CN220679735U - 一种三维曲面钣金件激光切割工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维曲面钣金件激光切割工装夹具包括：底板；纵板，垂直的设置在底板上，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；中心定位板，卡嵌的设置在纵板上，上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；两块侧定位板，卡嵌的设置在纵板上，位于中心定位板的两侧，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；两块端定位板，卡嵌的设置在纵板上，位于两块侧定位板的两侧，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；弹顶定位机构，设置在纵板上，其定位销与三维曲面钣金件的产品锥孔面弹性动态贴合。本实用新型可以快速地制作，实现三维曲面钣金件的快速准确定位，又能减少工件在激光切割的过程中出现的变形。

Description

一种三维曲面钣金件激光切割工装夹具

技术领域

本实用新型涉及工装夹具领域，具体涉及三维曲面钣金件激光切割工装夹具。

背景技术

现在钣金件的加工越来越多的应用了3D激光切割技术，比如说在进行新产品开发或者小批量生产的时候，采用3D激光切割技术既能节省模具的使用量，又能减少新产品的开发周期。在三维曲面钣金件激光切割过程中，工装夹具设计制造等辅助工作所占用的时间要占整个工作周期的绝大部分。三维曲面钣金件主要由空间曲面构成(如说明书附图1和图2所示)，该零件其外形极其复杂，定位装夹特别困难。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的就是提供三维曲面钣金件激光切割工装夹具，可以快速地制作，实现三维曲面钣金件的快速准确定位，又能减少工件在激光切割的过程中出现的变形。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的：

一种三维曲面钣金件激光切割工装夹具，包括：

底板；

纵板，垂直的设置在底板上；

中心定位板，卡嵌的设置在纵板上，上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；

两块侧定位板，卡嵌的设置在纵板上，位于中心定位板的两侧，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；

两块端定位板，卡嵌的设置在纵板上，位于两块侧定位板的两侧，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；所述中心定位板、侧定位板、端定位板中至少两种定位板的上端面高度不一致；

弹顶定位机构，设置在纵板上，其定位销与三维曲面钣金件的产品锥孔面弹性动态贴合。

进一步地，所述底板和纵板均为均匀厚度的板状结构；所述底板上设有若干贯穿的纵向定位插孔，所述插孔的侧壁与其板面垂直；所述纵向定位插孔位于底板的中部；所述纵板的下端面设有若干与纵向定位插孔匹配的纵向插板，所述纵向插板的板面与纵板的板面共面；所述纵向插板插设在纵向定位插孔内，所述纵向插板的板面和侧面与纵向定位插孔的内壁贴合限位。

进一步地，所述纵向插板的下端面与四个侧面倒圆角，其倒圆角的半径小于纵向插板的厚度；所述纵板的厚度小于底板的厚度。

进一步地，所述纵板的下端面分别设有与中心定位板、侧定位板、端定位板安装位置正度的纵向缺口槽；所述纵向缺口槽垂直于底板的板面；所述中心定位板、侧定位板、端定位板的上端面设有与纵向缺口槽匹配的插接缺口槽；所述中心定位板、侧定位板、端定位板通过插接的形式固定在纵板上。

进一步地，所述中心定位板、侧定位板、端定位板的下端面均设有两个卡嵌插板，所述卡嵌插板的板面垂直于底板的板面；所述底板上设有与卡嵌插板对应的贯穿的卡嵌插孔；所述中心定位板、侧定位板、端定位板下端面的卡嵌插板插设在卡嵌插孔内，且其侧面与卡嵌插孔的内壁贴合限位。

进一步地，所述中心定位板、侧定位板、端定位板下端面的两个卡嵌插板位于纵板的两侧；所述卡嵌插板的下端面与四个侧面倒圆角，其倒圆角的半径小于其厚度；所述卡嵌插板的厚度小于底板的厚度。

进一步地，所述底板、纵板、中心定位板、侧定位板、端定位板通过焊接的方式相互固定在一起。

进一步地，包括两块中心定位板，两块中心定位板间隔设置；两块中心定位板之间的正上方正对三维曲面钣金件的产品锥孔；

两块所述中心定位板的同侧面均设有横向缺口槽；

两个横向缺口槽内插设有安装板，所述安装板上设有与两个横向缺口槽匹配的横向卡嵌槽；所述弹顶定位机构设置在横向卡嵌槽的上板面；所述纵板上正对安装板的板面处设有横向插孔；所述安装板的正对纵板的端面设有支板；所述支板穿过横向插孔，与纵板限位接触；所述安装板与纵板、两块中心定位板通过焊接的方式相互固定在一起。

