蓝宝石晶棒端面磨床制造技术

本发明专利技术提供了一种蓝宝石晶棒端面磨床，属于加工设备领域，其主要结构包括平面磨床、C向定向仪、转盘、专用夹具、砂轮、X-Y光栅显示系统及微调支架，床身上设备有射线仪显示以及光栅尺，X-Y光栅显示系统安装于磨床X-Y运动方向的行程之内，转盘上设置有专用夹具，其端面研磨的工艺主要流程包括原料固定、对中心、分子排列定向、磨削，专用夹具在两个互相垂直的方向上都可调整角度，砂轮为金刚石材质，被磨工件表面粗糙度可达Ra＜0.8mm，被磨表面平面度可达±0.01mm/2英寸；本发明专利技术省略了复杂的夹具，采用类似在线测量的方法，使加工精度、加工效率较大的提高，同时减轻操作者的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加工设备，尤其涉及一种用于对蓝宝石晶棒端面进行加工的磨床，特别地，本专利技术还提供了利用该磨床进行蓝宝石晶棒端面加工的方法。
技术介绍
蓝宝石晶体是一种优秀的多功能材料，具有硬度高、熔点高、透光性好、电绝缘性优异、化学性能稳定等特点，但是典型的难加工硬脆材料。圆柱状蓝宝石材料在切片前必须对其二端面进行精细磨削，使其表面粗糙及轮廓达到如下要求a.表面粗糙度达到RaO. 8 ； b.表面轮廓与蓝宝石的分子排列在C向平行，其不平行允差在5秒以内。现有技术是利用专用夹具及X射线仪将蓝宝石晶棒固定并调整到磨削状态，然后连带夹具置于磨床工作台面进行磨削，该工艺有二个缺点其一是两次装夹后，原先调好的精度可能变动，其二是夹具加上晶棒自重不轻，操作者体力不能适应。
技术实现思路
为了解决现有蓝宝石二端面加工中存在的问题及不足，本专利技术提供了一种蓝宝石晶棒端面磨床，用于对圆柱状蓝宝石晶棒材料端面进行精细磨削，本专利技术的目的还在于提供一种蓝宝石晶棒材料端面的加工方法。本专利技术所采用的技术方案如下蓝宝石晶棒端面磨床，主要结构包括平面磨床、C向定向仪、专用夹具、转盘、X-Y光栅显示系统及微调支架，平面磨床台面上设置有防护罩，平面磨床一侧中部有一立柱，床身上设备有射线仪显示以及光栅尺，C向定向仪、Y光栅显示、微调支架安装于磨床立柱上，X-Y光栅显示系统安装于磨床X-Y运动方向的行程之内，砂轮穿过磨头架安装于平面磨床内的电机主轴上，转盘固定于磨床台面上，转盘上设置有专用夹具。所述平面磨床，该磨床用的砂轮为金刚石材质。所述C向定向仪，包括射线发生器、射线接收器、定向仪以及定向显示器，装于磨床磨头立柱左侧，用来测量蓝宝石晶锭分子排列方向，以调整工件平面与磨床台面之夹角，从而保证磨削平面方向达到所需的要求，利用升降马达实现快速升降，当测量头与工件面接近时，可通过微调手轮手动调节测量头高低。上述专用夹具与转盘组合，用来装夹被磨晶锭，利用X射线仪及转盘，可精确调整工件被磨平面之倾角，从而达到磨削要求。上述X-Y光栅显示系统，X光栅显示安装于床身左侧面，X光栅尺安装于防护罩下部，Y光栅尺安装于床身右侧面，光栅显示系统安装于磨床X-Y运动方向的行程之内，用来寻找出圆柱晶锭之圆心位置，以便X射线仪测头置于其中心位置，提高测量精度。上述微调支架上端设置有升降马达、微调手轮、X射线仪及测量头，X射线仪及测量头可沿升降轨道上下移动。本专利技术提供的一种利用本专利技术设备进行蓝宝石端面研磨的工艺，主要流程包括原料固定、对中心、分子排列定向、磨削，具体步骤为I)将蓝宝石晶棒毛坯利用组合专用夹具固定；专用夹具实现二维可调，其角度调整范围为3° 5。，专用夹具固定于转盘上平面上，而转盘固定于磨床工作台上；2)对中心利用定向仪将工件进行对中心，可将排列方向调至与磨床台面运动方向平行，利用砂轮磨削原始端面，经磨削后的端面必定排列方向平行，再以与分子排列平行之端面为基准，切成的晶片将符合其光学质量了 ；3)分子排列定向利用定向仪与专用夹具则可将排列方向调至与磨床台面运动方向平行，利用砂轮磨削原始端面，经磨削后的端面必定排列方向平行，再以与分子排列平行之端面为基准，切成的晶片将符合其光学质量了 ；设Ci1SX射线与分子排列方向形成的 夹角，。2为X射线反射后分子排列方向形成的夹角，当Ci1与Ci2相等时，即晶棒磨削位置调整完成；4)磨削，通过砂轮对原料进行磨削，要求磨削后蓝宝石晶棒端面表面粗糙度应达到O. 8，圆柱状蓝宝石晶棒分子排列方向与原始端面不平行，其与原始端面形成一个夹角α，要求夹角α角度误差不大于±5'(与分子排列方向)。上述专用夹具在两个互相垂直的方向上都可调整角度。