一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述接头装置为变径圆柱体，小直径端为螺纹端，大直径端为夹持端，小直径端中心开螺纹孔，大直径端中心开凹槽，凹槽和螺纹孔同轴连通，凹槽的开口处设向内倾斜的45°倒角。本发明专利技术相对于现有金属材料的接头装置加工效果更为显著，解决了光学零件机械定心磨边表面光洁度不达标问题，达到使用要求；可以针对不同口径的透镜零件以及角锥棱镜、圆形棱镜零件等特殊零件的磨边进行个性化定制，制作一对接头装置仅用时2～3小时，缩短了加工周期，相较于传统的金属磨边接头，3D打印的磨边接头制作速度快、成本低、操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置
本专利技术属于工艺装置
，涉及一种光学零件冷加工过程中光学零件机械定心磨边时对零件进行装夹的工艺工装，具体为一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置。
技术介绍
透镜是光学系统中最常见的光学零件之一，定心磨边是透镜抛光后消除或减少透镜中心偏差的重要工序。经过抛光加工后的透镜零件表面光洁度已经达到零件使用要求，再进行定心磨边，磨边后零件的表面光洁度会直接影响零件的最终指标，所以在定心磨边加工过程中需要对零件的表面光洁度进行保护。采用机械定心磨边时，常用接头的材质采用黄铜H50、H60，使用铜质接头对零件进行装夹，装夹方式为受力装夹，所以金属接头对零件的表面光洁度易形成破坏，从而影响零件的加工质量，导致加工零件的次品率增加。同时，由于零件的口径范围区间较大，针对不同口径零件需要制作特定的接头，铜质接头有制作成本高、加工周期长等不足。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：提供一种制作方便、加工周期短并且能在机械定心磨边装夹过程中对零件的表面光洁度进行保护的3D打印接头装置，该装置可根据不同口径的零件进行3D打印加工，以解决在机械定心磨边加工过程中接头制作不便、零件表面光洁度不达标的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，所述接头装置为变径圆柱体，小直径端为螺纹端，大直径端为夹持端，小直径端中心开螺纹孔，大直径端中心开凹槽，凹槽和螺纹孔同轴连通，凹槽的开口处设向内倾斜的45°倒角。其中，所述接头装置选用光敏树脂材料制作。其中，所述凹槽口径根据待磨边光学零件的口径设置，小于待磨边光学零件的口径，以不影响待磨边光学零件磨边为准。其中，所述接头装置选用SLA立体光固化成型3D打印机通过3D打印制作。其中，所述接头装置用于机械定心磨边时，使用两个接头装置，待磨边光学零件5通过左接头装置1和右接头装置4进行夹持，左接头装置1的左接头45°倒角2和右接头装置4的右接头45°倒角3对待磨边光学零件5进行接触性夹持。其中，所述接头装置选用SLA立体光固化成型3D打印机通过3D打印制作时，根据机械定心磨边机接头装置装夹位置的螺纹结构，采用三维建模方式确定对应的接头装置结构；将三维建模设计的接头装置模型转为STL格式文件，切片后进行SLA立体光固化成型3D打印制作。其中，所述SLA立体光固化成型3D打印机的加工箱中盛放液态光敏树脂10作为接头装置的制作材料。其中，所述SLA立体光固化成型3D打印机的激光器6布置在3D打印零件7正上方，激光器6为355nm～405nm的紫外激光光源。其中，所述液态光敏树脂10的液位面上布置刮板8。(三)有益效果上述技术方案所提供的基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，相对于现有金属材料的接头装置加工效果更为显著，解决了光学零件机械定心磨边表面光洁度不达标问题，达到使用要求；可以针对不同口径的透镜零件以及角锥棱镜、圆形棱镜零件等特殊零件的磨边进行个性化定制，制作一对接头装置仅用时2～3小时，缩短了加工周期，相较于传统的金属磨边接头，3D打印的磨边接头制作速度快、成本低、操作方便。附图说明图1是本专利技术中接头装置装夹的结构示意图；如图1：1.左接头装置，2.左接头45°倒角，3.右接头45°倒角，4.右接头装置，5.待磨边光学零件；图2是本专利技术中SLA立体光固化成型3D打印原理图；如图2：6.激光器；7.3D打印零件；8.刮板；9.升降成型平台；10.液态光敏树脂。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本实施例基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置为变径圆柱体，小直径端为螺纹端，大直径端为夹持端，小直径端中心开螺纹孔，大直径端中心开凹槽，凹槽和螺纹孔同轴连通，凹槽的开口处设向内倾斜的45°倒角。