用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床制造技术

用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，涉及机械设备技术领域。为解决现有的在对硬脆单晶圆柱外圆表面进行磨削时，采用的磨削液为碱性或者酸性，长期使用会腐蚀机床，导致对工件的装夹精度降低，加工出零件的表面精度降低，并且采用人工的方式进行上料，导致工作效率较低的问题。自动上料机构与自动分类及收纳机构呈相互平行分布，全自动磨床分别与自动上料机构和自动分类及收纳机构呈相互垂直分布，磨床基座的上表面一角处设有收纳机构基台，且收纳机构基台的上表面低于磨床基座的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构。本发明专利技术适用于对硬脆单晶圆柱外圆面进行磨削加工。

【技术实现步骤摘要】
用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床
本专利技术涉及机械设备
，具体涉及一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床。
技术介绍
近年来随着新材料、新工艺的飞速发展，钇铝石榴石晶体YAG、倍半氧化物LU2O3等一些典型的硬脆材料，以其高度的光学均匀性、良好的光谱特性、良好的光学透射率、优良的热机械性能以及稳定的物理化学特性，在航空航天、国防军事、工业生产等领域占据着极其重要的地位，其应用范围也在不断的拓宽。然而由于这些材料硬度高、脆性大、断裂韧性低等特性，导致其在进行外圆研磨加工过程中容易产生表面/亚表面裂纹、表面凹坑等机加工缺陷，不仅降低了零部件的精度，而且由于这些脆性损伤的存在，会直接导致零部件的使用寿命降低甚至失效。因此如何实现这类难加工材料的高效率加工的同时保证零件的精度及其性能，已经成为精密及超精密磨削加工中必须突破的关键技术。传统的金刚石磨料磨削技术，由于在硬脆材料在磨削过程中出现的磨削力大、磨削温度高等原因，很容易引起砂轮的堵塞和快速磨损，难以实现硬脆材料的高效率、高精度加工。为了解决这类硬脆材料难加工的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：包括全自动磨床(1)、磨床基座(2)、自动上料机构(3)和自动分类及收纳机构(4)，磨床基座(2)的上表面设有全自动磨床(1)、自动上料机构(3)、自动分类及收纳机构(4)和收纳机构基台(11)，自动上料机构(3)与自动分类及收纳机构(4)呈相互平行分布，全自动磨床(1)分别与自动上料机构(3)和自动分类及收纳机构(4)呈相互垂直分布，磨床基座(2)的上表面一角处设有收纳机构基台(11)，且收纳机构基台(11)的上表面低于磨床基座(2)的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构(4)；/n所述的自动上料机构(3)包括料斗装置(1...

