CN207681725U - 一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，包括架体，安装在架体上的电机，安装在架体上的多根转动轴，主动齿轮，多个传动齿轮；主动齿轮套装在电机的输出轴上，传动齿轮套装在转动轴上，多根转动轴相互平行，相邻的两个传动齿轮相互啮合，主动齿轮与相邻的传动齿轮相互啮合，转动轴的端部设有粘合套筒，粘合套筒设有用于夹持工件的孔道。夹具可用来装夹钻石并应用在激光钻石切割中，属于激光钻石切割的技术领域。

Description

一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具

技术领域

本实用新型涉及激光钻石切割的技术领域，尤其涉及一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具。

背景技术

钻石属于地球上最坚硬的物质，很难切割，传统钻石锯切是以边缘涂有钻石粉及润滑剂的磷青铜圆片高速旋转，切开固定在夹子上的钻石。在这样的加工过程中，切削力将传播到钻石的各个部分，有可能造成钻石的损坏，且这样的直线加工并不能精准的走刀，存在着一定的误差。同时高速旋转的钻石锯与钻石的机械接触，必然产生非常大的噪音和粉尘，严重污染了环境，也会对操作人员的健康造成伤害。

激光加工技术作为先进制造技术之一，在传统产业改造、加工技术革新等方面发挥着重要作用，被誉为“万能加工工具”。这其中激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束在材料上的移动，连续形成宽度很窄的缝，完成对材料的切割。将激光技术引入钻石切割领域，形成一种非接触的、快速的钻石加工方式，相对于传统加工方式，大大提高了钻石的加工质量和加工效率。具有高速、清洁、操作简单、合格率高、加工成本低、重量损失少、加工面光滑，钻石受到热效应小，可加工复杂形状等优点，既可用于大型钻石企业的大规模生产，又可适用于中小型企业的个性化生产。

作为一种新型加工技术，不能再使用传统加工用的固定钻石的夹子，需要重新设计一款新型的夹具来装夹钻石，从而适合激光钻石切割的这种新型加工工艺，提高钻石加工的质量和效率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，可用来装夹钻石并应用在激光钻石切割中。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，包括架体，安装在架体上的电机，安装在架体上的多根转动轴，主动齿轮，多个传动齿轮；主动齿轮套装在电机的输出轴上，传动齿轮套装在转动轴上，多根转动轴相互平行，相邻的两个传动齿轮相互啮合，主动齿轮与相邻的传动齿轮相互啮合，转动轴的端部设有粘合套筒，粘合套筒设有用于夹持工件的孔道。

进一步的是：架体包括前板、后板、底板；前板固定在底板上端的前侧，后板固定在底板上端的后侧，转动轴转动式地安装在前板和后板上。

进一步的是：主动齿轮和传动齿轮均位于前板和后板之间。

进一步的是：电机安装在前板上。

进一步的是：底板的下端设有燕尾榫。

进一步的是：粘合套筒内的孔道的轴线为水平状或倾斜状。

进一步的是：粘合套筒上设有螺钉孔。

进一步的是：工件为粘合棒，粘合棒的端部设有钻石。

进一步的是：前板通过螺栓固定在底板上，后板通过螺栓固定在底板上，燕尾榫通过螺栓固定在底板的下端面。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

二维移动台可以按预设的加工路线移动钻石；燕尾槽和燕尾榫起到导向和支撑作用，具有运动精度高且间隙可调，承载能力大、滑动稳定等特点；孔道的倾斜角度可以根据钻石需要的切割角度而定；孔道的数量可以根据单次需要加工钻石的数量、加工速度、加工工艺来确定，便于多个钻石同时加工，适合大批量的钻石加工生产，提高钻石切割效率。

电机可以正反转，这样就可以根据杂质情况快速精准的选择需要加工的切割面，也可以分别从一个平面的两个方向分别对钻石进行切割，形成双边切割的效果，即可以先对钻石的上部进行切割，然后电机反转，再对钻石的下部进行切割。通过双面切割的方法，降低加工位置和焦点位置不重合的程度，减少钻石受到的热效应以及切割后残余应力。可使被加工的钻石热变形小，增加切割厚度，提高切割速度，切割质量高、质量损失少等优点。

夹具具有结构简单、成本低廉、调整灵活等特点；孔道的倾斜角度虽然固定，但是不同角度的粘合套筒可以快速更换，使得钻石切割角度可以任意调节，加工灵活，根据杂质情况选定需要加工的切割面，由确定的切割面将钻石固定在夹具上，这样可以人工的精准选择加工区域，简单、快速、精确的完成钻石切割。

夹具适合激光钻石切割的特殊要求，满足钻石激光切割的加工工艺，使激光技术可应用于钻石切割领域，从而快速、清洁、非接触的加工钻石，相对传统加工来说还可进行更为复杂形状的切割，加工成本低、合格率高、操作简单，钻石受到的热效应小、重量损失也少、加工面光滑，大大提高了钻石的加工质量和效率。

采用燕尾槽对其上的燕尾榫进行支撑、导向和滑动操作，具有运动精度高、间隙可调，承载能力大、滑台稳定等特点。

二维移动台使得激光可以在钻石上加工出预设的任何复杂加工路线，具有定位精度高、摩擦小、寿命长、震动小、运动平稳等特点，保证装夹在夹具上的钻石可以获得较高的运动精度，实现微小位移的运动。

