待对接轴杆与底爪之间的相对位置；角度高度调整层上设置有高度角度调整机构；

轴杆固定层，滑动设置在治具本体上，用于调节固定轴杆；

对接操作层，用于实现待对接底爪与轴杆的熔融对接操作；对接操作层上设置有底爪固定夹具、压接导向装置和用于调节控制压接力的推力调整装置。

该石英轴类产品加工治具，在治具本体上模块化设置有三层结构，具体的底层为角度高度调整层用于实现对不同待加工轴杆高度以及对接角度的调整，调整好高度角度后的轴杆通过轴杆固定层进行夹紧固定，为了保护夹紧固定位置符合不同规格的轴杆夹紧部分设计要求，轴杆固定层可以沿治具本体上下调节，以适应轴杆的设计夹紧部位要求，轴杆精准夹紧定位后，对于待加工的底爪通过对接操作层上的底爪固定夹具进行精准定位，这样就把产品的各部件轴杆和多个底爪进行了精准定位，以方便对接操作，对接时，通过压接导向装置推动底爪固定夹具向轴杆移动，在移动过程中通过推力调整装置控制平衡对接力的大小，使得底爪和轴杆在熔融对接过程中能够保持在设定的挤压对接力度和行程内，既能够通过控制压接行程及压接力大小，进行精确热融式压接，使熔融态石英融合为一体，又能够防止融接过程中对接部的变形，从而影响产品对接质量。该石英轴类产品加工治具，通过夹具固定、高精度定位，提升了产品的加工精度，且治具操作简单，效率高，能够满足不同规格轴类产品的快速对接，对接质量高，精度更加精准，并且加工过程参数可控、可调，操作简单。

作为优选，所述的高度角度调整机构为高精度旋转升降机构，高度角度调整机构包括高精度旋转升降台和设置在高精度升降台上的角度调整夹具。高精度旋转升降台可以采用手动式也可以采用自动式，采用旋转升降式结构，能够精准控制升降高度，实现对高度的精准调节；角度调整夹具可以实现对轴杆对接角度及位置的精准调节。

作为优选，所述的角度调整夹具包括石墨调整盘，在所述的石墨调整盘的盘面上对称开设有两弧形槽，弧形槽内部设置有蝶形调节螺栓，用于实现石墨调整盘角度的调整；在石墨调整盘的轴心处开设有定位槽；在所述的定位槽内部设置有用于实现待对接轴杆定位的定位销；所述的定位销为陶瓷或者不锈钢材质。通过石墨调整盘以及其上设置的弧形槽和蝶形调节螺栓对定位槽或定位销的角度进行调整，实现轴杆位置的调整。

作为优选，所述的轴杆固定层包括筒夹平台、固定在筒夹平台上的轴杆固定夹具和轴杆固定夹具高度调整装置；所述的轴杆固定夹具包括法兰套筒、筒夹螺母和筒夹；所述的筒夹为夹爪式结构的高精度石墨筒夹。筒夹平台可以沿治具本体上下滑动，以调整轴杆固定层的高度，并通过轴杆固定夹具高度调整装置进行调整限位锁紧。而轴杆固定夹具则是为了实现对轴杆的夹紧，为了满足夹紧与保证轴杆夹紧不影响轴杆质量的要求，采用石墨筒夹夹紧可靠，对轴杆无夹伤，而且能够实现精准夹紧，不会产生移位。

作为优选，所述的底爪固定夹具、压接导向装置和推力调整装置一一对应设置；所述的压接导向装置滑动设置在治具本体上用于调整底爪固定夹具的压接方向及压接行程；所述的底爪固定夹具拆卸式设置在压接导向装置上并通过压接导向装置带动治具本体的径向移动；所述的推力调整装置可调节式设置在治具本体上并且与压接导向装置连接，用于调节控制待对接轴杆与底爪之间熔融对接力的大小。底爪固定夹具、压接导向装置和推力调整装置一一对应设置，以满足多个底爪夹紧固定、移动，挤压对接等操作。通过压接导向装置和推力调整装置控制对接行程大小、熔融对接力的大小等，实现底爪与轴杆对接处热融状态的石英能够完全相互融合在一起，又不会产生挤压变形，保证了产品质量。

