生产半透明BGO闪烁晶体材料的研磨装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生产半透明BGO闪烁晶体材料的研磨装置和方法。把双电机的旋转转化为公转、自转的复合旋转运动，把动能传送到工件达到机械研磨目的。以此替代手动、对工件进行表面处理。

【技术实现步骤摘要】
生产半透明BGO闪烁晶体材料的研磨装置和方法
本专利技术涉及生产BGO闪烁晶体材料的自动研磨装置和方法。
技术介绍
BGO闪烁晶体材料（Bi4Ge3O12）具有密度大（7.13kg/cm3），理化性能稳定，不潮解，不溶于水和溶剂，其晶体结构稳定，能量分辨率好，光电效应比例大，是一种理想的闪烁晶体。现被广泛用于高能物理，核医学、工业、地质等领域的检测装置中。BGO晶体理想的高能量分辨率与晶体材料内在质量有关；与晶体元件的几何尺寸、表面处理更有密切关系。表面的光洁精度、透明度、半透明度、和磨砂面等都有直接影响晶体能量分辨率。BGO密度大、机械强度高、莫氏硬度5，维氏硬度315。硬而脆，从毛坯料到原件的加工过程中极易崩角、崩边、形成废品。为制得得具有高能量分辨率的BGO闪烁晶体，技术要求成型的BGO元件表面：高精度（粗糙度13）：全透明，或半透明，或磨砂面。对全透明或磨砂面在高精度研磨中，因有磨削余量，由国产仪表研磨机床即可完成，对半透明面的要求就较难办到。BGO的半透明面是用加工质检合格后的全透明元件再次加工形成的。其最大的加工难点在于：1.表面无余量（微余量）2.成品元件，崩角，崩边0.3~0.5mm即报废。3.平面有塌边即报废。4.表面有阴阳面，花脸，昏暗，即报废。在现有技术中，还无法使用机械设备将BGO元件研磨到半透明。在无奈的情况下，每年数百万件出口的BGO半透明元件不得不用于手工研磨。手工研磨半透明面最大的难度是：劳动强度大：研磨时用力大小不均匀，旋转轨迹和速度不稳定，常出现阴阳表面及塌边。取放工件频繁，易造成崩角、崩边。废品多。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种研磨装置和方法，自动将BGO元件研磨至半透膜状态。为了实现上述目的，本专利技术首先提供一种生产半透明BGO闪烁晶体的研磨装置，包括：研磨板，具有研磨用的研磨表面，研磨头，与研磨表面相对的面上设置有一个或多个用于夹持待研磨晶体的夹槽，夹槽内具有朝向研磨表面开口的内凹部，所述的夹槽具有弹性以使待研磨晶体置于其中时在侧向上受到压力，所述的夹槽的内凹部的底面铺设有吸收待研磨晶体的与研磨表面倾角的柔性层，待研磨晶体由夹槽的内凹部夹持时能够保持待研磨面与研磨板的研磨表面基本平行，自转机构，包括第一电机，第一电机的输出轴与研磨头旋转中心同轴固接，第一电机带动研磨头在研磨表面上进行自转研磨，公转机构，包括第二电机、推杆和旋转座，旋转座的中心设置有轴孔，第二电机的输出轴固接于旋转座的轴孔中以带动旋转座旋转，旋转座在其旋转中心外通过推杆传递扭矩给第一电机，以带动第一电机及其连接的研磨头在研磨表面进行公转研磨，所述的推杆具有弹性，配重，可拆卸的装配在研磨头或自转机构上，推杆与第一电机连接的一侧可随装配的配重向研磨表面弯曲。上述研磨装置还具有如下优化结构：所述的柔性层材质为珍珠棉。所述的夹槽材质为软硅胶。在自转机构和公转机构之间设置有支点机构，所述的支点机构包括调心轴承，推杆穿过所述的调心轴承的轴孔并可相在调心轴承处滑动和转动。