夹具及加工设备的制作方法

本发明涉及工装部件技术领域，特别是涉及一种夹具及包含该夹具的加工设备。

背景技术：

对于带有宽窄不一的凹槽的板件CNC(Computer numerical control)数控)加工，特别是对板件上没有凹槽的待加工面进行铣削和磨削时，必须将有凹槽的一面固定在夹具上，为防止板件在加工过程中产生转动或滑移，以便对其进行更好的定位，夹具上与板件接触的一面安装有限位块，一般地，考虑到受力因素和定位效果，该限位块通常与板件上的宽凹槽相配合。如果板件在夹具上的装夹方位有误(即反向装夹)，此时，限位块将与窄凹槽相对应，由于限位块不能与窄凹槽相适配，两者之间产生干涉，导致板件倾斜而形成一定的坡度，因为坡度较小，肉眼很难觉察，不能对板件的装夹方位及时进行纠正，导致板件待加工面不同位置处的背吃刀量存在差异，影响板件表面加工的形位公差，因此容易形成不良产品。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种定位可靠，保证板件加工形位公差的夹具以及包含该夹具的加工设备。

一种夹具，用于装夹底面包括若干不同宽度的凹槽的板件，所述板件上与所述底面相对的顶面采用机床加工，包括：

固定架，设置有与所述凹槽相配合的限位块；

定位机构，安装在所述固定架上，用于限制所述板件水平方向和垂直方向的位移；

防反件，设置在所述固定架上并与所述机床电连接；

其中，当所述防反件与所述板件之间距离小于某一预定值时，所述机床处于工作状态；当所述防反件与所述板件之间的距离大于某一预定值时，所述机床处于停机状态。

在其中一个实施例中，所述防反件为接近开关，所述某一预定值为接近开关的导通距离，所述某一预定值为0.3mm。

在其中一个实施例中，所述接近开关包括开关主体、螺母、触头和导通线；所述开关主体上设置有与所述螺母连接的外螺纹，所述触头安装在所述开关主体的一端，所述开关主体的另一端通过所述导通线与所述机床电连接。

在其中一个实施例中，所述固定架中设置有容置所述接近开关的台阶安装孔，所述台阶安装孔的台阶处固定有安装块，所述接近开关穿设在所述安装块中，所述安装块与所述开关主体螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述定位机构包括横向定位机构和垂直定位机构；所述横向定位机构为自锁气缸，所述垂直定位机构为杠杆气缸。

在其中一个实施例中，所述杠杆气缸包括杠杆座，杠杆，缸筒和活塞杆；所述杠杆座枢接在所述缸筒上，所述杠杆的中部枢接在所述杠杆座上，所述杠杆的一端与所述活塞杆枢接，所述杠杆的另一端为自由端。

在其中一个实施例中，所述杠杆气缸的数量为三个；所述自锁气缸的数量为二个。

在其中一个实施例中，所述固定架包括固定支座、支座桥接板、底板和支撑板；所述固定支座上设置有凸耳，所述杠杆气缸安装在所述凸耳上，所述支座桥接板安装在所述固定支座上，所述底板位于所述支座桥接板和所述支撑板之间，所述限位块设置在所述支撑板上。

在其中一个实施例中，所述限位块为长条形块，所述支撑板上开设有固定槽，所述限位块放置在所述固定槽中并通过螺钉与所述支撑板连接；或者所述限位块与所述支撑板一体成型。

一种加工设备，包括上述任一项所述的夹具。

本发明提供的夹具及包含该夹具的加工设备，由于设置了防反件，防反件与机床电连接，凹槽的宽度不相同，凹槽包括宽凹槽和窄凹槽，宽凹槽的槽宽大于窄凹槽的槽宽。当限位块与宽凹槽配合时，板件在夹具上的装夹方位正确，防反件与板件接触，机床正常工作；当限位块与窄凹槽配合时，板件在夹具上的装夹方位有误，即反向装夹，此时，限位块与窄凹槽存在干涉，板件相对夹具形成肉眼难以觉察的坡度，该坡度导致防反件将与板件处于非接触状态，从而控制机床停机，防止进一步加工形成不良的板件产品。同时，在限位块和定位机构的共同作用下，对板件的转动，以及水平和垂直方向上的移动进行限位，保证夹具对板件形成稳定可靠的装夹，保证板件的加工质量。

