CN114700877A - 一种聚晶金刚石抛光夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚晶金刚石抛光夹具，聚晶金刚石抛光夹具包括夹具基体，夹具基体的上端具有用于与施压驱动机构传动连接的连接结构，下端设有用于放置工件的放置槽，夹具基体的下端设有径向延伸的悬臂，悬臂有两个以上，悬臂的外端设有向下延伸的弧形限位边沿，各悬臂的下侧面以及弧形限位边沿的内侧面围成所述放置槽，且各悬臂的下侧面共同构成放置槽的支撑槽底，各弧形限位边沿的内侧面共同构成放置槽的限位槽壁，在使用时，工件的对应于相邻两悬臂之间的间隔位置的部分裸露在外，利用悬臂对工件形成小面积的限位，减小了工件与夹具的接触面积，能够将聚晶金刚石工件大面积地暴露于空气中，散热好，结构简单，成本低。

Description

一种聚晶金刚石抛光夹具

技术领域

本发明涉及用于抛光的装置技术领域，具体涉及一种聚晶金刚石抛光夹具。

背景技术

聚晶金刚石复合片用作切削刀具，为了使刀具具有良好的断屑性能，以提高被加工精度和加工表面质量，需要对聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石表面进行抛光。在对聚晶金刚石复合片工件抛光时，需要用到抛光夹具，通过抛光夹具对聚晶金刚石复合片进行限位并使其与高速旋转的磨削砂轮接触进行抛光。

常用的抛光夹具是采用圆柱体金属夹具，圆柱体金属夹具的上端面上开设有插槽，插槽构成用于与施压驱动机构传动连接的连接结构，下端面上开设有放置槽，使用时，将聚晶金刚石复合片放入放置槽内，并使聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石表面朝下地与抛光夹具一起放到磨削砂轮上，将抛光机的施压驱动机构与抛光夹具传动连接，施压驱动机构包括旋转轴和气缸，旋转轴伸入圆柱体金属夹具上端面上的插槽内，气缸通过旋转轴给抛光夹具施加垂直向下的力，同时旋转轴与插槽的内壁之间紧紧地衬设有棉布，棉布具有较大的摩擦力，通过旋转轴能够带动抛光夹具进行旋转，以实现均匀磨削。而在聚晶金刚石抛光时会产生热量，采用这种结构抛光夹具时，其聚晶金刚石复合片上的热量是先传导给夹具，夹具再接触空气散热，散热性不好，使得在聚晶金刚石复合片在抛光时产生高温，进而导致聚晶金刚石复合片产品热变形，聚晶金刚石复合片的中心位置内凹形成拱形结构，导致聚晶金刚石复合片与磨削砂轮接触少，甚至不接触，进而导致抛光时间长。因此保持产品低温对金刚石复合片抛光就很有必要。

现有技术中有采用水冷夹具，如授权公告号为CN202240893U的专利文件中公开的一种聚晶金刚石水冷抛光夹具，其在装夹座上设置有水槽，采用工件装夹座旋转、水槽不旋转的设计，将工件由磨削产生的热量通过工件装夹座和水槽壁传导入水槽中的循环冷却水中实现散热降温。但是，这种水冷夹具结构复杂，使用时，还需要配置冷水机，成本很高；此外，为了保证水槽不被工件装夹座带动旋转，水槽与工件装夹座之间需留有间隙，这样会影响热量传递到水槽内的冷却水中，进而影响散热效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚晶金刚石抛光夹具，以解决现有的聚晶金刚石抛光夹具结构复杂、成本高的问题。

本发明的聚晶金刚石抛光夹具的技术方案是：

聚晶金刚石抛光夹具，包括夹具基体，夹具基体的上端具有用于与施压驱动机构传动连接的连接结构，下端设有用于放置工件的放置槽，夹具基体的下端设有径向延伸的悬臂，悬臂有两个以上，悬臂的外端设有向下延伸的弧形限位边沿，各悬臂的下侧面以及弧形限位边沿的内侧面围成所述放置槽，且各悬臂的下侧面共同构成放置槽的支撑槽底，各弧形限位边沿的内侧面共同构成放置槽的限位槽壁，在使用时，工件的对应于相邻两悬臂之间的间隔位置的部分裸露在外，所述支撑槽底用于下压工件以使工件与磨削砂轮接触，所述限位槽壁用于对工件限位以防止工件脱出放置槽。

有益效果：通过在夹具基体的下端设置两个以上悬臂，并通过在悬臂上设置弧形限位边沿来形成工件放置槽，从而利用各悬臂之间的间隔形成周向上不封闭的放置槽，利用悬臂对工件形成小面积的限位，减小了工件与夹具的接触面积，能够将聚晶金刚石工件大面积地暴露于空气中，从而达到降温目的，采用这样结构形式的夹具散热性好，同时结构简单，成本低。

