CN111702524A - 一种管件加工设备和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管件加工设备和加工方法，所述管件加工设备包括：容置于所述管件内的治具辅助件，所述治具辅助件开设有避空孔；用于夹持多个所述管件的互换治具；以及用于固定驱动所述互换治具旋转，带动多个管件同时转动，以此同时加工多个所述管件的三个面的加工中心四轴夹具。通过上述方式，将型材拉伸后只需要互换治具一个夹具夹持固定多个管件，加工过程无需拆夹，就能完成管件的三面加工，能够减少加工工序，降低了加工误差，提高成品品质，同时还能节省材料，降低成本。

Description

一种管件加工设备和加工方法

技术领域

本发明涉及管件加工技术领域，特别是涉及一种管件加工设备和加工方法。

背景技术

现有技术中，请参阅图1，管件的3面加工工序包括四个工序：1.方型板材加工外形；2.加工前半段及内孔；3.加工后半段及内孔；4加工侧面的开孔。

这种方法中的工序2和3分开加工，容易导致总长会有两个夹位累计误差，另外加工过程中材料使用多，加工工序繁琐，增加了产品成本。

发明内容

本发明提供一种管件加工设备和加工方法，所述管件加工设备通过互换治具一个夹具固定多个管件，完成加工，减少了加工工序，降低了加工误差。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种管件加工设备，用于加工所述管件的两个相对端部和连接两个端部之间的侧壁，

所述设备包括容置于所述管件内的治具辅助件，所述治具辅助件开设有与所述侧壁相对的避空孔；

夹持所述管件的互换治具，所述互换治具包括基座以及与所述基座配合的盖体，所述基座设有若干凹槽，所述凹槽横贯所述基座相对的两短边，所述盖体设有与所述凹槽对应的开口，所述管件设于所述凹槽且所述避空孔朝向所述开口设置，所述端部伸出所述基座的所述短边外侧；

固定驱动所述互换治具旋转以对所述管件的两个所述端部和所述侧壁进行加工的加工中心四轴夹具，所述加工中心四轴夹具包括与所述基座固接的第一底座以及用于驱动所述第一底座转动的第一气缸。

优选的，所述管件加工设备还包括用于调整所述避空孔至所述开口相对的辅助装夹治具，所述辅助装夹治具包括与所述基座固接的第二底座以对应设于所述第二底座相对两边且分别与所述管件的所述端部以及所述治具辅助件相抵的两组气缸组件。

优选的，所述气缸组件包括与所述第二底座相抵的固定部，设于所述固定部的用于伸缩的第二气缸、与所述第二气缸远离所述固定部一端相连的推板以及从所述推板向所述互换治具延伸的若干限位部，所述推板与所述管件的一个端部相抵，所述限位部与所述管件一一对应并且延伸进所述管件的端部与所述治具辅助件相抵。

优选的，所述避空孔贯穿所述治具辅助件，所述治具辅助件采用电木材料。

优选的，所述基座还设有第一销孔，所述第一底座设有与所述第一销孔配合的第一定位销以及用于限制所述互换治具的第一定位块。

优选的，所述第二底座包括与所述第一定位销对应设置且与所述第一销孔相匹配的第二定位销、与所述第一定位块对应设置且用于限制所述互换治具的位置的第二定位块以及分设于所述第二底座的相对两边且用于限制所述气缸组件位置的第三定位块。

优选的，所述第一气缸设有法兰，所述加工中心四轴夹具还包括与所述法兰相连的支撑座以及连接所述支撑座和所述第一底座的连接部，所述连接部向所述第一底座延伸出锁紧端，

所述基座还包括贯穿所述基座的第一限位口，所述第一底座还包括与所述第一限位口对应设置的第二限位口，所述锁紧端依次贯穿所述第二限位口和所述第一限位口并与所述基座抵接。

优选的，所述盖体还包括与所述基座抵接的保护层，所述保护层采用亚克力材料制成。

优选的，所述互换治具还包括设于所述基座相对的两个短边的把手。

本发明还提供了一种管件加工方法，所述管件加工方法包括：

型材拉伸成型形成加工前的管件，将治具辅助件放入所述管件的空心内形成初始管件组件；

将若干所述初始管件组件安装在互换治具的凹槽内，形成加工管件组；

将所述加工管件组固定安装在加工中心四轴夹具的第一底座上，通过所述加工中心四轴夹具的第一气缸驱动所述第一底座旋转，带动所述互换治具转动，对所述管件的侧壁和两个端部进行加工。

