CN106181483A - U形工件用定位夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了U形工件用定位夹紧装置，属于数控机床加工设备领域，包括设置在不同加工程序中的面加工装置和孔加工装置，面加工装置包括设在工件上、下、左、右、前和后六个方向的定位组件还包括设置在工件开口端进行支撑的支撑芯，孔加工装置包括上下定位和左右两侧定位，上定位为活动式接触，方便拿取。本发明在定位夹紧过程中全部采用机械驱动，避免可人工操作误差，提升了重复定位精度，有利于提升加工质量和效率。

Description

U形工件用定位夹紧装置

技术领域

本发明属于数控机床加工设备领域，尤其是涉及U形工件用定位夹紧装置。

背景技术

在汽车制造行业中，会遇到多种形状的零件加工需求，其中很多零件因为形状部不规则，没有适用的常规夹具以满足加工中心安装定位的需求，如果采用其他普通机床配合手动加工，又会大大降低加工精度和工作效率，影响生产，其中U形工件的加工定位就是其中的一个问题，现在常用的U形件夹具是分别将U形管件的对侧夹住后再对管件进行加工，但是很难保证U形管件的管道不变形，尤其是针对厚度较薄且由一定深度的U形件来说，为了保证加工精度，定位夹具更是尤其重要。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种可精确定位又能保证U形工件不变形的加工用治具。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：U形工件用定位夹紧装置，包括面加工定位组件、孔加工定位组件和大底板，所述大底板固定在机床的工作台上且二者之间通过键进行导向，所述面加工定位组件和孔加工定位组件均固定在所述大底板的上端面，所述面加工定位组件与孔加工定位组件针对待夹紧U形工件两个不同的加工阶段；

所述面加工定位组件包括转台和夹持组件，所述转台固定在所述大底板上，所述转台的固定面垂直于所述大底板的上端面，所述夹持组件固定在所述转台的固定面上且由所述转台驱动旋转，所述夹持组件包括支撑座，所述支撑座上端的后方设有定位架，前方设有推缸，所述支撑座上端的左右两侧还对称设有夹紧缸，所述夹紧缸的前端设有夹紧板，所述夹紧板设在所述定位架和所述推缸之间，对称设置的所述夹紧板之间的最小距离与待夹紧U形工件的宽度一致，所述支撑座的上端的左右两侧还设有转动压紧缸，所述转动压紧缸设在所述夹紧缸和所述推缸之间，所述转动压紧缸的上端设有压紧头，夹紧状态下，所述压紧头的下端面与待夹紧U形工件的上端面接触设置；

所述孔加工定位组件包括固锁在所述大底板上的限位台、定位台、定位缸和驱动油缸，所述限位台与所述定位缸设在待夹紧U形工件纵向的两端，所述限位台与待夹紧U形工件接触设置，所述定位缸伸出状态下与待夹紧U形工件接触设置，所述定位台设在待夹紧U形工件的下端且二者接触设置，所述驱动油缸驱动压覆板与待夹紧U形工件的上端面活动式接触设置。

进一步的，所述转台上设有两个固定面，每个固定面并排设置均上面均设有所述夹持组件。

进一步的，所述夹持组件还包括底座，所述底座固定在所述转台的固定面上，所述支撑座包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板垂直设置且形成L形状，所述第一固定板固锁在所述底座上，所述第二固定板垂直与所述底座且水平设置，所述定位架设在所述第二固定板的上端面，所述夹紧缸固设在所述定位架的左右两侧，所述第二固定板的上端远离所述第一固定板的一端垂直设有安装板，所述安装板上设有推缸，所述推缸的出力轴中轴线所在的竖直面与待夹紧U形工件的竖直中心面重合设置。

进一步的，所述定位架包括设置在前端中部的支撑芯和对称设置在两侧的第一定位凸台，所述支撑芯的前端距离所述第一固定板的距离大于所述第一定位凸台距离所述第一固定板的距离，所述支撑芯的宽度与待夹紧U形工件开口的宽度一致。

进一步的，所述第一定位凸台的前端还设有第二定位凸台，所述第二定位凸台成四角设置且均与待夹紧U形工件的后端面接触设置。

进一步的，所述推缸出力轴的前端设有推头，所述推头与所述推缸的出力轴同轴设置，所述推头远离所述推缸的一端为弧面。

进一步的，所述限位台靠近所述定位缸的一端设有配套设置的缓冲垫、压紧板和限位凸起，所述缓冲垫设在所述压紧板与限位台之间，所述限位凸起设在所述压紧板上且与待夹紧U形工件接触设置。