附图说明

图1是本夹具的结构示意图。

图2是二维移动台的结构示意图。

图3是钻石粘在粘合棒上的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：

1为底板，2为前板，3为后板，4为燕尾榫，5为主动齿轮，6为传动齿轮，7为粘合套筒，8为孔道，9为螺钉孔，10为二维移动台，11为燕尾槽，12为粘合棒，13为钻石，14为电机。

为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下方向与夹具自然放置时的上下方向一致，电机位于转动轴的左边，前板位于后板的前面。

结合图1至图3所示，一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，包括架体，安装在架体上的电机，安装在架体上的多根转动轴，主动齿轮，多个传动齿轮。主动齿轮套装在电机的输出轴上，电机输出轴的转动会带动主动齿轮转动。传动齿轮套装在转动轴上，传动齿轮的转动会带动转动轴转动。多根转动轴相互平行，转动轴水平布置，且多根转动轴从左到右依次排列。相邻的两个传动齿轮相互啮合，主动齿轮与相邻的传动齿轮相互啮合，即主动齿轮与最左边的传动齿轮相互啮合。转动轴的端部(前端)设有粘合套筒，粘合套筒设有用于夹持工件的孔道。

结合图1所示，架体包括前板、后板、底板；前板固定在底板上端的前侧，后板固定在底板上端的后侧，转动轴转动式地安装在前板和后板上。架体安装拆卸方便。

主动齿轮和传动齿轮均位于前板和后板之间。这样架体可以罩住主动齿轮和传动齿轮，可方便让主动齿轮和传动齿轮处于密闭的空间内。

电机安装在前板上。

结合图2所示，底板的下端设有燕尾榫。本夹具是安装在一个二维移动台上的，二维移动台上设有一个燕尾槽，可以将燕尾榫嵌入二维移动台的燕尾槽内。这样燕尾榫可以沿着燕尾槽滑动，当燕尾榫滑动到合适位置后，可将燕尾榫固定好。燕尾槽即为梯形槽，燕尾榫的截面形状呈梯形状。

粘合套筒内的圆形孔道的轴线为水平状或倾斜状。即有些圆形孔道是水平的，有些圆形孔道是倾斜的，或者，全部圆形孔道是倾斜的。

粘合套筒上设有螺钉孔。当粘合棒插入粘合套筒的孔道内后，用螺钉穿过螺钉孔，并拧紧，从而将粘合棒固定在孔道内。

结合图3所示，工件为粘合棒，粘合棒的端部设有钻石。

前板通过螺栓固定在底板上，后板通过螺栓固定在底板上，燕尾榫通过螺栓固定在底板的下端面。

本夹具的原理：将钻石粘在粘合棒之后，再将粘合棒插入粘合套筒的孔道内，拧紧螺钉，将粘合棒固定在孔道内；然后再使燕尾榫沿着二维移动台的燕尾槽滑动，当燕尾榫滑动到合适位置后，将燕尾榫固定好。二维移动台可以带动夹具在二维方向上移动。激光切割设备位于调节夹具的上方，激光切割设备向下发射的激光照射在钻石上，从而对钻石进行切割，即采用激光的方法对钻石进行切割，同时电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动传动齿轮转动，传动齿轮带动转动轴转动，转动轴带动粘合套筒转动，从而带动钻石旋转；电机可以正转和反转，因此可以对钻石进行旋转切割。当需要以不同的角度切割钻石时，只需要将粘合棒插入倾斜的孔道内，则可以以相应的角度切割钻石。激光的聚焦点在钻石上，利用激光聚焦点的高温对钻石进行切割。

通常激光加工中，激光焦点固定不变而加工深度不断加深，使得深处的加工区域的光斑不是能量最高的焦点位置。本夹具将钻石正转和反转，可降低这种加工位置和焦点位置不重合的程度，减少钻石受到的热效应以及切割后残余应力。钻石热变形小，切割面锥度更小、更为平直，切割质量得到提高。钻石重量损失减少、热损伤区域减少、切割厚度增加，加工的重复定位精度增加，大大提高了钻石加工的切割速度和切割效率。

本夹具无需选择切割面任意装夹钻石就可以，装夹完成后通过电机带动工件旋转，再根据杂质情况快速精准的选择需要加工的切割面。这样安装前无需挑选，安装后也无需更换装夹，任意一次装夹就可以完成钻石切割，重复定位精度高，加工效率高，切缝平直无错位。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：包括架体，安装在架体上的电机，安装在架体上的多根转动轴，主动齿轮，多个传动齿轮；主动齿轮套装在电机的输出轴上，传动齿轮套装在转动轴上，多根转动轴相互平行，相邻的两个传动齿轮相互啮合，主动齿轮与相邻的传动齿轮相互啮合，转动轴的端部设有粘合套筒，粘合套筒设有用于夹持工件的孔道。

2.按照权利要求1所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：架体包括前板、后板、底板；前板固定在底板上端的前侧，后板固定在底板上端的后侧，转动轴转动式地安装在前板和后板上。

3.按照权利要求2所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：主动齿轮和传动齿轮均位于前板和后板之间。

4.按照权利要求2所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：电机安装在前板上。

5.按照权利要求2所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：底板的下端设有燕尾榫。

6.按照权利要求1所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：粘合套筒内的孔道的轴线为水平状或倾斜状。

7.按照权利要求1所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：粘合套筒上设有螺钉孔。

8.按照权利要求1所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：工件为粘合棒，粘合棒的端部设有钻石。

9.按照权利要求5所述的一种用于激光双边切割钻石的多工位夹具，其特征在于：前板通过螺栓固定在底板上，后板通过螺栓固定在底板上，燕尾榫通过螺栓固定在底板的下端面。