CN110561045B - 工件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件加工方法，包括步骤：将胚料装夹在第一夹具上，对胚料进行CNC加工以成形出工件的外形及上部腔体；调整第一夹具以带动胚料旋转90°，对胚料进行CNC加工以成形出工件的侧槽；将胚料装夹在第二夹具上，对胚料进行CNC加工以成形出工件的下部腔体；将胚料装夹在第三夹具上，对胚料进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件。上述工件加工方法，采用三次装夹，完成从胚料至异形的工件的加工过程，将工件的多个形状特征加工整合至一次装夹中完成，从而避免频繁地更换夹具，提高加工稳定性，加工精度提高，缩短加工周期，提高工作效率。

Description

工件加工方法

技术领域

本发明涉及产品制造技术领域，特别是涉及一种工件加工方法。

背景技术

在工业制造领域中，经常需要根据客户的需求对胚料进行加工以得到预设产品。而产品的形状大致可以为分为两种：第一种为规则的几何形状的产品，其形状为常见的圆形、三角形、矩形等形状，这类产品在CNC加工时，刀路较为简单明了，加工难度相对较低。第二种为异形的非规则形状的产品，其大多数为根据某个特点函数所产生的曲面，又或者是曲面与规则面的组合体，这类产品在CNC加工时，刀路较为复杂，加工难度相对较高。

例如，如图1和图2所示，该工件10的整体形状类似于扁平的梯形，其设有上部腔体11和下部腔体12，上部腔体11朝上设置，而下部腔体12朝下设置，并且在工件10的外侧还设有侧槽13。基于异形工件的设计要求，传统的CNC加工方式需要根据工件的各个形状特征逐一进行加工，在加工过程中需要频繁地更换夹具，其缺陷在于，加工的稳定性较差，加工精度下降，加工周期长，工作效率低下。

发明内容

基于此，本发明提供一种工件加工方法，采用三次装夹，完成从胚料至异形的工件的加工过程，将工件的多个形状特征加工整合至一次装夹中完成，从而避免频繁地更换夹具，提高加工稳定性，加工精度提高，缩短加工周期，提高工作效率。

一种工件加工方法，包括步骤：

将胚料装夹在第一夹具上，对胚料进行CNC加工以成形出工件的外形及上部腔体；

调整第一夹具以带动胚料旋转90°，对胚料进行CNC加工以成形出工件的侧槽；

将胚料装夹在第二夹具上，对胚料进行CNC加工以成形出工件的下部腔体；

将胚料装夹在第三夹具上，对胚料进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件。

上述工件加工方法，将胚料成形工件的加工过程分解为三次装夹。在第一装夹时，对胚料进行CNC加工以得到工件的外形和上部腔体。接着，通过调整第一夹具以带动胚料翻转90°，在不更换夹具的前提下，改变胚料的摆放姿态，进而对胚料进行CNC加工以得到工件的侧槽。然后，将胚料转移至第二夹具上，在第二次装夹中，对胚料进行CNC加工以得到工件的下部腔体。最后，将胚料转移至第三夹具上，对胚料进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件。通过上述设计，采用三次装夹，完成从胚料至异形的工件的加工过程，将工件的多个形状特征加工整合至一次装夹中完成，从而避免频繁地更换夹具，提高加工稳定性，加工精度提高，缩短加工周期，提高工作效率。

在其中一个实施例中，在将胚料装夹在第一夹具上，对胚料进行CNC加工以成形出工件的外形及上部腔体的步骤中，胚料的上部竖直朝上设置，且第一夹具夹持在胚料的下部。将胚料的上部竖直朝向设置，便于刀具加工，并且在加工过程中所产生的碎屑在重力作用下自然掉落，提高加工的便利性。而第一夹具夹持在胚料的下部，可以避免妨碍胚料的外形和上部腔体的加工。

在其中一个实施例中，第一夹具包括：旋转驱动器、连接旋转驱动器的第一主夹具、以及可拆卸连接在第一主夹具上的第一子夹具。先将胚料装夹在第一子夹具中，然后再将第一子夹具安装到第一主夹具上，而旋转驱动器则用于带动第一主夹具旋转以调整胚料的角度，其优点在于，可以根据不同工件的尺寸或者形状需求，在不更换第一主夹具的前提下，通过更换第一子夹具完成夹具的更新，降低加工成本。再者，旋转驱动器作为动力源使得第一夹具具备调整加工角度的能力，可根据加工角度需求进行调整。

