CN109262321A - 基于cnc加工的柔性夹具 - Google Patents

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李其强
洪少春
张振浩
张小春
王博
秦超越
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06Work-clamping means
    • B23Q3/08Work-clamping means other than mechanically-actuated

Abstract

本发明公开了一种基于CNC加工的柔性夹具,包括用于固定在机床工作台上的底板,该底板的一端固定有连接板,电木材料制成的垫板固定在该连接板上,连接板的两个相邻的外侧面分别固定有高度超过该板上平面的定位块;连接板的另外两个相对的外侧面分别设有一推板,每一推板分别固定于一推板驱动机构上,该推板驱动机构能够带动该推板沿该推板的垂线方向往返运动;每一推板的上端面分别固定有夹紧块,夹紧块的内端活动置于垫板的上侧面上。该基于CNC加工的柔性夹具在小型立式加工中心上快速可靠自动装夹方板件,具有降低操作劳动强度,缩短辅助时间,提高劳动生产率,保证产品质量等优点。

Description

基于CNC加工的柔性夹具
技术领域
本发明属于自动化加工设备技术领域,具体的说是涉及一种柔性夹具,尤其涉及一种基于CNC加工的柔性夹具。
背景技术
在自动化行业,方板类零件的加工占很高比例,这类零件的尺寸大小各异,材料有钢件、铝件、不锈钢件、非金属件等,品种繁多,基本都是单件小批。如附图1,在方板上加工有通孔、台阶孔,以及铣槽和铣外形等。
传统的方板类零件的装夹主要有三种方式,第一种是通过压板螺栓装夹,第二种是通过磁力吸盘(包括电磁吸盘和永磁吸盘)或气动真空吸盘装夹。第三种是采用胶粘工艺,一般适用于加工铝件和非金属件,不仅可靠性差,胶水在冷却液浸泡下会松动,加工精度难以保证,而且工作台后期清理胶水困难。若采用压板螺栓装夹,则费时费力,参阅附图2-1和2-2,螺母3和压板4还会高出工件6的上平面,在加工时就需要增加刀具长度,这样不仅会降低刀具刚性,降低刀具寿命,而且上平面加工受限,即不能保证工件上方净空,直接影响加工效率和加工精度。磁力吸盘装夹,参阅附图3-1和3-2,则不能装夹非铁磁性材料,不能在工件上加工通孔。气动真空吸盘不能在工件上加工通孔,而且使用及维护成本高。由此可见,这两种通用夹具在使用上都具有局限性和优缺点,难以满足目前加工的多种需求。
发明内容
为了克服上述缺陷,本发明提供了一种基于CNC加工的柔性夹具,在小型立式加工中心上快速可靠自动装夹方板件,降低操作劳动强度,缩短辅助时间,提高劳动生产率,保证产品质量。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于CNC加工的柔性夹具,包括用于固定在机床工作台上的底板,该底板的一端固定有连接板,电木材料制成的垫板固定在该连接板上,所述连接板的两个相邻的外侧面分别固定有高度超过该垫板上平面的定位块;所述连接板的另外两个相对的外侧面分别设有一推板,每一推板分别固定于一推板驱动机构上,该推板驱动机构能够带动该推板沿该推板的垂线方向往返运动;每一推板的上端面分别固定有夹紧块,所述夹紧块的内端活动置于所述垫板的上侧面上。
作为本发明的进一步改进,所述推板驱动机构包括直线导轨、滑动置于该直线导轨上的滑块,以及垂直所述推板设置的气缸,所述推板的下端固定于所述滑块上,所述气缸的气缸体固定于所述底板上,所述气缸的活塞杆通过浮动接头与所述推板浮动连接。
作为本发明的进一步改进,所述推板的外侧面上设有固定座,所述浮动接头连接于该固定座上。
作为本发明的进一步改进,所述底板上设有两个支座,连接板固定于两个支座上,所述垫板固定于连接板上。
作为本发明的进一步改进,所述推板的上端面上设有沿其长度方向的第一T型槽,所述夹紧块通过置于该第一T型槽内的T型螺母并通过螺栓固定。夹紧块下面的T型螺母在推板的第一T型槽内位置可以调整,在需要调整时,松开螺栓,移动夹紧块,再次固定螺栓即可。
作为本发明的进一步改进,所述机床工作台的上侧面间隔设有若干条第二T型槽,所述底板通过螺钉和T型螺母固定于所述机床工作台的第二T型槽内,并通过定位键
与所述第二T型槽定位。
作为本发明的进一步改进,所述夹紧块的内端与工件接触部位加工成负角度。
作为本发明的进一步改进,两个所述定位块面向工件的内平面分别形成与CNC机床的X向和Y向两个方向的相对零位基准,所述垫板的上平面作为CNC机床Z向的相对零位基准。
本发明的有益效果是:该基于CNC加工的柔性夹具在使用时,整体安装于底板上,便于整机在机床上的拆装;通过直线导轨和气缸组成的两组推板驱动机构分别形成X向和Y向两个方向的精密直线导轨副做运动导向和支撑,承载力大,摩擦力小,精度保持良好,实现工件上方净空;在气缸行程范围内,无需调整即可满足不同尺寸的工件装夹,超过气缸行程范围的,可更换不同尺寸的夹紧块,实现柔性自动化。综上,该基于CNC加工的柔性夹具在小型立式加工中心上快速可靠自动装夹方板件,具有降低操作劳动强度,缩短辅助时间,提高劳动生产率,保证产品质量等优点。
