一种激光加工用夹具的制作方法

本发明涉及激光加工机械技术领域，具体涉及一种激光加工用夹具。

背景技术：

激光加工是激光应用技术中发展最快、应用最广，也最具有发展潜力的领域，目前已开发出的激光加工技术就多达二十余种，如激光焊接、激光切割、激光快速成形、激光修复等，广泛应用于机械、电子、汽车等产业，与传统的机械加工方法相比，激光加工具有不可比拟的优越性，激光加工具有加工精度高，速度快、机械变形小、省料、柔性好、加工范围广等优点，同时激光加工容易与计算机辅助设计/计算机辅助制造结合，便于生产过程的控制，适于加工小批量、多品种、形状复杂的零件。

在激光熔覆加工中，经常需要在不锈钢板上做单道或多道的搭接实验，钢板一般直接放在回转工作台上或用普通台钳装夹。而当需要做非水平方向上的上述实验时，此时只用回转工作台固定是无法实现，需要借助台钳和回转工作台一同进行固定。首先，用台钳将钢板夹紧，再将台钳固定在回转工作台上，借助回转工作台的转动从而带动台钳及钢板转到一定角度。另外，市面上还有一种在普通台钳基础上可转一定角度的可倾角度式平口台钳，可用来带动钢板转到一定角度。

但是，基于激光加工是个急热快冷的过程，热量的积聚和散发速度对加工过程影响很大。工件直接放在回转工作台上，热量传导快，对分析激光热量在钢板上的实际分布情况会带来影响，而放在普通台钳上，如果钢板切割面不平，则装夹效果不好，不易保证水平。再者，在进行空间倾斜面熔覆实验时，将台钳固定在回转工作台上，借助回转工作台的转动带动台钳及不锈钢板可转到一定角度，但是该角度不能精确测量，若利用可倾角度式平口台钳虽可将不锈钢板旋转一定角度，但其夹紧部分也会出现与普通台钳相同的问题。

鉴于此，为了满足薄板、厚件在水平、垂直、倾斜方向上的加工需求，亟需设计一种适合多种激光加工实验的专用夹具。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种激光加工用夹具，可满足薄板、厚件在水平、垂直、倾斜方向上的不同加工需求，同时也可精准测量转动的角度，为加工过程提供精确参数。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种激光加工用夹具，包括：

一底座；

一转动单元，所述底座上设置有一可沿其轴线方向旋转的旋转平台，所述旋转平台上设置有一可摆动旋转的夹具体，夹具体的旋转轴线与旋转平台的轴线垂直；所述旋转平台和夹具体构成转动单元；

一夹紧单元，所述夹具体的表面上设有一垂直内凹形的夹紧槽，所述夹紧槽内配合有一可往复滑动的可动夹紧件，所述可动夹紧件与夹紧槽的一侧构成夹紧单元；

一夹持单元，所述可动夹紧件的顶部设置有一可旋转的夹持辅件；所述夹持辅件的旋转轴线与夹具体的旋转轴线平行；所述夹紧槽构成所述夹紧单元的一侧具有一夹持平台，夹持平台上放置一夹持件；所述夹持辅件、夹持件与夹紧槽构成所述夹紧单元的一侧的顶面构成夹持单元。

其中优选的，所述底座的两侧边上对称设有腰型槽，且底座的底部对称设置有第一磁性表座。

其中优选的，所述旋转平台与夹具体之间设有一具有内凹圆弧槽的支撑座，所述夹具体的底部设有一具有弧形底面的连接件，连接件的弧形底面对应支撑座的内凹圆弧槽形状；连接件的底面弧长大于内凹圆弧槽的弧长；所述连接件带动夹具体可动固定于支撑座的内凹圆弧槽内。

其中优选的，所述连接件上开有一可放置电子角度测量仪的方形槽。

其中优选的，所述连接件的圆弧底面上设有刻度。

其中优选的，所述夹紧槽的一侧为夹紧部，与可动夹紧件构成夹紧单元，另一侧贯通穿过设置通过一与可动夹紧件连接的调节螺杆；所述可动夹紧件的底部凸设有一导向块，所述夹紧槽的槽底沿可动夹紧件滑动方向上具有一下沉式轨道，导向块内嵌置于轨道内。

