一种适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具的制作方法

1.本实用新型涉及精密金刚石切削加工技术领域，具体为一种适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具。


背景技术：

2.以前,光学零件一般也采用磨料加工,但这种方法生产效率低,若采用超精密车削,不但可以提高生效率，还可以提高形状精度。金刚石超精密切削技术是在超精密数控车床上，采用具有纳米级锋利度的天然单晶金刚石刀具，在对机床和加工环境进行精确控制条件下，直接利用金刚石刀具单点切削加工出符合光学质量要求的光学零件。金刚石刀具具有较高的耐磨性及形状再现性.金刚石超精密加工的切削深度一般在微米量级.可加工出微米及亚微米级的形状精度及纳米级表面粗糙度的精密工件。该技术主要用于加工中小尺寸，中等批量的金属材料和红外晶体光学零件，其特点是生产效率高、加工精度高、重复性好、适合批量生产、加工成本比传统的加工技术明显降低。在这种加工精度下，设计一款合理的夹具是保证整个制造过程高效生产和使产品保持高合格率的重要条件。单点金刚石车床主轴是采用真空吸附连接加工件，例如nanoformx设备主轴上连接一个平面真空吸盘，若要将所加工零件无应力变形地固定于加工主轴中心，即在夹持时不产生应力，或使零件的装夹应力尽量小而均匀，则需要一个与之完全匹配的工装夹具。
3.现有的单点金刚石车床加工光学非球面零件的装夹方式主要有三种：真空吸附式、粘结式和机械装夹。真空吸附式是将加工零件直接真空吸附于主轴中心，靠零件外圆来调节定位，在加工径厚比较大的吸力，无法满足厚度薄、表面面形精度要求高的零件；粘结式是将加工零件用粘结剂固定于工装夹具上，再将工装夹具吸附于主轴中心，靠粘结及夹具外圆来定位，零件装夹时操作繁杂；普通的机械式装夹无法满足零件中心偏要求，在面对不同直径的光学零件时，需将夹具从主轴上拆卸，整件替换夹具，再重新调整动平衡与同轴度，影响加工效率。在安装镜片时，由于完全通过螺纹压紧端口来锁紧工件，经常会出现用力过猛导致工件待加工表面变形，从而导致加工后面形不合格。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种适用于单点金刚石车床加工的可快速替换适用于不同直径镜片的弹性加工夹具，对加工零件产生应力小而均匀，可以满足加工零件的中心偏要求，同时不会因为手动锁紧而导致镜片变形。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具，包括夹芯、夹盖和基座，所述夹盖设置于夹芯的外表面，所述基座固定安装于夹芯的底部。
6.所述夹芯包括缝隙和沉头孔，所述缝隙开设于夹芯的内壁，所述沉头孔开设于夹芯的底部。
7.优选的，所述夹芯的底部底面为水平面，呈田字形均匀分布有五个φ1通气孔，所
述夹芯底部侧面为锥面，所述夹芯的底部侧面的外锥面面轮廓度小于0.01mm。
8.优选的，所述夹芯的底部底面的中间开设有通槽，所述缝隙的数量为十二个，十二个所述缝隙等间距分布，所述沉头孔的数量为三个。
9.优选的，所述基座包括螺纹孔、凹槽和通孔，所述螺纹孔开设于基座的侧面，所述凹槽开设于基座的内壁，所述通孔开设于基座的内部中心。
10.优选的，所述螺纹孔的数量为十二个，十二个所述螺纹孔等间距分布，所述凹槽为锥面槽。
11.优选的，所述夹盖包括内螺纹，所述内螺纹与夹芯的内壁螺纹连接。
12.优选的，所述夹盖的内壁与夹芯的内壁呈15
°
的夹角。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1.该适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具，相比吸附式装夹，该弹性工装夹具通过装夹边缘来使镜片与夹具同轴，避免了更换镜片时需调整同轴度，该弹性夹具操作方便，面对不同直径镜片时易于快速替换工装，有效地提高生产效率。
15.2.该适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具，定心精度大大提高，通用性互换性很好，适用各种场合，精度高、结构紧凑、安装拆卸方便，夹芯开口处平台的倒角使平台与工件的原线接触方式转变为面接触，避免应力集中造成代加工面形变，边缘破损或划伤。
附图说明
16.图1为本实用新型的弹性夹具正等测图；
17.图2为本实用新型的弹性夹具正视图；
18.图3为本实用新型的夹芯俯视图；
19.图4为本实用新型的基座正等测图；
20.图5为本实用新型的夹盖结构图。
21.图中：1夹芯、101缝隙、102沉头孔、2基座、201螺纹孔、202凹槽、203通孔、3夹盖、301内螺纹。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具，包括夹芯1、夹盖3和基座2，夹盖3设置于夹芯1的外表面，基座2固定安装于夹芯1的底部，夹芯1开口处平台有倒角，倒角与夹芯1的内壁夹角为α，α＝arcsin(90
°‑
ω/r)，倒角使平台与工件的原线接触方式转变为面接触，避免应力集中造成代加工面形变，边缘破损或划伤，夹芯1具有高弹性，相比吸附式装夹，该弹性工装夹具通过装夹边缘来使镜片与夹具同轴，避免了更换镜片时需调整同轴度，该弹性夹具操作方便，面对不同直径镜片时易于快速替换工装，有效地提高生产效率。
24.夹芯1包括缝隙101和沉头孔102，缝隙101开设于夹芯1的内壁，沉头孔102开设于
夹芯1的底部，夹芯1的底部底面为水平面，呈田字形均匀分布有五个φ1通气孔，夹芯1底部侧面为锥面，夹芯1的底部侧面的外锥面面轮廓度小于0.01mm，夹芯1的底部底面的中间开设有通槽，以保证底面平面度小于0.01mm,方便加工，缝隙101的数量为十二个，十二个缝隙101等间距分布，沉头孔102的数量为三个。
25.基座2包括螺纹孔201、凹槽202和通孔203，螺纹孔201开设于基座2的侧面，凹槽202开设于基座2的内壁，通孔203开设于基座2的内部中心，螺纹孔201的数量为十二个，十二个螺纹孔201等间距分布，用于调整动平衡，凹槽202为锥面槽。
26.夹盖3包括内螺纹301，内螺纹301与夹芯1的内壁螺纹连接，夹盖3的内壁与夹芯1的内壁呈15
°
的夹角，该适用于单点金刚石车床加工的弹性工装夹具，定心精度大大提高，通用性互换性很好，适用各种场合，精度高、结构紧凑、安装拆卸方便，夹芯1开口处平台的倒角使平台与工件的原线接触方式转变为面接触，避免应力集中造成代加工面形变，边缘破损或划伤。
27.在使用时，利用夹芯边缘的十二条缝隙101收缩来使工件与主轴同轴，平台限制工件x轴方向的位移，利用真空吸附作用力将工件固定在夹具上，高弹性的夹芯1使加工零件夹紧时受力均匀，减少应力变形，不同直径的镜片通过更换夹芯1，大大节省了重装后调整动平衡以及同轴度的时间，同时锥面良好的导向性保证了零件加工时的表面质量和中心精度。
28.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。