一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，包括上連接件、下連接件和緊固環(huán)，下連接件的上端呈球形狀，下連接件從上至下穿過緊固環(huán)且球形狀上端位于緊固環(huán)內(nèi)，上連接件的下部位于緊固環(huán)內(nèi)且與緊固環(huán)固定連接，上連接件的底部開有與球形狀上端相配合的球形凹槽；下連接件的上部沿軸向開有軸向孔，軸向孔內(nèi)設(shè)置有頂桿，下連接件上沿徑向開有與軸向孔下端相通的徑向孔，徑向孔內(nèi)設(shè)置有將頂桿頂緊在球形凹槽上的頂緊件。本實(shí)用新型專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，能有效解決采用原料棒夾持頭調(diào)節(jié)原料棒對中時，需要調(diào)節(jié)各個緊固螺釘、調(diào)節(jié)過程困難、調(diào)節(jié)范圍小的問題，提高了對中效率，擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍，降低了調(diào)節(jié)難度，縮短了調(diào)節(jié)時間。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種夾具，尤其是涉及一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具。
技術(shù)介紹
采用電子束懸浮區(qū)域熔煉法制取金屬單晶是一項(xiàng)傳統(tǒng)的方法，從上世紀(jì)初國際上即已開展了相關(guān)的研究，國內(nèi)從五十年代開始也開展了相關(guān)研究，六十年代引進(jìn)了主體設(shè)備(電子束懸浮區(qū)域熔煉爐)通過“區(qū)熔堆積法”來制備如W、Mo、Ta、Nb等金屬單晶。電子束懸浮區(qū)域熔煉的工作原理如圖I所示，燈絲12在電子槍9的作用下發(fā)射電子，經(jīng)過加速的電子同時轟擊原料棒8和籽晶10，產(chǎn)生的熱使得金屬單晶在熔區(qū)11處生長形成。采用電子束懸浮區(qū)域熔煉法生長單晶時要求原料棒8、電子槍9和籽晶10的中心必須在同一條直線上，由于加工的原因，原料棒8不可能加工的很直，所以在制取金屬單晶的·過程中需根據(jù)原料棒的彎曲情況隨時調(diào)節(jié)原料棒8、電子槍9和籽晶10的對中度。在實(shí)際生產(chǎn)中，原料棒8是通過螺釘固定在如圖2所示的原料棒夾持頭上，然后將該夾持頭通過螺釘緊固在電子束懸浮區(qū)域熔煉爐的送料桿上。采用如圖2所示的原料棒夾持頭調(diào)節(jié)原料棒8對中時，需要調(diào)節(jié)夾持頭上的各個緊固螺釘，使原料棒8達(dá)到對中效果，調(diào)節(jié)過程很困難，常常需要花費(fèi)大約2小時；同時存在調(diào)節(jié)范圍小，不能實(shí)現(xiàn)對原料棒的大幅度調(diào)節(jié)，如果原料棒彎曲度較大，則須先對原料棒進(jìn)行較直，然后安裝在夾持頭上進(jìn)行對準(zhǔn)度調(diào)節(jié)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理且使用簡單方便，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中采用原料棒夾持頭調(diào)節(jié)原料棒對中時，需要調(diào)節(jié)各個緊固螺釘、調(diào)節(jié)過程困難、調(diào)節(jié)范圍小的問題，提高了對中效率，擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍，降低了調(diào)節(jié)難度，縮短了調(diào)節(jié)時間。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于包括上連接件、下連接件和緊固環(huán)，所述下連接件的上端呈球形狀，所述下連接件從上至下穿過緊固環(huán)且球形狀上端位于緊固環(huán)內(nèi)，所述上連接件的下部位于緊固環(huán)內(nèi)且與緊固環(huán)固定連接，所述上連接件的底部開有與所述球形狀上端相配合的球形凹槽；所述下連接件的上部沿軸向開有軸向孔，所述軸向孔內(nèi)設(shè)置有頂桿，所述下連接件上沿徑向開有與軸向孔下端相通的徑向孔，所述徑向孔內(nèi)設(shè)置有將頂桿頂緊在球形凹槽上的頂緊件。