所述的配重中设置有套孔，在所述的研磨头或自转机构上设置有与套孔配合的套杆，所述的配重通过套孔套在所述的套杆上。所述的旋转座上设置有调距轨道槽，轨道槽内设置有可沿轨道滑动的滑动座，滑动座上设置有螺纹紧固机构，滑动座通过万向节与推杆的一端连接，滑动座可通过螺纹紧固机构固定在滑槽的任一位置以调节推杆端部在旋转座上的转动半径。所述的研磨头包括上部与第一电机输出轴连接的联轴支板、中部的快装头和下部的多个夹槽，所述的联轴支板、快装头和夹槽通过磁吸方式连接。除此以外，本专利技术还包括一种生产半透明BGO闪烁晶体的研磨方法，采用上述的研磨装置进行研磨，包括以下步骤：在研磨头的夹槽中放入待研磨晶体，确保待研磨晶体的待研磨表面与研磨表面基本平行，在研磨头下方置入所述的研磨板，装配配重，以使研磨头下压至研磨板的研磨表面，每120~200mm2的待研磨表面装配1~2kg的配重，启动公转和自转电机将待研磨晶体研磨至半透明。该研磨方法还具有以下优化工艺步骤：每120~150mm2的待研磨表面装配1kg的配重。每150~200mm2的待研磨表面装配2kg的配重。本专利技术中的研磨装置和研磨方法首次通过机械实现了BGO闪烁晶体的半透明研磨，其产品成品率可达98%，解决了机械研磨的崩角、崩边和废品率高的问题，将原本需要花费2.5小时的手工研磨时间缩短到了45分钟左右。附图说明图1为研磨装置的一种结构示意图。图2为研磨装置的一种立体结构示意图。图3为研磨头的一种结构示意图。图中：1.夹槽，2.快装头，3.连轴支板，4.第一电机，5.调心轴承，6.推杆，7.万向节，8.旋转座，9.第二电机，10.支架，11.套杆，12.研磨板。具体实施方式以下，结合实施例和附图对于本专利技术做进一步说明，实施例和附图仅用于解释说明而不用于限定本专利技术的保护范围。如图1和图2所示，本实施例中的生产半透明BGO闪烁晶体的研磨装置包括：研磨板，具有研磨用的研磨表面，研磨头，研磨头包括上部与第一电机输出轴连接的联轴支板、中部的快装头和下部的多个夹槽，所述的联轴支板、快装头和夹槽通过磁吸方式连接，磁吸是通过以下方式实现的，在上述部件中嵌入诸如磁铁，或磁性组件，实现相互磁吸安装，以实现快速拆装，在实际使用中，可以准备不同尺寸的夹槽，以满足不同外形尺寸的元件加工，在使用时通过磁吸的方式吸在快装头底部。夹槽内具有朝向研磨表面开口的内凹部，所述的夹槽具有弹性以使待研磨晶体置于其中时在侧向上受到压力，夹槽用硅胶软材料3D打印成型，软而有弹性。工件置于夹槽内，既能夹紧工件又不易崩角，崩边。软硅胶的材质能够很好的满足半透明研磨的要求，所述的夹槽的内凹部的底面铺设有吸收待研磨晶体的与研磨表面倾角的柔性层，柔性层材质优选采用珍珠棉，珍珠棉能够很好的起到吸收倾角，保持待研磨面与研磨表面的基本平行状态，防止出现崩角和崩边，待研磨晶体由夹槽的内凹部夹持时能够保持待研磨面与研磨板的研磨表面基本平行。研磨头的下表面与研磨板研磨表面之间的间隔一般小于1mm~2mm，这样能够使得研磨头下压后不会产生过多的倾角，倾角过大会提高废品率，增加崩角和崩边的几率。自转机构，包括第一电机，第一电机的输出轴与研磨头旋转中心同轴固接，第一电机带动研磨头在研磨表面上进行自转研磨。公转机构，包括第二电机、推杆和旋转座，旋转座通过3D打印技术进行制作，其中心设置有轴孔，第二电机的输出轴固接于旋转座的轴孔中以带动旋转座旋转，旋转座上设置有调距轨道槽，轨道槽内设置有可沿轨道滑动的滑动座，滑动座上设置有螺纹紧固机构，滑动座通过万向节与推杆的一端连接，滑动座可通过螺纹紧固机构固定在滑槽的任一位置以调节推杆端部在旋转座上的转动半径。