一种高效的蓝宝石掏棒刀具的制作方法

专利名称：一种高效的蓝宝石掏棒刀具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及监宝石单晶加工，具体涉及一种闻效的监宝石晶淀掏棒刀具。
背景技术：
目前，蓝宝石单晶生长绝大多数以A向生长，而LED中蓝宝石衬底片的使用绝大多数是其C面((0001)面)，故在蓝宝石衬底片的生产过程中，绝大多数要经历晶锭的掏棒工序。但是，蓝宝石单晶有高达9的莫氏硬度，仅次于金刚石，掏棒加工工艺难度很高，对掏棒刀具要求很高。由于蓝宝石单晶在近两年才开始大规模生产，故蓝宝石晶锭的掏棒刀具产品还比较单一，现有刀具的质量、寿命和掏棒效率都还不能满足日益扩大的生产需求。另外，市场现售掏棒刀具刀身和刀头的壁厚都比较厚，大多在3mm以上，且内径对比所需晶棒尺寸的余量也偏大，导致掏棒加工过程中加工量偏大，蓝宝石磨损量偏大，同时也影响到单个晶锭的掏棒数量，也就影响到蓝宝石晶锭有效利用率，从而严重影响整个蓝宝石衬底片的生产成本。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种闻效的监宝石晶淀掏棒刀具，以解决现有掏棒刀具效率低、寿命短、原材料利用率低等问题。实用新型包括刀柄、刀身和刀头三部分。本刀柄是掏棒刀具上端一段中空的圆形钢柱，采用钢棒钻孔而成，该孔用于切削冷却液的通过。刀柄用于将掏棒刀具安装在蓝宝石掏棒机的主轴上，具体是通过掏棒机主轴下端的锁紧装置来固定。对于不同尺寸的掏棒刀具，刀柄部分的长度和直径相对固定，以利于在同一台掏棒机上更换不同直径的掏棒刀具，掏取不同尺寸的蓝宝石晶棒。具体来讲，刀柄长度为50 80mm,外径为30 40mm,内径为10 16mm。刀身是一端具有一定长度的圆形钢管，刀身部分用于连接刀柄和刀头部分。刀身与刀柄同轴，二者之间采用焊接连接。刀身内径根据所掏晶棒尺寸而定，分为2英寸、4英寸、6英寸或8英寸四种型号，但其内径具体尺寸要比所掏晶棒外径大4 6mm，刀身壁厚为2 3_。刀身长度根据所掏晶锭的直径而定，亦即根据所掏晶棒的最长长度而定，为200 320mm不等。刀头是一个以一定粒径的金刚石颗粒为原料，采用电火花烧结在刀身下端的一个圆环形切削刃(4)。刀头金刚石层高度为5 10mm，内径根据所掏晶棒的外径而定，分为2英寸、4英寸、6英寸或8英寸四种型号，但具体内径尺寸比刀身内径尺寸小I 2mm，刀头外径比刀身外径大I 2mm。为了增加掏棒过程中的切削效率，沿刀身轴向在金刚石刀头环上均匀开4 8个槽(5)，槽中心线对应的径向夹角为90 60°，槽深为金刚石层高度，槽宽为24mm。本实用新型具有如下优势:[0010]I)掏刀具结构简单，制备费用低廉，降低蓝宝石掏棒成本；2)刀具掏棒效率高，常规掏棒速度可达3 5mm/min ；3)刀具寿命长，正常操作条件下可掏棒6000mm ；4)刀具装拆简单，工作效率高；5)蓝宝石掏棒成材率高。