在其中一个实施例中，在将胚料装夹在第二夹具上，对胚料进行CNC加工以成形出工件的下部腔体的步骤中，胚料的上部竖直朝下设置，且第二夹具夹持在胚料的下部。将胚料的上部竖直朝下设置，并且第二夹具夹持在胚料的下部，可以避免胚料的上部对工件的下部腔体加工造成遮挡，提高加工的便利性。

在其中一个实施例中，第二夹具包括：第二主夹具、以及可拆卸连接在第二主夹具上的第二子夹具。先将胚料装夹在第二子夹具中，然后再将第二子夹具安装到第二主夹具上，可以根据不同工件的尺寸或者形状需求，在不更换第二主夹具的前提下，通过更换第二子夹具完成夹具的更新，降低加工成本。

在其中一个实施例中，第二子夹具还设有用于接插上部腔体的第一定位块。在胚料上的上部腔体加工完毕后，可以利用第一定位块插入到上部腔体中以对胚料进行定位，其可以提高胚料在加工过程中的稳定性和加工精度。

在其中一个实施例中，在将胚料装夹在第三夹具上，对胚料进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件的步骤中，胚料的上部竖直朝下设置，且第三夹具夹持在胚料的下部。将胚料的上部竖直朝下设置，并且第三夹具夹持在胚料的下部，可以避免胚料的上部对工件的废料去除造成遮挡，提高加工的便利性。

在其中一个实施例中，第三夹具包括：第三主夹具、以及可拆卸连接在第二主夹具上的第三子夹具。先将胚料装夹在第三子夹具中，然后再将第三子夹具安装到第三主夹具上，可以根据不同工件的尺寸或者形状需求，在不更换第三主夹具的前提下，通过更换第三子夹具完成夹具的更新，降低加工成本。

在其中一个实施例中，第三子夹具还设有用于接插上部腔体的第二定位块和接插下部腔体的第三定位块。在胚料上的下部腔体加工完毕后，可以利用第二定位块插入到上部腔体中并且第三定位块插入到下部腔体中以对胚料进行定位，其可以提高胚料在加工过程中的稳定性和加工精度。

在其中一个实施例中，第三夹具还包括：位于第三子夹具外侧的压料气缸和连接压料气缸的压爪。在胚料加工的过程中，压料气缸带动压爪对胚料施加压紧力，提高胚料在加工过程中的稳定性。

附图说明

图1为本发明中需要制作的工件的示意图；

图2为图1所示的工件翻转后的示意图；

图3为本发明的一种实施例的工件加工方法的流程示意图；

图4为胚料在加工外形、上部内腔、以及侧槽时的示意图；

图5为胚料在加工外形、上部内腔、以及侧槽后的示意图；

图6为胚料在加工外形、上部内腔、以及侧槽时采用的第一夹具的分解示意图；

图7为图6所示的第一夹具中的第一子夹具的示意图；

图8为图6所示的第一子夹具的俯视示意图；

图9为工件在加工下部内腔时的示意图；

图10为工件在加工下部内腔之前的示意图；

图11为工件在切断落料时的示意图。

附图中各标号的含义为：

10-工件，11-上部腔体，12-下部腔体，13-侧槽；

20-胚料；

30-第一夹具，32-第一主夹具，321-第一旋转下压气缸，322-第一锁定块，33-第一子夹具，331-第一载板，3311-固定定位块，3312-第一避位孔，332-活动定位块，333-第一可调螺丝；

40-第二夹具，41-第二主夹具，42-第二子夹具，421-第二载板，4211-第一定位块，422-压板，423-第二可调螺丝；

50-第三夹具，51-第三主夹具，52-第三子夹具，521-第三载板，5211-第三定位块，522-压块，5221-第二定位块，523-第三可调螺丝，53-压料气缸，54-压爪。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图11所示，其为本发明的一种实施例的工件加工方法。

