CN210549292U - 一种用于铝合金长型材机加工的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于铝合金长型材机加工工艺中使用的夹具，主动电机和从动主机分别设于工装底板的两端，主动电机的电机轴与工装底板之间通过桥板固定连接，从动主机的电机轴与工装底板之间通过桥板固定连接，水平装夹机构分别设于工装底板的两侧，竖直装夹机构分别设于工装底板的上下两端。由于将多个产品排布于同一根长型材甚至超长型材上进行加工，就避免了工件单独加工的多次装夹步骤，只需进行一次装夹就能完成。而且加工时减少了上料下料环节的工时消耗，大大提高了生产效率。且因为长料加工只需留出一次装夹的工艺尺寸，又大大节省了原料消耗，从而大大降低了生产成本。

Description

一种用于铝合金长型材机加工的夹具

技术领域

本实用新型涉及铝合金型材制造领域，尤其是涉及一种用于铝合金长型材机加工的夹具。

背景技术

随着现代工业的高速发展，铝合金型材因其成本较低、质量轻便、可重复利用等特点，已经被应用于航天航空、船舶、建筑、散热器、交通运输、机械设备加工、医用设备、新能源汽车及生活用品等众多领域且应用比重依然呈上升趋势。因此，铝合金型材的加工工艺在其中占据了比较重要的地位，其中长型材的加工工艺是在此基础上可以减少加工时间，提高生产效率，减少原料损耗，降低生产造成的污染、节能省耗的一种加工工艺。传统的铝型材加工，都是采用单一加工方法，这种加工方法的特点是：每件产品均需进行装夹，又因单件加工时间较短，人员占用率较高。这样既浪费原材料，又浪费加工时间，从而导致成本居高不下，效率无法提高，进而导致其在市场中没有强有力的竞争能力。现在亟需提出一种新型的铝合金长型材机加工的工艺，并开发该工艺特定的装夹机构。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提供一种用于铝合金长型材机加工的夹具，最终减少铝型材加工成本，提高铝型材加工效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于铝合金长型材机加工工艺中使用的夹具，包括主动电机、从动主机、工装底板、水平装夹机构和竖直装夹机构，所述主动电机和从动主机分别设于工装底板的两端，主动电机的电机轴与工装底板之间通过桥板固定连接，从动主机的电机轴与工装底板之间通过桥板固定连接，水平装夹机构分别设于工装底板的两侧，竖直装夹机构分别设于工装底板的上下两端。

进一步，所述水平装夹机构包括若干个水平气缸，工装底板两侧的水平气缸对称设置且等距排列，每个水平气缸的缸杆顶端都固定有水平夹板，水平夹板朝向待加工型材的方向伸缩，每个水平气缸都安装在安装架上，安装架固定在工装底板的侧面。

进一步，所述竖直装夹机构包括若干个竖直气缸，在工装底板的中间排成一排，每个竖直气缸的缸体固定在工装底板上，竖直气缸的缸杆竖直向上伸缩，竖直气缸的缸杆的顶端固定竖直夹板，竖直气缸的缸体的左右两侧分别固定有限位块，工装底板的上下两端分别夹紧两条待加工型材，待加工型材水平装夹于限位块和水平夹板之间，竖直夹板为长条状，竖直夹板与工装底板呈水平方向垂直设置，竖直气缸的缸杆收缩后，竖直夹板的两端分别向下压紧两条待加工型材，工装底板的下端与上端的结构相同。

进一步，所述工装底板的每一侧固定有上下两组水平装夹机构，工装底板的上下两侧均装夹待加工型材。

进一步，所述竖直夹板的两端的下端分别固定有压紧块，压紧块压紧待加工型材。

进一步，所述竖直夹板的两端分别设有一个长孔，螺栓贯穿长孔连接压紧块，螺栓在长孔内水平调节位置，并通过螺母锁紧。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于铝合金长型材机加工的夹具，具有以下有益效果：

1、采用长料加工，由于装夹次数由多次减少到一次，从而减少了装夹产品的时间，大大提高了生产效率；

2、采用长料加工，由于一次装夹加工多个产品，从而减少了单一产品加工情况下，加工不同的部位需要换刀的时间，大大提高了生产效率；

3、采用长料加工，由于只需要一次装夹，只需预留出一次装夹的工艺尺寸量，相较传统工艺单一产品加工多次装夹需预留多个工艺尺寸量而言，大大节省了原材料，从而大大减低了生产成本；