附图说明

图1为板件的主视示意图；

图2为板件与夹具的分解结构示意图；

图3为板件与夹具的装配结构示意图；

图4为板件在夹具上装夹正确的剖面结构示意图；

图5为板件在夹具上装夹有误的剖面结构示意图；

图6为接近开关的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

同时参阅图1至图5，一种夹具，主要用于夹持底面包括若干不同宽度的凹槽的板件100，凹槽包括宽凹槽110和窄凹槽120，明显的，宽凹槽110的槽宽大于窄凹槽120的槽宽。板件100上与底面相对的顶面(待加工面)采用机床(图未示)加工，所述夹具包括固定架500，定位机构400和防反件。固定架500上设置有限位块300，限位块300和板件100上的宽凹槽110相配合，主要用于限制板件100在固定架500上的转动和滑移；定位机构400安装在固定架500上，用于限制板件100水平方向和垂直方向的位移；防反件设置在固定架500上，并与机床电连接。当板件100在夹具上的装夹位置正确时，防反件的顶端与板件100接触，机床处于工作状态，可以对板件100的顶面进行铣削或磨削加工；当板件100在夹具上的夹装方位有误(反向装夹)时，防反件的顶端与板件100处于非接触状态，防反件将控制机床停机，防止机床对装夹有误的板件100进行加工，避免加工形成不良的板件100产品。所谓反向装夹，即板件100上本应该放置在固定架500右边(左边)的侧边被放置到了固定架500的左边(右边)，也就是板件100在固定架500上的放置方位颠倒，导致限位块300不能和板件100上的宽凹槽110或窄凹槽120良好配合而形成干涉。

需要说明的是，限位块300的数量可以为一条或两条，甚至更多，考虑到宽凹槽110和窄凹槽120在板件100上的数量和相对排列位置、以及限位块300对板件100的限位效果等因素，限位块300可以选择和板件100上的窄凹槽120相配合，或与宽凹槽110和窄凹槽120同时配合，只要能保证板件100在反向装夹的情况下，使得限位块300与板件100上的宽凹槽110或窄凹槽120不能很好配合而形成干涉，最终导致防反件不能与板件100接触即可。

参阅图6，具体的，防反件为接近开关200，或者其它公知的位移传感器和控制装置，只要能检测板件100是否反向装夹并控制机床的启停即可。接近开关200包括开关主体210、螺母240、触头220和导通线230；开关主体210的外形为长圆筒状，开关主体210的外圆周表面上设置有外螺纹，开关主体210上还套设有垫片250，在垫片250的两侧分别设置有与开关主体210螺纹连接的螺母240，触头220安装在开关主体210的顶部，触头220与板件100相接近或接触。导通线230的一端与开关主体210的底部连接，导通线230的另一端与机床连接。

参阅图4、图5，固定架500中设置台阶安装孔700，该台阶安装孔700从上下方向贯穿整个固定架500，开关主体210容置在该台阶安装孔700中，台阶安装孔700的台阶处固定有安装块600，安装块600的中心开设有与开关主体210相适配的带有内螺纹的中心孔，即安装块600与开关主体210螺纹连接，由于安装块600相对台阶安装孔700是固定的，因此，通过旋转开关主体210，可以调节触头220相对固定架500的装夹面的伸出长度，当然，可以理解，无需安装块600，直接将接近开关200上的螺母240固定在台阶安装孔700的台阶处，也可以实现触头220的相对伸出长度。

当板件100的装夹方位正确时，接近开关200顶端的触头220接近或接触板件100，接近是指所述触头220与所述板件之间的距离小于或等于0.3mm时，此时，板件100的待加工面没有出现坡度，处于水平状态，接近开关200导通，机床正常运转，可以对板件100进行后续加工。当板件100的装夹方位有误时，接近开关200顶端的触头220与板件100之间的距离大于0.3mm时，也就是说，触头220位于板件100上宽凹槽110或窄凹槽120的下方，由于触头220的相对伸出长度已经调定，触头220将不能与宽凹槽110或窄凹槽120的底面保持小于或等于0.3mm的距离，此时，接近开关200与机床不导通，机床停止运转，避免进一步加工而形成不良板件100产品。在机床停机的过程中，操作工人可以对板件100重新进行正确的装夹，当板件100符合装夹要求之后，接近开关200控制机床运转以对板件100进行正常加工。所述接近开关200的导通条件为与被检测标的之间的距离小于或等于0.3mm。

