宝石夹具的制作方法
【专利摘要】一种宝石夹具，属于宝石加工设备【技术领域】。其主要包括排体、设在排体内的蜗杆、设有针齿的夹具针，夹具针的针齿与蜗杆啮合，其特征在于：所述排体两端面依次设有轴承座，外平面密封圈，固定密封轴承套，以及设在固定密封轴承套内的平面内孔密封圈和滚珠轴承；所述固定密封轴承套位于轴承座孔内；固定密封轴承套外平面设有环形凹槽，用于安装外平面密封圈，固定密封轴承套内孔平面设有台阶，用于安装平面内孔密封圈；并设置下油腔，其由排体底部设置向内凹陷的长方体储油槽与其槽口相配合的整体式盖板固定连接构成；夹具针采用直孔针头；针尾为锥形针尾。本发明设计合理，具有防漏油，多方位精确定位，防止蜗杆偏心与夹具针别死，宝石加工质量好，实用性强。
【专利说明】宝石夹具
【技术领域】
[0001]本发明属于宝石加工设备【技术领域】，具体涉及一种宝石夹具。
【背景技术】
[0002]宝石夹具，又称钻石夹具或水晶夹具，应用于宝石加工设备上，是水钻机上重要的组成部分，在对宝石加工过程中，宝石夹具一方面对水晶、钻石等胚料进行固定，另一方面通过夹具的动作来实现钻石、水晶等宝石的镜面进行转换。因此，宝石加工设备加工出的宝石水钻品质与夹具体的整体精度和稳定性息息相关。
[0003]宝石夹具通常由以下的结构组成:排体，设在排体内的蜗杆、与蜗杆啮合的若干针齿，排体顶部的顶盖板，排体侧面的侧盖板，蜗杆的两端设有轴承，轴承外侧设有固定螺母。目前，与蜗杆的两端即排体两侧面轴承座内采用平面轴承固定，在使用过程中一直存在以下问题，第一:平面轴承部位频繁出现漏油现象，不能很好地密封油腔内的黄油。第二:轴承磨损易导致轴承抱死，造成铝排体整体死针无法工作；第三，不能对蜗杆进行纵向调整并精确定位，容易出现蜗杆倾斜或不平衡的现象，影响蜗杆和针齿之间的力学传递效果，甚至导致夹具针转动失灵；与此同时，也因蜗杆和针齿之间的相互摩擦力而加剧了蜗杆和针齿之间损耗，降低了其使用寿命。
[0004]目前，宝石夹具的排体背部为平面结构，宝石夹具针的针尾伸出排体外，通过在盖板上设置凹槽用于安装针尾，而盖板也常采用多块拼接式进行密封固定，该结构在夹具使用一段时间后，夹具体内卡片与夹具针之间的磨损会使夹具针上下窜动，最终导致加工出来的宝石水钻质量不稳定，同时减短夹具的使用寿命。此外，这种结构也导致盖板处漏油。
[0005]宝石夹具针是宝石夹具上重要的组成部分，其针头主要用于固定宝石、水钻等宝石，其整个针在宝石进行打磨时，针体旋转来实现宝石棱角面的转换，因此，针的精度直接影响到加工出来的宝石质量。
[0006]目前宝石夹具针的针头孔都采用喇叭口状，针尾部采用圆柱状针尾。其加工工艺复杂，要经过下料、用仪表车床车针头、车针尾、然后进行滚齿、热处理，热处理回来后要进行磨外圆、打中心孔等工序。经过多次装夹后对针体本身的同心度和直线精度造成较大影响，而且针头喇叭口形状和针外径很难达到同心，而且修理后更加达不到原先的精度。而圆柱状针尾，其一方面增加了对夹具体的后盖板的摩擦力，同时针本身负载较大，易磨损，而且稳定性不高，减短了夹具的整体使用寿命。
[0007]另外，夹具针孔的大小与水钻、宝石的加工品质也息息相关，目前宝石夹具加工工艺都是先打孔后整体氧化，因受电流等原因的影响，打好的孔在氧化过程中孔的内径会受到影响，导致氧化后的孔大小不均匀，从而造成针在装配时太紧或太松，太紧时夹具针会死针，太松夹具针会晃动，对水钻、宝石的加工质量也造成不利影响。
【发明内容】
[0008]为了解决【背景技术】中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种宝石夹具，解决漏油、加工不稳定、设备使用寿命短等技术问题。
[0009]本发明采用的技术方案如下:
