蓝宝石窗口研抛装置及其装夹治具的制作方法

1.本实用新型涉及研抛装置技术领域，尤其涉及一种蓝宝石窗口研抛装置及其装夹治具。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，对具备光电特性等功能的窗口材料的要求也逐步提高，传统意义上光学玻璃窗口的性能已不能达到现有的实际应用标准。单晶蓝宝石的特性决定了它作为光学窗口能够广泛应用于潜艇、导弹、卫星空间技术、军用红外装置等国防科技上。
3.由于蓝宝石晶体具有硬度高、脆性大、化学性质稳定等特点，致使蓝宝石晶体难于研磨抛光、加工时间长。另外，蓝宝石窗口形状各异，导致大小形状不同的蓝宝石窗口研磨和抛光时需要定制特定的装置，以适用不同的形状大小的蓝宝石窗口和不同的工序。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种蓝宝石窗口研抛装置及其装夹治具，旨在操作简单且通用性强。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具，包括由上至下依次设置的卡盘、大理石平板、柔性缓冲垫以及卡环，其中，所述卡环包括底板以及环绕底板侧面设置的侧板，卡环的底板上开设有与蓝宝石窗口形状适配的卡槽以供套于蓝宝石窗口外实现研磨和抛光装夹加工，大理石平板与卡环的侧板通过紧固件可拆卸连接，柔性缓冲垫位于底板和大理石平板之间，卡盘上安装有铁笔座。
6.优选地，所述柔性缓冲垫粘贴于大理石平板的下方。
7.优选地，所述大理石平板的侧壁上上安装多个用于与卡环连接的螺纹套，大理石平板顶面上开设有减重孔。
8.优选地，所述卡盘上可拆卸安装有多个l型卡爪，多个l型卡爪在卡盘的圆周方向均匀布置，所有l型卡爪可沿卡盘径向滑动以调整安装位置，多个l型卡爪配合共同卡紧于大理石平板外侧壁上。
9.优选地，所述卡盘顶面上开设有多圈螺纹孔组，每圈螺纹孔组上的螺纹孔在卡盘圆周方向均匀布置，紧固件穿过l型卡爪和卡盘螺纹孔将l型卡爪固定于卡盘上。
10.优选地，所述l型卡爪和铁笔座均通过紧固件与卡盘可拆卸连接，l型卡爪的底面与卡环的侧板顶端面相抵接。
11.优选地，所述柔性缓冲垫厚度为1mm～1.5mm，柔性缓冲垫的底面自带背胶，柔性缓冲垫与大理石平板下表面通过背胶连接。
12.优选地，所述卡环的底板厚度比蓝宝石窗口厚度少1mm～3mm。
13.优选地，所述卡环的侧板上开设有多个通孔，多个通孔在卡环侧板的圆周方向均匀布置，紧固件穿过侧板上通孔与大理石平板连接。
14.本实用新型进一步提出一种蓝宝石窗口研抛装置，包括上述的蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具。
15.本实用新型提出的蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具，具有以下有益效果：
16.1、大理石平板的自重为蓝宝石窗口的研抛提供了强大的下压力，有效提升了蓝宝石材料的研抛去除效率，同时因大理石平板价格较高，采用大理石平板和卡环可拆卸连接，针对不同的蓝宝石窗口，只需要更换卡环即可，一方面提高了本装夹治具的通配性，另一方面可降低装夹治具的整体生产成本；
17.2、通过在大理石平板下方设置柔性缓冲垫，可保护蓝宝石窗口的上表面；
18.3、本装夹治具将卡环扣于蓝宝石窗口上方即可，然后再安装上方的零件，其操作简单、结构可靠且容易实现。
附图说明
19.图1为本实用新型蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具的主视结构示意图；
20.图2为本实用新型蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具的分解结构示意图；
21.图3为本实用新型蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具中卡盘的分解结构示意图；
22.图4为本实用新型蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具的俯视结构示意图。
23.图中，1、卡盘；2、大理石平板；3、柔性缓冲垫；4、卡环；5、蓝宝石窗口；6、l型卡爪；9、铁笔座；10、圆盘。
24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.本实用新型提出一种蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具。
