一種數控加工夾具的製作方法

2023-07-19 01:52:01 2

專利名稱：一種數控加工夾具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及模具加工，特別是用於精密模具滑塊鑲件在CNC (數控加工 中心)和EDM (數控放電加工工具機)上加工時的夾具。
背景技術：
隨著模具設計標準化的發展，模具各零件的基本結構趨於統一，給加工帶來 便利的同時又對加工效率及精度提出了更高的要求。滑塊是精密模具中的重要組 成部分，當產品結構較複雜時，需要更多的滑塊來滿足產品成型。在批量生產時， 釆用有效的工具機夾具，解決滑塊鑲件CNC加工過程中的裝夾問題，對提高加工效 率及精度具有重要的作用。
CNC夾具與傳統的夾具相比，具有以下特點和要求數控加工過程工序集中， 同一次裝夾中既有切削力很大的粗加工，又有達到工件最終精度要求的精加工， 要求夾具滿足加工的剛度和夾緊力；為適應數控加工的高效率，夾具夾緊應方便 快捷；在滿足多個方向的加工時，要避免夾具結構包括夾具上的組件對刀具運動 軌跡的幹涉；夾具的定位要可靠，定位元件應具有較高的定位精度，定位部位應 便於清屑，無切屑積留。
現有技術中有一種滑塊鑲件專用夾具，行程可調整，裝夾迅速、準確，較好 地提高了滑塊加工效率。但同時也存在一些問題
第一，滑塊鑲件設計基準為滑塊底面，而在實際裝夾時，不能直接找準基準， 因此需在滑塊鑲件裝夾前，量出滑塊鑲件高度，即底面到頂面的距離，裝夾後再 將滑塊鑲件頂面轉換為基準加工；當滑塊鑲件頂面為異型面時，則無法找準基準， 給加工帶來不便。
第二，由於滑塊鑲件掛臺面積太小，剛性不夠；夾緊力作用點離加工表面太 遠；夾緊力作用點不對稱，可能導致變形等原因，不能選擇掛臺側面作為定位面， 而需在掛臺上放一塊寬度超過掛臺寬度的墊塊才能平衡夾緊力，再以墊塊的面作 為定位面。增加了裝夾時間，同時也增加了裝夾過程中的累積誤差；
第三，夾具基座頂部溝槽為矩形槽，切削加工過程中的作用力可能會導致滑 塊鑲件高度方向的串動，從而影響加工精度。
3第四，加工高度較小或深度較深的鑲件時，刀具容易與夾具發生幹涉，為避 免夾具與刀具幹涉，需要在鑲件底部墊上墊塊，這樣會造成累積誤差，且給裝夾、 對基準帶來了一定的麻煩。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供了一種裝配效率高、加工精度高的數控 加工夾具。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是
一種數控加工夾具，包括定位元件、夾緊裝置和夾具基座，夾具基座的底部 可固定在工具機上，夾具基座的頂部的一側裝設定位元件，另一側裝設有可相對於 定位元件移動的夾緊裝置，所述定位元件包括定位塊，所述定位塊相對夾緊裝置 的一側設有定位面，所述定位面的兩側面凹進避空，所述定位面底部設有凹槽。
本實用新型的有益效果是所述定位面的左右兩側凹進避空，形成臺階狀凹 槽，可以防止刀具與夾具結構的幹涉；所述定位面底部凹進避空，形成一定寬度 的臺階空槽，可以放置滑塊鑲件掛臺；裝夾後，以定位塊頂面為基準面對刀，高 度方向減少定位塊磨床加工高度即可加工，避免夾具與刀具幹涉，增大了加工範 圍，方便裝夾、對基準，減少了操作動作，且避免產生累加誤差。


圖1是本實用新型一實施例的滑塊鑲件結構示意圖2是本實用新型一實施例的滑塊鑲件夾具結構示意圖3是圖2中定位塊結構示意圖4是圖2中定位塊側面結構示意圖； 圖5是圖2中定位塊橫截面結構示意圖； 圖6是圖2中夾具基座結構示意圖； 圖7是圖2中夾具基座側面結構示意圖8是圖2中夾具基座底面結構示意圖9是圖2中楔緊塊結構示意圖IO是圖2中楔緊塊底部結構示意圖11是圖2中活動塊結構示意圖12是圖2中夾具結構分解示意圖；圖13是本實用新型一實施例的夾具結構示意圖； 圖14是圖13裝入滑塊鑲件的結構示意圖15是圖14側面結構示意圖 圖16是圖14橫截面結構示意圖17是本實用新型一實施例的活動塊受力分析示意具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及 實施例，對本實用新型進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施 例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
