CN101474831B - 可调节式金刚石刀具的刀夹装置 - Google Patents

Abstract

可调节式金刚石刀具的刀夹装置，它涉及一种刀夹装置。本发明解决了现有的金刚石刀具的刀夹装置存在加工时无法对刀具角度进行调整、需要经常更换不同的刀具、增加了成本、工作效率低的问题。所述转位导向套的外沿上对称开有两个弧形通孔，所述转位导向套通过导向键安装在微调丝杠轴的上端，所述丝杠内套套装在微调丝杠轴的中部且丝杠内套与微调丝杠轴螺纹连接，所述微调手轮固装在丝杠内套上，所述两个螺钉依次穿过端盖、转位导向套上的弧形通孔与圆筒连接，所述摆动支撑轴设置在微调丝杠轴与刀夹座之间，所述微调丝杠轴与刀夹座通过四个转位调整螺钉连接。本发明具有结构紧凑、调节方便、调整精度高，适用于各种精密及超精密的加工机床。

Description

可调节式金刚石刀具的刀夹装置

技术领域

本发明涉及一种刀夹装置。

背景技术

大口径KDP(磷酸二氢钾)光学晶体作为频率转换元件和开关元件，是惯性约束聚变激光装置的关键元件，在国家重大科学工程中需要大量使用。这种特殊材料的特性对加工设备的要求决定了其加工难度远远超越了常规的光学加工，被国际光学界公认为“最难加工的激光光学元件”。KDP晶体具有质软、易潮解、脆性高、对温度变化敏感、易开裂等一系列不利于光学加工的特点，传统的研磨抛光法不适于加工高精度的大口径KDP元件。国际上加工此类元件已广泛采用先进的单点金刚石切削技术(简称SPDT，single pointdiamond turning)。单点金刚石切削加工技术是指用天然单晶金刚石作刀具，在计算机控制下加工光学表面，是80年代初期发展起来的新技术。经过20余年的发展，这项技术已广泛地用于多种高精度光学元件的加工中。用于大口径KDP晶体加工的专用单点金刚石机床代表了超精密制造工程的尖端水平，国际上对这种类型的金刚石机床对我国仍处于禁运状态。因此，研制用于KDP晶体加工的专用设备对打破国外禁运，提高KDP晶体的加工总体水平具有重要的意义。

在大口径光学KDP晶体的超精密加工机床中，所采用的刀具为金刚石刀具。由于光学晶体本身的特殊技术要求，在加工中需要对刀具角度进行调整，以满足不同型号、参数及表面结构的光学晶体加工要求。现有的金刚石刀具的刀夹装置存在以下的不足：1、在加工时无法对刀具角度进行调整，需要经常更换不同的刀具，由于金刚石刀具的成本很高，增加了成本；2、更换刀具需要花费时间，工作效率低。

发明内容

本发明为了解决现有的金刚石刀具的刀夹装置存在加工时无法对刀具角度进行调整、需要经常更换不同的刀具、增加了成本、工作效率低的问题，进而提供了一种可调节式金刚石刀具的刀夹装置。

本发明的技术方案是：本发明的可调节式金刚石刀具的刀夹装置由刀夹主体、丝杠内套、微调丝杠轴、转位导向套、两个螺钉、端盖、导向键、微调手轮、锁紧环、锁紧螺母、摆动支撑轴和刀夹座和四个转位调整螺钉组成，所述刀夹主体由圆筒和连接板组成，圆筒的左侧壁与连接板的一侧端面固接为一体，转位导向套的外沿上对称开有两个弧形通孔，转位导向套通过导向键安装在微调丝杠轴的上端，丝杠内套套装在微调丝杠轴的中部且丝杠内套与微调丝杠轴螺纹连接，微调手轮固装在丝杠内套上，转位导向套、丝杠内套、微调手轮和微调丝杠轴均设置在圆筒内，微调丝杠轴的下端设置在圆筒的下方，圆筒的右侧壁与微调手轮的对应位置处开有通孔，微调丝杠轴与圆筒之间装有锁紧环，所述锁紧螺母安装在锁紧环上，端盖设置在转位导向套的上端面上，所述两个螺钉依次穿过端盖、转位导向套上的弧形通孔与圆筒连接，刀夹座设置在微调丝杠轴的下方，所述摆动支撑轴设置在微调丝杠轴与刀夹座之间，微调丝杠轴与刀夹座通过四个转位调整螺钉连接。

本发明具有以下有益效果：本发明实现了金刚石刀具在三个自由度方向上的调整，即金刚石刀具工作前角、工作后角、刃倾角以及刀杆长度(调整刀具的伸长量)的调整，完全适合光学晶体加工工艺的要求。本发明在加工时对刀具角度进行调整，不需要经常更换不同的刀具，降低了成本；减少了更换刀具的时间，提高了工作效率；结构紧凑、调节方便、调整精度高，可应用于各种形式的精密及超精密的加工机床。本发明在KDP晶体金刚石机床的飞刀盘上对称安装，可以实现刀具沿垂直方向进行微米量级的微量进给，同时可以实现刀具角度的精确调整，刀杆伸缩调节行程大于30mm，并可以加工最厚30mm的KDP晶体元件。三个自由度方向上的调整如下：一、本发明通过调节刀夹座上的转位调整螺钉使刀夹座绕摆动支撑轴转动，实现了金刚石刀具的工作前角和工作后角的调节；二、在转位导向套的外沿上对称设有两个弧形通孔，调整微调丝杠轴绕自身转动，实现了金刚石刀具沿微调丝杠轴圆周方向的调整；三、通过微调手轮调整微调丝杠轴轴向的位置，实现了金刚石刀具的伸长量的调整。

