CN104096937B - 工件毛坯件快速定位方法及定位夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工领域，特别是涉及到了一种工件毛坯件快速定位方法及定位夹具。工件毛坯件快速定位夹具包括定位座，定位座上设有用于从工件毛坯上部压紧工件毛坯的上压紧件，上压紧件上设有用于与工件毛坯顶部的定位斜面配合的限位斜面，定位座上于面向所述限位斜面的一侧处设有用于阻挡工件毛坯在相应方向上移动的前后挡止定位结构。本发明的工件毛坯件快速定位夹具不仅可以提高对工件毛坯的装夹效率，而且可以增加对工件毛坯装夹的可靠性，提高其装配精度，因此，本发明的工件毛坯件快速定位夹具解决了电火花切割加工过程中工件装夹效率低、定位精度差的问题。

Description

工件毛坯件快速定位方法及定位夹具

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是涉及到了一种工件毛坯件快速定位方法及定位夹具。

背景技术

在机床上加工工件时，为使工件的加工质量达到规定的尺寸、几何形状以及与其它表面的相互位置精度等要求，加工前必须对工件进行定位。任何形状工件的定位都要遵守六点定位原理，即工件在空间具有六个自由度（沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度），要完全确定工件的位置，就必须限制这六个自由度。

作为一种机械加工方式，电火花线切割主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，具有加工余量小、加工精度高等特点，此时工件的精确定位显得尤为重要。

在实际生产中，对于一些批量生产的结构复杂的异形工件一般采用多道切割工序完成，从原材料中切割出工件毛坯件时，原材料的定位容易实现，难点在于后续切割工序中工件的定位，要实现工件毛坯件的高精度定位，需限制其六个自由度，现有定位装置结构复杂，操作繁琐，故一般采用在前道切割工序中在工件毛坯件上留有凸出的装夹台阶，以方便后道工序利用装夹台阶将工件毛坯件压紧定位在电火花线切割机床工作台的横梁上，如图1所示，包括装夹台阶1001和被切割主体1002，图中箭头为压紧方向和切割方向。由于该方法只限制了工件毛坯件四个自由度，属于欠定位，所以工件在定位过程中存在以下问题：（1）由于工件毛坯件未完全定位，在压紧过程中将在水平方向发生移动和在竖直方向发生倾斜及扭转，定位不准确；（2）由于约束较少，工件毛坯件在装夹过程中需要较长时间进行校正调整；（3）为保证切割精度，更换工件毛坯件时均要调整钼丝的垂直度，调整周期长，效率较低；（4）由于受人为因素的影响，重复定位精度较差，切割出的成品形状、尺寸精度不统一，加工质量难以控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工件毛坯件快速定位方法，以解决电火花切割加工过程中工件装夹效率低、定位精度差的问题。

同时，本发明的目的还在于提供一种可用于实施上述方法的工件毛坯件快速定位夹具。

为了解决上述问题，本发明的工件毛坯件快速定位方法采用以下技术方案：工件毛坯件快速定位方法，包括对工件毛坯件的左右定位步骤和对工件毛坯件的上下前后定位步骤；左右定位步骤是通过相应的侧压紧件从工件毛坯件的左侧和/或右侧将工件毛坯件压紧在一个定位座上；上下前后定位步骤是通过相应的上压紧件从工件毛坯件的上部将工件毛坯件压紧在所述定位座上，其中工件毛坯件上有装夹台阶，装夹台阶的顶部设有定位斜面，上压紧件上设有与装夹台阶上的定位斜面对应的限位斜面，定位座上在面向限位斜面的一侧设有前后挡止定位结构，通过前后挡止定位结构阻挡工件毛坯件在相应方向上的移动。

所述侧压紧件和上压紧件中的至少一个为弹性压紧件。

工件毛坯件快速定位夹具采用以下技术方案：工件毛坯件快速定位夹具，包括定位座，定位座上设有用于从工件毛坯件上部压紧工件毛坯件的上压紧件，上压紧件上设有用于与工件毛坯件顶部的定位斜面配合的限位斜面，定位座上于面向所述限位斜面的一侧处设有用于阻挡工件毛坯件在相应方向上移动的前后挡止定位结构。

