CN107838725B - 一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，属于机床夹具技术领域。传动组件通过轴承安装在夹具壳体内，滚珠丝杠有8个且呈圆周阵列分布，每个滚珠丝杠均与小锥齿轮连接，每个滚珠丝杠上均连接有滚珠螺母，夹具壳体上固定安装有盘盖，传动组件中的内齿圈固定连接在盘盖下侧，微调旋钮安装在行星架上端，8个夹具滑块组件呈圆周阵列固定连接在盘盖相应的导轨滑块上并与其下侧的滚珠螺母相连接，夹具滑块组件上设有V形块、锁紧装置、夹具滑块固定槽等，可对工件进行定位夹紧。优点是结构新颖，能够对多个抛物面反射镜工件进行同时加工，且抛物面反射镜的离轴量可调，而且可以对不同直径大小的工件进行加工。

Description

一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具

技术领域

本发明属于机床夹具技术领域，具体涉及一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具。

背景技术

如今，随着科技的进步，抛物面反射镜这一物件在科学研究过程中和日常生活所需的设备中应用得越来越多了。然而，目前用来加工抛物面反射镜的机床用夹具功能上较为单一，目前的大部分夹具不具有调节离轴量的功能，一套夹具只能加工出离轴量固定的抛物面反射镜。即使是现有的较为先进的离轴量可调的回转曲面加工夹具(例如发明专利：一种离轴量可调的回转曲面精密加工夹具)，虽然离轴量可调，但是精度不高，且只能对两个工件进行同时加工，生产效率较低下。

所以，现有的抛物面反射镜加工夹具不能实现多个工件的同时加工，且离轴量定位精度低，定位操作的难度系数较大。因此，有必要提供一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，来弥补现有抛物面反射镜加工夹具以上的种种缺点，来提高定位精度，提高加工的效率，降低生产成本。

发明内容

本发明提供一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，以解决现有技术中不能够同时对多个离轴抛物面反射镜进行加工的问题，用于对多个抛物面反射镜进行同时加工。

本发明采取技术方案是：包括盘盖连接螺栓，夹具滑块组件，滚珠丝杠，夹具壳体，传动组件和微调旋钮，所述传动组件包括内齿圈，小锥齿轮，行星架，所述传动组件通过轴承安装在夹具壳体内侧底板上的中心位置，所述滚珠丝杠有8个且呈圆周阵列分布，所述的每个滚珠丝杠的一端均固定连接在小锥齿轮上，所述的每个滚珠丝杠的两端均转动连接有轴承座，所述轴承座固定连接在夹具壳体内侧的底板上，所述的每个滚珠丝杠上均连接有滚珠螺母，且所述滚珠螺母位于滚珠丝杠上两个轴承座之间，所述夹具壳体上通过盘盖连接螺栓固定连接盘盖，所述盘盖包括导轨滑块，内齿圈安装凸台，所述传动组件中的内齿圈固定连接在内齿圈安装凸台内，微调旋钮固定安装在行星架的上端，且微调旋钮位于盘盖上侧中心位置的凹槽内，所述夹具滑块组件有8个、且呈圆周阵列分布，所述8个夹具滑块组件固定连接在所述盘盖的相应的导轨滑块上，所述夹具滑块组件还与其下侧滚珠螺母的连接杆相连接。

本发明所述盘盖还包括防尘罩，夹具安装孔，夹具滑块导轨，和盘盖中心孔，所述防尘罩有16个，且每两个为一组呈圆周阵列分布于盘盖的滑道凹槽内，且防尘罩的一端与滑道凹槽的内壁固定连接，一端与夹具滑块组件固定连接，所述夹具安装孔有8个且与滑道凹槽相间分布，所述滑道凹槽内的两边分别线性阵列分布有若干个夹具滑块固定螺纹孔，所述夹具滑块导轨通过螺钉固定安装在滑道凹槽内，且与两排夹具滑块固定螺纹孔平行分布，并位于两排夹具滑块固定螺纹孔的内侧，所述导轨滑块滑动连接在夹具滑块导轨上，且每条夹具滑块导轨连接着两个导轨滑块，所述盘盖的盘面上每个滑道凹槽外设有刻度线，所述盘盖中心孔设在盘盖的中心，所述内齿圈安装凸台设在盘盖的下侧。