附图说明

图1是本发明的主视剖视图，图2是转位导向套的主视图，图3是图2的俯视图，图4是图1的A部放大图，图5是本发明的装配结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式所述的可调节式金刚石刀具的刀夹装置由刀夹主体1、丝杠内套2、微调丝杠轴3、转位导向套4、两个螺钉5、端盖6、导向键7、微调手轮8、锁紧环9、锁紧螺母10、摆动支撑轴11和刀夹座13和四个转位调整螺钉14组成，所述刀夹主体1由圆筒1-1和连接板1-2组成，所述圆筒1-1的左侧壁与连接板1-2的一侧端面固接为一体，所述转位导向套4的外沿4-1上对称开有两个弧形通孔4-1-1，所述转位导向套4通过导向键7安装在微调丝杠轴3的上端，所述丝杠内套2套装在微调丝杠轴3的中部且丝杠内套2与微调丝杠轴3螺纹连接，所述微调手轮8固装在丝杠内套2上，所述转位导向套4、丝杠内套2、微调手轮8和微调丝杠轴3均设置在圆筒1-1内，所述微调丝杠轴3的下端设置在圆筒1-1的下方，所述圆筒1-1的右侧壁与微调手轮8的对应位置处开有通孔1-1-1，所述微调丝杠轴3与圆筒1-1之间装有锁紧环9，所述锁紧螺母10安装在锁紧环9上，所述端盖6设置在转位导向套4的上端面上，所述两个螺钉5依次穿过端盖6、转位导向套4上的弧形通孔4-1-1与圆筒1-1连接，所述刀夹座13设置在微调丝杠轴3的下方，所述摆动支撑轴11设置在微调丝杠轴3与刀夹座13之间，所述微调丝杠轴3与刀夹座13通过四个转位调整螺钉14连接。刀夹主体1安装在加工机床上，金刚石刀具15由锁紧螺钉12安装在刀夹座13上，金刚石刀具15的上端与摆动支撑轴11之间留有一定的间隙。

具体实施方式二：如图1和图4所示，本实施方式在与转位调整螺钉14的螺钉头上端面相接触的刀夹座13的对应位置设置成球窝面。如此设置，可以提高转位调整螺钉14与微调丝杠轴13之间的锁紧力。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理：将刀夹主体1安装在加工机床的刀盘上，金刚石刀具15由锁紧螺钉12安装在刀夹座13上，金刚石刀具15的上端与摆动支撑轴11之间留有一定的间隙，调节刀夹座13上的四个转位调整螺钉14，使刀夹座绕摆动支撑轴11转动，金刚石刀具15与刀夹座13一起绕摆动支撑轴11轴转动，金刚石刀具15调节到所需要的刀具角度后，旋紧四个转位调节螺钉14，完成金刚石刀具15的工作前角和工作后角的调整；然后松动端盖6上的两个螺钉5，手动转动刀夹座13带动微调丝杠轴3转动，在导向键7的带动下转位导向套4也同时转动(转位导向套4的外沿4-1上对称开有两个弧形通孔4-1-1)，当金刚石刀具15转动到所需位置后，拧紧端盖6上的两个螺钉5，完成金刚石刀具15绕微调丝杠轴3的中心轴旋转的调整；最后调节微调手轮8，带动丝杠内套2转动，由于丝杠内套2与微调丝杠轴3是螺纹连接，将使得微调丝杠轴3和刀夹座13沿轴向移动，当达到合适的位置时，拧紧锁紧螺母10，使得锁紧环9与微调丝杠轴3通过摩擦锁紧，完成金刚石刀具15沿微调丝杠轴3轴向伸长量的调整。

Claims (2)

1.一种可调节式金刚石刀具的刀夹装置，所述刀夹装置由刀夹主体(1)、丝杠内套(2)、微调丝杠轴(3)、转位导向套(4)、两个螺钉(5)、端盖(6)、导向键(7)、微调手轮(8)、锁紧环(9)、锁紧螺母(10)、摆动支撑轴(11)和刀夹座(13)和四个转位调整螺钉(14)组成，其特征在于：所述刀夹主体(1)由圆筒(1-1)和连接板(1-2)组成，圆筒(1-1)的左侧壁与连接板(1-2)的一侧端面固接为一体，转位导向套(4)的外沿(4-1)上对称开有两个弧形通孔(4-1-1)，转位导向套(4)通过导向键(7)安装在微调丝杠轴(3)的上端，丝杠内套(2)套装在微调丝杠轴(3)的中部且丝杠内套(2)与微调丝杠轴(3)螺纹连接，微调手轮(8)固装在丝杠内套(2)上，转位导向套(4)、丝杠内套(2)、微调手轮(8)和微调丝杠轴(3)均设置在圆筒(1-1)内，微调丝杠轴(3)的下端设置在圆筒(1-1)的下方，圆筒(1-1)的右侧壁与微调手轮(8)的对应位置处开有通孔(1-1-1)，微调丝杠轴(3)与圆筒(1-1)之间装有锁紧环(9)，所述锁紧螺母(10)安装在锁紧环(9)上，端盖(6)设置在转位导向套(4)的上端面上，所述两个螺钉(5)依次穿过端盖(6)、转位导向套(4)上的弧形通孔(4-1-1)与圆筒(1-1)连接，刀夹座(13)设置在微调丝杠轴(3)的下方，所述摆动支撑轴(11)设置在微调丝杠轴(3)与刀夹座(13)之间，微调丝杠轴(3)与刀夹座(13)通过四个转位调整螺钉(14)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调节式金刚石刀具的刀夹装置，其特征在于：在与转位调整螺钉(14)的螺钉头上端面相接触的刀夹座(13)的对应位置设置成球窝面。

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