專利名稱：藍(lán)寶石圓柱體外圓面r環(huán)槽的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寶石或類似硬脆材料圓柱面上環(huán)形槽的加工方法，特別涉及一種藍(lán)寶石圓柱體外圓面R環(huán)槽的加工方法。
背景技術(shù)：
人造藍(lán)寶石具有硬度高，耐磨損，線膨脹系數(shù)小，抗壓強(qiáng)度高和耐酸堿腐蝕等特點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛。但是，由于人造藍(lán)寶石具有硬度高(莫氏9級(jí)，僅次于天然鉆石)、脆性大，晶體各向異性等特性，其加工難度也相當(dāng)大，圖1所示為藍(lán)寶石圓柱面上的R槽5，由于 R槽尺寸難以控制，不能批量加工，有加工精度差，效率低，成本高等問(wèn)題。目前，藍(lán)寶石圓柱面上環(huán)形槽的加工方法是采用金剛石鉆粉磨具(磨輪)，用仿形法進(jìn)行環(huán)形槽的加工。這種方法適用于U形槽(如圖1中的4示)的加工，磨輪形狀為圓柱形，磨輪寬度根據(jù)槽寬確定，加工的磨輪磨損后，只需用砂輪輕輕修磨即可保持尺寸精度。 若采用成形磨輪加工R形環(huán)形槽(如圖1中的5示)有以下問(wèn)題1.由于R形環(huán)形槽形狀、 尺寸精度完全由磨輪成形精度的確定，對(duì)成型磨具的R尺寸及形狀要求很高(一般產(chǎn)品的 R尺寸精度需控制在士0. IOmm內(nèi))，用成形磨輪加工難度高；2.加工不同尺寸的R槽所用的成型磨具的R尺寸也不同，因此需按產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)不同尺寸的成型磨具；3.成型磨具加工藍(lán)寶石R槽消耗很快，需經(jīng)常修磨，修磨工期長(zhǎng)、效率低，加工成本高(成型磨具60 80 元/個(gè)，且只能加工產(chǎn)品80件左右)；4、采用成型磨具加工R槽表面質(zhì)量只達(dá)到RzO. 4，并且加工質(zhì)量不穩(wěn)定。綜上所述，采用成型磨具加工R形環(huán)形槽有諸多限制且精度差、成本高，因此，需找到一種加工寶石圓柱面R形環(huán)形槽的新方法，解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種藍(lán)寶石圓柱體外圓面R環(huán)槽的加工方法，采用本發(fā)明方法所得藍(lán)寶石工件表面質(zhì)量可達(dá)到12級(jí)以上，R槽的尺寸公差控制在0. IOmm內(nèi)的要求，所述方法具有產(chǎn)品的精度高，加工方法簡(jiǎn)單，磨具修磨容易，磨具價(jià)格低廉，加工范圍廣的優(yōu)
點(diǎn)ο本發(fā)明的技術(shù)方案是制備磨桿A.粗加工用金剛石磨桿，取金剛石鉆粉和結(jié)合劑混合，燒結(jié)制成圓柱體，其中金剛石鉆粉結(jié)合劑的重量比=1 80 ；磨桿尺寸長(zhǎng)度為30-60mm，直徑D = (0. 92-0. 97) 2R。B.細(xì)加工用金剛石磨桿，取金剛石鉆粉和結(jié)合劑混合，燒結(jié)制成長(zhǎng)度為30_60mm， 直徑D= (0.92-0. 97) 2R的圓柱體，其中金剛石鉆粉結(jié)合劑的重量比=1 80。所述的結(jié)合劑為玻璃粉。所述的粗加工用金剛石磨桿的金剛石鉆粉的粒度為JRW20 JRW^。所述的細(xì)加工用金剛石磨桿的金剛石鉆粉的粒度為JRW4 JRWlO的金剛石鉆粉。
