CN118005268A - 一种多角度适用的石英加工模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石英加工模具技术领域，特别是一种多角度适用的石英加工模具，包括：模具，包括有模架、模槽和石英管；以及固定机构，包括底座、置物槽和限位柱；以及防松机构，包括限位架、推杆和夹板，夹板端面滑动设有限位柱；通过各种模槽与限位柱的选择与配合，能够适应各种形状的石英管，置物槽通过接触端完全包裹石英管一端并对其固定，并且可以调整石英管的不同安装角度，方便从各个角度对石英管热加工处理，丰富了应用场景，同时通过紧固套实现对石英管的自动锁紧，锁紧力度根据重量自动调整，避免对石英管表面产生压迫损坏，同时利用电磁物理连锁防止加工过程中石英管松动或者受热不均产生变形，提高了加工过程中的安全可靠性。

Description

一种多角度适用的石英加工模具

技术领域

本发明涉及石英加工模具技术领域，特别是一种多角度适用的石英加工模具。

背景技术

石英制品是利用石英材料制造的多种产品，广泛应用于实验室、工业生产和科研领域，这些制品包括石英反应室、管道、容器、光学元件和晶体生长舟等，它们具有高耐温性、化学稳定性和优良的光学性能，能够承受高温、高压、腐蚀性物质以及提供良好的光学透明度，在化学实验中，石英腔体制品可以用于承载化学试剂、执行反应或储存样品，而在光学应用中，石英元件则扮演着透光、折射和聚焦等重要角色，此外，在高温熔融法生长单晶材料的过程中，石英晶体生长舟则是不可或缺的工具，石英腔体制品的广泛应用和优良性能为各个领域的研究和生产提供了可靠的支持和保障。

在石英管的生产过程中，需要先用刀具对石英胚料进行切削初定型，获得所需的大概形状，随后对其进行加热进行热处理，此时通过模具对石英材料进行塑形，而且通常是分段对其进行加工，每次加热一部分后进行塑形。

现有公开号为CN112079552A的发明专利公开了一种石英棒生产加工用制造模具，包括底座，底座顶端开设有凹槽，凹槽的两侧槽壁均固定安装有电动液压缸，两个电动液压缸的伸缩端均固定安装有滑块，两个滑块分别与左模和右模底端开设的限位槽嵌设连接，两个限位槽的一侧均开设有螺纹孔，两个螺纹孔的内部均螺纹连接有紧固螺栓，两个紧固螺栓的一端分别与两个滑块的一侧固定连接。该发明一种石英棒生产加工用制造模具，通过滑块与左模和右模底端开设的限位槽嵌设，并通过紧固螺栓进行固定，便于左模和右模的更换，从而实现不同尺寸石英棒的制作，通过安装的水泵将水箱中的水抽入至左模和右模表面的水管中，加速石英棒的成型，提高石英棒的加工效率；

但是由于切割完的石英材料形状凹凸起伏，上述加工模具不好对其固定，从而石英容易在加工过程中发生碰撞振动，影响焊接加工的质量，并且生产过程中没有防松防振动且没有安全连锁，容易误操作断落导致损坏甚至伤害操作人员，与此同时加工模具中对石英管的固定力度通常需要人工把控，很容易出现固定不牢固或者力度过大导致划伤的情况；在加工过程中还需要对一部分石英管进行焊接，因此需要在模具固定的同时对暴露出的部分进行零部件的焊接，传统模具无法同时应对各种角度的使用场景，准备多个角度模具成本过高且切换过程繁琐，很容易导致石英胚料冷热交替变形影响加工精度。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多角度适用的石英加工模具，包括，模具，包括有模架、设于所述模架内壁的模槽和活动设于所述模槽内部的石英管；

固定机构，包括有设于模架外壁的底座、开设于所述底座上端面的置物槽和滑动设于所述置物槽内部的限位柱，所述底座通过石墨板连接至所述模架外壁；

所述限位柱包括有接触端、设于所述接触端端面的贴合端、设于所述贴合端端面的滑柱和设于所述滑柱端面的压块，所述贴合端直径略大于所述接触端；所述置物槽内壁设有隔层，所述滑柱滑动贯穿所述隔层，且所述贴合端端面和所述隔层之间设有第一弹性件，所述第一弹性件滑动套设于所述滑柱外壁；

