CN105312784B - 激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，该夹具包括夹具体（15）、固定钳座（3）、活动钳座（12）和丝杆（14），螺母（7）联接在丝杆（14）中间，丝杆（14）穿过夹具体（15）的通槽，丝杆（14）左端插入夹具体（15）的左端孔内，丝杆（14）右端插入夹具体（15）的右端孔内，旋钮（17）固定到丝杆（14）右端上，螺母（7）卡在夹具体（15）中间的通槽内，固定钳座（3）固定在夹具体（15）上，活动钳座（12）下方的燕尾槽与夹具体（15）上方的燕尾联接，活动钳座（12）通过一号弹簧（9）连接在螺母（7）上。本发明结构简单，调节方便，成本低廉，调节范围较宽，具有一定的通用性。

Description

激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具

技术领域

本发明涉及夹具，具体涉及一种激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具。

背景技术

激光微加工机床利用激光光束聚焦光斑刻蚀零件，直接在基体材料上扫描刻写出微细图形，或加工出三维微细结构，或进行微孔加工等。激光微加工机床目前主要应用于薄片类零件的表面微细结构加工，如硅片、陶瓷片等等，这些材料多为脆性材料且厚度薄，夹紧力稍大就会使材料断裂，所以对于脆性大的薄片类零件，其在激光微加工机床上的定位和夹紧成为难题。

目前激光微加工机床薄片类零件的定位和夹紧，通常使用胶带粘，这种方法虽然简单，但装夹费时，定位不可靠，无精度可言；有的使用吸附夹具，这种夹具利用空气流动产生负压对零件形成吸附力，但是在夹具上对应零件加工部位要加工出容留废料空间，因此随着零件的大小不同、加工位置不同，夹具都要作相应的变化，这种夹具通用性比较差。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，夹紧力调整方便，通用性好。

本发明的技术解决方案是：该夹具包括夹具体、固定钳座、活动钳座、一号快换钳口、二号快换钳口和丝杆，夹具体上方带有燕尾，夹具体的中间为通槽，螺母通过螺纹联接在丝杆中间，丝杆穿过夹具体的通槽中，丝杆左端插入夹具体的左端孔内并与一号轴套形成小间隙配合，丝杆右端插入夹具体的右端孔内并与二号轴套形成小过盈配合，旋钮通过垫片由二号内六角螺钉固定到丝杆右端上，螺母卡在夹具体中间的通槽内，螺母的两个侧面与夹具体中间通槽的两个侧壁接触，螺母受夹具体中间通槽的两个侧壁的约束只能沿着夹具体的通槽方向移动，一号内六角螺钉将固定钳座固定在夹具体上，固定钳座上安装一号快换钳口，活动钳座下方的燕尾槽与夹具体上方的燕尾联接，活动钳座只能沿着夹具体的燕尾方向移动，活动钳座上安装二号快换钳口，同时活动钳座通过一号弹簧连接在螺母上。

其中，一号弹簧下端套在一号销上，一号销通过销孔与螺母联接；一号销的尾部开有定位槽，旋紧一号螺钉压缩三号弹簧，三号弹簧顶住一号钢珠进入一号销的尾部定位槽实现一号销的轴向定位，拆卸时，将一号销沿着轴向拉出就可快速拆下一号弹簧的下端；一号弹簧上端套在二号销上，二号销通过销孔与活动钳座联接；二号销的尾部开有定位槽，旋紧二号螺钉压缩二号弹簧，二号弹簧顶住二号钢珠进入二号销的尾部定位槽实现二号销的轴向定位，拆卸时，将二号销沿着轴向拉出就可快速拆下一号弹簧的上端。

其中，夹具体下方两侧有凹槽，供压板压紧使夹具在机床工作台上得到定位和夹紧。

其中，固定钳座上通过限位块安装一号快换钳口，限位块是具有两个安装孔的三角形钢板，通过两个安装孔使用六角螺钉将限位块固定在固定钳座的两侧。

其中，二号轴套的右端设计有凸缘，由凸缘承担丝杆的轴向分力，保持丝杆的轴向固定。

其中，固定钳座与一号快换钳口之间、活动钳座与二号快换钳口之间都通过磁铁固定，在钳座上沿着水平与垂直两个定位面方向分别设置两块磁铁，为了防止磁铁的干涉，在固定磁铁时，要使磁铁的表面略低于钳座的定位面。