进一步的，所述限位凸起的数量为两个，两个所述限位凸起相对待夹紧U形工件的纵向中心面对称设置，所述定位缸的数量为两个，两个所述定位缸相对待夹紧U形工件的纵向中心面对称设置。

进一步的，所述定位台包括第一定位块，所述第一定位块的宽度与U形工件的开口宽度一致，所述第一定位块的两侧对称设有第二定位块，所述第二定位块的高度小于所述第一定位块的高度，所述第二定位块的上端设有分散设置的两个定位凸起。

进一步的，所述压覆板的一端与驱动油缸的出力轴铰接，所述压覆板与所述驱动油缸之间还设有连接杆，所述连接杆一端与压覆板靠近所述驱动油缸的端部铰接，另一端与所述驱动油缸的上端面铰接，所述压覆板远离所述驱动油缸一端的下端设有转接板，所述转接板下部的两端设有定位柱，所述定位柱的下端面为弧形且与待夹紧U形工件的上端面接触设置。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：1、本发明设置面加工定位组件和孔加工定位组件，整个加工过程中均采用机械定位，避免了人工装夹的误差，提升了重复定位精度，进而保证了加工的精度，而且驱动均采用油缸，夹持力度大，夹紧牢固，性能稳定可靠；2、面加工定位组件的两侧采用夹紧缸进行定位，下端进行支撑定位，上端由转动压紧缸带动压紧头进行压紧，后端由定位架进行定位给，前端由推缸进行前后方向的移动和定位，六个方向进行定位，定位精度高，而且工件开口端采用支撑芯内置的方法进行内部支撑，避免装夹过程中引起工件变形，有利于加工精度的提升；3、孔加工定位组件可实现工件左右和上下的定位，有利于背面孔的加工，工件开口端采用支撑芯内置的方法进行内部支撑，避免装夹过程中引起工件变形，有利于加工精度的提升。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明U形工件的俯视图；

图2是本发明U形工件的正视图；

图3是本发明面加工定位组件与大底板配合的正视图；

图4是本发明面加工定位组件与大底板配合的俯视图；

图5是本发明面加工定位组件与大底板配合的左视图；

图6是本发明面加工定位组件的俯视图；

图7是本发明面加工定位组件的正视图；

图8是本发明面加工定位组件的左视图；

图9是本发明面加工定位组件的A部详图；

图10是本发明第一定位凸台和第二定位凸台配合的结构示意图；

图11是本发明孔加工定位组件与大底板配合的正视图；

图12是本发明孔加工定位组件与大底板配合的左视图；

图13是本发明孔加工定位组件的正视图；

图14是本发明孔加工定位组件的俯视图。

附图标记说明：

1-大底板；2-键；3-转台；31-固定面；4-夹紧缸；41-夹紧板；5-定位架；51-支撑芯；52-第一定位凸台；53-第二定位凸台；6-底座；7-支撑座；71-第一固定板；72-第二固定板；8-转动压紧缸；81-压紧头；9-安装板；91-推缸；92-推头；10-导向台；21-驱动油缸；22-压覆板；221-连接杆；23-转接板；24-定位柱：25-定位台；251-第一定位块；252-第二定位块；253-定位凸起；26-定位缸；261-定位头；27-限位台；271-缓冲垫；272-压紧板；273-限位凸起；60-待夹紧U形工件；61-开口端面；62-内侧平面；63-外侧平面；64-背部端面；65-内部弧面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在本发明中，正对数控加工中心的主轴头，立柱部方向为“后”，主轴头方向为“前”；左右也以此为基准。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图3、图4、图5和图6所示，本发明为U形工件用定位夹紧装置，包括面加工定位组件、孔加工定位组件和大底板1，大底板1固定在机床的工作台上且二者之间通过键2进行导向，面加工定位组件和孔加工定位组件均固定在大底板1的上端面，面加工定位组件与孔加工定位组件针对待夹紧U形工件60两个不同的加工阶段；面加工定位组件包括转台3和夹持组件，转台3固定在大底板1上，转台3的固定面31垂直于大底板的上端面，夹持组件固定在转台3的固定面31上且由转台3驱动旋转，夹持组件包括支撑座7，支撑座7上端的后方设有定位架5，定位架5的前端面与待夹紧U形工件60的开口端面61接触设置，支撑座前方设有推缸91，推缸91与待夹紧U形工件60的背部端面64接触设置，支撑座7上端的左右两侧还对称设有夹紧缸4，夹紧缸4的前端设有夹紧板41，夹紧板41设在定位架5和推缸91之间，对称设置的夹紧板41之间的最小距离与待夹紧U形工件60的宽度一致，即夹紧板41之间的最小距离与两个外侧平面63之间的距离一致，保证装夹的牢固性；支撑座7的上端的左右两侧还设有转动压紧缸8，转动压紧缸8设在夹紧缸4和推缸91之间，转动压紧缸8的上端设有压紧头81，夹紧状态下，压紧头81的下端面与待夹紧U形工件60的上端面接触设置，整个结构实现了待夹紧U形工件60在上、下、左、右、前、后六个方向的定位，保证了定位牢固性和定位精度。

