CN110695734A - 工装夹具及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工装夹具及加工设备，所述工装夹具适用于长条形的待加工工件，包括：支承件；夹紧组件，设于所述支承件，用于夹持待加工工件；所述夹紧组件包括具有第一腔体的第一仿形件及具有第二腔体的第二仿形件；所述第一仿形件与所述第二仿形件均设于所述支承件，且所述第一仿形件与所述第二仿形件相对活动设置；所述夹紧组件具有所述第一仿形件与所述第二仿形件对位的夹持状态、及所述第一仿形件与所述第二仿形件分离的分离状态；在所述夹持状态时，所述第一腔体与所述第二腔体围合形成具有开口的容置腔体，所述容置腔体用于容纳待加工工件。本发明通过第一仿形件与第二仿形件实现了对待加工工件的精准定位。

Description

工装夹具及加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种工装夹具及加工设备。

背景技术

随着CNC和CAD技术的蓬勃发展，多曲面的工件也被应用到越来越多的产品(例如应用于汽车或者装饰性零件)中，尤其针对一种长条形多曲面工件。目前，在工件加工工艺中，最大的技术挑战是工件的精准定位，其关系到加工工件的质量以及该工件产品的市场竞争力。

相关技术中，对曲面工件的定位大多通过在该工件的曲面上设计部分平面、线或者点作为定位基准，然后通过这些定位基准来对该工件进行定位。这样，虽然能实现对该工件的定位，但是却破坏了工件曲面的完整性，大大降低了该工件的质量、减弱了其市场竞争力。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种工装夹具，以提高待加工工件的完整度。

为实现上述目的，本发明提出一种工装夹具，适用于长条形的待加工工件，所述工装夹具包括：

支承件；

夹紧组件，设于所述支承件，用于夹持待加工工件；所述夹紧组件包括具有第一腔体的第一仿形件及具有第二腔体的第二仿形件；

所述第一仿形件与所述第二仿形件均设于所述支承件，且所述第一仿形件与所述第二仿形件相对活动设置；所述夹紧组件具有所述第一仿形件与所述第二仿形件对位的夹持状态、及所述第一仿形件与所述第二仿形件分离的分离状态；在所述夹持状态时，所述第一腔体与所述第二腔体围合形成具有开口的容置腔体，所述容置腔体用于容纳待加工工件。

进一步地，所述第一仿形件固定设于所述支承件，所述第二仿形件活动设于所述支承件。

进一步地，所述夹紧组件还包括第一夹紧板，所述第一夹紧板固定设于所述支承件，所述第一仿形件设于第一夹紧板，所述第一仿形件设于所述第一夹紧板朝向所述第二仿形件的一侧。