其中，固定钳座和活动钳座的中间分别开有拆卸槽，用平口起在拆卸槽处轻轻撬动即可拆下快换钳口。

其中，固定钳座上由锁紧螺钉固定定位杆，在定位杆上加工有轴向的横槽，锁紧螺钉未锁紧时，定位杆受到锁紧螺钉的约束只能沿轴向移动，为了防止定位杆轴向移动时脱离，其横槽左端不能铣通，在横槽的右端，在定位杆上加工有180°槽，在定位杆上设刻度标线方便调节定位杆的位置；当定位杆干涉大型零件的装夹时，将定位杆完全插入固定钳座内，此时锁紧螺钉落在定位杆的180°槽内，将定位杆旋转180°，这样定位杆右端的垂直定位面就不会干涉零件的装夹了。

安装时，薄片零件安装在固定钳座与活动钳座之间的一号快换钳口、二号快换钳口上，转动旋钮使丝杆旋转，丝杆带动螺母沿着夹具体的通槽方向左右移动，螺母的左右移动拉紧或松开一号弹簧，一号弹簧带动活动钳座沿着夹具体上的燕尾方向移动，实现薄片零件的夹紧与松开。

本发明的优点是：

1、本发明适用于薄片类脆性材料的装夹，虽然是激光微加工机床专用薄片类零件弹性夹具，但是也可以作为其它工作母机的配套夹具使用。

2、本发明采用快换钳口的设计，通过快换钳口形状、角度α的改变，有效调节夹紧力，并且满足不同形状、厚度、不同脆性材料零件的装夹要求。

3、本发明通过调节弹簧处于不同的拉紧状态，从而得到合适的夹紧力，更换不同型号的弹簧，得到更大范围的夹紧力。

4、在夹具体的下方两侧加工了凹槽，供压板压紧使用，使夹具在机床工作台上得到定位和夹紧。

5、在零件加工过程中，为了保证被加工薄片零件位置的统一，固定钳座上由锁紧螺钉固定定位杆，并且为了方便调节定位杆的位置，在定位杆上打上刻度标线。

6、本发明结构简单，调节方便，成本低廉，调节范围较宽，具有一定的通用性。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中I放大图。

图4为图1中II放大图。

图5为图1的C-C剖视图。

图6为图1的D-D剖视图。

图7为图1的E-E剖视图。

图8为快换钳口示意图。

图9为圆柱形零件的快换钳口示意图。

图10为限位块示意图。

图11为定位杆示意图。

图12为图11中A-A剖视图。

图13为图11中B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术解决方案，但不能理解为是对技术方案的限制。

如图1-7所示，该夹具包括夹具体15、固定钳座3、活动钳座12、一号快换钳口4、二号快换钳口10和丝杆14，夹具体15上方带有燕尾，夹具体15的中间为通槽，螺母7通过螺纹联接在丝杆14中间，丝杆14穿过夹具体15的通槽中，丝杆14左端插入夹具体15的左端孔内并与一号轴套1形成小间隙配合，丝杆14右端插入夹具体15的右端孔内并与二号轴套16形成小过盈配合，旋钮17通过垫片18由二号内六角螺钉19固定到丝杆14右端上，螺母7卡在夹具体15中间的通槽内，螺母7的两个侧面与夹具体15中间通槽的两个侧壁接触，螺母7受夹具体15中间通槽的两个侧壁的约束只能沿着夹具体15的通槽方向移动，一号内六角螺钉2将固定钳座3固定在夹具体15上，固定钳座3上安装一号快换钳口4，活动钳座12下方的燕尾槽与夹具体15上方的燕尾联接，活动钳座12只能沿着夹具体15的燕尾方向移动，活动钳座12上安装二号快换钳口10，同时活动钳座12通过一号弹簧9连接在螺母7上。