本发明所述夹具滑块组件包括双头螺母柱端盖，V形块，双头螺母柱，定位销钉，夹具滑块固定槽，夹具滑块安装孔，锁紧装置，夹紧旋钮，中心刻度线，所述双头螺母柱通过轴承转动连接在夹具滑块组件主体的安装通孔内，所述双头螺母柱端盖固定安装在夹具滑块组件的左端面上，所述V形块导轨有两条，两条平行的V形块导轨固定安装在夹具滑块组件凹槽的两侧，所述V形块有两个、且通过螺纹副对称地安装在双头螺母柱上、且与V形块导轨滑动连接，所述定位销钉固定安装在两个V形块中间的夹具滑块组件的上表面上，所述夹具滑块固定槽和夹具滑块安装孔各有四个，分别设置在夹具滑块组件的四个角上，夹具滑块安装孔用于通过螺栓与导轨滑块连接，所述锁紧装置转动安装在夹具滑块组件的主体的右侧，且锁紧装置的轴线与双头螺母柱相垂直，所述夹紧旋钮固定安装在双头螺母柱的一侧、且位于夹具滑块组件主体的外端面上，所述中心刻度线设置在夹具滑块组件主体上表面的前侧，且与双头螺母柱的轴线相垂直。

本发明所述锁紧装置包括凸轮锁紧头和凸轮柱，所述凸轮柱固定安装在凸轮锁紧头的下端，所述凸轮锁紧头上设置有通孔。

本发明所述传动组件还包括中心轴，大锥齿轮，太阳轮，行星轮连接柱，所述小锥齿轮有8个，每个小锥齿轮均与大锥齿轮相啮合，且8个小锥齿轮呈圆周阵列分布在大锥齿轮的下方，所述大锥齿轮固定安装在中心轴下方的轴肩处，所述太阳轮固定安装在中心轴上，且太阳轮位于大锥齿轮的上方并通过轴肩定位，所述中心轴的上端通过轴承转动连接有行星架，所述行星架的上端面与中心轴的上端面相平齐，所述行星轮连接柱有三个，且三个相同的行星轮连接柱通过轴承转动连接在行星架的三个支架上，且连接位置位于行星轮连接柱的中间，所述每个行星轮连接柱的上端固定安装有小行星轮，所述小行星轮与内齿圈相啮合，所述每个行星轮连接柱的下端固定安装有大行星轮，所述大行星轮与太阳轮相啮合。

本发明所述中心轴与行星架之间的传动比为10，所述大锥齿轮与小锥齿轮之间的轴交角为90°。

本发明所述夹具壳体包括夹具安装柱和夹具安装凸台，所述夹具安装柱有8个，呈圆周阵列分布于夹具壳体内侧的底板上，且与盘盖上的夹具安装孔一一对应，所述夹具安装凸台设置在夹具壳体底板的外侧。

本发明的优点是结构新颖，能够对多个抛物面反射镜工件进行同时加工，且抛物面反射镜的离轴量可调，而且可以对不同直径大小的工件进行加工，解决了一般抛物面反射镜加工夹具离轴量不可调整或不能同时对多个工件进行加工的问题，本发明的离轴量可调，且调整精度高，夹具盘盖上设有刻度，***内设有粗调和微调装置，使得调整过程方便快捷，能对多个工件进行同时加工，而且可在同一离轴量下同时加工毛坯直径不同的离轴抛物面反射镜。

