专利名称：一种夹持装置及夹持方法
技术领域：
本发明涉及一种夹持装置及夹持方法，尤其是涉及在光学元件的加工中实现精确定心夹持功能的夹持装置及夹持方法。
背景技术：
在光学技术领域，对组成各类光学系统的光学镜片，如透镜、球面镜、各类非球面镜等，都要按光学设计的技术要求进行粗磨、细磨、精磨、抛光、磨边等研磨制作，这种过程在业界称之为光学冷加工。
光学冷加工中的被加工光学镜片，都要采用夹具固定进行加工。现有技术中通常采用定心机进行所述研磨加工。定心机是一种用于将各种形状研磨成圆形的机器，其原理是利用中空的夹具固定工件(如透镜等)，并利用泵等驱动装置对夹具的中空部分吸气并将工件吸附在夹具的一个夹持体上，当吸附后再将另一相同夹持体从另一端靠近，从而将工件夹持固定。最后利用高速旋转产生离心力的方式使工件定心(即夹具与工件的几何中心重合)，并利用砂轮等研磨工具进行加工。
此种定心机可广泛用于一般形状的滚圆或磨圆加工上，然而此种利用离心力的定心机制由于需要高速旋转，容易耗损机台，且其定心的稳定度不佳。
有鉴于此，提供一种夹持装置及夹持方法，其可在光学镜片等的加工中容易实现精确定心。
发明内容下面将以具体实施例说明一种夹持装置及夹持方法。
一种夹持装置，用于夹紧并定位待加工的工件，该夹持装置包括一对相对设置的夹持体，所述夹持体的相对的端面上分别形成有夹持端面，且其中至少一个夹持体内部开设有腔体，其特征在于该夹持装置包括一个定心套，其包括第一端及第二端且其内部形成有调位孔及定心孔，该两孔的轴向中心线相重合，该调位孔形成在该定心套的第一端并向第二端延伸，呈锥台形，其口径从第一端向第二端起逐渐减小；该定心孔形成在该定心套的第二端并向第一端延伸且与所述调位孔相连接，呈圆柱体形，其口径与调位孔的最小口径相同；其中，该调位孔及定心孔一同将定心套导通，该定心套通过该定心孔套设在所述夹持体上，并将第二端设置在远离所述夹持端面的一侧，且使该定心孔与该夹持体的轴向中心线相重合。
以及一种夹持装置，用于夹紧并定位待加工的工件，该夹持装置包括一对相对设置的夹持体，所述夹持体的相对的端面上分别形成有夹持端面，且其中至少一个夹持体内部开设有腔体；该夹持装置还包括一个定心套，其包括第一端及第二端且内部形成有调位孔、定心孔及通孔，该三孔的轴向中心线相重合，该调位孔形成在该定心套的第一端并向第二端延伸，呈锥台形，其口径从第一端向第二端起逐渐减小；该通孔形成在该定心套的第二端并向第一端延伸，呈圆柱体形；该定心孔形成在该调位孔及通孔之间，并与两孔分别相连接，呈圆柱体形，其口径与调位孔的最小口径相同并大于通孔的口径；其中，所述三孔一同将定心套导通，该定心套通过该通孔套设在所述夹持体上，并将第二端设置在远离所述夹持端面的一侧，且使该通孔与该夹持体的轴向中心线相重合。
以及一种夹持方法包括以下步骤首先提供第一夹持体，该第一夹持体的端面上形成有夹持端面且其内部开设有腔体；并将一个定心套套设在第一夹持体上，该定心套包括调位孔、定心孔及通孔，该三孔从该定心套内部的一端依次向另一端延伸形成并将其导通，其中，该调位孔呈锥台形，其口径从端口向内逐渐减小，该定心孔与该调位孔相连接呈圆柱体形，其口径与调位孔的最小口径相同，该通孔与该定心孔相连接呈圆柱体形，其口径小于定心孔的口径，该定心套通过该通孔套设在所述夹持体上，并将形成有通孔的一端设置在远离所述夹持端面的一侧，且使该通孔与该夹持体的轴向中心线相重合；其次对所述腔体进行抽气，将工件吸附到所述夹持端面上；并沿第一夹持体的轴向方向移动所述定心套，使工件进入该定心套内并进行定心；最后提供第二夹持体，并使该第二夹持体端面靠近并接触所述工件，通过所述第一及第二夹持体夹紧该工件，并停止抽气。
与现有技术相比，所述一种夹持装置及夹持方法，其通过抽气吸附的方式高精度夹紧固定所需加工的工件，且通过定心套进行快速精确地定心，以确保加工时的准确度，从而提高了加工后工件的品质。
图1是本发明第一实施例的夹持装置及工件的示意图。
图2是本发明第一实施例的夹持装置定心套的示意图。
图3是本发明第二实施例的夹持装置定心套的示意图。
图4是本发明第三实施例的夹持方法中吸附工件的示意图。
图5是本发明第三实施例的夹持方法中移动定心套进行定心的示意图。
图6是本发明第三实施例的夹持装置的一对夹持体夹紧工件的示意图。
具体实施方式下面结合附图将对本发明实施例作进一步的详细说明。
请一同参见图1及图2，本发明第一实施例提供的夹持装置用于夹紧所需加工的工件10(如光学镜片)并对其进行精确定心，该夹持装置包括一对夹持体20及21、抽气装置30、以及定心套40。