本發(fā)明所述的藍(lán)寶石圓柱體外圓面R環(huán)槽的加工方法，有以下步驟1)粗成型R槽取需要加工R槽的藍(lán)寶石工件，將金剛石鉆粉和結(jié)合劑燒制成長(zhǎng)度為30_60mm、直徑D = (0.92-0. 97) 2R的粗加工金剛石磨桿，固定在軸套內(nèi)，軸套固定在銑床的銑頭上，藍(lán)寶石工件水平裝夾在車床夾具體上，磨桿與工件的夾角在15 30°，啟動(dòng)機(jī)床，夾具體帶動(dòng)藍(lán)寶石工件沿軸線做水平旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為6000 9000轉(zhuǎn)/分鐘；磨桿作自轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為 19000 23000轉(zhuǎn)/分鐘，橫向及縱向進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)；粗加工金剛石磨桿磨削藍(lán)寶石工件圓柱體，得到粗加工R槽；2)細(xì)加工R槽取金剛石鉆粉和結(jié)合劑燒制成長(zhǎng)度為30-60mm、直徑D = (0. 92-0. 97) 2R的細(xì)加工金剛石磨桿，用步驟1)相同的方法磨削藍(lán)寶石工件圓柱體，得到細(xì)加工藍(lán)寶石圓柱體R 槽；幻拋光R槽步驟幻所得藍(lán)寶石工件，在其R槽涂抹金剛石鉆粉膏后，水平裝夾在車床上，尼龍繩固定在車床兩端，尼龍繩與藍(lán)寶石工件接觸，開(kāi)動(dòng)車床，打磨拋光藍(lán)寶石工件上的R槽， 得到外圓面帶有R環(huán)槽的藍(lán)寶石圓柱體，R槽的公差< 0. 20mm。步驟3)所述的金剛石鉆粉膏采用型號(hào)為JRWl JRWlO的金剛石鉆粉，加水做成膏狀。本發(fā)明采用不同磨料配比粗、細(xì)金剛石磨桿(圓柱體)加工R槽；用專用的金剛石鉆粉膏拋光整個(gè)藍(lán)寶石工件，使得加工后的藍(lán)寶石工件表面質(zhì)量可達(dá)到12級(jí)以上，R槽的尺寸公差小于0. IOmm,因此具有精度高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明加工時(shí)采用藍(lán)寶石工件和金剛石磨具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)磨具在藍(lán)寶石工件外圓面上做直線運(yùn)動(dòng)，加工過(guò)程中磨具進(jìn)刀，四個(gè)運(yùn)動(dòng)組合的方式，加工時(shí)只需要調(diào)整磨桿與工件的夾角在15 30°，控制磨桿和工件的轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到藍(lán)寶石工件表面質(zhì)量可達(dá)到 12級(jí)以上，R槽的尺寸公差控制在0. IOmm內(nèi)，因此有加工方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明金剛石鉆粉和結(jié)合劑燒制成磨桿，因此，磨具修復(fù)容易，磨具價(jià)格低廉，可廣范用于打孔、做錐面等，有加工范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。下表為背景技術(shù)所述方法與本發(fā)明所述方法的比較^^^^^加丄方法項(xiàng) 目 ^^^^原加工方法本發(fā)明采用的方法加工原理成形法范成法磨料磨具1.10元/件0.12元/件磨具價(jià)格成型磨輪60 80元/個(gè)磨桿3元/根磨具加工困難容易加工效率5 6分鐘/件3 4分鐘/件操作者技術(shù)要求要求高要求低加工精度R尺寸可控制在0.30mm內(nèi)R尺寸可控制在0.20mm內(nèi)R形狀R不規(guī)則R形狀規(guī)則R表面粗糙度RzO. 4RzO.2以上加工穩(wěn)定性表面質(zhì)量穩(wěn)定性差表面質(zhì)量穩(wěn)定性好加工成本5.0 6.0元/件2.0 3.0元/件


圖1為藍(lán)寶石工件上的R槽及U形槽示意圖；圖2為本發(fā)明方法的藍(lán)寶石工件R槽加工示意圖；圖3為本發(fā)明方法的藍(lán)寶石工件R槽加工中的磨桿與工件夾角的示意圖。圖中，1為夾具體，2為藍(lán)寶石工件，3為磨桿，4為U形槽，5為R槽。
