一种适用于超长旋转靶材的端面磨工装夹具的制作方法

1.本实用新型涉及一种旋转靶材的加工设备，特别涉及一种适用于超长旋转靶材的端面磨工装夹具。


背景技术：

2.旋转靶材是一种高速荷能粒子轰击的管状目标材料，通常通过一体成型或管基喷丸等工艺进行制取，目前已广泛应用于电子、通信、超导、航天等领域。
3.旋转靶材对管体的质量和精度要求较高，一般需要经过端面打磨工艺进行处理，保证其端面与中轴线的垂直度，现有的端面打磨工艺中，磨床在对轴向长度超过500mm的超长旋转靶材进行端面打磨时，由于砂轮对超长旋转靶材的端面进行打磨时，超长旋转靶材在砂轮在作用力下产生晃动，通常会影响超长旋转靶材的端面与中轴线的垂直度，不能保证端面打磨加工效率和加工品质。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种适用于超长旋转靶材的端面磨工装夹具，可以稳定夹紧超长旋转靶材，避免超长旋转靶材在砂轮的作用力下晃动，可以保证其端面与中轴线的垂直度，提高旋转靶材的加工质量。
5.根据本实用新型实施例的一种适用于超长旋转靶材的端面磨工装夹具，包括：
6.夹具底座；
7.自动卡盘，所述自动卡盘绕自身轴心均匀设置有多个卡爪，所述卡爪能够沿所述自动卡盘的径向运动，所述卡爪的上端设置有第一夹持部，所述卡爪的下端设置有第二夹持部和缓冲结构，所述第二夹持部通过所述缓冲结构安装在所述卡爪上，所述第二夹持部的近心端突出于所述第一夹持部的近心端；
8.驱动机构，连接所述卡爪，以用于控制所述卡爪移动。
9.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
10.所述第一夹持部为主夹持部，提供夹持力并夹紧旋转靶材，所述第二夹持部为辅助夹持部，主要起到导向定位的功能，所述第二夹持部的近心端突出于所述第一夹持部的近心端，并通过所述缓冲结构安装在所述卡爪上，在放入所述旋转靶材后，所述第二夹持部优先抵接所述旋转靶材，并调整所述旋转靶材的中轴线的位置使之与所述自动卡盘中轴线位置重合，在所述缓冲结构的作用下，最终所述第一夹持部可以抵接所述旋转靶材，并提供主要的夹持力来夹紧所述旋转靶材通过上述结构设计，可以达到良好的导向夹持效果，还可以保护旋转靶材的被夹持位置的表面质量，并且，所述第一夹持部沿所述自动卡盘中轴线方向的长度为 20mm～100mm，可以保证所述旋转靶材在加工中不会晃动，保证其端面与中轴线的垂直度，提高旋转靶材的加工质量。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述缓冲结构包括导杆和弹簧，所述卡爪上设置
有导向孔，所述导杆穿设在所述导向孔内，所述导杆的末端连接所述第二夹持部，所述弹簧套设在所述导杆上。
12.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
13.所述导杆的一端连接所述第二夹持部，另一端穿设在所述卡爪上的所述导向孔内，通过本结构设计的所述缓冲结构可以使所述第二夹持部在导向定位的过程中运动更加平稳。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持部靠近所述自动卡盘中心的一端设置有防滑纹。
15.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
16.所述第一夹持部设置有所述防滑纹，通过所述防滑纹的设置可避免在加工所述旋转靶材时，所述卡爪夹持所述旋转靶材时发生相对位移。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持部靠近所述自动卡盘中心的一端对应所述旋转靶材的外周设置有凹面。
18.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
19.通过设置所述凹面，在所述第一夹持部夹持所述旋转靶材时可以包裹住所述旋转靶材的外周侧，增加受力面积，可以确保夹持的稳定性和精确性，并且不易损伤所述旋转靶材的表面质量，所述旋转靶材也不易变形。
20.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动机构包括控制组件、气缸、传动杆和曲臂，所述传动杆沿周向并对应所述卡爪设置有多个铰接点，所述曲臂的一端铰接所述卡爪的下端，所述曲臂的另一端铰接所传动杆铰接点，所述气缸连接所述传动杆的下端，所述控制组件连接所述气缸，以用于控制所述气缸的运动。
21.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