附图说明
图1为现有方板加工状态图;
图2-1为现有压板装夹俯视图;
图2-2为图2-1剖面图;
图3-1为现有电磁吸盘俯视图;
图3-2为图3-1剖面图;
图4为本发明立体结构示意图;
图5为本发明一侧面示意图;
图6为本发明另一侧面示意图;
图7为本发明剖面结构示意图;
图8为本发明所述直线导轨和滑块结构示意图;
图9为本发明所述气缸结构示意图;
图10为图9剖面结构示意图。
结合附图,作以下说明:
其中,1为机床工作台;2为压板垫块;3为螺母;4为压板;5为螺栓;6为工件;11为底板;12为垫板;13为定位块;14为推板;15为夹紧块;16为直线导轨;17为滑块;18为气缸;19为浮动接头;20为固定座;21为支座;22为连接板;141为第一T型槽;101为第二T型槽;102为螺钉;103为T型螺母;104为定位键;181为气缸体;182为活塞杆。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例,即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖范围之内。
参阅图1-10,为本发明所述的一种基于CNC加工的柔性夹具,包括用于固定在机床工作台1上的底板11,该底板的一端固定有连接板22,电木材料制成的垫板12固定在该连接板上,工件上加工通孔时可在垫板的上平面留有加工痕迹(即可以在工件上加工通孔),垫板使用到一定程度后可以重新加工上平面修复。所述连接板的两个相邻的外侧面分别固定有高度超过该垫板上平面的定位块13;所述连接板的另外两个相对的外侧面分别设有一推板14,每一推板分别固定于一推板驱动机构上,该推板驱动机构能够带动该推板沿该推板的垂线方向往返运动;每一推板14的上端面分别固定有夹紧块15,所述夹紧块的内端活动置于所述垫板的上侧面上。使用时,底板11固定于机床工作台1上,工件6放置于垫板12上,然后分别启动两个推板驱动机构带动对应推板14向前运动,使工件6贴合在两个定位块13和夹紧块15之间,实现工件上方净空,从而实现夹紧定位,即可进行通孔、台阶孔,以及铣槽和铣外形等加工处理。
其中,所述推板驱动机构包括直线导轨16、滑动置于该直线导轨上的滑块17,以及垂直所述推板设置的气缸18,所述推板的下端固定于所述滑块上,所述气缸的气缸体181固定于所述底板上,所述气缸的活塞杆182通过浮动接头19与所述推板浮动连接。所述推板的外侧面上设有固定座20,所述浮动接头19连接于该固定座上。气缸18的活塞杆通过浮动接头19和固定座20与推板14连接,以驱动推板运动,带动夹紧块15夹紧工件。而推板通过滑块17滑配于直线导轨16上,不仅可以起到运动导向作用,而且承载力大,摩擦力小,精度保持性高。
所述底板上设有两个支座21,连接板22固定于两个支座上,所述垫板12固定于连接板22上。在安装时,先将支座和底板装配,以确定装配定位基准,确定安装位置,然后再安装直线导轨等,降低装配难度。
所述推板的上端面上设有沿其长度方向的第一T型槽141,所述夹紧块通过置于该第一T型槽内的T型螺母并通过螺栓固定。夹紧块下面的T型螺母在推板的第一T型槽内位置可以调整,在需要调整时,松开螺栓,移动夹紧块,再次固定螺栓即可。
所述机床工作台的上侧面间隔设有若干条第二T型槽101,所述底板通过螺钉102和T型螺母103固定于所述机床工作台的第二T型槽内,并通过定位键104与所述第二T型槽定位。整个柔性夹具安装于底板上,便于整机在机床上拆装。通过螺钉和T型螺母固定在机床工作台上,靠定位键与机床工作台的第二T型槽定位。
所述夹紧块15的内端与工件接触部位加工成负角度,在顶紧工件的同时有下压的趋势,确保夹紧后工件精密贴合在垫板上平面,保证加工精度。实现工件上方净空,
两个所述定位块13面向工件的内平面分别形成与CNC机床的X向和Y向两个方向的相对零位基准,所述垫板12的上平面作为CNC机床Z向的相对零位基准。便于机床对刀及编程操作。
由此可见,该基于CNC加工的柔性夹具在使用时,整体安装于底板上,便于整机在机床上的拆装;通过直线导轨和气缸组成的两组推板驱动机构分别形成X向和Y向两个方向的精密直线导轨副做运动导向和支撑,承载力大,摩擦力小,精度保持良好;在气缸行程范围内,无需调整即可满足不同尺寸的工件装夹,超过气缸行程范围的,可更换不同尺寸的夹紧块,实现柔性自动化。夹紧块的内端与工件接触部位加工成负角度,在顶紧工件的同时有下压的趋势,确保夹紧后工件精密贴合在垫板上平面,保证加工精度。实现工件上方净空;综上,该基于CNC加工的柔性夹具在小型立式加工中心上快速可靠自动装夹方板件,具有降低操作劳动强度,缩短辅助时间,提高劳动生产率,保证产品质量等优点。

