一种双工位陶瓷基板材料夹具的制作方法

本实用新型属于激光加工技术领域，具体涉及一种双工位陶瓷基板材料夹具。

背景技术：

本实用新型主要针对小块陶瓷基材料工装夹具使用，其陶瓷基材料最大可用于40mmX40mm陶瓷基材料，其陶瓷基厚度不限制，常规厚度均可满足使用。基于现状陶瓷基材料的发展，以及加工系数的难度，常用激光作为刀具对陶瓷基板材料进行加工，主要有激光打孔、激光切割、激光划线等等。

本实用新型主要是针对激光打孔领域，由于陶瓷材料的特殊性，用激光设备加工时需要对其固定，便于加工。其难处在于现有技术中没有实用、方便快捷的夹具，来提高加工效率。在激光陶瓷基材料打样过程中，多数采用的是用胶带固定，这样就有一个很大的弊端，就是基板材料容易断裂。因为陶瓷基材料虽然硬度很高，但是韧性很低，特别是很薄的陶瓷基材料，其物理性能就是特别脆。在激光加工完成之后，需要揭掉胶带，之后分离胶带跟陶瓷基板的过程会造成陶瓷基板材料破裂，使得已经加工好的陶瓷基材料不能利用，大大降低利用率。除此之外，采用胶带固定陶瓷基材料，在其激光加工气压下，容易产生振动，这样的结果使得激光加工效果有误差，使用优化的参数也不能达到好的加工效果。再者，使用胶带固定，使得陶瓷基材料也附带粘性，这样使得陶瓷基材料特别容易沾灰尘，不易做超声波清洗。

在工业激光打孔过程中，为减小其热影响，常常采用的是镂空打孔，同时还会使用气压吹气，这样才能达到好的小孔质量。在激光与陶瓷基作用的同时，由于陶瓷基材料的特殊性，会有很大的粉尘出现，其粉末也容易对激光聚焦镜有损坏。本实用新型针对以上弊端，避免了粉尘对激光聚焦镜的损害，避免使用胶带固定造成的陶瓷基材料破裂，能够快速有效的提高加工效率。

技术实现要素：

本实用新型主要是针对激光陶瓷基材料打孔夹具的设计，其设计针对材料厚度的不同，有对应的两种固定方式，同时也适用于不同的激光工艺，比如激光切割、激光划线。也可适用于其他待加工材料的固定，使用范围广泛，对材料的尺寸规格要求范围比较大，其40mmX40mm以下材料均可固定,也可根据材料规格不同,对其夹具尺寸做修改,在实验使用过程中根据其陶瓷基材料的厚度不同，采用不同的固定方式。

本实用新型采用下述技术方案：双工位陶瓷基板材料夹具，包括底座，所述底座上设有用于放置工件的方形槽，方形槽中相对的一组侧面设有互相平行的运动槽；放置在激光设备加工平台上的底座依靠自身重力就可以实现固定，不需要采用额外锁紧装置；

方形槽中设有两组第一夹持部，第一夹持部的两端分别伸入运动槽中并可以沿着运动槽滑动以固定工件；侧板自由滑动，便于对不同规格的陶瓷基材料固定。

所述底座的上表面关于方形槽对称设有滑槽，底座的上表面设有第二夹持部，第二夹持部在滑槽的限位下来回滑动；所述第二夹持部包括伸入方形槽中的压板，所述压板的下表面与方形槽的底面平行，压板可以上下移动来挤压工件。

进一步，所述第一夹持部包括侧板，所述侧板的两端伸入运动槽中。

进一步，所述侧板的底部设有凸块，所述方形槽的下表面设有矩形槽，所述凸块设置在矩形槽中；凸块上设有第一螺纹孔，底座上设有第一螺栓，所述第一螺栓穿过底座后伸入第一螺纹孔中。矩形槽主要用于两侧侧板导向，防止侧板在滑动过程中不对中、受力不均匀。

进一步，所述侧板的两端设有第一盲孔，第一盲孔中安装有弹簧，弹簧远离第一盲孔的一端安装有钢珠，钢珠与运动槽的侧壁紧密接触；两侧板相对的一侧设有橡胶垫。钢珠与运动槽侧壁接触，实现了第一夹持部与运动槽之间的滚动摩擦，减少了摩擦阻力，使得侧板的滑动更灵活。

进一步，所述第二夹持部包括Z形板，所述Z形板的一端通过第二螺栓与滑槽连接，滑槽为凸形槽，与第二螺栓配合使用的螺母设置在凸形槽中，Z形板的另一端伸入方形槽中并与压板连接。

