光纖陶瓷套筒的製作方法
2023-07-25 16:57:11 2
專利名稱：光纖陶瓷套筒的製作方法
技術領域：
本發明涉及光纖元器件，特別涉及光纖中用於定位的陶瓷套筒的製作方法。
背景技術：
陶瓷套筒在光纖中是一個非常重要的部件，該套筒的精度如何直接關係到光纖中兩根光纖的對接質量。目前對於陶瓷套筒的加工一般是採用數控工具機進行加工，這種加工方式雖然可以保證加工的精度，但是，這種加工方法存在著成本高、設備投資大的缺點。
發明內容
本發明採用模壓燒結以及普通工具機進行加工的方法，完成了陶瓷套筒的製作，使陶瓷套筒的加工成本降低，設備投資小和便於普及。
本發明的技術方案如下一種光纖陶瓷套筒的製作方法，包括毛坯製作成型和半成品加工兩個過程，其中毛坯製作成型過程包括如下步驟A.模具組裝將外模與模芯按要求組裝成型；B.毛坯模壓成型將陶瓷套筒原料通過震料器注入模具中，蓋上模蓋，在壓力機上對該模具內的原料進行施壓處理；C.毛坯燒結把毛坯從B步驟結束後的模具中取出，按要求擺放於燒結爐中，進行高溫燒結處理；D.毛坯的後期處理對燒結後的毛坯進行包括熱處理的後期處理；陶瓷套筒半成品的加工過程包括如下步驟E.磨套筒半成品的內孔將套筒半成品夾在擴孔研磨機的夾具上，夾具上套筒半成品從擴孔研磨機的一端開始向另一端進行磨削，粗磨與精磨工序之間還包括有磨同心度工序，該工序以粗磨後的內孔為基準在上導板無心磨床上磨削陶瓷套筒的外圓，然後進行同心度檢測；內孔全部被磨削並且達到要求時，該內孔磨削步驟結束；
F.磨套筒半成品的外圓將經過E步驟加工後的套筒半成品夾於外圓下導板無心磨床的夾具上，進行半成品外圓的磨削處理，直至該套筒的外圓達到要求時，F步驟結束；G.磨套筒半成品的端面將經過F步驟加工後的套筒半成品夾於平面磨床的夾具上，首先磨削該套筒半成品的一個端面，該端面的平面度和相對於中心線的垂直度達到要求後，將套筒半成品翻過來，對該套筒半成品的另一端面進行磨削處理，當兩個端面的平面度和垂直度均達到要求後，該步驟結束；H.套筒半成品切口及表面處理將經過G步驟加工後的套筒半成品夾於切口機的夾具上，在該套筒半成品的一端切制切口，在切口尺寸和崩口達到要求後，進行該套筒最後的表面處理。所述步驟B的施壓處理過程中，所採用的是等靜壓成型方法，等靜壓壓力為150～250兆帕/平方釐米(Mpa/cm2)。
所述步驟E和F包括粗磨和精磨兩個過程，步驟E中的精磨工序中磨具需要分別由兩端開始進行磨削，而且每端至少需要反覆磨兩次，精磨分至少兩道精磨工序。步驟B中的模壓成型、步驟E前的裁斷工序、步驟E和F中的內外圓磨削和步驟H中的表面處理過程完成後，需要對套筒進行清洗。
套筒半成品雙面刷稜內外倒角將經過上述加工步驟的套筒在拋刷工具機上進行雙面倒角，並且達到要求時倒角結束。
套筒半成品的拋光將經過上述加工步驟的套筒在拋光機上進行套筒表面拋光處理，並且達到要求時拋光結束。
本發明由於採用上述技術方案，在達到使用要求的同時，降低了陶瓷套筒的加工成本，同時減少了投資，中小型企業也可以生產高質量的陶瓷套筒。
圖1是本發明加工製作工序的流程圖。
具體實施例方式
結合上面的
本發明的最優實施例。
