一种用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具及义齿雕刻机的制作方法

本技术涉及义齿加工，尤其涉及的是一种用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具及义齿雕刻机。

背景技术：

1、随着数字化口腔修复技术的快速发展，个性化定制义齿的需求日益增长，这对义齿雕刻机的加工效率提出了更高要求。义齿雕刻机通过切削预制基台、陶瓷坯料或氧化锆来成形义齿结构，其加工精度与效率直接决定最终修复体的质量与生产成本。在批量生产或需要连续加工多个修复体时，切削机治具一次性能装载的原料数量成为影响整体生产效率的关键瓶颈。

2、目前，市面上存在多种用于固定预制基台或陶瓷坯料的安装夹具及治具。例如，授权公告号为cn218168931u的实用新型专利公开了一种用于安装预制基台组件及切削机，如图1所示，其通过设置具有抗旋面和半球状固定槽的预制基台，以及配套的、带有弹簧加载卡合部的安装夹具，有效提高了单个预制基台的装夹精度和效率。该安装夹具的治具体通常呈圆环形或中空矩形，并在其内侧周向上开设多个收容槽以装载预制基台。

3、cn218708431u所公开的安装夹具虽然通过改进夹紧机制解决了装夹精度和操作便捷性的问题，但其治具结构本身存在固有局限：其空间利用率受限于治具的中心孔径与外围尺寸，导致单个治具能够装载的原料个数有限。当需要进行大批量加工时，需要频繁更换治具或原料，不仅增加了操作人员的劳动强度，也因设备待机时间的增加而降低了切削机的整体利用率。此外，这种封闭或近似封闭的环形结构也一定程度上增大了治具的整体体积和材料成本。

4、因此，现有技术缺乏能够在有限空间内显著提升原料装载数量，从而在不牺牲装夹精度和稳定性的前提下，大幅提升义齿雕刻机连续作业效率的治具。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具及义齿雕刻机，旨在解决现有技术缺乏能够在有限空间内显著提升原料装载数量，从而在不牺牲装夹精度和稳定性的前提下，大幅提升义齿雕刻机连续作业效率治具的问题。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具，包括基体，所述基体限定有一中心区域，所述基体朝向所述中心区域的一侧设置有内侧装夹部，所述内侧装夹部上开设有多个用于装夹玻璃陶瓷坯料的第一装载槽，其中，所述基体背向所述中心区域的一侧还设置有外侧装夹部，所述外侧装夹部上开设有多个用于装夹玻璃陶瓷坯料的第二装载槽。

4、上述方案的效果在于：本实用新型通过在上述治具基体上，除了常规的、朝向中心区域的内侧装夹部之外，特别增设了位于基体背向中心区域一侧的外侧装夹部，并在这两个装夹部上均设置多个装载槽，首先从治具的宏观布局上实现了从“单侧空间利用”到“双侧空间协同利用”的根本性转变；由于外侧装夹部的引入激活了基体原先未被用于装夹的外部轮廓空间，使得治具的设计得以在两条路径上获得优化：一是在维持与传统治具相近的外部投影尺寸下，通过内外双侧布槽使装载槽总数获得近乎倍增的提升；二是在要求相同装载槽数量时，可以显著缩减基体围绕中心区域所形成的固有结构体积，实现治具的小型化与轻量化；鉴于义齿雕刻机工作舱的空间极为宝贵且玻璃陶瓷坯料的加工耗时较长，因此，上述第一种路径直接转化为设备单次工作周期内加工坯料数量的显著增加，大幅降低了停机更换治具的频率，从而提升了设备的综合产能与时间利用率，而第二种路径则为雕刻机工作舱内同时布置多个治具或优化刀具运动路径提供了更大的空间灵活性；同时，由于玻璃陶瓷作为脆性材料对装夹时的应力集中和机械干涉极为敏感，将多个坯料分散布置于空间上天然隔离的内、外侧装夹部，有利于从根本上避免因所有装夹工位集中于单一环形区域而导致的夹持机构动作干涉与振动耦合，从而为每个坯料提供了更为独立、稳定的夹持环境，显著降低了脆性坯料在高速雕刻中因装夹不当或相互干扰而引发边缘崩裂、内部微裂纹的风险，进而在实现提升效率、节约空间这一主要目的的同时，也可靠地保障了最终义齿产品的加工良率与质量一致性。

5、在进一步地优选方案中，所述基体为半圆环形结构，其具有一个弧边和一个直边。

6、上述方案的效果在于：本实用新型通过将所述基体具体限定为半圆环形结构，使其兼具一个弧边和一个直边，首先从治具的整体构型上实现了优化，相较于现有技术中封闭的圆环形或中空矩形结构，由于半圆环形移除了原有结构近一半的实体部分，使得治具在保留用于设置第一装载槽的弧边这一有效内侧装夹部的同时，其整体体积、重量及材料消耗均得以显著缩减；鉴于义齿雕刻机工作舱的内部空间是严格受限的宝贵资源，因此，治具体积的紧凑化直接使得工作舱内可同时容纳的治具数量具备增加的潜力，或为刀具运动和冷却系统提供了更充裕的操作空间，从而提升了设备布局的灵活性与整体运行效率；同时，由于所述直边的构建为所述外侧装夹部提供了一个稳定、平直的安装基准，有利于确保开设于其上的多个第二装载槽具有一致且精准的朝向，从而简化了治具的定位与夹持过程，并进一步增强了雕刻机在对外侧坯料进行高速加工时的路径规划稳定性和加工精度。

