CN211941395U - 一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，属于材料加工装置领域，包括刀柄和刀库，所述刀库上安装有外径刀和内径刀，所述外径刀与内径刀间隔平行设置，所述装置在对环形氧化铝胚体切削时，两个刀具分别对内径和外径进行切削，每次可切削的量增加，切削的速度提高，并且两个刀具分别对内径和外径进行切削，刀具无需进行较长距离的移动，加工所得的圆环壁厚的精度较高，解决了现有技术中，氧化铝陶瓷粉体材料加工效率低、精度低的问题。

Description

一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置

技术领域

本实用新型涉及一种材料加工装置，尤其是涉及一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置。

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，国内也开始崛起一部分半导体领域的陶瓷厂家，由于大量厂家的涌入，市场竞争也与日俱增，如何在生产过程中提高加工效率，降低加工成本，是行业中面临的巨大挑战。

本实用新型涉及一种半导体设备用高纯度环形氧化铝产品的胚体材料，该类产品的胚体为一个圆环，由于氧化铝材料的硬度非常大，在对其进行切削加工时，若单次切削的切削量过大，容易造成刀具损坏，因此每次切削的切削量较小，所需的加工时间较长，并且在将外径切削到所需的大小后，还需要将刀具移动到圆环的内侧，再加工圆环的内径，这会导致圆环的壁厚的精度受到影响。

例如，在中国专利文献上公开的“一种带刀库的加工设备”，其公告号为CN107350867A，包括工作台、刀具，其不足之处在于，在加工环形氧化铝产品时，该设备每次切削的切削量较小，所需的加工时间较长，并且，由于在加工圆环外径和内径时，刀具需要移动较长的距离，导致圆环的壁厚的精度会受到影响。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术中，在加工环形氧化铝产品时，每次切削的切削量较小，所需的加工时间较长，并且，由于在加工圆环外径和内径时，刀具需要移动较长的距离，导致影响圆环壁厚的精度，提供一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，可以通过同时对氧化铝胚体的内径和外径进行加工，以加快环形氧化铝产品的切削速度，由于在加工时，刀具无需从氧化铝胚体的外部移动到内部，加工得到的产品精度较高。

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，一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，包括刀柄和刀库，所述刀库上安装有外径刀和内径刀，所述外径刀与内径刀间隔平行设置，所述外径刀的刀头与内径刀的刀头位于同一高度。

所述装置在对环形氧化铝胚体切削时，两个刀具分别对内径和外径进行切削，每次可切削的量增加，切削的速度提高；当使用一个刀具切削时，在完成对外径的切削后，刀具需要移动较长的距离到圆环的内侧，再进行对内径的切削，在这过程中刀具的位置可能产生一定的误差，而本实用新型两个刀具分别对内径和外径进行切削，刀具无需进行较长距离的移动，加工所得的圆环壁厚的精度较高。

作为优选，所述刀库内设有丝杆，所述内径刀与所述刀库固定连接，所述外径刀由所述丝杆控制滑动，所述刀库上还安装有用于控制所述丝杆的电机；通过所述电机的转动可以带动丝杆转动，从而带动外径刀移动，改变外径刀与内径刀之间的距离，使装置可以对不同内外径的环形氧化铝进行切削，并且，在调整外径刀与内径刀之间的距离时，无需手动调整，只需通过电机转动即可完成。

作为优选，所述丝杆上安装有与所述丝杆适配的滚珠滑块，所述外径刀与所述滚珠滑块固定连接，所述滚珠滑块在于丝杆进行相对运动时，有若干滚珠在滚珠滑块与丝杆之间滚动，发生摩擦为滚动摩擦，能量损耗小，传动效率高；滚珠滑块是利用滚珠运动的，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给，提高切削的精度，尤其适用于氧化铝这种高硬度材料的切削；并且，丝杆通过给滚珠加予滚珠滑块压力，可以提高滚珠滑块在丝杆轴向的刚性，从而防止由于切削产生的丝杆轴向的力弹开。

作为优选，所述刀库上设有保护壳，所述保护壳可以防止丝杆上沾染灰尘、杂物，导致滚珠滑块无法在丝杆上顺畅运动、影响滚珠滑块运动的精度。

作为优选，所述内径刀通过螺纹连接固定在保护壳上，所述外径刀通过螺纹连接固定在滚珠滑块上；当加工不同高度的环形氧化铝材料时，所需的刀具长度也不同，而通过螺纹连接，拆卸方便，可以方便地更换刀具。

作为优选，所述保护壳上设有用于安装内径刀的内径刀螺纹孔，所述内径刀螺纹孔内设有螺纹牙套，所述滚珠滑块上设有用于安装外径刀的外径刀螺纹孔，所述外径刀螺纹孔内也设有螺纹牙套；由于在切削时，外径刀和内径刀需要承受切削力的反作用力，这个反作用力传递到螺纹连接处时可能会对螺纹产生损害，而所述的螺纹牙套可以明显提高螺纹连接强度和耐磨性，防止螺纹松动、滑牙，即使螺纹产生损坏，也可以通过更换螺纹牙套来保证装置的继续使用。