4、采用长料加工，由于一次装夹加工多个产品，从而使一次装夹周期变长，进而实现一人多机式工作模式，从而降低了劳动力成本；

5、采用长料加工，由于可以通过一次装夹，减少因多次装夹预留的多次工艺尺寸量，从而可以减少相当大一部分废料的产生，从而减少了很大程度的废料污染；

6、采用长料加工，由于其可以提高生产效率，降低生产成本，减少废料污染，进而可以提高大大行业内的竞争力；

7、采用此种长料加工，在保证产品加工精度的同时，并不会增大产品本身的平面度及直线度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1-3为现有技术中单个产品加工流程的示意图；

图4为铝合金长型材机加工工艺的步骤A的示意图；

图5为铝合金长型材机加工工艺中加工底孔(即步骤C-D)的示意图；

图6为铝合金长型材机加工工艺中加工长孔(即步骤E-F)的示意图；

图7为本实用新型的夹具的结构示意图；

图8为图7中A部分的放大示意图；

附图标记说明：

1-机床台面；2-工装底板；3-产品；4-装夹部；5-切口；6-底孔；7-长孔；8-待加工型材；9-水平夹板；10-水平气缸；11-安装架；12-限位块；13-竖直夹板；14-竖直气缸；15-压紧块；16-桥板；17-主动电机；18-从动主机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-3所示，为铝合金短型材机加工工艺过程，即以往对单个产品进行逐个加工。单个产品长度为L1。单件产品纯加工时间合计T3。

如图4-6所示，为铝合金长型材机加工工艺过程，将短型材加工变更为长型材加工，可以节省生产成本。从多个产品同时加工的工艺构想出发，通过集中排布多个零件于同一根长型材上，编制多个零件同时加工的加工程序，加工前将锯口位置预留出来然后在进行二次锯切，这种长料加工的方法节省了时间大大提高了生产效率，且减少了用于每件产品单独加工的原料加工余量预留的原材料。

待加工型材的两边对称留出装夹部4的工艺尺寸L2，L2的长度一般为10-20cm，待加工型材上预留锯切的切口尺寸L3，L3的长度一般为2-3.5cm，准备将待加工型材同时锯切成n个产品3，即预留出n-1个切口尺寸，即(n-1)L3。如果按照一根长料一次同时加工n个产品为例，短型材所需原料长度为：n×L1+2n×L2；长型材所需原料长度为：n×L1+2×L2+(n-1)L3，取L2和L3最小值导入公式得出：当n≥1时，短型材加工用料-长型材加工用料≥0；即长型材加工比短型材加工节省原材料，从而大大降低了生产成本。

具体包括如下步骤：

步骤A，将待加工型材放置在机床台面1上的工装底板2上，；

步骤B，机床驱动第一把刀具，对待加工型材的中心钻孔，进行孔心定位；

步骤C，机床换刀，驱动第二把刀具，对待加工型材划分出的n个产品3分别钻出底孔6；

步骤D，机床换刀，驱动第三把刀具，为铣刀，对底孔6进行精铣；

步骤E，机床换刀，驱动第四把刀具，为铣刀，对待加工型材划分出的n个产品3分别进行粗铣长孔7；

步骤F，机床换刀，驱动第五把刀具，为铣刀，对长孔7进行精铣；

步骤G，根据预留的切口5进行锯切，锯切成n个产品3。

其中换刀时间T1为5-10s，装夹时间T2为5-10min。

如果按照一根长料一次同时加工n个产品，每件产品工序所需换刀次数为4次为例，短型材所需加工时间为：n×(T2+4T1+T3)；长型材所需加工时间为：T2+4T1+n×T3，取T1和T2最小值导入公式得出：当n≥1时，短型材加工时间-长型材加工时间≥0；即长型材加工比短型材加工节省时间，从而大大提高了生产效率。

本案对原材料有一定的要求：长型材长度范围为小于等于1米，两端切斜度小于等于4mm，型材直线度小于等于3mm。

本实用新型采用长料加工，根据不同型材采用不同装卡定位方式，简单型材只需进行单点压紧，复杂的型材则需要设计专用的加工工装，或采用真空吸盘定位固定与此种加工工艺相匹配，才能达到最佳效果。此种加工工艺二次锯切时，采用工艺孔定位，根据型材具体情况确定多条型材同时锯切，在保证锯切精度小于等于0.3mm的情况下，提高了锯切效率，节省了工序时间。

