一种陶瓷基透波复合材料的切割设备的制作方法

1.本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种陶瓷基透波复合材料的切割设备。


背景技术：

2.陶瓷基透波复合材料既具有高耐温性、高强度和良好的介电性能，又克服了单相陶瓷韧性差、抗热震性差、大尺寸构件加工难的不足，已广泛地用于制造高速飞行器的“透波-承载-隔热”一体化部件，如天线罩、天线窗。陶瓷基透波复合材料体系主要有：石英纤维增强石英基，氮化硼纤维增强氮化硼基，氮化硅纤维增强氮化硼基，氮化硼纤维增强石英和氮化硼基，等等。
3.在陶瓷基透波复合材料部件加工或测试试样截取时，陶瓷基复合材料硬度较高，通常使用金刚石圆片切割机或金刚石线切割机进行加工。由于透波材料对金属元素杂质十分敏感，金属杂质的混入将提高透波材料介电常数和介电损耗，导致透波性能大幅下降。而一般陶瓷材料或陶瓷基复合材料由于硬度较高，通常采用金刚石砂线或圆片进行切割，并采用自来水或冷却液降温。但是由于自来水或冷却液中含有大量金属离子杂质，如钠离子，钾离子，镁离子，钙离子，铝离子，铁离子等。进而，在陶瓷基透波复合材料本身含有大量孔隙的情况下，极易吸附这些金属离子，且难以除去。所以，导致在现有技术中无法在透波复合材料的切割过程中使用通常的冷却方法。
4.目前，主要采用金刚石圆片或金刚石线切割机以干切的方式对陶瓷基透波复合材料进行加工，为避免切割过程产生的大量热量导致金刚石圆片或金刚石线消耗过快，一般采用十分低的切割速度，造成生产效率极低。即使如此，金刚石切割片或砂线的消耗程度仍远高于常见的有冷却水/液的使用情况，并且切割片和砂线的更换增加了操作的繁琐程度，不仅严重影响工作效率，还导致加工成本非常高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种陶瓷基透波复合材料的切割设备，解决切割效率低的问题。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种陶瓷基透波复合材料的切割设备，包括：切割装置，与所述切割装置相邻设置且用于制备和输送蒸馏水的冷却装置；
7.所述冷却装置具有与所述切割装置上的切割位置相邻的出水口，用于向所述切割位置输送所述蒸馏水。
8.根据本实用新型的一个方面，所述冷却装置包括：用于制备蒸馏水的蒸馏水制备单元，与所述蒸馏水制备单元相连接的输水软管，与所述输水软管相连接的输水硬管，以及用于支撑所述输水硬管的出水管支架；
9.所述出水管支架通过吸盘固定在所述切割装置上，并且可以拆卸；
10.所述出水口位于所述输水硬管上。
11.根据本实用新型的一个方面，所述蒸馏水制备单元包括：储水装置，与所述储水装
置相连通的进水管组件，与所述储水装置相连通的冷凝管，设置在所述储水装置内的加热装置，以及用于支撑所述储水装置的支撑架；
12.所述冷凝管与所述输水软管相连通。
13.根据本实用新型的一个方面，所述进水管组件包括：进水管，设置在所述进水管上且用于控制所述进水管通断的总进水球阀和浮球阀；
14.所述浮球阀用于控制所述储水装置中水位低于所述冷凝管与所述储水装置相连接的位置；
15.沿所述进水管的进水方向，所述总进水球阀和所述浮球阀在所述进水管上依次设置。
16.根据本实用新型的一个方面，所述输水硬管、所述出水管支架、所述储水装置、所述冷凝管、所述支撑架均采用铝质材料制成。
17.根据本实用新型的一个方面，所述加热装置为可调功率的电加热器。
18.根据本实用新型的一个方面，所述冷却装置制备的所述蒸馏水中金属离子的含量在1ppm以下。
19.根据本实用新型的一个方面，所述切割装置包括：主体，设置在所述主体上的切割组件，支撑在所述主体上且与所述切割组件相邻布置的样品台；
20.所述样品台可同时在x轴和y轴方向上移动；
21.所述样品台上设置有用于夹持样品的样品夹具；
22.所述出水管支架通过底部设置的吸盘与所述样品夹具可拆卸地连接。
23.根据本实用新型的一个方面，所述切割组件为金刚石圆片切割组件或金刚石砂线切割组件。
24.根据本实用新型的一种方案，将切割装置与可连续制备并输出蒸馏水的冷却装置相组装，在切割的同时通过蒸馏水进行连续冷却，避免常见自来水或冷却液冷却对透波复合材料的污染，并有效解决了当前干切方式造成切割效率低，金刚石圆片或砂线消耗快，成本高的问题。同时还有效保证了产品或样品的优良透波性能。
25.根据本实用新型的一种方案，通过在切割装置相邻的位置设置冷却装置，可实现对切割装置上切割组件的及时冷却，从而对降低切割组件的磨损，保证切割组件的使用寿命有益。同时，还有效的降低了本实用新型的使用成本。
