CN115365548B - 一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具和方法，属于机械加工技术领域。该夹具包括内孔加工夹具、外形加工夹具和零件毛料。本发明能够减少铝合金卡箍原材料浪费，显著减少了零件毛料尺寸；同时一次装夹可加工数件产品，加工效率大幅提升；改善质量好，大幅减少毛刺。

Description

一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具和方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种铝合金卡箍外形数控铣加工夹具和方法。
背景技术
薄壁铝合金卡箍的展开状态的外形如图1所示，卡箍厚度比较薄，一般在1mm左右。机械加工领域加工如图1所示的铝合金卡箍外形时多采用冲压方式进行加工，但是冲压加工需要制作冲压模具，适用于大批量生产。在铝合金卡箍外形小批量生产时，因线切割方式会造出铝合金烧蚀，多采用数控铣加工方式进行。数控铣加工铝合金卡箍需要在四周留有较大的余量用于装夹，造出原材料浪费；每次仅可加工一件，加工效率低下；由于铝合金卡箍材质较薄，随着数控铣加工的不断进行，装夹位置会随之减少导致零件翘曲，导致零件加工毛刺较大，为后续加工造出不便。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具和方法，能够减少铝合金卡箍原材料浪费，同时一次装夹可加工数件产品，加工效率大幅提升；改善质量好，大幅减少毛刺。
本发明的技术方案为：
一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，包括内孔加工夹具、外形加工夹具和零件毛料3。
所述内孔加工夹具用于加工铝合金卡箍的内孔，其包括内孔加工压板1-1和内孔加工底座1-2。其中，内孔加工压板1-1为长条形，其上开有两处圆孔和一处长条孔，圆孔和长条孔的位置及形状与铝合金卡箍所需加工内孔相同，仅尺寸稍大，用于数控铣加工时伸入刀具；内孔加工压板1-1的长度等于零件毛料3长度。
所述内孔加工底座1-2为长方体结构，其上开有矩形槽，用于放置零件毛料3和内孔加工压板1-1。所述矩形槽的宽度与零件毛料3及内孔加工压板1-1的宽度均相同；矩形槽的长度大于零件毛料3的长度，便于零件毛料3的取放；矩形槽的深度大于内孔加工压板1-1的厚度；矩形槽内可以放入多件零件毛料3。
所述内孔加工压板1-1两端圆孔中心与其端部距离稍大于铝合金卡箍两端圆孔中心与端部距离，为了在铝合金卡箍加工完孔后加工外形时留有一定余量便于加工。
所述外形加工夹具用于加工铝合金卡箍的外形，其包括外形加工压板2-1、外形加工底座2-2和螺母2-3。其中，外形加工压板2-1为块体结构，除厚度外其形状与所需加工铝合金卡箍一致，起到压紧作用。
所述外形加工底座2-2为由底座、定位销和长定位块构成的一体式结构。其中，底座为长方体结构，其上表面加工有与所需加工铝合金卡箍外形一致的凸台，该凸台为第一次装夹零件后配合加工而成；凸台两侧各设有一个定位销，中间设有长定位块；加工完内孔的铝合金卡箍和外形加工压板2-1穿过定位销和长定位块依次放置在外形加工底座2-2上，并通过螺母2-3与外形加工底座2-2的定位销通过螺纹连接，将外形加工压板、铝合金卡箍压紧在外形加工底座上。
进一步的，所述外形加工底座2-2的两根定位销结构一致，均由上段细圆柱和下段粗圆柱组成；其中，粗圆柱直径稍小于铝合金卡箍圆孔直径；细圆柱设有外螺纹，配合螺母2-3起紧固作用。两根定位销之间的距离与铝合金卡箍两圆孔间距相同。
进一步的，所述外形加工底座2-2的两根定位销有足够长度，装入足够多已加工完孔的铝合金卡箍和外形加工压板2-1后依然可以固定上螺帽2-3，且定位销与外形加工压板2-1孔配合段为粗圆柱。
进一步的，所述外形加工底座2-2的长定位块宽度略小于铝合金卡箍长条孔宽度，长度小于铝合金卡箍长条孔的长度；长定位块的宽度方向辅助固定作用，长度方向不起作用，也不会干涉装夹。长定位块高度足够，可以支撑数件已加工完孔的铝合金卡箍。
进一步的，所述外形加工底座2-2的两根定位销和长定位块中心位置在同一轴线上，长定位块长度方向不会影响到已完成孔加工的铝合金卡箍装入外形加工底座2-2上。
一种采用上述薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具进行加工的方法，包括以下步骤：
S1、铝合金卡箍内孔加工
