CN107363726B - 一种对大口径光学零件进行弹性装卡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学元件加工技术领域，具体涉及一种用于数控磨抛的大口径光学零件弹性装卡工装及方法。本发明通过使用夹具固定装置、基座和弹簧，实现了大口径光学零件的弹性装卡，适用于光学表面的数控磨抛。该工装结构简单、合理，操作方便，既具备真空密封功能，又能够保证光学零件在加工过程中具有适当的弹性。该装置和装卡方法实现了被加工表面与抛光(精磨)盘的紧密贴合，解决了大口径光学表面无法采用数控磨抛的技术瓶颈，降低了劳动强度。

Description

一种对大口径光学零件进行弹性装卡的方法

技术领域

本发明属于光学元件加工技术领域，具体涉及一种对大口径光学零件进行弹性装卡的方法。

背景技术

在数控机床上，采用丸片精磨盘或抛光盘对光学表面进行加工时，必须要将被加工表面与抛光(精磨)盘紧密贴合在一起。传统方法是将零件放在橡胶垫上，通过气压使橡胶垫膨胀，将零件顶起，实现加工表面与抛光(精磨)盘的紧密贴合。但该方法要求抛光(精磨)盘的尺寸要大于零件口径的1.5倍，对于大口径零件来说，1.5倍口径的抛光(精磨)盘往往会超过数控机床的工作范围，无法装卡。因此，大口径光学零件的精密加工通常是采用手工操作，生产效率低，劳动强度大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种对大口径光学零件进行弹性装卡的方法，以解决如何对大口径光学零件进行数控抛磨的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种对大口径光学零件进行弹性装卡的方法，该方法采用的工装包括夹具、夹具固定装置、基座和弹簧；其中，夹具，用于对大口径光学零件进行装卡；夹具固定装置，用于对夹具进行固定；夹具固定装置包括法兰平台和心轴；其中，法兰平台的上表面用于固定夹具，法兰平台的下表面与心轴连接；心轴在靠近法兰平台的第一部分具有第一直径，在远离法兰平台的第二部分具有第二直径，其中第一直径大于第二直径；基座，包括连接在一起的均具有中空结构的下部基座和上部基座；下部基座用于与数控设备的主轴连接；上部基座用于心轴的轴套；其中，上部基座包括套筒和在套筒上部边缘形成的环状平台；套筒的内径与心轴的第一直径相匹配，在上部基座和下部基座的连接处开设有通孔，通孔的直径与心轴的第二直径相匹配；环状平台通过增压螺钉与法兰平台相连，套筒套设在心轴的外部；弹簧，用于确保在数控抛磨时大口径光学零件与抛磨盘之间始终保持接触；其中，弹簧套设在心轴的第二部分，并且弹簧的上端与心轴的第一部分的下端抵接，弹簧的下端与上部基座和下部基座的连接处抵接，使得心轴的第一部分和第二部分能够在上部基座的套筒内运动，并且心轴的第二部分的下端能够从通孔伸出至下部基座的中空结构；