旋转座在其旋转中心外通过推杆传递扭矩给第一电机，以带动第一电机及其连接的研磨头在研磨表面进行公转研磨，所述的推杆具有弹性。第一电机和第二电机可以采用低速、低电压的直流电机或伺服电机，转速在50~100转/分钟左右，伺服电机还可以通过自带的可编程控制器进行编程控制，实现正转，反转和定时研磨。在自转机构和公转机构之间设置有支点机构，所述的支点机构包括调心轴承，推杆穿过所述的调心轴承的轴孔并可相在调心轴承处滑动和转动。配重，可拆卸的装配在研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产半透明BGO闪烁晶体的研磨装置，其特征在于包括：研磨板，具有研磨用的研磨表面，研磨头，与研磨表面相对的面上设置有一个或多个用于夹持待研磨晶体的夹槽，夹槽内具有朝向研磨表面开口的内凹部，所述的夹槽具有弹性以使待研磨晶体置于其中时在侧向上受到压力，所述的夹槽的内凹部的底面铺设有吸收待研磨晶体的与研磨表面倾角的柔性层，待研磨晶体由夹槽的内凹部夹持时能够保持待研磨面与研磨板的研磨表面基本平行，自转机构，包括第一电机，第一电机的输出轴与研磨头旋转中心同轴固接，第一电机带动研磨头在研磨表面上进行自转研磨，公转机构，包括第二电机、推杆和旋转座，旋转座的中心设置有轴孔，第二电机的输出轴固接于旋转座的轴孔中以带动旋转座旋转，旋转座在其旋转中心外通过推杆传递扭矩给第一电机，以带动第一电机及其连接的研磨头在研磨表面进行公转研磨，所述的推杆具有弹性，配重，可拆卸的装配在研磨头或自转机构上，推杆与第一电机连接的一侧可随装配的配重向研磨表面弯曲。

【技术特征摘要】
1.一种生产半透明BGO闪烁晶体的研磨装置，其特征在于包括：研磨板，具有研磨用的研磨表面，研磨头，与研磨表面相对的面上设置有一个或多个用于夹持待研磨晶体的夹槽，夹槽内具有朝向研磨表面开口的内凹部，所述的夹槽具有弹性以使待研磨晶体置于其中时在侧向上受到压力，所述的夹槽的内凹部的底面铺设有吸收待研磨晶体的与研磨表面倾角的柔性层，待研磨晶体由夹槽的内凹部夹持时能够保持待研磨面与研磨板的研磨表面基本平行，自转机构，包括第一电机，第一电机的输出轴与研磨头旋转中心同轴固接，第一电机带动研磨头在研磨表面上进行自转研磨，公转机构，包括第二电机、推杆和旋转座，旋转座的中心设置有轴孔，第二电机的输出轴固接于旋转座的轴孔中以带动旋转座旋转，旋转座在其旋转中心外通过推杆传递扭矩给第一电机，以带动第一电机及其连接的研磨头在研磨表面进行公转研磨，所述的推杆具有弹性，配重，可拆卸的装配在研磨头或自转机构上，推杆与第一电机连接的一侧可随装配的配重向研磨表面弯曲。2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于所述的柔性层材质为珍珠棉。3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于所述的夹槽材质为软硅胶。4.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于在自转机构和公转机构之间设置有支点机构，所述的支点机构包括调心轴承，推杆穿过所述的调心轴承的轴孔并可相在调心轴承处滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯琰昊，
申请(专利权)人：侯琰昊，
类型：发明
国别省市：上海,31