进一步地，至少部分悬臂上设有镂空结构，在使用时工件对应于镂空处的部分裸露在外。

有益效果：通过将悬臂设置为镂空结构，提高工件的直接与空气接触的面积，加强散热。

进一步地，各悬臂均设有镂空结构，且各悬臂上的镂空结构相同。

有益效果：将各悬臂都设有镂空结构，充分利用各悬臂本身加强对工件的散热，同时，使各悬臂的结构相同，方便加工，且在对工件施压时，对工件的压紧力比较均匀。

进一步地，悬臂有三个以上，且以夹具基体的轴心为中心向外辐射。

有益效果：通过设置三个以上悬臂有利于在工件的整个周向上施加均匀的压紧力，而且，有利于提高对工件的限位效果，稳定性好。

进一步地，镂空结构为沿悬臂的辐射方向延伸的长孔。

有益效果：通过设置长孔进行镂空，结构简单，方便加工，而且，长孔能够沿悬臂的延伸方向进行开设，孔口可以尽可能地做大，有利于增强散热效果。

进一步地，支撑槽底上设有沿槽底面延伸至悬臂之间的间隔处的散热通道。

有益效果：由于支撑槽底是与工件接触的主要部位，在支撑槽底设置散热通道，能够增强支撑槽底处的空气流动，提高散热效果。

进一步地，散热通道设置在各悬臂交汇位置形成的下侧平面上。

有益效果：由于各悬臂交汇位置所形成的平面面积较大，因而在工件接触时，容易积聚热量，使工件的中心位置处温度过高，因此，将散热通道开设在此处便于工件的中心位置散热，有利于散热均匀，而且此处结构强度高，在此处开设散热通道能够减少对整体夹具结构强度的影响，不会影响夹具对工件施加压力。

进一步地，散热通道有多条且以夹具基体的轴心为中心向外辐射，各散热通道的内端相连通。

有益效果：多条散热通道能够加强散热效果，而且，各条散热通道相互连通，便于空气流动，散热好，同时，各条散热通道也呈辐射状分布，有利于夹具整体受力均匀。

进一步地，散热通道的数量与悬臂的数量相同，各散热通道分别处于相邻两悬臂之间，相邻两悬臂关于两者之间的散热通道的中心线对称。

有益效果：这样能够使得夹具的结构对称性好，方便加工，同时，施压均匀稳定。

进一步地，夹具基体的上端面上开设有止转插槽，止转插槽用于供施压驱动机构的旋转轴插入并与旋转轴止转配合，以供旋转轴对夹具基体施加下压力并能够带动夹具基体转动，所述止转插槽构成所述连接结构。

有益效果：通过开设止转插槽，与施压驱动机构的旋转轴形成止转配合，从而能够在旋转轴转动时直接带动夹具基体转动，保证夹具自转时不会空转，避免影响对工件的加工。

附图说明

图1为本发明实施例1中的聚晶金刚石抛光夹具结构示意图；

图2为聚晶金刚石抛光夹具的主视图；

图3为聚晶金刚石抛光夹具的在相邻两悬臂夹角处的半剖视图；

图4为聚晶金刚石抛光夹具的仰视图；

图5为聚晶金刚石抛光夹具使用时的状态示意图。

图中：1、夹具基体；11、轴向槽；12、径向槽；2、悬臂；21、弧形限位边沿；22、长孔；23、散热通道；3、工件；4、施压传动机构；41、止转销；5、磨削砂轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语如“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，可能出现的术语如“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，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明的聚晶金刚石抛光夹具的实施例1：

如图1、图2、图3、图4所示，聚晶金刚石抛光夹具包括夹具基体1，夹具基体1为圆柱状，夹具基体1的上端用于与抛光机的施压驱动机构传动连接，下端设有三个悬臂2，各悬臂2的内端相连，各悬臂2的外端设有向下延伸的弧形限位边沿21，各悬臂2的下侧面以及弧形限位边沿21的内侧面围成用于放置工件的放置槽，工件为聚晶金刚石复合片，通过将工件放入放置槽中，从而将工件压在磨削砂轮的磨削面上，并在高速旋转的磨削砂轮与工件接触抛光时，对工件进行限位。

各悬臂2沿夹具基体1的径向延伸并悬伸于夹具基体1外侧，且各悬臂2以夹具基体1的轴心为中心向外辐射，各悬臂2在圆周方向上均布，这样有利于在工件的整个周向上施加均匀的压紧力，而且有利于提高对工件的限位效果，稳定性好。