作为优选，所述的底爪固定夹具采用石墨夹具，所述的底爪固定夹具上设设置有带有压紧槽的底爪固定块，所述的压紧槽倾斜设置，压紧槽的倾斜角度与槽宽分别与底爪的倾斜角度及宽度适配；与压紧槽配合设置有用于对底爪进行抵压限位的压紧组件，所述的压紧组件为可调节式弹性压紧组件。底爪固定块是用于实现对底爪的定位，使其符合轴类产品底爪倾斜度、对接位置等的设计要求，因此，通过在底爪固定块上设置压紧槽，将对应规格的底爪部件放置到压紧槽内部，并通过压紧组件进行抵紧压紧限位，从而保证在对接过程中底爪的位置能够精准定位，实现与轴杆的精准熔融压接。压紧组件为可调节式弹性压紧组件，是为了满足压紧位置的精准调整定位，以保证底爪在挤压对接过程中位置的精准度。

作为优选，所述的压接导向装置包括有耐热滑轨、滑动设置在耐热滑轨上的装配滑块和用于对装配滑块滑动行程夹紧限位的滑台夹具。通过压接导向装置带动底爪实现与轴杆的挤压对接，而在对接过程中，挤压行程对于产品质量有较大的影响，因此，对每款产品在加工前，需要精准调整确定其对接行程，通过在耐热滑轨上设置滑台夹具，在确定好装配滑块移动行程后，通过滑台夹具进行锁紧定位，在挤压对接过程中只需要将装配滑块推动到滑台夹具限定的位置时即能够判定已经推到设定位置，此时可以完成挤压对接，不需要在对接过程中再去考虑推进的行程多少，操作方便精准，能够有效保证挤压对接质量。

作为优选，所述的推力调整装置包括可调节式弹簧固定板、弹簧、可调弹簧固定柱和固定式弹簧固定柱，在所述的弹簧固定板上设置有调节槽，所述的可调弹簧固定柱设置在调节槽内，所述的固定式弹簧固定柱固定在压接导向装置并随压接导向装置一起运动，所述的弹簧的两端分别与可调弹簧固定柱和固定式弹簧固定柱连接。推力调整装置通过弹簧，优选拉簧，对压接导向装置提供一与推力相反的拉力，从而实现推力与拉力的对抗操作，能够为挤压对接提供一稳定的挤压对接力，实现挤压过程的稳定性，保证产品挤压对接的质量，不会因为推力过大而导致对接变形，降低产品质量。推力调整装置可以是人工手动操作也可以是自动控制操作。

本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：一种石英轴类产品加工方法，加工过程利用所述的石英轴类产品加工治具，具体包括以下步骤：

步骤1：使用标准品校准治具；

步骤2：待加工石英轴类产品的固定，首先，将待加工石英轴类产品的待加工轴杆自生产治具的上部向下插入治具插孔，并穿过轴杆固定夹具，待加工轴杆的端部对准角度高度调整机构的定位销进行定位，锁紧轴杆固定夹具；然后将三个待加工底爪分别固定在底爪固定夹具上，并且使待加工底爪的爪体对接部朝向待加工轴杆设置；

步骤3：热融对接，对其中一个待加工底爪与待加工轴杆进行热融对接，使用火焰加热待加工底爪的爪体对接部以及待加工轴杆对接部的对应位置，在达到熔融工艺要求后迅速推动推力手柄，使底爪固定夹具沿压接导向装置向前推进，使爪体对接部与待加工轴杆对接部进行挤压式对接，使底爪与轴杆对接部熔融态石英完全融合为一体，完成其中一个待加工底爪与待加工轴杆的对接；

步骤4：重复步骤3的操作依次完成其他待加工底爪与待加工轴杆的熔融式对接；

步骤5： 冷却取件，待对接完成的石英轴类产品冷却后，先打开底爪固定夹具，然后松开轴杆固定夹具，将制成的石英轴类产品向上取出，完成石英轴类产品的制作。

该石英轴类产品加工方法，轴杆及底爪分别通过加工治具进行精确定位，然后使用火焰加热熔融需对接压接部位，随后通过治具控制压接行程及压接力大小，推进底爪与轴杆进行热融式挤压对接，使熔融态石英融合为一体。该加工方法，操作简单，定位精度高，后处理工序少，可以明显提高此类石英轴产品的产品质量、生产效率。