进一步地，所述第一仿形件可拆卸设于所述第一夹紧板。

进一步地，所述夹紧组件还包括驱动装置，所述驱动装置设于支承件，所述驱动装置用于驱动所述第二仿形件移动。

进一步地，所述第一仿形件上设有第一通孔，所述驱动装置包括气缸和设于所述气缸输出端的传动轴；

所述气缸设于所述第一仿形件远离所述第二仿形件的一侧，所述传动轴穿过所述第一通孔与所述第二仿形件连接，以用于驱动所述第二仿形件移动。

进一步地，所述夹紧组件还包括第二夹紧板，所述第二夹紧板设于所述驱动装置的输出端，所述第二仿形件设于所述第二夹紧板。

进一步地，所述夹紧组件还包括用于检测所述第一仿形件与所述第二仿形件是否到预设夹紧位置的位置检测装置。

进一步地，所述工装夹具还包括用于限定待加工工件长度方向位置的定位装置；和/或，

所述工装夹具还包括用于将所述待加工工件向靠近所述支承件方向压设的压紧装置；和/或，

所述容置腔体的内壁面为曲面；和/或，

所述夹紧组件在所述支承件的长度方向上设置有多个。

本发明还提供了一种加工设备，包括如上任意一项所述的工装夹具。

相较于现有技术，本发明取得了以下有益效果：

本发明提出一种工装夹具，适用于长条形的待加工工件，其特征在于，所述工装夹具包括：支承件；夹紧组件，设于所述支承件，用于夹持待加工工件；所述夹紧组件包括具有第一腔体的第一仿形件及具有第二腔体的第二仿形件；所述第一仿形件与所述第二仿形件均设于所述支承件，且所述第一仿形件与所述第二仿形件相对活动设置；所述夹紧组件具有所述第一仿形件与所述第二仿形件对位的夹持状态、及所述第一仿形件与所述第二仿形件分离的分离状态；在所述夹持状态时，所述第一腔体与所述第二腔体围合形成具有开口的容置腔体，所述容置腔体用于容纳待加工工件。本发明技术方案中，通过第一仿形件与第二仿形件实现了对长条形的待加工工件六个自由度的定位，使得待加工工件能被稳定夹持以进行加工；并且未将定位基准点设置在待加工工件的需要进行加工的曲面上，以保证了待加工工件曲面的完整性。这样待加工工件在加工时，由于不用避让需加工曲面的定位基准，使得待加工工件能被最大程度加工，大大提高了工件的精度，提高了工件的市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明工装夹具一实施例的结构示意图；

图2为本发明夹紧组件的局部放大图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	支承件	24	驱动装置
2	夹紧组件	25	第二夹紧板
				21	第一仿形件	26	位置定位装置
22	第二仿形件	3	定位装置
				23	第一夹紧板	4	压紧装置
231	第一固定部	100	待加工工件
				232	第一夹持部

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出的工装夹具适用于汽车领域以及装饰性曲面加工领域，例如应用于汽车行李架、装饰性零件等。

参见图1，本发明提出一种工装夹具，适用于长条形的待加工工件100，所述工装夹具包括：支承件1及夹紧组件2；所述夹紧组件2设于所述支承件1，用于夹持待加工工件100。所述夹紧组件2包括具有第一腔体的第一仿形件21及具有第二腔体的第二仿形件22；所述第一仿形件21与所述第二仿形件22均设于所述支承件1，且所述第一仿形件21与所述第二仿形件22相对活动设置；所述夹紧组件2具有所述第一仿形件21与所述第二仿形件22对位的夹持状态、及所述第一仿形件21与所述第二仿形件22分离的分离状态；在所述夹持状态时，所述第一腔体与所述第二腔体围合形成具有开口的容置腔体，所述容置腔体用于容纳待加工工件100。

本实施例中，为了固定待加工工件100以更方便对待加工工件100进行后续的加工工序，设置了夹紧组件2，所述夹紧组件2用于夹持定位待加工工件100，并使得待加工工件100实现六个自由度的固定，使得待加工工件100被加工前的状态更稳定。同时，还设置了支承件1，以达到支撑所述夹紧组件2及待加工工件100的目的；以及，所述支承件1还为后续的待加工工件100的加工工序提供支承，以更好地加工出所需的工件。

具体地，为提高夹紧组件2对不同待加工工件100的适应性以及对不同待加工工件100的调节，设置了第一仿形件21以及第二仿形件22，所述第一仿形件21与所述第二仿形件22相对设置。同时，两个仿形件可以相互靠近，以使所述第一仿形件21与所述第二仿形件22运动形成夹持状态；也可以相互远离，以使所述第一仿形件21与所述第二仿形件22运动形成分离状态。

所述第一仿形件21具有与所述第二仿形件22对位的第一对位面，所述第一对位面包括远离所述支承件设置的第一曲面段和与所述第一曲面段平滑连接的第一平面段。所述第二仿形件22具有与所述第一仿形件21对位的第二对位面，所述第二对位面包括远离所述支承件设置的第二曲面段和与所述第二曲面段平滑连接的第二平面段。当所述第二仿形件22向所述第一仿形件21靠拢时，所述第一对位面与所述第二对位面完全贴合，实现所述第一仿形件21与所述第二仿形件22的对位抵接。此时，第一平面段与所述第二平面段完全贴合，所述第一曲面段与所述第二曲面段形成具有开口的容置腔体，所述容置腔体的内壁面与待加工工件的曲面相适配。