宝石夹具，主要包括排体、排体底部的盖板、设在排体内的蜗杆、设有针齿的夹具针，夹具针的针齿与蜗杆啮合，其特征在于:所述排体两端面依次设有轴承座，外平面密封圈，固定密封轴承套，以及设在固定密封轴承套内设有平面内孔密封圈和滚珠轴承；所述固定密封轴承套位于轴承座孔内；固定密封轴承套外平面设有环形凹槽，用于安装外平面密封圈，固定密封轴承套内孔平面设有台阶，用于安装平面内孔密封圈。
[0010]所述的宝石夹具，其特征在于:所述滚珠轴承为2个。
[0011]所述的宝石夹具，其特征在于:所述轴承座两侧平面分别设有调节螺丝孔，调节螺丝孔内设有调节螺丝，用于纵向调节固定密封轴承套的位置。
[0012]所述的宝石夹具，其特征在于:所述排体底部设置储油槽，所述盖板为整体式盖板；储油槽的槽口与整体式盖板固定连接，两端通过与排体两端面相配合的轴承座进行密封构成下油腔。
[0013]所述的宝石夹具，其特征在于:所述夹具针的针头内设有针孔，针孔为直孔中心孔；所述针尾为锥形针尾；针体与锥形针尾相接处设有环形卡片槽。
[0014]所述的宝石夹具，其特征在于:所述锥形针尾的上底面与侧面的夹角为135°。
[0015]所述的宝石夹具，其特征在于:所述针头其针孔的孔内直径:针头外圆直径=1:2-3。
[0016]所述的宝石夹具，其特征在于:所述蜗杆一端设有用于固定蜗杆的双孔定位蜗杆头。
[0017]所述的一种宝石夹具，其特征在于该宝石夹具的油腔为三个，即排体上部的上油腔，排体中部用于安装蜗杆并对蜗杆和夹具的针齿进行润滑的中油腔，和下油腔，所述下油腔由排体底部设置向内凹陷的长方体储油槽与其槽口相配合的整体式盖板固定连接构成；其两端通过与排体两端面相配合的轴承座进行密封；所述上油腔、中油腔和下油腔分别通过夹具针孔进行连通。
[0018]所述的宝石夹具，其特征在于:所述排体的加工工艺如下:1)制备铝排胚体；2)对铝排与其内部油腔相通的孔和两端平面进行密封后，进行低温氧化；铝排上油腔和中油腔保持不氧化状态；3)加工夹具针孔。
[0019]本发明在排体两端面轴承座内增加固定密封轴承套，固定密封轴承套靠轴承座面，平面增加外平面密封圈，这样能防止黄油从固定密封轴承套外圆漏出，轴承套内孔与内平面之间增加平面内孔密封圈，此结构能防止黄油从固定密封轴承套内孔漏出。固定密封轴承套内采用两只滚珠轴承固定传动，此结构可以很好地防止轴承卡死后停止工作的现象，在一只轴承出现磨损卡死现象后，另一只轴承可以取代工作。轴承座两端各加工一个调节螺丝孔，可以纵向调节固定密封轴承套的中心位置，防止蜗杆偏心与夹具针别死。夹具针采用直孔针头，只要平磨、清理后就能直接使用，大大减少了修复时间，而且保证了针体原本的同心度，磨出的宝石水钻质量稳定；针尾采用锥形固定尾，锥形固定尾位于铝排体底部增加下油腔中，下油腔的槽口用整体式盖板进行密封；针体的环形卡片槽在卡片齿内转动，下油腔的设置使得针体与卡片之间以及锥形尾与尾部盖板之间得到更好的润滑；同时，锥行尾的设计减少了宝石夹具针工作时的负载。此外，本发明对排体的加工是在排体胚体加工好后，在打夹具针孔之前对排体进行密封氧化，因此在打孔时减少了对钻头的磨损，而且打出来的针孔大小均匀，容易控制针孔的尺寸。总之，本发明设计合理，稳定性高，磨出的宝石水钻大小均勻，品质闻，同时也提闻了夹具的使用寿命。
[0020]【专利附图】
【附图说明】:
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的正面剖面结构示意图；
图3是本发明的俯视剖面结构示意图；
图4是本发明的横向剖面结构示意图；
图5是本发明排体的结构示意图；
图6为整体式盖板的结构示意图；
图7为夹具针的结构示意图；
图中:1_排体；1-1-储油槽；2-蜗杆；3_夹具针；3-1_针孔；3-2_针齿；3_3_锥形针尾；3-4_环形卡片槽；4_轴承座；4-1_固定螺栓；4-2_调节螺丝孔；4-3_调节螺丝；5-外平面密封圈；6_固定密封轴承套；7_平面内孔密封圈；8_滚珠轴承；9_固定螺母；10_双孔定位蜗杆头说-上油腔；Q2-中油腔；Q3-下油腔；G-整体式盖板，Gr螺丝孔。
