多面型材的一体化加工夹具及加工设备的制作方法

本实用新型属于型材加工技术领域，更具体地说，是涉及一种多面型材的一体化加工夹具及加工设备。

背景技术：

型材是指金属经过塑性加工成形、具有一定断面形状和尺寸的实心直条。按断面特点来分，型材可以分为简单断面型材和异形端面型材。对于异形型材而言，通常其横断面具有明显的凹凸分支，这样，型材将存在多个型面。传统的复杂多面铝合金异形型材，如汽车车身用型材，在钻孔等加工过程中，厂家通常会将异形型面分成若干个分面进行分步或分工序加工，显然，这会很容易出现加工变形以及影响到加工精度，最终造成生产效率低、不良率及报废率较高。

为克服上述问题，目前，一些厂家有使用单面批量加工后再进行下一个的批量加工，然而，该方法虽然能使生产效率有一定的提升，但加工工序繁琐，品质风险也大幅升高。另外，还有一些厂家采用分体式工装夹具进行分面批量加工，但该方法的制造成本较高，加工设备的结构复杂，效率与效益都较低，对于大批量多面复杂铝合金型材的加工仍然不能体现出工装夹具的实用性、经济性与高效性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多面型材的一体化加工夹具，用以解决现有技术中存在的多面型材的加工夹具无法满足加工精度和加工变形的需求，导致型材的生产效率低、不良率及报废率高，制造成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种多面型材的一体化加工夹具，该多面型材的一体化加工夹具，用以夹持待加工型材。其中，所述多面型材的一体化加工夹具包括夹具主体，所述夹具主体包括具有夹持面的中桥板、分散设于所述中桥板上的定位组件、能根据不同所述待加工型材调整夹持力和/或夹持位置的夹持固定组件以及设于所述中桥板上且位于所述中桥板的所述夹持面上、根据所述待加工型材仿制而成的用以支撑所述待加工型材并对所述待加工型材定位的仿形支撑件；

所述多面型材的一体化加工夹具还包括能带动所述夹具主体周向旋转的旋转工作台，所述旋转工作台包括具有与所述夹持面朝向相同的安装面的桥底板、安装于所述桥底板的所述安装面上且能在所述桥底板上调节安装位置的尾座和旋转装置以及用以驱动所述旋转装置周向旋转并能确保所述旋转装置带动所述桥底板和所述尾座周向旋转的驱动装置；所述中桥板一体设于所述旋转工作台上且位于所述尾座和所述旋转装置之间。

进一步地，所述待加工型材的表面尺寸小于或等于所述中桥板对应的表面尺寸，且所述待加工型材位于所述中桥板的所述夹持面对应的加工范围内。

进一步地，所述旋转装置、所述尾座和所述中桥板的旋转轴线位于同一直线上。

进一步地，所述旋转装置包括旋转主体和设于所述旋转主体上的第一旋转盘，所述尾座包括座体和设于所述座体上的第二旋转盘，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘的大小相同，且所述第一旋转盘和所述第二旋转盘的中心轴线位于同一旋转轴线上。

进一步地，所述中桥板的1/2宽度小于或等于所述第一旋转盘的中心至所述桥底板的高度。

进一步地，所述旋转装置、所述尾座和所述中桥板三者能同步360°旋转。

进一步地，所述中桥板具有定位端和限位端，所述定位端和所述限位端分别位于所述中桥板的长轴方向和短轴方向上；所述定位组件包括多个限位件和 设于所述定位端上用以作为所述待加工型材的长轴方向上的基准定位的基准定位件；各限位件分散安装于所述限位端及与所述定位端相对的一端上用以抵接在所述仿形支撑件的外侧壁上；所述夹持固定组件安装于所述限位端上，且于所述限位端相对的一端，所述仿形支撑件安装于所述中桥板的所述夹持面上以作为所述待加工型材的短轴方向上的基准定位。

进一步地，所述夹持固定组件包括多个旋转气缸，各所述旋转气缸包括活塞杆和与所述活塞杆连接并随所述活塞杆旋转和/或移动的压板，各所述压板同时压接于所述待加工型材上。

进一步地，所述中桥板平行且间隙于所述桥底板，且于所述中桥板的长轴方向上，所述中桥板的一端连接于所述尾座上，另一端连接于所述旋转装置上。

与现有技术相比，本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的有益效果在于：

该多面型材的一体化加工夹具包括夹具主体和旋转工作台，其中，夹具主体将根据待加工型材仿制成的仿形支撑件设于中桥板的支撑面上并用其支撑待加工型材，并通过分散设于中桥板上的定位组件和夹持固定组件分别对仿形支撑件限位定位和对待加工型材夹持固定，且夹持固定组件能根据不同的待加工型材及时调整，故，夹具主体能实现一体式装夹和快速定位，且能灵活地装夹不同的待加工型材。另外，旋转工作台通过在桥底板的安装面上安装能调节安装位置的尾座和旋转装置，在驱动装置的驱动下，旋转装置周向旋转并带动桥底板和尾座也周向旋转，进而带动一体设于旋转工作台上且位于尾座和旋转装置之间的夹具主体也周向旋转，这样，在夹具主体旋转过程中即可实现多面型材的快速、精准加工，而不用分面或多工位重复加工，总之，该加工夹具的结构简单，生产效率高，制造成本低，适应性强，能满足加工精度和加工变形需求，良品率高且利于进行批量化生产。

