一種用于超硬超脆人工晶體材料外圓研磨加工的全自動磨床的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超硬超脆人工晶體材料的外圓加工設備，具體為一種適合于特殊玻璃、人造藍寶石、氟化鎂、尖晶石、硫化鋅、單晶硅、鍺單晶等超硬超脆材料的外圓加工，并且特別適合于有晶向要求的人工晶體材料的外圓加工的磨床。
【背景技術】
[0002]以藍寶石、碳化硅和鎂鋁尖晶為代表的超硬晶體是第三代半導體材料GaN和ZnO外延薄膜最常用的襯底材料，在固體照明、微電子器件、航空航天等領域應用十分廣泛，目前在對于超硬超脆的人工晶體材料進行加工時的外圓加工絕大多數采用傳統外圓磨床進行加工，由于傳統外圓磨床設計基礎是加工金屬材料，其功能特性難以滿足特殊玻璃、人造藍寶石、氟化鎂、尖晶石、硫化鋅、單晶硅、鍺單晶等超硬超脆材料的外圓加工的特殊要求，如這些材料切削液均是堿性或酸性切削液，長期使用對設備將產生嚴重腐蝕，傳統外圓磨床工件裝夾均是中心孔定位裝夾，而絕大數超硬超脆人工晶體材料具備不能車削的物理性能，且部分材料均有特殊的晶向要求，因此在外圓磨削加工時大多采用圓柱毛坯的兩端面進行定位裝夾，傳統外圓磨床的工件裝夾方法無法適應超硬超脆人工晶體材料加工的需要，目前，國內暫無專門用于特殊超硬超脆人工晶體材料加工的外圓研磨設備，國際上如美國和日本有相關的專用設備，但價格昂貴，如日本某公司的設備售價130萬人民幣，國內大多數企業難以承受此價格，鑒于此，超硬超脆人工晶體材料的外圓加工急需一種低成本、高效率、高精度和高度自動化的專用加工設備。
【實用新型內容】
[0003]針對原有技術中的不足與投入大的弊端，本實用新型目的在于提供一種用于超硬超脆人工晶體材料外圓研磨加工的全自動磨床，徹底解決進口設備價格昂貴，而國產傳統金屬加工外圓磨床所帶來的加工弊端。
[0004]本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是:
[0005]—種用于超硬超脆人工晶體材料外圓研磨加工的全自動磨床，其特征在于:所述磨床包括:HT250鑄造底座、主軸磨頭十字滑臺、十字滑臺驅動控制單元、主軸磨頭系統、主軸磨頭驅動控制單元、固定驅動工件頭、固定驅動工件頭控制單元、可移動從動工件頭、從動工件頭移動導軌、氣壓裝夾系統組成，具體結構為:設備基座、減速電機、固定驅動工件頭、傳動軸、工件頂針1、工件、工件頂針I1、可移動從動工件頭、鎖緊螺母、氣缸連接板、導軌1、氣缸、導軌鎖緊螺釘1、氣源控制中心、導軌滑塊1、絲杠支撐座1、磨輪、磨輪鎖緊螺釘、伺服電機1、絲杠固定座1、絲桿、導軌滑塊1、導軌鎖緊螺釘IV、導軌滑塊I1、導軌I1、導軌鎖緊螺釘I1、絲桿固定座I1、伺服電機I1、主軸驅動電機、同步輪I1、導軌II1、導軌鎖緊螺釘II1、絲杠支撐座I1、同步、同步輪、高速主軸磨頭、過渡板1、過渡板11，所述主軸磨頭系統在十字滑臺上通過操作控制系統進行精確移動；減速電機與固定驅動工件頭聯接，工件裝夾在固定驅動工件頭與可移動從動工件頭之間，通過氣壓裝夾系統壓緊，固定驅動工件頭通過工件帶動可移動從動工件頭同步旋轉，固定驅動工件頭的減速電機為變頻可調式電機。
[0006]優選的，所述磨床高速主軸頭最高轉速為6000r/min，主軸頭轉速為變頻可調式。
[0007]優選的，設備切削液過流部件部分全部噴涂聚四氟乙烯或其他工程涂料，防止切削液腐蝕設備零部件，設備傳動部件全部進行發黑處理，杜絕切削液腐蝕零件帶來傳動精度的降低。
[0008]優選的，產品裝夾過程為:產品通過氣缸壓緊在兩個法蘭中間，從動驅動端法蘭通過工件與法蘭摩擦力帶動同步旋轉，法蘭端面跳動小于0.01mm;以Y軸為基準的平面度優于0.02mm，法蘭與工件之間墊小于0.1mm的碳租以增大摩擦力，氣缸壓力不小于0.8MPA。
[0009]優選的，設備磨頭安裝在X、Y軸十字滑臺上，磨頭可以沿X、Y軸通過伺服電機驅動精密絲杠控制，傳動精度優于傳動設備。
[0010]優選的，設備選用樹脂結合劑金剛石磨輪，金剛石粒度為60#-220#，金剛石密度不下于30%
[0011]實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型改變了傳統磨床均是工件沿X方向往復運動，磨頭沿Y軸方向運動進刀的進刀方式，本實用新型的磨頭既可以沿X方向移動又可以沿Y軸方向移動，工件頭只自轉不沿X方向移動，目前國內沒有這種結構，徹底解決進口設備價格昂貴，而國產傳統金屬加工外圓磨床所帶來的加工弊端，本實用新型將大幅度降低設備成本，高效率、高精度和高度自動化的研磨超硬超脆人工晶體材料。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0014]圖中，1 一設備基座；2—減速電機；3—固定驅動工件頭；4一傳動軸；5—工件頂針I ;6—工件；7—工件頂針II ;8—可移動從動工件頭；9一鎖緊螺母；10—氣缸連接板；11 一導軌I ; 12—氣缸；13—導軌鎖緊螺釘I ; 14一氣源控制中心；15—導軌滑塊I ; 16—導軌鎖緊螺釘II ;17—絲杠支撐座I ;18—磨輪；19一磨輪鎖緊螺釘；20—伺服電機I ;21—絲杠固定座I ;22—絲桿；23—導軌滑塊I ;24—導軌滑塊II ;25—導軌II ;26—導軌鎖緊螺釘III ;27—絲桿固定座II ;28—伺服電機II ;29—主軸驅動電機；30 —同步輪I ;31—導軌III ;32—導軌鎖緊螺釘IV ;33—絲杠支撐座II ;34 —同步帶；35 —同步輪II ;36—高速主軸磨頭；37—過渡板I ;38—過渡板II。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]1、工件裝夾自轉系統:在設備基座(1)的前段安裝工件裝夾自轉系統，固定驅動工件頭(3)安裝在設備基座(1)上，減速電機(2)與固定驅動工件頭(3)直