优选地，如图4所示，转台3上设有两个固定面31，每个固定面31并排设置均上面均设有夹持组件，一次停机可安装两个工件，同时完成两个工件的加工，减少停机的次数，提升加工的效率。

优选地，如图8所示，夹持组件还包括底座6，底座6固定在转台3的固定面31上，支撑座7包括第一固定板71和第二固定板72，第一固定板71和第二固定板72垂直设置且形成L形状，第一固定板71固锁在底座6上，第二固定板72垂直与底座6且水平设置，定位架5设在第二固定板72的上端面，夹紧缸4固设在定位架5的左右两侧，第二固定板72的上端远离第一固定板71的一端垂直设有安装板9，安装板9上设有推缸91，推缸91的出力轴中轴线所在的竖直面与待夹紧U形工件60的竖直中心面重合设置，居中设置，受力均匀，夹持更加稳定；更优选地，第二固定板72的上端面还设有导向台10，前后方向导向台10设在推缸91和定位架5之间，左右方向，导向台10设在对称设置的两个转动压紧缸8之间，导向台10的上端面精加工且研磨处理。

优选地，定位架5包括设置在前端中部的支撑芯51和对称设置在两侧的第一定位凸台52，支撑芯51的前端距离第一固定板71的距离大于第一定位凸台52距离第一固定板71的距离，支撑芯51的宽度与待夹紧U形工件60开口的宽度一致，即支撑芯51的两侧与内侧平面62接触，起到一定的支撑作用，避免工件在两侧装夹定位后引起待夹紧U形工件60变形，进而提升加工的精度，避免加工因为工件变形，提升产品的合格率；更优选地，支撑芯51的前端为内凹的圆弧，内凹圆弧的直径与待夹紧U形工件60的内部弧面65的直径相同，而且装夹状态下，内凹圆弧与内部弧面65重合设置，一定程度上环节了两侧夹紧定位时产生的应力变形对断口处的影响。

优选地，如图7和图10所示，第一定位凸台52的前端还设有第二定位凸台53，第二定位凸台53成四角设置且均与待夹紧U形工件60的背部端面64接触设置，将大面积的面接触变换为四角的小面积接触，降低加工难度的同时，有利于保证待夹紧U形工件60设置的平面度。

优选地，如图9所示，推缸91出力轴的前端设有推头92，推头92与推缸91的出力轴同轴设置，推头92远离推缸91的一端为弧面，弧面与背部端面64接触为线面接触，摩擦力小，不会对待夹紧U形工件60的外表面产生压痕，避免夹紧过程中对零件破坏。

如图11和图12所示，孔加工定位组件包括固锁在大底板1上的限位台27、定位台25、定位缸261和驱动油缸21，限位台27与定位缸261设在待夹紧U形工件60纵向的两端，限位台27与待夹紧U形工件60接触设置，定位缸261伸出状态下与待夹紧U形工件60接触设置，定位台25设在待夹紧U形工件60的下端且二者接触设置，驱动油缸21驱动压覆板22与待夹紧U形工件60的上端面活动式接触设置，上下定位同时，进行左右定位，保证了垂直方向上孔的加工，定位精确牢固，稳定性好。

优选地，如图13所示，限位台27靠近定位缸261的一端设有配套设置的缓冲垫271、压紧板272和限位凸起273，缓冲垫271设在压紧板272与限位台27之间，限位凸起273设在压紧板272上且与待夹紧U形工件60接触设置，将大面积接触定位转换为小面积接触定位，降低了加工的难度，而且有利于工件的点定位，更加精准；设置缓冲垫271与另一端的定位缸261配合设置，在夹紧的过程中可实现一定的缓冲，避免定位缸261运动后，工件与限位凸起273压紧的过程中产生机械硬接触，降低表面损伤的几率。