26.根据本实用新型的一种方案，通过在切割装置相邻的位置设置能够制备和输送蒸馏水的冷却装置，其可以及时且充足的对切割位置输送基本不含有金属粒子的蒸馏水，进而可以有效避免普通自来水或冷却液作为冷却剂时对具有多孔结构的陶瓷基透波复合材料的影响，进一步使得本实用新型的方案对有效保证被切割材料的产品质量有利。
27.根据本实用新型的一种方案，输水硬管、出水管支架、储水装置、冷凝管等采用铝材质制成。铝材质可以避免在长期使用过程中被水腐蚀，产生杂质金属离子，尤其是铁离子，对陶瓷基复合材料产生污染。
28.根据本实用新型的一种方案，通过上述设置的可调加热功率的加热装置，可以灵活的控制蒸馏水的流出量，对满足不同切割装置所需的冷却速度需求有益，有效提高了本方案的适用范围。
29.根据本实用新型的一种方案，通过设置总进水球阀和浮球阀进行进水管路的控
制，可以控制储水罐中的水位，实现连续不间断地制备蒸馏水，且防止发生烧干，保证本方案的使用安全性和灵活性有利。
30.根据本实用新型的一种方案，输水软管为采用软质塑料制成的管状体，其长度可根据需要进行设置。将出水管支架设置在样品夹具上，有效保证了蒸馏水的出水位置随着样品台的移动而随动，从而保证了出水口与切割位置之间相对位置的准确，有效达到了连续冷却效果。
31.根据本实用新型的一种方案，本方案中所产生的蒸馏水的金属离子含量在上述范围内，对保证切割产品的质量有利，有效保证了切割产品使用性能。
附图说明
32.图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的切割设备的结构图。
具体实施方式
33.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
35.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
36.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的一种陶瓷基透波复合材料的切割设备，包括：切割装置1，与切割装置1相邻设置且用于制备和输送蒸馏水的冷却装置2。在本实施方式中，冷却装置2具有与切割装置1上的切割位置相邻的出水口，用于向切割位置输送蒸馏水。
37.根据本实用新型，通过在切割装置相邻的位置设置冷却装置2，可实现对切割装置上切割组件的及时冷却，从而降低切割组件的磨损，对切割组件的使用寿命有益。同时，及时的冷却还可以保证切割组件在较快速度下运行。从而，还有效地降低了本实用新型的使用成本，提高了切割效率。
38.根据本实用新型，通过在切割装置相邻的位置设置能够制备和输送蒸馏水的冷却装置2，其可以及时且充足的对切割位置输送基本不含有金属粒子的蒸馏水，进而可以有效避免普通自来水或冷却液作为冷却剂时对具有多孔结构的陶瓷基透波复合材料的影响，进一步使得本实用新型的方案对有效保证被切割材料的产品质量有利。
39.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，冷却装置2包括：用于制备蒸馏水的蒸馏水制备单元21，与蒸馏水制备单元21相连接的输水软管22，与输水软管22相连接的输水硬管23，以及用于支撑输水硬管23的出水管支架24。在本实施方式中，出水管支架24可拆
卸的支承在切割装置1上；出水口位于输水硬管23上。
40.在本实施方式中，输水软管22为采用软质塑料制成的管状体，其长度可根据需要进行设置。
41.在本实施方式中，输水硬管23为采用硬质材料制成的管状体，其长度可根据需要进行相应的设置。
42.在本实施方式中，出水管支架24与输水硬管23相连接的位置也是可以调整的，从而实现对出水位置的灵活调整。
43.根据本实用新型，在冷却装置2中设置输水软管可实现输水硬管位置、朝向等的灵活调整，对保证本实用新型的使用灵活性有利。
44.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，蒸馏水制备单元21包括：储水装置211，与储水装置211相连通的进水管组件212，与储水装置211相连通的冷凝管213，设置在储水装置211内的加热装置214，以及用于支撑储水装置211的支撑架215。在本实施方式中，冷凝管213与输水软管22相连通。在本实施方式中，加热装置214处于进水管组件212和冷凝管213的下方。
45.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，进水管组件212包括：进水管2121，设置在进水管2121上且用于控制进水管2121通断的总进水球阀2122和浮球阀2123。在本实施方式中，沿进水管2121的进水方向，总进水球阀2122和浮球阀2123在进水管2121上依次设置。