Claims (8)

1.一种基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:包括用于固定在机床工作台(1)上的底板(11),该底板的一端固定有连接板(22),电木材料制成的垫板(12)固定在该连接板上,所述连接板的两个相邻的外侧面分别固定有高度超过该垫板上平面的定位块(13);所述连接板的另外两个相对的外侧面分别设有一推板(14),每一推板分别固定于一推板驱动机构上,该推板驱动机构能够带动该推板沿该推板的垂线方向往返运动;每一推板(14)的上端面分别固定有夹紧块(15),所述夹紧块的内端活动置于所述垫板的上侧面上。
2.根据权利要求1所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:所述推板驱动机构包括直线导轨(16)、滑动置于该直线导轨上的滑块(17),以及垂直所述推板设置的气缸(18),所述推板的下端固定于所述滑块上,所述气缸的气缸体(181)固定于所述底板上,所述气缸的活塞杆(182)通过浮动接头(19)与所述推板浮动连接。
3.根据权利要求2所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:所述推板的外侧面上设有固定座(20),所述浮动接头(19)连接于该固定座上。
4.根据权利要求2所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:所述底板上设有两个支座(21),连接板(22)固定于两个支座上,所述垫板(12)固定于连接板(22)上。
5.根据权利要求1所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:所述推板的上端面上设有沿其长度方向的第一T型槽(141),所述夹紧块通过置于该第一T型槽内的T型螺母并通过螺栓固定。
6.根据权利要求1所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:所述机床工作台的上侧面间隔设有若干条第二T型槽(101),所述底板通过螺钉(102)和T型螺母(103)固定于所述机床工作台的第二T型槽内,并通过定位键(104)与所述第二T型槽定位。
7.根据权利要求1所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:所述夹紧块(15)的内端与工件接触部位加工成负角度。
8.根据权利要求1所述的基于CNC加工的柔性夹具,其特征在于:两个所述定位块(13)面向工件的内平面分别形成与CNC机床的X向和Y向两个方向的相对零位基准,所述垫板(12)的上平面作为CNC机床Z向的相对零位基准。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111687463A (zh) * 2019-03-11 2020-09-22 北京小米移动软件有限公司 平面工件的加工系统和加工工艺
CN112658751A (zh) * 2020-12-16 2021-04-16 昆山华誉自动化科技有限公司 一种用于cnc平台的夹具及产品的定位方法

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