其中优选的，所述夹紧单元具有一夹紧支承平面和两个夹紧v形槽；所述夹紧部与可动夹紧件的顶部均对称具有下沉式台阶状的夹紧支承平面；所述夹紧v形槽分别对称设置在可动夹紧件与夹紧部对应面的中间位置处。

其中优选的，所述夹持辅件包括辅助滑块、磁性表座回转连接件和第二磁性表座；所述辅助滑块的底部凸设有一楔形块，可动夹紧件的顶部设有一燕尾槽，辅助滑块与可动夹紧件通过楔形块嵌入燕尾槽连接；所述磁性表座回转连接件内固定有第二磁性表座，并与辅助滑块旋转连接，其旋转轴线与夹具体的旋转轴线平行。

其中优选的，所述夹持件为第三磁性表座。

其中优选的，所述辅助滑块上设有刻度。

与现有技术相比，本发明提供的一种激光加工用夹具，该夹具的转动单元可实现工件在水平方向和垂直方向上多方位旋转，且旋转角度可进行精确测量，其夹紧单元可实现多种样式、厚度的钢板及零件的夹紧，其夹持单元亦可用于两板材间倾斜多角度的焊接加工，利于空间曲面成形的基础性实验操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种激光加工用夹具的结构示意图；

图2为本发明提供的一种激光加工用夹具的底座、旋转平台以及支撑座的结构示意图；

图3为本发明提供的一种激光加工用夹具的夹具体的结构示意图；

图4为本发明提供的一种激光加工用夹具的可动夹紧件的结构示意图；

图5为本发明提供的一种激光加工用夹具的夹持辅件的结构示意图；

图6为本发明提供的一种激光加工用夹具的夹紧支承平面和夹紧v形槽的结构放大示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、底座；2、腰型槽；3、第一磁性表座；4、旋转平台；5、夹具体；6、内凹圆弧槽；7、支撑座；8、弧形底面；9、连接件；10、方形槽；11、夹紧槽；12、可动夹紧件；13、夹紧部；14、调节螺杆；15、导向块；16、轨道；17、夹紧支承面；18、夹紧v形槽；19、夹持辅件；20、夹持平台；21、第三磁性表座；22、辅助滑块；23、磁性表座回转连接件；24、第二磁性表座；25、楔形块；26、燕尾槽。

具体实施方式

基于激光加工是个急热快冷的过程，热量的积聚和散发速度对加工过程影响很大。工件直接放在回转工作台上，热量传导快，对分析激光热量在钢板上的实际分布情况会带来影响，而放在普通台钳上，如果钢板切割面不平，则装夹效果不好，不易保证水平。再者，在进行空间倾斜面熔覆实验时，将台钳固定在回转工作台上，借助回转工作台的转动带动台钳及不锈钢板可转到一定角度，但是该角度不能精确测量，若利用可倾角度式平口台钳虽可将不锈钢板旋转一定角度，但其夹紧部分也会出现与普通台钳相同的问题。

鉴于此，为了满足薄板、厚件在水平、垂直、倾斜方向上的加工需求，本发明提供一种适合多种激光加工实验的专用夹具。

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1～图6所示，一种激光加工用夹具，包括：

一底座1，底座1的两侧边上对称设有腰型槽2，且底座1的底部对称设置有第一磁性表座3。底座1可用蝶形螺纹直接通过两侧边的腰型槽2固定在桌面上，或者通过底部的第一磁性表座3固定在金属工作台上。

一转动单元，底座1上设置有一可沿其轴线方向旋转的旋转平台4，旋转平台4上设置有一可摆动旋转的夹具体5，夹具体5的旋转轴线与旋转平台4的轴线垂直，旋转平台4和夹具体5构成转动单元，即夹具体5可沿旋转平台4轴线方向整周旋转，也可沿自身轴线在一定角度内旋转。

