CN211939061U - 一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，属于加工装置领域，包括由数控机床控制竖直和水平运动的支杆，所述支杆下方安装有支撑块，所述支撑块的一侧安装有由电机控制的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上设有可沿滚珠丝杆轴向运动的滚珠滑块，所述滚珠滑块上安装有刀具，刀具实际的最大行程等于支杆的最大行程与刀具在滚珠丝杆上的最大行程之和，通过将该装置加装在数控机床上，可以加工高度超过数控机床竖直方向行程的产品，解决了现有技术中立式机床可加工的最大高度低的问题。

Description

一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置

技术领域

本实用新型涉及一种加工装置，尤其是涉及一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置。

背景技术

我国半导体行业最近几年发展速度非常快，目前全国已经有上百家半导体的设计和生产厂家，但半导体设备陶瓷部件的生产在国内仍占比重较小，很多技术方面问题没有得到有效解决，尤其对于大尺寸圆桶型氧化铝陶瓷外径加工处理。因为目前普通立式车床的高度行程普遍在600mm左右,装上机床刀柄后只剩下450mm高度行程，对于一些大型圆桶类产品，高度超过450mm的就无法加工。

例如，在中国专利文献上公开的“一种用于高速钢、硬质合金的单柱立式车床”，其公告号为CN201220364973.X，包括床身和工作台，其不足之处在于，其能加工的产品的最大高度不能超过车床在竖直方向上的行程，对于高度过高的产品无法加工。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术中，立式车床加工产品的最大高度不能超过车床在竖直方向上的行程，对于高度过高的产品无法加工的问题，提供一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，可以附加在普通机床上，使机床可以加工超过其竖直方向行程产品。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型，一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，包括由数控机床控制竖直和水平运动的支杆，所述支杆下方安装有支撑块，所述支撑块的一侧安装有由电机控制的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上设有可沿滚珠丝杆轴向运动的滚珠滑块，所述滚珠滑块上安装有刀具。

所述支杆由数控机床控制运动，其在竖直方向的行程由数控机床在竖直方向上的行程决定，支杆通过支撑块与滚珠丝杆连接，而滚珠滑块可以在滚珠丝杆上沿竖直方向运动，在加工开始前，将滚珠滑块的位置调整至滚珠丝杆的上端，当需要加工高度超出机床行程的产品时，在支杆向下移动的同时通过电机控制刀具相对支杆也向下移动，从而获得更大的刀具行程，刀具实际的最大行程等于支杆的最大行程与刀具在滚珠丝杆上的最大行程之和。

作为优选，所述刀具包括刀头和刀柄，所述刀柄的形状为J型，所述刀柄包括长柄和短柄，所述刀头安装在长柄上，所述滚珠滑块上设有长柄孔和短柄孔，所述长柄适配安装在长柄孔内，所述短柄适配安装在短柄孔内；由于氧化铝陶瓷硬度较大，当刀具对氧化铝陶瓷进行加工时，会持续受到较大的垂直于氧化铝陶瓷表面的压力，并发生一定程度的抖动，所述压力和抖动会传递到长柄上，从而造成长柄与长柄孔之间的摩擦，导致长柄孔内容易被磨损，磨损后的长柄孔与长柄之间产生一定的间隙，从而加剧抖动，影响氧化铝陶瓷表面的加工精度和表面粗糙度，而在长柄与滚珠滑块连接之外，再通过所述短柄与滚珠滑块的连接，可以形成过定位，从而提高刀柄与滚珠滑块的连接刚度和稳定性，从而减小刀具在加工时的抖动，防止因长柄孔磨损而影响产品精度与表面粗糙度。

作为优选，所述滚珠滑块上设有用于将长柄与滚珠滑块固定的长柄顶丝孔，所述短柄上设有用于将短柄与滚珠滑块固定的短柄顶丝孔，所述长柄顶丝孔与短柄顶丝孔的方向垂直；所述长柄顶丝孔和短柄顶丝孔可以进一步提高滚珠滑块与刀柄之间的连接刚度，从而减少刀柄的抖动。

作为优选，所述刀头包括主切削面和副切削面，所述主切削面和副切削面与产品外侧面之间形成的夹角均为锐角，由于氧化铝陶瓷表面的硬度较大，对刀头上切削部分的材料硬度要求非常高，通过使切削面与产品外侧面之间形成锐角，可以使刀头与产品的实际切削部分集中在刀头的端部，从而降低高硬度材料的使用量，从而降低刀头的成本。

作为优选，所述滚珠滑块的形状为T型，所述滚珠滑块上与滚珠丝杆连接的一侧上设有滚珠滑块侧翼；由于氧化铝陶瓷硬度较大，当刀具对氧化铝陶瓷进行加工时，会持续受到较大的垂直于氧化铝陶瓷表面的压力，而当滚珠滑块运动到滚珠丝杆的某一端时，会对滚珠丝杆产生一个较大的弯矩，在该弯矩的作用下进行切削，切削时产生的抖动会对滚珠丝杆造成持续的损伤，从而大大降低滚珠丝杆的使用寿命，而通过所述T型结构，可以增加滚珠滑块与滚珠丝杆的接触面积，从而提高滚珠滑块与滚珠丝杆之间的连接刚度，减少滚珠滑块与滚珠丝杆之间的抖动，从而提高滚珠丝杆的使用寿命。

作为优选，所述支撑块的形状为T型，所述支撑块安装有滚珠丝杆的一侧上设有支撑块侧翼；由于滚珠丝杆上安装有电机，导致该结构重量较大，通过所述支撑块侧翼可以增加支撑块与滚珠丝杆连接部分的接触面积，从而提高连接的稳定性，防止丝杆从支撑块上掉落。