如图5-7所示，一号弹簧9下端套在一号销8上，一号销8通过销孔与螺母7联接；一号销8的尾部开有定位槽，旋紧一号螺钉22压缩三号弹簧27，三号弹簧27顶住一号钢珠28进入一号销8的尾部定位槽实现一号销8的轴向定位，拆卸时，将一号销8沿着轴向拉出就可快速拆下一号弹簧9的下端；一号弹簧9上端套在二号销13上，二号销13通过销孔与活动钳座12联接；二号销13的尾部开有定位槽，旋紧二号螺钉24压缩二号弹簧25，二号弹簧25顶住二号钢珠26进入二号销13的尾部定位槽实现二号销13的轴向定位，拆卸时，将二号销13沿着轴向拉出就可快速拆下一号弹簧9的上端。

如图7所示，夹具体15下方两侧有凹槽，供压板压紧使夹具在机床工作台上得到定位和夹紧。

如图3、10所示，固定钳座3上通过限位块5安装一号快换钳口4，限位块5是具有两个安装孔的三角形钢板，通过两个安装孔使用六角螺钉23将限位块5固定在固定钳座3的两侧。

如图1所示，二号轴套16的右端设计有凸缘，由凸缘承担丝杆14的轴向分力，保持丝杆14的轴向固定。

如图4所示，固定钳座3与一号快换钳口4之间、活动钳座12与二号快换钳口10之间都通过磁铁11固定，在钳座上沿着水平与垂直两个定位面方向分别设置两块磁铁，为了防止磁铁的干涉，在固定磁铁时，要使磁铁的表面略低于钳座的定位面。

如图2所示，固定钳座3和活动钳座12的中间分别开有拆卸槽，用平口起在拆卸槽处轻轻撬动即可拆下快换钳口。

如图2、11-13所示，固定钳座3上由锁紧螺钉20固定定位杆21，在定位杆21上加工有轴向的横槽，锁紧螺钉20未锁紧时，定位杆21受到锁紧螺钉20的约束只能沿轴向移动，为了防止定位杆21轴向移动时脱离，其横槽左端不能铣通，在横槽的右端，在定位杆上加工有180°槽，定位杆上设刻度标线方便调节定位杆的位置；定位杆干涉大型零件的装夹时，将定位杆完全插入固定钳座3内，此时锁紧螺钉20落在定位杆21的180°槽内，将定位杆旋转180°，这样定位杆右端的垂直定位面就不会干涉零件的装夹了。

安装时，薄片零件6安装在固定钳座3与活动钳座12之间的一号快换钳口4、二号快换钳口10上，转动旋钮17使丝杆14旋转，丝杆14带动螺母7沿着夹具体15的通槽方向左右移动，螺母7的左右移动拉紧或松开一号弹簧9，一号弹簧9带动活动钳座12沿着夹具体15上的燕尾方向移动，实现薄片零件6的夹紧与松开；夹具在使用过程中根据不同零件的夹紧力要求，通过螺母7的移动使得一号弹簧9处于不同拉紧状态，从而得到合适的夹紧力，必要时更换不同型号的一号弹簧9得到更大范围的夹紧力。

为了扩大夹具的使用范围，适应对不同厚度、不同形状、不同夹紧力要求的薄片类零件装夹，将钳口设计成快换结构，如图8所示，快换钳口通过改变角度α，改变钳口对零件的夹紧力F1和压紧力F2的大小，从而满足不同厚度、不同脆性材料的装夹要求。

激光微加工机床加工中会遇到圆柱形零件的端面加工，为了满足这类零件的装夹，采用具有V形槽的V形快换钳口29与平快换钳口31组合来实现圆柱形零件30的定位与夹紧，如图9所示，通过改变V形快换钳口的V形槽宽度L，适应不同直径的圆柱形零件装夹。

Claims (7)