进一步地，所述弹顶定位机构包括：

容置盒，通过螺钉固定在安装板上，上表面设有槽孔；

弹簧，设置在槽孔内，下端与槽孔底部相抵；

锥形定位销，设置在槽孔内，与弹簧的上端连接；三维曲面钣金件放置后，锥形定位销的锥形面与三维曲面钣金件的产品锥孔面始终贴合。

进一步地，所述纵板、中心定位板、侧定位板、端定位板的上端面与三维曲面钣金件需要激光开孔处正对的区域设有加工缺口。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：

1、由于激光切割加工的特性，其加工过程中没有切削力因此设置中心定位板、侧定位板、端定位板高度不一致既可以实现将三维曲面钣金件在纵板的板面方向限位，防止其滑动，同时纵板、中心定位板、侧定位板、端定位板的上端面对三维曲面钣金件的下表面贴合式的承托，这样三维曲面钣金件在激光切割过程中就实现了被限位固定，不需要使用功能到对三维曲面钣金件进行夹紧的夹紧机构和部件，降低了结构复杂度，同时降低了夹具的成本。

2、底板、纵板、中心定位板、侧定位板、端定位板均采用相互卡嵌的方式连接，极大的降低了夹具的制作时间，提高研发和试生产的效率。

3、设置弹顶定位机构可以快速对三维曲面钣金件进行放置定位，减少定位操作的时间，同时弹顶的结构形式还可以在多次使用后仍然能精确定位，保证精度。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。

附图说明

本实用新型的附图说明如下：

图1为三维曲面钣金件的正视结构示意图。

图2为三维曲面钣金件的立体结构示意图。

图3为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的正视结构示意图。

图4为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的立体结构示意图。

图5为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的底板的立体结构示意图。

图6为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的纵板的立体结构示意图。

图7为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的中心定位板的立体结构示意图。

图8为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的侧定位板的立体结构示意图。

图9为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的端定位板的立体结构示意图。

图10为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的安装板的立体结构示意图。

图11为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的弹顶定位机构的立体结构示意图。

图12为实施例中三维曲面钣金件激光切割工装夹具的弹顶定位机构的剖视结构示意图。

图13为实施例中使用三维曲面钣金件激光切割工装夹具激光切割三维曲面钣金件后的立体结构示意图。

图中：1.底板；11.纵向定位插孔；12.卡嵌插孔；2.纵板；21.纵向插板；22.纵向缺口槽；23.横向插孔；3.中心定位板；31.横向缺口槽；4.侧定位板；5.端定位板；61.容置盒；611.槽孔；62.弹簧；63.锥形定位销；7.三维曲面钣金件；71.产品锥孔面；72.激光开孔处；8.插接缺口槽；9.卡嵌插板；10.安装板；101.横向卡嵌槽；102.支板；100.加工缺口；200.加工后三维曲面钣金件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

如图3至图12所示，三维曲面钣金件激光切割工装夹具，包括：

底板1；

纵板2，垂直的设置在底板1上；

中心定位板3，卡嵌的设置在纵板2上，上端面与三维曲面钣金件7的下表面贴合；

两块侧定位板4，卡嵌的设置在纵板2上，位于中心定位板3的两侧，其上端面与三维曲面钣金件7的下表面贴合；

两块端定位板5，卡嵌的设置在纵板2上，位于两块侧定位板4的两侧，其上端面与三维曲面钣金件7的下表面贴合；所述中心定位板3、侧定位板4、端定位板5中至少两种定位板的上端面高度不一致；

弹顶定位机构，设置在纵板2上，其定位销与三维曲面钣金件7的产品锥孔面71弹性动态贴合。

本实施例中，所述底板1和纵板2均为均匀厚度的板状结构；所述底板1上设有若干贯穿的纵向定位插孔11，所述插孔的侧壁与其板面垂直；所述纵向定位插孔11位于底板1的中部；所述纵板2的下端面设有若干与纵向定位插孔11匹配的纵向插板21，所述纵向插板21的板面与纵板2的板面共面；所述纵向插板21插设在纵向定位插孔11内，所述纵向插板21的板面和侧面与纵向定位插孔11的内壁贴合限位。