防松机构，包括有滑动设于所述底座内部的限位架、设于所述限位架外壁下侧的推杆和设于所述限位架上侧端面的夹板，所述夹板端面同样滑动设有所述限位柱；所述夹板对称设于所述限位架两侧内壁，所述限位柱通过滑柱滑动设于所述夹板内侧，所述第一弹性件两端分别与所述贴合端和所述夹板内壁连接。

作为本发明所述多角度适用的石英加工模具的一种优选方案，其中：所述模架由上模架和下模架嵌合组成，所述模槽圆周阵列设于所述模架内部，所述石英管分别活动嵌合设于所述模槽内壁。

作为本发明所述多角度适用的石英加工模具的一种优选方案，其中：所述置物槽为圆柱形通孔，所述限位柱圆周阵列设于所述置物槽内部，所述置物槽内部还设有紧固套，所述紧固套活动贴合设于所述贴合端外壁。

作为本发明所述多角度适用的石英加工模具的一种优选方案，其中：所述底座远离所述隔层的一侧贯穿开设有滑轨，所述限位架滑动设于所述滑轨内壁，所述推杆滑动贯穿所述底座并与所述紧固套外壁连接。

作为本发明所述多角度适用的石英加工模具的一种优选方案，其中：所述压块外壁活动设有托盘，所述托盘沿所述置物槽滑动，所述托盘与所述压块贴合，所述托盘端面还设有圆柱，所述圆柱外壁滑动套设有旋转台。

作为本发明所述多角度适用的石英加工模具的一种优选方案，其中：所述圆柱外壁设有滑块，所述旋转台内壁设有曲槽，所述滑块滑动设于所述曲槽内壁。

作为本发明所述多角度适用的石英加工模具的一种优选方案，其中：所述旋转台外壁圆周阵列设有摆臂，所述摆臂外壁转动设有矩形块，所述限位架内壁垂直设有驱动槽，所述矩形块滑动贴合设于所述驱动槽内壁。

本发明的有益效果：通过各种模槽与限位柱的选择与配合，能够适应各种形状的石英管，置物槽通过接触端完全包裹石英管一端并对其固定，并且可以调整石英管的不同安装角度，方便从各个角度对石英管热加工处理，丰富了应用场景，同时通过紧固套实现对石英管的自动锁紧，锁紧力度根据重量自动调整，避免对石英管表面产生压迫损坏，同时利用电磁物理连锁防止加工过程中石英管松动或者受热不均产生变形，提高了加工过程中的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明中的多角度适用的石英加工模具整体示意图。

图2为本发明中的固定机构和防松机构细节放大图。

图3为本发明中的固定机构内部结构示意图。

图4为本发明中的旋转台内部机构示意图。

图5为本发明中的限位柱放大图。

图6为本发明中的石英管垂直放置示意图。

图7为本发明中的石英管倾斜放置示意图。

图8为本发明中的异形石英管放置示意图。

其中，图中：100，模具；101，模架；102，模槽；103，石英管；200，固定机构；201，底座；201a，滑轨；202，置物槽；202a，隔层；202b，第一弹性件；202c，紧固套；203，限位柱；203a，接触端；203b，贴合端；203c，滑柱；203d，压块；204，托盘；204a，圆柱；204a-1，滑块；204b，旋转台；204b-1，曲槽；204c，摆臂；204c-1，矩形块；300，防松机构；301，限位架；301a，驱动槽；302，推杆；303，夹板；K-1，矩形框；K-2，长杆；K-3，滑竿。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1-图5，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种多角度适用的石英加工模具，包括模具100、固定机构200和防松机构300，通过各种形状的模槽102适配多种形状的石英管103，同时调整所选模槽102的角度实现对石英管103角度的设置，简单便捷实用，同时通过限位柱203可以实现对各个形状的石英管103一端进行限位固定，也可以将石英管103放置成方便热处理加工的角度，丰富了模具100的应用场景和实用性，节省了造价成本。

具体的，包括：模具100，包括有模架101、设于模架101内壁的模槽102和活动设于模槽102内部的石英管103；以及，固定机构200，包括有设于模架101外壁的底座201、开设于底座201上端面的置物槽202和滑动设于置物槽202内部的限位柱203；以及，防松机构300，包括有滑动设于底座201内部的限位架301、设于限位架301外壁下侧的推杆302和设于限位架301上侧端面的夹板303，夹板303端面同样滑动设有限位柱203。