圖1示出本實用新型實施例的滑塊鑲件1的結構，該滑塊鑲件1具有側壁定
位面10(即基準面)，掛臺位置20，加工基準面30 (即底部基準面)，以及待加 工部分40。
如圖2所示，本實用新型實施例的數控加工夾具包括定位元件、夾緊裝置 和夾具基座300。夾具基座300頂部的一側裝設定位元件，另一側裝設有可相對 於定位元件移動的夾緊裝置。
本實施例中的定位元件包括定位塊100，該定位塊IO用定位塊固定螺絲l(H 和定位塊定位銷釘102固定在夾具基座30上。如圖3，圖4，圖5所示，定位 塊100設計有定位面110，定位面ll的左右兩側凹進避空，形成臺階狀凹槽， 可以防止刀具與夾具結構的幹涉；定位面IIO底部凹進避空，形成一定寬度的臺 階空槽120，可以放置滑塊鑲件掛臺20;臺階狀凹槽臺階面之間的垂直面130相 對於定位面110向內凹進避空一定深度，可以減少滑塊鑲件1與定位塊100的接 觸面積，減小誤差並可適應不同寬度的滑塊鑲件掛臺20。
定位元件還可以包括一方向定位裝置本實施例中其為一方向定位銷釘103。 方向定位裝置位於定位塊100與夾緊裝置之間，待夾的滑塊鑲件1的長度方向上。 方向定位裝置可以確定水平方向上滑塊鑲件1的位置，不必再在滑塊鑲件1垂直 角度上校表和在工具機上進行碰數找正。
如圖5所示，定位塊100的定位面li丌有若千窄槽105，窄槽105可以為 水平方向，便於夾具結構在工具機上的水平校正和吹屑。當定位面uo較小時，可 不開設窄槽105。
5本實用新型實施例中，定位塊100上設置的定位面110可以是多個，對應每 個定位面110設有所述夾緊裝置，多個定位面110之間可具有高度差，以適應不 同規格的滑塊鑲件1加工。
如圖2所示，夾具基座300頂部與定位塊100相對的一側設有夾具基座抵靠 處310，該抵靠處310與定位塊100平行。
夾緊裝置用於和定位元件配合夾持待加工工件，其位於定位塊lO和抵靠處 310之間，包括活動塊200，活動塊200可在夾具基座300上相對定位塊100移 動。當待夾的滑塊鑲件1厚度沒有達到裝夾行程時，即活動塊200與定位塊100 之間的最小距離時，可以在活動塊200和滑塊鑲件1之間放置夾緊墊塊240。夾 緊墊塊240可以為多個且厚度不一，可以適應不同厚度的滑塊鑲件1的加工要求。
如圖6和圖7所示，夾具基座300頂部設有線性導向槽301，線性導向槽301 位於抵靠處310與定位塊100的垂直平分線上，貫穿夾具基座300頂部，活動塊 200可沿線性導向槽301線性移動。
在夾具基座定位面303處的線性導向槽301中設有排屑孔或排屑斜面302; 夾具基座300上設有方向定位裝置安裝孔104。
夾具基座300連接夾具與工具機，夾具可以用小壓板平面壓住或磁吸盤方式裝 夾在工具機上。同時為滿足加工自動化的實施，如圖8所示，夾具基座300底部設 計有erowa (伊瓦)治具裝夾位置320，將erowa治具墊片安裝於夾具基座300 底部，則可以將夾具固定於CNC機臺的er冊a氣動治具上。
如圖2所示，夾具結構進一步包括楔緊塊210;楔緊塊210位於活動塊200 和夾具基座的抵靠處310之間。
如圖6，圖9，圖10所示，楔緊塊210中間貫穿有螺栓孔212，可用螺栓211 向下鎖緊楔210緊塊至夾具基座300線性導向槽處的螺栓孔312裡。
如圖7，圖ir所示，線性導向槽設計為燕尾槽溝槽結構301;活動塊200底 部具有一燕尾形結構凸塊201，可沿夾具基座300上的燕尾形溝槽301滑動，能 有效防止高度方向串動；燕尾形結構凸塊201底部設有一個或多個凹槽或凹孔 202，可以沿燕尾形溝槽301方向吹屑。
