一种可转位多工位金刚石切割夹具的制作方法

1.本实用新型属于金刚石加工技术领域，具体涉及一种可转位多工位金刚石切割夹具。


背景技术：

2.cvd金刚石在生长过程中由于边缘效应会在单晶体的外沿生成一圈多晶体，随着生长高度的增加，多晶会向外侧和单晶体内部扩散，形成蛋挞结构。激光切割加工就是为了切除多晶体，保留单晶体。激光切割加工是现在主要的金刚石加工手段，随着化学气相(cvd)金刚石产量的提升，金刚石晶种和金刚石单晶体相应的激光切割加工量也越来越大。
3.由于cvd金刚石形状不规则，激光切割加工过程中涉及到装夹操作，传统的装夹方式是将金刚石毛坯用强力胶水粘在加工棒上面，然后用激光切出想要的尺寸。切割完成后，需要用丙酮等有机溶剂浸泡把胶水溶解掉，最后再通过超声震荡使金刚自然脱落。如果涉及到多次装夹的切割，则需要多次涂抹强力胶水用于固定金刚石材料，这样操作工序多，装夹时间长。并且由于丙酮等有机溶剂使用量大，环境污染严重，对人生健康也有影响。
4.因此，本实用新型提供了一种可转位多工位金刚石切割夹具，以便在不污染环境、不危害人体健康以及不重复拆卸装夹的操作下进行金刚石快速、批量与精密的激光切割，用于省时省力、提高切割效率和切割品质，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可转位多工位金刚石切割夹具，解决现有金刚石激光切割装夹复杂繁琐、耗时耗力和不利于环境保护和人体健康的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种可转位多工位金刚石切割夹具包括夹具底座，水平设于夹具底座上的第一连接块，竖直设于夹具底座上的安装板，设于安装板上的第二连接块，转动设于第一连接块上用于装夹金刚石的第一装夹机构，以及转动设于第二连接块上用于装夹金刚石的第二装夹机构。
8.进一步地，第一装夹机构包括转动设于第一连接块上的水平回转台，设于水平回转台上的立式夹具座，以及设于立式夹具座顶面用于真空吸附金刚石的第一真空吸嘴；
9.立式夹具座侧壁设有与第一真空吸嘴相连通的第一真空管道连接口，第一真空管道连接口通过第一管道与外界真空泵相连。
10.进一步地，第一连接块顶面设有用于显示水平回转台转动度数的第一刻度盘。
11.进一步地，水平回转台连接有用于驱动其电动转动的第一旋转电机。
12.进一步地，水平回转台设有用于驱动其手动转动的第一转动手柄。
13.进一步地，第二装夹机构包括转动设于第二连接块上的竖直回转台，设于竖直回转台上的卧式夹具座，以及若干个设于卧式夹具座顶面用于真空吸附金刚石的第二真空吸
嘴；
14.卧式夹具座侧壁设有若干个与第二真空吸嘴相连通的第二真空管道连接口，第二真空管道连接口与第二真空吸嘴一一对应，第二真空管道连接口通过第二管道与外界真空泵相连。
15.进一步地，卧式夹具座为l型结构，竖直回转台与卧式夹具座短边与固定相连，第二真空吸嘴均布设于卧式夹具座长边顶面。
16.进一步地，第二连接块外侧面设有用于显示竖直回转台转动度数的第二刻度盘。
17.进一步地，竖直回转台连接有用于驱动其电动转动的第二旋转电机。
18.进一步地，竖直回转台设有用于驱动其手动转动的第二转动手柄。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有金刚石激光切割装夹复杂繁琐、耗时耗力和不利于环境保护和人体健康的技术问题，在不污染环境、不危害人体健康以及不重复拆卸的装夹操作下，可进行金刚石快速、批量与精密的激光切割，省时省力、提高了切割效率和切割品质。
21.本实用新型包括夹具底座、设于夹具底座上的第一连接块和安装板、设于安装板的第二连接块、以及分别设于第一连接块和第二连接块上用于装夹金刚石第一装夹机构和第二装夹机构。其中第二装夹机构利于激光束对金刚石整体与批量切割，而第一装夹机构利于激光束对金刚石精密切割；并且可以通过创建任务，实现对金刚石的按序切割，减少劳动量。
22.本实用新型第一装夹机构包括转动设于第一连接块上的水平回转台，设于水平回转台上的立式夹具座，以及设于立式夹具座顶面的第一真空吸嘴；第二装夹机构包括转动设于第二连接块上的竖直回转台，设于竖直回转台上的卧式夹具座，以及若干个设于卧式夹具座顶面的第二真空吸嘴。第一装夹机构和第二装夹机构均采用真空吸附的装夹方式，真空吸附不仅提高了装夹稳固性，同时也方便拆卸，省时省力；除此之外，整个过程中，无其他辅助材料使用，无环境污染，降低了健康危害。第一装夹机构和第二装夹机构可根据需求分别进行水平或竖直方向的旋转，可以在不拆卸金刚石装夹的情况下精密调节切割方向。
附图说明
23.图1为本实用新型结构示意图。
24.图2为本实用新型竖直回转台转动图。
25.图3为本实用新型第一连接块或第二连接块刻度盘放大图。
26.其中，附图标记对应的名称为：