作为优选，热融对接过程中，使用1200度至1500度的氢氧火焰持续加热，熔融加热时间控制在10～20秒，此时，爪体对接部与轴杆对接部呈石英软化状态，达到了熔融工艺要求；挤压式对接过程中，氢氧火焰持续加热，对接挤压过程持续3～8秒，挤压对接行程控制在3mm以内，停止挤压对接后，氢氧火焰再持续加热10～20秒，使底爪的爪体与轴杆的熔融态石英完全融合为一体。

本发明的有益效果是：该石英轴类产品加工治具，通过夹具固定、高精度定位，提升了产品的加工精度，且治具操作简单，效率高，能够满足不同规格轴类产品的快速对接，对接质量高，精度更加精准，并且加工过程参数可控、可调，操作简单。该石英轴类产品加工方法，操作简单，定位精度高，后处理工序少，可以明显提高此类石英轴产品的产品质量、生产效率。

附图说明

图1是本发明石英轴类产品加工治具的一种结构示意图；

图2是本发明石英轴类产品加工治具去掉防护罩后的一种结构示意图；

图3是本发明中高度角度调整机构的一种结构示意图；

图4是本发明中轴杆固定层的一种分解结构图；

图5是本发明中对接操作层中各装置的一种结构示意图；

图6是本发明加工过程的一种结构示意图；

图7是本发明中石英轴类产品的一种结构示意图；

图8是本发明石英轴类产品标准品的一种结构示意图；

图9是本发明中待加工石英轴类产品的结构示意图；

图中：1、石英轴类产品，11、轴杆， 12、底爪，13、沟槽；

1＇、标准品，11＇、标准品轴杆， 12＇、标准品底爪，13＇、标准品沟槽；

1＂、待加工石英轴类产品，11＂、待加工轴杆，12＂、待加工底爪，13＂、待加工轴杆沟槽，121＂、第一底爪，122＂、第二底爪，123＂、第三底爪；

2、治具本体，3、底座，4、治具台，5、支撑架；

6、高精度旋转升降台，61、精密齿轮升降机构，62、手动调节螺栓，63、高度调节轴筒；

7、角度调整夹具，71、石墨调整盘，72、弧形槽，73、蝶形调节螺栓，74、定位台，75、定位槽，76、定位销；

8、筒夹平台，81、连接滑动板，82、中心平台，83、中心通孔，84、滑动孔，9、轴杆固定夹具，91、法兰套筒，92、筒夹螺母，93、筒夹；

10、轴杆固定夹具高度调整装置，101、周向锁紧件，102、连接滑动板固定件；

14、底爪固定夹具，141、底爪固定块，1410、压紧面，1411、压紧槽， 142、压紧组件，143、底爪压块，1430、压紧斜面，1431、水平压面，144、弹片，1440、短弹片，1441、长弹片，1442、弹片调节长孔，145、压紧手柄，146、端面压块，147、爪面压块；

15、压接导向装置，151、耐热滑轨，152、装配滑块，153、滑台夹具，154、防护罩，155、推力手柄；

16、推力调整装置，161、弹簧固定板，1610、滑动调节部，1611、折弯部，1612、推力调节部，1613、插片，1614、调节固定长槽，1615、调节件，1616、调节槽，162、弹簧，163、可调弹簧固定柱，164、固定式弹簧固定柱；

17、治具插孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明各个方面进行详细描述。

实施例1：

如图7所示，本实施例中的石英轴类产品1，主要包括一体结构的轴杆11和底盘，所述底盘包含三件爪状石英底爪12，底爪12分布呈放射状，三件底爪12呈120°均匀分布于所述轴杆11一端，所述轴杆11另一端开设有沟槽13或者凸台，用于精确定位。石英轴类产品还可以是包括一体式轴杆与多爪状石英底爪，例如可以是四件底爪、五件底爪等等，具体根据轴类产品需要的底爪数量而定。

