一种高品质半球谐振子弹性夹持器及其使用方法技术

本发明专利技术涉及熔融石英玻璃超精密加工技术领域，特别涉及一种高品质半球谐振子弹性夹持器及其使用方法，所述夹持器包括弹性螺母、弹性夹头、弹性夹座，弹性夹头、弹性夹座，将弹性夹头放置于弹性螺母中，对弹性夹头进行锁紧；弹性螺母外表面套设有弹性底座，将弹性底座安装在三爪盘中；弹性夹头为通孔结构，通孔的一端被分为多片弹性叶片，每个叶片上设置有凸起，所属凸起内侧与叶片呈台阶状，外侧形成锥台，锥台倾斜度与弹性夹头中心轴线夹角为20度；通孔另一端内侧设置有螺纹；本发明专利技术能获得更好的加工表面质量和更长的刀具寿命。更好的加工表面质量和更长的刀具寿命。更好的加工表面质量和更长的刀具寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高品质半球谐振子弹性夹持器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及熔融石英玻璃超精密加工
，特别涉及一种高品质半球谐振子弹性夹持器及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着世界各国对先进武器装备系统的不断投入，未来战争会持续向着高度自动化、高对抗性、强机动性和多样化等方向发展，以实现作战目标精确打击。因此，未来战争对武器系统提出了更高的需求，也对这些武器系统的惯导系统提出了更高的要求。随着小型化、高精度化的发展趋势，导航制导武器对小型高精度惯性传感器尤其是陀螺仪提出了迫切需求，而现有陀螺体积大价格高、微型陀螺精度低，使得陀螺成为制约武器综合导航制导综合性能提升的重要瓶颈。半球谐振陀螺作为一种新型全固态振动陀螺仪，其具有的寿命长、可靠性高、精度高、体积小、功耗低、抗干扰能力强等优势受到多方重视，成为惯性
热门研究方向。
[0003]随着我国近年来国防军事的快速发展，在航空航天、兵器舰船等领域装备的惯导系统对高精度、长寿命的半球谐振陀螺仪提出了迫切需求，而半球谐振陀螺仪的导航精度和使用寿命等性能均受其核心敏感部件——半球谐振子的加工表面质量、尺寸精度和形状精度直接影响。半球谐振子是由熔石英材料整体加工而成，其结构形状为带有中心支撑杆的半球形薄壁壳体，中心杆与球壳表面存在小曲率半径过渡圆弧曲面，球壳直径范围15～60mm，壁厚通常小于1mm。作为半球谐振陀螺仪的核心敏感部件，半球谐振子的加工表面质量、尺寸与形状精度都会使谐振子零件的振动特性、与激励罩及基座的装配精度和振型进动的检测精度产生变化，影响半球谐振陀螺仪的使用性能与工作寿命
[0004]由于半球谐振子零件是存在中心支撑杆及小曲率半径过渡圆弧曲面的异形结构零件，球壳壁厚较薄同时熔石英为典型硬脆难加工材料，谐振子零件的成型与表面高质量加工极为困难，目前其加工过程主要存在加工精度低、球壳加工易崩裂且壁厚分布不均匀、加工表面质量差及加工效率低等问题。
[0005]目前国外通过超精密加工的半球谐振子零件其加工表面粗糙度可以达到Ra≤0.005um，加工面形精度优于0.1um；我国半球谐振陀螺所使用的经精密磨削加工的半球谐振子零件加工精度仅达到亚微米级，和国外还存在着较大的差距，加工精度与表面质量难以满足陀螺仪的性能需求，已成为制约我国半球谐振陀螺仪向更高精度和更长工作寿命发展的瓶颈技术难题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种高品质半球谐振子弹性夹持器及其使用方法，所述夹持器包括弹性螺母、弹性夹头、弹性夹座，将弹性夹头放置于弹性螺母中，对弹性夹头进行锁紧；弹性螺母外表面套设有弹性底座，将弹性底座安装在三爪盘中。
[0007]进一步的，弹性夹头为通孔结构，通孔的一端被分为多片弹性叶片，每个叶片上设
置有凸起，所属凸起内侧与叶片呈台阶状，外侧形成锥台，锥台倾斜度与弹性夹头中心轴线夹角为20度；通孔另一端内侧设置有螺纹。
[0008]进一步的，弹性夹头的弹性叶片之间的连接处为弧形。
[0009]进一步的，弹性夹头的工作面高于弹性叶片之间的连接处为弧形处。
[0010]进一步的，弹性螺母整体为通孔结构，通孔底部设置有一个圆形挡片，圆形挡片上设置有均匀分布的三个孔且圆形挡片半径大于通孔半径，通孔的外表面设置有螺纹。
[0011]进一步的，弹性夹座为一个通孔结构，且通孔结构的一端内部设置有斜面，该斜面与弹性夹头锥台匹配，使用时将弹性夹座套设在弹性夹头外侧。
[0012]本专利技术还提供一种高品质半球谐振子弹性夹持器的使用方法，其特征在于，上述一种高品质半球谐振子弹性夹持器的使用方法具体包括以下步骤：