【技术特征摘要】
1.一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：包括全自动磨床(1)、磨床基座(2)、自动上料机构(3)和自动分类及收纳机构(4)，磨床基座(2)的上表面设有全自动磨床(1)、自动上料机构(3)、自动分类及收纳机构(4)和收纳机构基台(11)，自动上料机构(3)与自动分类及收纳机构(4)呈相互平行分布，全自动磨床(1)分别与自动上料机构(3)和自动分类及收纳机构(4)呈相互垂直分布，磨床基座(2)的上表面一角处设有收纳机构基台(11)，且收纳机构基台(11)的上表面低于磨床基座(2)的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构(4)；
所述的自动上料机构(3)包括料斗装置(12)、第一光电传感器(14)、振料盘(15)、振料盘支架(16)、上料机构(17)、工件分离机构(18)、超声椭圆振动辅助磨削装置(19)和在线校对相机装置(20)，料斗装置(12)设置在振料盘(15)的上方，料斗装置(12)的出料口正对振料盘(15)，振料盘(15)安装在振料盘支架(16)上，振料盘(15)的出口与工件分离机构(18)相连，第一光电传感器(14)固定安装在工件分离机构(18)左侧，上料机构(17)设置在工件分离机构(18)的右上方，超声椭圆振动辅助磨削装置(19)设置在工件分离机构(18)的正前方，在线校对相机装置(20)设置在超声椭圆振动辅助磨削装置(19)的左侧；
所述的上料机构(17)包括上料机构X方向进给电机(21)、上料机构X方向L型连接件(22)、上料机构X方向直线运动机构(24)、上料机构固定支架(27)、上料机构X方向进给电机护罩(28)、上料机构Z方向直线运动机构(30)、上料机构Z方向进给电机、上料机构Z方向进给电机护罩、上料机构Z方向L型连接件(31)、上料机构夹手紧固螺母(32)和上料机构气爪(33)，上料机构X方向直线运动机构(24)水平设置在上料机构固定支架(27)的上部；
上料机构X方向直线运动机构(24)包括上料机构X方向直线运动机构滑块(23)和上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)，上料机构X方向直线运动机构滑块(23)套设在上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)上，上料机构X方向直线运动机构滑块(23)与上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)螺纹连接，上料机构X方向进给电机护罩(28)安装在上料机构固定支架(27)上部的一端，上料机构X方向进给电机(21)安装在上料机构X方向进给电机护罩(28)上，上料机构X方向进给电机(21)的动力输出端与上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)连接，上料机构Z方向直线运动机构(30)竖直设置在上料机构固定支架(27)的左侧，上料机构Z方向直线运动机构(30)与上料机构X方向直线运动机构(24)之间设有上料机构X方向L型连接件(22)，上料机构X方向L型连接件(22)的一端与上料机构X方向直线运动机构滑块(23)连接，上料机构X方向L型连接件(22)的另一端与上料机构Z方向直线运动机构(30)的底部连接；
上料机构Z方向直线运动机构(30)包括上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)和上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)，上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)套设在上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)上，上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)与上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)螺纹连接，上料机构Z方向进给电机护罩安装在上料机构Z方向直线运动机构(30)上端，上料机构Z方向进给电机安装在上料机构Z方向进给电机护罩上，上料机构Z方向进给电机的动力输出端与上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)连接，上料机构Z方向L型连接件(31)的一端与上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)连接，上料机构气爪(33)通过上料机构夹手紧固螺母(32)与上料机构Z方向L型连接件(31)的另一端连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的全自动磨床(1)包括磨床机架(5)、磨床砂轮(6)、支撑基座(7)、磨床电机(8)和磨床底座(9)；磨床砂轮(6)和磨床电机(8)固定在磨床机架(5)的上方，磨床机架(5)下方的磨床底座(9)通过螺栓连接固定在支撑基座(7)的上表面，支撑基座(7)的侧面中部设有磨削装置放置槽(10)，支撑基座(7)的下底面与磨床基座(2)的上表面固定连接。


3.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的工件分离机构(18)包括分离机构传送带(34)、分离机构固定支架(35)、分离机构磁偶式无杆气缸(36)、分离机构传送带电机(37)、磁偶式无杆气缸支架(38)、传送带固定支架(39)、工件分离装置(41)、分离机构光电传感器(42)、接料夹手机构(43)和两个工件导向板(40)，分离机构传送带(34)水平设置在传送带固定支架(39)的顶部，分离机构传送带电机(37)安装在分离机构传送带(34)一端的左侧，工件导向板(40)为圆弧形导向板，两个工件导向板(40)相对设置在分离机构传送带(34)的另一端的上方，两个工件导向板(40)之间形成收缩型通道，工件分离装置(41)、分离机构固定支架(35)、分离机构磁偶式无杆气缸(36)和磁偶式无杆气缸支架(38)沿竖直方向由上至下依次设置在分离机构传送带(34)的下部，工件分离装置(41)与两个工件导向板(40)之间的中心线相互垂直布置，工件分离装置(41)的底部固定安装在分离机构固定支架(35)顶部，分离机构光电传感器(42)安装在工件分离装置(41)左侧，分离机构固定支架(35)固定安装在分离机构磁偶式无杆气缸(36)的滑块上，分离机构磁偶式无杆气缸(36)固定安装在磁偶式无杆气缸支架(38)上，接料夹手机构(43)位于磁偶式无杆气缸支架(38)远离传送带固定支架(39)一侧且与磁偶式无杆气缸支架(38)相互平行分布。