现有技术中，轴杆和底爪的连接，采用的加工方式为在数控机床上分别加工好轴杆与底爪，然后使用石英焊棒将轴杆与底爪焊接在一起，焊接完成后需要退火、打磨等操作。

而本发明中针对该类石英轴类产品的加工工艺，为使用一专用治具固定所需加工的石英轴类产品的部件，包含轴杆与底爪，随后使用氢氧火焰将轴杆与底爪的连接处的特定位置熔融，随后使用一定的推进力，推进特定的工艺行程，使轴杆与底爪熔融压接在一起，完成产品的加工生产。

在图 1、图2所示的实施例中，该专用石英轴类产品加工治具采用模块化、集成式设计，包括治具本体2，治具本体2包括底座3和治具台4，本实施例中，底座3和治具台4均为圆形结构，治具台4采用石墨材料，可以避免底板在火焰加工时的变形，在治具台中心设置有治具插孔17。底座和治具台之间设置有支撑架5，所述的支撑架包括多根台柱，本实施例中，设置有三根台柱，三根台柱垂直设置在底座3上，所述的治具台4固定在支撑架的顶端。在治具本体上集成设置有角度高度调整层、轴杆固定层、对接操作层三大模块，三大模块与加工治具本体集成为一个治具整体，形成一特殊的加工治具。该加工治具通过三个模块化的平台精确定位、固定产品，并且加工过程参数可控、可调，操作简单。

具体的，角度高度调整层包括集成在底座3上的角度高度调整机构，通过角度高度调整机构来调整角度高度调整层的高度以及角度，以精确定位轴杆与待对接底爪之间的相对位置。

如图3所示，高度角度调整机构为高精度旋转升降机构；具体包括一高精度旋转升降台6和设置在高精度升降台6上的角度调整夹具7，高精度旋转升降台6可采用手动式旋转升降调节，也可以采用自动式旋转升降调节。

采用手动式旋转升降调节的高精度旋转升降台6包括精密齿轮升降机构61、手动调节螺栓62，以及带刻度的高度调节轴筒63，本实施例采用手动式旋转升降调节。

在另外的实施例中，采用自动式旋转升降调节的高精度旋转升降台采用中空结构，并且由一套精密交叉滚子轴承支撑，轴承中的滚子呈90度交错排列，并且滚子直径略大于轴承内圈与外圈间的滚道尺寸，使得交叉滚子轴承的内外圈及滚子之间存在预紧力，由此轴承支撑的伺服旋转平台转盘能够承受径向、轴向、倾覆等各种力矩。旋转升降采用 HT系列伺服电机或步进电机，以高精度旋转升降台的交叉滚子轴承为旋转中心，带动高精度旋转升降台旋转升降，高精度旋转升降台带动其上的角度调整夹具一起旋转升降，实现对角度调整夹具的角度设置和高度调整，从而精确定位轴杆与待对接底爪之间的相对位置。

如图3所示，角度调整夹具7包括石墨调整盘71，在所述的石墨调整盘71的盘面上对称开设有两弧形槽72，弧形槽72内部设置有蝶形调节螺栓73，用于实现石墨调整盘角度的调整。沿石墨调整盘的轴心向上凸设有定位台74，在定位台74顶部开设有定位槽75，用于轴杆端部为凸台时的定位；或者在所述的定位槽75内部安装有定位销76，用于轴杆端部为沟槽111时的定位；本实施例中采用沟槽与定位销配合定位的结构。所述的定位销76为陶瓷或者不锈钢材质，定位销的直径大小与轴杆的沟槽精密配合，采用陶瓷或不锈钢材质制作定位销不会划伤轴杆的沟槽。以此通过高度角度调整机构可以精确定位轴杆与待对接底爪之间的相对位置。

