免切割半透明陶瓷泡壳对接装置的制作方法

本实用新型属于光源材料制备技术领域，尤其涉及一种两件或三件套陶瓷泡壳对接成型方法及装置。

背景技术：
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目前，两件套半透明泡壳的对接一般采用过盈配合的方式实现对接，首先分别成型两个坯体，在两个坯体的对接部分有耦合的凹凸结构，两种不同结构的坯体根据收缩率在不同温度下预烧好，再将预烧好的两个素坯对接起来，再进行高温烧结，对接部分通过过盈配合的方式结合在一起，实现气密性对接。近些年来出现了另外的连接方法，就是成型一种含有较多粘合材料的陶瓷坯体，两个坯体的形状相同，在生坯状态下对陶瓷体的结合面加热软化后在夹具中将两个陶瓷体结合起来，再进行排胶、烧结，实现陶瓷泡壳的气密性对接。

过盈配合连接的泡壳需增加壁厚，这样还会影响泡壳透光率，并且在每个装配和烧结步骤中可能发生陶瓷泡壳组件错位或者结合力及气密性等缺陷。

采用加热的方式对接两件套泡壳的方法是目前主要采用平板式加热器通过加热结合部位，使坯体熔化，将两个组件在外力下结合在一起实现的。其平板加热器面积大，变形严重，且泡壳容易被加热过火，导致废品率增加。

技术实现要素：
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实用新型目的：

本实用新型提供一种免切割半透明陶瓷泡壳对接成型方法及装置，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：

免切割半透明陶瓷泡壳对接装置，其特征在于：该装置包括驱动器、平台基体以及两个水冷对接夹座；两个水冷对接夹座分别为第一水冷对接夹座和第二水冷对接夹座,第一水冷对接夹座和第二水冷对接夹座设置在平台基体上并能在平台基体上做相对和相离的运动；两个水冷对接夹座为使用时夹住免切割陶瓷泡壳坯体的结构，两个水冷对接夹座内部形成围绕免切割陶瓷泡壳坯体被夹住部位的水冷空腔；在第一水冷对接夹座和第二水冷对接夹座之间设置有使用时用于加热对接免切割陶瓷泡壳坯体的环形加热器。

第一水冷对接夹座和第二水冷对接夹座之间设置两个环形加热器和一个第三水冷对接夹座，第三水冷对接夹座使用时用于夹住衔接两个免切割陶瓷泡壳坯体的中间坯体，第三水冷对接夹座内形成围绕中间坯体被夹住部位的水冷空腔；两个环形加热器中，其中一个设置在第一水冷对接夹座与第三水冷对接夹座之间，另一个设置在第三水冷对接夹座与第二水冷对接夹座之间。

第一水冷对接夹座和第二水冷对接夹座分别设置在两个定位平台上，两个定位平台通过双向丝杠控制做相对或相离运动，双向丝杠通过联轴器连接至驱动器。

第一水冷对接夹座和第二水冷对接夹座上设置有与水冷空腔连通的进水口和出水口。

第三水冷对接夹座上设置有与水冷空腔连通的进水口和出水口。

在两个水冷对接夹座之间设置有限制两个水冷对接夹座的移动距离以保证胚体对接后对接环形部位的凸起高度限制在0.15～0.4mm的定位块。

环形加热器其宽度为9～10mm。

优点效果：

本实用新型提供一种免切割半透明陶瓷泡壳对接成型方法及装置，其包括以下步骤：a、半透明泡壳注塑成型前的原料经过破碎、混料、密练等过程制备；b、泡壳的原料经注塑机及特殊设计的模具，通过环形多区域进料的方式制成，通过特殊设计的模具可实现在取产品时，使泡壳取出后直接达到最终产品的要求，免去了后续的泡壳切割、打磨环节；c、成型好的陶瓷泡壳一般设计为两体或3体，在专用夹具上将陶瓷泡壳坯体结合一起，并通过加热器对结合处进行局部加热，使陶瓷泡壳的几个坯体结合到一起。

