CN117601019A - 一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺，夹具包括夹具本体，所述夹具本体的上下两面为互相平行的平面；所述夹具本体的中部开设有上下贯通的晶体容置腔，所述晶体容置腔大于晶体毛坯且呈与所述晶体毛坯相适配的船形；所述夹具本体上位于晶体容置腔周围设有若干紧固件用于将放置于晶体容置腔内的晶体毛坯夹持固定于夹具本体上。本发明对该类型的船形激光晶体均适用；并通过可拆卸的紧固件对晶体毛坯进行夹持固定，装拆方便，夹持固定效果好，无需采用上下两大面任一面粘胶的方式来对晶体毛坯进行夹持固定，适用于上机操作，提高了晶体毛坯两大面减薄的工作效率。

Description

一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺

技术领域

本发明属于晶体生产技术领域，具体涉及一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺。

背景技术

激光晶体是一种利用激光效应工作的晶体材料，具有特殊的能级结构和发射特性，广泛应用于激光器、光通信、光纤放大器、光学传感器等领域。将预结晶料放于舟形坩埚进行生长制备，随形得到船形的晶体毛坯。由于毛坯的形状大体上为船形，且上下两面凹凸不平、侧面有斜弧；因此要对毛坯的两大面（上下两面）进行减薄抛光处理后，才能对晶体材料进行厚度方向的定向测量及划分内部质量可正常使用区域。

目前磨抛的方法主要是手工先修磨一大面，用502胶将修磨面固定在一基准板（主要为玻璃）上，再采用磨料进行减薄等，工序繁琐、效率低。另外，一面的打磨量取决于原生晶体初始磨削方向，完全靠操作者经验而定，不同操作者打磨量不同，即使同一操作者不同时段的打磨量也存在差异，导致加工均匀性差，而且材料利用率低；特别后续还需要浸泡脱胶处理，需花费大量时间，工作效率低下。

后续的改进方式是，采用铣磨机对晶体毛坯的两大面进行减薄，不再是手工打磨，这样大大提升了晶体减薄的工作效率；但仍需将晶体毛坯与基准板以粘胶的方式进行固定方能进行上机操作，且为了能保证铣磨机减薄及抛光机抛光时，晶体毛坯不会从基准板上脱落，会增加粘胶量，必然导致脱胶时间增长。

综上，有待进一步改进以彻底解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺，避免现有工艺在对激光晶体毛坯的两大面进行减薄抛光处理时需要固定粘胶、效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，包括夹具本体，所述夹具本体的上下两面为互相平行的平面；所述夹具本体的中部开设有上下贯通的晶体容置腔，所述晶体容置腔大于晶体毛坯且呈与所述晶体毛坯相适配的船形；

所述夹具本体上位于晶体容置腔周围设有若干紧固件用于将放置于晶体容置腔内的晶体毛坯夹持固定于夹具本体上。

进一步完善上述技术方案，所述夹具本体的厚度小于晶体毛坯磨抛后的厚度。

进一步地，所述紧固件包括若干螺丝，所述晶体容置腔的内侧壁垂直向外贯穿开设有若干夹持孔，若干螺丝一一穿过夹持孔以对晶体毛坯进行夹持固定。

进一步地，所述螺丝为胶头止付螺丝。

进一步地，所述夹持孔包括设于外端的通孔和内端的内螺纹孔。

进一步地，所述夹具本体呈圆形板状，所述夹具本体的外圆周面可拆卸连接有固定套，所述固定套为能够被磁性材料吸附的金属材料以使夹具本体能够被吸附固定于磨床上。

本发明还涉及一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，本工艺方法基于上述的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具而进行，具体包括以下步骤：

S1、将夹具本体其中一面放置在水平的操作台上，该面作为第一次磨抛基准面；然后将晶体毛坯放在夹具本体的晶体容置腔中并使晶体毛坯其中一面自然落在操作台上；晶体毛坯的另一面突出于晶体容置腔；利用紧固件将晶体毛坯和夹具本体固定；