所述夹持体20形成为圆柱体形状的轴体，其包括第一端201及第二端202，且该第一端201的末端形成有夹持端面2011，该夹持端面2011是直接与工件10相接触部分，可根据实际需要设计该夹持端面2011的形状。该夹持体20内部开设有腔体203，该腔体203从该第一端201的夹持端面2011向该第二端202延伸。
另一夹持体21与上述夹持体20相对设置且两者的轴向中心线相重合。该夹持体21的靠近夹持体20的末端形成有夹持端面2111，该夹持端面2111是直接与工件10相接触部分，与夹持体20的夹持端面2011相匹配，并一同夹紧工件10。当所需加工的工件10为光学镜片时，该夹持体20及21可选用不损坏镜片的黄铜材料。当然为了降低成本，也可以只在形成有夹持端面2011及2111的一端采用黄铜等特殊材料。
所述抽气装置30用于对夹持体20的腔体203进行抽气，以使将工件10吸附到夹持端面2011上。该抽气装置30可通过抽气管道301与夹持体20的腔体203相连接，其可为抽气泵等设备。
所述定心套40套设夹持体20上。该定心套40内部形成有调位孔41及定心孔42。该调位孔41用于调整工件10的位置，其从靠近夹持体20的第一端201的一端起逐渐向靠近第二端202的一端延伸形成，该调位孔大致呈锥台形，即从靠近所述夹持体20的第一端201的一端起口径逐渐减小。该定心孔42用于对工件10进行定心，其从与调位孔41相连接的一端起逐渐向靠近所述第二端202的一端延伸形成，并呈圆柱体形，且其口径与调位孔41的最小口径相同，该定心孔用于对工件10进行精确定心，因此其口径与垂直于夹持方向的工件10的高度相同。另外，该调位孔41与该定心孔42一同将该定心套40导通，且两孔的轴向中心线与所述夹持体20的轴向中心线相重合，而该夹持体20则通过该定心孔42与该定心套40相配合，即该圆柱体形夹持体20其外径与该定心孔41的内径在确保同轴度的情况下，在单边允许的配合公差是0～5微米的范围内相联接，由此可通过如气压驱动等外力作用将该定心套40相对该夹持体20来回移动。
当然，本发明实施例使用的定心套并不限于以上所述结构及形状，如图3所示，在本发明第二实施例中定心套50包括调位孔51、定心孔52及通孔53。与第一实施例相同，该调位孔51用于调整工件的位置，其从靠近夹持体的夹持端面的一端起逐渐向远离该夹持端面的一端延伸形成，其大致呈锥台形，即从靠近所述夹持端面的一端起口径逐渐减小；该定心52用于对工件进行定心，其从与调位孔51相连接的一端起逐渐向远离所述该夹持端面的一端延伸形成，并呈圆柱体形，且其口径与调位孔51的最小口径相同，该定心孔用于对工件进行精确定心，因此其口径与垂直于夹持方向的工件的高度相同。该通孔53从与定心孔52相连接的一端逐渐向与所述调位孔51相反的那一端延伸形成，该通孔53与所述夹持体的形状象匹配，且其口径小于定心孔52的口径。另外，该调位孔51、该定心孔52及通孔53一同将该定心套50导通，且三个孔的轴向中心线与所述夹持体的轴向中心线相重合。而与第一实施不同的是，该夹持体则通过该通孔53与该定心套50相配合，且在确保该夹持体20与通孔53的同轴度的情况下，在单边允许的配合公差是0～5微米的范围内相联接，由此可通过如气压驱动等外力作用将该定心套50相对该夹持体来回移动。
下面详细说明本实施例提供的夹持方法。
请参见图1及图4至图6，以第一实施例中的夹持装置20为例，使用该夹持装置20对工件10(如光学镜片)进行夹持并定心的夹持方法包括以下步骤首先，设置好夹持装置(如图1所示)，并利用如抽气泵等抽气装置对夹持体20内部的腔体203进行抽气，由于腔体203是从该第一端201的夹持端面2011向该第二端202开设的，因此夹持端面2011的端口处吸附力很强，以使可以将工件10吸附到夹持端面2011上并固定住(如图4所示)其次，为调整所吸附的工件10与夹持体20的轴心偏差，将定心套40沿靠近工件10的轴向方向移动，使夹持体20与被吸附的工件10一同通过该定心套40的调位孔41与定心孔42(如图5所示)。此时该工件10通过调位孔41的斜锥体面，并可以沿与该夹持体20的轴向垂直的方向进行位置调整。工件10进入定心孔42中后，由于该定心孔42的轴向中心线与该夹持体20的轴向中心线相重合，并且该定心孔42的口径与工件10的与夹持方向垂直的高度相匹配，因而相对于夹持体20可对工件10进行较高精度的定心。当工件10完全进入该定心孔42中时停止该定心套40的移动。此步骤中，移动该定心套40可通过气压驱动的推杆等外力作用(图未示)进行。
最后，确保定心结束后在持续抽气的状态下，将定心套40移回原先的位置并露出工件10，此时将夹持装置的另一夹持体21靠近并接触工件10的另一端面，通过相对设置的一对夹持体20及21固定工件10，并停止抽气(如图6所示)。此时，工件10与夹持体20及21的轴向中心线相重合，进行后续加工时可确保精确稳定的定心度。