板状结构方便从现有的料板中直接下料得到，制作简单快捷，不需要特定的材料。

本实施例中，所述纵向插板21的下端面与四个侧面倒圆角，其倒圆角的半径小于纵向插板21的厚度；所述纵板2的厚度小于底板1的厚度。

倒圆角方便插接，同时对纵板2和底板1的厚度限制可以对插接后的纵板2与底板1的稳定性控制，方便后续的焊接固定。

本实施例中，所述纵板2的下端面分别设有与中心定位板3、侧定位板4、端定位板5安装位置正度的纵向缺口槽22；所述纵向缺口槽22垂直于底板1的板面；所述中心定位板3、侧定位板4、端定位板5的上端面设有与纵向缺口槽22匹配的插接缺口槽8；所述中心定位板3、侧定位板4、端定位板5通过插接的形式固定在纵板2上。

插接的方式实现连接，可以减少加工量，提高制造效率。

本实施例中，所述中心定位板3、侧定位板4、端定位板5的下端面均设有两个卡嵌插板9，所述卡嵌插板9的板面垂直于底板1的板面；所述底板1上设有与卡嵌插板9对应的贯穿的卡嵌插孔12；所述中心定位板3、侧定位板4、端定位板5下端面的卡嵌插板9插设在卡嵌插孔12内，且其侧面与卡嵌插孔12的内壁贴合限位。

卡嵌插板9可以提高中心定位板3、侧定位板4、端定位板5在纵板2上的稳定性，使得纵板2与底板1也更为一体，结构更为稳定。

本实施例中，所述中心定位板3、侧定位板4、端定位板5下端面的两个卡嵌插板9位于纵板2的两侧；所述卡嵌插板9的下端面与四个侧面倒圆角，其倒圆角的半径小于其厚度；所述卡嵌插板9的厚度小于底板1的厚度。

倒圆角方便插接，同时对卡嵌插板9和底板1的厚度限制可以对插接后的卡嵌插板9与底板1的稳定性控制，方便后续的焊接固定。

焊接后本实用新型整体结构强度更高，稳定性更好，长期使用后精度可以得到保证。

本实施例中，所述底板1、纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5通过焊接的方式相互固定在一起。

本实施例中，包括两块中心定位板3，两块中心定位板3间隔设置；两块中心定位板3之间的正上方正对三维曲面钣金件7的产品锥孔；

两块所述中心定位板3的同侧面均设有横向缺口槽31；

两个横向缺口槽31内插设有安装板10，所述安装板10上设有与两个横向缺口槽31匹配的横向卡嵌槽101；所述弹顶定位机构设置在横向卡嵌槽101的上板面；所述纵板2上正对安装板10的板面处设有横向插孔23；所述安装板10的正对纵板2的端面设有支板102；所述支板102穿过横向插孔23，与纵板2限位接触；所述安装板10与纵板2、两块中心定位板3通过焊接的方式相互固定在一起。

安装板10也通过插接固定的方式连接安装，既可以减少加工量，又可以保证连接的牢固。

本实施例中，所述弹顶定位机构包括：

容置盒61，通过螺钉固定在安装板10上，上表面设有槽孔611；

弹簧62，设置在槽孔611内，下端与槽孔611底部相抵；

锥形定位销63，设置在槽孔611内，与弹簧62的上端连接；三维曲面钣金件7放置后，锥形定位销63的锥形面与三维曲面钣金件7的产品锥孔面71始终贴合。

本实施例中，所述纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5的上端面与三维曲面钣金件7需要激光开孔处72正对的区域设有加工缺口100。

本实施例中三维曲面钣金件7激光切割工装夹具是这样制作的，首先根据需要加工的被冲压车型的三维曲面钣金件7上型面较复杂、自由度约束较多的地方定位点；

根据定位点在三维软件中导出其对应的下支撑面曲线，包括纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5的上端面对应的曲线。

使用激光切割工具将钢板平面切割出底板1(加工出纵向定位插孔11、卡嵌插孔12)、纵板2(加工出纵向缺口槽22、横向插孔23、加工缺口100，纵向插板21与纵板2一体化)、中心定位板3(加工出插接缺口槽8、卡嵌插板9、横向缺口槽31)、侧定位板4(加工出插接缺口槽8、卡嵌插板9、加工缺口100)、端定位板5(加工出插接缺口槽8、卡嵌插板9)、安装板10(加工出横向卡嵌槽101、支板102与安装板10一体化)。

然后按照图2、图3所示将底板1、纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5、安装板10插接组装完成，再将一个待加工的三维曲面钣金件7置于其上，小幅度的调整底板1、纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5、安装板10，使得纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5的上端面全部与待加工的三维曲面钣金件7的下表面贴合，并使用点焊接将底板1、纵板2、中心定位板3、侧定位板4、端定位板5、安装板10插相互焊接在一起。

