CN112519017A - 一种金刚石加工用复套装夹夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金刚石加工用复套装夹夹具，用于加工金刚石，装夹夹具包括基壳、唇环、密封圈，基壳上端敞开并在内圈位置设置唇环，唇环内圈位置设置嵌槽，嵌槽内设置密封圈，基壳内形成真空腔并对外连接抽真空管路。待加工的金刚石亭部插入唇环并被密封圈承托起来后，基壳内形成真空腔，真空腔被对外管路抽真空，则金刚石被限制在唇环位置处完成装夹过程。唇环与基壳的连接为可拆式结构。基壳上部外缘设置环状的气压腔，若干副夹杆一端位于气压腔内，一端径向穿过气压腔内环面和唇环与金刚石接触，副夹杆穿过气压腔内环面的位置处设置轴用密封，装夹夹具还包括腔盖，腔盖安装在基壳上部并覆盖包裹气压腔，气压腔内连接外部压力气源管路。

Description

一种金刚石加工用复套装夹夹具
技术领域
本发明涉及金刚石加工技术领域，具体为一种金刚石加工用复套装夹夹具。
背景技术
金刚石是很小的一个个部件，其加工前也需要进行可靠的装夹，现有技术中，对于金刚石的粗加工的装夹装置还是沿用传统的机械领域的通用加工装置，只是进行了小型化处理，而对于金刚石，尤其是钻石的精加工，则是使用定制化的特殊夹具，夹具的通用性不高，而且，为了充分保证加工精度，必须充分配合待加工钻石的设计尺寸，装夹夹具成本的大大增加并没有提供提升程度很大的高质量夹持力，所以，金刚石的小尺寸装夹夹具急需要的性能有：通用性尚可，夹持力稳定，最好能协助补偿加工过程微振动以提高加工质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石加工用复套装夹夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种金刚石加工用复套装夹夹具，用于加工金刚石，装夹夹具包括基壳、唇环、密封圈，基壳上端敞开并在内圈位置设置唇环，唇环内圈位置设置嵌槽，嵌槽内设置密封圈，基壳内形成真空腔并对外连接抽真空管路。待加工的金刚石亭部插入唇环并被密封圈承托起来后，基壳内形成真空腔，真空腔被对外管路抽真空，则金刚石被限制在唇环位置处完成装夹过程，金刚石的顶部此时再进行后续的加工步骤。
进一步的，唇环与基壳的连接为可拆式结构。基壳顶部位置设置用于与唇环进行定位配合的安装止口，而唇环外表面也加工相应的定位特征，选择孔轴过渡配合进行径向定位安装，在轴向接触面上设置O型圈进行密封，可拆式的唇环可以适应不同尺寸的金刚石。
进一步的，装夹夹具还包括副夹杆，副夹杆设置在基壳上，以唇环中心线为轴线，副夹杆从径向包围紧贴上金刚石表面，副夹杆在轴向上紧邻密封圈，副夹杆设置数量为四或以上，副夹杆的数量为四或六的整数倍，副夹杆带有径向均匀施力结构。副夹杆用于二次装夹，在只有一道密封圈与金刚石亭部接触时，金刚石的进行位置是不稳定的，因为，真空吸附结构尽管可以吸住金刚石使其依附在唇环上，但是，为了真空腔内的真空不外泄，唇环与金刚石亭部之间需要设置密封圈实现密封作用，也正是因为密封圈是弹性部件才能做到适应亭部外形实现密封作用，但是，弹性密封圈带来的一个劣势是，金刚石装夹位置的不稳定，这一不稳定是指的很细小的位置变化，例如加工过程难免的振动，导致密封圈发生不规律弹性变形，金刚石不规律得轻微偏移原始吸附位置，从而造成加工上的误差，在金刚石的粗加工切割阶段以及顶面磨平阶段可以忽略，但是，在研磨抛光过程则需要尽量的消除位置误差，防止最终尺寸发生非预期变形，本申请通过叠加一组夹持结构，副夹杆从径向朝内施加夹紧力，这一夹紧力不需要很大，只需要减轻大部分的振动力即可，副夹杆的施力在真空吸附之后，真空吸附力作为主装夹力，副夹杆的力作为辅助夹紧力。
进一步的，基壳上部外缘设置环状的气压腔，若干副夹杆一端位于气压腔内，一端径向穿过气压腔内环面和唇环与金刚石接触，副夹杆穿过气压腔内环面的位置处设置轴用密封，装夹夹具还包括腔盖，腔盖安装在基壳上部并覆盖包裹气压腔，气压腔内连接外部压力气源管路。气压腔与副夹杆构成气缸结构，但是，有别于常见的长直的气缸，本申请的气缸体为环形的，而气缸轴也就是副夹杆有很多根，径向朝内分布，环形的气缸缸体内充气时，副夹杆在气压腔内的一端被推挤，从而径向朝内移动并直至与金刚石表面接触，径向朝内移动的副夹杆具有同等的径向力，因为接受的是同一压力源，从而副夹杆装夹力保持一致。