由上，本发明实施例中所述工装夹具的工作原理如下(应当理解的是，本发明实施例中，所述第一仿形件21与所述第二仿形件22相对活动设置，也即是说所述第一仿形件21与所述第二仿形件22可以均活动设于所述支承件1，也可以其中一个仿形件固定设于所述支承件1，另一个仿形件活动设于所述支承件1。为更好的解释本发明实施例中工装夹具的工作原理，选用其中一种情形为例来阐述)：本实施例中，所述第一仿形件21固定设于所述支承件1，所述第二仿形件22活动设于所述支承件1，且所述第一仿形件21与所述第二仿形件22相对设置。这样使得所述第一仿形件21与所述第二仿形件22在所述支承件1上的关系具有两个状态：一是所述第一仿形件21与所述第二仿形件22靠近后对位的夹持状态，一是所述第一仿形件21与所述第二仿形件22分离后的分离状态。并且所述第一仿形件21与所述第二仿形件22在这两个状态的交替之间完成了对待加工工件100的夹持与定位。

进一步地，为适应不同待加工工件100的夹持，在所述第一仿形件21远离所述支承件1一端设有第一腔体，以及所述第二仿形件22远离所述支承件1一端设有第二腔体。当对待加工工件100进行定位时，先将待加工工件100部分放入第一腔体内，然后移动所述第二仿形件22并使其向所述第一仿形件21靠拢，当所述第二仿形件22与所述第一仿形件21完全对位时(也即所述第一仿形件21与所述第二仿形件22处于对位的夹持状态)，待加工工件100的定位完成，此时，所述第一腔体与所述第二腔体围合形成的容置腔体内固定有待加工工件100，以为后续的工件加工工序提供一个稳定的加工环境；当工件的加工工序完成后，对工件解除定位，先移动第二仿形件22并使其远离所述第一仿形件21(也即所述第一仿形件21与所述第二仿形件22处于分离的分离状态)，然后取出加工好的工件。至此待加工工件100通过工装夹具定位，并完成加工。应当理解的是，所述容置腔体的内壁面与待加工工件的曲面相适配。

具体地，所述第一仿形件21固定设于所述支承件1，所述第二仿形件22活动设于所述支承件1。

本实施例中，为了精简工装夹具的结构，减少定位的工序，将所述第一仿形件21固定设置，所述第二仿形件22活动设置。这样便减少了移动第一仿形件21的结构的设置，也减少了移动第一仿形件21所需的能量；同时，由于定位工序的减少，减少了操作时的误差，使得待加工工件100的定位更加精准。

进一步地，所述夹紧组件2还包括第一夹紧板23，所述第一夹紧板23固定设于所述支承件1，所述第一仿形件21设于第一夹紧板23，所述第一仿形件21设于所述第一夹紧板23朝向所述第二仿形件22的一侧。

本实施例中，为了进一步保护所述第一仿形件21不因外界受力而遭到破坏，设置了第一夹紧板23，并且所述第一夹紧板23设于所述第一仿形件21的受力一侧，以对所述第一仿形件21形成最大程度的保护。所述第一夹紧板23为高硬度板，能承受较大的外界挤压力。

具体地，所述第一仿形件21可拆卸设于所述第一夹紧板23。

研究发现，由于仿形件在使用过程中经常对待加工工件100夹合定位，其损坏严重；为保证后续待加工工件100的精准定位，需要在一定时间对仿形件进行更换。本实施例中，为实现对待加工工件100的精装定位将所述第一仿形件21可拆卸设于所述第一夹紧板23。这样需要对所述第一仿形件21更换时，直接取下所述第一仿形件21即可，勿需更换整个工装夹具，大大节约了原材料。

参见图2，本发明一实施例中，所述第一夹紧板23包括第一固定231部以及第一夹持部232，所述第一固定部231设于所述支承件1，所述第一夹持部232设于所述第一固定部231。所述第一仿形件21的相邻两侧分别与所述第一固定部231及所述第一夹持部232抵接。

