CN206677341U - 数控线切割机床用快速定位夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种数控线切割机床用快速定位夹具，包括夹具体、固定V型块、活动V型块、手轮、螺杆、第一接触棒、第二接触棒、第三接触棒、第四接触棒，本夹具适用于不同直径圆柱形工件或不同边长正方形工件的装夹，批量加工不同尺寸工件时，在一次性找正确定夹具位置后，不同规格圆柱形或正方形工件可利用V型块的自定心功能，直接装夹，无需找正，使用此夹具后，在加工批量产品时具有极高的生产效率，工件定位精确，拆卸装夹便利，生产率能提高3～5倍，报废率降低10％以上，此夹具还可推广应用于加工中心、电火花、数控铣床等数控设备，在批量加工圆形及正方形工件时可极大提高生产效率，减少劳动强度和降低装夹误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械加工的夹具，尤其是一种数控线切割机床用快速定位夹具，可适应不同大小的具有圆形和正方形外形特征的工件。
背景技术
数控线切割机床是利用金属电极丝作数控轨迹运动，在脉冲放电电蚀作用下，切割金属材料、加工零件的方法，是精密机械零件加工和模具制造领域的一种重要加工手段。
数控线切割加工，由于电极丝的轨迹由数控程序控制，其精度已由设备的加工精度保证，容易产生加工误差的环节是工件的装夹和找正操作。工件在机床的装夹，一般都采用压板固定，再利用百分表或千分表等测量工具进行手工找正，然后利用机床的自动定心程序找出工件的加工原点，最后进行后续的数控加工。
在这种找正过程中，对操作者的技术水平有一定的要求，误差受人为因素的影响较大；同时由于每次都要重复装夹、找正、运行定心程序，在实际加工中效率较低，且批量一致性较差。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种数控线切割机床用快速定位夹具，经过首次定位后，可重复定位批次不同大小的圆形和正方形工件。
为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：
一种数控线切割机床用快速定位夹具，包括夹具体、顶部中心设有V形槽的固定V型块、竖直方向活动设置的底部中心设有V型槽的活动V型块，固定V型块和活动V型块的V形槽的开口上下正对设置，固定V型块和活动V型块的左右两侧为压板，夹具体外侧设有手轮，手轮上垂直设置带动所述手轮旋转的活动手柄，所述手轮中心嵌设一竖直方向的螺杆，所述螺杆与夹具体上的螺纹孔配合并延伸至活动V型块内部，固定V型块的顶部设有竖直向上的第三接触棒和第四接触棒，且第三接触棒和第四接触棒关于夹具体中心左右对称，活动V型块的底部设有向上延伸的分别与所述第三接触棒和第四接触棒配合的接触孔，活动V型块一侧的夹具体上水平设置第一接触棒，固定V型块一侧的夹具体上水平设置第二接触棒，第一接触棒和第二接触棒在夹具体的同侧，且第一接触棒与活动V型块底部的距离和第二接触棒与固定V型块顶部的距离相等，活动V型块底部和固定V型块顶部之间的区域为工件装夹区。
作为优选方式，固定V型块和活动V型块的V形槽的开口两条边成90°。
作为优选方式，所述螺杆的下端设有一环形槽，环形槽和螺杆外径之间设有垂直的限位销。限位销防止螺杆从螺纹中脱出。
作为优选方式，压板和夹具体通过螺钉连接。
作为优选方式，整个夹具通过夹具体上的沉头螺栓安装在数控线切割机床工作台上。
本实用新型的电极丝找正原理为：如图1，活动V型块和夹具体上固定V型块的右侧分别安装第一接触棒和第二接触棒；固定V型块上左右对称安装第三接触棒和第四接触棒。将夹具安装到机床工作台后，找正夹具坐标方向，使其与机床坐标方向一致并紧固。
利用数控线切割机床自带的边角找正程序，首先使用机床的切割丝与第一接触棒和第二接触棒触碰，确定第一接触棒和第二接触棒触点的中心即为Y坐标方向的零点，机床的切割丝再与第三接触棒和第四接触棒接触，确定第三接触棒和第四接触棒触点的中心即为X坐标方向的零点。
基础棒的定心原理如下：