进一步，所述Z形板上设有螺纹通孔，压板上设有第二盲孔，Z形板上的螺栓穿过螺纹通孔后伸入第二盲孔中，压板的下表面设有橡胶垫。

进一步，所述底座的下表面设有槽口，方形槽的中部设有通孔。通孔主要用于激光镂空打孔实验，槽口用于激光镂空加工，激光设备吹出的气体便于消散。

进一步，方形槽的一端设有弧形缺口，弧形缺口关于方形槽对称设置。弧形缺口用方便陶瓷基材料的拿取。

进一步，所述运动槽、矩形槽与滑槽互相平行。

本实用新型还提供一种陶瓷基板材料的夹持方法，包括以下步骤，

步骤1，将底座固定在激光设备的工作台上，将侧板通过第一螺栓调整到方形槽的两端使得两个侧板之间距离处于最大值，将压板通过第二螺栓调到最高位置，使得压板与方形槽底面的距离处于最大值；

判断所要夹持的基板材料的厚度，若基板材料厚度大于设定值，则进行步骤 2，否则直接跳转到步骤3；

步骤2，将工件放入方形槽中，通过调整第一螺栓使得两个侧板相向移动并紧压在工件的侧壁上，然后跳过步骤3后进入步骤4；

步骤3，将工件放入方形槽中，通过调节第二螺栓使得压板下移，压板紧压在工件上；

步骤4，启动激光设备对工件进行加工，从通孔及槽口中通风来排出工件加工产生的粉末；

步骤5，工件加工完毕后，放开第一夹持部或第二夹持部，将工件从方形槽中取出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)采用专用的夹具取代了胶带的使用，解决了车间使用胶带固定陶瓷基材料产生的固定不牢、材料在气压的作用下产生震动等问题，避免了震动对加工质量的影响。

2)采用第一夹持部及第二夹持部来固定陶瓷基材料，解决了传统夹具夹持部件单一的问题，厚度低于2mm的陶瓷基板材料很脆，若通过第一夹持部产生的挤压力来固定陶瓷基材料会发生崩裂，只可采用第二夹持部产生的正压力来固定，根据材料规格不同，可灵活选择两种工作方式，方便快捷。

3)采用夹具取代胶带，工件加工完毕后可以直接取下工件，避免了在外力作用下，陶瓷基材料受力不均导致的损坏。

4)底座下表面设置槽口及通孔，由于陶瓷基材料在激光作用下产生粉尘，本实用新型限制粉尘四处扩散，对激光镜头有保护作用。

本实用新型包涵两种不同压紧方式，既满足了不同长宽规格的需要，又满足不同厚度的需要，其适用范围广泛，可也用于不同材料的激光工艺之中，所述两种方法即可互相补充劣势，又能独立适用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中底座的结构示意图；

图3是本实用新型中第一夹持部的整体结构示意图主视图；

图4是本实用新型中第一夹持部的整体结构示意图轴测图；

图5是本实用新型中弹簧的结构示意图；

图6是图3中第一夹持部沿A-A方向的剖面示意图；

图7是本实用新型中底座的结构示意图俯视图；

图8是图7中底座沿A-A方向的剖面示意图；

图9是图7中底座沿B-B方向的剖面示意图；

图10是图9中A部分的结构放大图；

图11是本实用新型中第二夹持部的整体结构示意图；

图12是本实用新型中压板的结构示意图；

图13是本实用新型中Z形板的结构示意图；

图中：1、底座；2、第一夹持部；3、第二夹持部；4、滑槽；5、矩形槽； 6、通孔；7、第二螺纹孔；8、弧形缺口；9、方形槽；10、运动槽；10A、弧形槽；11、第一螺栓、201、侧板；202、弹簧；203、凸块；204、第一螺纹孔；205、钢珠；206、第一盲孔；301、Z形板；302、第二螺栓；303、第三螺栓；304、压板；305、橡胶垫；306、螺母；307、螺纹通孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本实用新型中左、右、前、后等指示方位的词语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。

同时第一、第二等词语仅仅是方便区分结构相似或相同的两个结构，并不代表该结构在装置中的重要性，如第一尼龙板和第二尼龙板是两个完全相同的结构。

本申请的一种典型实施方式，双工位陶瓷基板材料夹具，包括底座1，底座 1的尺寸为50mm*50mm*30mm，所述底座1上设有用于放置工件的方形槽9，方形槽9深度为20mm,方形槽9中相对的一组侧面设有互相平行的运动槽10；