由圖1中可知，本發明的光纖陶瓷套筒的製作方法包括毛坯製作成型和半成品加工兩個過程，其中毛坯製作成型過程包括如下步驟A.模具組裝將外模與模芯按要求組裝成型；B.毛坯模壓成型將陶瓷套筒原料通過震料器注入模具中，蓋上模蓋，在壓力機上對該模具內的原料進行施壓處理；C.毛坯燒結把毛坯從B步驟結束後的模具中取出，按要求擺放於燒結爐中，進行高溫燒結處理；D.毛坯的後期處理對燒結後的毛坯進行包括熱處理的後期處理；陶瓷套筒半成品的加工過程包括如下步驟E.磨套筒半成品的內孔將套筒半成品夾在擴孔研磨機的夾具上，夾具上套筒半成品從擴孔研磨機的一端開始向另一端進行磨削，粗磨與精磨工序之間還包括有磨同心度工序，該工序以粗磨後的內孔為基準在上導板無心磨床上磨削陶瓷套筒的外圓，然後進行同心度檢測；內孔全部被磨削並且達到要求時，該內孔磨削步驟結束；F.磨套筒半成品的外圓將經過E步驟加工後的套筒半成品夾於外圓下導板無心磨床的夾具上，進行半成品外圓的磨削處理，直至該套筒的外圓達到要求時，F步驟結束；G.磨套筒半成品的端面將經過F步驟加工後的套筒半成品夾於平面磨床的夾具上，首先磨削該套筒半成品的一個端面，該端面的平面度和相對於中心線的垂直度達到要求後，將套筒半成品翻過來，對該套筒半成品的另一端面進行磨削處理，當兩個端面的平面度和垂直度均達到要求後，該步驟結束；
H.套筒半成品切口及表面處理將經過G步驟加工後的套筒半成品夾於切口機的夾具上，在該套筒半成品的一端切制切口，在切口尺寸和崩口達到要求後，進行該套筒最後的表面處理。所述步驟B的施壓處理過程中，所採用的是等靜壓成型方法，等靜壓壓力為150～250Mpa/cm2。
所述步驟E和F包括粗磨和精磨兩個過程，步驟E中的精磨工序中磨具需要分別由兩端開始進行磨削，而且每端至少需要反覆磨兩次，精磨分至少兩道精磨工序。步驟B中的模壓成型、步驟E前的裁斷工序、步驟E和F中的內外圓磨削和步驟H中的表面處理過程完成後，需要對套筒進行清洗。
本方法採用模壓燒結的方式使套筒成型，保證了陶瓷套筒的強度、表面硬度和耐磨性，再輔之熱處理工序，消除套筒的內部應力，最後採用多道粗、精加工程序，消除套筒在機械加工過程中的應力變化所造成的變形，所以保證套筒始終不變形，精度完全達到使用要求。
所述步驟B的施壓處理過程中，所採用的是等靜壓成型方法，等靜壓壓力為150～250Mpa/cm2，其中以200Mpa/cm2為最佳，等靜壓成型方法的優點在於壓力比較穩定，部件內部的應力變化不大，部件本身的密實度比較均勻。
為了使比較的密實度更加均勻，所述步驟B中，施壓前和/或施壓中進行震料處理。在施壓處理前，將模具放在振動器上或者將振動器放在模壓平臺上進行振動，使陶瓷顆粒之間的距離均勻，縫隙更小，密實度更高。
所述步驟C的燒結溫度為1200～1600℃，升溫時間20～35小時，保溫時間1～4小時，最佳方案是溫度1450℃，升溫時間24～30小時，保溫時間2小時，所述步驟D的熱處理處理過程包括在完成步驟C後進行爐內自然降溫，爐內溫度低於250℃時打開爐門，爐內溫度低於150℃時取出套筒毛坯，在環境溫度下自然降溫，其中最佳方案是溫度低於200℃時打開爐門，爐內溫度低於100℃時取出套筒毛坯，這樣可以有效地降低套筒內部的應力，保證套筒在以後的製作過程中不會變形或破損。
所述步驟D的後期處理過程中包括對套筒毛坯密度的檢測，採用排水法檢測；由於套筒毛坯在燒結後呈黑灰色，所以後期處理過程中還需要對套筒進行顏色處理，該工序是將毛坯放入加熱爐中，在1.5～7小時內升溫至800～1300℃，保溫0.5～1.5小時，爐內自然降溫至250℃下時打開爐門，爐內溫度低於150℃時取出毛坯，在自然環境中降溫，其中優選方案是溫度為1000℃，升溫時間2～5小時，保溫1小時，爐內自然降溫至200℃下時打開爐門，爐內溫度低於100℃時取出毛坯，經過如此處理後的套筒毛坯呈灰白色。