1.激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，该夹具包括夹具体（15）、固定钳座（3）、活动钳座（12）、一号快换钳口（4）、二号快换钳口（10）和丝杆（14），夹具体（15）上方带有燕尾，夹具体（15）的中间为通槽，螺母（7）通过螺纹联接在丝杆（14）中间，丝杆（14）穿过夹具体（15）的通槽中，丝杆（14）左端插入夹具体（15）的左端孔内并与一号轴套（1）形成小间隙配合，丝杆（14）右端插入夹具体（15）的右端孔内并与二号轴套（16）形成小过盈配合，旋钮（17）通过垫片（18）由二号内六角螺钉（19）固定到丝杆（14）右端上，螺母（7）卡在夹具体（15）中间的通槽内，螺母（7）的两个侧面与夹具体（15）中间通槽的两个侧壁接触，螺母（7）受夹具体（15）中间通槽的两个侧壁的约束只能沿着夹具体（15）的通槽方向移动，一号内六角螺钉（2）将固定钳座（3）固定在夹具体（15）上，固定钳座（3）上安装一号快换钳口（4），活动钳座（12）下方的燕尾槽与夹具体（15）上方的燕尾联接，活动钳座（12）只能沿着夹具体（15）的燕尾方向移动，活动钳座（12）上安装二号快换钳口（10），同时活动钳座（12）通过一号弹簧（9）连接在螺母（7）上；其特征是：一号弹簧（9）下端套在一号销（8）上，一号销（8）通过销孔与螺母（7）联接；一号销（8）的尾部开有定位槽，旋紧一号螺钉（22）压缩三号弹簧（27），三号弹簧（27）顶住一号钢珠（28）进入一号销（8）的尾部定位槽实现一号销（8）的轴向定位，拆卸时，将一号销（8）沿着轴向拉出就可快速拆下一号弹簧（9）的下端；一号弹簧（9）上端套在二号销（13）上，二号销（13）通过销孔与活动钳座（12）联接；二号销（13）的尾部开有定位槽，旋紧二号螺钉（24）压缩二号弹簧（25），二号弹簧（25）顶住二号钢珠（26）进入二号销（13）的尾部定位槽实现二号销（13）的轴向定位，拆卸时，将二号销（13）沿着轴向拉出就可快速拆下一号弹簧（9）的上端。

2.根据权利要求1所述的激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，其特征是：夹具体（15）下方两侧有凹槽，供压板压紧使夹具在机床工作台上得到定位和夹紧。

3.根据权利要求1所述的激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，其特征是：固定钳座（3）上通过限位块（5）安装一号快换钳口（4），限位块（5）是具有两个安装孔的三角形钢板，通过两个安装孔使用六角螺钉（23）将限位块（5）固定在固定钳座（3）的两侧。

4.根据权利要求1所述的激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，其特征是：二号轴套（16）的右端设计有凸缘，由凸缘承担丝杆（14）的轴向分力，保持丝杆（14）的轴向固定。

5.根据权利要求1所述的激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，其特征是：固定钳座（3）与一号快换钳口（4）之间、活动钳座（12）与二号快换钳口（10）之间都通过磁铁（11）固定，在钳座上沿着水平与垂直两个定位面方向分别设置两块磁铁，为了防止磁铁的干涉，在固定磁铁时，要使磁铁的表面略低于钳座的定位面。

6.根据权利要求1所述的激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，其特征是：固定钳座（3）和活动钳座（12）的中间分别开有拆卸槽，用平口起在拆卸槽处轻轻撬动即可拆下快换钳口。

7.根据权利要求1所述的激光微加工机床的薄片类零件弹性夹具，其特征是：固定钳座（3）上由锁紧螺钉（20）固定定位杆（21），在定位杆（21）上加工有轴向的横槽，锁紧螺钉（20）未锁紧时，定位杆（21）受到锁紧螺钉（20）的约束只能沿轴向移动，为了防止定位杆（21）轴向移动时脱离，其横槽左端不能铣通，在横槽的右端，在定位杆上加工有180°槽，在定位杆上设刻度标线方便调节定位杆的位置；当定位杆干涉大型零件的装夹时，将定位杆完全插入固定钳座（3）内，此时锁紧螺钉（20）落在定位杆（21）的180°槽内，将定位杆旋转180°，这样定位杆右端的垂直定位面就不会干涉零件的装夹。