CN109366207A - 大口径保形光学回转体头罩的装夹装置及其装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，包含：装夹装置本体，装夹装置本体一端设有法兰；装夹装置本体型面与待装夹的头罩型面共轭匹配但互不接触；装夹装置本体上，且在装夹装置本体与头罩之间，还设有若干个相同的凹槽，凹槽上设有若干个导通孔；连接介质，为低熔点物质，设置在装夹装置本体和回转体头罩之间；通过连接介质的固液转换，实现装夹、拆卸头罩。在连接介质液化膨胀时，凹槽和导通孔能排出多余的连接介质，防止头罩破裂；本发明还包含一种大口径保形光学回转体头罩的装夹方法。本发明装置设计简单，操作方便，装夹效果稳定可靠，具有很好的实用价值。

Description

大口径保形光学回转体头罩的装夹装置及其装夹方法

技术领域

本发明涉及光学头罩加工技术领域，具体涉及一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置。

背景技术

为使光学制导和其它制导模式复合，提高光学头罩在制导武器上的适用性，大口径、保形光学头罩的精密加工越来越多的被提出。采用保形光学头罩可以大幅减少飞行器阻力系数，减少由于飞行摩擦带来的气动阻力，进而改善气动光学效应。

大口径、保形光学头罩的显著特征是：为适应高速飞行带来的空气阻力，要求材料硬度高；口径比较大，通常口径在180mm以上；长径比大，通常大于1；为实现多波段透波，罩体壁厚较薄；加工精度和外形精度要求高。上述特征给头罩的精密加工带来了极大的困难和挑战，如：由于装夹不稳定导致罩体加工时碎裂；由于装夹变形致使加工精度不能满足技术要求等。针对大口径保形头罩的精密加工，国内外开发了诸多的技术和装备，如确定性微磨(DMG)、液体射流抛光(FJP)、磁射流抛光(MJP)以及单点金刚车(SPDT)等技术或者是以上技术的综合。以上技术中，单点金刚石车削由于技术和装备相对成熟和稳定，通常用于光学头罩的精密加工中。但针对头罩精密加工过程中的装夹方法和装置，现有技术都有其局限性。

专利201710277368.6“一种用于高陡度保形头罩表面加工的装夹装置及装夹方法”公开了一种用于高陡度保形头罩表面加工的装夹装置及装夹方法：该装置包括夹具底座、定位组件和固定机构几部分，其装夹方法为涂抹低应力胶→粘结成型→拆卸装夹装置→头罩脱离，该装置和方法主要用于解决现有高陡度保形头罩外表面精密加工时的安全装夹及常规加工后难拆卸问题。但该装夹装置部件多，装夹及调试困难，胶的清理繁琐，且没有涉及内型面加工装夹解决方案。

专利ZL200910046260.1“天线罩内外型面精密加工工艺、主动寻位及其工艺装备”提出了一种陶瓷天线罩加工夹具：基于主动寻位原理，设计套筒式寻位箱以实现天线罩内外表面加工时的基准转换。该夹具系统体积较大，对精密光学头罩加工不适应，且经济性不高；

专利ZL201010618919.9“一种支持天线罩内外型面检测与修磨的多功能复合装备”提出了一种可实现天线罩内外型面检测与修磨的多功能复合装备，其装备结构较为复杂。

大连理工大学博士论文“天线罩内廓形测量与修磨工艺技术研究”研究了一种天线罩内廓形测量与修磨装备，该装备主要为了解决内廓形数字化测量和修磨基准统一问题，将测量与修磨加工集成在一台设备上，以天线罩大端内廓圆锥面为基准，通过外锥面顶端进行固定。该装备对解决陶瓷天线罩天线罩内廓形修磨有一定左右，但不适用于光学头罩的单点精钢车削加工。

现有技术中没有既简单实用，又安全可靠的适用光学头罩单点金刚石车削加工装夹的装置与方法。

发明内容

为克服现有技术局限性，本发明提出了一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置。通过将低熔点连接介质填充在头罩与装夹装置本体之间，利用连接介质的固液转化，实现装夹头罩。

为了达到上述目的，本发明提供了一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，用于装夹保形光学回转体头罩，包含：

装夹装置本体，所述装夹装置本体为圆筒形结构，装夹装置本体第一端为开口；装夹装置本体第二端设有法兰，所述法兰底面贴合装夹装置第二端端面，且法兰半径大于装夹装置第二端半径；装夹装置本体型面与待装夹的头罩型面共轭匹配但互不接触；装夹装置本体上还设有若干个相同的凹槽，所述凹槽设置在装夹装置本体与头罩之间；