进一步的，副夹杆包括杆体、推杆，杆体一端内部设置的活塞槽体容纳推杆的一端，推杆位于杆体内的一端可沿杆体轴向移动，推杆在杆体内的一端将活塞槽分隔为第一油槽和第二油槽，推杆位于杆体外部的一端与金刚石接触，第一油槽通过杆体内部的通孔引流至杆体远离推杆的一端且设置第一接头，第二油槽通过杆体内部的通孔引流至杆体远离推杆的一端且设置第二接头，在环形的气压腔内，位于同一条直线上的副夹杆接头通过油管交叉连接，其中，第一接头与另一根副夹杆上的第二接头连接，第一油槽和第二油槽内注油。
进一步的，杆体和推杆结构用作振动补偿，当金刚石被真空吸附完毕且副夹杆也已经装夹到位后，在加工过程中出现的振动分解到每个两个垂直的方向上，在这两个方向上的四个副夹杆两两通过油管进行连通，当金刚石向上振动时，上方副夹杆受到挤压，而位于下方的副夹杆则是需要轻微减小夹持力的，因为，下方副夹杆的夹持力会加剧金刚石的振动幅度，此时，上方副夹杆内推杆上移，第一油槽被压缩，第一油槽内的油液通过油管挤压下方副夹杆内第二油槽的油液，使得下方副夹杆内推杆径向朝内的力变小，减轻金刚石的振动幅度，从而完整振动补偿作用，这一作用发生在每组位置直线上的副夹杆内，副夹杆数量越多，则振动补偿越充分且与振动方向重合度更好，但是，副夹杆数量的增加会大大增加装置复杂程度。
进一步的，推杆头部为球形。球形头部能与金刚石表面实现万向接触。
进一步的，副夹杆在轴向位置上位于密封圈背离真空腔的一侧。密封圈轴向背后直接连接真空腔有利于真空的充分和稳定，如果副夹杆在密封圈和真空腔之间的话，则副夹杆穿出气压腔的位置处轴用密封需要精密度很高，因为一侧为真空，一侧带压，当然，真空腔内的真空可以配合气压腔较低的气压就能实现副夹杆的径向移动。
唇环内圈设有斜面，气压腔与斜面之间设有连接孔或管，气压腔内的压力气体引流部分至斜面与金刚石之间的环形间隙内。密封圈的密封不能保证完全可靠，但是，及其轻微的气体泄漏并不会影响真空吸附能力，但是，会在密封圈与金刚石接触密封面的泄漏处发生气体流动，这部分气体流动抽吸金刚石加工位置处的空气，如果有及其细小的金刚石颗粒物随着空气流动至密封圈处，则可能对金刚石亭部位置产生划伤，所以，引流一部分气压腔内的气体过来，可以形成环形空气层，气压腔过来的空气，即使存在些微杂尘，其硬度也是低于金刚石的，所以，不会发生划伤。
嵌槽为燕尾槽。燕尾槽防掉落。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过真空吸附实现主要的装夹作用，可以自适应不同形状与正多边形的金刚石亭部；由于真空吸附时密封圈的变形才获得的弹性适应能力，在真空吸附完毕后，通过半刚性接触的副夹杆进行径向夹持，副夹杆的夹持作为辅助夹持而让金刚石的位移几率大大减小，副夹杆内的杆体和推杆的双重伸缩结构，可以对加工过程的振动进行补偿，当朝向一侧的振动发生时，可以自动减轻另一侧的夹紧力，让振动的振幅减小并快速复位。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中的视图A；
图3是本发明副夹杆的结构示意图；
图4是图1中的视图B-B。
图中：1-基壳、11-真空腔、12-安装止口、13-气压腔、2-唇环、21-斜面、22-嵌槽、23-穿杆孔、3-密封圈、4-副夹杆、41-杆体、411-第一油槽、412-第二油槽、42-推杆、431-第一接头、432-第二接头、5-腔盖、6-油管、9-金刚石。
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。
请参阅图1-4，本发明提供技术方案：
一种金刚石加工用复套装夹夹具，用于加工金刚石9，装夹夹具包括基壳1、唇环2、密封圈3，基壳1上端敞开并在内圈位置设置唇环2，唇环2内圈位置设置嵌槽22，嵌槽22内设置密封圈3，基壳1内形成真空腔11并对外连接抽真空管路。如图1所示，待加工的金刚石9亭部插入唇环2并被密封圈3承托起来后，基壳1内形成真空腔11，真空腔11被对外管路抽真空，则金刚石被限制在唇环2位置处完成装夹过程，金刚石9的顶部此时再进行后续的加工步骤。
