磨料水射流切削铣削通用夹具

摘要

一种磨料水射流切削铣削通用夹具，包括间隔平行安装的导轨支撑架，所述导轨支撑架的两端分别通过螺栓固定在机床机架上，所述导轨支撑架上安装有沿其滑动的定位架，所述定位架的截面成倒“T”形结构，相邻两个定位架之间安装工件，位于定位架的外侧平台上间隔安装有气动夹紧装置，所述气动夹紧装置通过气动夹紧系统控制，位于定位架的外侧平台中部安装有定位块，所述定位块下部的定位架上安装有液压固定装置，所述液压固定装置通过液压固定系统控制；还包括红外线传感器，所述红外线传感器安装在定位架的内侧平台的端部，位于定位架内侧平台上还安装有压阻式传感器，所述压阻式传感器固定在工件的下方。加工效率高，工件的加工质量优。

权利要求

1.一种磨料水射流切削铣削通用夹具，其特征在于：包括间隔平行安装的导轨支撑架(2)，所述导轨支撑架(2)的两端分别通过螺栓(1)固定在机床机架上，所述导轨支撑架(2)上安装有沿其滑动的定位架(3)，所述定位架(3)的截面成倒“T”形结构，相邻两个定位架(3)之间安装工件(4)，位于定位架(3)的外侧平台上间隔安装有气动夹紧装置(5)，所述气动夹紧装置(5)通过气动夹紧系统控制，位于定位架(3)的外侧平台中部安装有定位块(6)，所述定位块(6)下部的定位架(3)上安装有液压固定装置(7)，所述液压固定装置(7)通过液压固定系统控制；还包括红外线传感器(509)，所述红外线传感器(509)安装在定位架(3)的内侧平台的端部，位于定位架(3)内侧平台上还安装有压阻式传感器，所述压阻式传感器固定在工件(4)的下方；气动夹紧装置(5)的结构为：基座(508)，所述基座(508)上安装气缸体(507)，所述气缸体(507)的顶部安装有连接件(506)，所述气缸体(507)的活塞杆穿过连接件(506)中部，并在其头部安装支撑臂(504)，所述支撑臂(504)的端部通过销钉(503)安装连杆(502)，所述连杆(502)的头部通过螺母(501)安装有压头(505)，所述压头(505)成倒圆锥体结构，所述压头(505)压住工件(4)表面；所述气动夹紧系统的结构为：包括通过管路依次连接的分水滤气器(8)、油雾器(9)、调压器(10)、第一单向阀(12)和分配阀(13)，所述调压器(10)和第一单向阀(12)之间的管路上安装第一压力表(11)，所述分配阀(13)通过管路与气缸(15)连接，从分配阀(13)进入至气缸(15)的管路上还安装有节流阀(14)；所述液压固定系统的结构为：液压泵(17)，所述液压泵(17)一端连接油箱(16)，另一端通过管路依次连接有第二单向阀(19)、换向阀(21)和液压缸(23)，所述液压泵(17)通过电动机(26)驱动，所述液压泵(17)和第二单向阀(19)之间的管路上安装有溢流阀(18)和第二压力表(25)；所述第二单向阀(19)和换向阀(21)之间的管路上安装有压力继电器(20)和气囊式蓄能器(24)；所述定位架(3)的底部开有矩形开口槽，所述矩形开口槽与导轨支撑架(2)配合卡接。

说明书

磨料水射流切削铣削通用夹具

技术领域

[0001] 本发明涉及机床夹具技术领域，尤其是一种磨料水射流切削铣削通用夹具，通过该装置对大型复杂板件进行切削和铣削加工的装夹定位。

背景技术

[0002] 机床夹具是安装在机床上用来夹持工件和引导刀具对刀的一种装置，其作用是保证工件相对机床和刀具的位置正确，并将工件可靠的夹紧。当前，机床的夹具分类为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、真空夹具等。

[0003] 磨料水射流加工技术是近年来发展起来的一种特种加工技术，其由喷嘴喷射出的混合的磨料和水对工件进行加工。一方面，加工时工艺参数的选取会影响加工后的工件表面质量，另一方面，工件有效准确可靠的定位也会影响加工后工件的表面质量。由于磨料水射流机床采用栅格支撑工件，人工利用压头将工件夹紧于栅格上，增加了工人的辅助加工时间，降低了生产效率，在进行精密加工中，工件加工由于装夹问题而无法保障其精度。