其中，模架101由上模架和下模架嵌合组成，模槽102圆周阵列设于模架101内部，石英管103分别活动嵌合设于模槽102内壁，如图2所示，底座201与模架101之间通过位于底座201外壁的石墨板进行连接，即底座201通过石墨板固定至所述模架101外壁，置物槽202开设于底座201靠近夹板303的一侧端面。

优选地，模槽102为圆管状且模槽102共有开口和不开口两种形状，模槽102对称分布于上下两个模架101外壁，石英管103可以完全封闭在开口型模槽102内部，对石英管103的一端进行热塑定型，也可以通过开口类型的模槽102对石英管103中间一部分进行单独热处理定型，此时还可以对石英管103露出部分焊接零部件，同时防止相邻部位的热膨胀变形。

更佳的，限位柱203包括有接触端203a、设于接触端203a端面的贴合端203b、设于贴合端203b端面的滑柱203c和设于滑柱203c端面的压块203d，贴合端203b直径略大于接触端203a，各个贴合端203b在不受外力的情况下相互贴合并可以产生相对滑动，接触端203a为石墨材质，防止划伤石英管103的同时对其起到夹持固定的作用。

其中，置物槽202内壁设有隔层202a，滑柱203c滑动贯穿隔层202a，且贴合端203b端面和隔层202a之间设有第一弹性件202b，第一弹性件202b滑动套设于滑柱203c外壁。

其中，第一弹性件202b为弹簧，第一弹性件202b使得限位柱203有着回弹的趋势，从而对石英管103进行充分包裹。

进一步的，置物槽202为圆柱形通孔，限位柱203圆周阵列设于置物槽202内部，置物槽202内部还设有紧固套202c，紧固套202c活动贴合设于贴合端203b外壁，置物槽202尺寸大于石英管103直径，从而使得整个石英管103都能放置进置物槽202内部。

其中，紧固套202c为半圆环形状且共有两个，两个紧固套202c嵌合成完整圆形并将所有贴合端203b包覆，紧固套202c由螺栓控制移动，旋转螺栓使得两个紧固套202c嵌合并紧密贴合挤压内部的贴合端203b，此时由于紧固套202c沿着限位柱203径向方向对其进行挤压，从而使得各个贴合端203b之间的压力增大，摩擦力也随之增大，从而固定各个限位柱203。

综上，在使用时，先将需要进行热处理的石英管103放置在设定角度的模槽102内壁，石英管103在自身重力的作用下沿模槽102向下滑动至置物槽202内，同时与接触端203a接触，并推动与之接触的限位柱203随之一起向下移动，同时限位柱203由于受到第一弹性件202b的推动会有一个回弹的力，当回弹力和石英管103自身重力抵消时，此时石英管103静止，且与之接触的限位柱203都会向下滑动形成凹坑，从而与石英管103的一端面贴合；

与此同时，当石英管103一端的形状和放置的角度改变时，限位柱203都会发生适应的改变并将石英管103完全嵌合进置物槽202内并对其固定，之后通过旋转螺栓使得紧固套202c将限位柱203锁死，防止发生移动，实现对石英管103的锁死，从而实现对各个角度和形状的石英管103一端进行锁死，应用场景广，方便后续在模具100内进行热加工，同时限位柱203锁死后，将石英管103移开进行热处理后依然可以直接按照原角度进行安装定位，省时省力，节省了操作步骤。

实施例2

参照图1~图5，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是，在石英管103下滑的过程中，带动紧固套202c对贴合端203b进行包覆，自动实现对石英管103的锁死，且石英管103下降距离越大，锁死力越强。

具体的，底座201远离隔层202a的一侧贯穿开设有滑轨201a，限位架301滑动设于滑轨201a内壁，推杆302滑动贯穿底座201并与紧固套202c外壁连接，限位架301和底座201也为铝合金材质，从而限位架301可以沿着底座201内部自由滑动。

如图3和图6所示，滑轨201a为贯穿开设于底座201上侧的长方体腔洞，其内壁光滑，从而可以使得限位架301的一部分在滑轨201a内壁滑动，滑轨201a关于置物槽202对称设有两个。

其中，压块203d外壁活动设有托盘204，托盘204沿置物槽202轴线方向滑动，图3中为了更好地展示托盘204与压块203d的位置关系因而切除了部分底座201，托盘204与压块203d贴合，托盘204端面还设有圆柱204a，圆柱204a外壁滑动套设有旋转台204b，圆柱204a固定设于托盘204外壁且随之一起旋转，旋转台204b滑动套设在圆柱204a外壁。