[0013]将弹性螺母装入弹性夹头，然后将装上弹性夹头的弹性螺母轻轻拧在弹性夹头；
[0014]将高温退火后的石英棒料放到弹性夹头；
[0015]通过弹性夹座将夹持石英棒料的弹性夹头固定；
[0016]将弹性夹座固定在高精度三爪夹盘中，机床带动高精度三爪夹盘运动的同时带动石英棒料运动。
[0017]进一步的，在加工过程中高品质石英谐振子加工设备的机床主轴必须给弹性夹头传递100
‑
1000N
·
m扭矩。
[0018]进一步的，弹性夹头夹持大小为40mm，即夹持的材料直径为40mm。
[0019]本专利技术提供的弹性夹持器可以有效避免将半球形球壳夹持转化为普通的圆柱体夹持，采用常规高精度三爪夹盘既可以实现零件的定中和固定；另外，由于半球粗加工成型后，零件处于悬臂梁状态，为了提高整体加工的刚度，设计了圆柱尾架，其中圆柱尾架可以保证顶杆力垂向传递，易于对准旋转中心。本专利技术通过上下两端对石英棒料进行夹持，使得石英棒料夹持范围内径向跳动误差小于1um。切磨损更加均匀，也能获得更好的加工表面质量和更长的刀具寿命。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种高品质半球谐振子弹性夹持器中弹性夹头装置示意图；
[0021]图2为专利技术一种高品质半球谐振子弹性夹持器中弹性螺母装置示意图；
[0022]图3为专利技术一种高品质半球谐振子弹性夹持器中弹性夹座装置示意图；
[0023]图4为专利技术一种高品质半球谐振子弹性夹持器中弹性夹头与弹性螺母的连接关系示意图；
[0024]图5为专利技术一种高品质半球谐振子弹性夹持器整体结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供一种高品质半球谐振子弹性夹持器，包括弹性螺母、弹性夹头、弹性夹
座，弹性夹头、弹性夹座，将弹性夹头放置于弹性螺母中，对弹性夹头进行锁紧；弹性螺母外表面套设有弹性底座，将弹性底座安装在三爪盘中。
[0027]本实施例中，弹性夹头为通孔结构，通孔的一端被分为多片弹性叶片，每个叶片上设置有凸起，所属凸起内侧与叶片呈台阶状，外侧形成锥台，锥台倾斜度与弹性夹头中心轴线夹角为20度，该斜度与弹性底座内部的斜面匹配，同时起到定位的作用；通孔另一端内侧设置有螺纹。
[0028]弹性夹头锥柄20度就是直径为40mm石英棒料环锁紧槽，这个地方是锁紧关键，直接决定了石英玻璃在在弹性夹头在是否好拿出来，弹性螺母通过螺纹向刀柄里面压紧，通过70度的接触面向里面移动从而实现弹性夹头夹持。
[0029]工件与弹性夹头之间的摩擦力将直接影响夹紧的牢固程度。摩擦力越大，夹紧越牢固。为了克服弹簧夹头与工件之间的相对转动或轴向窜动，在弹簧夹头的制造过程中采取螺纹各种措施，从而提高摩擦力。
[0030]弹性夹头的弹性叶片之间的连接处为弧形，作为一种实施方式，可以设置为如图1中所示的半圆弧，该弧形可以使通过弹性夹座向弹性夹头传递足够的切削扭矩；同时弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高品质半球谐振子弹性夹持器，其特征在于，包括弹性螺母、弹性夹头、弹性夹座，将弹性夹头放置于弹性螺母中，对弹性夹头进行锁紧；弹性螺母外表面套设有弹性底座，将弹性底座安装在三爪盘中。2.根据权利要求1所述的一种高品质半球谐振子弹性夹持器的使用方法，其特征在于，弹性夹头为通孔结构，通孔的一端被分为多片弹性叶片，每个叶片上设置有凸起，所属凸起内侧与叶片呈台阶状，外侧形成锥台，锥台倾斜度与弹性夹头中心轴线夹角为20度；通孔另一端内侧设置有螺纹。3.根据权利要求2所述的一种高品质半球谐振子弹性夹持器的使用方法，其特征在于，弹性夹头的弹性叶片之间的连接处为弧形。4.根据权利要求3所述的一种高品质半球谐振子弹性夹持器的使用方法，其特征在于，弹性夹头的工作面高于弹性叶片之间的连接处为弧形处。5.根据权利要求1所述的一种高品质半球谐振子弹性夹持器的使用方法，其特征在于，弹性螺母整体为通孔结构，通孔底部设置有一个圆形挡片，圆形挡片上设置有均匀分布的三个孔且圆形挡片半径大于通孔半径，通孔的外表面设置有螺纹。6.根据权利要求5所述的一种高品质半球谐振子弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜继军，周闯，徐思宇，谭文跃，方海斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：发明
国别省市：