[0021]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步具体说明。
[0022]本发明提供了一种宝石夹具，主要结构包括排体1、设在排体1内的蜗杆2、设有针齿的夹具针3，夹具针3的针齿与蜗杆2啮合，排体1两端面设有轴承座4，通过固定螺栓4-1将其固定在排体1上。这种结构使得平面轴承部位频繁出现漏油现象，不能很好地密封油腔内的黄油漏油。为了解决该技术问题，本发明在轴承座4孔内设置了固定密封轴承套6，并在固定密封轴承套6的外平面设有环形凹槽，环形凹槽内配合设置外平面密封圈5，防止黄油从固定密封轴承套6外圆漏出；固定密封轴承套6内孔平面设有台阶，台阶上配合设置平面内孔密封圈7，此结构能防止黄油从固定密封轴承套内孔漏出。在轴承盖4两端各加工一个调节螺丝孔4-2，配合调节螺丝4-3可以纵向调节固定密封轴承套6的中心位置，防止蜗杆2偏心与夹具针3别死。为了解决轴承磨损易导致轴承抱死，造成铝排体整体死针无法工作的缺陷，本设计采用了两只滚珠轴承8固定传动，此结构可以很好地防止轴承卡死后停止工作的现象，在其中一只轴承出现磨损卡死现象后，另一只轴承可以取代工作。蜗杆2的两端分别设有固定螺母9和双孔定位蜗杆头10，其中，双孔定位蜗杆头10侧面设有2个内孔，分别配合螺丝对蜗杆2进行更好的固定。
[0023]为了进一步提高夹具的加工精度和稳定性，本发明对夹具针进行设计，宝石夹具针的一端为针头，另一端为针尾，针头内设有针孔3-1，现有技术中的针孔均为喇叭口状针孔，其不仅工艺复杂，同时也很难保证针体外径和针孔3-1的同心度。本设计采用直孔中心孔，即针孔3-1成圆柱状，该种针头又称为直孔针头，其针孔3-1与针头外径所在的圆周同心；为了使宝石、水钻等宝石具有更好的固定效果，针孔3-1的直径与针头外径的比值最好为1:2-3 ;另外，本设计对传统的针尾进行改进，即将现有技术中的直筒针尾改为锥形针尾3-3 ;锥形针尾3-3的纵截面为等腰梯形。这种设计减少了针体旋转时锥形尾与尾部盖板之间的摩擦力；同时，锥形尾的设计减少了宝石夹具针工作时的负载，而且稳定性高，磨出的宝石水钻大小均匀，品质高。针头与锥形针尾3-3之间设有与宝石夹具上的蜗杆2相配合的针齿3-2，即针齿3-2与蜗杆2啮合；针体与锥形针尾3-3相接处设有环形卡片槽3_4，其与宝石夹具上的卡片相匹配。当锥形针尾3-3的上底面与侧面的夹角设计为135°使用效果更佳。在对夹具针的加工工艺上，本发明采用走心式数控车床加工，整个针体加工一次到位，减少在装夹时存在的误差，提高了针的整体同心度。
[0024]为了实现对夹具各部件更好的润滑以及克服漏油的技术缺陷，本发明对油腔结构进行改进。现有技术中，夹具中的油腔由排体1的上部上油腔Qi和排体1中部用于安装蜗杆2的腔体内的中油腔Q2构成；本发明在保留现有技术中上油腔％和中油腔％的基础上，还增设了一条下油腔Q3。通过在排体1的底部设置向内凹陷的长方体储油槽1-1，并配合整体式盖板G，整体式盖板G上设有若干螺丝孔匕，通过螺丝将整体式盖板G固定在排体1上，长方体储油槽的两端通过轴承座4进行密封，槽口通过整体式盖板G进行密封，形成下油腔Q3 ;上油腔Q1、中油腔Q2和下油腔Q3的两端均通过与排体1两端面相配合的轴承座4进行密封；排体1内设置的上中下三个油腔，上油腔％的设置能保持顶针和排体针孔之间的润滑，防止顶针在针孔内旋转时磨损。中油腔Q2的设置能保持蜗杆2和夹具针3之间的针齿润滑，防止夹具针3和蜗杆2长时间咬合导致磨损后死针；下油腔Q3的设置能保持卡片与夹具针3针尾之间的润滑，防止卡片和针尾之间的磨损而导致夹具针3上下移动；下油腔Q3、中油腔Q2和下油腔Q3之间分别通过夹具针孔进行连通，三者之间形成一个单向油路出口，即向夹具针3针头方向流动。