轴杆固定层可上下调节地滑动设置在支撑架5上，用于固定轴杆，同时轴杆固定层的高度可调，可以适配多种轴杆产品的不同夹紧位置的安装定位要求。

如图4所示，轴杆固定层包括筒夹平台8、固定在筒夹平台8上的轴杆固定夹具9和轴杆固定夹具高度调整装置10，轴杆固定夹具9为高精度石墨筒夹，夹具操作简单，功能可靠。筒夹平台8呈三角结构一体设置有三个连接滑动板81和一中心平台82，在中心平台82上设置有中心通孔83，在连接滑动板81的延伸端部分别设置有滑动孔84，连接滑动板的滑动孔84滑动连接在台柱上并且通过设置在连接滑动板下方的轴杆固定高度调整装置10实现调节锁紧定位。所述的轴杆固定夹具9包括法兰套筒91、筒夹螺母92和筒夹93，法兰套筒91固定在中心平台上并且与中心通孔同轴设置，所述的筒夹93插设在法兰套筒91内部并且通过筒夹螺母92与法兰套筒91锁夹固定，筒夹93采用高精度石墨筒夹，筒夹为夹爪式结构，通过筒夹螺母压紧筒夹端面实现筒夹对轴杆的夹紧固定。

轴杆固定夹具高度调整装置10采用轴挡固定环，轴挡固定环为开口式结构，开口端设置有周向锁紧件101，在轴挡固定环的轴向上设置有连接滑动板固定件102，通过连接滑动板固定件实现连接滑动板与轴挡固定环的连接。通过轴杆固定夹具高度调整装置，在适配不同长度轴类产品时可调整轴杆固定夹具的高度位置，满足轴杆固定夹具夹紧位置调节的要求。

如图5所示，对接操作层包括设置在治具台4上的底爪固定夹具14、压接导向装置15和推力调整装置16。底爪固定夹具14设置有三组，三组底爪固定夹具呈120°分布在治具台4上，可精确定位并固定三件底爪，并且三组底爪固定夹具可沿治具台的径向滑动，用于控制底爪与轴杆在加工时的压接行程。

对应于底爪固定夹具14设置有三组压接导向装置15和三组推力调整装置16。

压接导向装置15可调整底爪固定夹具14的压接方向及压接行程，可精确控制对接的方向、行程，并且可以调节对接力的大小，保证产品的精度。推力调整装置16，用于控制压接力。

每组压接导向装置分别包括有耐热滑轨151、滑动设置在耐热滑轨151上的装配滑块152、滑台夹具153，耐热滑轨151沿治具台4的径向由外向内设置，装配滑块152滑动设置在耐热滑轨151上，所述的滑台夹具153设置在耐热滑轨的内侧端，用于实现对装配滑块滑动行程的夹紧限位，以方便每一规格的轴类产品对接行程的调节定位。所述的装配滑块152呈Z字型结构设置在耐热滑轨上且延伸在滑台夹具有上方，所述的底爪固定夹固定连接在装配滑块的延伸端上部。在压接导向装置的外部还罩设有防护罩154。

所述的推力调整装置16包括弹簧固定板161、弹簧162、可调弹簧固定柱163和固定式弹簧固定柱164，弹簧固定板161呈Z字型结构设置有滑动调节部1610、折弯部1611和推力调节部1612，滑动调节部呈U型槽结构设置有两插片1613，插片1613上设置有调节固定长槽1614，滑动调节部插设在台柱的外部，两插片上的调节固定长槽内部设置有调节件1615，插片可沿治具台的径向调节，折弯部向治具台的外侧上方折弯，推力调节部设置在折弯部的上端部并且向治具台的圆周外侧延伸，在推力调节部1612上开设有调节槽1616，调节槽1616内部设置有可调弹簧固定柱163，在装配滑块朝向治具台外圆周的一端设置有固定式弹簧固定柱164，所述的弹簧162的两端分别设置在可调弹簧固定柱163和固定式弹簧固定柱164。弹簧采用拉簧，在装配滑块152上还设置有推力手柄155，当需要进行熔融对接时，推动推力手柄，将底爪固定夹具向治具台的中心推动，由于拉簧的拉力作用，使得推力与拉力之间形成一平衡推力，不会导致推力过大，而使对接力过大，进而影响熔融对接质量，该推力调整装置可以调节对接力的大小，保证熔融对接质量。

底爪固定夹具14为石墨夹具，且为快速夹具，操作简单、可靠。压接导向装置15可精确控制对接的方向、行程，并且可以调节对接力的大小，保证产品的精度。治具台4为石墨材质，可以避免底板在火焰加工时的变形。

