一种石英螺旋板加工方法与流程

1.本发明属于半导体加工设备领域。


背景技术：

2.如图4所示，是半导体加工设备中的石英筒，用于氢氧混合气的 预热。石英筒的两端分别设有进气口和出气口，石英筒内设有石英螺 旋板，氢气和氧气从进气口通入，经石英螺旋板作用充分的混合均匀， 形成氢氧混合气，从出气口排出。氢氧混合气穿过石英筒的过程中， 半导体加工设备会对石英筒加热，石英筒的热量传递到氢氧混合气 中，使氢氧混合气得以预热。石英螺旋板的直径约100mm，厚度 2.5-3mm，长度约255mm，螺旋圈数2.5。
3.现有石英螺旋板的加工方法，取5根石英材质的条板，利用高速 喷射的火焰喷枪将条板加热至软化状态，然后扭转半圈，然后将5 根扭转过的条板焊接成石英螺旋板。之所以不采用一根长的条板直接 扭转2.5圈去制取石英螺旋板，主要的原因是火焰加热覆盖区域较 小，而石英的冷却速度快、软化温度要求高，条板长度过长后，当火 焰从条板的一个区域移动到另一区域后，停止受热的区域很快就会硬 化，难以使条板整体均匀温度的达到软化温度以上，在进行扭转的时 候就会发生不规则的变形，质量无法保证，成品率很低，如果采用多 个火焰喷枪同时加热条板，条板受到的喷射力度过大，在加热阶段就 整体变形过大，进而难以成型至螺旋状。
4.现有的石英螺旋板虽然能制作出石英螺旋板，但是在焊接过程中 难以避免的会留下焊缝，导致石英螺旋板的表面平顺度较差，而且每 个条板扭转后的形状实际上也存在一定的偏差，将两个扭转后的条板 进行对接时难以完全对齐，在对接处形成台阶落差，这也导致石英螺 旋板的表面平顺度较差，虽然也能使用，但是外观实在太差，难以出 售。为提高石英螺旋板表面的平顺度，就有必要对焊接部位进行打磨 和抛光，由于是在螺旋曲面上打磨抛光，同时石英易碎，导致打磨效 率很低，即石英螺旋板的生产效率很低。此外，并且焊接后留下的应 力还导致石英螺旋板容易在焊缝处发生断裂。
5.因此，现有的石英螺旋板的加工方法存在生产效率低和所得石英 螺旋板容易断裂的缺点。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种石英螺旋板加工方法。本发明具有 生产效率高和所得石英螺旋板不易断裂的优点。
7.本发明的技术方案：一种石英螺旋板加工方法，包括以下步骤，
8.a、根据所要加工的石英螺旋板制作相应尺寸的条板，条板材质 为石英，得a品，
9.b、固定a品的一端，用火焰逐段加热a品，使a品对应段区域 软化，每软化一段，在a品另一端扭转一定角度，得b品；
10.c、切断b品的两个端头，得成品。
11.前述的石英螺旋板加工方法中，所述步骤b中，a品至少分6段 逐段加热，每加热一
段后，将a品的另一端扭转0.5圈。
12.前述的石英螺旋板加工方法中，所述步骤b中，利用一个转接夹 具将a品的另一端固定在车床的后顶尖上，利用另一个转接夹具将a 品的一端固定在车床的卡盘上，通过旋转后顶尖带动a品的另一端扭 转。
13.前述的石英螺旋板加工方法中，所述转接夹具的一侧设有与a 品端部配合的插口，插口的中部设有插孔，插孔内设有定位轴，所述 转接夹具的另一端设有与定位轴同轴的转接轴，转接轴的端面上设有 定位孔。
14.前述的石英螺旋板加工方法中，所述步骤b中，先将一个转接夹 具的定位轴夹紧在车床的卡盘上，再摇动车床上的手轮，使后顶尖向 转接夹具移动，直至后顶尖插入到定位孔并顶紧转接轴，再将后顶尖 与转接轴焊死，在焊接处数次加热以消除应力，松开卡盘，取下定位 轴；再将另一个转接夹具的转接轴夹紧在车床的卡盘上。
15.前述的石英螺旋板加工方法中，在所述车床的刀架上设置可旋转 的基准板，在挤压a品前，将基准板旋转至a品的加热段的下侧；所 述步骤b中，每次扭转a品另一端后，均速摇动车床上的手轮，使后 顶尖匀速向a品移动，挤压a品，使a品上的加热段与基准板贴合。
