一种用于旋转靶材的涨紧工装及靶材后处理加工方法
阅读说明：本技术 一种用于旋转靶材的涨紧工装及靶材后处理加工方法 (Tensioning tool for rotating target and target post-processing machining method ) 是由 周昭宇 周志宏 肖世洪 李世荣 雷雨 汪政军 于 2021-10-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于旋转靶材的涨紧工装及靶材后处理加工方法,涨紧工装在主轴上设有涨紧套,涨紧套沿主轴朝顶圈伸出一圈用于撑起靶材的弹齿,弹齿的直径可调节,从而适应不同直径大小的靶材的装夹操作者沿主轴移动顶圈和/或涨紧套,使弹齿从顶圈的缩口端套往其扩口端从而被顶圈顶开增大直径,直至弹齿径向抵顶所述靶材的内壁从而撑起靶材,就用锁止件对顶圈和/或涨紧套进行锁止,使顶圈和涨紧套在主轴上的位置固定,则弹齿的直径也随之固定。靶材后处理加工方法采用本涨紧工装作为夹具来装夹靶材进行外圆磨,靶材受力均匀,进行外圆磨时不易开裂。(The invention relates to a tensioning tool for rotating a target material and a post-processing method of the target material, wherein the tensioning tool is provided with a tensioning sleeve on a main shaft, the tensioning sleeve extends a circle of elastic teeth for supporting the target material towards a top ring along the main shaft, the diameter of the elastic teeth is adjustable, so that a clamping operator adapting to the target materials with different diameters moves the top ring and/or the tensioning sleeve along the main shaft, the elastic teeth are sleeved from a necking end of the top ring to a flaring end of the top ring to be jacked by the top ring to increase the diameter until the elastic teeth radially abut against the inner wall of the target material to support the target material, a locking piece is used for locking the top ring and/or the tensioning sleeve, the positions of the top ring and the tensioning sleeve on the main shaft are fixed, and the diameters of the elastic teeth are also fixed. The post-processing method of the target adopts the tensioning tool as a clamp to clamp the target for cylindrical grinding, the target is uniformly stressed, and the target is not easy to crack during the cylindrical grinding.)
技术领域
本发明涉及靶材制造领域，具体涉及一种用于旋转靶材的涨紧工装及靶材后处理加工方法。
背景技术