如图3所示，该工件加工方法，包括步骤：

S10：将胚料20装夹在第一夹具30上，对胚料20进行CNC加工以成形出工件10的外形及上部腔体11。

如图4和图5所示，将胚料20装夹在第一夹具30上，通过第一夹具30将胚料20夹持固定，然后，通过CNC加工对胚料20的上部进行铣削加工，从而成形出工件10的外形和上部腔体11。需要说明的是，此处的工件10的外形主要是指工件10的外侧形状。此外，在本实施例中，第一夹具30夹持在胚料20的前后相对的两侧。

进一步地，如图4所示，在本实施例中，在S10中，胚料20的上部竖直朝上设置，且第一夹具30夹持在胚料20的下部。将胚料20的上部竖直朝向设置，便于刀具加工，并且在加工过程中所产生的碎屑在重力作用下自然掉落，提高加工的便利性。而第一夹具30夹持在胚料20的下部，可以避免妨碍胚料20的外形和上部腔体11的加工。

S20：调整第一夹具30以带动胚料20旋转90°，对胚料20进行CNC加工以成形出工件10的侧槽13。

在S10中完成了工件10的外形和上部腔体11的加工后，由于此时胚料20的摆放姿态使得刀具难以对胚料20的侧部进行开槽加工，因此，通过调整第一夹具30以带动胚料20旋转90°，从而改变胚料20的上部的朝向，使得刀具可以地工件10的侧部进行加工以得到工件10的侧槽13。

如图6所示，在本实施例中提供了一种第一夹具30的实现方式。该第一夹具30包括：旋转驱动器(图未示)、连接旋转驱动器的第一主夹具32、以及可拆卸连接在第一主夹具32上的第一子夹具33。先将胚料20装夹在第一子夹具33中，然后再将第一子夹具33安装到第一主夹具32上，而旋转驱动器则用于带动第一主夹具32旋转以调整胚料20的角度，其优点在于，可以根据不同工件10的尺寸或者形状需求，在不更换第一主夹具32的前提下，通过更换第一子夹具33完成夹具的更新，降低加工成本。再者，旋转驱动器作为动力源使得第一夹具30具备调整加工角度的能力，可根据加工角度需求进行调整。在本实施例中，该旋转驱动器可以为四轴驱动器，在其他实施例中，该旋转驱动器也可以是旋转电机与减速机的组合。

进一步地，在本实施例中，如图7和图8所示，该第一子夹具33包括：第一载板331和铰接在第一载板331上的活动定位块332，在第一载板331与活动定位块332之间设有第一可调螺丝333。第一载板331上设有与定位块相对设置的固定定位块3311。在装夹胚料20时，将胚料20放置在活动定位块332与固定定位块3311之间，接着，通过旋动第一可调螺丝333以缩窄活动定位块332的自由端与固定定位块3311之间的距离，从而将胚料20夹紧。

如图6和图8所示，在本实施例中，展示了一种第一主夹具32与第二主夹具41的可拆卸连接的实现方式。在本实施例中，第一主夹具32上设有第一旋转下压气缸321和连接在旋转下压气缸上的第一锁定块322，第一子夹具33上开设有供第一锁定块322穿过的第一避位孔3312。当需要将第一主夹具32与第一子夹具33组装时，将第一子夹具33放置于第一主夹具32上，并且让第一锁定块322穿过第一避位孔3312，接着，通过第一旋转下压气缸321带动第一锁定块322旋转并且下沉以将第一子夹具33压紧在第一主夹具32上。

S30：将胚料20装夹在第二夹具40上，对胚料20进行CNC加工以成形出工件10的下部腔体12。

如图9和图10所示，在工件10的外形、上部腔体11、以及侧槽13加工完毕后，将胚料20从第一夹具30上取下，并且转移至第二夹具40上，通过第二夹具40进行夹持固定。接着，对胚料20的下部进行CNC加工以成形出下部腔体12。此外，在本实施例中，第二夹具40夹持在胚料20的左右两端的上下相对面。

进一步地，如图9所示，在本实施例中，在S30中，胚料20的上部竖直朝下设置，且第二夹具40夹持在胚料20的下部。将胚料20的上部竖直朝下设置，并且第二夹具40夹持在胚料20的下部，可以避免胚料20的上部对工件10的下部腔体12加工造成遮挡，提高加工的便利性。