一般情況下，燒結處理套筒毛坯的長度較長，因此在所述步驟E前還有裁斷工序，即將毛坯按產品的規格裁成合適的長度。
為了提高加工精度，所述步驟E和F包括粗磨和精磨兩個過程，所述步驟E中精磨工序中磨具需要分別由兩端開始進行磨削，而且每端至少需要反覆磨兩次。
所述步驟E中的磨具可以採用砂輪或釺子。所述釺子的一端腐蝕成錐體狀，錐度為0.003～0.007，其中以錐度0.005為最佳，該釺子表面有螺旋狀的溝槽，類似於鑽頭的形狀，便於磨削下來的磨屑排出，所述步驟E選用釺子磨削過程中，釺子上塗研磨膏。
所述步驟H中的表面處理是將套筒兩端的內外圓口處修成倒角，倒角主要是便於該套筒在連接器中的安裝，同時，也可以提高安裝精度。套筒半成品雙面刷稜內外倒角將經過上述加工步驟的套筒在拋刷工具機上進行雙面倒角，並且達到要求時倒角結束。
套筒半成品的拋光將經過上述加工步驟的套筒在拋光機上進行套筒表面拋光處理，並且達到要求時拋光結束。
為了保證陶瓷套筒在加工過程中的清潔以及防止磨屑的存在對陶瓷套筒所產生的副作用，所述步驟B中的模壓成型、步驟E前的裁斷工序、步驟E和F中的內外圓磨削和步驟H中的表面處理過程完成後，需要對套筒進行清洗。所述步驟B中模壓成型後的清洗過程中，使用的清洗液是煤油和油汙清洗劑。所述步驟E前的裁斷工序、步驟E和F中的內外圓磨削和步驟H中的表面處理後清洗工序，用熱鹼或強力清洗劑通過至少一次8～15分鐘(10分鐘/每次為最佳)的超聲波清洗，至少一次去離子水3～8分鐘(5分鐘/每次為最佳)的超聲波清洗以及至少一次無水乙醇的超聲波清洗(10分鐘/每次為最佳)，其中優選方案是；所述步驟E中的精磨和步驟H中的表面處理兩個工序後的清洗完成後，套筒還有經過烘乾處理。
權利要求
1.一種光纖陶瓷套筒的製作方法，該方法包括毛坯製作成型和半成品加工兩個過程，其特徵在於所述毛坯製作成型過程包括如下步驟A.模具組裝將外模與模芯按要求組裝成型；B.毛坯模壓成型將陶瓷套筒原料注入模具中，蓋上模蓋，在壓力機上對該模具內的原料進行施壓處理；C.毛坯燒結把毛坯從B步驟結束後的模具中取出，按要求擺放於燒結爐中，進行高溫燒結處理；D.毛坯的後期處理把燒結後的毛坯裁成合適的長度並進行包括熱處理的後期處理；陶瓷套筒半成品的加工過程包括如下步驟E.磨套筒半成品的內孔將套筒半成品夾在磨床的夾具上，磨床的磨具從套筒半成品的一端開始向另一端進行磨削，直至內孔全部被磨削並且達到要求；F.磨套筒半成品的外圓將經過E步驟加工後的套筒半成品夾於外圓磨床的夾具上，進行半成品外圓的磨削處理，直至該套筒的外圓達到要求；G.磨套筒半成品的端面將經過F步驟加工後的套筒半成品夾於平面磨床的夾具上，首先磨削該套筒半成品的一個端面，該端面的平面度和相對於中心線的垂直度達到要求後，將套筒半成品翻過來，對該套筒半成品的另一端面進行磨削處理，至兩個端面的平面度和垂直度均達到要求；H.套筒半成品切口及表面處理將經過G步驟加工後的套筒半成品夾於切口機的夾具上，在該套筒半成品的一端切制切口，在切口尺寸達到要求後，進行該套筒最後的表面處理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟B的施壓處理過程中，所採用的是等靜壓成型方法，等靜壓壓力為150～250兆帕/平方釐米；在施壓前和/或施壓過程中還須進行震料處理。