底爪固定夹具14包括底爪固定块141和压紧组件142，所述的压紧组件142为可调节式弹性压紧组件，所述的压紧组件142包括底爪压块143、弹片144和压紧手柄145，所述的底爪固定块141可拆卸式固定在装配滑块152上，可以根据不同规格的底爪对接要求，更的是底爪固定夹具，以满足多规格轴类产品生产的需要。底爪固定块141朝向治具台圆心的一侧倾斜设置有压紧面1410，压紧面1410的倾斜角度与底爪与轴杆连接后的倾斜角度相适配，在压紧面1410上自上向下沿压紧面的倾斜方向开设有压紧槽1411，所述的压紧槽1411的倾斜角度与槽宽均与底爪的倾斜角度及宽度适配，以方便底爪的压紧定位。底爪压块143与压紧面1410配合设置在压紧斜面1430，压紧斜面1430相对的底爪压块上设置在水平压面1431，底爪压块143包括用于实现底爪端部定位的端面压块146和用于实现底爪爪面压紧定位的爪面压块147，所述的弹片144呈Z字型结构设置有短弹片1440和长弹片1441，短弹片固定在爪面压块的水平压面上，长弹片压设在端面压块的水平压面上，长弹片1441上设置有弹片调节长孔1442，所述的压紧手柄145通过一根穿过端面压块与装配滑块固定连接的轴与端面压块146固定连接，并且轴可沿长弹片上的弹片调节长孔1442滑动调节，以实现对不同规格底爪的压紧定位，以实现底爪精准定位，从而实现底爪与轴杆快速熔融式对接。

治具台的圆心设置有治具插孔，治具台为石墨材质，可以避免底板在火焰加工时的变形。

使用该加工治具加工轴类产品时，可预先设定火焰大小与火焰加热产品的时间，并且标定火焰加工的区域，确保该工艺下产品的稳定性。

如图6所示，本实施例中的石英轴类产品加工方法，包括以下步骤：

步骤1：使用标准品校准治具；如图8所示为本实施例中的标准品，标准品1＇包括三件爪状石英标准品底爪12＇，三件底爪呈120°均匀分布于标准品轴杆11＇一端，所述标准品轴杆11＇另一端开设有标准品沟槽13＇，用于精确定位。

使用标准品校准治具，具体的操作为，将标准品1＇的底爪12＇的三个爪体分别对准对应位置固定到底爪固定夹具上，此时的轴杆穿过轴杆固定夹具，底部端面与角度高度调整机构接触；调整角度高度调整机构，使轴杆端面沟槽与角度高度调整机构中的定位销配合；确认治具与样品配合无误后，锁紧角度高度调整机构的螺栓；随后调整轴杆固定夹具的高度，调整至工艺参数要求的夹紧位置后锁紧。完成治具校准后可进行产品生产。工艺参数要求的夹紧位置为可夹紧部分，夹紧此部位不会影响轴杆的加工质量。

如图9所示，待加工石英类产品1＂主要由待加工轴杆11＂和三个待加工底爪12＂，具体包括第一底爪121＂，第二底爪122＂，第三底爪123＂。

步骤2：待加工石英轴类产品的固定，首先，将待加工石英类产品1＂的待加工轴杆11＂自生产治具的上部向下插入治具插孔，并穿过轴杆固定夹具，待加工轴杆11＂的端部对准角度高度调整机构的定位部，使待加工轴杆11＂端面的待加工轴杆沟槽13＂与角度高度调整机构中的定位销配合，锁紧轴杆固定夹具；然后将三个待加工底爪12＂的爪体分别固定在底爪固定夹具上，并且使待加工底爪12＂的爪体对接部朝向待加工轴杆11＂设置；具体的操作为，将待加工底爪12＂的爪体放置到压紧槽内部，并通过底爪压块将待加工底爪12＂的爪体上端与端面压块抵接，爪面与爪面压块压接，然后操作压紧手柄将待加工底爪12＂的爪体锁紧定位，以方便底爪固定夹具带动待加工底爪12＂一起运动，以方便实现熔融对接。