22.多个所述卡爪同时铰接在所述传动杆上，由所述传动杆铰接所述曲臂并带动所述曲臂运动，通过所述曲臂铰接所述卡爪最终控制所卡爪的在水平方向上的直线运动，可保证多个所述卡爪的同步运动，可以确保所述旋转靶材受力均匀，不易损伤所述旋转靶材的表面质量且所述旋转靶材也不易变形，可以所述旋转靶材的中轴线对齐所述自动卡盘的中轴线。
23.根据本实用新型的一些实施例，控制组件包括压力开关和复位开关，所述压力开关安装在所述自动卡盘的中心位置并连接所述气缸，以用于提供启动信号，所述复位开关安装在所述夹具底座上并连接所述气缸，以用于控制所述气缸复位。
24.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
25.所述压力开关设置在所述自动卡盘的中心位置并连接所述气缸，在初始状态时，将所述旋转靶材放入所述自动卡盘的中心位置，所述旋转靶材优先接触自动卡盘的中心位置的压力开关，所述压力开关控制所述气缸工作从而控制所述传动杆向下运动，所述传动杆控制所述卡爪合拢，在加工完成后，触发所述复位开关，所述复位开关控制所述气缸运动，并最终控制所述卡爪张开，可靠的实现所述自动卡盘自动锁紧的功能。
26.根据本实用新型的一些实施例，所述压力开关为压敏传感器。
27.根据本实用新型的一些实施例，所述自动卡盘上设置有微调机构，以用于调整所述自动卡盘的水平度。
28.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
29.为了解决所述自动卡盘在放置于磨床的水平台上时，由于所述磨床的所述水平台可能达不到所述旋转靶材的垂直度要求，本实用新型还设置有所述微调机构，通过所述微调机构可以调整自动卡盘的水平度，进一步确保所述旋转靶材放置的竖直度。
30.根据本实用新型的一些实施例，所述微调机构包括微调孔和微调螺栓，所述微调孔沿所述自动卡盘的周向设置有多个，所述微调螺栓螺纹连接所述微调孔并抵接所述夹具底座。
31.根据本实用新型的一些实施例，所述夹具底座的顶点处设置有定位孔。
32.根据本实用新型的一些实施例，所述夹具底座采用磁性材料制成。
33.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
34.本实用新型安装在所述磨床的水平台时，对应磨床自带磁性的水平台和非磁性水平台设计有两种结构，在本实用新型安装于自带磁性的水平台上时，通过磁性材料制成的夹具底座可以紧密贴合水平台，在本实用新型安装于非磁性水平台上时可通过定位孔进行螺栓固定于水平台上，应用范围广，实用性强。
35.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持部和所述第二夹持部采用黄铜材料制成。
36.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持部和所述第二夹持部采用铝合金材料制成。
37.根据本实用新型的实施例，至少具有如下技术效果：
38.在对一些硬度比较低的所述旋转靶材进行加工时，本实用新型采用黄铜或者铝合金材质制作的所述第一夹持部，可以避免所述第一夹持部划伤所述旋转靶材的表面，保证所述旋转靶材的表面质量。
39.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
40.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
41.图1是本实用新型安装在磨床上的一种结构示意图；
42.图2是本实用新型的一种结构示意图；
43.图3是本实用新型的一种结构的局部示意图；
44.图4是本实用新型的一种结构的局部剖示示意图；
45.图中：100
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夹具底座，101
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定位孔，200
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自动卡盘，210
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卡爪，211
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第一夹持部，212
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第二夹持部，220
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缓冲结构，221
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导杆，222
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弹簧，230
