线轨式轮廓形钳口夹紧加工装置的制作方法

本实用新型涉及机床定位夹紧加工装置，特别涉及一种线轨式轮廓形钳口夹紧加工装置。

背景技术：

具有复杂外形工件的装夹加工，在机械加工中是一个比较棘手的难题。对于这些形状复杂的零件，最难解决的不是如何加工，不是加工程序的编写，而是如何进行装夹的问题。传统的方法装夹复杂形状零件，存在着工件工装复杂、设计周期长、成本高、定位精度低等缺点。很难满足激烈的市场竞争对制造企业提出的要求。

完成一个复杂外形工件的定位装夹一般需要三个步骤来完成：①稳定的定位轮廓面的定位，②可靠的、有强度的夹紧面的夹持，③便捷的夹紧及释放工件，通常将上述过程简称为零件的“精确定位，牢固夹紧”。一般情况下，当零件复杂、加工面较多时，需要经过多道工序的加工，其位置精度取决于工件的安装方式和安装精度。而工装夹具需要完成这种精度的传递。

近年来，随着数控设备的普及，加工中心、钻攻中心等逐步成了机械加工的的主打设备；但是由于零件加工的千差万别，对于加工中心、钻攻中心来讲，惟有增加合适的加工装置才能使得设备的特长得以发挥，生产效率得以提高，因此，大力开发加工装置才是拓展加工中心加工能力的有效手段。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供一种新型结构的“线轨式轮廓形钳口夹紧加工装置”，是一种实现了可在加工中心上“主动寻位”进行复杂外形轮廓零件加工的工艺装置，此工艺装置既可以满足半粗加工的切削要求，也可以满足精加工的定位精度要求，采用直线导轨作为工艺装置的基体，采用轮廓形钳口作为工件定位装夹装置，采用气动作为工件的锁紧装置。

本实用新型采取的技术方案是：一该加工装置分为气动夹紧装置、钳口夹紧装置、线轨装置三部分，其中的气动夹紧装置包括：气缸、气缸固定板、紧固螺钉、顶杆和连接螺钉；钳口夹紧装置包括：活动钳口螺栓、活动钳口、固定钳口螺栓和固定钳口；线轨装置包括滑块和直线导轨；所述的气缸通过紧固螺钉固定在气缸固定板上，气缸固定板通过固定螺栓固定在支撑座上；顶杆的一端与气缸相连，另一端通过连接螺钉与活动钳口连接；活动钳口的底部通过活动钳口螺栓定位固定于滑块上，与活动钳口构成轮廓形钳口的固定钳口底部通过固定钳口螺栓固定在支撑座上，直线导轨通过螺栓固定在支撑座上，滑块与固定在其上的活动钳口在直线导轨上滑行。

本实用新型所产生的有益效果是：实现了复杂轮廓零件的准确定位和装夹，实现了复杂外形零件工件的便捷加工，进而提高了工件的加工精度，稳定了产品质量，极大的提高了生产率，降低了成本，改善了工人劳动条件，保证了安全生产，实现了一机多用。

附图说明

图1是本实用新型正视图；

图2、图3是本实用新型立体图；

图4是本实用新型气动夹紧装置和线轨装置部分立体图；

图5是本实用新型钳口夹紧装置部分钳口松开时的立体图；

图6是本实用新型钳口夹紧装置部分钳口夹紧时的立体图；

图7是本实用新型钳口夹紧装置部分钳口夹紧时的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1至图6所示，线轨式轮廓形钳口夹紧加工装置该加工装置分为气动夹紧装置、钳口夹紧装置、线轨装置三部分，其中的气动夹紧装置包括：气缸1、气缸固定板2、紧固螺钉3、顶杆4和连接螺钉5；钳口夹紧装置包括：活动钳口螺栓6、活动钳口7、固定钳口螺栓9和固定钳口10；线轨装置包括滑块12和直线导轨13；所述的气缸1通过紧固螺钉3固定在气缸固定板2上，气缸固定板2通过固定螺栓15固定在支撑座11上；顶杆4的一端与气缸1相连，另一端通过连接螺钉5与活动钳口7连接；活动钳口7的底部通过活动钳口螺栓6定位固定于滑块12上，与活动钳口7构成轮廓形钳口的固定钳口10底部通过固定钳口螺栓9固定在支撑座11上，直线导轨13通过螺栓14固定在支撑座11上，滑块12与固定在其上的活动钳口7在直线导轨13上滑行。