如图9所示，在本实施例中提供了一种第二夹具40的实现方式。第二夹具40包括：第二主夹具41、以及可拆卸连接在第二主夹具41上的第二子夹具42。先将胚料20装夹在第二子夹具42中，然后再将第二子夹具42安装到第二主夹具41上，可以根据不同工件10的尺寸或者形状需求，在不更换第二主夹具41的前提下，通过更换第二子夹具42完成夹具的更新，降低加工成本。

进一步地，在本实施例中，如图9所示，该第二子夹具42包括：第二载板421和可拆卸连接在第二载板421上的压板422，在第二载板421与压板422之间设有第二可调螺丝423。在装夹胚料20时，将胚料20放置在第二载板421与压板422之间，接着，通过旋动第二可调螺丝423将胚料20锁紧在第二载板421与压板422之间，从而将胚料20夹紧。

进一步地，第二子夹具42还设有用于接插上部腔体11的第一定位块4211。在胚料20上的上部腔体11加工完毕后，可以利用第一定位块4211插入到上部腔体11中以对胚料20进行定位，其可以提高胚料20在加工过程中的稳定性和加工精度。

此外，在本实施例中，第二主夹具41上设有第二旋转下压气缸和连接在旋转下压气缸上的第二锁定块，第二子夹具42上开设有供第二锁定块穿过的第二避位孔。当需要将第二主夹具41与第二子夹具42组装时，将第二子夹具42放置于第二主夹具41上，并且让第二锁定块穿过第二避位孔，接着，通过第二旋转下压气缸带动第二锁定块旋转并且下沉以将第二子夹具42压紧在第二主夹具41上。

S40：将胚料20装夹在第三夹具50上，对胚料20进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件10。

如图11所示，当工件10的下部腔体12加工完毕后，基于装夹的需求，在S10至S30中还残留有用于定位的废料，因此，需要将胚料20从第二夹具40上取下，并且转移至第三夹具50上，通过第三夹具50进行夹持固定。接着，对胚料20的进行CNC加工以去除废料，最终得到成形的工件10。此外，在本实施例中，第三夹具50夹持在胚料20的左右两端的上下相对面以及胚料20的上部腔体11和下部腔体12。

进一步地，如图11所示，在本实施例中，在S40中，胚料20的上部竖直朝下设置，且第三夹具50夹持在胚料20的下部。将胚料20的上部竖直朝下设置，并且第三夹具50夹持在胚料20的下部，可以避免胚料20的上部对工件10的废料去除造成遮挡，提高加工的便利性。

如图11所示，在本实施例中提供了一种第三夹具50的实现方式。第三夹具50包括：第三主夹具51、以及可拆卸连接在第二主夹具41上的第三子夹具52。先将胚料20装夹在第三子夹具52中，然后再将第三子夹具52安装到第三主夹具51上，可以根据不同工件10的尺寸或者形状需求，在不更换第三主夹具51的前提下，通过更换第三子夹具52完成夹具的更新，降低加工成本。

进一步地，在本实施例中，如图11所示，该第三子夹具52包括：第三载板521和可拆卸连接在第三载板521上的压块522，在第三载板521与压块522之间设有第三可调螺丝523。在装夹胚料20时，将胚料20放置在第三载板521与压块522之间，接着，通过旋动第三可调螺丝523将胚料20锁紧在第三载板521与压块522之间，从而将胚料20夹紧。

进一步地，第三子夹具52还设有用于接插上部腔体11的第二定位块5221和接插下部腔体12的第三定位块5211。在胚料20上的下部腔体12加工完毕后，可以利用第二定位块5221插入到上部腔体11中并且第三定位块5211插入到下部腔体12中以对胚料20进行定位，其可以提高胚料20在加工过程中的稳定性和加工精度。

此外，如图11所示，第三夹具50还可以包括：位于第三子夹具52外侧的压料气缸53和连接压料气缸53的压爪54。在胚料20加工的过程中，压料气缸53带动压爪54对胚料20施加压紧力，提高胚料20在加工过程中的稳定性。