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防滑纹，240
‑ꢀ
微调机构，241
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微调孔，242
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微调螺栓，310
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控制组件，311
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压力开关，312
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复位开关，320
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气缸，330
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传动杆，340
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曲臂，400
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磨床，401
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砂轮，402
‑
水平台。
具体实施方式
46.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
48.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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.参照图1～图4，本实用新型提出一种适用于超长旋转靶材的端面磨工装夹具，包括：
50.夹具底座100；
51.自动卡盘200，自动卡盘200绕自身轴心均匀设置有多个卡爪210，卡爪210 能够沿自动卡盘200的径向运动，卡爪210的上端设置有第一夹持部211，卡爪 210的下端设置有第二夹持部212和缓冲结构220，第二夹持部212通过缓冲结构 220安装在卡爪210上，所述第二夹持部212的近心端突出于所述第一夹持部211 的近心端；
52.驱动机构，连接卡爪210，以用于控制卡爪210移动。
53.具体的，夹具底座100安装在磨床400的水平台402上，自动卡盘200安装在夹具底座100上，卡爪210滑动安装在自动卡盘200上端，驱动机构连接卡爪 210并控制卡爪210在自动卡盘200上移动，卡爪210的上端设置有第一夹持部 211，第一夹持部211为主夹持部，提供夹持力并夹紧旋转靶材，对应第一夹持部 211设置有第二夹持部212，第二夹持部212通过缓冲结构220安装在卡爪210下端，第二夹持部212为辅助夹持部，主要起到导向定位的功能，所述第二夹持部 212的近心端突出于所述第一夹持部211的近心端，并通过缓冲结构220安装在卡爪210上，在放入旋转靶材后，第二夹持部212优先抵接旋转靶材，并调整旋转靶材的中轴线的位置使之与自动卡盘200中轴线位置重合，在缓冲结构220的作用下，最终第一夹持部211可以抵接旋转靶材，并提供主要的夹持力来夹紧旋转靶材，通过上述结构设计，可以达到良好的导向夹持效果，还可以保护旋转靶材的被夹持位置的表面质量，并且，第一夹持部211沿自动卡盘200中轴线方向的长度为20mm～100mm，可以保证旋转靶材在加工中不会晃动，保证其端面与中轴线的垂直度，提高旋转靶材的加工质量。
54.在本实用新型的一些实施例中，缓冲结构220包括导杆221和弹簧222，卡爪210上设置有导向孔，导杆221穿设在导向孔内，导杆211的末端连接第二夹持部212，弹簧222套设在导杆221上。
55.进一步的，夹具底座100安装在磨床400的水平台402上，自动卡盘200安装在夹具
底座100上，卡爪210滑动安装在自动卡盘200上端，驱动机构连接卡爪210并控制卡爪210在自动卡盘200上移动，卡爪210的上端设置有第一夹持部211，对应第一夹持部211设置有第二夹持部212，导杆221的一端连接第二夹持部212，另一端穿设在卡爪210上的导向孔内，弹簧222套设于导杆221上，通过本结构设计的缓冲结构220可以使第二夹持部212在导向定位的过程中运动更加平稳。
56.在本实用新型的一些实施例中，第一夹持部211靠近自动卡盘200中心的一端设置有防滑纹230。