具體實(shí)施例方式用于加工藍(lán)寶石圓柱體外圓面R環(huán)槽的磨桿，分為粗加工用金剛石磨桿和細(xì)加工用金剛石磨桿，磨桿由金剛石鉆粉和結(jié)合劑組成。其中，結(jié)合劑為玻璃粉，金剛石鉆粉結(jié)合劑的重量比=1 80。粗加工用金剛石磨桿的粒度為JRW20 JRW^ ；細(xì)加工用金剛石磨桿的金剛石鉆粉的粒度為JRW4 JRW10，燒制(用陶瓷結(jié)合劑金剛石燒結(jié)法)而成，磨桿的長(zhǎng)度為30-60mm，直徑D = (0. 92-0. 97) 2R，其結(jié)合劑采用玻璃粉。藍(lán)寶石外圓R槽成型方法是，加工時(shí)藍(lán)寶石工件和金剛石磨具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)磨具在藍(lán)寶石工件外圓面上做直線運(yùn)動(dòng)，加工過(guò)程中磨具進(jìn)刀，四個(gè)運(yùn)動(dòng)組合而成，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金剛石磨具的運(yùn)動(dòng)軌跡逐步包絡(luò)形成藍(lán)寶石柱體外圓工件R槽。(參見(jiàn)圖2、圖3)具體方法如下寶石一定向切割一柱體粗磨和精磨一端面加工一R槽加工一檢驗(yàn)包裝出廠。
藍(lán)寶石R槽成型方法的具體制備步驟如下(參見(jiàn)圖2、圖3)(1)定向切割(下料)藍(lán)寶石先經(jīng)過(guò)劃軸向(沿C軸，在加工R環(huán)槽時(shí)，藍(lán)寶石工件不會(huì)產(chǎn)生切口)，再按照成品尺寸，留出0. 3 0. 5mm左右的加工余量，切割成四方柱體形毛坯。(2)柱體粗磨和精磨(制坯)將柱體毛坯用150 MOs金剛石鉆粉在磨圓機(jī)上按要求將毛坯磨成圓柱形，要求圓柱度和圓度誤差小于0. 005mm。(3)端面加工用從粗到細(xì)的磨料在磨盤(pán)上粗、細(xì)精研磨寶石圓柱體兩端面到要求尺寸。(4)粗成型R槽將粗加工用金剛石磨桿3固定在軸套內(nèi)，軸套固定銑床的銑頭部件上，使粗加工用金剛石磨桿在皮帶輪的帶動(dòng)下可以作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，在拖板的帶動(dòng)下， 還可作橫向及縱向進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)。將藍(lán)寶石工件2水平裝夾在鐘表車床夾具體1上，銑頭偏轉(zhuǎn)一定角度(即磨桿與藍(lán)寶石工件的夾角在15 30度)。啟動(dòng)機(jī)床，夾具體帶動(dòng)藍(lán)寶石工件沿軸線做水平旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為6000 9000轉(zhuǎn)/分鐘；磨桿作自轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為19000 23000 轉(zhuǎn)/分鐘，橫向及縱向進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)；用粒度為JRW20 ms的粗加工金剛石磨桿在藍(lán)寶石工件圓柱體上，粗成型R槽。工件沿軸線旋轉(zhuǎn)，粗加工金剛石磨桿自轉(zhuǎn)(與工件的夾角在15 30度)、并做縱向和橫向運(yùn)動(dòng)，完成R槽在鐘表車床上的粗加工。磨桿尺寸D= (0.9-0.95) R0(6)細(xì)加工R槽加工方法同上，用粒度為JRW4 JRWlO細(xì)加工金剛石磨桿。(7)拋光R槽將步驟(6)所得藍(lán)寶石工件水平裝夾在鐘表車床上，藍(lán)寶石工件涂抹金剛石鉆粉膏后，水平裝夾在車床上，尼龍繩固定在車床兩端，開(kāi)動(dòng)車床，尼龍繩與藍(lán)寶石工件接觸，打磨拋光，控制R槽的公差<0. 10mm，得到外圓面帶有R環(huán)槽的藍(lán)寶石圓柱體。 加工后的藍(lán)寶石工件表面質(zhì)量可達(dá)到12級(jí)以上，R槽的尺寸公差< 0. 10mm。
