CN111168426A - 定位治具 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种定位治具，其包括压合组件，压合组件用于沿定位治具的Z轴方向压合待加工工件，压合组件包括多个压爪和多个弹性部，多个弹性部分别对应于多个压爪设置并向多个压爪施加沿Z轴方向的弹性力，多个压爪用于弹性地压合待加工工件。当压爪各自与待加工工件的相应部分压合时，弹性部具有弹性力和沿Z轴方向的位移，对应于各弹性部的各压爪相对于横梁具有不同的位移，从而各压爪与待加工工件的各个部分接触，保证待加工工件的各个部分均被压合到位，这就避免了由于待加工工件的不同部分之间压合状态差异大而产生的变形。

Description

定位治具

技术领域

本公开涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种定位治具。

背景技术

如图1所示，在加工手机、平板等电子设备的主机的过程中，先通过压铸工艺形成中板结构100，然后将中板结构100焊接于边框200，再通过加工机床的定位治具将由中板结构100和边框200形成的整体部件沿机床Z轴方向定位。

如图2所示，现有的定位治具具有治具主体600、移动横梁300、压爪400和支撑柱500，其中压爪400为一个，支撑柱500为四个。横梁300安装于治具主体600并能够沿Z轴方向移动。支撑柱500为沿机床Z轴方向延伸的柱体，其一端连接于横梁300，另一端用于压抵边框200，四个支撑柱500分别压抵边框200的四角。压爪400与横梁300形成为整体，压爪400与横梁300沿Z轴方向具有相同的位移，压爪400具有垂直于Z轴方向的压合平面，压合平面用于与中板结构100接触。

压合例如上述整体部件时，横梁300沿Z轴方向下移，压爪400和支撑柱500向待加工工件靠近，当压爪400与待加工工件接触时，压爪400向待加工工件施加压力，压爪400的压合平面与整体部件(待加工工件)的表面接紧密触，从而待加工工件受压并定位在预定位置。

现有的定位治具存在以下缺陷：

在沿Z轴方向定位待加工工件的过程中经常发生形变，落料之后的成品表面度不良，降低了待加工工件的良率，影响后续的安装工序。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种定位治具。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种定位治具，其包括压合组件，所述压合组件用于沿所述定位治具的Z轴方向压合待加工工件，所述压合组件包括多个压爪和多个弹性部，所述多个弹性部分别对应于所述多个压爪设置并向所述多个压爪施加沿所述Z轴方向的弹性力，所述多个压爪用于弹性地压合所述待加工工件。

在至少一个实施例中，所述多个压爪沿所述定位治具的X轴方向排列而形成一个压爪列，所述弹性部包括弹簧件，每个所述压爪受到至少两个弹簧件的压抵，所述至少两个弹簧件沿所述定位治具的Y轴方向排布。

在至少一个实施例中，各所述压爪沿Y轴方向的尺寸大于沿所述X轴方向的尺寸。

在至少一个实施例中，所述多个压爪沿所述定位治具的X轴方向排列而形成一个压爪列。

在至少一个实施例中，所述压爪为凸台体，所述压爪具有用于压合所述待加工工件的压合面和与所述弹性部压抵的装配面，所述压合面与所述装配面之间连接有沿所述Z轴方向由上至下逐渐外倾的斜面，所述斜面位于所述定位治具的X轴方向的两侧。

在至少一个实施例中，所述压合面与所述装配面之间连接有竖直面，所述竖直面位于所述定位治具的Y轴方向的两侧，即位于YZ平面之内。

在至少一个实施例中，所述压合组件还包括横梁和连接柱，所述横梁悬于所述压爪上方并沿所述定位治具的X轴方向延伸并能够沿所述Z轴方向移动，所述连接柱沿所述Z轴方向贯穿所述横梁，所述连接柱的一端具有端盖，所述端盖搭接于横梁沿所述Z轴方向的上端，所述连接柱的另一端连接于所述压爪；