其中，旋转台204b内壁和圆柱204a之间也设有弹簧，从而圆柱204a和托盘204始终具有向上回复的趋势，从而当压块203d复位后，圆柱204a也自动复位。

更佳的，圆柱204a外壁设有滑块204a-1，旋转台204b内壁设有曲槽204b-1，滑块204a-1滑动设于曲槽204b-1内壁，圆柱204a表面抛光，从而减少滑动时的摩擦力。

进一步的，曲槽204b-1为螺纹形状曲线槽，滑块204a-1为球形块且滑动嵌合设于曲槽204b-1内壁，当圆柱204a和滑块204a-1下移时，滑块204a-1在曲槽204b-1内部滑动，带动旋转台204b发生旋转。

其中，旋转台204b外壁圆周阵列设有摆臂204c，摆臂204c外壁转动设有矩形块204c-1，限位架301内壁垂直设有驱动槽301a，矩形块204c-1滑动贴合设于驱动槽301a内壁，摆臂204c与驱动槽301a的初始角度为45°，当旋转台204b顺时针转动时，带动两个对称设置的摆臂204c相互靠近。

更佳的，限位架301和摆臂204c中心对称设有两个，两个限位架301都滑动贯穿另一个限位架301，从而使得限位架301滑动更加平稳，且移动过程更加同步。

如图3所示，限位架301为“L”形支架，两个限位架301中心对称设置且二者可以组合成完整的方框，限位架301具体包括与夹板303外壁平行设置的矩形框K-1、与矩形框K-1垂直的长杆K-2和设于长杆K-2外壁的滑竿K-3。

其中，矩形框K-1为中空的矩形方框且其一侧长杆K-2滑动设于滑轨201a内壁，推杆302设于矩形框K-1外壁下侧，夹板303设于矩形框K-1的上侧端面，且夹板303与矩形框K-1平行从而使得二者可以同步滑动，长杆K-2为单个的实心杆，且固定设置于矩形框K-1直角处，同时驱动槽301a垂直设置于长杆K-2外壁，滑竿K-3滑动贯穿与之中心对称的另一个矩形框K-1，从而使得两个中心对称设置的限位架301可以在沿着滑轨201a滑动的同时，还受到滑竿K-3的限位作用，使得两侧限位架301以及限位架301上的夹板303移动过程更加同步，从而保证了两侧夹持力度大小更加接近，从而避免石英管103因为受力不均发生倾斜。

综上，在使用时，当石英管103下移时，带动限位柱203下移，同时压块203d下移并与托盘204接触，带动与托盘204相连的圆柱204a下移，此时滑块204a-1在曲槽204b-1内壁滑动，并带动旋转台204b发生旋转，从而带动摆臂204c旋转；转动设于摆臂204c的矩形块204c-1随之旋转并在水平方向沿着驱动槽301a移动，在竖直方向带动驱动槽301a位移，由于两个摆臂204c中心对称设置，从而两个驱动槽301a相向设置，同时带动两个限位架301相互靠近，最后通过与之相连的推杆302带动紧固套202c对限位柱203进行抱紧固定，并且石英管103重量越大，限位柱203下移距离越大，则旋转台204b旋转角度越大，两个紧固套202c对限位柱203的压力越大，锁紧力也越大，从而在不同重量的情况下自动调整锁紧力度，在保证锁紧的情况下，避免了人工锁紧无法判断力度从而对石英管103表面产生压迫损坏的情况。

实施例3

参照图1~图8，为本发明第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是，通过夹板303对石英管103的侧壁进行夹持定位，提高固定效果，同时防止石英管103在热处理过程中受热产生膨胀形变。

具体的，夹板303对称设于限位架301两侧内壁，限位柱203通过滑柱203c滑动设于夹板303内侧，第一弹性件202b两端分别与贴合端203b和夹板303内壁连接。

其中，限位柱203线性阵列设于夹板303内壁，位于两夹板303上的限位柱203相互对称分布，从而共同对中间的石英管103外壁进行夹持，接触端203a为石墨，防止划伤石英管103。

进一步的，接触端203a为石墨导电材料，夹板303为铝合金导电材料，滑柱203c、压块203d和贴合端203b为石墨导电材料，从而使两端夹板303上限位柱203的接触端203a贴合后回路导通。

