專利名稱：一種精密調(diào)整位姿的離軸車削夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于超精密加工和光學(xué)零件加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種精密調(diào)整位姿的離軸車削夾具，可實(shí)現(xiàn)自由曲面工件之離軸安裝位置和姿態(tài)的精密聯(lián)動(dòng)調(diào)整。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)對(duì)稱光學(xué)曲面相比，光學(xué)自由曲面具有許多優(yōu)良性能，例如可克服光學(xué)系統(tǒng)各種像差，改善光學(xué)性能，減縮光學(xué)系統(tǒng)的尺寸，使光學(xué)系統(tǒng)輕量化。光學(xué)自由曲面不僅在航天航空和國(guó)防等工業(yè)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，而且在面向消費(fèi)者的工業(yè)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用需求。目前關(guān)于光學(xué)自由曲面的加工方法主要涉及復(fù)制成型，CNC磨削/ 研磨/拋光，飛切加工，基于快速刀具伺服(Fast Tool krvo，以下簡(jiǎn)稱FTS)和慢溜板伺服 (Slow Slide Servo)的金剛石車削等。在這些光學(xué)自由曲面加工方法中，基于FTS的金剛石車削被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的加工方法，但仍存在一些問題有待解決。在車削加工中，工件與金剛石車床主軸通常是同軸安裝的，即共軸車削。隨著刀具接觸點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑減小，接觸點(diǎn)的切削速度也在逐漸減小，甚至在工件安裝中心處趨近于零，這極大影響了工件安裝中心處的加工質(zhì)量。為消除該影響，可將工件與主軸采用非共軸方式安裝，使待加工的工件幾何軸線偏離主軸回轉(zhuǎn)中心線以確保每個(gè)刀具接觸點(diǎn)的速度皆不為零，即所謂的離軸車削方式。離軸車削可以避免切削速度為零的問題。在現(xiàn)有的關(guān)于工件離軸安裝的技術(shù)方案中，主要包括如下兩種( 1)根據(jù)所需的離軸量，在毛坯母體上打孔后嵌入若干個(gè)子體工件，整體加工完成后再將所需的子體工件取出。該方法只適用于母體回轉(zhuǎn)對(duì)稱的離軸非球面車削；由于加工中離軸非球面安裝需要100%的離軸量，故受到機(jī)床加工空間限制；此外，該方法裝夾需要不同規(guī)格的毛坯母體，造成不必要的浪費(fèi)。(2)將圓盤基體夾持在主軸上，在圓盤基體上沿徑向按不同離軸量打出一系列孔， 將不同離軸量的非球面工件裝夾在相應(yīng)的孔中進(jìn)行加工。該方法的離軸量也是不可調(diào)整的，夾具缺乏柔性。綜上所述，現(xiàn)有的關(guān)于工件離軸安裝的技術(shù)方案，存在的問題主要在于(1)基本上都是針對(duì)離軸非球面的離軸車削，工件的離軸安裝位置必須滿足離軸非球面的偏移位置，不適合其它類型自由曲面的離軸車削；(2)工件裝夾在基體上以后無法進(jìn)行安裝位姿的精確調(diào)整，尤其是無法對(duì)不同方向的工件實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)調(diào)整。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種精密調(diào)整位姿的離軸車削夾具，實(shí)現(xiàn)自由曲面工件之離軸安裝位置和姿態(tài)的精密聯(lián)動(dòng)調(diào)整，抑制共軸車削時(shí)工件中心切削速度為零的問題，減少自由曲面的非回轉(zhuǎn)對(duì)稱性。[0011]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是(1)包括周向均布的平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)離軸自由曲面工件的位姿運(yùn)動(dòng)；(2)包括姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)和位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)，通過精密齒輪齒條機(jī)構(gòu)對(duì)離軸自由曲面工件的位姿進(jìn)行精密聯(lián)動(dòng)調(diào)整；(3)包括手動(dòng)預(yù)夾緊及離心力自夾緊復(fù)合機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)工件的固定和位姿再鎖定。