优选的，所述将所述加工管件组固定安装在加工中心四轴夹具的第一底座上，通过所述加工中心四轴夹具的第一气缸驱动所述第一底座旋转，带动所述互换治具转动，对所述管件的侧壁和两个端部进行加工之前，还包括：

将所述加工管件组安装在辅助装夹治具的第二底座上，利用所述辅助装夹治具的气缸组件调整所述治具辅助件的避空孔对准所述互换治具的开口。

本发明的有益效果是：本发明提供一种管件加工设备和加工方法，所述设备包括：容置于所述管件内的治具辅助件，所述治具辅助件开设有避空孔；用于夹持多个所述管件的互换治具；以及用于固定驱动所述互换治具旋转，带动多个管件同时转动，以此同时加工多个所述管件的三个面的加工中心四轴夹具。通过上述方式，将型材拉伸后只需要互换治具一个夹具夹持固定多个管件，加工过程无需拆夹，就能完成管件的三面加工，能够减少加工工序，降低了加工误差，提高成品品质，同时还能节省材料，降低成本。

附图说明

图1是现有技术中的管件制备流程图；

图2是本发明实施例的管件制备流程图；

图3是本发明实施例图2中组装好的治具辅助件、管件和互换治具的爆炸图；

图4是本发明实施例图3中配合后的治具辅助件和管件组装进互换治具的第一视角结构示意图；

图5是本发明实施例图3中配合后的治具辅助件和管件组装进互换治具的第二视角结构示意图；

图6是本发明实施例的治具辅助件的结构示意图；

图7是本发明实施例图4中组装好的治具辅助件、管件和互换治具在图6的治具辅助件中定位的结构示意图；

图8是本发明实施例的加工中心四轴夹具的结构示意图；

图9是本发明实施例经过图7定位后的治具辅助件、管件和互换治具固定在图8的加工中心四轴夹具中的结构示意图。

附图说明：管件100；端部110；侧壁120；开孔121；T槽122；治具辅助件1；避空孔11；互换治具2；基座21；凹槽211；第一螺孔212；第三定位销213；第一限位口214；第一销孔215；盖体22；开口221；保护层222；螺母223；第二销孔224；把手23；加工中心四轴夹具3；第一底座31；第一定位块311；第一定位销312；第二限位口313；第一气缸32；法兰321；支撑座33；转板331；支撑条332；支撑板333；连接部34；锁紧端341；辅助装夹治具4；第二底座41；第二定位块411；第二定位销412；第三定位块413；气缸组件42；固定部421；第二气缸422；推板423；限位部424。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图2，在本发明实施例中，型材拉伸成型形成加工前的管件100(图2左图)，利用管件加工设备对管件100进行加工形成产品(图2右图管件100)。

具体的，如图2左边的管件100包括两个相对的端部110和连接两个端部110的侧壁120，侧壁120围设形成空心管件100。在本发明实施例中要对管件100的3面加工，包括：在侧壁120上形成若干开孔121，在两个靠近端部110的侧壁120靠近空心一侧的内表面形成T槽122以及在两个端部110上形成倒角。加工后形成的产品(如图2中右边的管件100)，产品的侧壁120上开设多个开孔121，端部110的侧壁120朝向空心的内表面上形成T槽122，同时两个端部110上也形成倒角。对拉伸后形成的管件100的要求包括：拉伸后侧壁120背离空心一侧外表面和产品面一样，公差控制在+/-0.07mm；端部110预留0.5mm在数控加工时加工到位，两个端部110之间的长度控制在+/-0.1(因为有0.5mm预留量公差可以0.3mm以内)。可选的，管件100的形状可以为圆筒状、椭圆筒状或者方形筒状，相应的，侧壁120的外表面可以为曲面或者平面。在本实施例中管件100为椭圆筒状，端部110为椭圆形，可以用作例如电子烟产品或者管道配件产品中。

从图3到图9中的管件100均为图2中左边加工前的管件100。请参阅图3-图9中本发明实施例的管件加工设备，管件加工设备包括设于管件100内的治具辅助件1、夹持多个管件100的互换治具2、固持并驱动互换治具2旋转以对管件100的三面进行加工的加工中心四轴夹具3。

请参阅图3，治具辅助件1容置于管件100内的空心处且与侧壁120相抵，能够避免装夹时使产品变形。治具辅助件1上开设用于在侧壁120上加工开孔121的避空孔11。优选的，避空孔11贯通治具辅助件1，此设计防呆，可以使得治具辅助件1正反装都不影响管件100开孔121的形成。治具辅助件1采用电木材料，电木可以预防碰伤产品。