其中，夹板303端面设有电磁铁，当回路导通后，电磁铁得电产生磁性，将夹板303位置进行固定，此时石英管103的两侧外壁刚好被完全包裹固定，在通过固定机构200进行固定的基础上引进物理连锁，提高了固定效果，防止在后续热加工过程中对其产生碰撞损坏或者振动错位，同时还能防止加热导致的热膨胀变形。

综上，在使用时，当两个限位架301相互靠近，带动两个夹板303靠近，从而共同对石英管103靠近，且石英管103会推动与之贴合的限位柱203移动，在第一弹性件202b的推动下接触端203a会始终贴合石英管103外表面，并且贴合力度与外壁尺寸大小相关，尺寸越大则弹簧形变越大，固定效果越好，同时继续靠近直到不与石英管103接触的限位柱203相互碰触，回路导通，从而使得电磁铁得电，对夹板303和限位架301进行物理锁定，操作人员不会误碰而将石英管103移动，导致石英管103坠落损坏，甚至高温烫伤操作人员，提高了安全可靠性。

Claims (7)

1.一种多角度适用的石英加工模具，其特征在于：

包括，模具（100），包括有模架（101）、设于所述模架（101）内壁的模槽（102）和活动设于所述模槽（102）内部的石英管（103）；

固定机构（200），包括有设于模架（101）外壁的底座（201）、开设于所述底座（201）上端面的置物槽（202）和滑动设于所述置物槽（202）内部的限位柱（203），所述底座（201）通过石墨板连接至所述模架（101）外壁；

所述限位柱（203）包括有接触端（203a）、设于所述接触端（203a）端面的贴合端（203b）、设于所述贴合端（203b）端面的滑柱（203c）和设于所述滑柱（203c）端面的压块（203d），所述贴合端（203b）直径略大于所述接触端（203a）；所述置物槽（202）内壁设有隔层（202a），所述滑柱（203c）滑动贯穿所述隔层（202a），且所述贴合端（203b）端面和所述隔层（202a）之间设有第一弹性件（202b），所述第一弹性件（202b）滑动套设于所述滑柱（203c）外壁；

防松机构（300），包括有滑动设于所述底座（201）内部的限位架（301）、设于所述限位架（301）外壁下侧的推杆（302）和设于所述限位架（301）上侧端面的夹板（303），所述夹板（303）端面同样滑动设有所述限位柱（203）；所述夹板（303）对称设于所述限位架（301）两侧内壁，所述限位柱（203）通过滑柱（203c）滑动设于所述夹板（303）内侧，所述第一弹性件（202b）两端分别与所述贴合端（203b）和所述夹板（303）内壁连接。

2.如权利要求1所述的多角度适用的石英加工模具，其特征在于：所述模架（101）由上模架和下模架嵌合组成，所述模槽（102）圆周阵列设于所述模架（101）内部，所述石英管（103）分别活动嵌合设于所述模槽（102）内壁。

3.如权利要求2所述的多角度适用的石英加工模具，其特征在于：所述置物槽（202）为圆柱形通孔，所述限位柱（203）圆周阵列设于所述置物槽（202）内部，所述置物槽（202）内部还设有紧固套（202c），所述紧固套（202c）活动贴合设于所述贴合端（203b）外壁。

4.如权利要求3所述的多角度适用的石英加工模具，其特征在于：所述底座（201）远离所述隔层（202a）的一侧贯穿开设有滑轨（201a），所述限位架（301）滑动设于所述滑轨（201a）内壁，所述推杆（302）滑动贯穿所述底座（201）并与所述紧固套（202c）外壁连接。

5.如权利要求4所述的多角度适用的石英加工模具，其特征在于：所述压块（203d）外壁活动设有托盘（204），所述托盘（204）沿所述置物槽（202）滑动，所述托盘（204）与所述压块（203d）贴合，所述托盘（204）端面还设有圆柱（204a），所述圆柱（204a）外壁滑动套设有旋转台（204b）。

6.如权利要求5所述的多角度适用的石英加工模具，其特征在于：所述圆柱（204a）外壁设有滑块（204a-1），所述旋转台（204b）内壁设有曲槽（204b-1），所述滑块（204a-1）滑动设于所述曲槽（204b-1）内壁。

7.如权利要求6所述的多角度适用的石英加工模具，其特征在于：所述旋转台（204b）外壁圆周阵列设有摆臂（204c），所述摆臂（204c）外壁转动设有矩形块（204c-1），所述限位架（301）内壁垂直设有驱动槽（301a），所述矩形块（204c-1）滑动贴合设于所述驱动槽（301a）内壁。