S1.1：将多件零件毛料3整齐放入内孔加工底座1-2的矩形槽内，整齐靠紧矩形槽的一侧端面；
S1.2：将内孔加工压板1-1放入内孔加工底座1-2的矩形槽内，靠紧矩形槽同一侧端面，使用压块等夹具压紧内孔加工压板1-1上表面非孔区域；
S1.3：找正内孔加工底座1-2，使用数控铣加工方式在多件零件毛料3上加工出圆孔和长条孔；
S1.4：松开压块使内孔加工压板1-1不再压紧零件毛料3，取下内孔加工压板1-1，取出已加工完圆孔和长条孔的零件毛料。
S2、铝合金卡箍外形加工
S2.1：将步骤S1中多件已加工完孔的铝合金卡箍装入外形加工底座2-2上，将外形加工压板2-1装入，并通过螺母2-3将外形加工压板2-1、铝合金卡箍压紧；
S2.2：数控铣加工铝合金卡箍外形，此时在外形加工底座2-2的底座上加工出凸台；
S2.3：松开螺母2-3，取下已完成加工的铝合金卡箍4和外形加工压板2-1；
S2.4：再次装夹继续加工其余铝合金卡箍外形时只加工铝合金卡箍的外形即可。
本发明的有益效果：
1)减少原材料浪费，显著减少了零件毛料尺寸；
2)一次可装夹数件产品，提高加工效率；
3)这种装夹方式毛刺大幅减少，提高加工质量，后续不需繁琐的去毛刺工作。
附图说明
图1为铝合金卡箍零件图。
图2为铝合金卡箍内孔加工夹具的整体结构示意图。
图3为内孔加工压板的结构示意图。
图4为铝合金卡箍内孔加工夹具的剖视图。
图5为铝合金卡箍外形加工夹具的整体结构示意图。
图6为外形加工底座的结构示意图。
图7为外形加工压板的结构示意图。
图中：1-1内孔加工压板；1-2内孔加工底座；2-1外形加工压板；2-2外形加工底座；2-3螺母；3零件毛料；4铝合金卡箍。
具体实施方式
以下结合实施例和附图进一步解释本发明的具体实施方式，但不用于限定本发明。
本发明提供了一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，包括内孔加工夹具、外形加工夹具和零件毛料3。
所述内孔加工夹具包括内孔加工压板1-1和内孔加工底座1-2。其中，内孔加工压板1-1为长条形，开有两处圆孔和一处长条孔，圆孔和长条孔的位置和形状与铝合金卡箍所需加工内孔相同，仅尺寸稍大，用于数控铣加工时伸入刀具；内孔加工压板1-1的长度等于零件毛料3长度。
所述内孔加工底座1-2为长方体结构，其上开有矩形槽，零件毛料3和内孔加工压板1-1依次放入矩形槽中。所述矩形槽的宽度与零件毛料3及内孔加工压板1-1的宽度均相同；矩形槽的长度大于零件毛料3的长度，便于零件毛料3的取放；矩形槽的深度大于内孔加工压板1-1的厚度；矩形槽内可以放入多件零件毛料3。
所述内孔加工压板1-1两端圆孔中心与其端部距离稍大于铝合金卡箍两端圆孔中心与端部距离，为了在铝合金卡箍加工完孔后加工外形时留有一定余量便于加工。
所述外形加工夹具包括外形加工压板2-1、外形加工底座2-2和螺母2-3。其中，外形加工压板2-1为块体结构，其上加工有两圆孔和一个长条孔，除厚度外其形状与所需加工铝合金卡箍一致，起到压紧作用。
所述外形加工底座2-2为由底座、定位销和长定位块构成的一体式结构。其中，底座为长方体结构，其上表面加工有与所需加工铝合金卡箍外形一致的凸台，该凸台为第一次装夹零件后配合加工而成；凸台两侧各设有一个定位销，中间设有长定位块；加工完内孔的铝合金卡箍和外形加工压板2-1穿过定位销和长定位块依次放置在外形加工底座2-2上，并通过螺母2-3与外形加工底座2-2的定位销通过螺纹连接。
采用上述薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具进行加工的方法，包括以下步骤：
S1、铝合金卡箍内孔加工
S1.1：将多件零件毛料3整齐放入内孔加工底座1-2的矩形槽内，整齐靠紧矩形槽的一侧端面；
S1.2：将内孔加工压板1-1放入内孔加工底座1-2的矩形槽内，靠紧矩形槽同一侧端面，使用压块等夹具压紧内孔加工压板1-1上表面非孔区域；
S1.3：找正内孔加工底座1-2，使用数控铣加工方式在多件零件毛料3上加工出圆孔和长条孔；
S1.4：松开压块使内孔加工压板1-1不再压紧零件毛料3，取下内孔加工压板1-1，取出已加工完圆孔和长条孔的零件毛料。
S2、铝合金卡箍外形加工
S2.1：将步骤S1中多件已加工完孔的铝合金卡箍装入外形加工底座2-2上，将外形加工压板2-1装入，并通过紧固螺母2-3将外形加工压板2-1、铝合金卡箍压紧；
S2.2：数控铣加工铝合金卡箍外形，此时在外形加工底座2-2的底座上加工出凸台；
S2.3：松开螺母2-3，取下已完成加工的铝合金卡箍4和外形加工压板2-1；