进一步地，所述夹紧组件2还包括驱动装置24，所述驱动装置24设于支承件1，所述驱动装置24用于驱动所述第二仿形件22移动。

本实施例中，为了实现对所述第二仿形件22的精准移动，减少人工移动带来的必然误差，设置了驱动装置24。同时，由于所述驱动装置24的设置，大大减少了待加工工件100的定位工序，提高了待加工工件100的定位效率。

具体地，所述第一仿形件21上设有第一通孔，所述驱动装置24包括气缸和设于所述气缸输出端的传动轴；所述气缸设于所述第一仿形件21远离所述第二仿形件22的一侧，所述传动轴穿过所述第一通孔与所述第二仿形件22连接，以用于驱动所述第二仿形件22移动。

本实施例中，所述驱动装置24为气缸驱动装置24。所述气缸通过所述第一仿形件21固定设于所述支承件1，且所述气缸的输出端与所述传动轴传动连接，所述传动轴穿过所述第一仿形件21的第一通孔与所述第二仿形件22连接。这样，便通过所述传动轴实现了所述第二仿形件22与所述第一仿形件21的相对活动设置。工作时，所述气缸将产生的能量传动给所述传动轴，所述传动轴带动所述第二仿形件22向所述第一仿形件21方向靠近或者远离。

本发明一实施例中，所述气缸通过所述第一夹紧板23固设于所述支承件1。应当理解的是所述第一夹紧板23上设置了用于安装所述气缸的安装孔，以及供所述驱动轴穿过的第二通孔。这样所述气缸通过所述第一夹紧板23来实现对所述第二仿形件22的驱动，由于其作用点转移到所述第一夹紧板23上，使得所述气缸对所述第一仿形件21的施力面积变大，所述第一仿形件21受力更均匀，避免了将所述气缸直接设置在所述第一仿形件21上时的局部强烈挤压，大大延长了所述第一仿形件21的使用寿命。

进一步地，所述夹紧组件2还包括第二夹紧板25，所述第二夹紧板25设于所述驱动装置24的输出端，所述第二仿形件22设于所述第二夹紧板25。

本实施例中，为了进一步保护所述第二仿形件22不因受力而产生形变，从而导致所述第二仿形件22的使用寿命减少，在所述第二仿形件22远离所述第一仿形件21一侧设了第二夹紧板25。应当理解的是，为了减少所述第二仿形件22的受力，通过所述传动轴对所述第二夹紧板25作用，以实现所述传动轴带动所述第二夹紧板25的移动，同时，设于所述第二夹紧板25的所述第二仿形件22也被带着移动。应当理解的是，所述第二仿形件22上设有供所述传动轴穿过的第三通孔。

本发明一实施例中，为方便所述第二仿形件22的更换，所述第二仿形件22可拆卸设于所述第二夹紧板25。

本发明另一实施例中，所述所述第二夹紧板25包括第二固定部以及第二夹持部，所述第二固定部设于所述支承件1，所述第二夹持部设于所述第二固定部；所述传动轴依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔及所述第三通孔与所述第二夹持部连接。

进一步地，所述夹紧组件2还包括用于检测所述第一仿形件21与所述第二仿形件22是否到预设夹紧位置的位置检测装置26。

本实施例中，为了确定所述第一仿形件21与所述第二仿形件22处于完全夹紧状态，设置了位置检测装置26。所述位置检测装置26为红外传感装置。所述红外传感装置包括信号接收器以及信号发射器，所述信号接收器设于所述第一仿形件21，所述信号发射器设于所述第二仿形件22。当所述信号接收器接收到所述信号发射器的信号处于预设信息范围内时，判定所述第一仿形件21与所述第二仿形件22达到预设夹紧位置。