如图7所示，固定钳口10与活动钳口7构成轮廓形钳口上分别设有用于夹持工件8时具有导向和正位作用的固定钳口U形小槽10.1和活动钳口U形小槽7.1。

第二部分轮廓形钳口夹紧装置的活动钳口7和固定钳口10依据被加工零件外形进行轮廓及装夹受力分析，从而决定轮廓形钳口的形状，轮廓形固定钳口10通过固定钳口螺栓9固定在支撑座11上，轮廓形活动钳口7沿着直线导轨13进行高精度的直线运行，实现两钳口的开合，夹紧或释放“具有复杂轮廓”的工件。

以上三大部分构成了线轨式轮廓形钳口夹紧加工装置结构。整个工装通过支撑座11使用螺栓连接到机床工作台面上。

本实用新型工作原理：通过电磁阀门控制一定压力的气流进入气缸1，推动活塞作直线往复运动，活塞与顶杆4相连，顶杆4通过连接螺钉5推动活动钳口7通过滑块12在直线导轨13上作高精度直线滑行运动，进而实现了对工件的夹紧或松开。对于轮廓形钳口夹紧装置的轮廓形钳口的确定其基本原理是：首先依据零件外形进行轮廓分析、装夹受力分析，接下来决定轮廓形活动钳口7和固定钳口10的形状。轮廓形钳口的形状其功能是实现对复杂外形工件的主动寻位和一定程度的柔性装夹。整个钳口夹紧加工装置则能够实现零件外表面加工到内表面加工的基准转换；并满足定位精度要求。

1.轮廓形钳口夹紧时的主动寻位原理

轮廓形固定钳口10通过固定钳口螺栓9连接固到在支撑座11上，其钳口轮廓对应于工件外形，活动钳口7与其开合。当工件在活动钳口7的推动下与固定钳口10对合时，固定钳口10对工件有导向和正位作用，活动钳口7则辅助之。换句话说：工件在活动钳口7的推动下与固定钳口10对合时，以固定钳口10为主，活动钳口7为辅，两钳口构成了一个与工件相对应的型腔，工件在两钳口构成的型腔内，在夹紧时要想完全吻合，必须要调整自身的姿势至相应的位置。这就是工件的主动寻位，也是钳口对工件的导向和正位。

固定钳口U形小槽10.1和活动钳口U形小槽7.1是对钳口的轮廓夹持面的科学分割，其分割部位是根据几何计算模型加以确定的，分割后的钳口轮廓夹持面，在夹持工件时才具有较好地导向和正位作用，并且使得钳口夹紧力对称。

2.轮廓形钳口夹紧装置的柔性装夹原理

活动钳口7和固定钳口10采用不同的材质，固定钳口10采用高于工件材质硬度的材料，活动轮廓钳口7采用低于工件材质硬度的材料，这样以来钳口在夹紧时，固定钳口10起的作用是矫正工件并使工件表面微形变，而活动钳口7起的作用是在工件已经矫正的情形下，以不损害工件已有的位置为前提，自身发生微变形夹紧工件，故而实现工件一定程度的柔性装夹。

因为工艺装置上有一根直线导轨13，为了对直线导轨13上的工件实现均匀可靠地夹紧，在气动夹紧装置上采用了连接螺钉5将顶杆4与活动钳口7连接，参见图1、图2。通过这种结构可将气缸的推力变为沿导轨的平行分力传递给直线导轨13上的滑块12，从而带动活动钳口7均匀夹紧工件。