一种声光晶块的批量倒角夹具的制作方法

本发明涉及产品加工用夹具，尤其是一种声光晶块的批量倒角夹具，属于声光可调滤光器的核心材料加工技术领域。

背景技术：

目前在军事电子装备中应用声光晶体材料主要是氧化碲晶体、钼酸铅晶体、人造石英晶体材料和磷化镓晶体。每种声光晶体材料具有各自特点和应用场合。声光可调滤光器的核心材料制作，需对每一块声光晶块的12条棱边进行倒角处理，去除研磨、抛光工序产生的崩边及崩缺，减少应力集中，增强晶块材料的强度等。目前倒角主要为手工倒角，操作者手拿声光晶块在转动的磨石上进行打磨，这种手工倒角方式一次只能对一个产品的一条棱进行倒角，不但工序繁琐，而且效率低。另外，打磨量完全靠操作者经验而定，不同操作者打磨量不同，即使同一操作者不同时段打磨量也存在差异，导致加工均匀性差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种声光晶块的批量倒角夹具。本发明在保证加工精度的同时，可极大提高加工效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种声光晶块的批量倒角夹具，包括外框架、定位块体、端头挡板、压板和橡胶垫，外框架上表面具有一安装槽，定位块体固定安装在安装槽内并突出于安装槽；定位块体上表面形成有由端部凸起和中心凸起构成的T型凸起结构，T型凸起高度小于待加工声光晶体的厚度，定位块体上表面中心凸起两侧的区域构成用于放置晶块的晶块安放区；端头挡板通过调节机构活动设于外框架上远离端部凸起那端并可在调节机构作用下横向移动，以将安放在晶块安放区上的晶块夹紧于端头挡板和端部凸起之间；压板可拆卸地设置在中心凸起上，压板长度和中心凸起长度匹配，压板宽度大于中心凸起宽度，用于将安放在中心凸起两侧晶块安放区上的晶块同时竖向压紧；所述橡胶垫设于压板下表面以增大晶块竖向压紧力和晶块压紧后的横向摩擦力。

所述外框架上表面的安装槽为一端开口的条形槽，由此在外框架上形成左右两侧面槽壁和与开口相对的端部槽壁，端头挡板通过调节机构活动设于端部槽壁上。

在安装槽内沿长度方向中心设有与端部槽壁相连的隔断，定位块体远离端部凸起那端抵在隔断上；隔断和左右两侧面槽壁之间分别形成端头挡板安装腔，端头挡板为两块并分别安装在端头挡板安装腔内。

所述调节机构为调节螺杆，调节螺杆通过端部槽壁上的螺纹孔螺纹安装于外框架上；调节螺杆位于外框架内的那段端部具有限位突起；端头挡板由连接部和挡板体构成，连接部下表面与端头挡板安装腔底部接触，连接部具有空腔，调节螺杆通过连接部上的光孔穿过连接部并使限位突起位于空腔内，限位突起横向尺寸大于光孔横向尺寸以使限位突起不能通过光孔水平脱开；转动调节螺杆，可带动端头挡板左右移动。

所述空腔贯穿连接部上下表面，光孔至少与连接部上表面贯穿。

在定位块体上位于中心凸起长度方向间隔设有多个通孔，在外框架安装槽底部设有与通孔对应的螺纹孔，压板通过穿过通孔并与螺纹孔一一对应连接的螺栓可拆卸地安装在外框架上。

定位块体端部凸起那端与外框架安装槽开口端平齐，端部凸起长度与隔断头部距离外框架所在端端头距离相等，以使晶块安放区两端到外框架对应端的距离相等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1. 由于设计了外框架固定结构，夹具在机床工作台上能够迅速定位，省去了繁琐的找正过程。

2. 由于设计了定位块体凹槽定位结构，晶块能很方便的放在夹具中，同时使用垂直的两个侧面快速定位。

3. 由于设计了压板和橡胶皮同时固定结构，晶块固定在定位块体的同一位置上，很好地保护晶块表面质量，增大了加工过程中横向摩擦力。

4.与现有手工倒角相比，倒角质量（包括倒角尺寸、表面质量）可控，倒角均匀性好，减少了手工倒角的繁琐步骤，大批量生产显著节约时间，提高效率，降低生产成本。

5、本夹具减小了晶块Z轴方向的承载力，提高了成品率。

本倒角夹具除了用于声光晶块倒角外，也可用于硅酸钇镥（LYSO）晶块、铌酸锂（LN）晶块、钽酸锂（LT）晶块、硅酸钆钇镥（LGYSO）晶块、铝酸钇镥（LuYAP）晶块、钇铝镓石榴石（GAGG）晶块等晶体材料的倒角加工。

附图说明

图1-本发明倒角夹具整体结构示意图。

图2-本发明倒角夹具背面示意图。

图3-本发明倒角夹具外框架结构示意图。

图4-本发明倒角夹具定位块体结构示意图。

图5-本发明倒角夹具端头挡板示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

参见图1和图2，从图上可以看出，本发明声光晶块的批量倒角夹具，包括外框架1、定位块体2、端头挡板3、压板4和橡胶垫5，外框架1上表面具有一安装槽11，定位块体2固定安装在安装槽11内并突出于安装槽11。同时参见图4，定位块体2上表面形成有由端部凸起21和中心凸起22构成的T型凸起结构，定位块体2上表面中心凸起22两侧的区域构成用于放置晶块的晶块安放区23，T型凸起高度小于待加工声光晶体的厚度，这样晶块放置在晶块安放区后，晶块表面就高于凸起，便于压板压紧。端头挡板3通过调节机构6活动设于外框架1上远离端部凸起那端并可在调节机构作用下横向移动，以将安放在晶块安放区上的晶块夹紧于端头挡板和端部凸起之间。压板4可拆卸地设置在定位块体中心凸起22上，压板4长度和中心凸起22长度匹配，压板4宽度大于中心凸起22宽度，用于将安放在中心凸起两侧晶块安放区上的晶块同时竖向压紧；所述橡胶垫5设于压板4下表面以增大晶块竖向压紧力和晶块压紧后的横向摩擦力。