4.根据权利要求3所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的工件分离装置(41)包括分离装置料槽(44)、双联气缸(49)、工件分离机构支撑件(52)、两个旋转轴固定板(50)、两个分离装置旋转轴(47)、两个双联气缸与阻拦件连接件(48)、分离装置工件(45)、四个双联气缸紧固螺母(51)和2N个分离装置阻拦件(46)，N＞1，N为正整数，分离装置料槽(44)安装在工件分离机构固定支架(35)的顶部横梁前侧，分离装置料槽(44)的底部两侧分别沿竖直方向由上至下依次相对设有N个导向槽，分离装置料槽(44)的底部设有出料孔，两个双联气缸与阻拦件连接件(48)分别设置在分离装置料槽(44)的两侧，每个双联气缸与阻拦件连接件(48)的内侧沿竖直方向由上至下依次垂直连接有N个分离装置阻拦件(46)，所述N个分离装置阻拦件(46)的自由端分别分别穿过分离装置料槽(44)对应的N个导向槽并延伸至分离装置料槽(44)的内部，两个旋转轴固定板(50)分别设置在分离装置料槽(44)的两侧，所述旋转轴固定板(50)安装在工件分离机构固定支架(35)的顶部横梁内侧，两个分离装置旋转轴(47)的一端分别嵌入两侧的旋转轴固定板(50)内，两个分离装置旋转轴(47)的另一端分别与两个双联气缸与阻拦件连接件(48)的中部转动配合，工件分离机构支撑件(52)安装在工件分离机构固定支架(35)的底部横梁内侧，双联气缸(49)安装在工件分离机构支撑件(52)的顶部，双联气缸(49)侧面中部均匀的设有两个螺纹孔53，两个双联气缸与阻拦件连接件(48)的底部分别通过两个双联气缸紧固螺母(51)与双联气缸(49)的两侧连接，分离装置料槽(44)的内部设有分离装置工件(45)；两个双联气缸与阻拦件连接件(48)内侧的分离装置阻拦件(46)相对设置，每个双联气缸与阻拦件连接件(48)内侧垂直连接的N个分离装置阻拦件(46)的长度由上至下依次递增；
接料夹手机构(43)包括两个接料夹手单元，两个接料夹手单元平行设置在分离装置料槽(44)的下方，每个接料夹手单元包括接料夹手机构气爪(54)、底端紧固螺母(55)、气爪连接件(56)、伸缩气缸(57)、伸缩气缸L型连接件(58)和夹料机构磁耦式无杆气缸(60)，接料夹手机构气爪(54)、伸缩气缸(57)和夹料机构磁耦式无杆气缸(60)沿竖直方向由上至下依次设置，两个夹料机构磁耦式无杆气缸(60)沿水平方向平行设置，两个伸缩气缸(57)分别竖直设置在两个夹料机构磁耦式无杆气缸(60)的上部，伸缩气缸(57)的底部设有伸缩气缸专用孔(59)，伸缩气缸(57)与夹料机构磁耦式无杆气缸(60)之间设有伸缩气缸L型连接件(58)，伸缩气缸(57)通过伸缩气缸专用孔(59)固定在伸缩气缸L型连接件(58)上，伸缩气缸L型连接件(58)的底部固定安装在夹料机构磁耦式无杆气缸(60)的滑块上，接料夹手机构气爪(54)与伸缩气缸(57)之间设有气爪连接件(56)，接料夹手机构气爪(54)的底部通过底端紧固螺母(55)固定在气爪连接件(56)的顶部，气爪连接件(56)的底部固定安装在伸缩气缸(57)的伸缩杆上。


5.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的超声椭圆振动辅助磨削装置(19)包括托板(61)、托板座(62)、斜面滑台(63)、推动气缸(64)、推动气缸基座(65)、超声椭圆振动换能器(68)、换能器固定底座(69)、超声椭圆振动换能器底板(70)、斜面滑台导轨(71)、斜面滑台基座(72)和两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)，两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)平行设置在工件分离机构(18)的正前方，超声椭圆振动换能器底板(70)水平设置在两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)的上方，超声椭圆振动换能器底板(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞虎，李琛，姚学练，朴银川，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23