CN105834804A - 一种适用于不同结构铝材构件的可重构夹具及方法 - Google Patents

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    • B23Q3/08Work-clamping means other than mechanically-actuated

Abstract

本发明涉及一种适用于不同结构铝材构件的可重构夹具及方法。夹具部分主要包括至少两个与底座滑动配合的夹持机构;所述的夹持机构包括夹具基体;移动压板安装板,所述移动压板安装板与夹具基体的侧部滑动配合;底部支撑机构,所述底部支撑机构通过滑轨副与夹具基体的上部滑动配合;所述夹具基体和移动压板安装板上均固定连接有压板;所述移动压板安装板与定位机构相连接,位于移动压板安装板上的压板在移动压板的带动下相对于夹具基体上的压板移动完成铝材构件的夹持。本夹具通过设计全新的结构,使其可以适用于多种板材构件的夹持并便于后续加工。

Description

一种适用于不同结构铝材构件的可重构夹具及方法
技术领域
[0001]本发明涉及机械工程及材料工程相关技术设备领域,具体的说,是涉及一种适用于不同结构铝材构件的可重构夹具及方法。
背景技术
[0002]铝材构件主要应用于轨道车辆、汽车、游艇、航天等,其品种多样,可大致分为板类和框类两种。具体来说,板类铝材构件又分为平板铝材和弧板铝材,框类铝材构件又分为直框类铝材构件和弧框铝材构件。
[0003]因为每种铝材的断面、尺寸大小、加工部位各不相同,所以加工时定位、夹紧方式各异。
[0004]传统工艺是针对每一种型材的结构形式加工制作特定的工装夹具,生产成本较高,工装更换费时费力,且大量的工装的储存、维护、运输等管理较困难。
[0005]基于上述原因,有必要设计一种具有较高通用性的夹具,来解决上述问题。
发明内容
[0006]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种适用于不同结构铝材构件的可重构夹具。本夹具通过设计全新的结构,使其可以适用于多种板材构件的夹持并便于后续加工。
[0007]为了达成上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0008] —种的夹具适用于不同结构铝材构件的夹具,包括:
[0009]至少两个与底座滑动配合的夹持机构;
[00Ί0]所述的夹持机构包括夹具基体;
[0011]移动压板安装板,所述移动压板安装板与夹具基体的侧部滑动配合;
[0012]底部支撑机构,所述底部支撑机构通过滑轨副与夹具基体的上部滑动配合;
[0013]所述夹具基体和移动压板安装板上均固定连接有压板;
[0014]所述移动压板安装板与定位机构相连接,位于移动压板安装板上的压板在移动压板的带动下相对于夹具基体上的压板移动完成铝材构件的夹持。
[0015]优选的,所述夹具基体的一侧还安装有压紧气缸,压紧气缸的活塞杆带动压杆运动使压杆压紧工件。
[0016]优选的,所述压杆用于与工件接触的端部为球型结构。
[0017]优选的,所述定位机构为气缸或直线滑台。
[0018]优选的,所述底部支撑机构包括滑块,滑块通过螺纹副与升降杆连接,升降杆的顶端与支撑块固定连接。
[0019]优选的,所述定位机构固定连接于夹具基体上。
[0020]优选的,所述夹持机构为两个、三个或四个。
[0021]优选的,每个夹持机构的结构相同。
[0022]优选的,所述压杆为双摇杆结构。
[0023]在提供上述结构方案的同时,本发明还提供了一种机床,该机床具有工作台及铣刀,该机床还包括上述的适用于不同结构铝材构件的可重构夹具,其中,所述的适用于不同结构铝材构件的可重构夹具安装于机床的工作台上。
[0024]与之同时,本发明还提供了一种对上述的夹具进行重构的方法,主要包括如下步骤:
[0025] AJ#自铣压块通过紧固件安装在压板上;
[0026] B、将底部支撑机构通过紧固件固定在夹具基体上;
[0027] C、根据工件形状,调整压板的相对位置以及底部支撑机构中部的高度,使底部支撑机构位于工件底面相对应的高度;
[0028] D、利用加工中心自身的自铣功能,根据工件的外轮廓将自铣压块和底部支撑机构铣削成设计结构;
[0029] E、令移动压板安装板上的压板相对于夹具基体上的压板移动完成铝材构件的夹持;
[0030] F、将加工后的工件拆卸,并更新自铣压块与底部支撑机构。
[0031 ]需要对工件加工时,可在完成步骤E后,令机床对工件进行加工,加工完成后,再进行步骤F。
[0032]本发明的有益效果是:
[0033] (I)通过自铣压块的快速更换和底部支撑机构高度调整以适应工件种类及不同表面加工的需要,夹具从生产一种工件转换为生产另一种工件耗时短,可实现快速可重构装夹;