作为优选，所述电机为伺服电机，所述伺服电机稳定性好、精度高，在移动过程中不会产生失步现象，尤其适用于对运动精度要求较高的场合。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）在对环形氧化铝材料进行切削时，切削效率高；（2）切削精度高；（3）方便调整外径刀与内径刀间距；（4）更换刀具方便；（5）刀具连接强度高。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图中：1、刀柄 2、刀库 3、外径刀 4、内径刀 5、丝杆 6、电机 7、滚珠滑块8、保护壳 9、螺纹牙套。

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所示的实施例中，一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，包括刀柄1和刀库2，所述刀柄安装在数控机床上，刀柄和刀库由数控机床控制在水平方向移动，所述刀库内部设有丝杆，所述丝杆需要达到5h精度要求，丝杆上安装有滚珠滑块，所述滚珠滑块内部设有滚珠，丝杆的一端连接有伺服电机，所述伺服电机由控制器控制，带动丝杆转动从而带动滚珠滑块在丝杆的轴向运动；所述丝杆的外部设有保护壳，所述刀柄与保护壳一体成型，所述保护壳上设有用于安装内径刀的内径刀螺纹孔，内径刀螺纹孔内固定安装有用于切削环形氧化铝材料内径的内径刀，所述滚珠滑块上设有用于安装外径刀的外径刀螺纹孔，外径刀螺纹孔内固定安装有用于切削环形氧化铝材料外径的外径刀，所述外径刀与内径刀间隔平行设置，外径刀的刀头与内径刀的刀头位于同一高度，所述内径刀和外径刀的螺纹方向分别为左旋螺纹和右旋螺纹，其精度要求为4h，安装后两把刀的下端处于同一水平面，所述内径刀螺纹孔和外径刀螺纹孔内均适配安装有螺纹牙套，内径刀螺纹孔和外径刀螺纹孔的外部设有用于封堵螺纹孔的螺母；所述保护壳下侧面上设有用于避让外径刀的开槽；所述保护壳右侧面上设有用于为丝杆加油的油孔，所述油孔上安装有圆头螺母。

在加工过程中，先使用真空吸盘或者压板将产品坯体放置在可旋转的加工平台上，打开真空阀或者压紧产品后使产品装夹牢固；然后用百分表计胚体的外中心，一边打表一边调整胚体位置，直至外径跳动在0.02mm以内完成胚体的定位；通过数控机床操控刀具靠近胚体上端面，待距离较近时改用手轮调整刀具高度，此时在刀具与胚体之间放置一张普通白纸，一边下到，一边用手缓慢移动白纸，当纸片被刀具和胚体压紧、无法用手移动白纸时，将刀具向上调整0.5mm，完成对刀；用千分尺测量刀具实际的长度和直径，确定刀补；根据产品图纸需求，编写数控程序，并调整两把刀具的间距，开启程序加工；在加工时，高速转动的胚体与刀具之间产生切削效果；当产品需要多次下刀切削时，在上一次切削完成后退刀时，通过伺服电机调整两把刀具的间距，通过数控机床调整内径刀的位置。

当刀具切削时，内径刀和外径刀同时与胚体上端接触，并从上往下切削，切削时，胚体会对刀具产生水平方向的切削力的反作用力，所述螺纹牙套可以提高螺纹的强度，防止被切削力的反作用力破坏螺纹；所述滚珠滑块内的滚珠可以提高滚珠滑块在连接处的刚度，防止因切削力的反作用力造成滚珠滑块的抖动。

当调整两把刀具之间的间距时，通过伺服电机控制丝杆转动，并带动滚珠滑块在丝杆上移动，从而使外径刀移动，由于伺服电机转动的精度高，使得外径刀移动的位置精度也较高，而产品厚度的精度正是由外径刀的位置精度决定，因此加工得到的产品精度高。

Claims (7)

1.一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，包括刀柄（1）和刀库（2），所述刀库上安装有外径刀（3）和内径刀（4），所述外径刀与内径刀间隔平行设置，所述外径刀的刀头与内径刀的刀头位于同一高度。

2.根据权利要求1所述的一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，所述刀库内设有丝杆（5），所述内径刀与所述刀库固定连接，所述外径刀由所述丝杆控制滑动，所述刀库上还安装有用于控制所述丝杆的电机（6）。

3.根据权利要求2所述的一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，所述丝杆上安装有与所述丝杆适配的滚珠滑块（7），所述外径刀与所述滚珠滑块固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，所述刀库上设有保护壳（8）。

5.根据权利要求4所述的一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，所述内径刀通过螺纹连接固定在保护壳上，所述外径刀通过螺纹连接固定在滚珠滑块上。

6.根据权利要求5所述的一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，所述保护壳上设有用于安装内径刀的内径刀螺纹孔，所述内径刀螺纹孔内设有螺纹牙套（9），所述滚珠滑块上设有用于安装外径刀的外径刀螺纹孔，所述外径刀螺纹孔内也设有螺纹牙套。

7.根据权利要求2-6中任意一项所述的一种适用于氧化铝陶瓷粉体材料加工内外径的装置，其特征是，所述电机为伺服电机。

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