进一步地，所述工装夹具还包括用于限定待加工工件100长度方向位置的定位装置3。所述定位装置3包括定位座、定位臂及定位销；所述定位座设于所述支承件1；所述定位臂设于所述定位座，以为所述定位销提供高度上的移动；所述定位销活动设于所述定位臂远离所述定位座一端，并作用于待加工工件100的定位孔；所述定位销与所述定位孔相适配。

进一步地，所述工装夹具还包括用于将所述待加工工件100向靠近所述支承件1方向压设的压紧装置4。所述压紧装置4包括压紧座、压紧臂及压紧针；所述压紧座设于所述支承件1；所述压紧臂设于所述压紧座；所述压紧针活动设于所述压紧臂远离所述压紧座一端，并作用于待加工工件100的压紧标记点。

进一步地，所述容置腔体的内壁面为曲面。待加工工件100为长条形多曲面待加工工件，为适应待加工工件100的外表面形状，使得待加工工件100与所述容置腔体更贴合，将所述容置腔体的内壁面设为曲面。所述曲面的曲率不断变化。

进一步地，为了对待加工工件更精确的定位，所述夹紧组件2在所述支承件1的长度方向上设置有多个。多个所述夹紧组件2用于对大型待加工工件100或精度更高的待加工工件100进行定位。

本发明还提出一种加工设备，所述加工设备包括如上所述的工装夹具。该工装夹具的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明加工设备中使用了上述工装夹具，因此，本发明加工设备的实施例包括上述工装夹具全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种工装夹具，适用于长条形的待加工工件，其特征在于，所述工装夹具包括：

支承件；

夹紧组件，设于所述支承件，用于夹持待加工工件；所述夹紧组件包括具有第一腔体的第一仿形件及具有第二腔体的第二仿形件；

所述第一仿形件与所述第二仿形件均设于所述支承件，且所述第一仿形件与所述第二仿形件相对活动设置；所述夹紧组件具有所述第一仿形件与所述第二仿形件对位的夹持状态、及所述第一仿形件与所述第二仿形件分离的分离状态；在所述夹持状态时，所述第一腔体与所述第二腔体围合形成具有开口的容置腔体，所述容置腔体用于容纳待加工工件。

2.如权利要求1所述的工装夹具，其特征在于，所述第一仿形件固定设于所述支承件，所述第二仿形件活动设于所述支承件。

3.如权利要求2所述的工装夹具，其特征在于，所述夹紧组件还包括第一夹紧板，所述第一夹紧板固定设于所述支承件，所述第一仿形件设于第一夹紧板，所述第一仿形件设于所述第一夹紧板朝向所述第二仿形件的一侧。

4.如权利要求3所述的工装夹具，其特征在于，所述第一仿形件可拆卸设于所述第一夹紧板。

5.如权利要求2所述的工装夹具，其特征在于，所述夹紧组件还包括驱动装置，所述驱动装置设于支承件，所述驱动装置用于驱动所述第二仿形件移动。

6.如权利要求5所述的工装夹具，其特征在于，所述第一仿形件上设有第一通孔，所述驱动装置包括气缸和设于所述气缸输出端的传动轴；

所述气缸设于所述第一仿形件远离所述第二仿形件的一侧，所述传动轴穿过所述第一通孔与所述第二仿形件连接，以用于驱动所述第二仿形件移动。

7.如权利要求5所述的工装夹具，其特征在于，所述夹紧组件还包括第二夹紧板，所述第二夹紧板设于所述驱动装置的输出端，所述第二仿形件设于所述第二夹紧板。

8.如权利要求1至7任一项所述的工装夹具，其特征在于，所述夹紧组件还包括用于检测所述第一仿形件与所述第二仿形件是否到预设夹紧位置的位置检测装置。

9.如权利要求1所述的工装夹具，其特征在于，所述工装夹具还包括用于限定待加工工件长度方向位置的定位装置；和/或，

所述工装夹具还包括用于将所述待加工工件向靠近所述支承件方向压设的压紧装置；和/或，

所述容置腔体的内壁面为曲面；和/或，

所述夹紧组件在所述支承件的长度方向上设置有多个。

10.一种加工设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的工装夹具。

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