57.进一步的，第一夹持部211设置有防滑纹230，通过防滑纹230可避免在加工旋转靶材时，卡爪210夹持旋转靶材时发生相对位移。
58.在本实用新型的一些实施例中，第一夹持部211靠近自动卡盘200中心的一端对应旋转靶材的外周设置有凹面。
59.在一些实施例中，第一夹持部211靠近自动卡盘200的一端还设置有凹面，通过设置凹面的方式，在第一夹持部211夹持旋转靶材时可以包裹住旋转靶材的外周侧，增加受力面积，可以确保夹持的稳定性和精确性，并且不易损伤旋转靶材的表面质量，旋转靶材也不易变形。
60.在本实用新型的一些实施例中，驱动机构包括控制组件310、气缸320、传动杆330和曲臂340，传动杆330沿周向并对应卡爪210设置有多个铰接点，曲臂 340的一端铰接卡爪210的下端，曲臂340的另一端铰接所传动杆330铰接点，气缸320连接传动杆330的下端，控制组件310连接气缸320，以用于控制气缸 320的运动。
61.具体的，夹具底座100安装在磨床400的水平台402上，自动卡盘200安装在夹具底座100上，卡爪210滑动安装在自动卡盘200上端，控制组件310连接气缸320并控制气缸320的动作，气缸320安装在夹具底座100中，气缸320的活塞杆连接传动杆330，传动杆330穿设于自动卡盘200中，沿传动杆330的周向设置有多个铰接点，铰接点连接曲臂340，曲臂340铰接卡爪210的下端，并控制卡爪210在自动卡盘200上水平运动，卡爪210的上端设置有第一夹持部211，对应第一夹持部211设置有第二夹持部212，导杆221的一端连接第二夹持部212，另一端穿设在卡爪210上的导向孔内，弹簧222套设于导杆221上，多个卡爪210 同时铰接在传动杆330上的结构，并由传动杆330铰接曲臂340并带动曲臂340 运动，通过曲臂340铰接卡爪210最终控制所卡爪210的在水平方向上的直线运动，可保证多个卡爪210的同步运动，可以确保旋转靶材受力均匀，不易损伤旋转靶材的表面质量且旋转靶材也不易变形，可以旋转靶材的中轴线对齐自动卡盘 200的中轴线。
62.在本实用新型的一些实施例中，控制组件310包括压力开关311和复位开关 312，所述压力开关311安装在所述自动卡盘200的中心位置并连接所述气缸320，以用于提供启动信号，所述复位开关312安装在所述夹具底座100上并连接所述气缸320，以用于控制所述气缸320复位。
63.压力开关311设置在自动卡盘200的中心位置并连接气缸320，在初始状态时，将旋转靶材放入自动卡盘200的中心位置，旋转靶材优先接触自动卡盘200 的中心位置的压力开关311，压力开关311控制气缸320工作从而控制传动杆330 向下运动，传动杆控制卡爪210合拢，在加工完成后，触发复位开关312，复位开关312控制气缸320运动，并最终控制卡爪210张开，可靠的实现自动卡盘200 自动锁紧的功能。
64.在本实用新型的一些实施例中，压力开关311为压敏传感器。
65.在本实用新型的一些实施例中，自动卡盘200上设置有微调机构240，以用于调整自动卡盘200的水平度。
66.为了解决自动卡盘200在放置于磨床400的水平台402上时，由于磨床400 的水平台402可能达不到旋转靶材的垂直度要求，本实用新型还设置有微调机构 240，通过微调机构240可以调整自动卡盘200的水平度，进一步确保旋转靶材放置的竖直度。
67.在本实用新型的一些实施例中，微调机构240包括微调孔241和微调螺栓242，微调孔241沿自动卡盘200的周向设置有多个，微调螺栓242螺纹连接微调孔241 并抵接夹具底座100。
68.在本实用新型的一些实施例中，夹具底座100的顶点处设置有定位孔101。
69.在本实用新型的一些实施例中，夹具底座100采用磁性材料制成。
70.本实用新型安装在磨床400的水平台402时，对应磨床400自带磁性的水平台402和非磁性水平台402设计有两种结构，在本实用新型安装于自带磁性的水平台402上时，通过磁性材料制成的夹具底座100可以紧密贴合水平台402，在本实用新型安装于非磁性水平台402上时可通过定位孔101进行螺栓固定于水平台402上，应用范围广，实用性强。
71.在本实用新型的一些实施例中，第一夹持部211和第二夹持部212采用黄铜材料制成。
72.在本实用新型的一些实施例中，第一夹持部211和第二夹持部212采用铝合金材料制成。
73.在对一些硬度比较低的旋转靶材进行加工时，本实用新型采用黄铜或者铝合金材质制作的第一夹持部211，可以避免第一夹持部211划伤旋转靶材的表面，保证旋转靶材的表面质量。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
75.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。