连接介质，为低熔点物质；所述连接介质设置在装夹装置本体和回转体头罩之间；连接介质凝固后与装夹装置和回转体头罩固定连接为一体。

所述装夹装置本体型面与待装夹的头罩型面共轭匹配，具体是指：装夹装置本体外型面与待装夹的头罩内型面共轭匹配；或者装夹装置本体内型面与待装夹的头罩外型面共轭匹配。

所述凹槽上设有若干个相同的导通孔；所述导通孔穿透装夹装置本体，用以排出多余的液态连接介质，防止连接介质液化膨胀后压坏头罩。

所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，还包含若干个相同的螺钉，所述螺钉均匀分布的穿透所述法兰，将装夹装置本体与外部设备固定连接。

所述法兰的中心与装夹装置本体第二端的中心重合。

所述凹槽可以径向、轴向设置在装夹装置本体上；所述凹槽还可以是螺旋槽。

所述连接介质为低熔点石蜡，所述低熔点石蜡的熔点为45℃～70℃。

一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置的装夹方法，采用本发明所述的装夹装置实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、使用螺钉将装夹装置本体固定在外接设备上，对头罩内型面加工时，进入S2；对头罩外型面加工时，进入S3；

S2、在装夹装置本体内型面及凹槽内涂固态连接介质，加热装夹装置本体至连接介质熔点以上，连接介质熔化后，将头罩嵌套于装夹装置本体内，进入S4；

S3、在装夹装置本体外型面及凹槽内涂固态连接介质，加热装夹装置本体至连接介质熔点以上，待连接介质熔化后，将头罩套设在装夹装置本体外，进入S4；

S4、旋转头罩，使液态的连接介质均匀分布在装夹装置本体与头罩之间，待导通孔有液化的连接介质流出时停止加热；连接介质冷却后，头罩安装完毕，使用外部设备加工头罩。

所述大口径保形光学回转体头罩的装夹装置的装夹方法，还包含步骤：

H1、头罩加工完成后，卸下法兰上的螺钉，取下装夹装置本体和头罩；

H2、将装夹装置本体和头罩置于温度高于连接介质熔点的水中，连接介质熔化，装夹装置本体与头罩分离；

H3、从水中取出装夹装置本体和头罩并擦干。

与现有技术相比，本发明通过设置在装夹装置本体和头罩之间的低熔点连接介质的固液转换，实现装夹、拆卸头罩。本发明还可以连接介质的均匀涂布，并通过装夹装置本体上设置的凹槽与导通孔，排出液化后的连接介质，防止连接介质液化膨胀后压碎头罩。本发明的装夹装置设计简单，操作方便，装夹效果稳定可靠，具有很好的实用价值，可用于光学回转体头罩内外型面的单点金刚石精密车削加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1、图2为本发明的装夹装置装夹保形光学头罩外型面示意图；

图3为本发明的装机装置剖视图；

图4为图3中A处放大示意图；

图5为本发明的装夹装置装夹保形光学头罩内型面示意图；

图中：

1、装夹装置本体；2、头罩；3、螺钉；4、连接介质；5、法兰；6、导通孔；7、凹槽；8、装夹装置本体内型面；9、装夹装置本体外型面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种大口径保形光学回转体头罩2的装夹装置，用于装夹保形光学回转体头罩2，如图1、图2所示，包含：

装夹装置本体1，所述装夹装置本体1为圆筒形结构，在本应用实施例中，装夹装置本体1的材质为铝；装夹装置本体1第一端为开口；装夹装置本体1第二端设有法兰5，所述法兰5底面贴合装夹装置第二端端面，法兰5的中心与装夹装置本体1第二端的中心重合，且法兰5半径大于装夹装置第二端半径；装夹装置本体型面与待装夹的头罩2型面共轭匹配但互不接触；如图2和图5所示，装夹装置本体1上还设有若干个相同的凹槽7，所述凹槽7设置在装夹装置本体1与头罩2之间；凹槽7可以径向、轴向设置在装夹装置本体1上；所述凹槽7还可以是螺旋槽。在本应用实施例中，凹槽7径向设置在装夹装置本体1上；凹槽7深度1mm～3mm，凹槽7宽度8mm～10mm，相邻凹槽7之间间隔15mm；

连接介质4，为低熔点物质；如图3、图4所示，所述连接介质4设置在装夹装置本体1和回转体头罩2之间；连接介质4凝固后与装夹装置和回转体头罩2固定连接为一体。所述连接介质4为低熔点石蜡，所述低熔点石蜡的熔点为45℃～70℃。

所述装夹装置本体型面与待装夹的头罩型面共轭匹配，如图2和图5所示，具体是指：装夹装置本体外型面9与待装夹的头罩内型面共轭匹配；或者装夹装置本体内型面8与待装夹的头罩外型面共轭匹配。

如图4所示，所述凹槽7上设有若干个相同的导通孔6；所述导通孔6穿透装夹装置本体1，用以排出多余的液态连接介质4，防止连接介质4液化膨胀后压坏头罩2。在本应用实施例中，每个径向凹槽7上设有均匀分布的6个导通孔6，导通孔6直径为1.5mm～3mm；

所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，还包含若干个相同的螺钉3，所述螺钉3均匀分布的穿透所述法兰5，将装夹装置本体1与外部设备固定连接。