步骤3：热融对接，使用氢氧火焰将轴杆与待加工底爪12＂的爪体设定的特定对接部位置熔融，具体的，用1200度至1500度的氢氧火焰同时加热第一爪体121＂对接部以及待加工轴杆11＂的对应的对接部，使对接部呈现软化状态，整个加热时间大约控制在10～20秒，在对接部位达到熔融工艺要求后，迅速推动推力手柄，使底爪固定夹具沿压接导向装置向前推进，使第一爪体121＂对接部与待加工轴杆11＂对接部进行挤压式对接，挤压对接过程中，氢氧火焰持续加热，对接挤压过程大约持续3～8秒，挤压对接行程控制在3mm以内，使第一爪体121＂对接部与待加工轴杆11＂对接部软化状态下的石英完全相互融接为一体，停止挤压对接后，氢氧火焰再持续加热10～20秒，使第一爪体121＂的爪体与待加工轴杆11＂的熔融态石英进一下融合，最后形成一完整的整体，完成第一爪体与轴杆的对接；对接行程的控制以及挤压时间的限制等，都是为了保证底爪的爪体与轴杆对接部能够完全融接，而且还能够防止融接过程中对接部的变形，从而影响产品对接质量。

步骤4：重复步骤3的操作完成第二底爪122＂与待加工轴杆11＂的挤压对接；

步骤5：重复步骤3的操作完成第三底爪123＂与待加工轴杆11＂的挤压对接；

步骤6： 冷却取件，待石英轴类产品冷却后，先打开三个底爪固定夹具，然后松开轴杆固定夹具，将制成的石英轴类产品向上取出，完成石英轴类产品的制作。

该石英轴类产品加工方法，是将带有底爪的石英轴类产品中的轴杆部件及石英轴底爪部件分别固定在加工治具的精确定位位置，使用火焰加热熔融需对接压接部位，随后通过治具控制压接行程及压接力大小，通过人力或自动推进压接，使熔融态石英融合为一体。其中加工治具按功能可分为角度高度调整层、轴杆固定层和对接操作层；通过底部角度高度调节层精确调节石英轴与石英底爪的相对位置，将轴杆精准固定在轴杆固定层，将底爪固定压接在对接操作层的底爪固定夹具上，最后进行精确热融式压接。该加工方法，操作简单，定位精度高，后处理工序少，可以明显提高此类石英轴产品的产品质量、生产效率。

本发明的加工工艺，工艺流程更为简单、工期短、效率高；本发明型治具通过夹具固定、高精度定位，提升了产品的加工精度，且治具操作简单，效率高。而且本发明的治具能够满足不同规格轴类产品的快速对接，对接质量高，精度更加精准。

应当指出，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明的范围内。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，在本申请的技术方案的基础上所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种石英轴类产品加工治具，包括治具本体（2），其特征在于：所述的治具本体（2）上呈模块化自下向上设置有角度高度调整层、轴杆固定层和对接操作层；其中，

角度高度调整层，用于精确定位待对接轴杆与底爪之间的相对位置；角度高度调整层上设置有高度角度调整机构；

轴杆固定层，滑动设置在治具本体（2）上，用于调节固定轴杆；

对接操作层，用于实现待对接底爪与轴杆的熔融对接操作；对接操作层上设置有压接导向装置（15）和用于调节控制压接力的推力调整装置（16），所述的压接导向装置（15）上设置有底爪固定夹具（14）。

2.根据权利要求1所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的高度角度调整机构为高精度旋转升降机构，高度角度调整机构包括高精度旋转升降台（6）和设置在高精度升降台上的角度调整夹具（7）。

3.根据权利要求2所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的角度调整夹具（7）包括石墨调整盘（71），在所述的石墨调整盘（71）的盘面上对称开设有两弧形槽（72），弧形槽（72）内部设置有蝶形调节螺栓（73），用于实现石墨调整盘角度的调整；在石墨调整盘（71）的轴心处开设有定位槽（75）；在所述的定位槽（75）内部设置有定位销（76）；所述的定位销（76）为陶瓷或者不锈钢材质。