7、在进一步地优选方案中，所述内侧装夹部位于所述弧边上，所述第一装载槽开设于所述弧边。

8、上述方案的效果在于：本实用新型通过进一步将所述内侧装夹部限定于所述半圆环形的弧边之上，并将第一装载槽开设于此弧边，首先使得内侧装夹部的形态与基体的弧形轮廓达到高度的结构适配与空间契合；由于弧边本身即为朝向中心区域的天然内侧表面，使得多个第一装载槽能够以环绕中心区域的阵列方式自然分布，从而在充分利用半圆环形结构所保留的内侧空间的同时，确保了各坯料与中心区域之间的相对位置关系的一致性与对称性；鉴于义齿雕刻机的刀具路径常基于一个中心基准进行规划，因此，这种环绕式布局有利于简化刀具从不同角度对内侧坯料进行加工时的运动算法，减少不必要的空程移动，进而在微观层面提升切削效率与运动轨迹的平滑性；同时，由于弧边结构本身能提供优于直角的刚性，将第一装载槽设置于此，有利于借助弧形的结构特性增强装夹部在承受切削力时的局部刚度，从而为脆性的玻璃陶瓷坯料提供一个更为稳固的支撑基础，最终在实现结构紧凑化的宏观效益之上，进一步贡献于加工精度的提升与崩裂风险的降低。

9、在进一步地优选方案中，所述基体限定出的中心区域为矩形，所述内侧装夹部包括位于该矩形区域两条对边上的第一侧装夹面和第二侧装夹面；所述第一装载槽包括一组设置于所述第一侧装夹面的多个槽位，以及一组设置于所述第二侧装夹面的多个槽位。

10、上述方案的效果在于：本实用新型通过将所述中心区域具体限定为矩形，并将第一装载槽分为两组并分别设置于矩形两条对边上的装夹面，首先从内部空间布局上创造了一种对称、稳定的结构；由于矩形的对边平行且等长，这使得两组第一装载槽的装夹轴线相互平行且对称分布，从而当治具被安装于义齿雕刻机时，能够在其内部形成一个受力均衡的支撑框架；鉴于玻璃陶瓷坯料在高速切削下会对治具产生复杂的周期性切削力，因此，这种对称布局的装夹结构有利于将切削振动和应力均匀地分散于基体的两条对边上，有效抑制了治具在加工过程中的扭转变形与共振现象，进而为脆性玻璃陶瓷坯料提供了极其稳定的加工环境，这对于保障高精度雕刻的尺寸公差和表面光洁度具有关键作用；同时，矩形结构相较于弧形更易于精密加工与定位，这直接转化为治具本身更高的制造精度和重复装夹精度。

11、在进一步地优选方案中，所述外侧装夹部位于所述矩形区域第一条边的外侧；所述矩形区域与所述第一条边相对的第四条边，构造为用于与义齿雕刻机的旋转轴夹持机构配合安装的安装基准面。

12、上述方案的效果在于：本实用新型通过进一步将所述外侧装夹部精确定位于矩形区域的第一条边外侧，同时将对侧的第四条边构造为安装基准面，首先从治具的系统集成角度实现了功能区域的明确划分与优化；由于所述安装基准面被专门设计用于与义齿雕刻机旋转轴(如a轴或b轴)的夹持机构形成稳定、可靠的贴合固定，使得治具在机床上的定位精度和连接刚性得到了根本保障；鉴于多轴联动雕刻过程中，治具本身需要承受复杂的复合力矩，因此，一个专用于安装的、平整稳固的基准面直接有利于将切削力有效地传递至机床本体，最大限度地抑制了治具在动态加工中的微小振动与变形，从而为玻璃陶瓷坯料的高精度、低损伤雕刻奠定了坚实的基础；同时，由于装夹功能(外侧装夹部)与机床接口功能(安装基准面)被分别布置在治具相对的两侧，这实现了治具功能的高度集成与结构的高度紧凑——既通过在第一条边外侧设置第二装载槽增加了坯料容量，又通过第四条边的基准面设计确保了与机床的最佳配合，最终在系统层面达成了一种功能分区、互不干涉的最优布局，同时兼顾了高装载量、高精度与高刚性的综合技术效果。