本實(shí)用新型一種實(shí)施方式是以夾具體母體為基體，姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體之上，位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體之上；姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿嵌入夾具體母體的中心孔內(nèi)、周向采用定位鍵定位；三楔面聯(lián)動(dòng)推桿嵌入姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿中心孔內(nèi)，且前端三個(gè)楔面分別接觸配合于工件固定基體一、 工件固定基體二、工件固定基體三的徑向受力柱、周向采用定位鍵定位；平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)二、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分分別以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體之前端、各平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的從動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分分別以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于工件固定基體一、工件固定基體二、工件固定基體三之后端的固定連接槽；夾緊用之離心力飛錘一、離心力飛錘二、離心力飛錘三嵌入夾具體母體上部凹槽內(nèi)，夾緊板一、夾緊板二、夾緊板三、夾緊板四、夾緊板五、夾緊板六壓入夾具體母體前端弧形槽內(nèi)，其一端以錐面同離心力飛錘一、離心力飛錘二、離心力飛錘三配合傳遞夾緊力、另一端與平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)二、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三接觸夾緊；預(yù)緊錐形套套于夾具體母體外圓表面，預(yù)緊錐形套前端錐形部與離心力飛錘一、離心力飛錘二、離心力飛錘三之錐形部接觸配合、采用定位鍵定位；預(yù)緊螺母與夾具體母體螺紋連接，從夾具體母體后端旋入后直接接觸預(yù)緊錐形套，用以推動(dòng)預(yù)緊錐形套；主軸聯(lián)接部以螺紋方式聯(lián)接固聯(lián)于夾具體母體尾部，定位孔分別位于工件固定基體一、工件固定基體二、工件固定基體三上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于不需要毛坯母體做基體，減少浪費(fèi)，離軸量可調(diào)，加工柔性大；不僅可實(shí)現(xiàn)自由曲面之離軸安裝位置的調(diào)整，而且可實(shí)現(xiàn)姿態(tài)的調(diào)整，更為重要的是這種位姿調(diào)整均通過聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，可保持位姿的精確性和同步性；本實(shí)用新型不僅適用于 100%離軸量類型的車削加工，還適用于其他類型自由曲面的離軸車削；圖1中，示出了工件的離軸安裝位姿調(diào)整可減少自由曲面的非回轉(zhuǎn)對(duì)稱性，圖1選取了二次曲面z=x2+y2上的 x2+(y-4)2<=l離軸車削時(shí)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。圖Ia示出了在離軸偏移量為零的情況下，共軸車削， Z軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)幅度可達(dá)到30Mm ；圖Ib示出了調(diào)整離軸偏移量，可減少Z軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)幅度；在圖Ic中，進(jìn)一步示出了當(dāng)同時(shí)調(diào)整離軸偏移量和擺動(dòng)角時(shí)，可使Z軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)幅度減少到6Mm。如此可見，離軸加工中用本實(shí)用新型夾具同時(shí)對(duì)工件的位置和姿態(tài)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)整會(huì)極大降低自由曲面的非回轉(zhuǎn)對(duì)稱性。本實(shí)用新型可應(yīng)用于各種材料的自由曲面的離軸車削加工。
圖1是調(diào)整離軸安裝位置和姿態(tài)以減少非回轉(zhuǎn)對(duì)稱性的示意圖，是共軸車削情況；圖2是調(diào)整離軸安裝位置和姿態(tài)以減少非回轉(zhuǎn)對(duì)稱性的示意圖，是離軸車削K=2情況；圖3是調(diào)整離軸安裝位置和姿態(tài)以減少非回轉(zhuǎn)對(duì)稱性的示意圖，是離軸車削K=2 轉(zhuǎn)角Α=45°情況；圖4是位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理圖，a、b、c、d是鉸點(diǎn)；①、②、③、④是連桿；I、II是動(dòng)力桿；圖5 是位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)布置圖，al、a2、a3、b 1、b2、b3、c 1、c2、c3、dl、d2、d3 是不同
分布方向上鉸鏈點(diǎn)編號(hào)；圖6是位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)調(diào)整示意圖；圖7是位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副及夾持機(jī)構(gòu)聯(lián)接示意圖；圖8是夾具體與主軸聯(lián)接部示意圖，Ia-莫氏錐體；Ib-夾具體聯(lián)接孔；Ic-主軸聯(lián)接孔；圖9是夾具體整體軸測(cè)示意圖；圖10是移除工件固定基體6b后的整體軸測(cè)示意圖；圖11是夾具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)軸測(cè)示意圖；圖12是徑向位置聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)軸測(cè)示意圖；圖13是姿態(tài)