请参阅图3-图5，互换治具2包括基座21以及与基座21配合的盖体22。在基座21相对的两个短边之间间隔设置的若干凹槽211，凹槽211在基座21相对的两个长边之间延伸。盖体22包括与凹槽211对应设置的开口221，开口221的延伸方向与凹槽211相同。盖体22与基座21盖合后，凹槽211与盖体22形成空腔。管件100固设于凹槽211内，与凹槽211一一对应，管件100的两个端部110伸出凹槽211外。管件100内的治具辅助件1上开设的避空孔11朝向开口221设置。开口221优选略微大于避空孔11。具体的，管件100相对的两个端部110分别与基座21的两个短边对应设置，管件100的侧壁120与凹槽211抵接，以使得管件100容置于凹槽211与盖体22形成的空腔内。可选的，盖体22还包括与基座21抵接的保护层222，保护层222采用亚克力材料制成，能够避免盖体22盖合后压伤管件100。

请参阅图8和图9，加工中心四轴夹具3包括用于固定互换治具2的第一底座31、用于驱动第一底座31旋转的第一气缸32、与第一气缸32的法兰321连接的支撑座33以及连接第一底座31和支撑座33的连接部34。可选的，支撑座33包括与第一气缸32的法兰321相连的转板331、自转板331远离第一气缸32一侧表面向垂直转板331方向延伸的多个支撑条332以及设于多个支撑条332上的支撑板333。可选的，多个支撑条332在转板331上间隔平行设置，支撑板333为平铺在多个支撑条332上的板状，且支撑板333与转板331垂直设置。支撑板333上垂直设有多个连接部34，连接部34远离支撑板333一端与第一底座31相连，第一底座31为与支撑板333平行设置的平板，互换治具2的基座21与第一底座31固定连接。

通过控制第一气缸32驱动支撑座33沿垂直法兰321的平面上转动，可以带动第一底座31上的互换治具2转动，由此实现加工中心四轴夹具3同时带动多管件100在垂直法兰321的平面内转动。

具体的，本实施例的管件加工设备，先将治具辅助件1装入管件100的空心处，将装好的多个管件100安装在互换治具2中的凹槽211内，调整治具辅助件1中的避空孔11对准开口221，然后将互换治具2的基座21安装固定在加工中心四轴夹具3的第一底座31中，固定后可以通过控制第一气缸32驱动第一底座31转动，使得互换治具2的开口221对准加工部，对多个管件100的侧壁120进行加工，在侧壁120上形成多个与治具辅助件1避空孔11对应的开孔121；然后，控制第一底座31旋转90度，使得管件100的一个端部110对准加工部，对该端部110进行加工，以在该端部110附近的侧壁120内形成T槽122和在端部110上形成倒角；最后，控制第一底座31旋转180度，使得管件100的另一个端部110对准加工部，对另一个端部110进行加工，形成同样的T槽122和倒角。实现管件100两个端部110和侧壁120的加工，达到多个管件100的3面加工要求，形成多个产品(图2右边的管件100)。

本发明实施例的管件加工设备，将型材拉伸成型形成管件100后只需要利用互换治具2一个夹具夹持固定多个管件100，利用容置于管件100内的治具辅助件1上的避空孔11对准互换治具2中的开口221，在加工中心四轴夹具3中，驱动互换治具2旋转，带动多个管件100一起旋转，同时完成多个管件100的两个端部110和侧壁120的加工，能够减少加工工序，降低了加工误差，提高成品品质，同时还能节省材料，降低成本。

在以上实施例的基础上，请参阅图6和图7，在将互换治具2安装到加工中心四轴夹具3之前，本发明实施例的管件加工设备还包括辅助装夹治具4，用于调整管件100和治具辅助件1位置以使得治具辅助件1上的避空孔11对准互换治具2的开口221处，对管件100实现精准加工，减小加工误差。可选的，辅助装夹治具4包括固定互换治具2的第二底座41以及与第二底座41相对两边相抵用于限制治具辅助件1和管件100的两组气缸组件42。

