CN110666535A - 批量加工多面体产品的装夹工具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了批量加工多面体产品的装夹工具及方法，属于加工设备领域，包括基础板、转接板和多个定位块，所述转接板拆卸式固定在所述基础上的上端面，所述转接板上设有水平纵深的第一定位槽，还设有多个竖直纵深的第二定位槽，所述第一定位槽和第二定位槽的尺寸相同，所述定位块与所述第一定位槽匹配设置，所述定位块固定在所述转接板上，所述定位块与工件固定连接，所述定位块与工件之间设有定位销。本发明有效节省设备空闲时间，提高设备利用率，采用统一装夹的方式，可进行批量加工，产品尺寸一致性好，合格率高。

Description

批量加工多面体产品的装夹工具及方法

技术领域

本发明属于零件加工领域，涉及加工中心的切削加工，尤其涉及批量加工多面体产品的装夹工具及方法。

背景技术

小型多面体零件结构复杂，包含圆柱、凸台、孔等加工要素，加工过程中需要多次装夹完成，传统的加工方法效率低下，将圆柱部位先加工成四方体，再以虎钳夹持四方体通过四次装夹完成齿轮部分的加工，最后再将四方体加工为圆柱，该方法为单件加工，最后加工圆柱时，齿轮部分定位困难，加工一致性差，加工过程中装夹次数多，加工辅助时间长，设备利用率低，反复装夹造成零件形位公差难以保证，成品率低。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供批量加工多面体产品的装夹工具及方法，有效节省设备空闲时间，提高设备利用率，采用统一装夹的方式，可进行批量加工，产品尺寸一致性好，合格率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：批量加工多面体产品的装夹工具及方法，包括基础板、转接板和多个定位块，所述转接板拆卸式固定在所述基础上的上端面，所述转接板上设有水平纵深的第一定位槽，还设有多个竖直纵深的第二定位槽，所述第一定位槽和第二定位槽的尺寸相同，所述定位块与所述第一定位槽匹配设置，所述定位块固定在所述转接板上，所述定位块与工件固定连接，所述定位块与工件之间设有定位销。

进一步的，所述转接板居中设在所述基础板上，所述转接板靠近所述基础板的一侧设有呈十字形布置的定位凸起，所述基础板上设有导向槽，所述定位凸起设在所述导向槽内且二者间隙配合。

进一步的，所述导向槽的长度大于所述定位凸起的长度，所述导向槽的宽度大于所述定位凸起宽度的距离为0.01～0.02mm，所述定位凸起靠近所述导向槽一侧的外圈设有导向倒角。

进一步的，所述基础板的上端面设有成直线且居中设置的两个吊装孔，两个所述吊装孔分散设置，所述吊装孔匹配设置有吊装环。

进一步的，所述第一定位槽的宽度大于所述定位块的宽度距离为0.005-0.015mm，所述第二定位槽的宽度大于所述定位块的宽度距离为0.005-0.015mm。

进一步的，所述转接板为正四边形结构，所述转接板的三面均设有多个平行设置的第一定位槽，所述定位块与所述第一定位槽配合时候，工件处于水平状态且端部伸出所述转接板设置，另一面的纵向深度设有多个平行设置的第二定位槽，所述定位块与所述第二定位槽配合时，工件处于竖直向上的状态。

进一步的，工件为Y形，包括圆柱体，所述圆柱体的上端两侧垂直且U形的支撑板，所述支撑板的上端为齿轮状，所述支撑板上垂直设有通孔，所述支撑板与所述圆柱之间设有两个第一销孔，两个所述第一销孔与所述定位销配合设置。

进一步的，所述定位块的内部设有同轴的定位孔、过孔和安装孔，所述圆柱体设在所述定位孔内，螺丝进入安装孔后穿过所述过孔与所述定位孔螺纹连接，所述定位块靠近所述工件的一端设有第二销孔，所述第一销孔与所述第二销孔同轴设置，所述定位销的两端分别与第一销孔和第二销孔配合设置。

进一步的，所述第一定位槽和第二定位槽的深度相同，所述第一定位槽的深度小于所述定位块的厚度，工件的最大断面小于所述定位块的断面设置。

进一步的，两个相邻的定位块之间压板，所述压板设在所述定位块的上端面，所述压板上设有长条孔，螺丝穿过长条孔后与所述转接板固定连接。

批量加工多面体产品的方法，使用批量加工多面体产品的装夹工具。

进一步的，按照以下步骤进行，第一步，加工工件的圆柱体部分并加工第一销孔作为辅助加工孔，工件为Y形，包括圆柱体，所述圆柱体的上端两侧垂直且U形的支撑板，所述支撑板的上端为齿轮状，所述支撑板上垂直设有通孔，在所述支撑板与所述圆柱之间设有两个第一销孔；