上述的一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于所述下連接件的下部沿軸向開有用于安裝原料棒的原料棒孔，所述下連接件上沿徑向開有用于將所述原料棒固定在原料棒孔內(nèi)的螺紋孔，所述螺紋孔與原料棒孔相通。上述的一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于所述螺紋孔的數(shù)量為六個，其中三個所述螺紋孔均勻布設(shè)于下連接件的一圓周上，另外三個所述螺紋孔均勻布設(shè)于下連接件的另一圓周上。上述的一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于所述頂桿為頂緊銷，所述頂緊銷的上端與球形凹槽相配合，所述頂緊銷的下端呈半球形狀。上述的一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于所述緊固環(huán)與上連接件螺紋連接。上述的一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于所述頂緊件為螺釘。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理。 2、本技術(shù)通過下連接件的球形狀上端在上連接件的球形凹槽內(nèi)萬向轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)對原料棒、電子槍和籽晶的同心調(diào)節(jié)，相當(dāng)于原料棒與送料桿之間通過一個能任意調(diào)節(jié)角度的球形關(guān)節(jié)連接，擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍，使用簡單方便，提高了安裝精度。3、本技術(shù)能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中采用原料棒夾持頭調(diào)節(jié)原料棒對中時，需要調(diào)節(jié)各個緊固螺釘、調(diào)節(jié)過程困難、調(diào)節(jié)范圍小的問題，同時降低了調(diào)節(jié)難度，大大縮短了對中調(diào)節(jié)時間，即對中調(diào)節(jié)時間縮短為30分鐘左右。4、使用范圍廣,本技術(shù)能有效適用于W、Mo、Ta、Nb等金屬單晶的制取過程中。下面通過附圖和實(shí)施例，對本技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。附圖說明圖I為電子束懸浮區(qū)域熔煉的工作原理示意圖。圖2為現(xiàn)有原料棒夾持頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本技術(shù)上連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本技術(shù)下連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的A-A剖視圖。附圖標(biāo)記說明I—上連接件；1-1 一球形凹槽；2—緊固環(huán)；3—頂桿；3-1—軸向孔；4 一頂緊件；4-1-徑向孔；5-下連接件；6-螺紋孔；7一原料棒孔；8—原料棒；9一電子槍；10-籽晶；11-熔區(qū)；12-燈絲。具體實(shí)施方式如圖3至圖5所示，本技術(shù)包括上連接件I、下連接件5和緊固環(huán)2，所述下連接件5的上端呈球形狀，所述下連接件5從上至下穿過緊固環(huán)2且球形狀上端位于緊固環(huán)2內(nèi)，所述上連接件I的下部位于緊固環(huán)2內(nèi)且與緊固環(huán)2固定連接，所述上連接件I的底部開有與所述球形狀上端相配合的球形凹槽1-1 ;所述下連接件5的上部沿軸向開有軸向孔3-1，所述軸向孔3-1內(nèi)設(shè)置有頂桿3，所述下連接件5上沿徑向開有與軸向孔3-1下端相通的徑向孔4-1，所述徑向孔4-1內(nèi)設(shè)置有將頂桿3頂緊在球形凹槽1-1上的頂緊件4。