上述砂轮为金刚石材质，被磨工件表面粗糙度可达Ra < O. 8mm，被磨表面平面度达 ±0. OImm/2 英寸。与现行工艺相比，本专利技术只需一次装夹，精度高，不但省略了复杂的夹具，且改轻操作工的体力负担。本专利技术将测量仪器与加工机床的有机合理结合，测量仪器与专用夹具协调联合使用，采用类似在线测量的方法，使加工精度比较稳定、加工效率得到了较大的提高，同时极大地减轻了操作者的劳动强度。附图说明图I为本专利技术一实施例结构示意图；图2为图I的侧视图；图3为本专利技术分子排列定向原理示意图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进一步进行说明图中1_床身，2-平面磨床台面，3-转盘，4-专用夹具，5-晶体，6-砂轮，7-立柱，8-防护罩，90-Y光栅显示，91-X光栅显示，92-X向光栅尺，93-Y向光栅尺，100-升降马达，101-微调手轮，102-X射线仪，103-测量头，61-磨头架，Il-C向定向仪，110-X射线接收器，Ill-X射线发生器，112-定向仪安装板，113-C向定向仪，114-定向显示器，a i为X射线与分子排列方向形成的夹角，α2为乂射线反射后分子排列方向形成的夹角。如图I、图2所示实施例，蓝宝石晶棒端面磨床，主要结构包括平面磨床、C向定向仪、转盘、X-Y光栅显示系统及微调支架，平面磨床台面上设置有防护罩，平面磨床一侧中部有一立柱，床身上设备有射线仪显示以及光栅尺，C向定向仪、Y光栅显示、微调支架安装于磨床立柱上，X-Y光栅显示系统安装于磨床X-Y运动方向的行程之内，砂轮穿过磨头架安装于平面磨床内的电机主轴上，转盘固定于磨床台面上，转盘上设置有专用夹具。所述平面磨床，该磨床用的砂轮为金刚石材质。所述C向定向仪，包括射线发生器、射线接收器、定向仪以及定向显示器，装于磨床磨头立柱左侧，用来测量蓝宝石晶锭分子排列方向，以调整工件平面与磨床台面之夹角，从而保证磨削平面方向达到所需的要求，利用升降马达实现快速升降，当测量头与工件面接近时，可通过微调手轮手动调节测量头高低。上述专用夹具与转盘组合，用来装夹被磨晶锭，利用X射线仪及转盘，可精确调整工件被磨平面之倾角，从而达到磨削要求。上述X-Y光栅显示系统，X光栅显示安装于床身左侧面，X光栅尺安装于防护罩下部，Y光栅尺安装于床身右侧面，光栅显示系统安装于磨床X-Y运动方向的行程之内，用来 寻找出圆柱晶锭之圆心位置，以便X射线仪测头置于其中心位置，提高测量精度。上述微调支架上端设置有升降马达、微调手轮、X射线仪及测量头，X射线仪及测量头可沿升降轨道上下移动。本专利技术提供的一种利用本专利技术设备进行蓝宝石晶棒端面研磨的工艺，主要流程包括原料固定、对中心、分子排列定向、磨削，具体步骤为I)将蓝宝石晶棒毛坯利用组合专用夹具固定；专用夹具实现二维可调，其角度调整范围为3° 5。，专用夹具固定于转盘上平面上，而转盘固定于磨床工作台上；2)对中心利用C向定向仪将原料进行对中心，可将排列方向调至与磨床台面运动方向平行，利用砂轮磨削原始端面，经磨削后的端面必定排列方向平行，再以与分子排列平行之端面为基准，切成的晶片将符合其光学质量了 ；3)分子排列定向利用定向仪与专用夹具则可将排列方向调至与磨床台面运动方向平行，利用砂轮磨削原始端面，经磨削后的端面必定排列方向平行，再以与分子排列平行之端面为基准，切成的晶片将符合其光学质量了 ；如图3所示，当Ci1与Ci2相等时，即晶棒磨削位置调整完成，可进入磨削环节；4)磨削，通过砂轮对原料进行磨削，要求磨削后蓝宝石晶棒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝宝石晶棒端面磨床，结构上包括平面磨床、C向定向仪、转盘，平面磨床一侧中部有一立柱，其特征在于，结构上还包括专用夹具、X？Y光栅显示系统及微调支架，平面磨床台面上设置有防护罩，床身上设备有射线仪显示以及光栅尺，C向定向仪、Y光栅显示、微调支架安装于磨床立柱上，X？Y光栅显示系统安装于磨床X？Y运动方向的行程之内，砂轮穿过磨头架安装于平面磨床内的电机主轴上，转盘固定于磨床台面上，转盘上设置有专用夹具。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志强，朱文新，张德安，陈荣清，吴登民，
申请(专利权)人：上海汇盛无线电专用科技有限公司，
类型：发明
国别省市：