为了实现夹具体的旋转操作，旋转平台4与夹具体5之间设有一具有内凹圆弧槽6的支撑座7，支撑座7与旋转平台4可为一体式结构，也可为分体结构。夹具体5的底部设有一具有弧形底面的连接件9，同样的，连接件9与夹具体5可一体式结构，也可为分体式结构。连接件9的弧形底面对应支撑座7的内凹圆弧槽形状，,连接件9的底面弧长大于内凹圆弧槽6的弧长，连接件9带动夹具体5可动固定于支撑座7的内凹圆弧槽内。

连接件9的圆弧底面上设有刻度，并且对应连接件9上的刻度，可在支撑座7上设置有零位角度刻度，在夹具体5进行旋转一定角度后，可根据连接件9上的刻度对应支撑座7上的零位刻度，即可得出本次旋转的精确角度。或者，在连接件9上开设一方形槽10，该方形槽10内放置电子角度测量仪，通过电子设备测量可直接得出旋转角度。

一夹紧单元，夹具体5的表面上设有一垂直内凹形的夹紧槽11，夹紧槽11上配合有一可往复滑动的可动夹紧件12。夹紧槽11的一侧为夹紧部13，与可动夹紧件12构成夹紧单元，另一侧贯通穿过设置一与可动夹紧件12连接的调节螺杆14。可动夹紧件12的底部凸设有一导向块15，夹紧槽11的槽底沿可动夹紧件12滑动方向铣出一下沉式轨道16，导向块15内嵌置于轨道16内，可动夹紧件12在调节螺杆14的带动可沿轨道16移动。

夹紧单元内包含有两个夹紧支承平面17和两个夹紧v形槽18。

夹紧部13与可动夹紧件12的顶部均对称铣出一下沉式台阶状的平面，该平面为夹紧支承平面17，在做薄板件水平方向加工时，可将薄板件放置在夹紧支承平面17上。

夹紧v形槽18分别对称设置在可动夹紧件12与夹紧部13对应面的中间位置处，当不锈钢板较厚或者切割面不平整时，可将不锈钢板的两侧放置在两个夹紧v形槽18内夹紧，夹紧v形槽18具有自动对中功能。

对于较大零件，可直接放置在夹紧部13与可动夹紧件12之间，底部与夹紧槽11的底部接触，然后夹紧，夹紧方式同普通台钳装夹方式相同。

一夹持单元，可动夹紧件12的顶部设置有一可旋转的夹持辅件19，夹持辅件19的旋转轴线与夹具体5的旋转轴线平行。夹紧槽11构成夹紧单元的一侧延伸出一夹持平台20，夹持平台20上设有一夹持件，该夹持件为两块第三磁性表座21。夹持辅件19、夹持件与夹紧槽11构成所述夹紧单元的一侧的顶面构成夹持单元。

其中，夹持辅件19包括辅助滑块22、磁性表座回转连接件23和第二磁性表座24。辅助滑块22的底部凸设有一楔形块25，可动夹紧件12的顶部设有一燕尾槽26，辅助滑块22与可动夹紧件12通过楔形块25嵌入燕尾槽26连接。磁性表座回转连接件23内固定有第二磁性表座24，并与辅助滑块22旋转连接，其旋转轴线与夹具体5的旋转轴线平行，辅助滑块22上设有刻度。

在进行两块薄板件多角度焊接时，打开第二磁性表座24，将第一薄板件靠接在夹持辅件19的表面，通过磁力将第一薄板吸住。打开第三磁性表座21，将第二薄板件放置在夹紧槽11构成夹紧单元的一侧的顶面上，即夹紧部13的顶面，通过磁力将第二薄板件吸住。磁性表座回转连接件23带动第二磁性表座24可绕辅助滑块22上的铰接点旋转一定角度，实现第一薄板件的旋转，并与第二薄板件的一侧焊接，通过辅助滑块22上的刻度，可知本次操作的旋转角度，该操作可实现两块薄板件之间的多角度焊接操作。

本发明提供的一种激光加工用夹具，该夹具的转动单元可实现工件在水平方向和垂直方向上多方位旋转，且旋转角度可进行精确测量，其夹紧单元可实现多种样式、厚度的钢板及零件的夹紧，其夹持单元可用于工件多角度倾斜的焊接加工，有利于空间曲面的成形

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。