旋转靶材在完成烧结后，端部会产生径向的变形，需要进行粗切割切除靶材两端，以去除靶材变形的端部，并使靶材的长度达到预设范围内，再进行外圆磨、内圆磨等工序来降低靶材内表面和外表面的粗糙度。现有的用于旋转靶材外圆磨的夹具主要是夹持工装，夹持工装包括由夹持驱动机构驱动的两个同轴的圆台形夹持块，能适用于不同直径大小的靶材，使用时靶材横置于两个夹持块之间，夹持机构驱动两个夹持块对靶材两端进行夹持固定。使用这种夹持工装，夹持块需给予靶材两端较大的夹持力才能夹持稳定，这种情况下靶材两端受力过重，进行外圆磨时靶材端部容易开裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于旋转靶材的涨紧工装及靶材后处理加工方法，靶材后处理加工方法采用本涨紧工装装夹靶材进行外圆磨，能降低靶材开裂的风险。
为实现上述目的，本发明提供一种用于旋转靶材的涨紧工装，包括主轴，在主轴每一端沿主轴套装有涨紧套和顶圈，涨紧套朝顶圈伸出一圈用于撑起靶材的弹齿，顶圈靠近涨紧套的一端为缩口端而远离涨紧套的一端为扩口端，涨紧套和顶圈可沿主轴做相对运动，使弹齿从顶圈的缩口端套往其扩口端从而被顶圈顶开扩大直径，本工装还包括对此状态下的顶圈和涨紧套进行锁止的锁止件。
进一步地，在主轴每一端，涨紧套较为靠近该端，顶圈较为靠近另一端。
进一步地，所述锁止件包括套装在主轴上的内挡圈和外挡圈，在主轴每一端，外挡圈、涨紧套、顶圈和内挡圈沿主轴从靠近该端至靠近另一端依次排列，内挡圈和外挡圈可沿主轴作相对运动从而推动涨紧套和顶圈沿主轴做相对运动，内挡圈和外挡圈都固定则把顶圈和涨紧套锁止在内挡圈和外挡圈之间。
进一步地，所述主轴为螺纹杆，所述内挡圈和/或外挡圈里侧相应地设置有螺纹，通过螺纹固定在主轴上。
进一步地，所述外挡圈外周侧壁开有手柄插孔，本涨紧工装包括手柄，该手柄可拆卸地插入手柄插孔中旋拧外挡圈，并且：
手柄插孔数量为一个；或者，
手柄插孔数量为两个或三个或四个以上，各个手柄插孔绕外挡圈的轴环周均匀分布。
进一步地，内挡圈上和外挡圈上开有贯穿锁止件的径向螺纹孔，螺钉可从锁止件的外周侧穿过螺纹孔进而顶在主轴上。
进一步地，所述主轴的两端分别固定有用于连接机床两侧回转顶针的第一端盖和第二端盖，其中至少一个端盖具有供旋转驱动机构连接的结构。
进一步地，所述主轴的两端分别固定有用于连接机床两侧回转顶针的第一端盖和第二端盖，其中至少一个端盖具有供旋转驱动机构连接的结构，第一端盖直径大于主轴，挡住外挡圈，即不被外挡圈越过。
还提供一种靶材后处理加工方法，包括以下步骤：
S1、对靶材进行粗切割，切除靶材端部；
S2、采用外圆磨夹具装夹靶材，对已装夹的靶材进行外圆磨以去除靶材外圆余量，降低靶材外圆的表面粗糙度；
S3、采用内圆磨夹具装夹靶材，对已装夹的靶材进行内圆磨以去除靶材内圆余量；
步骤S2中，外圆磨夹具具体采用上述的涨紧工装。
进一步地，步骤S1中，采用金刚石线对靶材进行粗切割。
进一步地，在执行步骤S2之后，执行步骤S3之前，对采用金刚石线对靶材端面进行精切割，使靶材垂直度达到预设标准。
进一步地，执行步骤S2之后，让涨紧工装保持装夹住靶材，进行所述精切割。
有益效果：本发明的涨紧工装在主轴上设有涨紧套，涨紧套沿主轴朝顶圈伸出一圈用于撑起靶材的弹齿，弹齿的直径可调节，从而适应不同直径大小的靶材的装夹，操作者沿主轴移动顶圈和/或涨紧套，使弹齿从顶圈的缩口端套往其扩口端从而被顶圈顶开增大直径，直至弹齿径向抵顶所述靶材的内壁从而撑起靶材，就用锁止件对顶圈和/或涨紧套进行锁止，使顶圈和涨紧套在主轴上的位置固定，则弹齿的直径也随之固定。靶材后处理加工方法采用本涨紧工装作为夹具来装夹靶材进行外圆磨，靶材受力均匀，进行外圆磨时不易开裂。
附图说明
图1为金刚石砂线切割机床的结构示意图；
图2为本发明涨紧工装的结构示意图；
图3为本发明涨紧工装的立体分解图；
图4为本发明的涨紧工装的正视剖视图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。
靶材完成烧结后，需要依次对靶材进行以下步骤：
S1、对靶材进行粗切割，切除靶材端部，直至去除靶材端部变形的部分，并使靶材的长度达到预设范围；
S2、采用外圆磨夹具装夹靶材，对已装夹的靶材进行外圆磨以去除靶材外圆余量，降低靶材外圆的表面粗糙度；
S3、采用内圆磨夹具装夹靶材，对已装夹的靶材进行内圆磨以去除靶材内圆余量；
现有技术在步骤S1，采用电火花线切割对靶材进行粗切割，这种切割方式容易对靶材产生污染，且切割后靶材的端面粗糙度高，因此除进行上述步骤之外，还需要额外增加端面磨削或者电火花线切割端面的步骤，导致生产效率下降。现有的端面磨削采用的端部打磨设备打磨力度大，容易导致靶材端部开裂；而电火花线切割端面需要在内圆磨削步骤之后，卸下内圆磨夹具，换成另外的夹具来夹持靶材，再进行电火花线切割，反复装夹不仅耗费时间，还会累积装夹产生的精度差，导致靶材尺寸精度下降。
