CN104439725B - 一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置 - Google Patents

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Abstract

一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置，包括基座，基座通过螺栓连接固定在激光台架运动台面上；上、下盖板安装在基座的上、下端，主轴中部穿过基座中部凸台的内孔，主轴下端连接在下盖板上，上端通过主轴上的侧夹具与上盖板连接，侧夹具上设有指针，上盖板上刻有旋转角度的刻度，主轴上部连接有上夹具，主轴下部连接有下夹具，工件固定在上夹具、下夹具之间，利用主轴旋转带动工件旋转使得固定在上夹具和下夹具之间的工件产生的倾斜角度，通过调整指针与上盖板刻度间的夹角来改变和确定主轴的旋转角度，本发明能够使工件孔轴线和激光束所呈倾斜角在-90°～+90°范围内连续调节，操作简单，满足激光加工垂直孔和斜孔的实验研究要求。

Description

一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置
技术领域
本发明涉及一种夹持装置，具体涉及一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置。
背景技术
航空工业和精密仪器中微小孔的广泛应用，使得微小孔加工技术受到了国内外科学界和工程界的广泛关注。随着航空发动机涡轮前温度不断提高，发动机的热端部件均采用了气膜冷却技术，气膜冷却效果是由气膜冷却孔的几何形状、流场分布和冷气通道内以及孔内的流场分布等因素决定的，因此气膜冷却孔的质量直接关系到气膜冷却效果的好坏。气膜冷却孔中心轴线与表面的倾斜角变化范围在30°～90°之间，所以在激光加工小孔实验研究中，不仅需要关注垂直孔加工，也需要重视斜直孔加工。实验研究所用的激光器配置的运动平台只适用于加工垂直孔，不能实现斜孔加工。
目前一些研究单位和个人采用光电仪器厂商生产的角位移台来使固定在其上的工件实现不同角度倾斜。而光电仪器厂商设计及生产电动角位移台或者手动角位移台时主要考虑位移台的精确性、稳定性、灵敏性、造型以及成本问题。对于角位移台如何使工件实现不同角度倾斜变化的问题，各大光电仪器厂商采用弧形导轨来保证运动时的精度，而采用弧形导轨所实现的倾角行程范围很小，一般在±3°～±30°之间，不能满足激光加工大角度倾斜孔加工工艺研究。大多角位移台采用蜗轮蜗杆传动，尽管精度和稳定性高，但是其结构紧凑、加工难度大，要求各个零件有较高的加工精度，工艺要求高，因此这种角位移台成本较高，不利于节约研究经费。近来也有人自行设计带有倾斜角度调节作用的夹持装置，实现特定角度的调节，但是不能在一定角度范围内任意可调，结构复杂，局限性过大，不利于实验研究。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置，能够使工件孔轴线和激光束所呈倾斜角在-90°～+90°范围内连续调节，并且操作极其简单，满足激光加工垂直孔和斜孔的实验研究要求，完善激光器配套设施。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术解决方案：
一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置，包括基座1，基座1四角上均有通孔，通过螺栓连接使其固定在激光台架运动台面上；上盖板2连接在基座1的上端，下盖板11安装在基座1下端，主轴5中部穿过基座1中部凸台的内孔，主轴5下端连接在下盖板11上，上端通过主轴5上焊接的侧夹具4与上盖板2通过螺栓连接，侧夹具4上设有指针3，上盖板2上刻有旋转角度的刻度，主轴5上部连接有上夹具7，主轴5下部连接有下夹具9，工件8固定在上夹具7、下夹具9之间。
所述的主轴3两端部设有凹槽，分别是上凹槽6和下凹槽10，六角螺栓旋入上夹具7和下夹具9中，通过紧压上凹槽6和下凹槽10分别固定上夹具7和下夹具9。