所述弹簧件的数目与所述连接柱的数目相同，所述弹簧件在所述横梁与所述压爪之间套装于所述连接柱。

在至少一个实施例中，所述多个压爪沿所述X轴方向排列而形成一个压爪列，为每个所述压爪设置两个弹簧件，所述两个弹簧件沿所述Y轴方向分别位于所述横梁的中心线的两侧。

在至少一个实施例中，所述多个压爪的数目为六个，六个压爪沿所述定位治具的X轴方向排列成一列，为每个所述压爪设置两个所述弹性部。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本公开提供的定位治具中，各压爪独立地向待加工工件施压，每个压爪弹性地压合待加工工件，压爪凭借弹性部而与待加工工件之间形成可调节的压力。当压爪各自与待加工工件的相应部分压合时，弹性部具有弹性力和沿Z轴方向的位移，对应于各弹性部的各压爪相对于横梁具有不同的位移，从而各压爪与待加工工件的各个部分接触，保证待加工工件的各个部分均被压合到位，这就避免了由于待加工工件的不同部分之间压合状态差异大(较为凸出的部分与压爪接触受力，较为凹陷的部分不与压爪接触)而产生的变形。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为手机的中板结构和边框形成的整体部件的示意图；

图2为现有的定位治具的立体结构示意图；

图3为本公开提供的定位治具的立体结构示意图。

附图标记说明：

100 中板结构

200 边框

300 横梁

400 压爪

500 支撑柱

600 治具主体

10 横梁

20 压爪

30 弹性部

40 压合基体

50 支撑柱

60 治具主体

70 连接臂

80 待加工工件

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开提供一种定位治具，其可以用于使手机、平板等电子设备的主机在加工过程中定位，定义：“定位治具的Z轴”沿待加工工件的厚度方向，“定位治具的X轴”和“定位治具的Y轴”互相垂直并形成垂直于Z轴的平面，比如，在下文中以“Y轴”沿定位治具的前后方向和“X轴”沿定位治具的左右方向为例进行说明。

如图3所示，在本公开提供的一个具体实施例中，上述定位治具包括治具主体60和压合组件。压合组件包括安装于治具主体60的横梁10、支撑柱50、多个连接柱、多个弹性部30、多个压爪20和压合基体40。

在治具主体60沿X轴方向的两侧安装有连接臂70，连接臂70(可以为能够沿Z轴方向伸缩的伸缩缸结构)连接于横梁10，横梁10在连接臂70的作用下沿Z轴方向移动。待加工工件80位于压爪20与压合基体40之间，压爪20在横梁10的带动下沿Z轴方向移动从而将待加工工件80的中央部分压抵于压合基体40，支撑柱50在横梁10的带动下沿Z轴方向移动从而将待加工工件80的边缘部分压合于压合基体40。

弹性部的数目与压爪的数目相同，多个弹性部30分别对应于多个压爪20设置并向多个压爪20施加沿Z轴方向的弹性力。

在现有技术提供的技术方案中，压爪20为一个整体并且刚性地连接于横梁10，从而压爪20与横梁10具有相同的位移。

待加工工件的不同部分的高度可能不同，即待加工工件具有较为凸出的一些部分和较为凹陷的另一部分。当压爪沿Z轴方向压合待加工工件时，待加工工件的一些部分与压爪接触，而另一些部分不与压爪接触。定位治具向待加工工件施加的全部压力将集中在与压爪接触的一些部分，这就导致待加工工件的不同部分之间的压合状态差异大，上述一些部分以较小的接触面承受较大的压力而可能变形。

在本公开提供的定位治具中，压爪20为多个，各压爪20独立地向待加工工件80施压，压爪20弹性地连接于横梁10，各压爪20能够借弹性部30的弹性变形而沿Z轴方向具有各自的位移。