如圖2所示，夾緊裝置進一步包括活動塊連接裝置，活動塊200由活動塊連 接裝置連接到夾具基座的抵靠處310。活動塊連接裝置在本實施例中採用彈簧220，彈簧220—端使用彈簧銷釘221 與活動塊200相連，作用在活動塊200上； 一端使用彈簧卡銷222與夾具基座的 抵靠處310相連，作用在夾具基座的抵靠處310。
如圖9，圖10所示，楔緊塊210底部有彈簧避空凹槽213。
圖12示出夾具的分解結構。
圖13示出未裝入滑塊鑲件的夾具結構。
本實施例工作方式如下
第一，定位
滑塊鑲件1定位時，將滑塊鑲件掛臺20置於定位塊定位面110下方的空槽 120中，滑塊鑲件掛臺20的加工基準面30 (即底部定位面)和滑塊鑲件掛臺20 的側壁定位面10成為定位面。滑塊鑲件掛臺20的側壁定位面10與定位塊定位 面110接觸，滑塊鑲件掛臺2的加工基準面30 (即底部定位面)與夾具基座頂 面定位面303接觸，控制5個方向自由度；定位銷釘103限制長度方向自由度， 定位塊定位面110和夾具基座頂面定位面303限制剩餘5個方向的自由度，此時， 滑塊鑲件1完全定位。
使用所述定位方式，選滑塊鑲件掛臺側面10作為定位面，滑塊鑲件l的加
工基準在底面，裝夾後，以定位塊100頂面為基準面對刀，高度方向減少定位塊
100磨床加工高度即可加工。不需要在掛臺上放一塊寬度超過掛臺寬度的墊塊才
能平衡夾緊力，再以該墊塊的面作為定位面，從而減少操作動作，且避免產生累
加誤差。 第二，夾緊
定位結束後，開始滑塊鑲件1的夾緊。
數控加工中，工件粗加工和精加工都在同一道工序中進行，粗加工中會產生 較大的切削力，因此夾具必須能保證其切削力不會影響產品剛度和裝夾精度。活
動塊200與夾具基座300為間隙配合，活動塊燕尾201寬度為12^.(^，夾具基
座燕尾301寬度為12壙，，由於活動塊燕尾結構201與夾具基座燕尾導向槽301
存在0. 01 mm的間隙，實際加工中可能會產生高度方向的輕微串動。
夾具的楔緊塊210可以彌補這方面的不足，活動塊200受力分析如圖17所 示。F為楔緊塊210作用在活動塊200上的壓力，Fl為F水平方向的分力，F2為F垂直方向的分力。
擰緊楔緊塊螺栓211，向下鎖緊楔緊塊210經所述夾具基座燕尾槽301至夾 具基座的螺栓孔312裡。楔緊塊210向下運動時，活動塊200受楔緊塊210的 水平分力F1作用，沿燕尾槽301導軌前進，活動塊200受楔緊塊210的垂直分 力F2和活動塊200自身的重力作用，緊壓在滑塊鑲件1 (如果放置有夾緊墊塊 240，則將活動塊200壓緊在夾緊墊塊240上)上。楔緊塊210夾緊過程中實現 微調，減輕了高度方向串動，從而能保證原來的定位精度。
楔緊塊210向下運動到緊壓於夾具基座300頂面時，楔緊塊210完全鎖緊， 活動塊200在楔緊塊210的作用下與定位塊100達到一最小距離40mm。在本實施 例裡，活動塊200高25mm，楔緊塊210傾斜角為60° ，則活動塊200最大行程為 25/tan60° 14mm。楔緊塊210向上到達頂部極限位置(即活動塊200與抵靠處 310相接觸)時，活動塊200與定位塊100之間可達到最大距離40+14:54mm。滑 塊鑲件1厚度一般為10-40mm,因此可以滿足各種類型滑塊鑲件的加工需求。
當待夾的滑塊鑲件1厚度沒有達到裝夾行程時，即活動塊200與定位塊100
之間的最小距離時，可以在活動塊200和滑塊鑲件1之間放置夾緊墊塊240。夾
緊墊塊240可以為多個且厚度不一，可以適應不同厚度的滑塊鑲件1的加工要求。
圖14，圖15，圖16示出裝夾後的夾具結構。 第三，校表-
裝夾完畢後，將夾具放入校表臺的EROWA氣動夾具中。用千分尺檢查裝夾平 行度和垂直度。夾具為裝配後再加工定位元件，夾具各部件加工精度均保證在 土0.005mm以內，故屏蔽安裝誤差，校表誤差較小，節省校表時間。 第四，加工.-
將夾具至於機臺的EROWA氣動夾具中，對刀後調用程序，開始加工裝夾後， 以定位塊100頂面為基準面對刀，由於定位塊100高度磨床加工到35-:mm，