最后将顶定位机构安装在安装板10上，使得锥形定位销63正对三维曲面钣金件7的产品锥孔面71。

本实施例中三维曲面钣金件7激光切割工装夹具是这样使用的，将待加工的三维曲面钣金件7通过锥形定位销63置于本实用新型上，此时在定位销的作用下，待加工的三维曲面钣金件7大致与本实用新型贴合，再适当的推动或晃动待加工的三维曲面钣金件7使其下表面完全与本实用新型端面贴合即可。再启动激光切割工具对待加工的三维曲面钣金件7进行边缘修正以及开孔处理，加工完成后入图13所示。将加工出来的两个加工后的三维曲面钣金件200取出可。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，包括：

底板；

纵板，垂直的设置在底板上，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；

中心定位板，卡嵌的设置在纵板上，上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；

两块侧定位板，卡嵌的设置在纵板上，位于中心定位板的两侧，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；

两块端定位板，卡嵌的设置在纵板上，位于两块侧定位板的两侧，其上端面与三维曲面钣金件的下表面贴合；所述中心定位板、侧定位板、端定位板中至少两种定位板的上端面高度不一致；

弹顶定位机构，设置在纵板上，其定位销与三维曲面钣金件的产品锥孔面弹性动态贴合。

2.根据权利要求1所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述底板和纵板均为均匀厚度的板状结构；所述底板上设有若干贯穿的纵向定位插孔，所述插孔的侧壁与其板面垂直；所述纵向定位插孔位于底板的中部；所述纵板的下端面设有若干与纵向定位插孔匹配的纵向插板，所述纵向插板的板面与纵板的板面共面；所述纵向插板插设在纵向定位插孔内，所述纵向插板的板面和侧面与纵向定位插孔的内壁贴合限位。

3.根据权利要求2所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述纵向插板的下端面与四个侧面倒圆角，其倒圆角的半径小于纵向插板的厚度；所述纵板的厚度小于底板的厚度。

4.根据权利要求2所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述纵板的下端面分别设有与中心定位板、侧定位板、端定位板安装位置正度的纵向缺口槽；所述纵向缺口槽垂直于底板的板面；所述中心定位板、侧定位板、端定位板的上端面设有与纵向缺口槽匹配的插接缺口槽；所述中心定位板、侧定位板、端定位板通过插接的形式固定在纵板上。

5.根据权利要求4所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述中心定位板、侧定位板、端定位板的下端面均设有两个卡嵌插板，所述卡嵌插板的板面垂直于底板的板面；所述底板上设有与卡嵌插板对应的贯穿的卡嵌插孔；所述中心定位板、侧定位板、端定位板下端面的卡嵌插板插设在卡嵌插孔内，且其侧面与卡嵌插孔的内壁贴合限位。

6.根据权利要求5所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述中心定位板、侧定位板、端定位板下端面的两个卡嵌插板位于纵板的两侧；所述卡嵌插板的下端面与四个侧面倒圆角，其倒圆角的半径小于其厚度；所述卡嵌插板的厚度小于底板的厚度。

7.根据权利要求5所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述底板、纵板、中心定位板、侧定位板、端定位板通过焊接的方式相互固定在一起。

8.根据权利要求5所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，包括两块中心定位板，两块中心定位板间隔设置；两块中心定位板之间的正上方正对三维曲面钣金件的产品锥孔；

两块所述中心定位板的同侧面均设有横向缺口槽；

两个横向缺口槽内插设有安装板，所述安装板上设有与两个横向缺口槽匹配的横向卡嵌槽；所述弹顶定位机构设置在横向卡嵌槽的上板面；所述纵板上正对安装板的板面处设有横向插孔；所述安装板的正对纵板的端面设有支板；所述支板穿过横向插孔，与纵板限位接触；所述安装板与纵板、两块中心定位板通过焊接的方式相互固定在一起。

9.根据权利要求8所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述弹顶定位机构包括：

容置盒，通过螺钉固定在安装板上，上表面设有槽孔；

弹簧，设置在槽孔内，下端与槽孔底部相抵；

锥形定位销，设置在槽孔内，与弹簧的上端连接；三维曲面钣金件放置后，锥形定位销的锥形面与三维曲面钣金件的产品锥孔面始终贴合。

10.根据权利要求1所述的三维曲面钣金件激光切割工装夹具，其特征在于，所述纵板、中心定位板、侧定位板、端定位板的上端面与三维曲面钣金件需要激光开孔处正对的区域设有加工缺口。