16.与现有技术相比，本发明通过逐段加热、逐段扭转的方式将条板 直接扭转成得到螺旋石英板，由于螺旋石英板由一根条板扭转而成， 没有经过拼接，螺旋石英板的表面平顺度好，并且也没有焊接留下的 应力聚集，使得螺旋石英板不容易断裂，而且节省了大量打磨抛光的 时间，提高了螺旋石英板的生产效率。
17.本发明利用车床的卡盘固定条板的一端，利用车床的后顶尖带动 条板的另一端旋转，利用卡盘与后顶尖之间的高同轴度保证条板每次 扭转的轴线相同，确保得到的螺旋石英板的直线度高，使螺旋石英板 的外形规整，便于出售。
18.条板通过转接夹具固定在车床上，通过优化转接夹具的结构以及 转接夹具在车床上的固定方法，进一步的使条板每次扭转的轴线相 同，确保得到的螺旋石英板的直线度高，使螺旋石英板的外形规整。
19.通过挤压条板的加热段使扭转后的加热段与基准板贴合，通过基 准板校直加热段，确保每个加热段的外形一致，进而确保螺旋石英板 上各个区域之间的一致性好，使螺旋石英板的外形规整。
20.因此，本发明具有生产效率高、所得石英螺旋板不易断裂和所得 石英螺旋板外形规整的优点。
附图说明
21.图1是车床的正视图。
22.图2是转接夹具的正视图。
23.图3是转接夹具的立体示意图。
24.图4是石英筒的正视图。
25.图5是b品的正视图。
26.附图中的标记为：1-转接夹具，2-后顶尖，3-卡盘，4-插口，5
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插孔，6-定位轴，7-转接轴，8-定位孔，9-手轮，10-刀架，11-基准 板，12-轴承，13-螺钉。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对 本发明限制的依据。
28.实施例。一种石英螺旋板加工方法，包括以下步骤，
29.a、根据所要加工的石英螺旋板制作相应尺寸的条板，条板材质 为石英，得a品。
30.b1、制作两个转接夹具，转接夹具1的一侧设有与a品端部配合 的插口4，插口4的中部设有插孔5，插孔5内设有定位轴6，所述 转接夹具1的另一端设有与定位轴6同轴的转接轴7，转接轴7的端 面上设有定位孔8；
31.b2、将一个转接夹具1的定位轴6夹紧在车床(现有的卧式普通 车床)的卡盘3上，再摇动车床上的手轮9，使后顶尖2向转接夹具 1移动，直至后顶尖2插入到定位孔8并顶紧转接轴7，再将后顶尖 2与转接轴7焊死，在焊接处数次加热以消除应力，松开卡盘3，取 下定位轴6，摇动车床上的手轮9，使后顶尖2上的转接夹具1远离 卡盘3；
32.b3、将另一个转接夹具1的转接轴7夹紧在车床的卡盘3上，去 除另一个转接夹具1上的定位轴6；
33.b4、制作基准板11，基准板11的一端通过轴承12连接在车床 的刀架10上，轴承12通过螺钉13连接刀架10；
34.b5、将a品的一端插入到卡盘3固定的转接夹具1的插口4中， 摇动车床上的手轮9，使后顶尖2上的转接夹具1向a品移动，直至 a品的另一端插入到后顶尖2上的转接夹具1的插口4中；
35.b6、用火焰喷枪分八段逐段加热a品，每段长度相同，加热段的 温度需要达到1700℃以上才能使对应段软化，每软化一段，旋转后 顶尖2带动a品的另一端扭转0.5圈，由于加热段两侧区域的石英没 有软化，不会发生变形，加热段扭转而变形成螺旋形；在加热段固化 前，通过轴向移动刀架10使旋转基准板11位于加热段的一侧，并旋 转基准板11，使基准板11的端部位于加热段的下方，此时基准板11 与加热段之间的空隙保持在0.1-1mm,均速摇动车床上的手轮9，使后 顶尖2匀速向a品移动，轻微挤压a品，使加热段的底部与基准板 11贴合，直至加热段冷却固化，固化后的加热段即为1/5段的石英 螺旋板；8次加热、扭转后a品即为b品
36.c、切断b品的两个端头，保留2.5圈，得石英螺旋板的成品。