附图说明

图1是本发明的结构***图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明盘盖结构前侧示意图；

图4是本发明盘盖结构后侧示意图；

图5是本发明夹具滑块组件结构示意图；

图6A是本发明锁紧装置结构示意图；

图6B是本发明锁紧装置工作位置示意图；

图7是本发明凸轮柱工作状态示意图

图8是本发明盘盖与夹具滑块组件的装配结构示意图；

图9是本发明盘盖与夹具滑块组件装配的局部放大图；

图10是本发明传动组件结构示意图；

图11A是本发明中心轴装配结构示意图；

图11B是本发明中心轴装配结构刨视图；

图12A是本发明夹具壳体结构轴测图；

图12B是本发明夹具壳体结构后视轴测图；

图13是本发明传动示意图；

图14是本发明夹具滑块组件与滚珠螺母的结构示意图；

图中：

1盘盖连接螺栓；2夹具滑块组件；3盘盖；4滚珠丝杠；5夹具壳体；6轴承座；7传动组件；8滚珠螺母；9微调旋钮；201双头螺母柱端盖；202V形块；203双头螺母柱；204定位销钉；205定位平面；206夹具滑块固定槽；207夹具滑块安装孔；208锁紧装置；209夹紧旋钮；210中心刻度线；211V形块导轨；2081凸轮锁紧头；2082凸轮柱；301防尘罩；302夹具安装孔；303夹具滑块导轨；304刻度线；305夹具滑块固定螺纹孔；306导轨滑块；307盘盖中心孔；308内齿圈安装凸台；501夹具安装柱；502夹具安装凸台；701中心轴；702内齿圈；703大行星轮；704小行星轮；705小锥齿轮；706大锥齿轮；707太阳轮；708行星架；709行星轮连接柱。

具体实施方式

图1为本发明实施方案的总体结构***图，图2为本发明实施方案的总体结构示意图，一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，包括盘盖连接螺栓1，夹具滑块组件2，滚珠丝杠4，夹具壳体5，传动组件7和微调旋钮9，所述传动组件7包括内齿圈702，小锥齿轮705，行星架708，传动组件7通过轴承安装在夹具壳体5内侧底板上的中心位置，滚珠丝杠4有8个且呈圆周阵列分布，每个滚珠丝杠4的一端均固定连接在小锥齿轮705上，每个滚珠丝杠4的两端均转动连接有轴承座6，轴承座6固定连接在夹具壳体5内侧的底板上，每个滚珠丝杠4上均连接有滚珠螺母8，且滚珠螺母8位于滚珠丝杠4上两个轴承座6之间，夹具壳体5上通过盘盖连接螺栓1固定连接有盘盖3，盘盖3包括导轨滑块306，内齿圈安装凸台308，传动组件7中的内齿圈702固定连接在内齿圈安装凸台308内，微调旋钮9固定安装在行星架708的上端，且微调旋钮9位于盘盖3上侧中心位置的凹槽内，如图8、图9所示，夹具滑块组件2有8个且呈圆周阵列分布，8个夹具滑块组件2固定连接在所述盘盖3的相应的导轨滑块306上，每条导轨上滑动连接有2个轨道滑块306，每个夹具滑块组件2同时与4个轨道滑块306相连接，夹具滑块组件2还与其下侧滚珠螺母8的连接杆相连接。

盘盖3，如图3、图4所示，盘盖3还包括防尘罩301，夹具安装孔302，夹具滑块导轨303，和盘盖中心孔307，防尘罩301有16个，且每两个为一组呈圆周阵列分布于盘盖3的滑道凹槽内，且每个防尘罩301的一端与滑道凹槽的内壁固定连接，一端与夹具滑块组件2固定连接，这样使滑块夹具组件2的两端均有防护罩301，且防护罩301的伸缩方向与滑块夹具组件2的移动方向相同，能够有效地保护夹具，避免切削加工时切屑进入夹具体内部，夹具安装孔302有8个且与滑道凹槽相间分布，滑道凹槽内的两边分别线性阵列分布有若干个夹具滑块固定螺纹孔305，夹具滑块导轨303通过螺钉固定安装在滑道凹槽内，且与两排夹具滑块固定螺纹孔305平行分布，并位于两排夹具滑块固定螺纹孔305的内侧，导轨滑块306滑动连接在夹具滑块导轨303上，且每条夹具滑块导轨303连接着两个导轨滑块306，盘盖3的盘面上每个滑道凹槽外设有刻度线304，刻度线304能达到的最下精度为1cm，盘盖中心孔307设在盘盖3的中心，内齿圈安装凸台308设在盘盖3的下侧。