27.1-夹具底座，2-第一连接块，3-安装板，4-第二连接块，5-金刚石，6-水平回转台，7-立式夹具座，8-第一真空吸嘴，9-第一真空管道连接口，10-第一刻度盘，11-竖直回转台，12-卧式夹具座，13-第二真空吸嘴，14-第二真空管道连接口，15-第二刻度盘，16-激光束。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全
部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.如图1-3所示，本实用新型提供的一种可转位多工位金刚石切割夹具，结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有金刚石激光切割装夹复杂繁琐、耗时耗力和不利于环境保护和人体健康的技术问题，在不污染环境、不危害人体健康以及不重复拆卸的装夹操作下，可进行金刚石5快速、批量与精密的激光切割，省时省力、提高了切割效率和切割品质。
32.本实用新型包括夹具底座1，水平设于夹具底座1上的第一连接块2，竖直设于夹具底座1上的安装板3，设于安装板3上的第二连接块4，转动设于第一连接块2上用于装夹金刚石5的第一装夹机构，以及转动设于第二连接块4上用于装夹金刚石5的第二装夹机构。其中第二装夹机构利于激光束对金刚石5整体与批量切割，而第一装夹机构利于激光束16对金刚石5精密切割；并且可以通过创建任务，实现对金刚石5的按序切割，减少劳动量。
33.本实用新型第二装夹机构包括转动设于第二连接块4上的竖直回转台11，设于竖直回转台11上的卧式夹具座12，以及若干个设于卧式夹具座12顶面用于真空吸附金刚石5的第二真空吸嘴13；
34.卧式夹具座12侧壁设有若干个与第二真空吸嘴13相连通的第二真空管道连接口14，第二真空管道连接口14与第二真空吸嘴13一一对应，第二真空管道连接口14通过第二管道与外界真空泵相连。金刚石5在外界真空泵的作用下被强力吸附在第二真空吸嘴13上，通过转动竖直回转台11带动卧式夹具座12转动，方便切割不同的金刚石边。
35.本实用新型卧式夹具座12为l型结构，竖直回转台11与卧式夹具座12短边与固定相连，第二真空吸嘴13均布设于卧式夹具座12长边顶面，第二真空吸嘴13为多个，便于金刚石5批量快速吸附与切割；每个第二真空吸嘴13为单独的吸附通道，可通过阀岛对第二真空吸嘴13进行单独的控制，从而实现不同第二真空吸嘴13的通断。
36.本实用新型第一装夹机构包括转动设于第一连接块2上的水平回转台6，设于水平回转台6上的立式夹具座7，以及设于立式夹具座7顶面用于真空吸附金刚石5的第一真空吸嘴8；立式夹具座7侧壁设有与第一真空吸嘴8相连通的第一真空管道连接口9，第一真空管道连接口9通过第一管道与外界真空泵相连。与第二装夹机构的吸附原理相同，均采用真空泵作用，将金刚石5牢固吸附于第一真空吸嘴8上，通过转动水平回转台6带动立式夹具座7水平旋转。第一装夹机构用于经第二装夹机构初步切割后的精准切割，第一真空吸嘴8数量
优选为一个，便于对应金刚石5的细致精确的二次切割。
37.本实用新型第一装夹机构和第二装夹机构均具有精准旋转切割功能，第一连接块2顶面设有用于显示水平回转台6转动度数的第一刻度盘10，第二连接块4外侧面设有用于显示竖直回转台11转动度数的第二刻度盘15。其中第二刻度盘15和第一刻度盘10分别利于竖直转动或水平转动时旋转度数的精准控制，提高了切割精确度。
38.本实用新型第一装夹机构和第二装夹机构的转动力采用手动驱动或电动驱动。手动驱动通过分别设于水平回转台6上第一转动手柄或竖直回转台11上的第二转动手柄实现；电动驱动分别通过连接于水平回转台6的第一旋转电机或连接于竖直回转台11的第二旋转电机实现。
39.本实用新型可用于金刚石四周多晶切割或晶种切割，具体操作如下：
40.金刚石四周多晶切割：
41.1、将金刚石5吸附装夹于卧式夹具座12的第二真空吸嘴13上，旋转竖直回转台11，使金刚石切割线与y轴平行；
42.2、调整激光束16聚焦位置，使其聚焦于金刚石5表面，并设定切割路径；
43.3、切割好后，旋转竖直回转台11，切割金刚石5不同方向的多晶边。如果需要精密旋转切割，可以将金刚石5吸附装夹于立式夹具座7的第一真空吸嘴8上，通过调节水平回转台6，精确设定旋转切割角度。
44.金刚石晶种切割：
45.1、金刚石5四周多晶切割好后，将卧式夹具座12的竖直回转台1190度，让金刚石5侧面朝上；
46.2、调整激光束16聚焦位置，使其聚焦于金刚石5表面，并设定切割路径；
47.3、单面切割时，旋转一次竖直回转台11即可；
48.4、双面切割时，再180度旋转竖直回转台11，对金刚石5另外一边进行切割。
49.本实用新型所用旋转电机、真空泵均为现有已知电气设备，并且均可在市场上直接购买使用，其结构、电路、以及控制原理均为现有已知技术，因此，关于旋转电机、真空泵的结构、电路、以及控制原理在此不赘述。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。