S2、将固定有晶体毛坯的夹具本体转移到磨床上，并使夹具本体的第一次磨抛基准面与磨床的吸盘相贴；启动磨床，对突出于晶体容置腔的晶体毛坯另一面进行减薄，使得该另一面的表面平整度符合标准；将完成减薄的晶体毛坯连同夹具本体直接转移到抛光机上进行抛光，使得该另一面的表面抛光度达到所需技术指标要求；

并将该另一面作为第二次磨抛基准面；

S3、将夹具本体连同其上的晶体毛坯翻转180°后放置在水平的操作台上，此时晶体毛坯的第二次磨抛基准面与操作台贴合；然后松开紧固件，使夹具本体自然落在操作台上；晶体毛坯的上面突出于晶体容置腔；将松开的紧固件再次紧固以将晶体毛坯和夹具本体固定；

S4、将固定有晶体毛坯的夹具本体转移到磨床上，并使晶体毛坯的第二次磨抛基准面与磨床的吸盘相贴；启动磨床，对突出于晶体容置腔的晶体毛坯上面进行减薄，使得该上面的表面平整度符合标准；将完成减薄的晶体毛坯连同夹具本体直接转移到抛光机上进行抛光，使得该另一面的表面抛光度达到所需技术指标要求；

即完成晶体毛坯两大面的减薄抛光。

进一步地，所述紧固件为若干螺丝，螺丝从夹具本体的外侧面穿入并从晶体容置腔的内壁垂直穿出，若干螺丝从晶体容置腔的不同内壁方向穿出并紧抵在晶体毛坯周侧，从而将晶体毛坯四周悬空夹持于夹具本体的晶体容置腔内。

进一步地，步骤S1利用紧固件将晶体毛坯和夹具本体固定时，如果晶体毛坯与螺丝相抵接的面不正对螺丝，则预先在晶体毛坯对应位置粘贴垫块，螺丝通过垫块与晶体毛坯相抵接并正对垫块抵接位置。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，将夹具本体的中部开设有用于容纳晶体毛坯的晶体容置腔，晶体容置腔呈与所述晶体毛坯相适配的船形，对该类型的船形激光晶体均适用；并通过可拆卸的紧固件对晶体毛坯进行夹持固定，装拆方便，夹持固定效果好，无需采用粘胶的方式来对晶体毛坯进行夹持固定，适用于上机操作，提高了晶体毛坯两大面减薄的工作效率。

2、本发明的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，由于晶体的长度不一致，夹具的大小也会进行适应地改变；制作夹具时，只需对夹具本体上位于晶体容置腔内侧壁的部分加工有效螺纹，其余长度部分采用通孔即可，降低加工难度，也能保证夹持固定的效果。

3、本发明的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，由于晶体毛坯的侧面通常为非平面的弧形，且晶体的侧面并不都与对应的晶体容置腔内侧壁相平行，为了保证胶头止付螺丝的夹持固定效果，在晶体毛坯的弧形侧面上粘接垫块，并使得垫块与胶头止付螺丝相贴的那一面与所述晶体容置腔的内侧壁相平行，避免晶体毛坯产生晃动，保证夹持固定效果。由于垫块只是间隔粘贴在晶体毛坯周侧，而晶体周侧通常为废料区，后续无需通过复杂的工艺使垫块脱落，直接切割掉废料区即同时去掉垫块。

4、本发明的一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，晶体毛坯与夹具本体之间无需采用粘胶的方式实现夹持固定，减少了粘胶和浸泡脱胶的环节；打磨减薄的环节上，只需调节晶体毛坯在晶体容置腔内的位置，最终使得晶体毛坯的两大面的平整度符合标准，大幅度提升晶体的利用率，工作效率高；且完成打磨减薄后直接向后续抛光工序流转，无需拆卸夹具本体。