因此高度方向減少35mm即可加工。 第五，拆卸
加工完成後，鬆開EROWA氣動裝置，取下夾具。鬆開楔緊塊螺栓211，楔緊 塊210在彈簧力的作用下向上運動，活動塊200在彈簧力的作用下松丌滑塊鑲件 1，回到最大行程位置。取下滑塊鑲件l，吹洗乾淨，整個加工過程完畢。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡
8在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含 在本實用新型的保護範圍之內。
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權利要求1. 一種數控加工夾具，包括定位元件、夾緊裝置和夾具基座，夾具基座的底部可固定在工具機上，夾具基座的頂部的一側裝設定位元件，另一側裝設有可相對於定位元件移動的夾緊裝置，其特徵在於所述定位元件包括定位塊，所述定位塊相對夾緊裝置的一側設有定位面，所述定位面的兩側面凹進避空，所述定位面底部設有凹槽。
2. 如權利要求1所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，所述定位元件還進 一歩包括方向定位裝置，所述方向定位裝置為定位銷釘，所述方向定位裝置位於 定位塊與夾緊裝置之間、待夾的滑塊鑲件底部定位面的長度方向上。
3. 如權利要求1所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，所述定位塊的定位 面開有水平方向的窄槽。
4. 如權利要求1所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，在所述定位塊上設 置有與所述夾緊裝置對應的多個定位面，所述多個定位面之間具有高度差。
5. 如權利要求1所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，所述夾具基座頂部 與定位塊相對的一側設有抵靠件，所述抵靠件與定位塊平行，所述夾緊裝置包括 設置於所述夾具基座上的活動塊，活動塊可在夾具基座上相對定位塊移動。
6. 如權利要求5所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，夾具基座設有供所 述活動塊移動的線性導向槽，所述線性導向槽位於所述抵靠處與定位塊的垂直平 分線上，貫穿所述夾具基座頂部。
7. 如權利要求5所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，所述夾具進一歩 包括位於所述活動塊和所述夾具基座的抵靠處之間的楔緊塊，所述楔緊塊中間貫 穿有螺栓孔。
8. 如權利要求5所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，所述夾緊裝置還 包括設置於所述活動塊以及所述夾具基座的抵靠處之間的活動塊連接裝置。
9. 如權利要求8所述的一種數控加工夾具，其特徵在於，所述活動塊連接 裝置包括彈簧，其一端連接活動塊，其另一端連接所述夾具基座的抵靠處。一
專利摘要本實用新型涉及模具加工中的一種數控加工夾具，包括定位元件、夾緊裝置和夾具基座，夾具基座的底部可固定在工具機上，夾具基座的頂部的一側裝設定位元件，另一側裝設有可相對於定位元件移動的夾緊裝置，所述定位元件包括定位塊，所述定位塊相對夾緊裝置的一側設有定位面，所述定位面的兩側面凹進避空，所述定位面底部設有凹槽。裝夾後，以定位塊頂面為基準面對刀，高度方向減少定位塊磨床加工高度即可加工，避免夾具與刀具幹涉，增大了加工範圍，方便裝夾、對基準，減少了操作動作，且避免產生累加誤差。
文檔編號B23Q3/06GK201264166SQ20082009435
公開日2009年7月1日 申請日期2008年5月30日 優先權日2008年5月30日
發明者賀傑忠 申請人:比亞迪股份有限公司