当压爪20沿Z轴方向压合待加工工件80的具有不同的高度的部分时：待加工工件80的一些部分与相应的压爪20接触，另一些部分也与相应的压爪20接触。从而，待加工工件80的各个部分均与压爪20接触，待加工工件80全部被压合到位，待加工工件80以更大的面积接触压爪20，压力分散到待加工工件80的多个部分，避免了由于待加工工件80的不同部分之间受力差异大(仅局部受力)而产生的变形。

当待加工工件80为手机的中板结构与边框焊接而成的整体部件时，能够有效地保证整体部件在加工过程中的稳定性。

在该实施例中，横梁10沿定位治具的X轴方向延伸，连接柱沿Z轴方向延伸，弹性部30具有套装于连接柱的弹簧件。连接柱贯穿横梁10，连接柱的上端具有端盖，该端盖搭接于横梁10沿Z轴方向的上端面，连接柱的下端连接于压爪20的沿Z轴方向的上端面。弹簧件在横梁10的沿Z轴方向的下端面和压爪20的沿Z轴方向的上端面之间套装连接柱。该弹簧件可以为螺旋弹簧。

压爪20具有用于压合待加工工件80的压合面和用于与弹簧件压抵的装配面(即为上述上端面)。压爪20的压合面与压爪20的装配面之间连接有第一斜面和第二斜面，以及第一竖直面和第二竖直面。

第一斜面和第二斜面沿Y轴方向依次布置，即分别位于X轴方向的两侧，第一斜面和第二斜面在延伸的过程中沿Z轴方向由上至下逐渐外倾，即由上至下逐渐远离彼此。压爪20在YZ平面内的截面形状可以为大致梯形，即压爪20整体由上至下具有渐扩的趋势。

第一竖直面和第二竖直面沿X轴方向依次布置，即分别位于Y轴方向的两侧并位于YZ平面之内。这样，压爪20形成为由装配面、两个竖直面、两个斜面和压合面围成的凸台体。

由于压爪20的压合面与装配面之间具有上述竖直面，从而可以沿X轴方向更紧凑地布置多个压爪20，在相同面积的待加工工件80上尽可能多地布置压爪20，优化了定位治具的空间利用，也获得了良好的调整压合力的效果。

在本实施例中，多个压爪20沿定位治具的X轴方向形成一个压爪列，每个压爪20沿X轴方向的尺寸小于沿Y轴方向的尺寸。

这样的布置方式，将使得待加工工件80沿Y轴方向和X轴方向能够均获得良好的压合效果。

压爪20可以为例如六个，为每个压爪20设置两个弹簧件，每个弹簧件可以为1.5kg的螺旋弹簧，即每个压爪20受到两个弹簧件的压抵。两个弹簧件沿定位治具的Y轴方向排布，横梁10在其中心线两侧提供有安装位，两个弹簧件分别安装于横梁10的中心线两侧。

压爪20沿Y轴方向的两个部分各自设置有弹簧件，从而每个压爪20沿Y轴方向的两端的部分将能够沿Z轴方向具有各自的位移，避免了由于待加工工件80沿Y轴方向的不同部分之间受力差异大而产生的变形。

在上述的布置方式中，沿X轴方向排布的多个压爪20将待加工工件80受到的压合力沿X轴方向分解为多个，避免了由于待加工工件80沿X轴方向的不同部分之间受力差异大而产生的变形。

以待加工工件80与压爪20之间具有两种不同的高度为例，说明本公开提供的定位治具的工作过程：

第一阶段：横梁10沿Z轴方向下移，各压爪20同步下移，一部分压爪20首先到达压合位置(即压爪20恰好与待加工工件80压合的位置)，另一部分压爪20还未到达压合位置，全部压爪20的弹簧件均处于初始状态。

第二阶段，横梁10沿Z轴方向继续下移，直至上述另一部分压爪20到达压合位置，上述另一部分压爪20的弹簧件处于初始状态，而上述一部分压爪20的弹簧件相比于另一部分压爪20的弹簧件更为压缩，上述一部分压爪20的弹簧件起到自主调节的作用。