与现有夹持装置相比，本发明具有如下优点：
1、不仅能够水平夹持工件，还可以使工件8的轴线相对于激光光束有一定的夹角，并且夹角可在-90°～+90°范围内连续变化，克服了以往夹持装置不能改变倾斜角度、仅能倾斜几个特定角度以及角位移台调节角度范围小的缺陷。
2、通过螺钉紧压的方式将主轴上焊接的侧夹具4和上盖板2固定在一起，防止正在加工的工件8倾角发生变化，提高加工时工况的稳定性，该机械锁定方法简单实用，具有良好的可操作性。
3、主轴两端部的上凹槽6和下凹槽10使上夹具7和下夹具8在主轴5上的固定，减少对基座1内长孔及主轴5加工精度的要求。
4、组成该激光台架夹持装置的各个零部件结构均简单，无特殊的制造要求，加工难度低，并且涉及的零部件数目较少，均采用铝合金材料制造，所需成本低，整个结构简单实用，具有明显的经济优越性。
附图说明
图1是夹持装置整体示意图。
图2是倾斜角度选择及主轴固定示意图。
图3是夹具在主轴上定位示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置，包括基座1，基座1四角上均有通孔，通过螺栓连接使其固定在激光台架运动台面上；上盖板2连接在基座1的上端，下盖板11安装在基座1下端，主轴5中部穿过基座1中部凸台的内孔，内孔约束主轴5的径向运动，主轴5下端连接在下盖板11上，使得主轴5旋转更加稳定，上端通过主轴5上焊接的侧夹具4与上盖板2通过螺栓连接，用以约束主轴5的轴向运动，如图2所示，侧夹具4上设有指针3，上盖板2上设有旋转角度的刻度，通过调整指针3与上盖板2刻度间的夹角来改变和确定主轴5的旋转角度，这种固定主轴5的方式能够使主轴5旋转角度连续调节，从而带动工件8倾斜角度连续可调，主轴5上部连接有上夹具7，主轴5下部连接有下夹具9，工件8固定在上夹具7、下夹具9之间。
参见图3，在主轴5两端部设有上凹槽6和下凹槽9，六角螺栓旋入上夹具7和下夹具9中，通过紧压上凹槽6和下凹槽9起到分别固定上夹具7和下夹具9的作用，采用面接触方式而不是线接触方式，不仅提高了上夹具7和下夹具9在主轴5上的定位精度，并且降低了上夹具7和下夹具9内通孔和主轴5的配合精度，减少了加工难度。
本发明的工作原理为：
先将基座1固定在激光台架运动台面上，将工件8固定在上夹具7、下夹具9之间，利用主轴5旋转带动工件8旋转使得固定在上夹具7和下夹具9之间的工件8产生倾斜角度，通过调整指针3与上盖板2刻度间的夹角来改变和确定主轴5的旋转角度，固定主轴5的方式能够使主轴5旋转角度连续调节，从而带动工件8倾斜角度连续可调，有利于激光加工斜孔工艺研究，由于预紧力存在以及激光加工时无直接力作用，因此该机械定位方式能够保证整个激光加工过程的稳定性，具有简易性和实用性。

Claims (2)

1.一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置，包括基座(1)，其特征在于：基座(1)四角上均有通孔，通过螺栓连接使其固定在激光台架运动台面上；上盖板(2)连接在基座(1)的上端，下盖板(11)安装在基座(1)下端，主轴(5)中部穿过基座(1)中部凸台的内孔，主轴(5)下端连接在下盖板(11)上，上端通过主轴(5)上焊接的侧夹具(4)与上盖板(2)通过螺栓连接，侧夹具(4)上设有指针(3)，上盖板(2)上刻有旋转角度的刻度，主轴(5)上部连接有上夹具(7)，主轴(5)下部连接有下夹具(9)，工件(8)固定在上夹具(7)、下夹具(9)之间。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜角度可调的简易激光台架夹持装置，其特征在于：所述的主轴(5)两端部设有凹槽，分别是上凹槽(6)和下凹槽(10)，六角螺栓旋入上夹具(7)和下夹具(9)中，通过紧压上凹槽(6)和下凹槽(10)分别固定上夹具(7)和下夹具(9)。
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