唇环2与基壳1的连接为可拆式结构。如图1、2所示，基壳1顶部位置设置用于与唇环2进行定位配合的安装止口12，而唇环2外表面也加工相应的定位特征，选择孔轴过渡配合进行径向定位安装，在轴向接触面上设置O型圈进行密封，可拆式的唇环2可以适应不同尺寸的金刚石9。
装夹夹具还包括副夹杆4，副夹杆4设置在基壳1上，以唇环2中心线为轴线，副夹杆4从径向包围紧贴上金刚石9表面，副夹杆4在轴向上紧邻密封圈3，副夹杆4设置数量为四或以上，副夹杆4的数量为四或六的整数倍，副夹杆4带有径向均匀施力结构。副夹杆4用于二次装夹，在只有一道密封圈3与金刚石9亭部接触时，金刚石9的进行位置是不稳定的，因为，真空吸附结构尽管可以吸住金刚石9使其依附在唇环2上，但是，为了真空腔11内的真空不外泄，唇环2与金刚石9亭部之间需要设置密封圈3实现密封作用，也正是因为密封圈3是弹性部件才能做到适应亭部外形实现密封作用，但是，弹性密封圈3带来的一个劣势是，金刚石9装夹位置的不稳定，这一不稳定是指的很细小的位置变化，例如加工过程难免的振动，导致密封圈3发生不规律弹性变形，金刚石9不规律得轻微偏移原始吸附位置，从而造成加工上的误差，在金刚石的粗加工切割阶段以及顶面磨平阶段可以忽略，但是，在研磨抛光过程则需要尽量的消除位置误差，防止最终尺寸发生非预期变形，本申请通过叠加一组夹持结构，副夹杆4从径向朝内施加夹紧力，这一夹紧力不需要很大，只需要减轻大部分的振动力即可，副夹杆4的施力在真空吸附之后，真空吸附力作为主装夹力，副夹杆4的力作为辅助夹紧力。
基壳1上部外缘设置环状的气压腔13，若干副夹杆4一端位于气压腔13内，一端径向穿过气压腔13内环面和唇环2与金刚石9接触，副夹杆4穿过气压腔13内环面的位置处设置轴用密封，装夹夹具还包括腔盖5，腔盖5安装在基壳1上部并覆盖包裹气压腔13，气压腔13内连接外部压力气源管路。气压腔13与副夹杆4构成气缸结构，但是，有别于常见的长直的气缸，本申请的气缸体为环形的，而气缸轴也就是副夹杆4有很多根，径向朝内分布，如图4所示，环形的气缸缸体内充气时，副夹杆4在气压腔13内的一端被推挤，从而径向朝内移动并直至与金刚石9表面接触，径向朝内移动的副夹杆4具有同等的径向力，因为接受的是同一压力源，从而副夹杆装夹力保持一致。
副夹杆4包括杆体41、推杆42，杆体41一端内部设置的活塞槽体容纳推杆42的一端，推杆42位于杆体41内的一端可沿杆体41轴向移动，推杆42在杆体41内的一端将活塞槽分隔为第一油槽411和第二油槽412，推杆42位于杆体41外部的一端与金刚石9接触，第一油槽411通过杆体内部的通孔引流至杆体41远离推杆42的一端且设置第一接头431，第二油槽412通过杆体内部的通孔引流至杆体41远离推杆42的一端且设置第二接头432，在环形的气压腔13内，位于同一条直线上的副夹杆4接头通过油管6交叉连接，其中，第一接头431与另一根副夹杆4上的第二接头432连接，第一油槽411和第二油槽412内注油。
杆体41和推杆42结构用作振动补偿，如图3、4所示，当金刚石9被真空吸附完毕且副夹杆4也已经装夹到位后，在加工过程中出现的振动分解到每个两个垂直的方向上，在这两个方向上的四个副夹杆4两两通过油管6进行连通，图4上只绘制了两个位于同一直线上的副夹杆4的连通，以图4视图方向进行分析，当金刚石9向上振动时，上方副夹杆4受到挤压，而位于下方的副夹杆4则是需要轻微减小夹持力的，因为，下方副夹杆4的夹持力会加剧金刚石9的振动幅度，此时，上方副夹杆4内推杆42上移，第一油槽411被压缩，第一油槽411内的油液通过油管挤压下方副夹杆4内第二油槽412的油液，使得下方副夹杆4内推杆42径向朝内的力变小，减轻金刚石9的振动幅度，从而完整振动补偿作用，这一作用发生在每组位置直线上的副夹杆4内，副夹杆4数量越多，则振动补偿越充分且与振动方向重合度更好，但是，副夹杆4数量的增加会大大增加装置复杂程度。
推杆42头部为球形。球形头部能与金刚石9表面实现万向接触。
副夹杆4在轴向位置上位于密封圈3背离真空腔11的一侧。密封圈3轴向背后直接连接真空腔11有利于真空的充分和稳定，如果副夹杆4在密封圈3和真空腔11之间的话，则副夹杆4穿出气压腔13的位置处轴用密封需要精密度很高，因为一侧为真空，一侧带压，当然，真空腔11内的真空可以配合气压腔13较低的气压就能实现副夹杆4的径向移动。