方形槽9中设有两组第一夹持部2，第一夹持部2的两端分别伸入运动槽10 中并可以沿着运动槽10滑动以固定工件；

所述底座1的上表面关于方形槽9对称设有滑槽4，底座1的上表面设有第二夹持部3，第二夹持部3在滑槽4的限位下来回滑动；所述第二夹持部3包括伸入方形槽9中的压板304，所述压板304的下表面与方形槽9的底面平行，压板304可以上下移动来挤压工件。

优选的，所述第一夹持部2包括侧板201，所述侧板201的两端伸入运动槽 10中。

优选的，所述侧板201的底部设有凸块203，所述方形槽9的下表面设有矩形槽5，矩形槽5的槽宽为3mm，槽深为3mm，所述凸块203设置在矩形槽5中；凸块203上设有第一螺纹孔204，底座1上设有第一螺栓11，所述第一螺栓11 穿过底座1上的第二螺纹孔7后伸入第一螺纹孔204中。

优选的，所述侧板201的两端设有直径为3.3mm的第一盲孔206，第一盲孔 206中安装有弹簧202，弹簧202远离第一盲孔206的一端安装有钢珠205,运动槽10两侧设有半径为1mm的弧形槽，钢珠205与运弧形槽的侧壁紧密接触；两侧板201相对的一侧设有橡胶垫305。

优选的，所述第二夹持部3包括Z形板301，Z形板301中相互平行的两个板均设有螺纹通孔307，所述Z形板301的一端通过第二螺栓302及螺纹通孔307 与滑槽4连接，滑槽4为凸形槽，与第二螺栓302配合使用的螺母306设置在凸形槽中，Z形板301的另一端伸入方形槽9中并与压板304连接。所述第二螺栓 302与螺母306没有锁死时，可依据材料规格，使得Z形板301与压板304前后移动，调节合适工作位置。

优选的，所述Z形板301上设有螺纹通孔307，压板304上设有第二盲孔， Z形板301上的第三螺栓303穿过螺纹通孔307后伸入第二盲孔中，压板304的下表面设有橡胶垫305。调节第三螺栓303可实现压板304上下位置移动，实现压力大小调节，该调节压力方式适用厚度小于2mm的陶瓷基材料。

优选的，所述底座1的下表面设有槽口，方形槽9的中部设有通孔6。

优选的，方形槽9的一端设有弧形缺口8，弧形缺口8关于方形槽9对称设置。

优选的，所述运动槽10、矩形槽5与滑槽4互相平行。

即侧板201、弹簧202、钢珠205和橡胶垫305组成第一夹持部2，第一夹持部2工作位置称为工位一，主要是通过第一螺栓11调节，使其所述第一夹持部2在底座1中的导向槽内滑行，特别注意的是，第一夹持部2有两套，分别设在底座1的前后部分，通过调节前后对称的第一螺栓11，使两个第一夹持部2 对材料形成挤压力，达到固定材料作用，此工作方式使用于厚度大于等于2mm 厚的材料。

所述，固定块、压板304、橡胶垫305、第二螺栓302、螺母306、第三螺栓 303组成第二夹持部3，所述第二夹持部3工作位置称为工位二，其工作方式主要由螺第二螺栓302与螺母306固定其位置，使第二夹持部3在底座1的凸槽中可实现前后移动，压板304下表面为橡胶垫305，由第三螺栓303调节其正压力，通过调节第三螺栓303可实现对薄板材料固定，第二夹持部3适用于厚度小于 2mm的陶瓷基板材料。

本实用新型还提供一种陶瓷基板材料的夹持方法，包括以下步骤，

步骤1，将底座1固定在激光设备的工作台上，将侧板201通过第一螺栓11 调整到方形槽9的两端使得两个侧板201之间距离处于最大值，将压板304通过第二螺栓302调到最高位置，使得压板304与方形槽9底面的距离处于最大值；

判断所要夹持的基板材料的厚度，若基板材料厚度大于2mm，则进行步骤2，否则直接跳转到步骤3；

步骤2，将工件放入方形槽9中，通过调整第一螺栓11使得两个侧板201 相向移动并紧压在工件的侧壁上，然后跳过步骤3后进入步骤4；

步骤3，将工件放入方形槽9中，通过调节第二螺栓302使得压板304下移，压板304紧压在工件上；

步骤4，启动激光设备对工件进行加工，从通孔6中通风来排出工件加工产生的粉末；

步骤5，工件加工完毕后，放开第一夹持部2或第二夹持部3，将工件从方形槽9中取出。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。