[其他]端齒圓刻機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87215291
• 申請日: 1987-12-31
• 公開（公告）號: CN87215291U
• 公開（公告）日: 1988-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣朝江
• 申請（專利權(quán)）人: 蔣朝江
• 主分類號: B25H7/04
• 分類號: B25H7/04;G03F7/20
• 代理公司: 中科院長春專利事務(wù)所
• 代理人: 李恩慶,王立偉

本實用新型屬于光學(xué)精密刻劃機械中的圓刻機構(gòu)。

目前國內(nèi)外圓刻機可分兩大類。一類是機械圓刻機，它是以精密主軸及精密蝸輪蝸桿等機械元件為分度基準的是目前作為商品出售的唯一類型的圓刻機。直徑全中誤差≤±0.1″～±0.2″，價格約二十萬元。另一類是光電式圓刻機，它是以精密主軸及精密圓光柵盤等光電元件作為分度基準的，是近三十年來研制出來的一種新型高精度圓刻機。國內(nèi)外都沒有這類商品出售。直徑全中誤差≤±0.1″，價格約二十五萬元。

以上兩類圓刻機的精度都很高，但它們都有共同的缺點，穩(wěn)定性不高，價格昂貴。現(xiàn)有機械式圓刻機所采用的錐形滑動主軸易磨損，晃動量大，因而穩(wěn)定性不佳。而光電式圓刻機的缺點則是由于光學(xué)及電子學(xué)系統(tǒng)的不穩(wěn)所造成的。由于它太嬌氣，不宜作遠距離運輸，這就使得它不能作商品出售。

為了提高圓刻機的穩(wěn)定性，保證精度，簡化圓刻機結(jié)構(gòu)，降低成本，本實用新型提供了一種端齒圓刻機。它具有上下一對精密端齒盤作為分度基準，及一套光刻系統(tǒng)刻制線條。因而克服了現(xiàn)有兩類圓刻機的上述缺點。

以一對精密端齒盤制成的端齒分度頭（或稱為多齒分度頭）是機械車間常用的生產(chǎn)工具，通常安裝在銑床工作臺上，加工帶有角度的金屬零件或金屬度盤，由于刀具及工件材質(zhì)的限制，只能刻制出低精度的度盤。而且每度具有四條線以上的度盤就不能加工（高精度盤子每度通常具有幾十條線）。這也許是過去多年來人們不采用端齒盤作為圓刻機分度基準的主要原因。但是在具有光刻性能的端齒圓刻機上，可以先用其它蝸輪蝸桿圓刻機刻出扇形模板（扇形內(nèi)刻有若干線條）。再以此扇形模板裝于端齒圓刻機刀架上，使工件每轉(zhuǎn)一定角度曝光一次，經(jīng)過一定次數(shù)的轉(zhuǎn)動及曝光，即可產(chǎn)生一個度盤（光柵盤或碼盤）。這樣既提高了刻劃速度幾十倍，也容易保證精度。

圖1是本實用新型基本結(jié)構(gòu)圖。圖中1為光源系統(tǒng)，2為刀架，3扇形模板，4棘輪，5棘抓，6滑動環(huán)，7、11凸輪，8短軸，9立軸，10皮帶輪，12橫軸，13、14傘形齒輪，15電開關(guān)，16臂桿，17短柱，18擺桿，19底座，20下齒盤，21工件，22上齒盤。

圖2是上齒盤22升降機構(gòu)圖。

圖3是上齒盤22轉(zhuǎn)動一定角度粗定位的機構(gòu)圖。

根據(jù)圖1所示，本實用新型分四個階段完成一次曝光任務(wù)。

第一階段：根據(jù)圖1，當(dāng)皮帶輪10被電動機帶動后，橫軸12開始旋轉(zhuǎn)，帶動臂桿16作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，而臂桿16的外端短柱17，撥動擺桿18作約90°的來回擺動，如圖2。但擺桿18是與短軸8固定在一起的，因此短軸8也作約90°的來回扭轉(zhuǎn)，使上齒盤22進行升降運動。

第二階段：當(dāng)橫軸12旋轉(zhuǎn)后，通過1：1的一對傘形齒輪13、14帶動立軸9旋轉(zhuǎn)，立軸9頂部的凸輪7便推動滑動環(huán)6，因此也帶動了棘抓5，推動棘輪4。棘輪4與上齒盤緊固，這樣棘輪4帶動上齒盤轉(zhuǎn)動一定角度，完成上齒盤的粗定位動作。如圖3示。

第三階段：當(dāng)上齒盤22粗定位后，擺臂18開始反方向擺動，此時上齒盤及刀架2開始下降，達到上下齒盤緊密嚙合，完成精密定位及刀架2上的扇形模板3與工件21進行接近式曝光。

第四階段：在完成第三階段的同時，橫軸12上的凸輪11緊壓電開關(guān)15，接通光源系統(tǒng)1的電路，完成一次曝光。

棘抓5和滑動環(huán)6是固定在一起的，因彈簧的作用，在完成粗定位后，又回到原來狀態(tài)，以便進行下一個粗定位。上下齒盤22、20齒間為1°或0.5°。

上述四個階段為一曝光周期，在工件21的一定角度的扇形面上光刻了一組線條，這樣經(jīng)過一定的周期就完成一個度盤（光柵盤或碼盤）。這個周期與扇形面的角度乘積正好為360°。

上述各個階段的有機配合，是通過調(diào)整凸輪7和凸輪11的位置來達到的。有關(guān)刀架起落，光源構(gòu)造，直徑的調(diào)整，與一般圓刻機相同。

本實用新型采用上下一對精密端齒盤作為分度基準，大大提高了圓刻機的穩(wěn)定性，保證了精度。它的上下兩齒盤20、22粗加工后，再經(jīng)過全部齒面多方面的對研，可以在幾十小時內(nèi)達到±0.1″～±0.2″的精度。由于全部齒面都是彈性接觸，也起了全積分的作用，提高了精度。它的另一個優(yōu)點是重復(fù)性高，且不用主軸，也就沒有主軸磨損及晃動問題了。此外在使用時，上下齒盤不斷的接觸研磨，使分度精度反而有所提高，是現(xiàn)兩類圓刻機所不能做到。