第三阶段，横梁10停止沿Z轴方向的移动，上述一部分压爪20处于过压合位置(超过压合位置)，另一部分压爪20处于压合位置，上述另一部分压爪20的弹簧件保持在初始状态，上述一部分压爪20的弹簧件保持在更为压缩的状态。

当然，本发明不限于此。例如，另一部分压爪20可以从弹簧件保持在初始状态的位置进一步下移，从而各弹簧件被进一步压缩。

当待加工工件80与各压爪20具有三种及三种以上的高度时，定位治具的压合过程可以包括更多阶段。

在第一变体实施例中，压爪20的竖直面和斜面可以相比于本公开提供的实施例对调位置，即第一斜面和第二斜面沿X轴方向依次布置，第一竖直面和第二竖直面沿Y轴方向依次布置。

在第二变体实施例中，各压爪20沿定位治具的X轴方向排列而形成多个压爪列，各压爪列沿定位治具的Y轴方向排列，在该实施例中，每个压爪20可以与一个弹簧件或者多个弹簧件匹配。

在第三变体实施例中，弹性部30可以为板簧等其他样式的弹簧，或者橡胶体等弹性体。

在第四变体实施例中，压爪20可以具有其他数目。

在第五变体实施例中，压爪20可以用于压抵待加工工件80的全部。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种定位治具，其包括压合组件，所述压合组件用于沿所述定位治具的Z轴方向压合待加工工件，其特征在于，所述压合组件包括多个压爪和多个弹性部，所述多个弹性部分别对应于所述多个压爪设置并向所述多个压爪施加沿所述Z轴方向的弹性力，所述多个压爪用于弹性地压合所述待加工工件。

2.根据权利要求1所述的定位治具，其特征在于，所述多个压爪沿所述定位治具的X轴方向排列而形成一个压爪列，所述弹性部包括弹簧件，每个所述压爪受到至少两个弹簧件的压抵，所述至少两个弹簧件沿所述定位治具的Y轴方向排布。

3.根据权利要求2所述的定位治具，其特征在于，各所述压爪沿Y轴方向的尺寸大于沿所述X轴方向的尺寸。

4.根据权利要求1所述的定位治具，其特征在于，所述多个压爪沿所述定位治具的X轴方向排列而形成一个压爪列。

5.根据权利要求1或2所述的定位治具，其特征在于，所述压爪为凸台体，所述压爪具有用于压合所述待加工工件的压合面和与所述弹性部压抵的装配面，所述压合面与所述装配面之间连接有沿所述Z轴方向由上至下逐渐外倾的斜面，所述斜面位于所述定位治具的X轴方向的两侧。

6.根据权利要求5所述的定位治具，其特征在于，所述压合面与所述装配面之间连接有竖直面，所述竖直面位于所述定位治具的Y轴方向的两侧，即位于YZ平面之内。

7.根据权利要求3所述的定位治具，其特征在于，

所述压合组件还包括横梁和连接柱，所述横梁悬于所述压爪上方并沿所述定位治具的X轴方向延伸并能够沿所述Z轴方向移动，所述连接柱沿所述Z轴方向贯穿所述横梁，所述连接柱的一端具有端盖，所述端盖搭接于横梁沿所述Z轴方向的上端，所述连接柱的另一端连接于所述压爪；

所述弹簧件的数目与所述连接柱的数目相同，所述弹簧件在所述横梁与所述压爪之间套装于所述连接柱。

8.根据权利要求7所述的定位治具，其特征在于，所述多个压爪沿所述X轴方向排列而形成一个压爪列，为每个所述压爪设置两个弹簧件，所述两个弹簧件沿所述Y轴方向分别位于所述横梁的中心线的两侧。

9.根据权利要求1所述的定位治具，其特征在于，所述多个压爪的数目为六个，六个压爪沿所述定位治具的X轴方向排列成一列，为每个所述压爪设置两个所述弹性部。

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