28.参照图1至图4，本优选实施例中，一种蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具，包括由上至下依次设置的卡盘1、大理石平板2、柔性缓冲垫3以及卡环4，其中，卡环4包括底板以及环绕底板侧面设置的侧板，卡环4的侧板闭合环绕形成一位于底板上方的开槽，开槽的形状与大理石平板2外形适配(大理石平板2的底部刚好容纳于开槽内)，底板上开设有与蓝宝石窗口5形状适配的卡槽以供套于蓝宝石窗口5外实现研磨和抛光装夹加工，大理石平板2与卡环4的侧板通过紧固件可拆卸连接，柔性缓冲垫3位于底板和大理石平板2之间，卡盘1上安装有铁笔座9。
29.本实施例中，柔性缓冲垫3粘贴于大理石平板2的下方，一方面避免柔性缓冲垫3容易松动，另一方面粘贴的安装方式简单容易操作。
30.具体地，本实施例中，柔性缓冲垫3可以采用聚氨酯垫，卡环4的材质可以聚四氟乙烯或电木，优选采用聚四氟乙烯。大理石平板2的自重为蓝宝石窗口5的研抛、提供强大的下压力，有效地提升了蓝宝石材料的研抛去除效率。
31.具体地，参照图2，大理石平板2的侧壁上上安装多个用于与卡环4连接的螺纹套，大理石平板2顶面上开设有多个减重孔。
32.参照图3和图4，卡盘1上可拆卸安装有多个l型卡爪6(图中以设置3个l型卡爪6为例说明，卡盘1包括圆盘10和三个l型卡爪6)，多个l型卡爪6在卡盘1的圆周方向均匀布置，所有l型卡爪6可沿卡盘1径向滑动以调整安装位置。本实施例中，通过设置l型卡爪6，从而便于随时调整研抛过程中主轴的重心位置，对快速修正大尺寸蓝宝石窗口边厚差指标有重要作用。
33.本实施例中，参照图4，卡盘1顶面上开设有多圈螺纹孔组(图中以开设2圈为例说明，每圈螺纹孔组均包括6个螺纹孔)，每圈螺纹孔组上的螺纹孔在卡盘1圆周方向均匀布置，紧固件穿过l型卡爪6和卡盘1上螺纹孔将l型卡爪6固定于卡盘1上，多个l型卡爪6配合共同卡紧于大理石平板2外侧壁上。
34.具体地，l型卡爪6和铁笔座9均通过紧固件与卡盘1可拆卸连接，从而便于更换l型卡爪6和铁笔座9。l型卡爪6的底面与卡环4的侧板顶端面相抵接。
35.具体地，柔性缓冲垫3厚度为1mm～1.5mm，柔性缓冲垫3的底面自带背胶，柔性缓冲垫3与大理石平板2下表面通过背胶连接。卡环4的底板厚度比蓝宝石窗口5厚度少1mm～3mm。
36.参照图2，卡环4的侧板上开设有多个通孔(图中侧板上均分有12个φ6mm通孔)，多个通孔在卡环4侧板的圆周方向均匀布置，紧固件穿过侧板上通孔与大理石平板2连接。
37.大理石平板2的底面作抛光处理，使用a级光学平面样板检测，整个下表面抛光至每φ150mm口径区域内a级光学样板检测面形光圈n≤1，局部光圈
△
n≤0.3。
38.本装夹治具其工作原理如下。
39.1、选择同大理石平板2尺寸大小的柔性缓冲垫3，将柔性缓冲垫3的背胶面粘贴至大理石平板2底面上，并放置洁净平整台面上压平；
40.2、将蓝宝石窗口5的待加工面朝下平稳放置于研磨抛光机的研抛盘面上，根据蓝宝石窗口5选择合适的卡环4(卡环4可配置多套以匹配不同形状的蓝宝石窗口5)，将卡环4扣在蓝宝石窗口5上方；
41.3、将粘贴有柔性缓冲垫3的大理石平板2放置于卡环4上方，旋转大理石平板2使侧面螺纹套对准卡环4侧板上的通孔，使用m5内六角螺钉将大理石平板2和卡环4固定在一起；
42.4、根据待研抛的蓝宝石窗口5的平行差分布，松开所有l型卡爪6的紧固螺钉，来调整卡盘1的重心位置，调整好后，将l型卡爪6通过紧固螺钉锁紧，将卡盘1安装至大理石平板2上表面并卡紧；
43.5、将研磨抛光设备的主轴铁笔插入铁笔座9中，进行研抛加工。
44.本实施例提出的蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具，具有以下有益效果：
45.1、大理石平板2的自重为蓝宝石窗口的研抛提供强大的下压力，有效地提升了蓝宝石材料的研抛去除效率，同时因大理石平板2价格较高，采用大理石平板2和卡环4可拆卸连接，针对不同的蓝宝石窗口，只需要更换卡环4即可，一方面提高了本装夹治具的通配性，
另一方面可降低装夹治具的整体生产成本；
46.2、通过在大理石平板2下方设置柔性缓冲垫3，可保护蓝宝石窗口的上表面；
47.3、本装夹治具将卡环4扣于蓝宝石窗口上方即可，然后再安装上方的零件，其操作简单、结构可靠且容易实现。
48.本实用新型进一步提出一种蓝宝石窗口研抛装置。
49.本优选实施例中，一种蓝宝石窗口研抛装置，包括蓝宝石窗口研抛装置的装夹治具，该装夹治具的具体结构及有益效果参照上述实施例，在此不再赘述。
50.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。