铝排底部采用整体式盖板G并配合下油腔Q3，夹具针3的锥形针尾3-3的尾端与宝石夹具上的盖板G顶触；因采用锥形针尾3-3，润滑油将更好地对针尾、卡片和盖板G进行润滑，提高了夹具的使用寿命。下油腔Q3的设置一方面解决了长期以来盖板底部漏油的情况，另一方面因针体不仅通过卡片作用于环形卡片槽对针体侧向进行定位，还对其底部进一步进行纵向定位，很好地定位了夹具针3的水平高度，磨出来的宝石水钻质量平稳，大小均匀。
[0025]在对排体的加工工艺上，本发明采取先氧化后打孔工艺，铝排所有加工工序加工完后，留打针孔工序，然后对铝排所有可以直接和排体内部油腔相通的孔和两端平面进行密封，再进行低温氧化，保证铝排内部油腔不氧化即上油腔和下油腔不氧化，这样可以在打孔时减少对钻头的磨损。打出来的针孔大小均匀，容易控制针孔的尺寸。
【权利要求】
1.宝石夹具，主要包括排体(I)、排体(I)底部的盖板、设在排体(I)内的蜗杆(2)、设有针齿的夹具针(3)，夹具针(3)的针齿与蜗杆(2)啮合，其特征在于:所述排体(I)两端面依次设有轴承座(4)，外平面密封圈(5)，固定密封轴承套(6)，以及设在固定密封轴承套(6 )内设有平面内孔密封圈(7 )和滚珠轴承(8 );所述固定密封轴承套(6 )位于轴承座(4 )孔内；固定密封轴承套(6)外平面设有环形凹槽，用于安装外平面密封圈(5)，固定密封轴承套(6)内孔平面设有台阶，用于安装平面内孔密封圈(7)。
2.根据权利要求1所述的宝石夹具，其特征在于:所述滚珠轴承(8)为2个。
3.根据权利要求1所述的宝石夹具，其特征在于:所述轴承座(4)两侧平面分别设有调节螺丝孔(4-2)，调节螺丝孔(4-2)内设有调节螺丝(4-3)，用于纵向调节固定密封轴承套(6)的位置。
4.根据权利要求1所述的宝石夹具，其特征在于:所述排体(I)底部设置储油槽(1-1)，所述盖板为整体式盖板(G);储油槽(1-1)的槽口与整体式盖板(G)固定连接，两端通过与排体(I)两端面相配合的轴承座(4)进行密封构成下油腔(Q3)。
5.根据权利要求1所述的宝石夹具，其特征在于:所述夹具针(3)的针头内设有针孔(3-1)，针孔(3-1)为直孔中心孔；所述针尾为锥形针尾(3-3);针体与锥形针尾(3-3)相接处设有环形卡片槽(3-4)。
6.根据权利要求5所述的宝石夹具，其特征在于:所述锥形针尾(3-3)的上底面与侧面的夹角为135°。
7.根据权利要求5所述的宝石夹具，其特征在于:所述针头其针孔(3-1)的孔内直径:针头外圆直径=1:2-3。
8.根据权利要求1所述的宝石夹具，其特征在于:所述蜗杆(2)—端设有用于固定蜗杆(2)的双孔定位蜗杆头(10)。
9.根据权利要求1所述的一种宝石夹具，其特征在于该宝石夹具的油腔为三个，即排体(I)上部的上油腔(Q1),排体(I)中部用于安装蜗杆(2)并对蜗杆(2)和夹具针(3)的针齿进行润滑的中油腔(Q2),和下油腔(Q3),所述下油腔(Q3)由排体(I)底部设置向内凹陷的长方体储油槽与其槽口相配合的整体式盖板(G)固定连接构成；其两端通过与排体(I)两端面相配合的轴承座(4)进行密封；所述上油腔(Q1X中油腔(Q2)和下油腔(Q3)分别通过夹具针孔进行连通。
10.根据权利要求1所述的宝石夹具，其特征在于:所述排体(I)的加工工艺如下: 1)制备招排胚体； 2)对铝排与其内部油腔相通的孔和两端平面进行密封后，进行低温氧化；铝排上油腔和中油腔保持不氧化状态； 3)加工夹具针孔。
【文档编号】B24B9/16GK104308690SQ201410661627
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】高勇 申请人:浙江华勇机械制造有限公司