本发明实施例提供靶材后处理加工方法，其与现有技术区别详述如下：
在步骤S1中，采用金刚石线对靶材进行粗切割，切割得到的靶材端面粗糙度低，不需要进行端面磨削等步骤，避免因端部导致的靶材端部开裂。所使用的金刚石砂线切割机床如图1所示，包括可由横向驱动机构61和纵向驱动机构62驱动平移的切割工作台63，工作台63上设有对靶材进行定位的定位结构64，把靶材卧置于工作台63上，然后启动金刚线运丝机构65，操作横向驱动机构61和/或纵向驱动机构62把靶材待切割的部位移动到金刚石切割线66处进行切割。
在步骤S2中，使用如图2所示的涨紧工装作为夹具来装夹靶材进行外圆磨，涨紧工装包括主轴1、涨紧套3和顶圈2，还包括作为锁止件的外挡圈42和内挡圈41。涨紧套3在一端沿主轴1伸出有用于撑起靶材的弹齿31，顶圈2其中一端为缩口端而另一端为扩口端。主轴1左端固定有第一端盖51而右端固定有第二端盖52，第一端盖51直径大于主轴1，第二端盖52与主轴1等径。装夹时，首先把主轴1的第一端盖51连接到外圆磨机床左侧的回转顶针上，主轴1左端就固定在外圆磨机床左侧了。然后取外挡圈42、涨紧套3、顶圈2和内挡圈41各一个，从主轴1右端依次左移套装到主轴1上进而左移至主轴1左端但受第一端盖51阻挡不会离开主轴1，直至该外挡圈42、涨紧套3、顶圈2和内挡圈41在主轴1左端沿主轴1自左至右紧密排列，再取内挡圈41、顶圈2、涨紧套3和外挡圈42各一个，从主轴1右端依次左移套装到主轴1上，使该外挡圈42、涨紧套3、顶圈2和内挡圈41在主轴1右端沿主轴1自右至左紧密排列，且涨紧套3的弹齿31靠近顶圈2的缩口端，如图1所示。主轴1为螺纹杆；内挡圈41和外挡圈42两者的里侧都相应地设置有螺纹，两者的周侧都开设有贯穿本体的径向螺纹孔412，可通过螺纹固定在主轴1上。外挡圈42、涨紧套3、顶圈2和内挡圈41安装到位后，用螺钉从内挡圈41的外周侧穿过其螺纹孔412，使螺钉顶在主轴1上从而把内挡圈41固紧在主轴1上，然后把靶材套装在本涨紧工装外周侧，再把主轴1的第二端盖52连接到外圆磨机床右侧的回转顶针上。
为了方便旋拧外挡圈，见图2，本实施例在外挡圈42外周侧壁绕外挡圈的轴环周均匀排列有三个手柄插孔421，并相应地提供三根手柄422。在主轴1左端，把三个手柄422插入42的手柄插孔421中，此时涨紧工装的结构如图1和图3所示，然后绕主轴1转动手柄422旋拧该外挡圈42使该外挡圈42朝右移动，就会推动涨紧套3朝右移动，则涨紧套3的弹齿31从顶圈2的缩口端套往其扩口端，从而使弹齿31被顶圈2顶开增大直径，直至弹齿31径向抵顶所述靶材的内壁从而撑起靶材，就停止旋拧外挡圈42，然后用螺钉从该外挡圈42的外周侧穿过其螺纹孔412，使螺钉顶在主轴1上从而把该外挡圈42固紧在主轴1上，那么顶圈2和涨紧套3就被锁止在内挡圈41和外挡圈42之间了。在主轴1右端做与在左端同样的操作，与在左端的操作左右对称即可，在此不作赘述。
在本实施例中，第一端盖51周侧开有螺纹孔511，旋转驱动机构的传动杆可插入连接螺纹孔511中实现连接，旋转驱动机构为现有技术，在此不作赘述。旋转驱动机构的传动杆插入螺纹孔511后，旋转驱动机构驱动传动杆带动端盖5旋转，进而带动套装在涨紧工装周侧的靶材旋转。在其它实施例中，旋转驱动机构可以不连接第一端盖51，改为传动连接机床两侧的回转顶针，通过顶针带动第一端盖51和第二端盖52旋转。
为进一步提高靶材尺寸精度和降低端面粗糙度，使靶材垂直度达到预设标准，本实施例优选地，在执行步骤S2的外圆磨工序之后，执行步骤S3的内圆磨工序之前，对靶材端面进行精切割，具体地，步骤S2完成后，把涨紧工装从外圆磨机床上拆卸下来，但让涨紧工装保持装夹住靶材，然后把靶材连同被靶材套住的涨紧工装一起放到金刚石砂线切割机床上，用传动机构连接涨紧工装主轴左右两端的端盖，然后启动金刚线运丝机构65和传动机构，传动机构就带动涨紧工装连同靶材旋转，金刚线运丝机构65运行金刚石切割线66对靶材进行精切割，使靶材尺寸和垂直度达到预设标准。从外圆磨工序到精切割工序仍使用本涨紧工装来装夹靶材，无需更换成其它夹具，利于提高加工效率，避免重复装夹累积产生精度差。
如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。