第二步，通过定位块固定工件，所述定位块的内部设有同轴的定位孔、过孔和安装孔，所述圆柱体设在所述定位孔内，螺丝进入安装孔后穿过所述过孔与所述定位孔螺纹连接，所述定位块靠近所述工件的一端设有第二销孔，所述第一销孔与所述第二销孔同轴设置，定位销的两端分别与第一销孔和第二销孔配合设置，完成定位块与工件的定位；

第三步，完成多个定位块的固定和单个工序的多个零件批量加工，第一定位槽设置为三面且每面平行设置为多个，水平纵深设置，第二定位槽设置为竖直纵深设置，在第二定位槽上完成U形支撑板的加工，然后在第一定位槽的位置逆时针依次完成齿轮状结构、上面较大规格的通孔，下面较小规格通孔的加工；

第四步，转接板的数量至少为两个，其中一个转接板上的工件加工完成后，将装好定位块的另一块转接板安装在基础板上进行加工，将取下的转接板上的定位块变换位置安装，等待下一次替换。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明设置转接板，在转接板上设置多个第一定位槽和第二定位槽，同时设置与工件配合的定位块，在不同位置的第一定位槽上完成工件的不同工序，在第二定位槽上完成其他的不同工序，转接板整合了工件加工的所有工序，通过定位块与工件整体移动，不需要对工件进行重复夹持，因为此工件是异性零件，大大减少了工件加持的时间，定位块采用常规结构，定位为块与第一定位槽或第二定位槽的配合更加快捷方便，而且容易保证精度，而且在相同列上，可同时设置多个第一定位槽，可同时完成同一个工序的多个零件的加工，提升了工作效率，降低了劳动强度，同时保证了加工的一致性，提升了工件加工的合格率；

2、设置定位凸起和导向槽，进一步提升了转接板和基础板配合的效率和精度，方便快速的进行拆卸，提升工作效率；

3、定位块与第一定位槽配合时候，工件处于水平状态且端部伸出转接板设置，定位块与第二定位槽配合时，工件处于竖直向上的状态，竖直状态下，方便将工件加工为U 形的形状，有利于刀具移动开槽动作的进行，水平状态下，方便加工工件的齿轮状结构和通孔的结构，机床根据需要，选择合格的刀具，直接进行插齿或钻孔动作即可，加工程度简单，方便可靠，直接将异性零件的复杂和高难度加工转换为了常规的加工方式，进一步大大减少了夹持定位的时间，提升了工作效率，而且降低了夹具的成本；

4、定位孔的直径略大于圆柱体的直径，避免干涉，圆柱体的断面与定位孔的底面接触设置，通过螺丝工件与定位块固锁，同时采用第一销孔、第二销孔和定位销进行二次定位，避免了工件在径向和周向的移动，稳定性好，有利于保证加工精度；

5、按照以上加工方法进行加工，两个转接板可进行替换进行，保证了数控加工连续作用，在数控机床加工的过程中，操作人员可完成定位块在转接板上逆时针依次转向连接，实现了多个工序的依次进行，在一个转接板上实现了异形零件的全工序加工过程，集成化程度更高，操作更加方便可靠，而且降低了成本，简化了夹具结构，是一个由繁到简的重大突破优化事项，大大提升了效率。

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是本发明批量加工多面体产品的装夹工具及方法的结构示意图；

图2是本发明定位块与工件配合的结构示意图；

图3是本发明定位块的剖视图；

图4是本发明工件左视的结构示意图；

图5是本发明转接板俯视的结构示意图；

图6是本发明转接板仰视的结构示意图；

图7是本实用新工件加工完圆柱体和第一销孔后的结构示意图；

图8是本发明工件俯视的结构示意图。

附图标记：

1、基础板；2、转接板；21、第一定位槽；22、第二定位槽；23、定位凸起；231、导向倒角；3、定位块；31、定位孔；32、过孔；33、安装孔；34、第二销孔；4、工件； 41、圆柱体；42、支撑板；421、齿轮状；422、通孔；423、沉头孔；43、第一销孔；44、螺纹孔；5、压板；51、长条孔；6、吊装孔；7、防松垫片；8、定位销。