可以理解，本发明实施例中所述夹持体及定心套的形状及结构并不限于以上说明，可根据实际需求进行设计，只要确保两者相配合实现高精度定心的效果即可。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的实施效果即可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种夹持装置，用于夹紧并定位待加工的工件，该夹持装置包括一对相对设置的夹持体，所述夹持体的相对的端面上分别形成有夹持端面，且其中至少一个夹持体内部开设有腔体，其特征在于该夹持装置包括一个定心套，其包括第一端及第二端且其内部形成有调位孔及定心孔，该两孔的轴向中心线相重合，该调位孔形成在该定心套的第一端并向第二端延伸，呈锥台形，其口径从第一端向第二端起逐渐减小；该定心孔形成在该定心套的第二端并向第一端延伸且与所述调位孔相连接，呈圆柱体形，其口径与调位孔的最小口径相同；其中，该调位孔及定心孔一同将定心套导通，该定心套通过该定心孔套设在所述夹持体上，并将第二端设置在远离所述夹持端面的一侧，且使该定心孔与该夹持体的轴向中心线相重合。
2.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于所述定心套与通孔之间的单边配合公差范围是0～5微米。
3.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于所述夹持体为圆柱形轴状体。
4.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于所述腔体的远离所述夹持断面的一端密封连接有抽气装置。
5.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于所述夹持体中形成有夹持断面的一端的材料为黄铜。
6.一种夹持装置，用于夹紧并定位待加工的工件，该夹持装置包括一对相对设置的夹持体，所述夹持体的相对的端面上分别形成有夹持端面，且其中至少一个夹持体内部开设有腔体，其特征在于该夹持装置包括一个定心套，其包括第一端及第二端且内部形成有调位孔、定心孔及通孔，该三孔的轴向中心线相重合，该调位孔形成在该定心套的第一端并向第二端延伸，呈锥台形，其口径从第一端向第二端起逐渐减小；该通孔形成在该定心套的第二端并向第一端延伸，呈圆柱体形；该定心孔形成在该调位孔及通孔之间，并与两孔分别相连接，呈圆柱体形，其口径与调位孔的最小口径相同并大于通孔的口径；其中，所述三孔一同将定心套导通，该定心套通过该通孔套设在所述夹持体上，并将第二端设置在远离所述夹持端面的一侧，且使该通孔与该夹持体的轴向中心线相重合。
7.如权利要求6所述的夹持装置，其特征在于所述定心套与通孔之间的单边配合公差范围是0～5微米。
8.如权利要求6所述的夹持装置，其特征在于所述腔体的远离所述夹持断面的一端密封连接有抽气装置。
9.一种夹持方法，其特征在于包括以下步骤提供第一夹持体，该第一夹持体的端面上形成有夹持端面且其内部开设有腔体；将一个定心套套设在第一夹持体上，该定心套包括调位孔、定心孔及通孔，该三孔从该定心套内部的一端依次向另一端延伸形成并将其导通，其中，该调位孔呈锥台形，其口径从端口向内逐渐减小，该定心孔与该调位孔相连接呈圆柱体形，其口径与调位孔的最小口径相同，该通孔与该定心孔相连接呈圆柱体形，其口径小于定心孔的口径，该定心套通过该通孔套设在所述夹持体上，并将形成有通孔的一端设置在远离所述夹持端面的一侧，且使该通孔与该夹持体的轴向中心线相重合；使用抽气装置对所述腔体进行抽气，将工件吸附到所述夹持端面上；沿第一夹持体的轴向方向移动所述定心套，使工件进入该定心套内并进行定心；提供第二夹持体，并使该第二夹持体端面靠近并接触所述工件，通过所述第一及第二夹持体夹紧该工件，并停止抽气。
10.如权利要求9所述的夹持方法，其特征在于所述抽气装置与所述腔体的远离所述夹持断面的一端密封连接。
全文摘要
本发明提供一种夹持装置及夹持方法，可快速精确地对工件进行定心并夹紧固定。该夹持装置包括一对相对设置的夹持体及套设在其中一个夹持体上的定心套，通过外力作用该定心套可相对该夹持体沿其轴向方向来回移动，并通过形成在该定心套内部的调位孔及定心孔对工件进行定位，确保高定心精度。
文档编号B25B11/00GK101032797SQ200610034358
公开日2007年9月12日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者颜士杰 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司