所述定位座上设有导向槽，上压紧件包括装配在导向槽中并通过导向槽与定位座上下导向配合的压块，所述限位斜面设于压块下部。

所述导向槽形成燕尾槽结构，压块上设有与导向槽对应的挡沿。

上压紧件还包括与压块传动连接的下压驱动部件，下压驱动部件装配在定位座上。

所述下压驱动部件与压块防脱连接。

所述下压驱动部件为压紧螺杆。

所述前后挡止定位结构由定位座的相应侧侧面构成

所述侧压紧件和上压紧件中的至少一个为弹性压紧件。

由于本发明的工件毛坯件快速定位夹具的上压紧件上设有用于与工件毛坯件顶部的定位斜面配合的限位斜面，定位座上于面向所述限位斜面的一侧处设有用于阻挡工件毛坯件在相应方向上移动的前后挡止定位结构，因此，在使用的过程中，仅需上压紧件即可实现对工件毛坯件的上、下、前、后的固定，同时可起到阻止工件毛坯件前后、左右、上下摆动的作用，具体是这样的，当上压紧件压紧工件毛坯件时，毫无疑问工件毛坯件便无法再沿上下方向移动，与此同时，限位斜面与定位斜面配合，加上前后挡止定位结构与工件毛坯件的相应侧面（前侧或后侧）配合，便可阻止工件毛坯件在前后方向上移动，另外，限位斜面、定位斜面以及前后挡止定位结构共同作用还可以阻止工件坯前后、左右、上下摆动，由此可见，本发明的工件毛坯件快速定位夹具不仅可以提高对工件毛坯件的装夹效率，而且可以增加对工件毛坯件装夹的可靠性，提高其装配精度，因此，本发明的工件毛坯件快速定位夹具解决了电火花切割加工过程中工件装夹效率低、定位精度差的问题。

附图说明

图1是现有技术中的工件毛坯件的结构示意图；

图2是工件毛坯件快速定位方法的实施例中用到的夹具的结构示意图；

图3是工件毛坯件快速定位方法的实施例中用到的夹具的剖面图；

图4是工件毛坯件快速定位方法的实施例中用到的夹具的分解图。

具体实施方式

工件毛坯件快速定位方法的实施例，该方法包括对工件毛坯件101的左右定位步骤和对工件毛坯件101的上下前后定位步骤。

左右定位步骤是通过相应的侧压紧件从工件毛坯件的左侧和/或右侧将工件毛坯件压紧在一个定位座上。

上下前后定位步骤是通过相应的上压紧件从工件毛坯件的上部将工件毛坯件压紧在所述定位座上，其中工件毛坯件上有装夹台阶1011，装夹台阶1011的顶部设有定位斜面1012，在本实施例中，该定位斜面1012为前后倾斜的斜面，其是通过在工件毛坯件101上加工凹槽形成的。

下面将结合该方法中用到的夹具详细介绍该方法各步骤的细节。

此处首先介绍该方法中用到的夹具的结构。夹具的结构如图2-4所示，该夹具包括定位座、上压紧件和侧压紧件。

定位座包括基座11、立壁12和横梁13，立壁12位于基座11的前侧边缘处并且与基座11呈90°夹角设置，由此保证了立壁12与水平面之间的垂直。另外，立壁12的后侧面上设有导向槽121，导向槽121为上下方向上的导向槽，在本实施例中，导向槽121采用的是上下方向上的通槽并且为燕尾槽结构。横梁13设于立壁12的顶部并且位于导向槽121的上端口处，其是作为上压紧件的安装载体存在的。立壁12的前侧面形成了可作用于工件毛坯件101的前后挡止定位结构，其主要是起到挡止工件毛坯件101的作用，防止其向后移动。

上压紧件包括压块14和与压块14传动连接的下压驱动部件。压块14装配在定位座的导向槽121中并且通过导向槽121与定位座上下导向配合，为了防止压块14在前后方向上移动，压块14的左右两侧处还分别设有挡沿141，挡沿141与导向槽121配合形成了燕尾槽配合结构。另外，作为本发明的技术要点之一，压块14的底部还设有限位斜面，限位斜面是与工件毛坯件上的定位斜面对应的斜面，此处对应的意思便是指，定位斜面与限位斜面的倾斜方向、倾斜度均是相同的，在使用的时候，二者之间可以互相贴合，与此同时，限位斜面与定位斜面配合还可以阻止工件毛坯件101向前移动。由此可知，限位斜面、定位斜面以及前后挡止定位结构三者互相配合便可实现对工件毛坯件101在上下前后方向上的固定。在本实施例中，下压驱动部件具体采用的是下压螺杆15，下压螺杆15的下端设有防脱连接片151，压块14顶部设有与防脱连接片对应的防脱卡槽142，防脱连接片151卡入至防脱卡槽142中并且可在其中自转，从而可阻止下压螺杆15与压块14脱离，在本实施例中，下压螺杆15是螺纹装配在定位座的横梁13上的。