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1～图7所示，本发明为批量加工多面体产品的装夹工具及方法，包括基础板1、转接板2和多个定位块3，转接板2拆卸式固定在基础上的上端面，转接板2上设有水平纵深的第一定位槽21，还设有多个竖直纵深的第二定位槽22，第一定位槽21和第二定位槽22的尺寸相同，定位块3与第一定位槽21匹配设置，定位块3固定在转接板2 上，定位块3与工件4固定连接，定位块3与工件4之间设有定位销8。

优选地，转接板2居中设在基础板1上，转接板2靠近基础板1的一侧设有呈十字形布置的定位凸起23，基础板1上设有导向槽，定位凸起23设在导向槽内且二者间隙配合，设置定位凸起23和导向槽后，提升基础板1和转接板2的配合精度和装配效率，优选地，导向槽的长度大于定位凸起23的长度，导向槽的宽度大于定位凸起23宽度的距离为0.01～0.02mm，保证拆卸的方便，定位凸起23靠近导向槽一侧的外圈设有导向倒角 231，方便快速拆卸和安装，提升装配的效率，同时保证定位精度。

优选地，基础板1的上端面设有成直线且居中设置的两个吊装孔6，两个吊装孔6分散设置，吊装孔6匹配设置有吊装环，加工完成后方便进行更换，提升更换的效率，因为此结构在一个工位加工完成后，在进行第二道工序的时候需要更换转接板2的位置。

优选地，第一定位槽21的宽度大于定位块3的宽度距离为0.005-0.015mm，第二定位槽22的宽度大于定位块3的宽度距离为0.005-0.015mm，定位块3拆装方便且定位的一致性好。

优选地，转接板2为正四边形结构，转接板2的三面均设有多个平行设置的第一定位槽21，定位块3与第一定位槽21配合时候，工件4处于水平状态且端部伸出转接板2 设置，另一面的纵向深度设有多个平行设置的第二定位槽22，定位块3与第二定位槽22 配合时，工件4处于竖直向上的状态，竖直状态下，方便将工件4加工为U形的形状，有利于刀具移动开槽动作的进行，水平状态下，方便加工工件4的齿轮状421结构和通孔422的结构，机床根据需要，选择合格的刀具，直接进行插齿或钻孔动作即可，加工程度简单，方便可靠，直接将异性零件的复杂和高难度加工转换为了常规的加工方式，进一步大大减少了夹持定位的时间，提升了工作效率，而且降低了夹具的成本，此是将异形零件转换为常规加工，突破了传统的加工理念，常规的加工方便是根据零件指定特定的夹紧完成与工作台的定位，本申请是借助定位块3，将异形零件的定位转换为了常规的工装定位，构思巧妙，大大降低了夹具的设计和加工成本。

优选地，工件4为Y形，包括圆柱体41，圆柱体41的上端两侧垂直且U形的支撑板42，支撑板42的上端为齿轮状421，支撑板42上垂直设有通孔422，支撑板42与圆柱之间设有两个第一销孔43，两个第一销孔43与定位销8配合设置，此工件4形状复杂，如背景技术所述，需要分多个步骤进行，先将圆柱体41加工为四面体，方便定位，加工支撑板42的形状以及齿轮状421结构，加工完成后再对支撑板42进行定位，此时齿轮状421结构等不容易定位，而且操作不当还容易引起齿轮状421结构的损坏，定位后再进行圆柱体41的结构，整个过程中需要重复定位和装夹，效率低，而且复杂的定位工装成本高，也很难批量加工生产，会进一步提升企业的成本。

优选地，定位块3的内部设有同轴的定位孔31、过孔32和安装孔33，圆柱体41 设在定位孔31内，螺丝进入安装孔33后穿过过孔32与定位孔31螺纹连接，螺丝与过孔32的端面之间设有防松垫片7，定位块3靠近工件4的一端设有第二销孔34，第一销孔43与第二销孔34同轴设置，定位销8的两端分别与第一销孔43和第二销孔34配合设置，定位孔31的直径略大于圆柱体41的直径，避免干涉，圆柱体41的断面与定位孔31的底面接触设置，通过螺丝工件4与定位块3固锁，同时采用第一销孔43、第二销孔 34和定位销8进行二次定位，避免了工件4在径向和周向的移动，稳定性好，有利于保证加工精度。

优选地，第一定位槽21和第二定位槽22的深度相同，第一定位槽21的深度小于定位块3的厚度，避免固定工件4的螺丝与转接板2干涉，方便工件4的固锁，实际可先将工件4与定位块3连接固定后，再讲定位块3与转接板2连接固定，根据实际情况进行确定和选择，工件4的最大断面小于定位块3的断面设置，避免工件4与转接板2 干涉。