事实上，接近开关200起到风险监测和预防的作用，接近开关200能及时准确的对板件100的反向装夹现象进行监测，并控制机床停机以避免加工误差而导致形成大量不良产品，保证板件100产品的加工质量。防反件还连接有报警器，当板件100反向装夹而导致机床停机时，为避免机床长时间处于停机状态，保证生产效率，报警器发出警示声音，操作工人听到警示声音后立即对板件100重新装夹，最后开启机床进行后续加工。

值得注意的是，通过旋转开关主体210相对安装块600或螺母240转动，从而调节触头220的相对伸出长度，其伸出长度不能太长。板件100装夹方向正确时，触头220刚好与板件100接触，或者与板件之间的距离小于或等于0.3mm，触头220不能伸出太长而使板件100倾斜，或者即使在板件100反向装夹的情况下，触头220伸出太长而与板件100上宽凹槽110或窄凹槽120的底面的间距小于或等于0.3mm，导致机床不能停机，起不到预防不良板件产品加工的作用。

当限位块300的数量为一条时，其一般安装在固定架500上与板件100边缘的宽凹槽110或窄凹槽120对应的位置处，也就是处于固定架500的边缘，此时，接近开关200安装在固定架500的另一边缘，也就是说，限位快和接近开关200分居在固定架500长度方向中心线的两侧。当限位块300的数量为两条时，接近开关200可以位于两限位块300的中间，或者位于两限位块300的同侧。

参阅图2，具体的，固定架500包括固定支座510、支座桥接板520、底板530和支撑板540；固定支座510上设置有凸耳511，支座桥接板520安装在固定支座510上，底板530位于支座桥接板520和支撑板540之间，板件100装夹在支撑板540上，限位块300设置在支撑板540上。容置接近开关200的台阶安装孔700贯穿支座桥接板520、底板530和支撑板540。

参阅图2，限位块300为长条形块，支撑板540上开设有固定槽，限位块300的底部与固定槽相配合，上部稍微凸出支撑板540的装夹面一定距离，以便限位块300的上部嵌入板件100上的宽凹槽110或窄凹槽120中，从而对板件100的装夹进行定位，保证板件100装夹的可靠性。固定槽可以为矩形槽或燕尾槽。限位块300与板件100接触的表面上对称开设有两个或多个沉头孔，该沉头孔中安装有螺钉，即限位块300通过螺钉与支撑板540连接，当然，限位块300与支撑板540也可以不设固定槽，直接通过焊接或胶接的方式固定在支撑板540上。可以理解，限位块300与支撑板540也可以一体成型。

定位机构包括横向定位机构420和垂直定位机构410；分别从水平方向和垂直方向对板件100进行定位，具体的，横向定位机构420为自锁气缸，垂直定位机构410为杠杆气缸。横向定位机构420和垂直定位机构410也可以为其它公知的定位机构，例如丝杆定位机构等，在此不再赘述。事实上，横向定位机构420、垂直定位机构410和限位块300分别限制板件100的水平位移、垂直位移及转动角位移，三者共同构成对板件100的装夹作用。

参阅图4和图5，杠杆气缸包括杠杆座413，杠杆414，缸筒411和活塞杆412；缸筒411固定在固定支座510的凸耳511上，凸耳511为水平设置的平板，并且位于固定架500的两侧，以便杠杆气缸的活塞杆412推动杠杆414对板件100形成有效装夹。杠杆座413枢接在缸筒411上，杠杆414的中部枢接在杠杆座413上，杠杆座413相当于杠杆414的支点，杠杆414的一端(动力端)与活塞杆412枢接，杠杆414的另一端(阻力端)为自由端。装夹时，活塞杆412伸长，杠杆414的自由端向下运动并对板件100形成压紧作用；卸载时，活塞杆412收缩，杠杆414的自由端向上运动，从而解除对板件100的装夹。

具体的，杠杆气缸的数量为三个，自锁气缸的数量为二个。当然，根据实际装夹的需要，杠杆气缸和自锁气缸的数量可以适当增减。

本发明还提供一种加工设备，该加工设备包含了上述的夹具。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。