优选地，如图14所示，限位凸起273的数量为两个，两个限位凸起273相对待夹紧U形工件60的纵向中心面对称设置，定位缸261的数量为两个，两个定位缸261相对待夹紧U形工件60的纵向中心面对称设置，对称结构，受力更加均匀，夹紧牢固，稳定可靠。

优选地，定位台25包括第一定位块251，第一定位块251的宽度与待夹紧U形工件60的开口宽度一致，即与两个内侧平面62的间距一致，起到内部支撑作用，定位块251的两侧对称设有第二定位块252，第二定位块252的高度小于第一定位块251的高度，第二定位块252的上端设有分散设置的两个定位凸起253，定位凸起253与端部平面61接触设置，

优选地，压覆板22的一端与驱动油缸21的出力轴铰接，压覆板22与驱动油缸21之间还设有连接杆221，连接杆221一端与压覆板22靠近驱动油缸21的端部铰接，另一端与驱动油缸21的上端面铰接，压覆板22远离驱动油缸21一端的下端设有转接板23，转接板23下部的两端设有定位柱24，定位柱24的下端面为弧形且与待夹紧U形工件60的上端面接触设置，定位柱24下端的弧形设计，将两个工件的面面转换为线面接触，降低了摩擦，避免了待夹紧U形工件60的接触磨伤；更优选地，转接板的23居中设置在待夹紧U形工件60的上端面，且转接板23斜向设置，转接板23的纵向中心线与待夹紧U形工件60的纵向中心面夹角为45度，斜向设置的情况下，两个定位柱24的间隔较大，压覆效果更加稳定。

在实际的使用过程中，首选将大底板2固定在机床的工作台上，且在二者之间设置键进行导向，保证安装的定位精度，然后将转台3固定在大底板2上，然后安装好两个夹持组件，将待夹紧U形工件60放置在导向台10的上端面，导向台10的上面涂抹黄油减少摩擦力，然后启动推缸91，推头92与背部平面64接触，驱动待夹紧U形工件60向后运动，完成端部平面61与第二定位凸台53的接触设置，同时完成支撑芯51与内侧平面62的接触设置，前、后和下三个方向定位完成后，启动转动压紧缸8，压紧头81上升后旋转完成对待夹紧U形工件60上端的定位，最后启动夹紧缸4，夹紧板41完成对外侧平面63的定位，最终完成六个方向的定位和内部支撑，定位精确而且避免了夹紧变形，装夹完成后进行内部弧面65的加工，加工完成后将待夹紧U形工件60取下，安装到孔加工组件上，在孔加工组件上，待夹紧U形工件60开口向下且横向设置，端部平面61与定位台51接触设置，开口端面61与定位凸起接触设置，一端与限位凸起接触设置，然后启动定位缸26，定位头261与夹紧U形工件60的一端接触设置，从而完成左右方向的定位，最后启动驱动油缸21，带动压覆板22旋转，保证定位柱24压紧背部端面24，从而完成背部端面24上孔的加工，定位精确，有利提升加工精度，整个加工过程均采用机械定位，避免了人工操作带来的误差，保证了重复定位精度，提升了零件加工的精度，一致性和合格率。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：包括面加工定位组件、孔加工定位组件和大底板(1)，所述大底板(1)固定在机床的工作台上且二者之间通过键(2)进行导向，所述面加工定位组件和孔加工定位组件均固定在所述大底板(1)的上端面，所述面加工定位组件与孔加工定位组件针对待夹紧U形工件两个不同的加工阶段；

所述面加工定位组件包括转台(3)和夹持组件，所述转台(3)固定在所述大底板(1)上，所述转台(3)的固定面(31)垂直于所述大底板(1)的上端面，所述夹持组件固定在所述转台(3)的固定面(31)上且由所述转台(3)驱动旋转，所述夹持组件包括支撑座(7)，所述支撑座(7)上端的后方设有定位架(5)，前方设有推缸(91)，所述支撑座(7)上端的左右两侧还对称设有夹紧缸(4)，所述夹紧缸(4)的前端设有夹紧板(41)，所述夹紧板(41)设在所述定位架(5)和所述推缸(91)之间，对称设置的所述夹紧板(41)之间的最小距离与待夹紧U形工件的宽度一致，所述支撑座(7)的上端的左右两侧还设有转动压紧缸(8)，所述转动压紧缸(8)设在所述夹紧缸(4)和所述推缸(91)之间，所述转动压紧缸(8)的上端设有压紧头(81)，夹紧状态下，所述压紧头(81)的下端面与待夹紧U形工件的上端面接触设置；