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)軸測(cè)示意圖；圖14是平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)接處截面示意圖，5al_配合用錐形孔徑向平行板々a3-軸向平行板圓錐形軸尖銷彈性片；圖15是夾具體母體部分軸測(cè)示意圖；圖16是夾具體母體部分另一方向軸測(cè)示意圖；圖17是夾具體姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿軸測(cè)示意圖；圖18是夾具體姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿另一方向軸測(cè)示意圖；圖19是夾具預(yù)緊錐形套軸測(cè)示意圖；圖20是工件固定基體軸測(cè)示意圖；圖21是工件固定基體另一方向軸測(cè)示意圖，6bl_工件固定基體6b之徑向受力柱； 6b2-工件固定基體6b之固定聯(lián)接槽。
具體實(shí)施方式
(1)包括周向均布的平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)離軸自由曲面工件的位姿運(yùn)動(dòng)；(2)包括姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)和位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)，通過精密齒輪齒條機(jī)構(gòu)對(duì)離軸自由曲面工件的位姿進(jìn)行精密聯(lián)動(dòng)調(diào)整；(3)包括手動(dòng)預(yù)夾緊及離心力自夾緊復(fù)合機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)工件的固定和位姿再鎖定。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型。以夾具體母體2為基體，姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)10以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體2之上，位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)9以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體2之上；姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿11嵌入夾具體母體2的中心孔內(nèi)、周向采用定位鍵定位；三楔面聯(lián)動(dòng)推桿8嵌入姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿11中心孔內(nèi)，且前端三個(gè)楔面分別接觸配合于工件固定基體一 6a、工件固定基體二 6b、工件固定基體三6c的徑向受力柱、周向采用定位鍵定位；平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一 5a、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)二恥、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三5c主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分分別以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體2之前端、各平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的從動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分分別以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于工件固定基體一 6a、工件固定基體二 6b、工件固定基體三6c之后端的固定連接槽；夾緊用之離心力飛錘一 3a、離心力飛錘二北、離心力飛錘三3c嵌入夾具體母體2上部凹槽內(nèi)，夾緊板一如、夾緊板二 4b、夾緊板三如、夾緊板四4d、夾緊板五如、夾緊板六4f 壓入夾具體母體2前端弧形槽內(nèi)，其一端以錐面同離心力飛錘一 3a、離心力飛錘二北、離心力飛錘三3c配合傳遞夾緊力、另一端與平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一 fe、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)二恥、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三5c接觸夾緊；預(yù)緊錐形套12套于夾具體母體2外圓表面，預(yù)緊錐形套12前端錐形部與離心力飛錘3a、離心力飛錘二北、離心力飛錘三3c之錐形部接觸配合、采用定位鍵定位；預(yù)緊螺母13與夾具體母體2螺紋連接，從夾具體母體2后端旋入后直接接觸預(yù)緊錐形套12，用以推動(dòng)預(yù)緊錐形套12 ；主軸聯(lián)接部1以螺紋方式聯(lián)接固聯(lián)于夾具體母體2尾部，定位孔7分別位于工件固定基體一 6a、工件固定基體二 6b、工件固定基體三6c上。