在以上实施例的基础上，请参阅图6，可选的，在第二底座41相对的两边相同位置上对称设置两组气缸组件42，利用第三定位块413来定位气缸组件42的位置。气缸组件42包括与第二底座41相抵的固定部421，设于固定部421上且用于伸缩的第二气缸422、与第二气缸422远离固定部421一端相连的推板423以及从推板423向互换治具2延伸的限位部424，限位部424与管件100一一对应且从管件100的端部110延伸至与治具辅助件1相抵。推板423横跨多个凹槽211，推板423上设有多个限位部424，多个限位部424与多个凹槽211一一对应，限位部424呈柱型，能够从管件100的端部110伸进空心内部并与治具辅助件1相抵。具体的，将互换治具2的基座21安装固定在第二底座41上后，移动两个气缸组件42至第二底座41上的对应位置固定气缸组件42的固定部421，控制相对的两个第二气缸422向互换治具2延伸，带动推板423，使得推板423与管件100的端部110相抵，限位部424与治具辅助件1相抵。进而可以调整管件100相对凹槽211的位置，治具辅助件1相对管件100的位置，以使得避空孔11对准开口221。

在以上实施例的基础上，请参阅图3、图4、图8和图9，为了减小管件100在加工过程中的误差，精准加工管件100，可选的，基座21还包括设于背离凹槽211一侧的第一销孔215以及设于凹槽211周围贯穿基座21第一限位口214。第一底座31设有用于限定互换治具2在第一底座31上的位置的多个第一定位块311、与第一销孔215相匹配的第一定位销312以及与第一限位口214对应设置的第二限位口313。连接部34与第一底座31相连一端设有锁紧端341，锁紧端341依次贯穿第二限位口313和第一限位口214与基座21抵接。其中，第二限位口313和第一限位口214的数量和位置与第一气缸32对应，第一限位口214开设于基座21相对的两个面的形状和大小不同，开设于基座21背离凹槽211的表面上的第一限位口214形状为长条形，开设于基座21中凹槽211所在面的表面上的第一限位口214形状为圆形，并且圆形的第一限位口214比长条形的第一限位口214要大，连接部34的锁紧端341形状和长条形的第一限位口214形状类似，恰好穿过长条形的第一限位口214后卡设在圆形的第一限位口214内，锁紧端341依次贯穿第二限位口313和第一限位口214后与基座21卡接，紧固互换治具2和第一底座31之间的连接。

在以上实施例的基础上，请参阅图3和图6，第二底座41包括与第一定位块311对应设置且用于限制互换治具2的位置的第二定位块411、与第一定位销312对应设置且与第一销孔215相匹配的第二定位销412以及分设于第二底座41的相对两边且用于限制气缸组件42位置的第三定位块413。其中，为了保证互换治具2最终安装在加工中心四轴夹具3上位置的准确性，第二底座41上的第二定位块411和第二定位销412的相对位置与第一底座31上的第一定位块311和第一定位销312对应，以此将准确还原最终互换治具2安装在第一底座31上的位置。

在以上实施例的基础上，请参阅图3，可选的，基座21上还设有第一螺孔212，盖体22上设有对应的第二螺孔(图中螺母223设置处)，盖合后通过螺母223螺接第一螺孔212和第二螺孔，以此保证了盖体22和基座21之间的紧固相连，进而夹持管件100。可选的，基座21和盖体22对应设有相互匹配的第三定位销213和第二销孔224，用于匹配基座21和盖体22的位置。可选的，互换治具2还包括设于基座21相对两个短边的把手23，方便互换治具2的安放。优选的，把手23可拆卸安装。

基于前文的管件加工设备，本发明还提供了一种管件加工方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，型材拉伸成型形成加工前的管件100，将治具辅助件1放入管件100的空心内形成初始管件组件；

步骤S2，将若干初始管件组件安装在互换治具2的凹槽211内，形成加工管件组；

步骤S3，将加工管件组固定安装在加工中心四轴夹具3的第一底座31上，通过加工中心四轴夹具3的第一气缸32驱动第一底座31旋转，带动互换治具2转动，对管件100的侧壁120和两个端部110进行加工。

具体的，举例来说，首先，第一底座31与加工部对准，将管件100内的治具辅助件1中的避空孔11正对开口221，对侧壁120进行加工，在侧壁120上形成多个与治具辅助件1避空孔11对应的开孔121；然后，旋转90度，对管件100的其中一个端部110进行加工，以在该端部110附近的侧壁120内形成T槽122和在端部110上形成倒角；最后，旋转180度，对另一个端部110进行加工，形成同样的T槽122和倒角。当然侧壁120和两个端部110的加工先后不受以上顺序限制。

在以上实施例的基础上，为了对管件100精准加工，在步骤S3之前还包括，将加工管件组安装在辅助装夹治具4的第二底座41上，利用辅助装夹治具4的气缸组件42调整治具辅助件1的避空孔11对准互换治具2的开口221。