在本实施例中，侧压紧件采用的是侧压螺杆16，在本实施例中，侧压螺杆16螺纹装配在定位座的立壁12的右侧上，位于导向槽的右侧，其内端伸入至导向槽中，通过旋拧侧压螺杆16可实现对工件毛坯件101在左右方向上的固定。

夹具在组装完毕后，以定位座的基座的底面为基准对由基座、立壁、横梁组成的平面A进行磨削加工，使三者同处于同一平面A（即前后挡止定位结构）。当工件毛坯件的定位台阶装入立壁上的开口，由限位斜面压紧工件毛坯件的定位斜面，此操作一方面可限制工件毛坯件的垂直方向移动和绕横轴、纵轴的旋转三个自由度，另一面产生使工件毛坯件靠紧平面A的横向力，依靠平面A的限制作用，使工件毛坯件在横向（前后方向）的移动、绕垂直方向的旋转两个自由度消除，仅此操作就限制了工件的五个自由度，加上侧压螺杆的压紧作用，限制了工件的六个自由度，实现了完全定位。

试验结果显示，该定位方法操作简单，使用方便，实现了工件的快速、准确定位。以往更换工件时，工件的夹持、校正、钼丝垂直度调整等操作花费5min以上的时间，采用该方法，将钼丝调整好以后，更换工件时无需再调整其垂直度，更换工件操作时间只需10-20s；同时利用该定位方法切割出的工件（切割方向的尺寸在100mm以内）尺寸精度能够控制在10μm以内，重复定位精度较高，降低了废品率，提高了生产效率。

在工件毛坯件快速定位方法的其它实施例中，下压螺杆和侧压螺杆还可以换成弹性压杆，这样可使工件批量生产重复定位时的压紧力趋于一致，同时提高夹具的使用寿命。

工件毛坯件快速定位夹具的实施例，如图2-4所示，其与工件毛坯件快速定位方法中用到的夹具的结构相同，此处不予赘述。

在工件毛坯件快速定位夹具的其它实施例中，下压螺杆和侧压螺杆还可以换成弹性压杆，这样可使工件批量生产重复定位时的压紧力趋于一致，同时提高夹具的使用寿命，另外，下压驱动机构还可以采用液压推杆等，此种情况下可实现夹具的自动夹紧，使操作更加方便；当然，在一些对工件毛坯件固定强度要求不高的场合，侧压紧件还可以省略。

Claims (10)

1.工件毛坯件快速定位方法，其特征在于，包括对工件毛坯件的左右定位步骤和对工件毛坯件的上下前后定位步骤；左右定位步骤是通过相应的侧压紧件从工件毛坯件的左侧和/或右侧将工件毛坯件压紧在一个定位座上；上下前后定位步骤是通过相应的上压紧件从工件毛坯件的上部将工件毛坯件压紧在所述定位座上，其中工件毛坯件上有装夹台阶，装夹台阶的顶部设有定位斜面，上压紧件上设有与装夹台阶上的定位斜面对应的且在前后方向上贴合的限位斜面，定位座上在面向限位斜面的一侧设有前后挡止定位结构，通过前后挡止定位结构阻挡工件毛坯件在相应方向上的移动。

2.根据权利要求1所述的工件毛坯件快速定位方法，其特征在于，所述侧压紧件和上压紧件中的至少一个为弹性压紧件。

3.用于实施如权利要求1所述的方法的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，包括定位座，定位座上设有用于从工件毛坯件上部压紧工件毛坯件的上压紧件，上压紧件上设有用于与工件毛坯件顶部的定位斜面配合的且在前后方向上贴合的限位斜面，定位座上于面向所述限位斜面的一侧处设有用于阻挡工件毛坯件在相应方向上移动的前后挡止定位结构。

4.根据权利要求3所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，所述定位座上设有导向槽，上压紧件包括装配在导向槽中并通过导向槽与定位座上下导向配合的压块，所述限位斜面设于压块下部。

5.根据权利要求4所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，所述导向槽形成燕尾槽结构，压块上设有与导向槽对应的挡沿。

6.根据权利要求4所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，上压紧件还包括与压块传动连接的下压驱动部件，下压驱动部件装配在定位座上。

7.根据权利要求6所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，所述下压驱动部件与压块防脱连接。

8.根据权利要求6所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，所述下压驱动部件为压紧螺杆。

9.根据权利要求4所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，所述前后挡止定位结构由定位座的相应侧侧面构成。

10.根据权利要求3-9任一项所述的工件毛坯件快速定位夹具，其特征在于，所述侧压紧件和上压紧件中的至少一个为弹性压紧件。