本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)及精度特征通過以下方案實(shí)現(xiàn)(1)利用平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4中所示，當(dāng)動(dòng)力桿I推動(dòng)鉸點(diǎn)a沿Z向移動(dòng)，由平行四邊形固有性質(zhì)，則桿③將轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度與桿①保持平行，通過精確調(diào)整動(dòng)力桿I進(jìn)給量與桿①的長(zhǎng)度配合即可實(shí)現(xiàn)桿③角度的任意調(diào)整，則偏轉(zhuǎn)角可由公式計(jì)算；偏轉(zhuǎn)角調(diào)定后將鉸點(diǎn)a固定，則桿①位置隨之固定，然后調(diào)動(dòng)力桿II推動(dòng)鉸點(diǎn)d沿 Y向移動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)桿③的Y向位置移動(dòng)，移動(dòng)距離可由公式計(jì)算；將待加工工件剛性固定在桿③上即能隨桿③的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件的位姿調(diào)整；夾緊時(shí)，分別將桿①和桿②通過某種方式剛性固定即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鎖定，即完成位姿的定位；(2)將所述的平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均布于360度圓周，具體均布個(gè)數(shù)可適當(dāng)調(diào)整，在圖5中以均布三個(gè)為例，將三個(gè)平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確均布于360度圓周后用同一動(dòng)力桿I同時(shí)調(diào)整三個(gè)機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)a的進(jìn)給量，實(shí)現(xiàn)桿③之轉(zhuǎn)角的聯(lián)動(dòng)，為保證三個(gè)平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)a鉸點(diǎn)的進(jìn)給量的相等及精度，需用拉力彈簧連接三個(gè)平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)桿 ①和動(dòng)力桿I以保證a鉸點(diǎn)始終與動(dòng)力桿I相接觸，以此實(shí)現(xiàn)自由曲面工件姿態(tài)的聯(lián)動(dòng)調(diào)整；(3)通過一根具有三個(gè)楔平面的推桿沿Z向伸縮，三個(gè)楔平面分別與三個(gè)平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的d鉸點(diǎn)接觸，隨著中心軸沿Z向的伸縮運(yùn)動(dòng)，三個(gè)楔平面同時(shí)驅(qū)動(dòng)d鉸鏈點(diǎn)的Y向移動(dòng)，如圖6所示，以此實(shí)現(xiàn)自由曲面工件的徑向安裝位置之聯(lián)動(dòng)調(diào)整；(4)為保證位置和姿態(tài)的調(diào)整精度，動(dòng)力桿I的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及三楔面聯(lián)動(dòng)推桿的進(jìn)給均通過超精密齒輪齒條驅(qū)動(dòng)，其中用以轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)超精密齒輪以齒輪軸形式實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)齒輪軸調(diào)整完畢后均利用錐形彈簧套夾緊鎖定防止精度漂移；(5)為保證位姿調(diào)整精度，平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鉸接處不采用精密連桿銷，因?yàn)榧幢闶蔷艿倪B桿銷也會(huì)有微米級(jí)的間隙，會(huì)對(duì)位姿精度產(chǎn)生誤差，故使用獨(dú)特設(shè)計(jì)的圓錐形軸尖銷連接，可以由圖14說明，圓錐形軸尖銷5a4置于軸向平行板5a3的中心孔內(nèi)， 徑向平行板5a2通過配做的錐形孔5al與圓錐形軸尖銷的錐面配合實(shí)現(xiàn)連接，并通過彈性片5a5向兩側(cè)膨脹，保持圓錐形軸尖銷5a4始終有預(yù)緊力與錐形孔5al面接觸配合，此連接方式不僅可以大大降低轉(zhuǎn)動(dòng)間隙誤差，還能夠自動(dòng)定心，保證所有計(jì)算尺寸嚴(yán)格通過軸尖銷中心，提高理論計(jì)算與實(shí)際情況的擬合精度；(6)夾緊時(shí)采用手動(dòng)預(yù)夾緊與離心力夾緊復(fù)合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，在圖9及圖10中，工件定位完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)緊螺母13，推動(dòng)預(yù)緊錐形套12，預(yù)緊錐形套12通過錐形面將三個(gè)離心力飛錘一 3a、離心力飛錘二 3b、離心力飛錘三3c背向軸心撐開，離心力飛錘一 3a、離心力飛錘二 3b、離心力飛錘三3c通過錐形面帶動(dòng)夾緊板^、4b3c、4d3e、4f轉(zhuǎn)動(dòng)恰好夾緊平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)fe、5b、5c ；初始對(duì)刀及試切結(jié)束后，當(dāng)夾具跟隨主軸做正常切削高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)離心力飛錘3a、3b、3c受離心力作用背向軸心運(yùn)動(dòng)，此時(shí)離心力錘與預(yù)緊錐形套12 