参见图3，所述外框架上表面的安装槽11为一端开口的条形槽，由此在外框架上形成左右两侧面槽壁和与开口相对的端部槽壁12，端头挡板3通过调节机构6活动设于端部槽壁12上。在安装槽11内沿长度方向中心设有与端部槽壁12相连的隔断13，端部槽壁12和隔断13两者呈T型结构设置，定位块体2远离端部凸起那端抵在隔断13上；隔断和左右两侧面槽壁之间分别形成端头挡板安装腔，端头挡板3为两块并分别安装在端头挡板安装腔内。

所述调节机构6为调节螺杆，调节螺杆通过端部槽壁12上的螺纹孔螺纹安装于外框架1上；调节螺杆位于外框架内的那段端部具有限位突起。参见图5，端头挡板3由连接部31和挡板体32构成，连接部下表面与端头挡板安装腔底部接触，以使端头挡板3的重量由外框架承担，调节螺杆只负责前后调节，这样调节起来更顺畅和可靠。连接部31具有空腔33，调节螺杆通过连接部上的光孔穿过连接部31并使限位突起位于空腔内，限位突起横向尺寸大于光孔横向尺寸以使限位突起不能通过光孔水平脱开；转动调节螺杆，可带动端头挡板左右移动。

所述空腔33贯穿连接部31上下表面，光孔至少与连接部上表面贯穿，实施例中光孔上下均贯通，这样更便于加工，可以参见图5。

实际设计时，定位块体2为塑料制成，如果压板直接安装在定位块体上，时间一长可能导致连接松动而不能有效压紧，所以本发明压板4直接与外框架1连接。故本发明在定位块体2上位于中心凸起长度方向间隔设有多个通孔24，在外框架1安装槽底部设有与通孔对应的螺纹孔，压板4通过穿过通孔24并与螺纹孔一一对应连接的螺栓7可拆卸地安装在外框架1上。实际设计时，压板4为两块，每块压板4对应的安装螺栓7为两颗。相比一块长的压板，压板分解变短后更容易保证压板对晶块的压紧效果。当然，如果定位块体材料允许，也可以直接将压板安装在定位块体上。

定位块体端部凸起那端与外框架安装槽开口端平齐，端部凸起长度与隔断头部距离外框架所在端端头距离相等，以使晶块安放区两端到外框架对应端的距离相等。设计时，夹具上装满两排晶块，夹具在机床上移动进行倒角加工，加工完成一排后，夹具需要转动180°进行另一排晶块加工，其中一排的加工起点就是另一排的加工终点。这样可以使夹具在加工完所有晶块时移动距离最短，避免空行程，从而提高加工效率。而本结构就能够确保夹具在不断的转向加工时，夹具移动的距离刚好将晶块全部加工到位，没有多余的移动。

具体设计时，外框架采用LC4材质，底面具备3个螺孔，用于通过螺钉固定定位块体；右端具备两个螺孔，用于晶块装夹时端面的固定。

本发明定位块体具备定位功能，用于晶块装夹时的精确定位；同时在加工过程中减少晶块在垂直方向上的受力；其尺寸与外框架尺寸匹配。定位块体晶块安放区的定位宽度与基本晶块单元的宽度一致，高度略小于基本晶块单元的厚度（高度），本发明设计为0.10±0.04mm。晶块安放区能够放置一定数量的晶块，且晶块上下左右四个方向均对称。

本发明端头挡板在晶块定位后装夹时，起到横向固定的作用，保证晶块装夹的精度；同时减少加工过程中晶块的横向受力。挡板的宽度小于待组装基本晶块单元的宽度，本发明设计为3±0.5mm；晶块装夹时，保证晶块横向受力均匀及水平挤压。

压板主要起竖向固定作用，从竖向将晶块压紧，防止晶块在加工过程中位移。两块压板能够更好地保证压紧效果。

橡胶垫为一种具备韧性和柔软性的材料，装夹时保护晶块表面质量、减少用力装夹产生的破损，同时增大加工过程中横向摩擦力。

外框架1、定位块体2、端头挡板3、压板4、橡胶垫5均可以自由拆卸、更换及调整，只需根据所倒角晶块的尺寸进行调整即可。

实际组装和倒角时，定位块体2装入外框架1中的安装槽中，用螺丝固定；端头挡板3置于外框架1一端并与调节螺栓连接，处于自由活动状态。倒角夹具组装完毕后，先将每块待倒角的声光晶块的抛光面涂刷光刻胶保护；用棉花蘸汽油将定位块体及外框架清洗干净，同时用汽油清洗待倒角的声光晶块，待清洗干净后依次排列在定位块体2的晶块安放区上，这个时候可能晶块在二维方向上并没有很好地对齐。然后采用平板对齐前述晶块端面，平行受力，同时轻旋外框架1调节螺栓，推动端面挡板3固定晶块横向面；晶块整齐排列在定位块体上；最后轻轻将橡胶垫置于晶块表面，压块4置于橡胶垫上，用螺丝固定，这样利用橡胶垫自身的弹力将晶块压紧并增加横向摩擦力。最后将固定好晶块的倒角夹具置于机床工作台的固定位置，空气负压将其固定即可进行倒角加工。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。