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟C的燒結溫度為1200～1600℃，升溫時間20～35小時，保溫時間1～4小時；所述步驟D的熱處理過程包括在完成步驟C後進行爐內自然降溫，爐內溫度低於250℃時打開爐門，爐內溫度低於150℃時取出套筒毛坯，在環境溫度下自然降溫。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟D的後期處理過程中包括採用排水法對套筒毛坯的密度進行檢測；該後期處理過程中還包括毛坯顏色處理工序，該工序是將毛坯放入加熱爐中，在1.5～7小時內升溫至800～1300℃，保溫0.5～1.5小時，爐內自然降溫至250℃下時打開爐門，爐內溫度低於150℃時取出毛坯，在自然環境中降溫。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟E和F包括粗磨和精磨兩個過程，所述步驟E中粗磨與精磨工序之間還包括有同心度校磨工序，該工序以粗磨後的內孔為基準磨削陶瓷套筒的外圓；精磨工序中磨具需要分別由兩端開始進行反覆磨削；所述精磨至少有兩次。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟E中的磨具是砂輪或釺子；所述釺子的一端腐蝕成錐體狀，錐度為0.003～0.007，該釺子表面有螺旋狀的溝槽，所述步驟E的釺子磨削過程須在釺子上塗研磨膏。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟H中的表面處理是將套筒兩端的內外圓口處修成倒角，之後用熱鹼或強力清洗劑通過至少8～15分鐘的超聲波清洗，及一次去離子水3～8分鐘的超聲波清洗和一次8～15分鐘無水乙醇的超聲波清洗。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟B中的模壓成型、步驟D的裁斷工序、步驟E和F中的內外圓磨削和步驟H中的表面處理過程完成後，需要對套筒進行清洗；所述步驟B中模壓成型後的清洗過程中，使用的清洗液是煤油和油汙清洗劑。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於所述步驟E中的精磨和步驟H中的表面處理兩個工序後的清洗完成後，套筒還須經過烘乾處理。
10.根據權利要求5或7中所述的方法，其特徵在於所述步驟E和F中的內外圓磨削後還有清洗工序，即用熱鹼或強力清洗劑通過至少一次8～15分鐘的超聲波清洗，至少一次去離子水3～8分鐘的超聲波清洗以及至少一次8～15分鐘無水乙醇的超聲波清洗。
全文摘要
一種光纖陶瓷套筒的製作方法，包括毛坯製作成型和半成品加工兩個過程，其中毛坯製作成型過程包括模具組裝、毛坯模壓成型、毛坯燒結、毛坯的後期處理等工序。而加工過程包括磨套筒半成品的內孔、磨套筒半成品的外圓、磨套筒半成品的同心度、磨套筒半成品的端面和套筒半成品切口及表面處理等工序。本方法採用模壓燒結的方式成型，再輔之熱處理工序以及多道粗、精加工程序，保證了陶瓷套筒的強度、表面硬度和耐磨性，消除套筒的內部應力，保證套筒始終不變形，精度完全達到使用要求。本發明在達到使用要求的同時，降低了陶瓷套筒的加工成本，同時減少了投資，使中小型企業也可以生產高質量的陶瓷套筒。
文檔編號C04B35/00GK1734303SQ20041005113
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月13日 優先權日2004年8月13日
發明者王毅 申請人:王毅