该方法包括如下步骤：

S1、将工装通过下部基座与数控设备的主轴连接；

S2、紧固增压螺钉，使弹簧达到最大压缩量；

S3、将大口径光学零件装卡在夹具上；

S4、开启数控设备，对刀，使数控设备的抛磨盘与大口径光学零件的加工表面接触；

S5、退刀，并记录对刀位置；

S6、松开增压螺钉，装卡完毕，通过弹簧的作用使得在数控抛磨时大口径光学零件能够与抛磨盘之间始终保持接触。

进一步地，在套筒和通孔的内壁均开设有密封槽，并在密封槽内安装有密封圈。

进一步地，密封圈为骨架密封圈。

进一步地，在套筒的侧壁安装有对心轴进行定位的限位螺钉。

进一步地，限位螺钉的位置高于套筒内壁的密封圈，并且二者间距大于弹簧的压缩量。

进一步地，在心轴的第一部分的侧面开设有腰槽，腰槽的位置与限位螺钉的位置相对应，并且腰槽的长度大于弹簧的压缩量。

进一步地，在心轴的第二部分的下端开设有环形槽，并在环形槽内安装有卡扣。

进一步地，在心轴的中心开设有气孔，以用于进行抽真空操作。

进一步地，弹簧的数量为一根或者多根。

此外，本发明还提出一种利用上述大口径光学零件弹性装卡工装，对大口径光学零件进行弹性装卡的方法，该方法包括如下步骤：

S1、将工装通过下部基座与数控设备的主轴连接；

S2、紧固增压螺钉，使弹簧达到最大压缩量；

S3、将大口径光学零件装卡在夹具上；

S4、开启数控设备，对刀，使数控设备的抛磨盘与大口径光学零件的加工表面接触；

S5、退刀，并记录对刀位置；

S6、松开增压螺钉，装卡完毕，通过弹簧的作用使得在数控抛磨时大口径光学零件能够与抛磨盘之间始终保持接触。

(三)有益效果

本发明提出的对大口径光学零件进行弹性装卡的方法，通过使用夹具固定装置、基座和弹簧，实现了大口径光学零件的弹性装卡，适用于光学表面的数控磨抛。该工装结构简单、合理，操作方便，既具备真空密封功能，又能够保证光学零件在加工过程中具有适当的弹性。该装置和装卡方法实现了被加工表面与抛光(精磨)盘的紧密贴合，解决了大口径光学表面无法采用数控磨抛的技术瓶颈，降低了劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例大口径光学零件弹性装卡工装的总装图；

图2为本发明实施例的夹具固定装置结构示意图；

图3为本发明实施例的基座结构示意图；

图4为本发明实施例大口径光学零件弹性装卡方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种用于数控磨抛的大口径光学零件弹性装卡工装，该工装的总装结构如图1所示。该工装包括基座1、夹具固定装置2、弹簧3、密封圈4、增压螺钉5、限位螺钉6、卡扣7和夹具8。

夹具固定装置1，其结构如图2所示，用于对夹具进行固定，材料可选用铝、铝合金、铁、铁合金等，在本实施例中为铝合金。夹具固定装置1包括法兰平台和心轴。其中，法兰平台由法兰12和成180°角的螺纹通孔11组成，法兰平台的上表面用于固定夹具，法兰平台的下表面与心轴连接。心轴在靠近法兰平台的第一部分具有第一直径，在远离法兰平台的第二部分具有第二直径，其中第一直径大于第二直径。在心轴的第一部分的侧面开设有腰槽13，腰槽13的位置与限位螺钉6的位置相对应，并且腰槽13的长度大于弹簧3的压缩量。在心轴的第二部分的下端开设有环形槽14，并在环形槽14内安装有卡扣7。卡扣7主要起到限位作用，可以采用锁母等其它方式。在心轴的中心开设有气孔15，以用于进行抽真空操作。

基座3，其结构如图3所示，材料为不锈钢，包括连接在一起的均具有中空结构的下部基座和上部基座。下部基座用于与数控设备的主轴连接，上部基座用于心轴的轴套。其中，上部基座包括套筒和在套筒上部边缘形成的环状平台，环状平台开有两个通孔10，成180°角，与两个螺纹通孔11配合，安装增压螺钉5。套筒的内径与心轴的第一直径相匹配，间隙配合H7/h6，在上部基座和下部基座的连接处开设有通孔，通孔的直径与心轴的第二直径相匹配；套筒套设在心轴的外部。在套筒和通孔的内壁均开设有密封槽，并在密封槽内安装有骨架密封圈4。在套筒的侧壁开设有螺纹通孔9，并安装有对心轴进行定位的限位螺钉6。限位螺钉6的位置高于套筒内壁的密封圈4，并且二者间距大于弹簧3的压缩量。限位螺钉6保证心轴不会与基座发生相对转动，不会造成弹簧3扭曲。