本案还提出一种在铝合金长型材机加工工艺中使用的夹具，如图7-8所示，包括主动电机17、从动主机18、工装底板2、水平装夹机构和竖直装夹机构，所述主动电机17和从动主机18分别设于工装底板2的两端，主动电机17的电机轴与工装底板2之间通过桥板16固定连接，从动主机18的电机轴与工装底板2之间通过桥板16固定连接，水平装夹机构分别设于工装底板2的两侧，竖直装夹机构分别设于工装底板2的上下两端。

所述水平装夹机构包括若干个水平气缸10，工装底板2两侧的水平气缸10对称设置且等距排列，每个水平气缸10的缸杆顶端都固定有水平夹板9，水平夹板9朝向待加工型材8的方向伸缩，每个水平气缸10都安装在安装架11上，安装架11固定在工装底板2的侧面。

所述竖直装夹机构包括若干个竖直气缸14，在工装底板2的中间排成一排，每个竖直气缸14的缸体固定在工装底板2上，竖直气缸14的缸杆竖直向上伸缩，竖直气缸14的缸杆的顶端固定竖直夹板13，竖直气缸14的缸体的左右两侧分别固定有限位块12，工装底板2的上下两端分别夹紧两条待加工型材8，待加工型材8水平装夹于限位块12和水平夹板9之间，竖直夹板13为长条状，竖直夹板13与工装底板2呈水平方向垂直设置，竖直气缸14的缸杆收缩后，竖直夹板13的两端分别向下压紧两条待加工型材8，工装底板2的下端与上端的结构相同。

所述工装底板2的每一侧固定有上下两组水平装夹机构，因为该夹具具有可旋转特性，工装底板2的上下两侧均装夹两条待加工型材8。

所述竖直夹板13的两端的下端分别固定有压紧块15，压紧块15压紧待加工型材8。

所述竖直夹板13的两端分别设有一个长孔，螺栓贯穿长孔连接压紧块15，螺栓在长孔内水平调节位置，并通过螺母锁紧。

使用时，将待加工型材8放置在工装底板2上，驱动水平气缸10进行水平夹紧，驱动竖直气缸14进行竖直夹紧。进而对长型材进行加工，且因为设备工装特性，可实现4根长型材同时加工，进而二次节省了加工时间，提高了加工效率。四轴主动电机17和四轴从动主机18带动桥板16实现轴向旋转，上面的两根长型材加工完之后进行翻转，将下面的两根长型材翻转到上方，继续加工。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于铝合金长型材机加工的夹具，其特征在于：包括主动电机(17)、从动主机(18)、工装底板(2)、水平装夹机构和竖直装夹机构，所述主动电机(17)和从动主机(18)分别设于工装底板(2)的两端，主动电机(17)的电机轴与工装底板(2)之间通过桥板(16)固定连接，从动主机(18)的电机轴与工装底板(2)之间通过桥板(16)固定连接，水平装夹机构分别设于工装底板(2)的两侧，竖直装夹机构分别设于工装底板(2)的上下两端。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述水平装夹机构包括若干个水平气缸(10)，工装底板(2)两侧的水平气缸(10)对称设置且等距排列，每个水平气缸(10)的缸杆顶端都固定有水平夹板(9)，水平夹板(9)朝向待加工型材(8)的方向伸缩，每个水平气缸(10)都安装在安装架(11)上，安装架(11)固定在工装底板(2)的侧面。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于：所述竖直装夹机构包括若干个竖直气缸(14)，在工装底板(2)的中间排成一排，每个竖直气缸(14)的缸体固定在工装底板(2)上，竖直气缸(14)的缸杆竖直向上伸缩，竖直气缸(14)的缸杆的顶端固定竖直夹板(13)，竖直气缸(14)的缸体的左右两侧分别固定有限位块(12)，工装底板(2)的上下两端分别夹紧两条待加工型材(8)，待加工型材(8)水平装夹于限位块(12)和水平夹板(9)之间，竖直夹板(13)为长条状，竖直夹板(13)与工装底板(2)呈水平方向垂直设置，竖直气缸(14)的缸杆收缩后，竖直夹板(13)的两端分别向下压紧两条待加工型材(8)，工装底板(2)的下端与上端的结构相同。

4.根据权利要求1-3任一项所述的夹具，其特征在于：所述工装底板(2)的每一侧固定有上下两组水平装夹机构，工装底板(2)的上下两侧均装夹待加工型材(8)。

5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于：所述竖直夹板(13)的两端的下端分别固定有压紧块(15)，压紧块(15)压紧待加工型材(8)。

6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于：所述竖直夹板(13)的两端分别设有一个长孔，螺栓贯穿长孔连接压紧块(15)，螺栓在长孔内水平调节位置，并通过螺母锁紧。

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