的錐面脫離，并通過與夾緊板相接的錐形面帶動(dòng)夾緊板如、4b、k、4d3e、4f轉(zhuǎn)動(dòng)，恰好夾緊平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)5ajb、5c，此時(shí)所有夾緊力由離心力飛錘3a、3b、3c的離心力提供， 轉(zhuǎn)速越快夾緊力越大；(7)夾具與機(jī)床主軸采用標(biāo)準(zhǔn)的莫氏錐連接方式，在圖8中，外側(cè)的8個(gè)Ic孔用于固定夾具體，內(nèi)側(cè)的8個(gè)Ib孔用于連接主軸，莫氏錐體Ia插入主軸的錐孔內(nèi)定位；(8)工件與工件固定基體6a、6b、6c通過定位孔7以某種連接方式連接，N個(gè)定位孔沿徑向以間距Δ均布，固定基體 6a.6b.6c剛性固定在連接臂fe、5b、w通過平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)Δ的移動(dòng)，則工件配合不同的定位孔7可連續(xù)實(shí)現(xiàn)0 N· u的離軸量調(diào)節(jié)；(9)三楔面聯(lián)動(dòng)推桿8、姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿11與夾具體母體的周向定位由定位鍵完成。根據(jù)附圖，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型之功能的夾具裝配具體實(shí)施方式
如下( 1)將三楔面聯(lián)動(dòng)推桿8首先裝入姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿11的中心孔內(nèi)，為防止周向轉(zhuǎn)動(dòng)用定位鍵8a定位；(2)將姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿11裝入夾具體母體2的中心孔內(nèi)，同樣用定位鍵Ila做周向定位；(3)依次在夾具母體2的適當(dāng)部位裝入位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)9和姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)10 ；最后在夾具母體2前端面安裝平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)fe、5b、5c和離心力飛錘一 3a、 離心力飛錘二 3b、離心力飛錘三3c及夾緊板^、4b3c、4d3e、4f，位置由夾具母體2上配做的凹槽保證；特別地，平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)fe、5b、5c的運(yùn)動(dòng)聯(lián)接處采用運(yùn)動(dòng)及精度特征實(shí)現(xiàn)方案(5)中所說明的聯(lián)接方式；(4)將預(yù)緊錐形套12及預(yù)緊螺母13安裝在夾具體母體2上，周向用定位鍵定位；(5)將工件固定基體6a、6b、6c分別剛性聯(lián)接在平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)fe、5b、5c 上；(6)將夾具體與主軸聯(lián)接部1相聯(lián)后精確接入機(jī)床主軸；(7)工件安裝在適當(dāng)?shù)亩ㄎ豢?內(nèi)。本實(shí)用新型夾具位姿調(diào)節(jié)具體實(shí)施方式
如下(1)轉(zhuǎn)動(dòng)姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)10的精密齒輪軸，帶動(dòng)姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿11進(jìn)行精密進(jìn)給，從而同時(shí)推動(dòng)平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如、513、5(3，最終實(shí)現(xiàn)工件固定基體61613、6(3位姿的聯(lián)動(dòng)，調(diào)整好后壓緊姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)10中的錐形彈簧夾緊裝置對(duì)精密齒輪軸進(jìn)行鎖定；[0064](2)轉(zhuǎn)動(dòng)位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)9的精密齒輪軸，帶動(dòng)三楔面聯(lián)動(dòng)推桿8精密進(jìn)給， 三楔面聯(lián)動(dòng)推桿8前端的三個(gè)楔面分別同時(shí)與工件固定基體6a、6b、6c后部的徑向受力柱 6b 1接觸，通過楔面擠壓圓柱實(shí)現(xiàn)工件固定基體6a、6b、6c的范圍為0 Δ的位置聯(lián)動(dòng)，調(diào)整好后壓緊位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)9中的錐形彈簧夾緊裝置對(duì)精密齒輪軸進(jìn)行鎖定；(3)工件位姿得到精確定位后，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)緊螺母13推動(dòng)預(yù)緊錐形套12進(jìn)行預(yù)夾緊，低速對(duì)刀及試切完成后，主軸正常切削高速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)由離心力夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，夾緊力Fl作用在圖4中的桿②上，方向?yàn)?Y，夾緊力F2作用在圖4中桿①上，方向?yàn)?Ζ，經(jīng)原理圖和機(jī)構(gòu)示意圖可知通過夾緊力Fl、F2可以將工件完全夾緊在各自的定位元件上，得到定位精度和夾緊的雙重實(shí)現(xiàn)，即利用離心力對(duì)位姿進(jìn)行再次鎖定。