13、在进一步地优选方案中，所述基体上开设有压紧槽，所述压紧槽内设置有能沿其轴向移动的紧压销钉，所述紧压销钉用于向玻璃陶瓷坯料的安装柱施加径向压紧力。

14、上述方案的效果在于：本实用新型通过在所述基体上开设压紧槽并设置可轴向移动的紧压销钉，首先构建了一个独立于坯料具体形态的、通用的径向压紧机制；由于该机构通过销钉的轴向运动转化为对安装柱表面的径向压力，使得无论安装柱是简单的圆柱形还是带有优化凹槽，该机构均能提供有效的抱紧力，从而实现了装夹方案的通用性与灵活性；鉴于提供径向约束是防止坯料从装载槽中脱出并抵抗切削扭矩的关键，因此，此基础性的压紧结构直接为治具提供了一种稳定可靠的核心锁紧功能，为后续所有优化的、针对脆性材料的低应力夹持方案奠定了必要的结构基础。

15、在进一步地优选方案中，所述玻璃陶瓷坯料的安装柱外周缘设有至少一个限位槽，所述限位槽用于容置所述紧压销钉的端部。

16、上述方案的效果在于：本实用新型通过在坯料的安装柱上设置限位槽，并将其作为所述紧压销钉的施力部位，将通用的径向压紧机制优化为一种防脱性更佳、稳定性更高的专用夹持方案；由于限位槽为销钉端部提供了一个明确的机械限位结构，使得在压紧过程中，销钉的端部被容纳并限制在槽内，从而从根本上消除了销钉在光滑圆柱面上可能发生的轴向滑移风险，极大地增强了装夹的可靠性；鉴于义齿雕刻过程伴随着高速旋转与多轴联动，因此，这种槽内锁固的设计直接转化为对坯料轴向移动自由度的有效约束，与径向压紧力共同构成了更全面的空间限制，进而为抵抗复杂的切削合力、保障加工过程的极致稳定提供了关键的结构升级。

17、在进一步地优选方案中，所述限位槽沿安装柱的周缘开设，且其横截面呈弧形。

18、上述方案的效果在于：本实用新型通过进一步限定所述限位槽沿安装柱的周缘开设且其横截面呈弧形，在提供机械限位的基础上，实现了周向全域防脱与最优应力分布的双重技术效果；由于限位槽沿周缘连续开设，使得无论紧压销钉旋转至何种角度与安装柱接触，其端部都能被稳定地容纳于槽内，从而实现了对坯料轴向移动的360度无死角约束，极大提升了装夹可靠性；同时，由于该周向槽的横截面被优化为弧形，其光滑连续的曲面能够与销钉端部形成高贴合度的接触，使得压紧力能够沿接触线均匀分散，从而彻底避免了在矩形或v形槽边缘处产生的应力集中现象；鉴于玻璃陶瓷坯料在夹持过程中的破损主要源于局部应力集中，因此，这种周向环形+弧形截面的复合槽型设计极为有利于在确保极致装夹稳定性的同时，将接触应力降至最低，最终为实现脆性材料的高可靠性、零损伤装夹提供了最优的结构解决方案。

19、在进一步地优选方案中，所述第一装载槽和/或第二装载槽的槽底设置有定位凸起，用于与玻璃陶瓷坯料安装柱端部的定位槽相适配。

20、上述方案的效果在于：本实用新型通过在所述装载槽槽底设置定位凸起，并与坯料安装柱端面的定位槽配合，首先为坯料的周向角度建立了一个高精度的定位基准；由于在坯料装入的初始阶段，凸起与槽的嵌合即可精确限定其圆周方向，使得坯料在经受压紧力之前就已处于预设的加工方位，从而彻底消除了因周向旋转自由度未被约束而导致的加工基准误差；鉴于义齿牙冠的形态具有明确的颊舌侧与近远中向之分，因此，这种预先的、机械式的硬定位直接保障了批量生产中每一个坯料加工角度的一致性，进而为最终义齿在口腔内的精确就位与良好功能提供了至关重要的前提条件。

21、一种义齿雕刻机，所述义齿雕刻机包括如上所述的用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具。由于所述义齿雕刻机包含上述用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具的全部技术特征，故其亦具有上述用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具的全部技术效果，不再赘述。

22、与现有技术相比，本实用新型提供的用于义齿雕刻机的玻璃陶瓷治具，通过增设外侧装夹部与内侧装夹部协同布设装载槽，实现了从单侧空间利用到双侧空间协同利用的根本性转变。该设计一方面可在保持治具外部尺寸不变的前提下，使装载槽总数实现倍增，显著提升单次加工坯料数量，降低停机换料频率，从而大幅提升设备产能与时间利用率；另一方面，在装载数量不变时可显著缩减治具体积，实现小型化与轻量化，为工作舱内多治具并行加工或刀具路径优化提供了更大空间灵活性。同时，将坯料分散于空间隔离的内外侧装夹部，有效避免了夹持机构干涉与振动耦合，为脆性玻璃陶瓷坯料提供了独立稳定的夹持环境，显著降低了加工过程中的崩裂与隐裂风险，在高效加工的同时可靠保障了产品良率与质量一致性。