如图6(a)所示，第一接触棒和第二接触棒距离A，并且关于工件几何中心上下完全对称。根据图上几何关系，得出如下关系式：
A/2＝Rcos45°+b 。
其中：b为常数，为夹具设计时的已知值。
从上式中，A的大小只与工件半径R有关，当工件半径变小至r如图6(b)所示，由于第二接触棒的位置始终不变，b为常数，仍然满足a/2＝rcos45°+b几何关系，并且上下完全对称。因此第一接触棒和第二接触棒距离的一半始终同工件Y轴的坐标原点一致，而与工件尺寸的大小无关。
本实用新型的工作原理如下：
如图1，定位元件由夹具体上固定V型块和可沿竖直方向移动的活动V型块构成，共同限制工件的自由度。线切割机床工作台面支撑工件底部，限制自由度。
夹紧机构主要由带手轮、螺杆和夹具体上与之配合的螺纹孔共同组成。通过活动手柄转动手轮带动螺杆旋转，螺杆驱动活动V型块在竖直方向上运动，并通过“螺纹自锁”原理夹紧工件。活动V型块的导向由夹具体上竖直台阶和压板共同来实现。
机床确定完夹具的坐标原点后，在V型块之间装入工件，由于V型块具有自定心功能，因此，工件装入后，无需找正，利用丝杠手轮夹紧即可完成工件的装夹。
本实用新型的有益效果为：
(1)本夹具适用于不同直径圆柱形工件或不同边长正方形工件的装夹，批量加工不同尺寸工件时，在一次性找正确定夹具位置后，不同规格圆柱形或正方形工件可利用90°V型块的自定心功能，直接装夹，无需找正。
(2)接触棒的距离、圆形工件直径大小可以直观测量，在工件装夹后代入关系公式验算，可及时发现装夹时的错误。
(3)使用此夹具后，在加工批量产品时具有极高的生产效率，工件定位精确，拆卸装夹便利，生产率能提高3～5倍，报废率降低10％以上。
(4)此夹具还可推广应用于加工中心、电火花、数控铣床等数控设备，在批量加工圆形及正方形工件时可极大提高生产效率，减少劳动强度和降低装夹误差。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构主视图。
图2是本实用新型的整体结构侧视图。
图3是本实用新型的手轮示意图。
图4是本实用新型的螺杆示意图。
图5是本实用新型的螺杆上的环形槽和限位销的示意图。
图6(a)是第一接触棒和第二接触棒的定心原理图。
图6(b)是工件尺寸变化时第一接触棒和第二接触棒的定心原理图。
其中，1为压板；2为手轮；3为限位销；4为固定V型块；5为夹具体；6为工件装夹区；7为螺杆；8为活动V型块；9为V型槽；10为第一接触棒；11为第二接触棒；12为活动手柄；13为环形槽；31为接触孔；21为第三接触棒；22为第四接触棒。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
一种数控线切割机床用快速定位夹具，包括夹具体5、顶部中心设有V形槽的固定V型块4、竖直方向活动设置的底部中心设有V型槽的活动V型块8，固定V型块4和活动V型块8的V形槽9的开口上下正对设置，固定V型块4和活动V型块8的V形槽9的开口两条边成90°。固定V型块和活动V型块的左右两侧为压板1，夹具体5外侧设有手轮2，手轮2上垂直设置带动所述手轮旋转的活动手柄12，所述手轮2中心嵌设一竖直方向的螺杆7， 所述螺杆7与夹具体上的螺纹孔配合并延伸至活动V型块8内部，固定V型块4的顶部设有竖直向上的第三接触棒21和第四接触棒22，且第三接触棒21和第四接触棒22关于夹具体中心左右对称，活动V型块的底部设有向上延伸的分别与所述第三接触棒21和第四接触棒22配合的接触孔31，活动V型块8一侧的夹具体上水平设置第一接触棒10，固定V型块一侧的夹具体上水平设置第二接触棒11，第一接触棒10和第二接触棒11在夹具体5的同侧，且第一接触棒10与活动V型块底部的距离和第二接触棒11与固定V型块顶部的距离相等，活动V型块底部和固定V型块顶部之间的区域为工件装夹区6。
所述螺杆7的下端设有一环形槽13，环形槽13和螺杆7外径之间设有垂直的限位销3。限位销防止螺杆从螺纹中脱出。
压板1和夹具体5通过螺钉连接。
