一种超硬材料半球面成型刀具的制作方法

本实用新型涉及一种超硬材料半球面加工刀具，特别涉及利用普通卧式加工中心加装电动分度盘实现半球面加工成型的刀具。

背景技术：

近年来人工合成的超硬材料应用中，尤其以蓝宝石晶体为代表的超硬材料应用最为广泛，蓝宝石晶体具有很好的透光性能，其透光范围为0.15~7.5微米，覆盖了紫外、可见、近红外、中红外等波段；熔点高达2050°C，工作温度可达1900°C，同时还具有优良的机械性能以及很好的抗辐射性能和电绝缘性能。因此，广泛应用于各种光学检测仪器以及各种可视仪表窗口界面。

目前超硬材料半球面加工成型主要有两种方法：（1）专用球面成型机床加工成型，其缺点如下：设备利用率低，只能加工特定尺寸的球面；（2）利用立（卧）式加工中心，根据产品尺寸订制套装金刚石砂轮，分多次磨削成型，其缺点如下：套装金刚石砂轮消耗较大，尤其是在加工大尺寸球面时，而且加工效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有的技术缺点，提供一种快速、简便、成本低、可加工尺寸范围大、成型后球面尺寸精度高的超硬材料半球面加工成型刀具。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是:

一种超硬材料半球面成型刀具，其特征在于，包括电动分度盘和刀具，所述电动分度盘水平设置，电动分度盘一端与卧式加工中固定连接，电动分度盘包括旋转装置和夹紧装置，所述旋转装置呈圆形，旋转装置上设有滑动槽，所述滑动槽有三个，滑动槽等分分布在旋转装置上，所述夹紧装置有三个，夹紧装置通过滑动槽设置在旋转装置内，夹紧装置包括电机、连接杆和夹紧块，所述电机水平设置，电机设置在滑动槽下端，且设置在旋转装置内，所述连接杆呈圆柱体，连接杆竖直设置，连接杆一端与电机固定连接，另一端与夹紧块固定连接，所述夹紧块呈长方体，夹紧块上设有固定槽，所述固定槽设置在夹紧块一侧；

所述刀具包括固定块、连接块和刀头，所述固定块呈圆形，固定块水平设置，所述连接块包括第一连接块和第二连接块，所述第一连接块呈长方形，第一连接块水平设置，第一连接块设置在固定块一侧，且与固定块固定连接，所述第二连接块竖直设置，第二连接块呈弧形，第二连接块一端与第一连接块另一端固定连接，所述刀头水平设置，刀头一端与第二连接块另一端固定连接；

进一步的，刀头与水平线所呈的夹角为α，所述α为90°；

进一步的，刀头采用金刚石制作而成；

进一步的，连接块采用抗变形性能和散热性能好的材料制成；

进一步的，夹紧块通过电机和连接杆在滑动槽内自由移动；

进一步的，刀头与固定块大距离为L1，L1的大小可根据加工半球面的直径进行调节。

本实用新型的有益效果为：

一种超硬材料半球面成型刀具，其特征在于，包括电动分度盘和刀具，电动分度盘上设有夹紧装置，可以从三个角度夹紧刀具，起到很好的固定效果，防止刀具在工作时松动导致加工错误，且能提高加工效率，减少加工误差，电动分度盘上设有滑动槽，可以根据加工半球面的直径选择刀具的大小，能够满足更多半球面加工的加工需求，连接块采用抗变形性能和散热性能好的材料制成，大大的增加了刀具的使用寿命，本刀具加工效率高，结构简单，制作成本低，加工范围广，能够满足绝大部分加工需求，并且节约加工成本。

附图说明

图1为半球面成型刀具主视图。

图2为刀具主视图。

图3为电动分度盘主视图。

图4为电动分度盘剖视图。

具体实施方式

一种超硬材料半球面成型刀具，其特征在于，包括电动分度盘1和刀具2，所述电动分度盘1水平设置，电动分度盘1一端与卧式加工中固定连接，电动分度盘1包括旋转装置3和夹紧装置4，所述旋转装置3呈圆形，旋转装置3上设有滑动槽5，所述滑动槽5有三个，滑动槽5等分分布在旋转装置3上，所述夹紧装置4有三个，夹紧装置4通过滑动槽5设置在旋转装置3内，夹紧装置4包括电机6、连接杆7和夹紧块8，所述电机6水平设置，电机6设置在滑动槽5下端，且设置在旋转装置3内，所述连接杆7呈圆柱体，连接杆7竖直设置，连接杆7一端与电机6固定连接，另一端与夹紧块8固定连接，所述夹紧块8呈长方体，夹紧块8上设有固定槽9，所述固定槽9设置在夹紧块8一侧；

所述刀具2包括固定块10、连接块11和刀头12，所述固定块10呈圆形，固定块10水平设置，所述连接块11包括第一连接块13和第二连接块14，所述第一连接块13呈长方形，第一连接块13水平设置，第一连接块13设置在固定块10一侧，且与固定块10固定连接，所述第二连接块14竖直设置，第二连接块14呈弧形，第二连接块14一端与第一连接块13另一端固定连接，所述刀头12水平设置，刀头12一端与第二连接块14另一端固定连接；

进一步的，刀头12与水平线所呈的夹角为α，所述α为90°；

进一步的，刀头12采用金刚石制作而成；

进一步的，连接块11采用抗变形性能和散热性能好的材料制成；

进一步的，夹紧块8通过电机6和连接杆7在滑动槽5内自由移动；

进一步的，刀头12与固定块10大距离为L1，L1的大小可根据加工半球面的直径进行调节；

进一步的，上述固定连接采用焊接、螺丝螺母等常用固定方式固定。

工作原理：

（1）将电动分度盘安装在卧式加工中心的刀架上；

（2）调整电动分度盘中心与卧式加工中心主轴，使其在同一水平面上，且误差不能大于0.2mm；

（3）将代加工晶棒固定在加工中心三爪卡盘上；

（4）将刀具通过固定装置夹紧，使其固定在电动分度盘上，并使刀具第一连接呈0°；

（5）启动卧式加工中心，设定主轴转速为120rpm/min；

（6）移动刀架，使刀具加工面接触到待加工棒料的端面；

（7）设置电动分度盘转速为0.05°/min；

（8）电动分度电动分度盘旋转至-89°时，将分度盘反向旋转90°；

（9）停止卧式加工中心主轴旋转，取下晶棒；

（10）用橡胶锤轻轻敲击棒料的端面，直至半球面体与棒料的连接断裂。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。