夹具基体1处于各悬臂2的内端交汇位置处的上侧，悬臂2在沿夹具基体1径向向外延伸的方向上，宽度逐渐减小，从而使悬臂2的上表面在内端处的宽度大于在外端处的宽度，这样使得悬臂2的内端具有较大的宽度，从而保证各悬臂2交汇位置以及悬臂2与夹具基体1的相接位置的连接强度，保证聚晶金刚石抛光夹具具有可靠的承力性能。

悬臂2的外端面为弧面，悬臂2的弧形限位边沿21与外端面平齐，弧形限位边沿21为由悬臂2的外端向下一体延伸的弧形凸出部，弧形限位边沿21的内侧面为用于与工件适配的弧面，各悬臂2的下侧面共同构成放置槽的支撑槽底，各弧形限位边沿21的内侧面共同构成放置槽的限位槽壁，支撑槽底用于下压工件以使工件与磨削砂轮接触，限位槽壁用于对工件限位以防止工件脱出放置槽。

相邻两悬臂2在夹角处有倒圆角，以减少夹角处应力。相邻两悬臂2之间围成的间隔用于在工件放入放置槽后供工件的对应于该间隔位置的部分裸露在外，以增大工件的暴露于空气中的面积，从而达到降温目的。

各悬臂2结构相同且均设有镂空结构，镂空结构为沿悬臂2的辐射方向延伸的长孔22，长孔22贯穿悬臂2的上下两侧面。在工件放入放置槽内后，工件对应于悬臂2的镂空处的部分裸露在外。通过将悬臂2设置为镂空结构，提高工件的直接与空气接触的面积，加强散热；将各悬臂2都设置成镂空结构，充分利用各悬臂2本身加强对工件的散热；各悬臂2的结构相同也方便加工；在对工件施压时，对工件的压紧力比较均匀；并且设置长孔22形成镂空结构，结构简单，方便加工，同时，长孔22能够沿悬臂2的延伸方向进行开设，孔口可以尽可能的做大，有利于增强散热效果。

各悬臂2的下侧面在交汇位置处形成下侧平面，下侧平面上设有径向延伸的散热通道23，散热通道23有三条且以夹具基体1的轴心为中心向外辐射。散热通道23为开设在下侧平面上的半圆弧形槽，半圆弧形槽的槽口朝下，散热通道23在夹具基体1径向上的两侧均为开口结构，各散热通道23的内侧开口相互连通，外侧开口裸露在外。各散热通道23在夹具基体1的周向上均布，且每相邻两悬臂2的交汇位置均设有一条散热通道23，相邻两悬臂2关于两者之间的散热通道23的中心线对称，散热通道23的外侧开口位于相邻两悬臂2的夹角处，这样方便加工散热通道23，也方便散热。由于各悬臂2交汇位置所形成的平面面积较大，因而在工件接触时，容易积聚热量，使工件的中心位置处温度过高，因此，在将散热通道23开设在此处便于工件的中心位置散热，有利于散热均匀，而且此处结构强度高，在此处开设散热通道23能够减少对整体夹具结构强度的影响，不会影响夹具对工件施加压力。

夹具基体1的上端面上开设有轴向延伸的轴向槽11，轴向槽11为圆孔结构，轴向槽11用于供施压驱动机构的旋转轴插入以对夹具基体1施加下压力，夹具基体1的上端面上还开设有径向延伸的径向槽12，径向槽12沿夹具基体1的径向从一侧贯穿到另一侧的通槽，并在夹具基体1的轴心处与轴向槽11相交，径向槽12用于供施压驱动机构的旋转轴上的止转销伸入以保证旋转轴能够带动夹具基体1转动，轴向槽11和径向槽12共同构成止转插槽，止转插槽构成用于与施压驱动机构传动连接的连接结构。通过开设径向延伸的径向槽12，与施压驱动机构的旋转轴上的止转销止转配合，从而能够在旋转轴转动时通过止转销直接带动夹具基体1转动，保证夹具自转时不会空转，避免影响对工件的加工。

使用时，如图5所示，将工件3放入聚晶金刚石抛光夹具下端的放置槽内，并使聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石面朝下，合金面与放置槽的槽底接触；将工件3与聚晶金刚石抛光夹具放在磨削砂轮5的磨削面上，抛光机的施压驱动机构4连接在聚晶金刚石抛光夹具上，施压驱动机构4的旋转轴上带有止转销41，旋转轴插入轴向槽11内并使止转销41伸入径向槽12内，旋转轴连接有气缸，气缸通过旋转轴给夹具施加垂直向下的力并进行旋转，夹具与施压驱动机构4之间连接紧密，可以持续旋转不发生空转，工件3的聚晶金刚石面与高速旋转的磨削砂轮5接触进行抛光。