權(quán)利要求1.一種精密調(diào)整位姿的離軸車削夾具，其特征在于(1)包括周向均布的平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)離軸自由曲面工件的位姿運(yùn)動(dòng)；(2)包括姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)和位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)，通過精密齒輪齒條機(jī)構(gòu)對(duì)離軸自由曲面工件的位姿進(jìn)行精密聯(lián)動(dòng)調(diào)整；(3)包括手動(dòng)預(yù)夾緊及離心力自夾緊復(fù)合機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)工件的固定和位姿再鎖定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密調(diào)整位姿的離軸車削夾具，其特征在于以夾具體母體為基體，姿態(tài)調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體之上，位置調(diào)節(jié)及鎖緊機(jī)構(gòu)以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體之上；姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿嵌入夾具體母體的中心孔內(nèi)、周向采用定位鍵定位；三楔面聯(lián)動(dòng)推桿嵌入姿態(tài)調(diào)整聯(lián)動(dòng)推桿中心孔內(nèi)，且前端三個(gè)楔面分別接觸配合于工件固定基體一、工件固定基體二、工件固定基體三的徑向受力柱、周向采用定位鍵定位；平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)二、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分分別以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于夾具體母體之前端、各平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的從動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分分別以螺紋聯(lián)接方式固聯(lián)于工件固定基體一、工件固定基體二、工件固定基體三之后端的固定連接槽；夾緊用之離心力飛錘一、離心力飛錘二、離心力飛錘三嵌入夾具體母體上部凹槽內(nèi)，夾緊板一、夾緊板二、夾緊板三、夾緊板四、夾緊板五、夾緊板六壓入夾具體母體前端弧形槽內(nèi)，其一端以錐面同離心力飛錘一、離心力飛錘二、離心力飛錘三配合傳遞夾緊力、另一端與平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)二、平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三接觸夾緊；預(yù)緊錐形套套于夾具體母體外圓表面，預(yù)緊錐形套前端錐形部與離心力飛錘一、離心力飛錘二、離心力飛錘三之錐形部接觸配合、采用定位鍵定位；預(yù)緊螺母與夾具體母體螺紋連接，從夾具體母體后端旋入后直接接觸預(yù)緊錐形套，用以推動(dòng)預(yù)緊錐形套；主軸聯(lián)接部以螺紋方式聯(lián)接固聯(lián)于夾具體母體尾部，定位孔分別位于工件固定基體一、工件固定基體二、工件固定基體三上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種精密調(diào)整位姿的離軸車削夾具，屬于超精密加工和光學(xué)零件加工等技術(shù)領(lǐng)域。用周向均布的平行式位姿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)離軸自由曲面工件的位姿運(yùn)動(dòng)；通過精密齒輪齒條機(jī)構(gòu)對(duì)位姿進(jìn)行精密聯(lián)動(dòng)調(diào)整；利用手動(dòng)預(yù)夾緊及離心力自夾緊復(fù)合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工件的夾緊和位姿再鎖定。優(yōu)點(diǎn)在于不需要毛坯母體做基體，減少浪費(fèi)，離軸量可調(diào)，加工柔性大，不僅可實(shí)現(xiàn)自由曲面之離軸安裝位置的調(diào)整，而且可實(shí)現(xiàn)姿態(tài)的調(diào)整，更為重要的是這種位姿調(diào)整均通過聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，可保持位姿的精確性和同步性，并且裝置簡(jiǎn)單可靠，可大大降低離軸自由曲面工件加工時(shí)的非回轉(zhuǎn)對(duì)稱度。
文檔編號(hào)B23Q3/12GK201950499SQ20102066670
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者周曉勤, 朱志偉, 王剛, 趙紹昕 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)