CN207900477U - 一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装 - Google Patents

Abstract

一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，包括激光切割工装，所述激光切割工装包括平台以及安装于平台上的定位单元和快速夹头；所述定位单元包括定位下承接单元和下承接单元移位机构，定位下承接单元整体呈圆柱形，铰接于定位杆一端的转轴上，定位杆贯穿定位导块，定位杆的底部固定连接下承接单元移位机构的移位滑座，下承接单元移位机构包括移位滑座、移位丝杆副、移位滑轨和移位丝杆减速电机，移位滑座通过滑块安装在移位滑轨上，并连接移位丝杆副的丝杆螺母，移位丝杆副的丝杆的一端通过联轴器连接移位丝杆减速电机的输出轴；本实用新型能够对于刚性较差的铝合金冲压件提供良好的支撑以及精准的定位，能够大大提高切割精度。

Description

一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装

技术领域

本实用新型涉及汽车试制行业领域，尤其是一种，特别适用于轻量化的新能源铝合金汽车试制需用到的激光切割工艺的用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装。

背景技术

汽车试制阶段由于批量少，汽车冲压件的孔和边线不是用冲压模完成，而是采用五轴激光切割加工。传统的激光切割工艺，工件的定位是采用环氧支架或卡板支架定位法。环氧支架的制作是将角钢焊接一个可以支撑产品的架子，再取一工件样品，以工件样品做胎模，将架子与胎模糊起来，待环氧树脂固化后，拿掉胎模，激光支架就做好了，这种支架毫无精度可言；

另一种就是卡板支架，用块3mm厚的钢板制作平台，取若干产品剖面轮廓制作卡板，通过焊接将卡板以平台板连接起来，产品套在卡板轮廓上进行定位、切割。这种激光卡板支架相比环氧支架精度稍好，但因为平台没有刚性，卡板连接也只能大致的摆好位置焊接起来，通常误差在毫米级。当冲压件质量没问题的情况下，虽然支架精度不高，但稳定性尚可，通过激光调试，对检验后误差较大的关键孔和轮廓边线可单独手动调节切割程序，支架的误差问题也可以弥补。而对铝合金冲压件来说，冲压件不仅回弹大，稳定性又不好，因此，传统的激光切割定位方法割出来的件，经常导致产品螺丝孔遮孔或产品轮廓边线少切、过切等质量问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种高效、高精度的用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，包括激光切割工装，所述激光切割工装包括平台以及安装于平台上的定位单元和快速夹头；所述定位单元包括定位下承接单元和下承接单元移位机构，定位下承接单元整体呈圆柱形，铰接于定位杆一端的转轴上，定位杆贯穿定位导块，定位杆的底部固定连接下承接单元移位机构的移位滑座，下承接单元移位机构包括移位滑座、移位丝杆副、移位滑轨和移位丝杆减速电机，移位滑座通过滑块安装在移位滑轨上，并连接移位丝杆副的丝杆螺母，移位丝杆副的丝杆的一端通过联轴器连接移位丝杆减速电机的输出轴。

作为本实用新型的进一步方案：所述平台平面度在0.2mm以内。

作为本实用新型的进一步方案：所述的激光切割工装还包括安装于平台顶面的定位型块，定位型块的材料为可加工塑料，顶面与冲压件的型面配合。

作为本实用新型的进一步方案：所述快速夹头通过夹头安装座安装于平台顶面，夹头安装座通过螺丝固定在平台上。

作为本实用新型的进一步方案：所述定位杆靠近定位下承接单元的一端设有转轴，该转轴上安装定位下承接单元，定位下承接单元的中心设有与转轴配合的轴孔和轴承。

作为本实用新型的进一步方案：所述定位杆的转轴与定位杆之间设有压力传感器。

作为本实用新型的进一步方案：所述下承接单元的直径大于定位杆的高度。

作为本实用新型的进一步方案：所述定位导块、移位丝杆副、移位滑轨和移位丝杆减速电机均安装在定位支架上，并通过定位支架安装于平台顶面。

作为本实用新型的进一步方案：所述平台的顶面设有激光对刀块，分别设于平台顶面四角。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装能够对于刚性较差的铝合金冲压件提供良好的支撑以及精准的定位，能够大大提高切割精度，改变传统的环氧支架或卡板激光支架的精度，确保铝合金汽车开闭件包边后的总成，孔与面的相对位置控制在产品规定公差之内。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的定位单元的结构示意图；