优选地，两个相邻的定位块3之间设有压板5，压板5设在定位块3的上端面，压板5上设有长条孔51，螺丝穿过长条孔51后与转接板2固定连接，一个压板5可同时完成两个定位块3的固定，在拆卸的过程中可更快速的实现定位块3位置的转移，提升工作效率。

在实际工作过程中，采用该结构前，先保证工件4的圆柱体41部分已经加工到位，根据待加工零件的圆柱体41的结构特点准备定位块3，例如定位孔31的直径要大于圆柱体41的直径，保证定位块3上定位孔31与待加工工件4上的孔位一致，同时根据定位块3与工件4的第一销孔43加工出定位销8，定位销8规格的选择是不影响工件4的结构强度和结构设置即可，第一销孔43属于加工辅助用孔，需设置在不重要的部位，基础板1可采用虎钳夹持或用压板5固定于机床工作台，基础板1上表面加工导向槽；转接板2下表面加工定位凸台，通过螺钉孔采用沉头孔方式且以环形等分方式将转接板2与基础板1连接；定位块3放置在第一定位槽21和/或第二定位槽22中，并通过压板5和螺丝与转接板2连接，工件4的固定过程中，通过圆柱体41与定位孔31配合，同时将两个定位销8和第一销孔43和第二销孔34配合，进行定位，定位完成后通过螺丝或其他紧固件完成工件4与定位块3的连接固定，在本结构中，可设置两个与基础板1配合的转接板2，因为工件4需要在多个角度进行加工才能完成，其中一个转接板2上的工件 4加工完成后，取下基础板1上的转接板2，将装好定位块3的另一块转接板2安装在基础板1上进行加工，将取下的转接板2上的定位块3变换位置安装，等待下一次替换，采取在机床外部装夹工件4的方式，有效节省了设备空闲时间，提高设备利用率，采用统一装夹的方式，可进行批量加工，产品尺寸一致性好，而且大大提升了工件4的加工效率，将异性零件的单件加工转换为批量加工，而且是每道工序都实现了批量化，然后将多个工序又整合到同一个转接板2上，实现了单个工序的批量整合，单个零件到多个工件4的二次交叉整合，突破了传统的加工理念，大大提升了工作效率，降低了劳动强度，而且批量加工的一致性好，合格率高。

批量加工多面体产品的方法，使用本申请中的批量加工多面体产品的装夹工具，按照以上结构将工件4与转接板2进行固定，然后将转接板2与基础板1进行固定，详细按照以下步骤，第一步，加工工件4的圆柱体41部分并加工第一销孔43作为辅助加工孔，加工螺纹孔44作为连接固定孔，增加零件固定的稳定性，工件4为Y形，包括圆柱体41，所述圆柱体41的上端两侧垂直且U形的支撑板42，所述支撑板42的上端为齿轮状421，所述支撑板42上垂直设有通孔422，在所述支撑板42与所述圆柱之间设有两个第一销孔43；

第二步，通过定位块3固定工件4，所述定位块3的内部设有同轴的定位孔31、过孔32和安装孔33，所述圆柱体41设在所述定位孔31内，螺丝进入安装孔33后穿过所述过孔32与所述定位孔31螺纹连接，所述定位块3靠近所述工件4的一端设有第二销孔34，所述第一销孔43与所述第二销孔34同轴设置，定位销8的两端分别与第一销孔 43和第二销孔34配合设置，完成定位块3与工件4的定位；

第三步，完成多个定位块3的固定和单个工序的多个零件批量加工，第一定位槽21设置为三面且每面平行设置为多个，水平纵深设置，第二定位槽22设置为竖直纵深设置，首先，在第二定位槽22上完成U形支撑板42的加工，其次在第一定位槽完成两个沉头孔423的加工，再次在第一定位槽21的位置逆时针依次完成单侧齿轮状421结构、上面较大规格的通孔422，下面较小规格通孔422的加工，最后完成支撑板42另一侧齿轮状 421结构、上面较大规格的通孔422，下面较小规格通孔422的加工，定位块3的断面为正方形，实际操作的过程中，只要旋转定位块3在转接板2上的方向和角度即可实现不同位置的加工需求，整个过程中根据不同的特征配置不同的刀具，刀具的选择根据机械领域常规的原则选定即可；

第四步，转接板2的数量至少为两个，其中一个转接板2上的工件4加工完成后，将装好定位块3的另一块转接板2安装在基础板1上进行加工，将取下的转接板2上的定位块3变换位置安装，等待下一次替换。