弹簧3，用于确保在数控抛磨时大口径光学零件与抛磨盘之间始终保持接触。其中，弹簧3套设在心轴的第二部分，并且弹簧的上端与心轴的第一部分的下端抵接，弹簧的下端与上部基座和下部基座的连接处抵接，使得心轴的第一部分和第二部分能够在上部基座的套筒内运动，并且心轴的第二部分的下端能够从通孔伸出至下部基座的中空结构。弹簧3的工作载荷为心轴、夹具8和光学零件的总重量加上大气压力，压缩量通常不超过6mm。根据弹簧的相应标准设计规格和排布，弹簧3的数量为一根或者多根。

夹具8，用于对大口径光学零件进行装卡。

利用上述大口径光学零件弹性装卡工装，对球面整流罩进行弹性装卡的方法，如图4所示，该方法包括如下步骤：

S1、将工装通过下部基座与数控设备的主轴连接；

S2、紧固增压螺钉5，使弹簧3达到最大压缩量；

S3、将球面整流罩装卡在夹具8上；

S4、开启数控设备，对刀，使数控设备的抛磨盘与球面整流罩的加工表面接触；

S5、退刀，并记录对刀位置；

S6、松开增压螺钉5，装卡完毕，通过弹簧3的作用使得在数控抛磨时球面整流罩能够与抛磨盘之间始终保持接触。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种对大口径光学零件进行弹性装卡的方法，其特征在于，所述方法采用的工装包括夹具、夹具固定装置、基座和弹簧；其中，

所述夹具，用于对大口径光学零件进行装卡；

所述夹具固定装置，用于对所述夹具进行固定；所述夹具固定装置包括法兰平台和心轴；其中，所述法兰平台的上表面用于固定所述夹具，所述法兰平台的下表面与所述心轴连接；所述心轴在靠近所述法兰平台的第一部分具有第一直径，在远离所述法兰平台的第二部分具有第二直径，其中所述第一直径大于所述第二直径；

所述基座，包括连接在一起的均具有中空结构的下部基座和上部基座；所述下部基座用于与数控设备的主轴连接；所述上部基座用于所述心轴的轴套；其中，所述上部基座包括套筒和在所述套筒上部边缘形成的环状平台；所述套筒的内径与所述心轴的所述第一直径相匹配，在所述上部基座和所述下部基座的连接处开设有通孔，所述通孔的直径与所述心轴的所述第二直径相匹配；所述环状平台通过增压螺钉与所述法兰平台相连，所述套筒套设在所述心轴的外部；

所述弹簧，用于确保在数控抛磨时大口径光学零件与抛磨盘之间始终保持接触；其中，所述弹簧套设在所述心轴的所述第二部分，并且所述弹簧的上端与所述心轴的所述第一部分的下端抵接，所述弹簧的下端与所述上部基座和所述下部基座的所述连接处抵接，使得所述心轴的所述第一部分和所述第二部分能够在所述上部基座的所述套筒内运动，并且所述心轴的所述第二部分的下端能够从所述通孔伸出至所述下部基座的中空结构；

所述方法包括如下步骤：

S1、将所述工装通过所述下部基座与数控设备的主轴连接；

S2、紧固所述增压螺钉，使所述弹簧达到最大压缩量；

S3、将所述大口径光学零件装卡在所述夹具上；

S4、开启数控设备，对刀，使所述数控设备的抛磨盘与所述大口径光学零件的加工表面接触；

S5、退刀，并记录对刀位置；

S6、松开所述增压螺钉，装卡完毕，通过所述弹簧的作用使得在数控抛磨时所述大口径光学零件能够与抛磨盘之间始终保持接触。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述套筒和所述通孔的内壁均开设有密封槽，并在所述密封槽内安装有密封圈。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述密封圈为骨架密封圈。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述套筒的侧壁安装有对所述心轴进行定位的限位螺钉。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述限位螺钉的位置高于所述套筒内壁的所述密封圈，并且二者间距大于所述弹簧的压缩量。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述心轴的所述第一部分的侧面开设有腰槽，所述腰槽的位置与所述限位螺钉的位置相对应，并且所述腰槽的长度大于所述弹簧的压缩量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述心轴的所述第二部分的下端开设有环形槽，并在所述环形槽内安装有卡扣。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述心轴的中心开设有气孔，以用于进行抽真空操作。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹簧的数量为一根或者多根。