通过在夹具基体1的下端设置各悬臂2，并通过在悬臂2上设置弧形限位边沿21来形成工件放置槽，从而利用各悬臂2之间的间隔形成周向上不封闭的放置槽，利用悬臂2对工件形成小面积的限位，减小了工件与夹具的接触面积，能够将作为发热源的聚晶金刚石工件大面积地暴露于空气中，从而达到降温目的，这样的结构散热性好，而且结构简单，成本低。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，悬臂设有三个。而本实施例中，悬臂设有两个，两悬臂沿夹具基体的圆周方向均布，且悬臂为外端宽、内端窄的扇形结构，以保证对工件的限位。其他实施例中，悬臂也可以设有四个以上。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，夹具基体上设有三个悬臂，三个悬臂均为镂空结构。而本实施例中，夹具基体上设有四个悬臂，每相邻两个悬臂，仅在其中一个上设有镂空结构。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，镂空结构为沿悬臂的辐射方向延伸的长孔。而本实施例中，悬臂上沿其延伸方向上间隔设有多个圆孔，各圆孔构成镂空结构。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，散热通道设置在各悬臂交汇位置形成的下侧平面上。而本实施例中，散热通道设置在各悬臂下侧面的靠近弧形限位边沿的部分上。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，散热通道的数量与悬臂的数量相等，均为三个。而本实施例中，悬臂设有两个，散热通道设有一个且为沿夹具基体的径向贯通的通槽，两悬臂关于散热通道的中心线对称。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例7：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，各散热通道以夹具基体的轴心为中心向外辐射。而本实施例中，各散热通道相互分开设置，散热通道由沿悬臂的宽度方向开设的通槽形成。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例8：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，散热通道为半圆形弧形槽。而本实施例中，散热通道为矩形槽。其他实施例中，也可以是梯形槽或V形槽，或者散热通道为由相邻两悬臂的夹角处倾斜延伸至支撑槽底的倾斜孔。

本发明中的聚晶金刚石抛光夹具的实施例9：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，夹具基体的上端设置的插槽和止转槽共同构成用于与施压驱动机构传动连接的连接结构。而本实施例中，夹具基体的上端仅设置有轴向槽，轴向槽与旋转轴紧配合以在旋转轴转动时带动夹具基体转动。其他实施例中，也可以在夹具基体的上端面设置四方孔或六方孔，以与适配的四方形旋转轴或者六方形旋转轴实现止转配合，四方孔或六方孔形成用于与施压驱动机构传动连接的连接结构。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，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地说明，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不需付出创造性劳动地修改，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 (10)

1.聚晶金刚石抛光夹具，包括夹具基体(1)，夹具基体(1)的上端具有用于与施压驱动机构传动连接的连接结构，下端设有用于放置工件(3)的放置槽，其特征是，夹具基体(1)的下端设有径向延伸的悬臂(2)，悬臂(2)有两个以上，悬臂(2)的外端设有向下延伸的弧形限位边沿(21)，各悬臂(2)的下侧面以及弧形限位边沿(21)的内侧面围成所述放置槽，且各悬臂(2)的下侧面共同构成放置槽的支撑槽底，各弧形限位边沿(21)的内侧面共同构成放置槽的限位槽壁，在使用时，工件(3)的对应于相邻两悬臂(2)之间的间隔位置的部分裸露在外，所述支撑槽底用于下压工件(3)以使工件(3)与磨削砂轮(5)接触，所述限位槽壁用于对工件(3)限位以防止工件(3)脱出放置槽。

2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，至少部分悬臂(2)上设有镂空结构，在使用时工件(3)对应于镂空处的部分裸露在外。

3.根据权利要求2所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，各悬臂(2)均设有镂空结构，且各悬臂(2)上的镂空结构相同。

4.根据权利要求2所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，悬臂(2)有三个以上，且以夹具基体(1)的轴心为中心向外辐射。

5.根据权利要求4所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，镂空结构为沿悬臂(2)的辐射方向延伸的长孔(22)。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，支撑槽底上设有沿槽底面延伸至悬臂(2)之间的间隔处的散热通道(23)。

7.根据权利要求6所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，散热通道(23)设置在各悬臂(2)交汇位置形成的下侧平面上。

8.根据权利要求7所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，散热通道(23)有多条且以夹具基体(1)的轴心为中心向外辐射，各散热通道(23)的内端相连通。

9.根据权利要求8所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，散热通道(23)的数量与悬臂(2)的数量相同，各散热通道(23)分别处于相邻两悬臂(2)之间，相邻两悬臂(2)关于两者之间的散热通道(23)的中心线对称。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的聚晶金刚石抛光夹具，其特征是，夹具基体(1)的上端面上开设有止转插槽，止转插槽用于供施压驱动机构的旋转轴插入并与旋转轴止转配合，以供旋转轴对夹具基体(1)施加下压力并能够带动夹具基体(1)转动，所述止转插槽构成所述连接结构。

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