S2.4：再次装夹继续加工其余铝合金卡箍外形时只加工铝合金卡箍的外形即可。

Claims (6)

1.一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，其特征在于，该夹具包括内孔加工夹具、外形加工夹具和零件毛料(3)；
所述内孔加工夹具用于加工铝合金卡箍的内孔，包括内孔加工压板(1-1)和内孔加工底座(1-2)；其中，内孔加工压板(1-1)为长条形，其上开有两处圆孔和一处长条孔，圆孔和长条孔的位置及形状均与铝合金卡箍所需加工内孔相同；内孔加工压板(1-1)的长度等于零件毛料(3)长度；
所述内孔加工底座(1-2)为长方体结构，其上开有矩形槽，零件毛料(3)和内孔加工压板(1-1)依次放入矩形槽中；所述矩形槽的宽度与零件毛料(3)及内孔加工压板(1-1)的宽度均相同；矩形槽的长度大于零件毛料(3)的长度，便于零件毛料(3)的取放；矩形槽的深度大于内孔加工压板(1-1)的厚度；矩形槽内可以放入多件零件毛料(3)；
所述外形加工夹具用于加工铝合金卡箍的外形，包括外形加工压板(2-1)、外形加工底座(2-2)和螺母(2-3)；其中，外形加工压板(2-1)为块体结构，除厚度外其形状与所需加工铝合金卡箍一致，起到压紧作用；
所述外形加工底座(2-2)为由底座、定位销和长定位块构成的一体式结构；其中，底座为长方体结构，其上表面加工有与所需加工铝合金卡箍外形一致的凸台，该凸台为第一次装夹零件后配合加工而成；凸台两侧各设有一个定位销，中间设有长定位块；加工完内孔的铝合金卡箍和外形加工压板(2-1)穿过定位销和长定位块依次放置在外形加工底座(2-2)上，并通过螺母(2-3)与定位销连接，将外形加工压板、铝合金卡箍压紧在外形加工底座上。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，其特征在于，所述内孔加工压板(1-1)两端圆孔中心与其端部距离大于铝合金卡箍两端圆孔中心与端部距离，为了在铝合金卡箍加工完孔后加工外形时留有加工余量。
3.根据权利要求1或2所述的一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，其特征在于，所述外形加工底座(2-2)的两根定位销结构一致，均由上段细圆柱和下段粗圆柱组成；其中，粗圆柱直径小于铝合金卡箍圆孔直径；细圆柱设有外螺纹，配合螺母(2-3)起紧固作用；两根定位销之间的距离与铝合金卡箍两圆孔间距相同。
4.根据权利要求1或2所述的一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，其特征在于，所述外形加工底座(2-2)的长定位块宽度小于铝合金卡箍长条孔宽度，长度小于铝合金卡箍长条孔的长度；所述外形加工底座(2-2)的两根定位销和长定位块中心位置在同一轴线上。
5.根据权利要求3所述的一种薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具，其特征在于，所述外形加工底座(2-2)的长定位块宽度小于铝合金卡箍长条孔宽度，长度小于铝合金卡箍长条孔的长度；所述外形加工底座(2-2)的两根定位销和长定位块中心位置在同一轴线上。
6.一种采用如权利要求1-5任一所述的薄壁铝合金卡箍外形数控加工夹具进行加工的方法，包括以下步骤：
S1、铝合金卡箍内孔加工
S1.1：将多件零件毛料(3)整齐放入内孔加工底座(1-2)的矩形槽内，整齐靠紧矩形槽的一侧端面；
S1.2：将内孔加工压板(1-1)放入内孔加工底座(1-2)的矩形槽内，靠紧矩形槽同一侧端面，使用压块压紧内孔加工压板(1-1)上表面非孔区域；
S1.3：找正内孔加工底座(1-2)，使用数控铣加工方式在多件零件毛料(3)上加工出圆孔和长条孔；
S1.4：松开压块使内孔加工压板(1-1)不再压紧零件毛料(3)，取下内孔加工压板(1-1)，取出已加工完圆孔和长条孔的零件毛料；
S2、铝合金卡箍外形加工
S2.1：将步骤S1中多件已加工完孔的铝合金卡箍装入外形加工底座(2-2)上，将外形加工压板(2-1)装入，并通过螺母(2-3)将外形加工压板(2-1)、铝合金卡箍压紧；
S2.2：数控铣加工铝合金卡箍外形，此时在外形加工底座(2-2)的底座上加工出凸台；
S2.3：松开螺母(2-3)，取下已完成加工的铝合金卡箍和外形加工压板(2-1)；
S2.4：再次装夹继续加工其余铝合金卡箍外形时只加工铝合金卡箍的外形。
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