本实用新型采用的对接方式可靠、高效，坯体对接精度高，胚体对接后对接部位强度高，使两件、多件套泡壳的质量稳定可靠。

附图说明：

图1为两件套泡壳对接装置示意图；

图2为三件套泡壳对接装置示意图；

图3为封接完成的两件套胚体示意图；

图4为封接完成的三件套胚体示意图；

图5为椭圆形两件套胚体示意图。

具体实施方式：

本实用新型提供一种免切割半透明陶瓷泡壳对接成型方法，该方法包括以下步骤：

(1)、半透明泡壳注塑成型前的原料先经过破碎、混料、密练的常规过程制备；

(2)、将原料沿模具的进料端主平面与进料端侧面之间的位置倾斜向下注入产品型腔内，形成免切割陶瓷泡壳坯体；

(3)、将注塑完的免切割陶瓷泡壳坯体放置在专用对接台上，并通过加热器对结合处进行局部加热，使两个泡壳坯体牢固结合到一起。

(2)步骤中进料端主平面与进料端侧面之间的倾斜角度为30～50度。

(2)步骤中向产品型腔内注入时，分3-9个口注入。

(3)步骤中分为两件套对接和三件套对接：

两件套对接时，将两个注塑完的免切割陶瓷泡壳坯体分别放置在专用对接台的两个水冷对接夹座上,两个水冷对接夹座能够做相对和相离运动，装配完成后的免切割陶瓷泡壳坯体深出水冷对接夹座一定距离，其中一侧的水冷对接夹座夹紧的力度要大于另一个水冷对接夹座的夹紧力度，以保证对接完成后整个产品能由夹紧的一侧水冷对接夹座带出；水冷对接夹座正常工作时通过弹性进水管由下进水口进冷却水，由上进水口实现回水，以此保证免切割陶瓷泡壳坯体除伸出的部分外其余部分均为常温；

然后将两个水冷对接夹座之间的环形加热器，提前加热至温度为300-500摄氏度；利用两个水冷对接夹座带动两个免切割陶瓷泡壳坯体相向运动至胚体端面进入环形加热器0.1mm～2mm的距离，然后加热5-20秒，加热结束后两个免切割陶瓷泡壳坯体继续由水冷夹座带动实现对接，对接时间为1～1.5秒，限制对接环形部位的凸起高度H在0.1～0.5mm；

两个免切割陶瓷泡壳坯体对接完成后，胚体在1～2s内由夹紧力大的水冷对接夹座将对接完成后的胚体与环形加热器分离分离距离不小于100mm，完成。

三件套对接时，将两个注塑完的免切割陶瓷泡壳坯体分别放置在专用对接台的两个水冷对接夹座上,两个水冷对接夹座能够做相对和相离运动，将坯体中间段利用夹具置于两个免切割陶瓷泡壳坯体之间并与两个免切割陶瓷泡壳坯体对应的位置，装配完成后的免切割陶瓷泡壳坯体深出水冷对接夹座一定距离，体中间段也伸出夹具一定距离，其中一侧的水冷对接夹座夹紧的力度要大于另一个水冷对接夹座的夹紧力度，以保证对接完成后整个产品能由夹紧的一侧水冷对接夹座带出；水冷对接夹座正常工作时通过弹性进水管由下进水口进冷却水，由上进水口实现回水，以此保证免切割陶瓷泡壳坯体除伸出的部分外其余部分均为常温；

然后将两个水冷对接夹座之间的两个环形加热器，提前加热至温度为300-500摄氏度；利用两个水冷对接夹座带动两个免切割陶瓷泡壳坯体相向运动至胚体端面进入环形加热器0.1mm～2mm的距离，同时，使得坯体中间段的两端也进入环形加热器0.1mm～2mm的距离，然后加热5-20秒，加热结束后两个免切割陶瓷泡壳坯体继续由水冷夹座带动实现对接，对接时间为1～1.5秒，限制对接环形部位的凸起高度在0.15～0.4mm；

两个免切割陶瓷泡壳坯体及中间的坯体中间段对接完成后，整个胚体在1～2s内由夹紧力大的水冷对接夹座将对接完成后的胚体与环形加热器分离分离距离不小于100mm，完成。

伸出对接夹座或者伸出夹具的一定距离为0.1～2mm。。

单侧胚体局部的宽度为0.2～1mm，初始的两个注塑完的免切割陶瓷泡壳坯体间距为1mm。

在两个水冷对接夹座之间设置定位块，限制两个水冷对接夹座的移动距离以保证胚体对接后对接环形部位的凸起高度限制在0.15～0.4mm。

具体的说，步骤(2)中，专有设计的模具其进料端主平面与封接管顶面重合，特殊设计的模具进料端具有30～50度的斜面，在30～50度的斜面上具有3-9个或者连续一体的环形均匀分布的进料口。

进料口宽度为0.3～0.5mm，由沿流动方向有5～20度的锥度，以保证取胚体时胚体能自封接管顶面周向自然切断，免去了半透明陶瓷泡壳的后续加工步骤。

步骤(2)中专用对接台为平面直线导轨，步进电机或伺服电机为动力源驱动器，滚珠丝杠两端导轨旋向相反。半透明陶瓷泡壳放置于两个或三个对接夹座中，对接夹座连接于直线平台上，通过电机驱动，对接夹座可以精确相对运动。