其中，接头装置选用光敏树脂材料制作；凹槽口径根据待磨边光学零件的口径设置，小于待磨边光学零件的口径，以不影响待磨边光学零件磨边为准。参照图1所示，本实施例接头装置用于机械定心磨边时，待磨边光学零件5通过左接头装置1和右接头装置4进行夹持，左接头装置1的左接头45°倒角2和右接头装置4的右接头45°倒角3对待磨边光学零件5进行接触性夹持。接头装置选用SLA立体光固化成型3D打印机通过3D打印制作，制作要求如下：(1)根据机械定心磨边机接头装置装夹位置的螺纹结构，设计对应的接头装置，接头口径按照磨边时所需不同光学零件的口径，用三维建模软件设计不同口径的接头结构模型；(2)将三维建模软件设计的接头装置模型转为STL格式文件，切片后进行SLA立体光固化成型3D打印制作，SLA3D打印技术制作后的接头装置具有良好的力学性能，并且表面十分光滑，可以有效保护光学零件装夹的表面光洁度。加工完成后，安装至机械定心磨边机，通过转动打表的方式测试接头装置几何轴与机床主轴的重合精度可以达到0.001mm，高于定心精度，接头端面满足用于机械定心磨边接头对光学零件的加工精度；(3)选用光敏树脂材料制作接头装置，该材料为非金属材料，接头受力装夹光学零件时，对零件的表面可以进行无损保护。对300个光学零件进行机械定心磨边后，表面疵病合格率由之前的20％提高到90％以上，相对于现有金属材料的接头装置加工效果更为显著，解决了光学零件机械定心磨边表面光洁度不达标问题，达到使用要求；(4)传统金属接头装置制作需要复杂的加工流程，面对该装置数量较少但种类繁多的特点，存在制作时间长，加工成本高的问题，加工一对接头可能需要3～5天的加工周期，采用SLA3D打印技术制作磨边接头装置，可以针对不同口径的透镜零件以及角锥棱镜、圆形棱镜零件等特殊零件的磨边进行个性化定制，制作一对接头装置仅用时2～3小时，缩短了加工周期，相较于传统的金属磨边接头，3D打印的磨边接头制作速度快、成本低、操作方便。参照图2所示，采用SLA3D打印制作基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置时，加工箱内盛放液态光敏树脂10，3D打印零件7布置在升降成型平台9上，激光器6布置在3D打印零件7正上方，液态光敏树脂10的液位面上布置刮板8；激光器6为355nm～405nm的紫外激光光源；接头装置制作材料为液态光敏树脂；制作指定口径接头装置模型。本实例按以下方法进行：根据待加工光学零件口径以及机械定心磨边机接头装夹螺纹样式，用三维建模软件设计出磨边接头装置模型；将接头装置三维数据输入SLA3D打印软件，调整相应参数，进行打印制备；使用时，先将3D打印后的非金属左、右接头装置分别装夹在机械定心磨边机主轴上，通过转动打表的方式测试接头装置几何轴与机床主轴的重合精度可以达到0.001mm，再将待加工光学零件贴置在左接头装置，移动右接头装置将零件夹紧，最后进行机械定心磨边加工。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述接头装置为变径圆柱体，小直径端为螺纹端，大直径端为夹持端，小直径端中心开螺纹孔，大直径端中心开凹槽，凹槽和螺纹孔同轴连通，凹槽的开口处设向内倾斜的45°倒角。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述接头装置为变径圆柱体，小直径端为螺纹端，大直径端为夹持端，小直径端中心开螺纹孔，大直径端中心开凹槽，凹槽和螺纹孔同轴连通，凹槽的开口处设向内倾斜的45°倒角。


2.如权利要求1所述的基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述接头装置选用光敏树脂材料制作。


3.如权利要求2所述的基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述凹槽口径根据待磨边光学零件的口径设置，小于待磨边光学零件的口径，以不影响待磨边光学零件磨边为准。


4.如权利要求3所述的基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述接头装置选用SLA立体光固化成型3D打印机通过3D打印制作。


5.如权利要求4所述的基于3D打印的非金属机械定心磨边接头装置，其特征在于，所述接头装置用于机械定心磨边时，使用两个接头装置，待磨边光学零件(5)通过左接头装置(1)和右接头装置(4)进行夹持，左接头装置(1)的左接头45°倒角(2)和右接头装置(4)的右接头45°倒角(3)对待磨边光学零件(5)进行接触性夹持...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阜超，苏瑛，许增奇，郭芮，陈晓磊，张瑜，张峰，曾行昌，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61