作为优选，所述控制滚珠丝杆的电机为伺服电机；伺服电机精度高、稳定性好，适用与本方案中对氧化铝陶瓷这种高硬度材料的加工。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）通过在数控机床上加装本装置，可以提高刀具的行程，从而加工高度超出数控机床行程的产品；（2）可以减小加工过程中产生的抖动，提高稳定性、提高产品的加工精度和表面粗糙度，提高滚珠丝杆的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型部分结构的剖视图。

图中：1、支杆 2、支撑块 21、支撑块侧翼 3、滚珠丝杆 4、滚珠滑块 41、长柄顶丝孔 42、短柄顶丝孔 43、滚珠滑块侧翼 5、刀具 51、刀头 511、主切削面 512、副切削面 52、刀柄 521、长柄 522、短柄 6、电机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1和图2所示的实施例中，一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，包括由立式数控机床控制竖直和水平运动的支杆1，氧化铝陶瓷产品放置在立式数控机床的转盘上，所述支杆下方安装有支撑块2，所述支撑块的一侧安装有由电机6控制的滚珠丝杆3，所述滚珠丝杆可以将电机的旋转运动转换成线性运动，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点，所述滚珠丝杆的方向为竖直方向，所述滚珠丝杆上设有可沿滚珠丝杆轴向运动的滚珠滑块4，通过电机的正转和反转可以分别控制滚珠滑块向上和向下移动，所述滚珠滑块上安装有刀具5；所述刀具包括刀头51和刀柄52，所述刀柄的形状为J型，所述刀柄包括长柄521和短柄522，所述刀头安装在长柄上，所述滚珠滑块上设有长柄孔和短柄孔，所述长柄适配安装在长柄孔内，所述短柄适配安装在短柄孔内，所述长柄和短柄的方向均为竖直方向，所述长柄孔为通孔，所述短柄孔位于滚珠滑块的上侧面；所述滚珠滑块上设有用于将长柄与滚珠滑块固定的长柄顶丝孔41，所述短柄上设有用于将短柄与滚珠滑块固定的短柄顶丝孔42，所述长柄顶丝孔与短柄顶丝孔的方向垂直，所述长柄顶丝孔的方向垂直于长柄，所述长柄上设有一个铣槽面，长柄顶丝孔中的顶丝顶在所述铣槽面上，短柄顶丝孔的方向与短柄相同，短柄顶丝孔中的顶丝定在短柄孔的底面上；所述刀头包括主切削面511和副切削面512，所述主切削面和副切削面与产品外侧面之间形成的夹角均为锐角，其中，主切削面与水平方向的夹角为15°，副切削面与竖直方向的夹角为15°；其特征是，所述滚珠滑块的形状为T型，所述滚珠滑块上与滚珠丝杆连接的一侧上设有滚珠滑块侧翼43；所述支撑块的形状为T型，所述支撑块安装有滚珠丝杆的一侧上设有支撑块侧翼21；所述控制滚珠丝杆的电机为伺服电机，伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应。

在本装置在加工高度超过数控机床行程的氧化铝陶瓷产品时，将支杆连接在数控机床上，将刀具调整至滚珠丝杆的最上端，通过数控机床使刀具位于加工的原点位置；在数控机床控制支杆向下进给的同时，使刀具相对滚珠丝杆也向下移动，通过伺服电机控制刀具从滚珠丝杆最上端移动到最下端的时间小于等于支杆向下进给一次的时间，通过数控机床控制支杆向下的进给量为需要刀具向下移动的总距离减去刀具相对滚珠丝杆的行程；在刀具与产品发生切削时，会受到竖直方向的切削力的反作用力和水平方向的压力，并且由于产品在切削时高速旋转，刀具切削时会发生一定的抖动，从而影响装置的各个连接部分的可靠性，而长柄和短柄两处可以通过互相垂直的两个顶丝来减小两个方向的力产生的抖动，从而提高刀具与滚珠滑块之间连接的可靠性，所述T型的滚珠滑块结构可以通过滚珠滑块侧翼来提高与滚珠丝杆的接触面积，从而提高滚珠丝杆与滚珠滑块之间连接的可靠性。

Claims (7)

1.一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，包括由数控机床控制竖直和水平运动的支杆（1），其特征是，所述支杆下方安装有支撑块（2），所述支撑块的一侧安装有由电机（6）控制的滚珠丝杆（3），所述滚珠丝杆上设有可沿滚珠丝杆轴向运动的滚珠滑块（4），所述滚珠滑块上安装有刀具（5）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，其特征是，所述刀具包括刀头（51）和刀柄（52），所述刀柄的形状为J型，所述刀柄包括长柄（521）和短柄（522），所述刀头安装在长柄上，所述滚珠滑块上设有长柄孔和短柄孔，所述长柄适配安装在长柄孔内，所述短柄适配安装在短柄孔内。

3.根据权利要求2所述的一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，其特征是，所述滚珠滑块上设有用于将长柄与滚珠滑块固定的长柄顶丝孔（41），所述短柄上设有用于将短柄与滚珠滑块固定的短柄顶丝孔（42），所述长柄顶丝孔与短柄顶丝孔的方向垂直。

4.根据权利要求2所述的一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，其特征是，所述刀头包括主切削面（511）和副切削面（512），所述主切削面和副切削面与产品外侧面之间形成的夹角均为锐角。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，其特征是，所述滚珠滑块的形状为T型，所述滚珠滑块上与滚珠丝杆连接的一侧上设有滚珠滑块侧翼（43）。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，其特征是，所述支撑块的形状为T型，所述支撑块安装有滚珠丝杆的一侧上设有支撑块侧翼（21）。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种适用于加工大型氧化铝陶瓷外径的装置，其特征是，所述控制滚珠丝杆的电机为伺服电机。

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