一种kdp晶体材料真空吸盘的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种针对KDP晶体材料的固定装置，可以高精度、高效率、低成本地实现对KDP晶体材料的超精密加工。
【背景技术】
[0002]KDP晶体是一种性能非常优良的无机电光非线性光学晶体，它是目前唯一能够可大尺寸生长的晶体材料，并具有非线性光学系数大、激光损伤阈值高、透过波长领域宽、光学均匀性好和易于实现相位匹配等优点。因此，KDP晶体被广泛应用于激光倍频转换、光电调制、快速光电开关等激光和非线性光学高技术领域，并在惯性约束核聚变系统中具有其他晶体材料所无法替代的重要地位。但KDP晶体本身具有质软、吸湿性强、脆性高、对温度变化敏感、受热易破裂等一系列不利于机械加工的特性，使得KDP晶体的超精密加工成为世界级难题，特别是大尺寸、低表面粗糙度、低波纹度、低应力、无损伤光学表面的获得尤为艰难。
[0003]目前，国内外KDP晶体主要采用单点金刚石切削方式经行精密加工，现有的加工装置也多为立式机床机构。这种立式机床由于主轴传动装置存在不可避免的误差，从而会导致加工的KDP晶体材料表面产生小尺度波纹，严重降低加工质量。另外，现有的KDP晶体材料加工装置中，金刚石刀具多采用直接焊接或者螺栓固定，无法实现金刚石刀具齿数增减，刀具工作半径以及角度调整，从而无法达到高效高精度的加工。由于KDP晶体具有易破裂的特性，现有的加工装置中采用的装夹方式无法实现对其精准、牢靠的安装，最终无法对其实现精密高效加工。同时，现有加工装置极易导致KDP晶体材料在加工过程中产生微裂纹进而破碎，从而大大提高了加工成本。
【发明内容】
[0004]为了改善现有的KDP晶体材料金刚石单点飞刀切削加工过程中低精度、低效率、高成本的加工现状，本发明提供了一种KDP晶体材料真空吸盘，该吸附盘安装在支撑座上并与卧式机床结构配合使用，能够根据实际加工需要，实现金刚石刀具齿数增减、刀具工作半径和刀具切削角度的调整，并且本装置配备了专用的夹具，真正实现对KDP晶体材料高精度、高效率、低成本精密加工。
[0005]本发明采用的技术方案为一种KDP晶体材料真空吸盘，该真空吸盘安装在专用真空吸盘高强度固定支架侧面上，专用真空吸盘高强度固定支架通过专用真空吸盘高强度固定支架固定螺母螺栓组件安装在高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件上；
[0006]该真空吸盘包括真空吸盘固定板(1)、真空吸盘固定板固定螺旋孔(2)、真空吸盘平衡调节器(3)、真空吸盘平衡调节板(4)、真空吸盘密封通气孔连接器(5)、真空吸附腔
(6)、软橡胶薄(7)、“回”形沟槽(9)、通气孔(8);
[0007]真空吸盘固定板固定螺旋孔(2)设置在真空吸盘固定板(1)的周向位置。真空吸盘平衡调节板(4)设置在真空吸盘固定板(1)表面;真空吸附腔(6)设置在真空吸盘平衡调节板⑷上；
[0008]真空吸盘平衡调节器(3)由高精度静压螺旋副加弹簧调节器组成，分布在真空吸盘平衡调节板(4)的四角，真空吸盘平衡调节器(3)用于微调节真空吸附腔(6)的水平度和垂直度，保证零件高精度平整度加工要求；
[0009]真空吸盘密封通气孔连接器(5)设置在真空吸盘平衡调节板(4)的一侧并与气栗和真空发生器相连接，用于抽走真空吸附腔(6)中的空气。
[0010]真空吸附腔(6)由低密度高强度铝合金制成，表面分布着一圈圈“回”形沟槽(9)，“回”形沟槽(9)的底部设有通气孔(8)，通气孔(8)与气栗相连，气栗与真空发生器相连。
[0011]当气栗和真空发生器启动后，抽走“回”形沟槽(9)中的空气，从而形成负气压，从而使真空吸附腔(6)具有吸力。
[0012]软橡胶薄(7)附着在真空吸附腔(6)表面，起到增大摩擦和密封空气的作用，保证真空吸附腔(6)的吸力，并且保护被装夹零件不被损坏。
[0013]所述“回”形沟槽(9)的沟槽宽度和深度一致，每个沟槽通过一个通气孔(8)相通，通气孔(8)与专用真空吸盘导气管相连接，专用真空吸盘导气管与气栗及真空发生器组件相连接，当气栗及真空发生器组件工作时，该真空吸盘表面的“回”形沟槽(9)里为真空状态，从而使真空吸盘具有吸力而固定住KDP晶体零件。
[0014]所述专用真空吸盘高强度固定支架由球墨铸铁制成。
[0015]所述真空吸盘固定板(1)为矩形。
[0016]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
[0017]对于晶体材料，特别是KDP晶体材料，由于具有易碎、易破裂、易变形、无法用传统方法装夹，该真空吸盘完美地解决了这类难题。此外，该真空吸盘还适用于所有非加工面为平面的零件，保证装夹精度，由于不存在非均匀力装夹变形，从而大大降低了零件的加工残余应力。
【附图说明】
[0018]图1为专用真空吸盘的结构细部图。
[0019]图2为专用真空吸盘的底部结构示意图。
