一种快速冷却环保的微半球谐振体成型设备制造技术

一种快速冷却环保的微半球谐振体成型设备，包括XYZ三轴滚珠丝杠传动机构、C向组合电机旋转机构、熔融石英成型模具、微半球谐振体快速冷却机构以及火焰喷枪加热系统，所述火焰喷枪加热系统包括氢氧水焊机和具有回火阀的火焰喷枪。待加工石英片通过专用夹具固定在成型模具上，成型模具通过传动轴固定并与滑环连接，C向组合电机旋转机构带动滑环与成型模具高速转动，XYZ三轴滚珠丝杠传动机构通过带动成型模具与火焰喷枪对准以实现高精度加工，C向组合电机旋转机通过带动成型模具高速旋转使石英片在加热过程中受热均匀，微半球谐振体快速冷却机构用于实现高温熔融石英谐振体的快速冷却。本发明专利技术的快速冷却环保的微半球谐振体成型设备通过高温使石英片熔融从而制作谐振体，可有效提高成型精度，对称性和粗糙度得到有效提升，通过改变成型模具的形状及尺寸可形成多种尺寸形状的谐振体结构。形成多种尺寸形状的谐振体结构。形成多种尺寸形状的谐振体结构。

【技术实现步骤摘要】
一种快速冷却环保的微半球谐振体成型设备


[0001]本专利技术涉及谐振体加工设备
，特别涉及熔融石英微半球谐振体加工装置。

技术介绍

[0002]微半球谐振体是半球陀螺的重要部件，熔融石英半球陀螺具有低噪声、高性能、寿命长等优点，在卫星姿态控制、飞行器导航、军事等领域获得了大量应用。
[0003]传统熔融石英半球陀螺的制造需要经过铸模
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磨削
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抛光
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表面处理等多项复杂工艺，具有成本高、体积大等缺点。为了扩大市场范围和半球陀螺的发展，需要将半球陀螺体积做小、成本做低。半球陀螺要获得良好的性能，需要在较宽的温度范围内具有良好的频率和较高的品质因数，需要谐振体具有绝对轴对称，极小的圆度和同心度。
[0004]熔融石英微半球谐振体主要采用吹泡法和精密加工法，本设计成型装配采用微吹烧制工艺，可以形成表面光滑、结构对称性好的微半球谐振体，通过调整温度、成型持续时间和喷枪位置进行加工控制。
[0005] 对比现有的微半球谐振加工设备，引入一篇专利。参考专利：肖定邦,吴学忠,侯占强,陈志华,吴宇列,李微,石岩,卢坤.，“一种高精度熔融石英微壳体谐振结构加工设备”. 湖南省：CN106082602B,2018
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28。现有的熔融石英微半球谐振体的成型设备可以较好的实现半球谐振体的加工，所用燃烧气体采用燃气（如乙炔气体）和氧气，存在燃烧产物为碳化物（二氧化碳气体），可能有残留物附着在谐振器表面的不足。/>
技术实现思路