对接夹座心部通冷却水，外部盘管式水管通过快捷卡头对接夹座安装，以保证胚体除连接部位均为常温。对接夹座内腔按照胚体形状进行设计，导轨上的夹座封接管配合一紧一松，可确保对接完成后胚体由一侧的夹座直接带出。由于夹座心部通冷却水，可对胚体在加热时一直进行冷却，所以胚体对接部分的加热温度才可以低温持续加热。

加热器为环状加热器，加热温度为300-500摄氏度。

单侧胚体对接前局部被加热宽度为0.1～1mm，初始胚体间距为1mm，待加热5～20s后由电机带动实现胚体的对接。

胚体对接完成后，胚体在1～2s内实现与加热器的分离，分离距离不小于100mm。

胚体对接完成后，胚体中间应实现凸起，凸起的高度H为0.15～1mm。

实施上述的免切割半透明陶瓷泡壳对接成型方法所专用的对接装置，该装置包括驱动器5、平台基体10以及两个水冷对接夹座；两个水冷对接夹座分别为第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座(23,第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12设置在平台基体10上并能在平台基体10上做相对和相离的运动；两个水冷对接夹座为使用时夹住免切割陶瓷泡壳坯体3的结构，两个水冷对接夹座内部形成围绕免切割陶瓷泡壳坯体3被夹住部位的水冷空腔；在第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12之间设置有使用时用于加热对接免切割陶瓷泡壳坯体3的环形加热器4。

第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12之间设置两个环形加热器4和一个第三水冷对接夹座14，第三水冷对接夹座14使用时用于夹住衔接两个免切割陶瓷泡壳坯体3的中间坯体25，第三水冷对接夹座14内形成围绕中间坯体25被夹住部位的水冷空腔；两个环形加热器4中，其中一个设置在第一水冷对接夹座2与第三水冷对接夹座14之间，另一个设置在第三水冷对接夹座14与第二水冷对接夹座12之间。

第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12分别设置在两个定位平台9上，两个定位平台9通过双向丝杠7控制做相对或相离运动，双向丝杠7通过联轴器6连接至驱动器5。

第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12上设置有与水冷空腔进水口8和出水口11。

第三水冷对接夹座14上设置有与水冷空腔进水口和出水口。

使用时，胚体原料由产品流道进行注入产品型腔3，流道局部如图3所示，在产品型腔及产品芯针的作用下形成胚体模型，上模芯与下模芯均为水冷结构，产品在水冷作用下成型。取胚体时，胚体在进料端主平面自动断裂，胚体断裂口平整光滑无毛刺，免去后续加工步骤。

免切割胚体取出后可直接进入对接环节，驱动器5采用伺服电机或步进电机，通过控制器精确控制左右定位平台的相对位置。定位平台9通过驱动器5驱动双向丝杠7相互分离至操作位，操作工将免切割陶瓷泡壳坯体3分别装入第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12，第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12通过螺栓与定位平台装配在一起，装配完成后的免切割陶瓷泡壳坯体3深出距离为6.5mm。第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12中间安装胚体部分圆孔通过加工制成，一侧水冷对接夹座的结合力大大大于另一侧以保证对接完成后能胚体由一侧经定位平台带出，水冷对接夹座正常工作时由通过弹性进水管1由进水口8进冷却水，由出水口11实现回水，以此保证免切割胚体除伸出距离外其余部分均为常温。环形加热器4其宽度为9～10mm，提前加热至其温度为300-500摄氏度。

第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12带动两侧胚体相互运动至胚体端面进入环形加热器0.5mm的距离，然后加热5-20秒(由于加热过程胚体始终有水冷壁保护，所以才可以低温持续长时间加热，如果没有胚体保护，这是整个胚体都会软化，造成内部或者外部形变)。加热结束后继续由水冷对接夹座带动实现对接，对接时间为1～1.5秒。平台基体10中间设置第一水冷对接夹座2和第二水冷对接夹座12之间的定位块，以保证胚体对接后对接环形部位的凸起高度可以限制在0.15～0.4mm。

胚体对接完成后，胚体在1～2s内由定位平台9通过驱动器5驱动双向丝杠7实现与环形加热器的分离，分离距离不小于100mm。

至此胚体对接完成，由操作工利用外部顶针工具将连接完毕的胚体顶出即可。

三件套对接不再赘述！

综上所述，本实用新型制作工艺简单，废料少，制作效率高。除此之外，本实用新型的免切割两件及三件套半透明陶瓷泡壳的成型对接方法，其工艺简单，对接方式可靠，坯体对接外观无变形。