夹具滑块组件2，如图5所示，夹具滑块组件2包括双头螺母柱端盖201，V形块202，双头螺母柱203，定位销钉204，夹具滑块固定槽206，夹具滑块安装孔207，锁紧装置208，夹紧旋钮209，中心刻度线210，双头螺母柱203通过轴承转动连接在夹具滑块组件2主体的安装通孔内，双头螺母柱端盖201固定安装在夹具滑块组件2的左端面上，V形块导轨211有两条，两条平行的V形块导轨211固定安装在夹具滑块组件2凹槽的两侧，V形块202有两个，且通过螺纹副对称地安装在双头螺母柱203上，且与V形块导轨211滑动连接，双头螺母柱203为对称结构，其上设置的螺纹分为两段且具有相反的旋向，两段螺纹的螺纹圈数螺距等均相等，即两段螺纹关于双头螺母柱203的中心界面对称，这样能够保证双头螺母柱203做旋转运动时其上连接的V形块202可以同时向中间靠拢或分离，定位销钉204固定安装在两个V形块202中间的夹具滑块组件2的上表面上，定位销钉204的中心线在双头螺母柱203的中心对称面内且与定位平面205垂直，夹具滑块固定槽206和夹具滑块安装孔207各有四个，分别设置在夹具滑块组件2的四个角上，夹具滑块安装孔用于通过螺栓与导轨滑块连接，夹具滑块固定槽206两端圆弧所对应的两个圆心的距离略大于盘盖3上两个相邻的夹具滑块固定螺纹孔305之间的距离，如此可以使得夹具滑块组件2定位于夹具滑块轨道303上的任意位置，锁紧装置208转动安装在夹具滑块组件2的主体的右侧，且锁紧装置208的轴线与双头螺母柱203相垂直，夹紧旋钮209固定安装在双头螺母柱203的右侧，且位于夹具滑块组件2主体的右端面上，夹紧旋钮209的圆周面上设置有防滑纹络，而其内为内六角凹孔，这样就可以通过手动和扳手两种方式旋动双头螺母柱203，中心刻度线210设置在夹具滑块组件2主体上表面的前侧，且与双头螺母柱203的轴线相垂直。

锁紧装置208，如图6、图7所示，锁紧装置208包括凸轮锁紧头2081和凸轮柱2082，凸轮柱2082固定安装在凸轮锁紧头2081的上端，凸轮锁紧头2081上设置有通孔，通过将铁棍***通孔增加力臂来旋转锁紧装置208，锁紧装置208的轴线与双头螺母柱203的轴线相垂直，锁紧装置208的轴线距离双头螺母柱外圆面的最小距离为h，凸轮柱2082横截面的最大半径为R，当锁紧装置208处于松开状态时，锁紧装置208与双头螺母柱203不接触，当将锁紧装置208沿顺时针防线旋转45°时，锁紧装置208处于锁紧状态，假设凸轮柱不发生形变，则处于锁紧状态时双头螺母柱2082发生的形变量为H-h，处于锁紧状态时锁紧装置208将会形成自锁，此时双头螺母柱203处于锁紧状态，不发生沿轴向的旋转运动，从而使工件被夹紧。

传动组件7，如图10、图11所示，传动组件7还包括中心轴701，大锥齿轮706，太阳轮707，行星轮连接柱709，小锥齿轮705有8个，每个小锥齿轮705均与大锥齿轮706相啮合，且8个小锥齿轮705呈圆周阵列分布在大锥齿轮706的下方，大锥齿轮706固定安装在中心轴701下方的轴肩处，太阳轮707固定安装在中心轴701上，且太阳轮707位于大锥齿轮706的上方并通过轴肩定位，中心轴701的上端通过轴承转动连接有行星架708，行星架708的上端面与中心轴701的上端面相平齐，行星轮连接柱709有三个，且三个相同的行星轮连接柱709通过轴承转动连接在行星架708的三个支架上，且连接位置在行星轮连接柱709的中间，每个行星轮连接柱709的上端固定安装有小行星轮704，所述小行星轮704与内齿圈702相啮合，每个行星轮连接柱709的下端固定安装有大行星轮703，大行星轮703与太阳轮707相啮合，中心轴701与行星架708之间的传动比为10，大锥齿轮706与小锥齿轮705之间的轴交角为90°。