如圖3和圖5所示，所述下連接件5的下部沿軸向開有用于安裝原料棒的原料棒孔7，所述下連接件5上沿徑向開有用于將所述原料棒固定在原料棒孔7內(nèi)的螺紋孔6，所述螺紋孔6與原料棒孔7相通。通過設(shè)置原料棒孔7和螺紋孔6便于將原料棒固定，且固定牢靠。如圖6所示，優(yōu)選的，所述螺紋孔6的數(shù)量為六個，其中三個所述螺紋孔6均勻布設(shè)于下連接件5的一圓周上，另外三個所述螺紋孔6均勻布設(shè)于下連接件5的另一圓周上。本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述頂桿3為頂緊銷，所述頂緊銷的上端與球形凹槽1-1相配合，這樣頂桿3與球形凹槽1-1的接觸面積大，頂緊件4容易將頂桿3頂緊在球形凹槽1-1上；所述頂緊銷的下端呈半球形狀，頂桿3與頂緊件4為弧面接觸，使得頂桿3在上升和下降的過程中平緩穩(wěn)定。本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述緊固環(huán)2與上連接件I螺紋連接。 本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述頂緊件4為螺釘。本實(shí)施例中，上連接件I、下連接件5、緊固環(huán)2、頂桿3和頂緊件4均采用耐熱不銹鋼材料制成。使用時，首先將所需制備單晶的原料棒通過螺釘固定在下連接件5的原料棒孔7中，然后整體放入電子束懸浮區(qū)域熔煉爐內(nèi)，并通過上連接件I固定在電子束懸浮區(qū)域熔煉爐的送料桿上，再將所對應(yīng)原料棒材質(zhì)的籽晶置于電子束懸浮區(qū)域熔煉爐內(nèi)坩堝的中心部位與原料棒初步相對應(yīng)，通過轉(zhuǎn)動下連接件5的球形狀上端，來調(diào)節(jié)下連接件5的位置使原料棒與籽晶進(jìn)一步對中，再通過調(diào)節(jié)頂緊件4使得頂桿3頂緊在球形凹槽1-1上，進(jìn)而使得下連接件5的球形狀上端得到固定，完成原料棒在電子束懸浮區(qū)域熔煉爐內(nèi)與籽晶同心調(diào)節(jié)；電子槍可依據(jù)原料棒與籽晶對中后所形成的軸線對中，從而完成原料棒、電子槍和籽晶三體同心調(diào)節(jié)。另外，如需要重新調(diào)整對中時，松動頂緊件4，轉(zhuǎn)動下連接件5的球形狀上端至合適位置，調(diào)節(jié)頂緊件4使得頂桿3頂緊在球形凹槽1-1上即可。本技術(shù)中，由于下連接件5的上端呈球形狀，上連接件I的底部開有與球形狀上端相配合的球形凹槽1-1，因此，下連接件5可實(shí)現(xiàn)在上連接件I上萬向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)原料棒固定在下連接件5上時，只需調(diào)節(jié)下連接件5與上連接件I的相對位置即可將實(shí)現(xiàn)對原料棒的萬向調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍，使用簡單方便，提高了安裝精度。以上所述，僅是本技術(shù)的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電子束懸浮區(qū)域熔煉爐用原料萬向夾具，其特征在于：包括上連接件（1）、下連接件（5）和緊固環(huán)（2），所述下連接件（5）的上端呈球形狀，所述下連接件（5）從上至下穿過緊固環(huán)（2）且球形狀上端位于緊固環(huán)（2）內(nèi)，所述上連接件（1）的下部位于緊固環(huán)（2）內(nèi)且與緊固環(huán)（2）固定連接，所述上連接件（1）的底部開有與所述球形狀上端相配合的球形凹槽（1?1）；所述下連接件（5）的上部沿軸向開有軸向孔（3?1），所述軸向孔（3?1）內(nèi)設(shè)置有頂桿（3），所述下連接件（5）上沿徑向開有與軸向孔（3?1）下端相通的徑向孔（4?1），所述徑向孔（4?1）內(nèi)設(shè)置有將頂桿（3）頂緊在球形凹槽（1?1）上的頂緊件（4）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：殷濤，李中奎，胡忠武，郭林江，
申請(專利權(quán))人：西北有色金屬研究院，
類型：實(shí)用新型
國別省市：