4.根据权利要求1所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的轴杆固定层包括筒夹平台（8）、固定在筒夹平台（8）上的轴杆固定夹具（9）和轴杆固定夹具高度调整装置（10）；所述的轴杆固定夹具（9）包括法兰套筒（91）、筒夹螺母（92）和筒夹（93）；所述的筒夹（93）为夹爪式结构的高精度石墨筒夹。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的底爪固定夹具（14）、压接导向装置（15）和推力调整装置（16）一一对应设置；所述的压接导向装置（15）滑动设置在治具本体（2）上用于调整底爪固定夹具的压接方向及压接行程；所述的底爪固定夹具（14）拆卸式设置在压接导向装置（15）上并通过压接导向装置（15）带动治具本体（2）的径向移动；所述的推力调整装置（16）可调节式设置在治具本体（2）上并且与压接导向装置（15）连接，用于调节控制待对接轴杆与底爪之间熔融对接力的大小。

6.根据权利要求5所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的底爪固定夹具（14）采用石墨夹具，所述的底爪固定夹具（14）上设设置有带有压紧槽（1411）的底爪固定块（141），所述的压紧槽（1411）倾斜设置，压紧槽（1411）的倾斜角度与槽宽分别与底爪的倾斜角度及宽度适配；与压紧槽配合设置有用于对底爪进行抵压限位的压紧组件（142），所述的压紧组件为可调节式弹性压紧组件。

7.根据权利要求5所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的压接导向装置（15）包括有耐热滑轨（151）、滑动设置在耐热滑轨（151）上的装配滑块（152）和用于对装配滑块（152）滑动行程夹紧限位的滑台夹具（153）。

8.根据权利要求5所述的石英轴类产品加工治具，其特征在于：所述的推力调整装置（16）包括可调节式弹簧固定板（161）、弹簧（162）、可调弹簧固定柱（163）和固定式弹簧固定柱（164），在所述的弹簧固定板（161）上设置有调节槽（1616），所述的可调弹簧固定柱设置在调节槽内，所述的固定式弹簧固定柱固定在压接导向装置并随压接导向装置一起运动，所述的弹簧的两端分别与可调弹簧固定柱和固定式弹簧固定柱连接。

9.一种石英轴类产品加工方法，其特征在于：加工过程利用权利要求1至8任意一项所述的石英轴类产品加工治具，具体包括以下步骤：

步骤1：使用标准品校准治具；

步骤2：待加工石英轴类产品的固定，首先，将待加工石英轴类产品的待加工轴杆自生产治具的上部向下插入治具插孔，并穿过轴杆固定夹具，待加工轴杆的端部对准角度高度调整机构的定位销进行定位，锁紧轴杆固定夹具；然后将三个待加工底爪分别固定在底爪固定夹具上，并且使待加工底爪的爪体对接部朝向待加工轴杆设置；

步骤3：热融对接，对其中一个待加工底爪与待加工轴杆进行热融对接，使用火焰加热待加工底爪的爪体对接部以及待加工轴杆对接部的对应位置，在达到熔融工艺要求后迅速推动推力手柄，使底爪固定夹具沿压接导向装置向前推进，使爪体对接部与待加工轴杆对接部进行挤压式对接，使底爪与轴杆对接部熔融态石英完全融合为一体，完成其中一个待加工底爪与待加工轴杆的对接；

步骤4：重复步骤3的操作依次完成其他待加工底爪与待加工轴杆的熔融式对接；

步骤5： 冷却取件，待对接完成的石英轴类产品冷却后，先打开底爪固定夹具，然后松开轴杆固定夹具，将制成的石英轴类产品向上取出，完成石英轴类产品的制作。

10.根据权利要求9所述的石英轴类产品加工方法，其特征在于：热融对接过程中，使用1200度至1500度的氢氧火焰持续加热，熔融加热时间控制在10～20秒，此时，爪体对接部与轴杆对接部呈石英软化状态，达到了熔融工艺要求；挤压式对接过程中，氢氧火焰持续加热，对接挤压过程持续3～8秒，挤压对接行程控制在3mm以内，停止挤压对接后，氢氧火焰再持续加热10～20秒，使底爪的爪体与轴杆的熔融态石英完全融合为一体。