附图说明

图1为实施例的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具的结构示意图；

图2为实施例中磨抛夹具与晶体毛坯之间的装配示意图；

图3为图2中A处局部剖视图的放大图；

其中，夹具本体1，晶体容置腔11，夹持孔12，晶体毛坯2，螺丝3，垫块4。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参见图1和图2，具体实施例的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺，包括夹具本体1，所述夹具本体1的上下两面为互相平行的平面；所述夹具本体1的中部垂直开设有晶体容置腔11，所述晶体容置腔11大于晶体毛坯2且呈与所述晶体毛坯2相适配的船形；

所述夹具本体1上位于晶体容置腔11周围设有若干紧固件用于将放置于晶体容置腔11内的晶体毛坯2夹持固定于夹具本体1上。

实施例的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具及工艺，将夹具本体1的中部开设有用于容纳晶体毛坯2的晶体容置腔11，晶体容置腔11呈与所述晶体毛坯2相适配的船形，对该类型的船形激光晶体均适用；并通过可拆卸的紧固件对晶体毛坯2进行夹持固定，装拆方便，夹持固定效果好，无需采用粘胶的方式来对晶体毛坯2进行夹持固定，适用于上机操作，提高了晶体毛坯2两大面减薄的工作效率。

请继续参见图1，其中，所述夹具本体1的厚度小于晶体毛坯2磨抛后的厚度。

这样，便于沿晶体容置腔11的深度方向调整晶体毛坯2，以使晶体毛坯2待打磨的那一大面突出于夹具本体1之上，然后进行打磨减薄。

其中，所述紧固件包括若干螺丝3，所述晶体容置腔11的内侧壁垂直向外贯穿开设有若干夹持孔12，若干螺丝3一一穿过夹持孔12以对晶体毛坯2进行夹持固定。

这样，结构简单，夹持固定效果好。当然，所述紧固件还可以是销钉销片的形式，

实施时，所述螺丝3为胶头止付螺丝。

这样，避免螺丝3的抵接端刮花晶体毛坯2。

请参见图3，其中，所述夹持孔12包括设于外端的通孔和内端的内螺纹孔。

由于晶体的规格不一，尺寸大小有别，为了尽量使同一套夹具适应于更多尺寸的晶体，本发明夹具上的晶体容置腔11相对较大，相应地夹具本体1的直径就大，另一方面容置腔11的形状决定了其内壁不同位置到夹具本体1外周的尺寸不同。上述两因素叠加，就会出现个别位置的夹持孔12比较深，如果全部加工为螺纹孔，不但螺纹孔加工量大，而且在后续通过螺丝固定晶体时，拧螺丝的工作量也会增加，基于此，本发明将夹持孔12设置为相通的两段，制作夹具时，只需对夹具本体1上位于晶体容置腔11内侧壁的部分加工有效螺纹，其余长度部分采用通孔即可，降低内螺纹孔的加工难度，也能保证夹持固定的效果，还能将各螺丝的头部隐藏于通孔之内。实施时，所述通孔与内螺纹孔为同轴设置，通孔直径大于内螺纹孔2mm即可，当然也可以根据实际情况进行调整。

实施时，如图2所示，在晶体容置腔11的内侧壁，两侧长边和底边均间隔设置有两处夹持孔12，船形尖头两侧边各设置有一处夹持孔12，一共八个夹持孔12，即可保证有效的固定夹持效果。

其中，所述夹具本体1呈圆形板状，所述夹具本体1的外圆周面可拆卸连接有固定套，所述固定套为能够被磁性材料吸附的金属材料以使夹具本体1够被吸附固定于磨床上。

这样，由于最终要将夹具本体1连同毛坯进行上机操作，需将其固定于磨床（铣磨机）的电磁吸盘上；而现有的夹具本体1的材质一般为铝合金、铸造尼龙、ABS材料或聚碳酸酯等非磁性材料，故在夹具本体1的外圆周面上设有采用磁性的金属材料制成的固定套；实施时，所述固定套可采用抱箍的形式，形状与夹具本体1的外周相适配，方便拆卸，结构简单。