整个夹具通过夹具体上的沉头螺栓安装在数控线切割机床工作台上。
本实施例的电极丝找正原理为：如图1，活动V型块和夹具体上固定V型块的右侧分别安装第一接触棒10和第二接触棒11；固定V型块上左右对称安装第三接触棒21和第四接触棒22。将夹具安装到机床工作台后，找正夹具坐标方向，使其与机床坐标方向一致并紧固。
利用数控线切割机床自带的边角找正程序，首先使用机床的切割丝与第一接触棒10和第二接触棒11触碰，确定第一接触棒10和第二接触棒11触点的中心即为Y坐标方向的零点，机床的切割丝再与第三接触棒21和第四接触棒22接触，确定第三接触棒21和第四接触棒22触点的中心即为X坐标方向的零点。
基础棒的定心原理如下：
如图6(a)所示，第一接触棒10和第二接触棒11距离A，并且关于工件几何中心上下完全对称。根据图上几何关系，得出如下关系式：
A/2＝Rcos45°+b。
其中：b为常数，为夹具设计时的已知值。
从上式中，A的大小只与工件半径R有关，当工件半径变小至r如图6(b)所示，由于第二接触棒的位置始终不变，b为常数，仍然满足a/2＝rcos45°+b几何关系，并且上下完全对称。因此，第一接触棒和第二接触棒距离的一半始终同工件Y轴的坐标原点一致，而与工件尺寸的大小无关。
本实施例的工作原理如下：
如图1，定位元件由夹具体上固定V型块和可沿竖直方向移动的活动V型块构成，共同限制工件的自由度。线切割机床工作台面支撑工件底部，限制自由度。
夹紧机构主要由带手轮、螺杆和夹具体上与之配合的螺纹孔共同组成。通过活动手柄转动手轮带动螺杆旋转，螺杆驱动活动V型块在竖直方向上运动，并通过“螺纹自锁”原理夹紧工件。活动V型块的导向由夹具体上竖直台阶和压板共同来实现。
机床确定完夹具的坐标原点后，在V型块之间装入工件，由于V型块具有自定心功能，因此，工件装入后，无需找正，利用丝杠手轮夹紧即可完成工件的装夹。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种数控线切割机床用快速定位夹具，其特征在于：包括夹具体(5)、顶部中心设有V形槽的固定V型块(4)、竖直方向活动设置的底部中心设有V型槽的活动V型块(8)，固定V型块(4)和活动V型块(8)的V形槽(9)的开口上下正对设置，固定V型块和活动V型块的左右两侧为压板(1)，夹具体(5)外侧设有手轮(2)，手轮(2)上垂直设置带动所述手轮旋转的活动手柄(12)，所述手轮(2)中心嵌设一竖直方向的螺杆(7)，所述螺杆(7)与夹具体上的螺纹孔配合并延伸至活动V型块(8)内部，固定V型块(4)的顶部设有竖直向上的第三接触棒(21)和第四接触棒(22)，且第三接触棒(21)和第四接触棒(22)关于夹具体中心左右对称，活动V型块的底部设有向上延伸的分别与所述第三接触棒(21)和第四接触棒(22)配合的接触孔(31)，活动V型块(8)一侧的夹具体上水平设置第一接触棒(10)，固定V型块一侧的夹具体上水平设置第二接触棒(11)，第一接触棒(10)和第二接触棒(11)在夹具体(5)的同侧，且第一接触棒(10)与活动V型块底部的距离和第二接触棒(11)与固定V型块顶部的距离相等，活动V型块底部和固定V型块顶部之间的区域为工件装夹区(6)。
2.根据权利要求1所述的数控线切割机床用快速定位夹具，其特征在于：固定V型块(4)和活动V型块(8)的V形槽(9)的开口两条边成90°。
3.根据权利要求1所述的数控线切割机床用快速定位夹具，其特征在于：所述螺杆(7)的下端设有一环形槽(13)，环形槽(13)和螺杆(7)外径之间设有垂直的限位销(3)。
4.根据权利要求1所述的数控线切割机床用快速定位夹具，其特征在于：压板(1)和夹具体(5)通过螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的数控线切割机床用快速定位夹具，其特征在于：整个夹具通过夹具体上的沉头螺栓安装在数控线切割机床工作台上。
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