一种用于激光加工专用的板式高精度夹具的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用于激光加工专用的板式高精度夹具，包括一块底板和多块纵、横支板的相互支承结构，所述纵、横支板上型面是用UG制图软件根据支板的位置投影到零件下表面的投影曲线。纵支板、横支板及底板间采用带清根和过盈配合的互插式装配结构。本发明的优点是：可以自己设计、编制激光加工程序、激光设备自身制造，完成一套夹具一般不到2天时间，适应产品快速升级换代的要求和激光加工高的加工效率、高柔性的要求，并且大幅度降低夹具的制造费用。由于板式夹具制造成本低、制造方便快速，节省数百套普通夹具所需的较高库房、管理和运输成本。
【专利说明】一种用于激光加工专用的板式高精度夹具
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工领域，更具体说是涉及材料加工工程特种加工专业，尤其是 激光加工领域。
[0002]【背景技术】:激光加工包括激光切割、激光焊接、激光打孔、激光熔覆、激光标刻等。 除平板件和形状简单的圆形、方形零件外，三维零件的高精度、高效率激光加工均需专用夹 具。一般的夹具制造需要车、铣、钻孔、攻螺纹、钳修、装配等工作才能完成，成本高、加工周 期长，不适应产品快速升级换代的高加工效率和高柔性的要求。由于激光加工属于微切削 力加工工艺，在加工过程中，加工力可以忽略不计，只要夹具足以支承零件即可。所以可以 使用板式夹具，利用零件的自重进行定位，完成加工。板式夹具有选材方便、造价低廉、加工 简单、制造周期短等优点，但由于一般板式夹具定位精度低，全面推广使用受到制约。因此， 迫切需要一种用于激光加工专用的板式高精度夹具，解决激光加工零件的精确定位问题。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种用于激光加工专用的板式高精 度夹具，该夹具采用板式结构及带清根和过盈配合的装配结构，利用零什的自重实现精确 定位，保证实现精确激光加工，可作为三维零件的激光切割、打孔等加工时的精确定位夹具。
[0004]具体技术方案:
[0005]一种用于激光加工专用的板式高精度夹具，包括一块底板和多块纵、横支板的相 互支承结构，所述纵、横支板上型面是用UG制图软件根据支板的位置投影到零件下表面的 投影曲线。
[0006]纵支板、横支板及底板间采用带清根和过盈配合的互插式装配结构。
[0007]纵、横支板的总数大于或等于3块。
[0008]纵、横支板间距小于或等于100mm。
[0009]纵、横支板与底板间采用胶接。
[0010]纵、横支板高度小于200mn。
[0011]本发明的优点是:采用激光加工专用的板式高精度夹具加工零件后，解决了原激 光加工高精度零件时需专业工装制造厂设计制造夹具，从而需大量的制造费用和长达数月 的制造时间的问题。高精度板式激光夹具可以自己设计、编制激光加工程序、激光设备自身 制造，完成一套夹具一般不到2天时间，适应产品快速升级换代的要求和激光加工高的加 工效率、高柔性的要求，并且大幅度降低夹具的制造费用。由于板式夹具制造成本低、制造 方便快速，在短期内不用的夹具，可以丢弃，不进行返库保存。可节省数百套普通夹具所需 的较高库房、管理和运输成本。只要保存夹具的加工程序，在需要的时候，加工一套即可。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1-1典型零件示意图；[0013]图1-2为图1-1的左视图；
[0014]图1-3为图1-1的俯视图；
[0015]图1-4为图1-1的A向视图；
[0016]图2为纵、横线及投影线右下侧视图；
[0017]图3为板式夹具带零件右下侧视图；
[0018]图4为板式夹具右下侧爆炸视图；
[0019]图5为普通板式夹具零件图；
[0020]图6为高精度板式夹具零件图；
[0021]图7为图6中A位置放大图；
[0022]图8为图6中B位置放大图；
[0023]图9为图6中C位置放大图；