所述孔加工定位组件包括固锁在所述大底板(1)上的限位台(27)、定位台(25)、定位缸(261)和驱动油缸(21)，所述限位台(27)与所述定位缸(261)设在待夹紧U形工件纵向的两端，所述限位台(27)与待夹紧U形工件接触设置，所述定位缸(261)伸出状态下与待夹紧U形工件接触设置，所述定位台(25)设在待夹紧U形工件的下端且二者接触设置，所述驱动油缸(21)驱动压覆板(22)与待夹紧U形工件的上端面活动式接触设置。

2.根据权利要求1所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述转台(3)上设有两个固定面(31)，每个固定面(31)并排设置均上面均设有所述夹持组件。

3.根据权利要求1所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述夹持组件还包括底座(6)，所述底座(6)固定在所述转台(3)的固定面(31)上，所述支撑座(7)包括第一固定板(71)和第二固定板(72)，所述第一固定板(71)和所述第二固定板(72)垂直设置且形成L形状，所述第一固定板(71)固锁在所述底座(6)上，所述第二固定板(72)垂直与所述底座(6)且水平设置，所述定位架(5)设在所述第二固定板(72)的上端面，所述夹紧缸(4)固设在所述定位架(5)的左右两侧，所述第二固定板(72)的上端远离所述第一固定板(71)的一端垂直设有安装板(9)，所述安装板(9)上设有推缸(91)，所述推缸(91)的出力轴中轴线所在的竖直面与待夹紧U形工件的竖直中心面重合设置。

4.根据权利要求3所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述定位架(5)包括设置在前端中部的支撑芯(51)和对称设置在两侧的第一定位凸台(52)，所述支撑芯(51)的前端距离所述第一固定板(71)的距离大于所述第一定位凸台(52)距离所述第一固定板(71)的距离，所述支撑芯(51)的宽度与待夹紧U形工件开口的宽度一致。

5.根据权利要求4所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述第一定位凸台(52)的前端还设有第二定位凸台(53)，所述第二定位凸台(53)成四角设置且均与待夹紧U形工件的后端面接触设置。

6.根据权利要求3所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述推缸(91)出力轴的前端设有推头(92)，所述推头(92)与所述推缸(91)的出力轴同轴设置，所述推头(92)远离所述推缸(91)的一端为弧面。

7.根据权利要求1所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述限位台(27)靠近所述定位缸(261)的一端设有配套设置的缓冲垫(271)、压紧板(272)和限位凸起(273)，所述缓冲垫(271)设在所述压紧板(272)与限位台(27)之间，所述限位凸起(273)设在所述压紧板(272)上且与待夹紧U形工件接触设置。

8.根据权利要求7所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述限位凸起(273)的数量为两个，两个所述限位凸起(273)相对待夹紧U形工件的纵向中心面对称设置，所述定位缸(261)的数量为两个，两个所述定位缸(261)相对待夹紧U形工件的纵向中心面对称设置。

9.根据权利要求1所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述定位台(25)包括第一定位块(251)，所述第一定位块(251)的宽度与U形工件的开口宽度一致，所述定位块(251)的两侧对称设有第二定位块(252)，所述第二定位块(252)的高度小于所述第一定位块(251)的高度，所述第二定位块(252)的上端设有分散设置的两个定位凸起(253)。

10.根据权利要求1所述的U形工件用定位夹紧装置，其特征在于：所述压覆板(22)的一端与驱动油缸(21)的出力轴铰接，所述压覆板(22)与所述驱动油缸(21)之间还设有连接杆(221)，所述连接杆(221)一端与压覆板(22)靠近所述驱动油缸(21)的端部铰接，另一端与所述驱动油缸(21)的上端面铰接，所述压覆板(22)远离所述驱动油缸(21)一端的下端设有转接板(23)，所述转接板(23)下部的两端设有定位柱(24)，所述定位柱(24)的下端面为弧形且与待夹紧U形工件的上端面接触设置。