一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置的装夹方法，采用本发明所述的装夹装置实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、使用螺钉3将装夹装置本体1固定在外接设备上，对头罩内型面加工时，进入S2；对头罩外型面加工时，进入S3；

S2、在装夹装置本体内型面8及凹槽7内涂固态连接介质4，加热装夹装置本体1至连接介质4熔点以上，连接介质4熔化后，将头罩嵌套于装夹装置本体1内，进入S4；

S3、在装夹装置本体外型面9及凹槽7内涂固态连接介质4，加热装夹装置本体1至连接介质4熔点以上，待连接介质4熔化后，将头罩2套设在装夹装置本体1外，进入S4；

S4、旋转头罩2，使液态的连接介质4均匀分布在装夹装置本体1与头罩2之间，待导通孔6有液化的连接介质4流出时停止加热；连接介质4冷却后，头罩2安装完毕，使用外部设备加工头罩2。

所述大口径保形光学回转体头罩的装夹装置的装夹方法，还包含步骤：

H1、头罩2加工完成后，卸下法兰5上的螺钉3，取下装夹装置本体1和头罩2；

H2、将装夹装置本体1和头罩2置于温度高于连接介质4熔点的水中，连接介质4熔化，装夹装置本体1与头罩2分离；本应用实施例中，水温为75℃；

H3、从水中取出装夹装置本体1和头罩2并擦干。

与现有技术相比，本发明通过设置在装夹装置本体1和头罩2之间的低熔点连接介质4的固液转换，实现装夹、拆卸头罩2。本发明还可以连接介质4的均匀涂布，并通过装夹装置本体1上设置的凹槽7与导通孔6，排出液化后的连接介质4，防止连接介质4液化膨胀后压碎头罩2。本发明的装夹装置设计简单，操作方便，装夹效果稳定可靠，具有很好的实用价值，可用于光学回转体头罩内外型面的单点金刚石精密车削加工。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，用于装夹保形光学回转体头罩，其特征在于，包含：

装夹装置本体，所述装夹装置本体为圆筒形结构，装夹装置本体第一端为开口；装夹装置本体第二端设有法兰，所述法兰底面贴合装夹装置第二端端面，且法兰半径大于装夹装置第二端半径；装夹装置本体型面与待装夹的头罩型面共轭匹配但互不接触；装夹装置本体上还设有若干个相同的凹槽，所述凹槽设置在装夹装置本体与头罩之间；

连接介质，为低熔点物质；所述连接介质设置在装夹装置本体和回转体头罩之间；连接介质凝固后与装夹装置和回转体头罩固定连接为一体。

2.如权利要求1所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，其特征在于，所述装夹装置本体型面与待装夹的头罩型面共轭匹配，具体是指：装夹装置本体外型面与待装夹的头罩内型面共轭匹配；或者装夹装置本体内型面与待装夹的头罩外型面共轭匹配。

3.如权利要求2所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，其特征在于，所述凹槽上设有若干个相同的导通孔；所述导通孔穿透装夹装置本体，用以排出多余的液态连接介质，防止连接介质液化膨胀后压坏头罩。

4.如权利要求2所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，其特征在于，还包含若干个相同的螺钉，所述螺钉均匀分布的穿透所述法兰，将装夹装置本体与外部设备固定连接。

5.如权利要求2所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，其特征在于，所述法兰的中心与装夹装置本体第二端的中心重合。

6.如权利要求2所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，其特征在于，所述凹槽可以径向、轴向设置在装夹装置本体上；所述凹槽还可以是螺旋槽。

7.如权利要求2所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置，其特征在于所述连接介质为低熔点石蜡，所述低熔点石蜡的熔点为45℃～70℃。

8.一种大口径保形光学回转体头罩的装夹装置的装夹方法，采用如权利要求1～权利要求7任一所述的装夹装置实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、使用螺钉将装夹装置本体固定在外接设备上，对头罩内型面加工时，进入S2；对头罩外型面加工时，进入S3；

S2、在装夹装置本体内型面及凹槽内涂固态连接介质，加热装夹装置本体至连接介质熔点以上，连接介质熔化后，将头罩嵌套于装夹装置本体内，进入S4；

S3、在装夹装置本体外型面及凹槽内涂固态连接介质，加热装夹装置本体至连接介质熔点以上，待连接介质熔化后，将头罩套设在装夹装置本体外，进入S4；

S4、旋转头罩，使液态的连接介质均匀分布在装夹装置本体与头罩之间，待导通孔有液化的连接介质流出时停止加热；连接介质冷却后，头罩安装完毕。

9.如权利要求8所述的大口径保形光学回转体头罩的装夹装置的装夹方法，其特征在于，还包含步骤：

H1、头罩加工完成后，卸下法兰上的螺钉，取下装夹装置本体和头罩；

H2、将装夹装置本体和头罩置于温度高于连接介质熔点的水中，连接介质熔化，装夹装置本体与头罩分离；

H3、从水中取出装夹装置本体和头罩并擦干。