发明内容

[0004] 本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的磨料水射流切削铣削通用夹具，从而对大型复杂板件材料进行切削和铣削加工的装夹定位，通过气动、液动组合的夹紧定位方式，结合磨料水射流五轴数控系统实现了对工件的高度柔性半自动化控制，既实现了快速可靠的夹紧，又显著降低了工人劳动强度，从而提高加工生产效率，也保证精密加工的可靠性。

[0005] 本发明所采用的技术方案如下：

[0006] 一种磨料水射流切削铣削通用夹具，包括间隔平行安装的导轨支撑架，所述导轨支撑架的两端分别通过螺栓固定在机床机架上，所述导轨支撑架上安装有沿其滑动的定位架，所述定位架的截面成倒“T”形结构，相邻两个定位架之间安装工件，位于定位架的外侧平台上间隔安装有气动夹紧装置，所述气动夹紧装置通过气动夹紧系统控制，位于定位架的外侧平台中部安装有定位块，所述定位块下部的定位架上安装有液压固定装置，所述液压固定装置通过液压固定系统控制；还包括红外线传感器，所述红外线传感器安装在定位架的内侧平台的端部，位于定位架内侧平台上还安装有压阻式传感器，所述压阻式传感器固定在工件的下方。

[0007] 作为上述技术方案的进一步改进：

[0008] 气动夹紧装置的结构为：基座，所述基座上安装气缸体，所述气缸体的顶部安装有连接件，所述气缸体的活塞杆穿过连接件中部同在其头部安装支撑臂，所述支撑臂的端部通过销钉安装连杆，所述连杆的头部通过螺母安装有压头，所述压头成倒圆锥体结构，所述压头压住工件表面；

[0009] 所述气动夹紧系统的结构为：包括通过管路依次连接的分水滤气器、油雾器、调压器、第一单向阀和分配阀，所述调压器和第一单向阀之间的管路上安装第一压力表，所述分配阀通过管路与气缸连接，从分配阀进入至气缸的管路上还安装有节流阀；

[0010] 所述液压固定系统的结构为：液压泵，所述液压泵一端连接油箱，另一端通过管路依次连接有第二单向阀、换向阀和液压缸，所述液压泵通过电动机驱动，所述液压泵和第二单向阀之间的管路上安装有溢流阀和第二压力表；所述第二单向阀和换向阀之间的管路上安装有压力继电器和气囊式蓄能器；

[0011] 所述定位架的底部开有矩形开口槽，所述矩形开口槽与导轨支撑架配合卡接。

[0012] 本发明的有益效果如下：

[0013] 本发明结构紧凑、合理，操作方便，运用该磨料水射流切削铣削通用夹具，设计了一套气动液动的组合夹具，通过气动加紧装置的的快速夹紧和可靠的定位，同时，通过液压固定装置液压缸活塞的的往复移动来驱动定位架的双向移动，并在保证一定油压时对工件进行可靠的夹紧定位，实现了对大型复杂板件加工时的柔性半自动化控制，减轻了人工劳动强度，又可以通过保证工件相对于机床和刀具（喷嘴）的正确位置，进行精密加工，获得高质量的切口和表面形貌，从而减小工人直接接触时间，提高加工效率和工件的加工质量。

附图说明

[0014] 图1为本发明的结构示意图。

[0015] 图2为本发明气动夹紧装置的结构示意图。

[0016] 图3为本发明气动夹紧系统的原理图。

[0017] 图4为本发明液压固定系统的原理图。

[0018] 其中：1、螺栓；2、导轨支撑架；3、定位架；4、工件；5、气动夹紧装置；501、螺母；502、连杆；503、销钉；504、支撑臂；505、压头；506、连接件；507、气缸体；508、基座；509、红外线传感器；6、定位块；7、液压固定装置；8、分水滤气器；9、油雾器；10、调压器；11、第一压力表；12、第一单向阀；13、分配阀；14、节流阀；15、气缸；16、油箱；17、液压泵；18、溢流阀；19、第二单向阀；20、压力继电器；21、换向阀；22、活塞杆；23、液压缸；24、气囊式蓄能器；25、第二压力表；26、电动机。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