请参见图2，本发明还提供一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，本工艺方法基于如上所述的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具而进行，具体包括以下步骤：

S1、将夹具本体1其中一面放置在水平的操作台上，该面作为第一次磨抛基准面；然后将晶体毛坯2放在夹具本体1的晶体容置腔11中并使晶体毛坯2其中一面自然落在操作台上；晶体毛坯2的另一面突出于晶体容置腔11；利用紧固件将晶体毛坯2和夹具本体1固定；

S2、将固定有晶体毛坯2的夹具本体1转移到磨床上，并使夹具本体1的第一次磨抛基准面与磨床的吸盘相贴；启动磨床，对突出于晶体容置腔11的晶体毛坯2另一面进行打磨，使得该另一面的表面平整度符合标准；将完成打磨的晶体毛坯2连同夹具本体1直接转移到抛光机上进行抛光，使得该另一面的表面抛光度达到所需技术指标要求；

并将该另一面作为第二次磨抛基准面；

S3、将夹具本体1连同其上的晶体毛坯2翻转180°后放置在水平的操作台上，此时晶体毛坯2的第二次磨抛基准面与操作台贴合；然后松开紧固件，使夹具本体1自然落在操作台上；晶体毛坯2的上面突出于晶体容置腔；将松开的紧固件再次紧固以将晶体毛坯2和夹具本体1固定；

S4、将固定有晶体毛坯2的夹具本体1转移到磨床上，并使晶体毛坯2的第二次磨抛基准面与磨床的吸盘相贴；启动磨床，对突出于晶体容置腔11的晶体毛坯2上面进行打磨，使得该上面的表面平整度符合标准；将完成打磨的晶体毛坯2连同夹具本体1直接转移到抛光机上进行抛光，使得该另一面的表面抛光度达到所需技术指标要求；

即完成晶体毛坯2两大面的磨抛。

实施例的一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，晶体毛坯2与夹具本体1之间无需采用粘胶的方式实现夹持固定，减少了粘胶和浸泡脱胶的环节；打磨减薄的环节上，只需调节晶体毛坯2在晶体容置腔11内的位置，最终使得晶体毛坯2的两大面的平整度符合标准，大幅度提升晶体的利用率，工作效率高；且完成打磨减薄后直接向后续抛光工序流转，无需拆卸夹具本体1。

在本实施例中，晶体毛坯2的两大面的表面平整度≤5微米。

实施时，所述紧固件为若干螺丝3，螺丝3从夹具本体1的外侧面穿入并从晶体容置腔11的内壁垂直穿出，若干螺丝3从晶体容置腔11的不同内壁方向穿出并紧抵在晶体毛坯2周侧，从而将晶体毛坯2四周悬空夹持于夹具本体1的晶体容置腔11内。

其中，步骤S1利用紧固件将晶体毛坯2和夹具本体1固定时，如果晶体毛坯2与螺丝3相抵接的面不正对螺丝3，则预先在晶体毛坯2对应位置粘贴垫块4，螺丝3通过垫块4与晶体毛坯2相抵接并正对垫块4抵接位置。

由于晶体毛坯2的侧面通常为非平面的弧形，且晶体毛坯2的侧面并不都与对应处晶体容置腔11的内侧壁相平行，为了保证螺丝3的夹持固定效果，在晶体毛坯2的弧形侧面上粘接垫块4，并使得所述垫块4与螺丝3相贴的那一面与所述晶体容置腔11的内侧壁相平行，避免晶体毛坯2产生晃动。此处，无需考虑垫块4与晶体毛坯2之间的粘胶，因为后续可通过切割工艺直接将带有粘胶部分的垫块4切掉即可。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，包括夹具本体，所述夹具本体的上下两面为互相平行的平面；其特征在于：所述夹具本体的中部开设有上下贯通的晶体容置腔，所述晶体容置腔大于晶体毛坯且呈与所述晶体毛坯相适配的船形；