图1为本实用新型的刀具结构正视剖面图。图2为刀头的正视图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。实施例1:结合图1和图2说明本实施案例。本实施例由刀柄、刀身和刀头三部分组成:刀柄长65mm,外径30mm,内径IOmm ;刀身长220mm,内径53mm,壁厚2mm ;金刚石刀头高8mm,内径52mm,外径58mm,刃环上均勻开6个槽,每个槽宽2mm。刀柄和刀身采用同轴焊接，刀头以60目的人造金刚石为原料，采用电火花烧结而成。该刀具在实际掏棒过程中，采用5mm/min的进给速度,合计掏棒6000mm。实施例2:结合图1和图2说明本实施案例。本实施例由刀柄、刀身和刀头三部分组成:刀柄长60mm,外径36mm,内径12mm ;刀身长250mm,内径104mm,壁厚2mm ;金刚石刀头高IOmm,内径103mm,外径109mm,刃环上均勻开6个槽,每个槽宽2.5mm。刀柄和刀身米用同轴焊接，刀头以60目的人造金刚石为原料，采用电火花烧结而成。该道具在实际掏棒过程中，采用4mm/min的进给速度,合计掏棒3000mm。实施例3:结合图1和图2说明本实施案例。本实施例由刀柄、刀身和刀头三部分组成:刀柄长55mm,外径40mm,内径16mm ;刀身长320mm,内径156mm,壁厚2.5mm ;金刚石刀头高IOmm,内径155mm,外径162mm,刃环上均勻开6个槽,每个槽宽3.0mm。刀柄和刀身米用同轴焊接，刀头以50目的人造金刚石为原料，采用电火花烧结而成。该道具在实际掏棒过程中，采用3mm/min的进给速度,合计掏棒2000mm。
权利要求1.一种高效的蓝宝石掏棒刀具，其特征在于:该刀具由刀柄、刀身和刀头组成，通过刀柄将掏棒刀具安装在蓝宝石掏棒机的主轴上；刀身与刀柄同轴，二者之间采用焊接连接；刀头是一个以金刚石颗粒为原料，采用电火花烧结在刀身下端的一个圆环形切削刃(4)，沿刀身轴向在金刚石刀头环上均匀开4 8个槽(5)，槽中心线对应的径向夹角为90° 60°，槽深为金刚石层高度，槽宽为2 4mm。
2.根据权利要求1所述的一种高效的蓝宝石掏棒刀具，其特征在于:所述刀柄是掏棒刀具上端一段中空的圆形钢柱，采用钢棒钻孔而成，刀柄通过掏棒机主轴下端的锁紧装置固定，所述刀柄长度为50 80mm,夕卜径为30 40mm,内径为10 16mm ； 所述刀身部分用于连接刀柄和刀头部分，刀身内径为2英寸、4英寸、6英寸或8英寸，刀身内径尺寸比所掏晶棒外径大4 6mm,刀身壁厚为2 3mm,刀身长度为200 320mm ； 所述刀头的金刚石层高度为5 10mm，内径为2英寸、4英寸、6英寸或8英寸，刀头内径尺寸比刀身内径尺寸小I 2mm,刀头外径比刀身外径大I 2mm。
专利摘要针对现有蓝宝石掏棒刀具效率低、寿命短、原材料利用率低等问题，本实用新型公开了一种高效的蓝宝石掏棒刀具。该刀具由刀柄、刀身和刀头组成。刀柄用于将掏棒刀具安装在蓝宝石掏棒机的主轴上；刀身与刀柄同轴，二者之间采用焊接连接；刀头是一个以一定粒径的金刚石颗粒为原料，采用电火花烧结在刀身下端的一个圆环形切削刃(4)，直径根据所掏晶棒尺寸而定；为了增加掏棒过程中的切削效率，沿刀身轴向在金刚石刀头环上均匀开4～8个槽(5)。本实用新型具有掏刀具结构简单、制备费用低廉、刀具掏棒效率高、寿命长、装拆简单和掏棒成材率高等优点。
文档编号B28D5/00GK202952400SQ20122020627
公开日2013年5月29日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者符泽卫, 陈援, 宁德魁, 吴红昆, 李翔, 李才巨, 隋忠明, 邹杰, 彭巨波, 邹承彦 申请人:云南乾元光能产业有限公司