唇环2内圈设有斜面21，气压腔13与斜面21之间设有连接孔或管，气压腔13内的压力气体引流部分至斜面21与金刚石9之间的环形间隙内。密封圈3的密封不能保证完全可靠，但是，及其轻微的气体泄漏并不会影响真空吸附能力，但是，会在密封圈3与金刚石9接触密封面的泄漏处发生气体流动，这部分气体流动抽吸金刚石9加工位置处的空气，如果有及其细小的金刚石颗粒物随着空气流动至密封圈3处，则可能对金刚石9亭部位置产生划伤，所以，引流一部分气压腔13内的气体过来，可以形成环形空气层，气压腔13过来的空气，即使存在些微杂尘，其硬度也是低于金刚石的，所以，不会发生划伤。
嵌槽22为燕尾槽。燕尾槽防掉落。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金刚石加工用复套装夹夹具，用于加工金刚石(9)，其特征在于：所述装夹夹具包括基壳(1)、唇环(2)、密封圈(3)，所述基壳(1)上端敞开并在内圈位置设置唇环(2)，所述唇环(2)内圈位置设置嵌槽(22)，所述嵌槽(22)内设置密封圈(3)，所述基壳(1)内形成真空腔(11)并对外连接抽真空管路。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述唇环(2)与基壳(1)的连接为可拆式结构。
3.根据权利要求1所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述装夹夹具还包括副夹杆(4)，所述副夹杆(4)设置在基壳(1)上，以唇环(2)中心线为轴线，副夹杆(4)从径向包围紧贴上金刚石(9)表面，副夹杆(4)在轴向上紧邻密封圈(3)，所述副夹杆(4)设置数量为四或以上，副夹杆(4)的数量为四或六的整数倍，副夹杆(4)带有径向均匀施力结构。
4.根据权利要求3所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述基壳(1)上部外缘设置环状的气压腔(13)，若干所述副夹杆(4)一端位于气压腔(13)内，一端径向穿过气压腔(13)内环面和唇环(2)与金刚石(9)接触，副夹杆(4)穿过气压腔(13)内环面的位置处设置轴用密封，所述装夹夹具还包括腔盖(5)，所述腔盖(5)安装在基壳(1)上部并覆盖包裹气压腔(13)，所述气压腔(13)内连接外部压力气源管路。
5.根据权利要求4所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述副夹杆(4)包括杆体(41)、推杆(42)，所述杆体(41)一端内部设置的活塞槽体容纳推杆(42)的一端，推杆(42)位于杆体(41)内的一端可沿杆体(41)轴向移动，推杆(42)在杆体(41)内的一端将活塞槽分隔为第一油槽(411)和第二油槽(412)，推杆(42)位于杆体(41)外部的一端与金刚石(9)接触，所述第一油槽(411)通过杆体内部的通孔引流至杆体(41)远离推杆(42)的一端且设置第一接头(431)，所述第二油槽(412)通过杆体内部的通孔引流至杆体(41)远离推杆(42)的一端且设置第二接头(432)，在环形的气压腔(13)内，位于同一条直线上的副夹杆(4)接头通过油管(6)交叉连接，其中，第一接头(431)与另一根副夹杆(4)上的第二接头(432)连接，第一油槽(411)和第二油槽(412)内注油。
6.根据权利要求5所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述推杆(42)头部为球形。
7.根据权利要求3所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述副夹杆(4)在轴向位置上位于密封圈(3)背离真空腔(11)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述唇环(2)内圈设有斜面(21)，所述气压腔(13)与斜面(21)之间设有连接孔或管，气压腔(13)内的压力气体引流部分至斜面(21)与金刚石(9)之间的环形间隙内。
9.根据权利要求1所述的一种金刚石加工用复套装夹夹具，其特征在于：所述嵌槽(22)为燕尾槽。
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