[0024]图10为图6中D位置放大图；
[0025]图中，I为零件，2为底板，3为横支板，4为纵支板。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图具体说明本发明，
[0027]以图1-1至图1-4所示的加工后的零件为例。零件为成型零件，周边的余量及零 件上的7个空间方向的孔需三维激光切割机高精度加工。用板式高精度夹具解决零件的定 位问题。
[0028]根据零件大小，采用一块底板和多块纵横支板的相互支承结构。支板不小于3块 或间距不大于100mm。支板上型面是用UG制图软件根据支板的位置投影到零件下表面的投 影曲线。绘制零件的UG模型图，在零件的下方IOOmm的位置创建一个比零件稍大的底板。 由于零件较轻，可选用2mm的板材作为底板。在底板上绘制I条正中的纵线和2条间距约 为零件宽度2 / 3的横线作为纵横支板的位置线。将纵线和横线投影到零件下表面，形成 I条纵投影线和2条横投影线，如图2所示。
[0029]用纵横投影线与纵横线绘制纵横支板模型，创建支板互插槽，横支板槽向上，纵支 板槽向下。在支板和底板上绘制相应的插槽，板式夹具的右下侧视图如图3，爆炸视图如图
4。对图4进行编辑，形成图5普通板式夹具零件图。
[0030]激光机按图5生成的加工程序加工的普通板式夹具，末考虑清根、配合等问题。为 保证能实现装配，所有配合尺寸均需采用间隙较大的间隙配合，精度低，不能保证零件的定 位精度。其互插结构作为创新点之一。
[0031]图6-图10所示高精度板式夹具是在图5的基础上的改进，创新点是在所有配合 处增加了清根圆角，保证了装配无干涉。将原等尺寸的长的间隙互插槽，分为2点式过盈互 插槽，大幅度提高了夹具的精度。
[0032]图7-图10中，为注明配合尺寸为间隙配合，间隙量0.2-0.3 ;过盈配合过盈量
0.05-0.10，支板上型面2面倒角0.8。
[0033]左侧增加2个互插试件，加工完2个试件后程序暂停。将2个试件进行互插试验。 以只借助平台能将试件手工装上，不能分开为准。不合格调整补偿量重新加工试件，合格后 继续执行程序，加工夹具。[0034]装配时，不能使用焊接进行连接。一般装配上即可使用，允许在纵、横支板与底板 间采用胶接，去除底板下的胶痕。
[0035]夹具选用2?3mm厚的冷轧碳钢板材，该板材价格低廉、强度适中、料厚均匀平整， 适合制做高精度板式夹具。
[0036]纵支板与横支板采用带清根和过盈配合的互插式装配结构，用于保证夹具的刚度 和精度。横支板与底板在装配时用环氧树脂胶进行粘接。清根也就是清角，主要是防止装 配时根和锐角的干涉。
[0037]尽量降低支板高度，支板的高度越低，夹具的刚度越高，支板高度一般小于200mn。
[0038]使用时，使纵支板与激光机的Y轴平行，X轴原点为纵支板中心，Y轴原点为2横支 板中心，Z轴原点为纵支板顶点，装上零件，即可实现高精度加工。
【权利要求】
1.一种用于激光加工专用的板式高精度夹具，其特征在于:包括一块底板和多块纵、 横支板的相互支承结构，所述纵、横支板上型面是用UG制图软件根据支板的位置投影到零 件下表面的投影曲线。
2.根据权利要求1所述的板式高精度夹具，其特征在于:纵支板、横支板及底板间采用 带清根和过盈配合的互插式装配结构。
3.根据权利要求1所述的板式高精度夹具，其特征在于:纵、横支板的总数大于或等于 3块。
4.根据权利要求1所述的板式高精度夹具，其特征在于:纵、横支板间距小于或等于 IOOmm0
5.根据权利要求1所述的板式高精度夹具，其特征在于:纵、横支板与底板间采用胶接。
6.根据权利要求1所述的板式高精度夹具，其特征在于:纵、横支板高度小于200mn。
【文档编号】B23K26/70GK103586589SQ201310558001
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】邱兆峰, 王立成, 杨秀娟, 阚田田, 单易 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司