按照以上加工方法进行加工，两个转接板2可进行替换进行，保证了数控加工连续作用，在数控机床加工的过程中，操作人员可完成定位块3在转接板2上逆时针依次转向连接，实现了多个工序的依次进行，在一个转接板2上实现了异形零件的全工序加工过程，集成化程度更高，操作更加方便可靠，而且降低了成本，简化了夹具结构，是一个由繁到简的重大突破优化事项，大大提升了效率。

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.批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：包括基础板、转接板和多个定位块，所述转接板拆卸式固定在所述基础上的上端面，所述转接板上设有水平纵深的第一定位槽，还设有多个竖直纵深的第二定位槽，所述第一定位槽和第二定位槽的尺寸相同，所述定位块与所述第一定位槽匹配设置，所述定位块固定在所述转接板上，所述定位块与工件固定连接，所述定位块与工件之间设有定位销。

2.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：所述转接板居中设在所述基础板上，所述转接板靠近所述基础板的一侧设有呈十字形布置的定位凸起，所述基础板上设有导向槽，所述定位凸起设在所述导向槽内且二者间隙配合，所述导向槽的长度大于所述定位凸起的长度，所述导向槽的宽度大于所述定位凸起宽度的距离为0.01～0.02mm，所述定位凸起靠近所述导向槽一侧的外圈设有导向倒角。

3.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：所述基础板的上端面设有成直线且居中设置的两个吊装孔，两个所述吊装孔分散设置，所述吊装孔匹配设置有吊装环。

4.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：所述第一定位槽的宽度大于所述定位块的宽度距离为0.005-0.015mm，所述第二定位槽的宽度大于所述定位块的宽度距离为0.005-0.015mm。

5.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：所述转接板为正四边形结构，所述转接板的三面均设有多个平行设置的第一定位槽，所述定位块与所述第一定位槽配合时候，工件处于水平状态且端部伸出所述转接板设置，另一面的纵向深度设有多个平行设置的第二定位槽，所述定位块与所述第二定位槽配合时，工件处于竖直向上的状态。

6.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：工件为Y形，包括圆柱体，所述圆柱体的上端两侧垂直且U形的支撑板，所述支撑板的上端为齿轮状，所述支撑板上垂直设有通孔，所述支撑板与所述圆柱之间设有两个第一销孔，两个所述第一销孔与所述定位销配合设置，所述定位块的内部设有同轴的定位孔、过孔和安装孔，所述圆柱体设在所述定位孔内，螺丝进入安装孔后穿过所述过孔与所述定位孔螺纹连接，所述定位块靠近所述工件的一端设有第二销孔，所述第一销孔与所述第二销孔同轴设置，所述定位销的两端分别与第一销孔和第二销孔配合设置。

7.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：所述第一定位槽和第二定位槽的深度相同，所述第一定位槽的深度小于所述定位块的厚度，工件的最大断面小于所述定位块的断面设置。

8.根据权利要求1所述的批量加工多面体产品的装夹工具，其特征在于：两个相邻的定位块之间压板，所述压板设在所述定位块的上端面，所述压板上设有长条孔，螺丝穿过长条孔后与所述转接板固定连接。

9.批量加工多面体产品的方法，其特征在于：使用权利要求1～8任一项所述的批量加工多面体产品的装夹工具。

10.根据权利要求9所述的批量加工多面体产品的方法，其特征在于：

第一步，加工工件的圆柱体部分并加工第一销孔作为辅助加工孔，工件为Y形，包括圆柱体，所述圆柱体的上端两侧垂直且U形的支撑板，所述支撑板的上端为齿轮状，所述支撑板上垂直设有通孔，在所述支撑板与所述圆柱之间设有两个第一销孔；

第二步，通过定位块固定工件，所述定位块的内部设有同轴的定位孔、过孔和安装孔，所述圆柱体设在所述定位孔内，螺丝进入安装孔后穿过所述过孔与所述定位孔螺纹连接，所述定位块靠近所述工件的一端设有第二销孔，所述第一销孔与所述第二销孔同轴设置，定位销的两端分别与第一销孔和第二销孔配合设置，完成定位块与工件的定位；

第三步，完成多个定位块的固定和单个工序的多个零件批量加工，第一定位槽设置为三面且每面平行设置为多个，水平纵深设置，第二定位槽设置为竖直纵深设置，在第二定位槽上完成U形支撑板的加工，然后在第一定位槽的位置逆时针依次完成齿轮状结构、上面较大规格的通孔，下面较小规格通孔的加工；

第四步，转接板的数量至少为两个，其中一个转接板上的工件加工完成后，将装好定位块的另一块转接板安装在基础板上进行加工，将取下的转接板上的定位块变换位置安装，等待下一次替换。

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