图3为本实用新型的下承接单元移位机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，包括激光切割工装，所述激光切割工装包括平台1以及安装于平台1上的数个定位单元和数个快速夹头2；所述定位单元包括定位下承接单元5和下承接单元移位机构，定位下承接单元5整体呈圆柱形，铰接于定位杆6一端的转轴上，定位杆6贯穿定位导块7，定位杆6的底部固定连接下承接单元移位机构的移位滑座8，下承接单元移位机构包括移位滑座8、移位丝杆副9、移位滑轨10和移位丝杆减速电机11，移位滑座8通过滑块安装在移位滑轨10上，并连接移位丝杆副9的丝杆螺母，移位丝杆副9的丝杆的一端通过联轴器连接移位丝杆减速电机11的输出轴。对于下承接单元移位机构来说是通过移位丝杆减速电机11输出动力带动移位丝杆副9的丝杆转动进而带动移位滑座8沿移位滑轨10直线滑动带动定位杆6以及其上的定位下承接单元5移动，由于定位下承接单元5受到不同于定位杆6轴向的压力，因此本发明设计定位导块7对定位杆6导向的同时承受定位杆6所受径向力。

进一步，所述平台1平面度在0.2mm以内。

进一步，所述的激光切割工装还包括安装于平台1顶面的定位型块，定位型块的材料为可加工塑料（亦称代木），由CNC精铣出与冲压件100型面匹配的定位面，用AB胶粘贴在平台1上。

进一步，所述快速夹头2的结构以及原理为现有技术在此不作赘述。

进一步，所述快速夹头2通过夹头安装座3安装于平台1顶面，夹头安装座3通过螺丝固定在平台1上。

进一步，所述定位下承接单元5可设计为球形，此时与定位杆6固连即可，直接利用球面的摩擦较小以及圆滑的过度实现定位下承接单元5在型面上的滑动。

进一步，所述定位杆6靠近定位下承接单元5的一端设有转轴，该转轴上安装定位下承接单元5，定位下承接单元5的中心设有与转轴配合的轴孔和轴承等机构。

进一步，所述定位下承接单元5的表面覆盖橡胶垫。

进一步，所述定位杆6的转轴与定位杆6之间设有压力传感器。能够检测到定位下承接单元5所受压力，从而根据压力变化判断是否达到定位需求，根据各点的定位下承接单元5在冲压件100底部型面上的路径以及冲压件100各部位重量能够判断属于快速夹头2的反作用力的变化，根据这部分压力差的大小判断是否实现各点的限度内的均匀支撑。

进一步，所述下承接单元的直径大于定位杆6的高度。

进一步，所述定位导块7、移位丝杆副9、移位滑轨10和移位丝杆减速电机11均安装在定位支架上，并通过定位支架安装于平台1顶面。

进一步，所述定位导块7与定位杆6之间滑动配合，可以是定位杆6为圆柱形，定位导块7上设有与其配合的圆柱形孔，二者滑动配合，也可通过滑套等机构滑动连接。

进一步，所述平台1的顶面设有激光对刀块4，分别设于平台1顶面四角；便于激光调试。

本实用新型的结构特点及其工作原理：本发明设计平台1为基体的激光切割工装，该激光切割工装包括分设于冲压件100上下面的快速夹头2和定位单元，快速夹头2能够对冲压件100的上型面的各点进行固定，而定位单元对冲压件100的下型面的各点进行固定，相对于传统的支架支撑结构来说稳定性大大增强，配合定位型块能够满足产品尺寸公差要求；