46.在本实施方式中，进水管2121位于所述储水装置211中的端部位置低于冷凝管213与储水装置211相连接的位置。其中，进水管2121具有第一管体2121a和与第一管体2121a相垂直的第二管体2121b，第二管体2121b位于储水装置211中，且第二管体2121b的远离第一管体2121a的一端朝向储水装置211的底部。第二管体2121b朝向储水装置211底部的一端的位置要低于冷凝管213在储水装置211上的连接位置。总进水球阀2122和浮球阀2123设置在第一管体2121a上。
47.在本实施方式中，总进水球阀2122用于对进水管2121的通断进行总控制。浮球阀2123基于储水装置211中水位的高度进行开关控制。
48.根据本实用新型，通过设置总进水球阀和浮球阀进行进水管路的控制，可以控制储水罐中的水位，实现连续不间断地制备蒸馏水，且防止发生烧干，保证本方案的使用安全性和灵活性有利。
49.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，输水硬管23、出水管支架24、储水装置211、冷凝管213、支撑架215均采用铝质材料制成。
50.根据本实用新型，通过采用铝材料制作的结构不仅结构强度好，且质量轻。而且铝材质可以避免在长期使用过程中被水腐蚀，产生杂质金属离子，尤其是铁离子，对陶瓷基复合材料产生污染。
51.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，加热装置214为可调功率的电加热器。通过上述设置的可调加热功率的加热装置214，可以灵活的控制蒸馏水的流出量，对满足不同切割装置1所需的冷却速度需求有益，有效提高了本方案的适用范围。
52.在本实施方式中，出水管支架24的底部设置有吸盘。
53.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，冷却装置2制备的蒸馏水中金属离
子的含量在1ppm以下。
54.根据本实用新型，本方案中所产生的蒸馏水的金属离子含量在上述范围内，对保证切割产品的质量有利，有效保证了切割产品使用性能。
55.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，切割装置1包括：主体11，设置在主体11上的切割组件12，支撑在主体11上且与切割组件12相邻布置的样品台13。在本实施方式中，出水管支架24支承在样品台13上。
56.通过将出水管支架24设置在样品台13上，有效保证了蒸馏水的出水位置随着样品台13的移动而随动，从而保证了出水口与切割位置之间相对位置的准确，有效达到了连续冷却效果。
57.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，样品台13可以在x轴和y轴方向上同时移动，进而样品台13包括：x轴驱动、y轴驱动和用于夹持样品的样品夹具131。在本实施方式中，出水管支架24通过底部设置的吸盘与样品台133可拆卸地连接。
58.如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，切割组件12为金刚石圆片切割组件或金刚石砂线切割组件。
59.为进一步说明本实用新型，结合附图对本实用新型的工作流程作进一步说明。
60.(1)将需要切割的样板(或产品)(如陶瓷基透波复合材料板)放在样品台13上，通过样品夹具131夹持牢固；在本实施方式中，样品夹具131为压板，其通过螺栓与样品台133的旋合连接实现对样板的压紧；在本实施方式中，所采用的切割组件12为金刚石砂线切割组件；
61.(2)将带有吸盘的出水管支架24吸在样品夹具131上固定；
62.(3)将进水管2121与自来水源相连接，开启总进水球阀2122，向储水装置211中加自来水；
63.(4)在储水装置211中的水达到设定水位后，浮球阀2123关闭；
64.(5)向冷凝管213中的冷却腔接入循环冷凝水；
65.(6)接通加热装置214的电源，调节加热装置214的加热功率，保持输水硬管23中能够连续的流出蒸馏水；
66.(7)开启切割装置1对样板进行线切割，并调节切割组件合适的切割速度；
67.(8)切割完成后，关闭切割装置1；
68.(9)关闭加热装置214、总进水球阀2122和冷凝管213中的循环冷却水；
69.(10)拆下样品夹具131并将样板取出。
70.上述内容仅为本实用新型的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
71.以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。