夹具壳体5，如图12所示，夹具壳体5包括夹具安装柱501和夹具安装凸台502，夹具安装柱501有8个，呈圆周阵列分布于夹具壳体5内侧的底板上，且与盘盖3上的夹具安装孔302一一对应，夹具安装凸台502设置在夹具壳体5底板的外侧。

如图13传动示意图所示，中心轴701的上端设有内六角凹槽，中部空心的微调旋钮9套接在行星架708的上端，通过六角扳手可旋转中心轴701，中心轴带动大锥齿轮706,大锥齿轮706带动8个小锥齿轮705同步旋转，从而使得滚珠丝杠4转动，从而使得8个夹具滑块组件2在滚珠螺母8的带动下同步移动，通过转动微调旋钮9可以带动行星架708旋转，从而通过行星轮系的传动带动中心轴701转动，由于中心轴701与行星架708之间的传动比为10，所以微调旋钮9转过十圈才使得中心轴701旋转一圈，达到微调的目的，确保离轴量达到足够高的精度。

本发明提供的一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具工作过程如下：

首先，通过夹具安装孔302，夹具安装柱501，夹具安装凸台502，使用专用的长螺栓将本夹具精准地固定在机床主轴上，观察夹具滑块组件2上的中心刻度线210在刻度线304上的位置，使用内六角扳手转动中心轴701，快速将8个夹具滑块组件2同步移动到预定离轴量所对应的刻度附近，实现对夹具滑块组件2位置的粗调，观察夹具滑块组件2上的中心刻度线210在刻度线304上的位置并旋动微调旋钮9，使中心刻度线210准确地对准到目标刻度上，完成精调过程，通过夹具滑块固定槽206内的锁紧螺栓将夹具滑块组件2的位置固定，粗调和精调过程中扳手和微调旋钮的旋向应保持一致，并且不可反向旋转，这样可以避免螺纹等的反向间隙带来的误差，将待加工工件通过定位销钉204和定位平面205实现定位，用手或用内六角扳手旋动夹紧旋钮209实现工件的夹紧，通过扳手将锁紧装置208从原位置顺时针转过45度角，由此将双头螺母柱203周向锁紧并使锁紧装置208形成自锁，依次完成8个工件的装夹，若所要加工的工件的离轴量精度要求较高，夹具自身刻度尺上所能达到的精度不能满足要求，则可以通过额外的测量工具，例如千分尺，来调整离轴量。

Claims (4)

1.一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，其特征在于：包括盘盖连接螺栓，夹具滑块组件，滚珠丝杠，夹具壳体，传动组件和微调旋钮，所述传动组件包括内齿圈，小锥齿轮，行星架，所述传动组件通过轴承安装在夹具壳体内侧底板上的中心位置，所述滚珠丝杠有8个且呈圆周阵列分布，所述的每个滚珠丝杠的一端均固定连接在小锥齿轮上，所述的每个滚珠丝杠的两端均转动连接有轴承座，所述轴承座固定连接在夹具壳体内侧的底板上，所述的每个滚珠丝杠上均连接有滚珠螺母，且所述滚珠螺母位于滚珠丝杠上两个轴承座之间，所述夹具壳体上通过盘盖连接螺栓固定连接盘盖，所述盘盖包括导轨滑块，内齿圈安装凸台，所述传动组件中的内齿圈固定连接在内齿圈安装凸台内，微调旋钮固定安装在行星架的上端，且微调旋钮位于盘盖上侧中心位置的凹槽内，所述夹具滑块组件有8个、且呈圆周阵列分布，所述8个夹具滑块组件固定连接在所述盘盖的相应的导轨滑块上，所述夹具滑块组件还与其下侧滚珠螺母的连接杆相连接；