[0020]图中:1、真空吸盘固定板，2、真空吸盘固定板固定螺旋孔，3、真空吸盘平衡调节器，4、真空吸盘平衡调节板，5、真空吸盘密封通气孔连接器，6、真空吸盘，7、软橡胶薄，8、通气孔，9、“回”形沟槽。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0022]如图1-2所示，开始加工时，首先启动计算机及电控系统组件和气栗及真空发生器组件，真空吸盘开始具有一定的吸力，随后根据要切削的KDP晶体零件尺寸将其固定在专用真空吸盘上。调节好专用圆弧刃金刚石刀具和与KDP晶体零件初始加工距离后，主轴电机开始转动，通过专用刀盘连接轴、专用刀盘和专用圆弧刃金刚石刀具角度调整器带动圆弧刃金刚石刀具以设定好的工作半径随着主轴电机高速旋转，同时，液体静压导轨直线驱动电机开始工作，高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件带动主轴电机从设定的初始位置沿径向进给，开始切削KDP晶体零件;装有主轴电机的高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件到达设定径向移动终点位置时，圆弧刃金刚石刀具径向移出KDP晶体零件切削表面，随后液体静压导轨直线驱动电机反向转动，装有主轴电机的高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件带动主轴电机开始沿原路同速返回，圆弧刃金刚石刀具再次切削KDP晶体零件；当装有主轴电机的高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件开到达最初启动位置时，装有主轴电机的高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件停止运动，完成一次KDP晶体零件切削过程;与此同时，装有KDP晶体零件的高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件开始沿横向移动设定距离，随后停止，此时，装有主轴电机的高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件再次沿径向进给，开始下一次KDP晶体零件的切削。整个切削过程周期性循环进行，直至切削完成。
【主权项】
1.一种KDP晶体材料真空吸盘，该真空吸盘安装在专用真空吸盘高强度固定支架侧面上，专用真空吸盘高强度固定支架通过专用真空吸盘高强度固定支架固定螺母螺栓组件安装在高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件上;其特征在于: 该真空吸盘包括真空吸盘固定板(1)、真空吸盘固定板固定螺旋孔(2)、真空吸盘平衡调节器(3)、真空吸盘平衡调节板(4)、真空吸盘密封通气孔连接器(5)、真空吸附腔(6)、软橡胶薄(7)、“回”形沟槽(9)、通气孔(8); 真空吸盘固定板固定螺旋孔(2)设置在真空吸盘固定板(1)的周向位置;真空吸盘平衡调节板(4)设置在真空吸盘固定板(1)表面;真空吸附腔(6)设置在真空吸盘平衡调节板(4)上； 真空吸盘平衡调节器(3)由高精度静压螺旋副加弹簧调节器组成，分布在真空吸盘平衡调节板(4)的四角，真空吸盘平衡调节器(3)用于微调节真空吸附腔(6)的水平度和垂直度，保证零件高精度平整度加工要求； 真空吸盘密封通气孔连接器(5)设置在真空吸盘平衡调节板(4)的一侧并与气栗和真空发生器相连接，用于抽走真空吸附腔(6)中的空气； 真空吸附腔(6)由低密度高强度铝合金制成，表面分布着一圈圈“回”形沟槽(9)，“回”形沟槽(9)的底部设有通气孔(8)，通气孔(8)与气栗相连，气栗与真空发生器相连； 当气栗和真空发生器启动后，抽走“回”形沟槽(9)中的空气，从而形成负气压，从而使真空吸附腔(6)具有吸力； 软橡胶薄(7)附着在真空吸附腔(6)表面，起到增大摩擦和密封空气的作用，保证真空吸附腔(6)的吸力，并且保护被装夹零件不被损坏； 所述“回”形沟槽(9)的沟槽宽度和深度一致，每个沟槽通过一个通气孔(8)相通，通气孔(8)与专用真空吸盘导气管相连接，专用真空吸盘导气管与气栗及真空发生器组件相连接，当气栗及真空发生器组件工作时，该真空吸盘表面的“回”形沟槽(9)里为真空状态，从而使真空吸盘具有吸力而固定住KDP晶体零件。2.根据权利要求1所述的一种KDP晶体材料真空吸盘，其特征在于:所述专用真空吸盘高强度固定支架由球墨铸铁制成。3.根据权利要求1所述的一种KDP晶体材料真空吸盘，其特征在于:所述真空吸盘固定板(1)为矩形。
【专利摘要】一种KDP晶体材料真空吸盘，专用真空吸盘高强度固定支架通过专用真空吸盘高强度固定支架固定螺母螺栓组件安装在高平整度工作台和液体静压导轨支撑板组件上；真空吸盘平衡调节器分布在真空吸盘平衡调节板的四角，“回”形沟槽的沟槽宽度和深度一致，每个沟槽通过一个通气孔相通，通气孔与专用真空吸盘导气管相连接，专用真空吸盘导气管与气泵及真空发生器组件相连接，当气泵及真空发生器组件工作时，该真空吸盘表面的“回”形沟槽里为真空状态，从而使真空吸盘具有吸力而固定住KDP晶体零件。该真空吸盘还适用于所有非加工面为平面的零件，保证装夹精度，由于不存在非均匀力装夹变形，从而大大降低了零件的加工残余应力。
【IPC分类】F16B47/00
【公开号】CN105485144
【申请号】CN201610056619
【发明人】关佳亮, 赵显辉, 任勇, 孙晓楠, 戚泽海, 路文文
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月27日