所述夹具本体上位于晶体容置腔周围设有若干紧固件用于将放置于晶体容置腔内的晶体毛坯夹持固定于夹具本体上。

2.根据权利要求1所述一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，其特征在于：所述夹具本体的厚度小于晶体毛坯磨抛后的厚度。

3.根据权利要求1所述一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，其特征在于：所述紧固件包括若干螺丝，所述晶体容置腔的内侧壁垂直向外贯穿开设有若干夹持孔，若干螺丝一一穿过夹持孔以对晶体毛坯进行夹持固定。

4.根据权利要求3所述一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，其特征在于：所述螺丝为胶头止付螺丝。

5.根据权利要求3所述一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，其特征在于：所述夹持孔包括设于外端的通孔和内端的内螺纹孔。

6.根据权利要求1所述一种激光晶体毛坯的磨抛夹具，其特征在于：所述夹具本体呈圆形板状，所述夹具本体的外圆周面可拆卸连接有固定套，所述固定套为能够被磁性材料吸附的金属材料以使夹具本体能够被吸附固定于磨床上。

7.一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，其特征在于：本工艺方法基于权利要求1所述的一种激光晶体毛坯的磨抛夹具而进行，具体包括以下步骤：

S1、将夹具本体其中一面放置在水平的操作台上，该面作为第一次磨抛基准面；然后将晶体毛坯放在夹具本体的晶体容置腔中并使晶体毛坯其中一面自然落在操作台上；晶体毛坯的另一面突出于晶体容置腔；利用紧固件将晶体毛坯和夹具本体固定；

S2、将固定有晶体毛坯的夹具本体转移到磨床上，并使夹具本体的第一次磨抛基准面与磨床的吸盘相贴；启动磨床，对突出于晶体容置腔的晶体毛坯另一面进行打磨，使得该另一面的表面平整度符合标准；将完成打磨的晶体毛坯连同夹具本体直接转移到抛光机上进行抛光，使得该另一面的表面抛光度达到所需技术指标要求；

并将该另一面作为第二次磨抛基准面；

S3、将夹具本体连同其上的晶体毛坯翻转180°后放置在水平的操作台上，此时晶体毛坯的第二次磨抛基准面与操作台贴合；然后松开紧固件，使夹具本体自然落在操作台上；晶体毛坯的另一面突出于晶体容置腔；将松开的紧固件再次紧固以将晶体毛坯和夹具本体固定；

S4、将固定有晶体毛坯的夹具本体转移到磨床上，并使晶体毛坯的第二次磨抛基准面与磨床的吸盘相贴；启动磨床，对突出于晶体容置腔的晶体毛坯另一面进行打磨，使得该另一面的表面平整度符合标准；将完成打磨的晶体毛坯连同夹具本体直接转移到抛光机上进行抛光，使得该另一面的表面抛光度达到所需技术指标要求；

即完成晶体毛坯两大面的磨抛。

8.根据权利要求7所述的一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，其特征在于：所述紧固件为若干螺丝，螺丝从夹具本体的外侧面穿入并从晶体容置腔的内壁垂直穿出，若干螺丝从晶体容置腔的不同内壁方向穿出并紧抵在晶体毛坯周侧，从而将晶体毛坯四周悬空夹持于夹具本体的晶体容置腔内。

9.根据权利要求8所述的一种激光晶体毛坯的磨抛工艺，其特征在于：步骤S1利用紧固件将晶体毛坯和夹具本体固定时，如果晶体毛坯与螺丝相抵接的面不正对螺丝，则预先在晶体毛坯对应位置粘贴垫块，螺丝通过垫块与晶体毛坯相抵接并正对垫块抵接位置。