具体应用过程中先通过下承接单元移位机构将各点定位下承接单元5预先移动到预定位置的附近的高位，然后将冲压件100放置在定位型块上，然后压下快速夹头2，再通过下承接单元移位机构将各点定位下承接单元5移动到预定位置承接各点；

汽车铝合金件冲压完成后，留10mm切割余量，先在传统激光环氧支架上，用激光预割除会挡住快速夹头2的工件部分（如图1中汽车窗框部分的那个框框），再将工件安装、固定在本发明激光切割工装上；打开激光红外射线功能，将激光对刀块4定位特征与切割程序中特征拟合；启动切割程序，完成工件切割工序。预切割部的精加工（切割），采用人工干预程序，当切割到靠近快速夹头2部，机器暂停，待快速夹头2打开，点动启动按钮，完成窗框部精确切割。

工件切割完成后，从激光工装中取出，这时，工件又回弹到原先变形状态，但现在没有关系，通过本工装切割后的工件上的孔与面之间的相对位置关系已经是准确的了。在后续内板与外板还有一道包边工序，包边胎具上也是有与本发明一样的定位、夹紧措施。内、外板的单件包边前均无刚性，当包边完成之后，总成产品就有刚性了，这时，之前变形的内、外板包边后被强制固定在包边胎具的产品理论位置，夹持辅具拿走后，虽然仍有少量回弹，但再也回不到之前变形的状态，并停留在按产品理论轮廓允许的公差位置，从而解决了铝合金冲压件100变形引起的产品分总成激光切割孔位偏离、边线过切或少切等技术难题。

目前国内所有新能源铝合金汽车的铝合金材料均需进口昂贵的诺贝丽斯板材，只要稍微拉伸，国产料就开裂；进口料虽然可解决开裂问题，但冲压调试拉伸起皱问题需花很多时间，报废的进口铝合金板成堆的当废料卖。而好不容易调试合格的铝合金冲压件，到激光处，却因回弹变形问题导致批报废，经常为了出车进度，激光孔位割偏，少切的件，只能通过扩孔和手工大力剪修边使用。

本发明矫正了冲压件的缺陷，确保了产品激光加工特征合格，成数量级的降低了激光切割废品率，具有巨大的经济效益。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，包括激光切割工装，其特征在于，所述激光切割工装包括平台以及安装于平台上的定位单元和快速夹头；所述定位单元包括定位下承接单元和下承接单元移位机构，定位下承接单元整体呈圆柱形，铰接于定位杆一端的转轴上，定位杆贯穿定位导块，定位杆的底部固定连接下承接单元移位机构的移位滑座，下承接单元移位机构包括移位滑座、移位丝杆副、移位滑轨和移位丝杆减速电机，移位滑座通过滑块安装在移位滑轨上，并连接移位丝杆副的丝杆螺母，移位丝杆副的丝杆的一端通过联轴器连接移位丝杆减速电机的输出轴。

2.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述平台平面度在0.2mm以内。

3.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述的激光切割工装还包括安装于平台顶面的定位型块，定位型块的材料为可加工塑料，顶面与冲压件的型面配合。

4.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述快速夹头通过夹头安装座安装于平台顶面，夹头安装座通过螺丝固定在平台上。

5.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述定位杆靠近定位下承接单元的一端设有转轴，该转轴上安装定位下承接单元，定位下承接单元的中心设有与转轴配合的轴孔和轴承。

6.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述定位杆的转轴与定位杆之间设有压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述定位下承接单元的直径大于定位杆的高度。

8.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述定位导块、移位丝杆副、移位滑轨和移位丝杆减速电机均安装在定位支架上，并通过定位支架安装于平台顶面。

9.根据权利要求1所述的一种用于矫正铝合金冲压件变形的激光切割工装，其特征在于，所述平台的顶面设有激光对刀块，分别设于平台顶面四角。