[0034] (2)已加工成型的自铣压块与支撑块可根据工件型号分组保存,再次装夹相同工件时,可直接取出使用,无需再次加工。
[0035] (3)通过底部支撑块完成对弧形铝材构件的支撑,底部支撑块的弧度可以由机床进行加工,使其弧度与被接触弧形铝材工件的弧度一致,基本达到完全贴合支撑。
[0036] (4)通过本发明实现了铝材构件夹具快速重构,且重构成本低,自动化程度高,提高了工件装卸效率。
附图说明
[0037]图1是本发明的轴测图;
[0038]图2是本发明装夹弧板类工件时的示意图;
[0039]图3是本发明装夹直框类工件时的示意图;
[0040]图4是本发明竖直压紧机构的局部放大图;
[0041 ]图5是本发明锁紧气缸的局部放大图;
[0042]图6是本发明中T型定位板的装配示意图。
[0043]其中:1.底座,2.直线导轨,3.直线导轨滑块,4.夹具基体,5.竖直压紧机构,6.固定压板,7.自铣压块,8.底部支撑机构,9.支撑块,10.移动压板安装板,11.基体T形槽导轨,12.安装板T形槽导轨,13.移动压板,14.T形槽滑块,15.锁紧气缸,16.定位机构,17.压紧气缸,18.压杆,19.锁紧压板,20.T形板,21.燕尾槽导轨,22.T型定位板,23.前连接板,24.后连接板,25.紧固件。
具体实施方式
[0044]下面将结合附图对本发明进行详细说明。
[0045]实施例:一种适用于不同结构铝材构件的可重构夹具,其结构如图1-6所示:
[0046]包括夹具基体4,夹具基体4数目可根据设备需要进行选择。
[0047]夹具基体4上表面设有Y向基体T形槽导轨11,夹具基体4侧面设有一移动压板安装板10,移动压板安装板10的上表面设有Y向安装板T形槽导轨12。移动压板安装板10通过燕尾槽导轨21与夹具基体4滑动连接。
[0048]在夹具基体4的下表面,固定连接有后连接板24,定位机构16通过紧固件25固定连接在后连接板24上。定位机构16可以选择为直线滑台或气缸。当选择为直线滑台时,就将直线滑台的滑块与前连接板23固定连接,再将前连接板23与移动压板安装板10固定连接即可。当选择为气缸时,就将气缸的活塞杆与前连接板23固定连接,再将前连接板23与移动压板安装板10固定连接即可。
[0049]在夹具基体4的左侧,具有固定压板6,在移动压板安装板10的右侧,固定连接有移动压板13。
[0050]固定压板6和移动压板13的内侧,均通过螺栓可拆卸连接有自铣压块7,自铣压块7具有阶梯型压接面。固定压板和移动压板13的外侧,均匀竖直压紧机构5固定连接。
[0051]竖直压紧机构5包括压紧气缸17,压紧气缸17的活塞杆与压杆18铰接,通过活塞杆的伸缩,实现压杆18的压紧于松开,压杆18部分为双摇杆结构。压杆18的端部,可以为球型结构,与工件表面点接触压紧。
[0052] Y向基体T形槽导轨11上,滑动连接有底部支撑机构8。
[0053]底部支撑机构8包括位于基体T形槽导轨11中的T形槽滑块14,T型槽滑块14具有螺纹孔,螺纹孔与螺杆形成螺纹副配合,螺杆的顶端与支撑块9固定连接,支撑块9优选为尼龙材质。通过螺杆的转动,可以实现支撑块9的升降。换而言之,夹具基体4可以是中空结构。
[0054]夹具基体4底部设有两个直线导轨滑块3,分别与位于底座I上的直线导轨2配合,实现夹具基体4的X向移动。同时,夹具基体4底部还设有一锁紧气缸15,锁紧气缸15缸筒的前端与一侧置的T型定位板22固定连接,锁紧气缸15的活塞杆与锁紧压板19相铰接,锁紧压板19的下方还铰接在T型定位板22上,当夹具基体4移动到指定位置时,气动控制系统控制锁紧气缸15的活塞杆伸出,则锁紧压板19就以自身与T型定位板的铰接节点为圆心逆时针转动,锁紧压板19的下部就紧紧的压在了T形板20(Τ形板20固定连接于底座I上)上,以获得夹具体4在机床坐标系中的正确位置。
[0055]装夹弧板、弧框类工件时,根据工件长度确定各夹具基体4位置,控制锁紧气缸15中的活塞杆伸出顶动锁紧压板19,使锁紧压板19紧压在T形板20(Τ形板20固定连接于底座I上)上,从而锁紧夹具基体4的位置,使其固定在指定位置。
[0056]在提供上述夹具方案的同时,本发明还提供了一种机床,该机床具有工作台及铣刀,该机床还包括上述的适用于不同结构铝材构件的可重构夹具,其中,所述的适用于不同结构铝材构件的可重构夹具安装于机床的工作台上。
[0057]利用上述夹具和/或机床进行工件加工、定位与夹具重构的过程如下文所示,值得注意的是,对于不同结构的工件而言,其过程略有不同。