所述传动组件还包括中心轴，大锥齿轮，太阳轮，行星轮连接柱，所述小锥齿轮有8个，每个小锥齿轮均与大锥齿轮相啮合，且8个小锥齿轮呈圆周阵列分布在大锥齿轮的下方，所述大锥齿轮固定安装在中心轴下方的轴肩处，所述太阳轮固定安装在中心轴上，且太阳轮位于大锥齿轮的上方并通过轴肩定位，所述中心轴的上端通过轴承转动连接有行星架，所述行星架的上端面与中心轴的上端面相平齐，所述行星轮连接柱有三个，且三个相同的行星轮连接柱通过轴承转动连接在行星架的三个支架上，且连接位置位于行星轮连接柱的中间，所述每个行星轮连接柱的上端固定安装有小行星轮，所述小行星轮与内齿圈相啮合，所述每个行星轮连接柱的下端固定安装有大行星轮，所述大行星轮与太阳轮相啮合；

所述中心轴与行星架之间的传动比为10，所述大锥齿轮与小锥齿轮之间的轴交角为90°；

所述夹具壳体包括夹具安装柱和夹具安装凸台，所述夹具安装柱有8个，呈圆周阵列分布于夹具壳体内侧的底板上，且与盘盖上的夹具安装孔一一对应，所述夹具安装凸台设置在夹具壳体底板的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，其特征在于：所述盘盖还包括防尘罩，夹具安装孔，夹具滑块导轨，和盘盖中心孔，所述防尘罩有16个，且每两个为一组呈圆周阵列分布于盘盖的滑道凹槽内，且防尘罩的一端与滑道凹槽的内壁固定连接，一端与夹具滑块组件固定连接，所述夹具安装孔有8个且与滑道凹槽相间分布，所述滑道凹槽内的两边分别线性阵列分布有若干个夹具滑块固定螺纹孔，所述夹具滑块导轨通过螺钉固定安装在滑道凹槽内，且与两排夹具滑块固定螺纹孔平行分布，并位于两排夹具滑块固定螺纹孔的内侧，所述导轨滑块滑动连接在夹具滑块导轨上，且每条夹具滑块导轨连接着两个导轨滑块，所述盘盖的盘面上每个滑道凹槽外设有刻度线，所述盘盖中心孔设在盘盖的中心，所述内齿圈安装凸台设在盘盖的下侧。

3.根据权利要求1所述的一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，其特征在于：所述夹具滑块组件包括双头螺母柱端盖，V形块，双头螺母柱，定位销钉，夹具滑块固定槽，夹具滑块安装孔，锁紧装置，夹紧旋钮，中心刻度线，所述双头螺母柱通过轴承转动连接在夹具滑块组件主体的安装通孔内，所述双头螺母柱端盖固定安装在夹具滑块组件的左端面上，V形块导轨有两条，两条平行的V形块导轨固定安装在夹具滑块组件凹槽的两侧，所述V形块有两个、且通过螺纹副对称地安装在双头螺母柱上、且与V形块导轨滑动连接，所述定位销钉固定安装在两个V形块中间的夹具滑块组件的上表面上，所述夹具滑块固定槽和夹具滑块安装孔各有四个，分别设置在夹具滑块组件的四个角上，夹具滑块安装孔用于通过螺栓与导轨滑块连接，所述锁紧装置转动安装在夹具滑块组件的主体的右侧，且锁紧装置的轴线与双头螺母柱相垂直，所述夹紧旋钮固定安装在双头螺母柱的一侧、且位于夹具滑块组件主体的外端面上，所述中心刻度线设置在夹具滑块组件主体上表面的前侧，且与双头螺母柱的轴线相垂直。

4.根据权利要求3所述的一种离轴量可调的多个抛物面反射镜同时加工夹具，其特征在于：所述锁紧装置包括凸轮锁紧头和凸轮柱，所述凸轮柱固定安装在凸轮锁紧头的下端，所述凸轮锁紧头上设置有通孔。