本发明实施例的管件加工方法，在加工过程中无需拆夹，对管件100的3个面一次加工完成，不用在加工中心四轴夹具3的第一底座31内装夹，使用互换治具2还可以一个治具加工多个管件100，本实施例中是四个管件100，可以根据实际应用进行调整，此方法可以根据产品大小调整产品一次加工数量。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (11)

1.一种管件加工设备，用于加工所述管件的两个相对端部和连接两个端部之间的侧壁，其特征在于，

所述设备包括容置于所述管件内的治具辅助件，所述治具辅助件开设有与所述侧壁相对的避空孔；

夹持所述管件的互换治具，所述互换治具包括基座以及与所述基座配合的盖体，所述基座设有若干凹槽，所述凹槽横贯所述基座相对的两短边，所述盖体设有与所述凹槽对应的开口，所述管件设于所述凹槽且所述避空孔朝向所述开口设置，所述端部伸出所述基座的所述短边外侧；

固定驱动所述互换治具旋转以对所述管件的两个所述端部和所述侧壁进行加工的加工中心四轴夹具，所述加工中心四轴夹具包括与所述基座固接的第一底座以及用于驱动所述第一底座转动的第一气缸。

2.如权利要求1所述的管件加工设备，其特征在于，所述管件加工设备还包括用于调整所述避空孔至所述开口相对的辅助装夹治具，所述辅助装夹治具包括与所述基座固接的第二底座以对应设于所述第二底座相对两边且分别与所述管件的所述端部以及所述治具辅助件相抵的两组气缸组件。

3.如权利要求2所述的管件加工设备，其特征在于，

所述气缸组件包括与所述第二底座相抵的固定部，设于所述固定部的用于伸缩的第二气缸、与所述第二气缸远离所述固定部一端相连的推板以及从所述推板向所述互换治具延伸的若干限位部，所述推板与所述管件的一个端部相抵，所述限位部与所述管件一一对应并且延伸进所述管件的端部与所述治具辅助件相抵。

4.如权利要求1-3任一项所述的管件加工设备，其特征在于，所述避空孔贯穿所述治具辅助件，所述治具辅助件采用电木材料。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，

所述基座还设有第一销孔，所述第一底座设有与所述第一销孔配合的第一定位销以及用于限制所述互换治具的第一定位块。

6.如权利要求5所述的管件加工设备，其特征在于，

所述第二底座包括与所述第一定位销对应设置且与所述第一销孔相匹配的第二定位销、与所述第一定位块对应设置且用于限制所述互换治具的位置的第二定位块以及分设于所述第二底座的相对两边且用于限制所述气缸组件位置的第三定位块。

7.如权利要求5所述的管件加工设备，其特征在于，

所述第一气缸设有法兰，所述加工中心四轴夹具还包括与所述法兰相连的支撑座以及连接所述支撑座和所述第一底座的连接部，所述连接部向所述第一底座延伸出锁紧端，

所述基座还包括贯穿所述基座的第一限位口，所述第一底座还包括与所述第一限位口对应设置的第二限位口，所述锁紧端依次贯穿所述第二限位口和所述第一限位口并与所述基座抵接。

8.如权利要求1所述的管件加工设备，其特征在于，

所述盖体还包括与所述基座抵接的保护层，所述保护层采用亚克力材料制成。

9.如权利要求1所述的管件加工设备，其特征在于，

所述互换治具还包括设于所述基座相对的两个短边的把手。

10.一种管件加工方法，其特征在于，所述管件加工方法包括：

型材拉伸成型形成加工前的管件，将治具辅助件放入所述管件的空心内形成初始管件组件；

将若干所述初始管件组件安装在互换治具的凹槽内，形成加工管件组；

将所述加工管件组固定安装在加工中心四轴夹具的第一底座上，通过所述加工中心四轴夹具的第一气缸驱动所述第一底座旋转，带动所述互换治具转动，对所述管件的侧壁和两个端部进行加工。

11.如权利要求10所述的管件加工方法，其特征在于，所述将所述加工管件组固定安装在加工中心四轴夹具的第一底座上，通过所述加工中心四轴夹具的第一气缸驱动所述第一底座旋转，带动所述互换治具转动，对所述管件的侧壁和两个端部进行加工之前，还包括：

将所述加工管件组安装在辅助装夹治具的第二底座上，利用所述辅助装夹治具的气缸组件调整所述治具辅助件的避空孔对准所述互换治具的开口。