此外，在本实施例中，第三主夹具51上设有第三旋转下压气缸和连接在旋转下压气缸上的第三锁定块，第三子夹具52上开设有供第三锁定块穿过的第三避位孔。当需要将第三主夹具51与第三子夹具52组装时，将第三子夹具52放置于第三主夹具51上，并且让第三锁定块穿过第三避位孔，接着，通过第三旋转下压气缸带动第三锁定块旋转并且下沉以将第三子夹具52压紧在第三主夹具51上。

上述工件加工方法，将胚料20成形工件10的加工过程分解为三次装夹。在第一装夹时，对胚料20进行CNC加工以得到工件10的外形和上部腔体11。接着，通过调整第一夹具30以带动胚料20翻转90°，在不更换夹具的前提下，改变胚料20的摆放姿态，进而对胚料20进行CNC加工以得到工件10的侧槽13。然后，将胚料20转移至第二夹具40上，在第二次装夹中，对胚料20进行CNC加工以得到工件10的下部腔体12。最后，将胚料20转移至第三夹具50上，对胚料20进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件10。通过上述设计，采用三次装夹，完成从胚料20至异形的工件10的加工过程，将工件10的多个形状特征加工整合至一次装夹中完成，从而避免频繁地更换夹具，提高加工稳定性，加工精度提高，缩短加工周期，提高工作效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工件加工方法，其特征在于：包括步骤：

将胚料装夹在第一夹具上，对所述胚料进行CNC加工以成形出工件的外形及上部腔体；

调整所述第一夹具以带动所述胚料旋转90°，对所述胚料进行CNC加工以成形出工件的侧槽，所述第一夹具包括第一主夹具和可拆卸连接在所述第一主夹具上的第一子夹具，所述第一子夹具包括第一载板和铰接在第一载板上的活动定位块，在第一载板与活动定位块之间设有第一可调螺丝，第一载板上设有与定位块相对设置的固定定位块，在装夹胚料时，将胚料放置在活动定位块与固定定位块之间，通过旋动第一可调螺丝以缩窄活动定位块的自由端与固定定位块之间的距离，从而将胚料夹紧；

将所述胚料装夹在第二夹具上，对所述胚料进行CNC加工以成形出工件的下部腔体；

将所述胚料装夹在第三夹具上，对所述胚料进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件。

2.根据权利要求1所述的工件加工方法，其特征在于，在所述将胚料装夹在第一夹具上，对所述胚料进行CNC加工以成形出工件的外形及上部腔体的步骤中，所述胚料的上部竖直朝上设置，且所述第一夹具夹持在所述胚料的下部。

3.根据权利要求1所述的工件加工方法，其特征在于，所述第一夹具还包括旋转驱动器，所述第一主夹具连接所述旋转驱动器。

4.根据权利要求1所述的工件加工方法，其特征在于，在所述将所述胚料装夹在第二夹具上，对所述胚料进行CNC加工以成形出工件的下部腔体的步骤中，所述胚料的上部竖直朝下设置，且所述第二夹具夹持在所述胚料的下部。

5.根据权利要求1所述的工件加工方法，其特征在于，所述第二夹具包括：第二主夹具、以及可拆卸连接在所述第二主夹具上的第二子夹具。

6.根据权利要求5所述的工件加工方法，其特征在于，所述第二子夹具还设有用于接插所述上部腔体的第一定位块。

7.根据权利要求1所述的工件加工方法，其特征在于，在所述将所述胚料装夹在第三夹具上，对所述胚料进行CNC加工以去除废料，得到成形的工件的步骤中，所述胚料的上部竖直朝下设置，且所述第三夹具夹持在所述胚料的下部。

8.根据权利要求1所述的工件加工方法，其特征在于，所述第三夹具包括：第三主夹具、以及可拆卸连接在所述第三主夹具上的第三子夹具。

9.根据权利要求8所述的工件加工方法，其特征在于，所述第三子夹具还设有用于接插所述上部腔体的第二定位块和接插所述下部腔体的第三定位块。

10.根据权利要求8所述的工件加工方法，其特征在于，所述第三夹具还包括：位于所述第三子夹具外侧的压料气缸和连接所述压料气缸的压爪。

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