權(quán)利要求
1.一種藍(lán)寶石圓柱體外圓面R環(huán)槽的加工方法，其特征在于有以下步驟1)粗成型R槽取需要加工R槽的藍(lán)寶石工件，將金剛石鉆粉和結(jié)合劑燒制成長(zhǎng)度為30-60mm、直徑 D = (0. 92-0. 97) 2R的粗加工金剛石磨桿，固定在軸套內(nèi)，軸套固定在銑床的銑頭上，藍(lán)寶石工件水平裝夾在車床夾具體上，磨桿與工件的夾角在15 30°，啟動(dòng)機(jī)床，夾具體帶動(dòng)藍(lán)寶石工件沿軸線做水平旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為6000 9000轉(zhuǎn)/分鐘；磨桿作自轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為 19000 23000轉(zhuǎn)/分鐘，橫向及縱向進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)；粗加工金剛石磨桿磨削藍(lán)寶石工件圓柱體，得到粗加工R槽；2)細(xì)加工R槽取金剛石鉆粉和結(jié)合劑燒制成長(zhǎng)度為30-60mm、直徑D= (0. 92-0. 97) 2R的細(xì)加工金剛石磨桿，用步驟1)相同的方法磨削藍(lán)寶石工件圓柱體，得到細(xì)加工藍(lán)寶石圓柱體R槽；3)拋光R槽步驟2、所得藍(lán)寶石工件，在其R槽涂抹金剛石鉆粉膏后，水平裝夾在車床上，尼龍繩固定在車床兩端，尼龍繩與藍(lán)寶石工件接觸，開(kāi)動(dòng)車床，打磨拋光藍(lán)寶石工件上的R槽，得到外圓面帶有R環(huán)槽的藍(lán)寶石圓柱體，R槽的公差< 0. 20mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟幻所述的金剛石鉆粉膏采用型號(hào)為 JRWl JRWlO的金剛石鉆粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于磨桿中金剛石鉆粉結(jié)合劑的重量比= 1 80。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的粗加工用金剛石磨桿的金剛石鉆粉的粒度為JRW20 JRW^。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的細(xì)加工用金剛石磨桿的金剛石鉆粉的粒度為JRW4 JRWlO的金剛石鉆粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于所述結(jié)合劑為玻璃粉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種藍(lán)寶石圓柱體外圓面R環(huán)槽的加工方法，所述方法在銑床上固定特制的粗、細(xì)加工金剛石磨桿，藍(lán)寶石工件固定在車床上，使磨桿與工件的夾角在15～30°，用粗、細(xì)加工金剛石磨桿在藍(lán)寶石圓柱體外圓面磨削出R環(huán)槽，拋光。采用本發(fā)明方法加工的藍(lán)寶石工件表面質(zhì)量可達(dá)到12級(jí)以上，R槽的尺寸公差小于0.10mm，其方法具有產(chǎn)品的精度高，加工方法簡(jiǎn)單，磨具修磨容易，磨具價(jià)格低廉，加工范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24B9/16GK102343539SQ20111033567
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者盧松, 向久林 申請(qǐng)人:重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司