[0006]为改善传统熔融石英谐振体表面质量低和对称性低以及克服现有技术的不足，本专利技术提供一种快速冷却和可连续旋转的微半球谐振体加工设备，以解决现有技术中冷却速度慢和燃烧产物易污染谐振器等问题，缩短成型时间，提高加工精度得到表面光滑和结构对称性好的微半球谐振体。
[0007]一种快速冷却环保的微半球谐振体成型设备，包括XYZ三轴滚珠丝杠传动机构、C向组合电机旋转机构、熔融石英成型模具、微半球谐振体快速冷却机构以及火焰喷枪加热系统，所述火焰喷枪加热系统包括氢氧水焊机和具有回火阀的火焰喷枪。待加工石英片通过专用夹具固定在成型模具上，成型模具通过传动轴固定并与滑环连接，C向组合电机旋转机构带动滑环与成型模具高速转动，XYZ三轴滚珠丝杠传动机构通过带动成型模具与火焰喷枪对准以实现高精度加工，C向组合电机旋转机通过带动成型模具高速旋转使石英片在加热过程中受热均匀，微半球谐振体快速冷却机构用于实现高温熔融石英谐振体的快速冷却。
[0008] XYZ三轴滚珠丝杠传动机构包括XY轴精密滚珠丝杠传动装置，用来调整待加工的石英片与火焰喷枪喷出的火焰在同一垂直面上，Z轴精密滚珠丝杠传动，用于实现火焰喷枪上下移动，调节火焰喷枪与待加工石英间的距离。
[0009] XY轴精密滚珠丝杠传动装置固定在床身底部，带动整个加工中心进行XY方向移动，Z轴精密滚珠丝杠固定在床身侧面，其上固定连接火焰喷枪。
[0010] C向组合电机旋转机构包括电机支架和组合电机，组合电机固定连接在电机支架中，电机支架下方固定连接在XY轴精密滚珠丝杠传动装置上。组合电机上连接滑环，带动滑环和成型模具连续转动。
[0011]熔融石英成型模具中设有真空腔以及真空管路，成型模具中真空腔上方放置石英片，真空管路与滑环上方可旋转管路相连。成型模具采用高熔点的石墨材料加工而成，石英片在火焰喷枪加热下变成半融化状态，在石英片上下压强差和连续旋转的作用下变成半球形状。
[0012]火焰喷枪加热系统，火焰喷枪固定连接在Z轴精密滚珠丝杠传动装置上，方向竖直向下，火焰喷枪管路与氢氧机管路连接。采用水作为原料，通过电解水产生氧气和氢气，与传统燃气相比，没有碳化物燃烧造成的污染，储存安全，没有高压气体钢瓶爆炸危险的困扰。采用氧气＋氢气的产热方式，火焰温度在1600℃~2400℃之间可调，燃烧后产物为水蒸汽，不会造成污染，被加热的石英表面纯净，无残留物，表面质量更高。
[0013]微半球谐振体快速冷却机构由冷却支架和冷却风扇组成，冷却支架固定在床身侧面，冷却支架与风扇螺栓连接。XY轴精密滚珠丝杠带动成型后的高温微半球谐振体来到冷却机构下，进行降温冷却，快速得到表面光滑、结构对称性好的微半球谐振体。
[0014]滑环连接在成型模具与C向组合电机旋转机构之间，真空系统管路从滑环下端接入并保持静止，滑环上端管路与成型模具管路连接，可以与成型模具一起旋转。组合电机启动后，滑环下端保持静止，上端与成型模具保持高速旋转。火焰喷枪对石英片进行高温加热使其半融化，真空设备对成型模具中的空腔进行抽气，气体经过真空腔管路—滑环—真空系统抽气装置被抽出，石英片上下形成压力差，熔融状态下的石英片被压入成型模具中，形成微半球谐振体。
[0015] Z轴精密滚珠丝杠传动装置与快速冷却系统位于加工设备同一侧。位于同一侧使整个成型设备布局更加合理，提供了更多的操作空间。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图。
[0017]图2为成型模具内部管路示意图。图3熔融石英微半球谐振体成型过程示意图。
[0018] 其中，1
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床身，2
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XY轴精密滚珠丝杠传动装置，3
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C向组合电机旋转机构，4
‑ꢀ
Z轴精密滚珠丝杠传动装置，5
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火焰喷枪，6
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快速冷却系统，7
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熔融石英成型模具，8
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火焰喷枪加热系统，9
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滑环，10
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石英片，11
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盖板。
实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术各部分的工作原理、各部分之间的相互位置进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0020]如图1所示，一种快速冷却多精度熔融石英微半球谐振体加工设备结构图，加工设
备包括XYZ三轴滚珠丝杠传动机构（2、4）、C向组合电机旋转机构3、熔融石英成型模具7、微半球谐振体快速冷却系统6以及火焰喷枪加热系统8。XYZ三轴滚珠丝杠传动机构作为传动机构用于控制石英片和火焰喷枪5位置，以提高加工精度；C向组合电机旋转机构3带动成型模具7和加工过程中的石英片10进行连续高速旋转，在向心力的作用下提高了谐振体的结构对称性；火焰喷枪加热系统8，通过改变火焰大小和加热时间来控制石英片的表面温度；待加工石英片10通过盖板11固定在成型模具7上，成型模具7通过传动轴固定并与滑环9连接，C向组合电机旋转机构3带动滑环9与成型模具7高速转动，XYZ三轴滚珠丝杠传动机构包括XY轴精密滚珠丝杠传动装置2，用来调整待加工的石英片10与火焰喷枪5喷出的火焰在同一垂直面上，Z轴精密滚珠丝杠传动4，用于实现火焰喷枪5上下移动，调节火焰喷枪5与待加工石英片10间的距离。石英片10在火焰喷枪5加热下变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速冷却环保的微半球谐振体成型设备，其特征在于：包括XYZ三轴滚珠丝杠传动机构（2、4）、C向组合电机旋转机构（3）、熔融石英成型模具（7）、微半球谐振体快速冷却机构（6）以及火焰喷枪加热系统（8），所述火焰喷枪加热系统包括氢氧水焊机和具有回火阀的火焰喷枪（5）。待加工石英片通过专用夹具固定在成型模具（7）上，成型模具通过传动轴固定并与滑环（9）连接，C向组合电机旋转机构（3）带动滑环（9）与成型模具（7）高速转动，XYZ三轴滚珠丝杠传动机构（2、3）通过带动成型模具（7）与火焰喷枪（5）对准以实现高精度加工，C向组合电机旋转机构（3）通过带动成型模具（7）高速旋转使石英片（10）在加热过程中受热均匀，微半球谐振体快速冷却机构（6）用于实现高温熔融石英谐振体的快速冷却。2.根据权利要求1所述的快速冷却环保的微半球谐振体成型设备，其特征在于：所述XYZ三轴滚珠丝杠传动机构（2、4）包括XY轴精密滚珠丝杠传动装置（2）和Z轴精密滚珠丝杠传动装置（4），用于实现火焰喷枪（5）上下移动。3.根据权利要求1所述的快速冷却环保的微半球谐振体成型设备，其特征在于：所述熔融石英成型模具（7）中设有真...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄须叶，乔琦，李平华，高忠峰，廖嘉洛，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：