[0020] 如图1所示，本实施例的磨料水射流切削铣削通用夹具，包括间隔平行安装的导轨支撑架2，导轨支撑架2的两端分别通过螺栓1固定在机床机架上，导轨支撑架2上安装有沿其滑动的定位架3，定位架3的截面成倒“T”形结构，相邻两个定位架3之间安装工件4，位于定位架3的外侧平台上间隔安装有气动夹紧装置5，气动夹紧装置5通过气动夹紧系统控制，位于定位架3的外侧平台中部安装有定位块6，定位块6下部的定位架3上安装有液压固定装置7，液压固定装置7通过液压固定系统控制；还包括红外线传感器509，红外线传感器509安装在定位架3的内侧平台的端部，位于定位架3内侧平台上还安装有压阻式传感器，压阻式传感器固定在工件4的下方。

[0021] 如图2所示，气动夹紧装置5的结构为：基座508，基座508上安装气缸体507，气缸体507的顶部安装有连接件506，气缸体507的活塞杆穿过连接件506中部同在其头部安装支撑臂504，支撑臂504的端部通过销钉503安装连杆502，连杆502的头部通过螺母501安装有压头505，压头505成倒圆锥体结构，压头505压住工件4表面。

[0022] 如图3所示，气动夹紧系统的结构为：包括通过管路依次连接的分水滤气器8、油雾器9、调压器10、第一单向阀12和分配阀13，调压器10和第一单向阀12之间的管路上安装第一压力表11，分配阀13通过管路与气缸15连接，从分配阀13进入至气缸15的管路上还安装有节流阀14。

[0023] 如图4所示，液压固定系统的结构为：液压泵17，液压泵17一端连接油箱16，另一端通过管路依次连接有第二单向阀19、换向阀21和液压缸23，液压泵17通过电动机26驱动，液压泵17和第二单向阀19之间的管路上安装有溢流阀18和第二压力表25；第二单向阀19和换向阀21之间的管路上安装有压力继电器20和气囊式蓄能器24。

[0024] 定位架3的底部开有矩形开口槽，矩形开口槽与导轨支撑架2配合卡接。定位架3可以实现在导轨支撑架2上的双向移动。

[0025] 如图1所示，本发明所示的磨料水射流切削铣削通用夹具主要包括支撑平台装置（即导轨支撑架2）、液压固定装置7、气动夹紧装置5、位移测量装置、压力测量装置等。磨料水射流对大型板材工件4进行加工时，工件4能否被可靠有效地定位决定了工件4加工后的表面质量。导轨支撑架2通过螺栓1固定在五轴磨料水射流数控机床机架上，定位架3由于下方的矩形开口槽可在导轨支撑架2上来回移动，通过液压固定装置7来自动控制定位架3的双向移动，从而可随时适应板材工件4的大小变换，同时，通过液压固定系统油压回路的油压作用来对其进行夹紧，位于定位架3上的气动夹紧装置5通过气动夹紧系统的气压作用来对工件4的四个角进行夹紧定位，红外线传感器509固定在定位架3上，进行工件4位移信号采集，经过传出、处理、分析等步骤，获得相应工况下的工件4位移情况，压阻式传感器固定在工件4下方，进行工件4受力信号采集，经过传出、处理、分析等步骤，获得相应工况下的工件4受力情况。

[0026] 如图2所示，本发明气动夹紧装置5的设计，在放置好工件4后，根据板材形状将压头505和连杆502调整至合适位置以保证上气后可以准确稳定地夹紧工件4。

[0027] 如图3所示，本发明气动夹紧装置5通过气动夹紧系统控制夹紧，气动夹紧系统是利用空气压缩机对外界管道传来的空气进行压缩，通过分水滤气器8的过滤，油雾器9加入油雾对气缸15进行润滑，调压器10、第一单向阀12、分配阀13、节流阀14来控制空气的压力、流量和流动方向，从而实现对工件4的夹紧定位。

[0028] 如图4所示，本发明液压固定装置7的设计，通过液压固定系统来控制，当定量泵供油时，液压缸23的活塞杆22夹紧定位架3后，气囊式蓄能器24充油时，油压增高，压力继电器20动作切断电动机26电路使液压泵17停止工作，压力由气囊式蓄能器24保持。溢流阀18、第二单向阀19、换向阀21来控制油液的压力、流量和流动方向。当压力低于预定压力时压力继电器20又接通电动机26，使泵供油，油压上升至原来预定压力。利用带气囊式蓄能器24和联锁装置的稳压回路来实现驱动定位架3的双向移动以及对工件4进行夹紧。

[0029] 磨料水射流切削铣削加工结束后，切断所有电源，清理加工现场，分拆各个装置，对各部分进行清洁、干燥等处理，并定期对各设备进行维护和保养。

[0030] 以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。