[0058]控制压紧气缸17中活塞杆缩入,使压杆18处于竖直状态,方便工件放入;将自铣压块7分别安装在固定压板6和移动压板13上面,自铣压块7上设有螺纹孔,通过螺栓与T形槽螺母使自铣压块7固定于两侧压板上,并根据工件高度选择合适的自铣压块数;调整T形槽滑块14位置,并安装固定好底部支撑机构8,通过调整底部支撑机构8中部的螺杆的高度,使支撑块9位于工件底面相对应的高度,并通过螺栓将滑块紧固。利用加工中心自身的自铣功能,根据工件的外轮廓将自铣压块7与支撑块9铣成相应形状,将工件放置于调整后的支撑块9上,实现底部支撑,根据工件宽度确定移动压板13的在移动压板安装板10上位置,移动压板安装板10在定位机构16的带动下沿Y向移动,对工件实现侧面夹紧,最后通过控制压紧气缸17中活塞杆伸出,使压杆18与工件上表面点接触,实现竖直压紧。
[0059]装夹直板,直框类工件时,根据工件长度确定各夹具基体4位置,控制锁紧气缸15中的活塞杆伸出顶动锁紧压板19,使锁紧压板19紧压在T形板20上,从而锁紧夹具基体4位置,使其固定在指定位置;控制压紧气缸17中活塞杆缩入,使压杆18处于竖直状态,方便工件放入;撤除底部支撑机构8,为避免基体T形槽导轨11上表面磨损,换有一垫板,垫板通过螺栓与T形槽螺母固定于夹具基体4上;将自铣压块7分别安装在固定压板6和移动压板13上面,自铣压块7上设有螺纹孔,通过螺栓与T形槽螺母使自铣压块7固定于两侧压板上,并根据工件高度选择合适的自铣压块数,自铣压块7不必进行自铣加工;将工件放置于调整后的夹具上,根据工件宽度确定移动压板13的在移动压板安装板10上位置,移动压板安装板10在定位机构16的带动下沿Y向移动,对工件实现夹紧。
[0060]从上述实施例可以看出,本发明采用气动夹紧,在气动控制系统的控制下实现锁紧,以获得夹具体在机床坐标系中的正确位置,以及各气缸的动作顺序控制,避免刀具干涉;在更换装夹工件类型时,只需更换新自铣压块7和新支撑块9,并根据工件形状调整底部支撑机构8的高度,根据工件底部轮廓形状利用加工中心铣出自铣压块7及支撑块9相应形状即可,已加工成型的自铣压块7与支撑块9可根据工件型号分组保存,再次装夹相同工件时,可直接取出使用,无需再次加工,通过自铣压块7和支撑块的更换重组,可快速实现夹具可重构,且重构成本低,自动化程度高。
[0061]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现,未予以详细说明和局部放大呈现的部分,为现有技术,在此不进行赘述。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于不同结构铝材构件的夹具,其特征在于,包括: 至少两个与底座滑动配合的夹持机构; 所述的夹持机构包括夹具基体; 移动压板安装板,所述移动压板安装板与夹具基体的侧部滑动配合; 底部支撑机构,所述底部支撑机构通过滑轨副与夹具基体的上部滑动配合; 所述夹具基体和移动压板安装板上均固定连接有压板; 所述移动压板安装板与定位机构相连接,位于移动压板安装板上的压板在移动压板的带动下相对于夹具基体上的压板移动完成铝材构件的夹持。
2.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述夹具基体的一侧还安装有压紧气缸,压紧气缸的活塞杆带动压杆运动使压杆压紧工件。
3.根据权利要求2所述的夹具,其特征在于,所述压杆用于与工件接触的端部为球型结构。
4.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述定位机构为气缸或直线滑台。
5.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述底部支撑机构包括滑块,滑块通过螺纹副与升降杆连接,升降杆的顶端与支撑块固定连接。
6.根据权利要求4所述的夹具,其特征在于,所述定位机构固定连接于夹具基体上。
7.根据权利要求1所述的夹具,其特征在于,所述夹持机构为两个、三个或四个。
8.根据权利要求7所述的夹具,其特征在于,每个夹持机构的结构相同。
9.根据权利要求3所述的夹具,其特征在于,所述压杆为双摇杆结构。
10.一种对权利要求1-9任一项所述的夹具进行重构的方法,其特征在于,步骤如下: A、将自铣压块通过紧固件安装在压板上; B、将底部支撑机构通过紧固件固定在夹具基体上; C、根据工件形状,调整压板的相对位置以及底部支撑机构中部的高度,使底部支撑机构位于工件底面相对应的高度; D、利用加工中心自身的自铣功能,根据工件的外轮廓将自铣压块和底部支撑机构铣削成设计结构; E、令移动压板安装板上的压板相对于夹具基体上的压板移动完成铝材构件的夹持; F、将加工后的工件拆卸,并更新自铣压块与底部支撑机构。
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