本实用新型的目的还提供了一种加工设备，用以解决现有技术中存在的多 面型材的加工设备结构复杂、生产效率低、制造成本高以及型材成品的质量不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种加工设备，该加工设备包括工作基台和加工装置，所述加工设备包括上述多面型材的一体化加工夹具，所述多面型材的一体化加工夹具设于所述工作基台上且于所述加工装置加工所述待加工型材时能自动旋转。

与现有技术相比，本实用新型提供的加工设备的有益效果在于：该加工设备通过采用上述多面型材的一体化加工夹具，对复杂多面的待加工型材制作专用的夹具，由此，实现一体式装夹、快速地装夹及避免分面或多工位重复加工，大大地简化多面型材的加工设备的结构，提高了生产效率，降低了制造成本，且提高了型材成品的良品率，对于复杂异形多面的型材加工具有可推广性，且能实现批量化生产。

附图说明

为更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例中需要夹持在多面型材的一体化加工夹具上的待加工型材的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中多面型材的一体化加工夹具的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例中多面型材的一体化加工夹具的主视图；

图4是本实用新型实施例中多面型材的一体化加工夹具的俯视图；

图5是本实用新型实施例中多面型材的一体化加工夹具中夹具主体的立体结构示意图；

图6是图5中夹具主体另一角度上的立体结构示意图；

图7是本实用新型实施例中待加工型材安装于仿形支撑件上的立体装配示意图；

图8是本实用新型实施例中夹具主体的仿形支撑件的立体结构示意图。

其中，附图中的标号如下：

10-待加工型材；20-吊环；

100-夹具主体、110-中桥板、111-夹持面、112-定位端、113-限位端、120-定位组件、121-限位件、122-基准定位件、130-夹持固定组件、131-旋转气缸、1311-压板、140-仿形支撑件、150-连接夹板；

200-旋转工作台、210-桥底板、211-安装面、220-尾座、221-座体、222-第二旋转盘、230-旋转装置、231-旋转主体、240-驱动装置、250-连接卡盘、260-减速装置。

具体实施方式

为使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，进一步对本实用新型作详细说明。其中，本实用新型具体实施例的附图中相同或相似的标号表示相同或相似的元件，或者具有相同或类似功能的元件。应当理解地，下面所描述的具体实施例旨在用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅为便于描述，而不能理解为指示或暗示 相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。总之，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合附图1至图8对本实用新型提供的一种多面型材的一体化加工夹具的实现进行详细地描述。

需说明的是，该多面型材的一体化加工夹具，用以夹持待加工型材。需说明的是，这里所述的“待加工型材”主要为复杂的多面型材，如汽车用复杂多面的铝合金异型材，当然，实际上，还可为普通的型材或者其它合适的型材。总体上，该一体化加工夹具的结构简单，适用范围广，利于大批量生产加工；简化了加工工序，无需分面或多工位重复加工，生产效率高且良品率高。

如图2至图4所示，该多面型材的一体化加工夹具包括夹具主体100。如图2、图5和图6所示，夹具主体100包括中桥板110、定位组件120、夹持固定组件130和仿形支撑件140。其中，中桥板110具有夹持面111，可以理解地，待加工型材10能置于夹持面111上被夹持。为稳定并精确地对待加工型材10进行限位和/或定位，定位组件120分散设于中桥板110上。为使该夹具主体100能针对不同的待加工型材10进行夹持固定，夹持固定组件130能根据不同的待加工型材10调整夹持力和/或夹持位置。可以理解地，该夹具主体100通过将定位组件120、夹持固定组件130和仿形支撑件140的分布式夹紧、支撑和避让等融合在一起，有效地实现了不同型材的工装和替换作用。

对应地，如图6至图8所示，为适应不同的待加工型材10，以便支撑对应的待加工型材10并对相应的待加工型材10实现稳固地定位，仿形支撑件140根据待加工型材10仿制而成，且设于中桥板110上，并位于中桥板110的夹持面111上。需说明的是，在本实施例中，定位组件120和夹持固定组件130中的各零部件的位置并没有明确地限制，可以根据待加工型材10不同的加工面的位置等要求灵活地变换。

如图2至图4所示，多面型材的一体化加工夹具还包括能带动夹具主体100 周向旋转的旋转工作台200。需说明的是，夹具主体100能在旋转工作台200周向旋转过程中，被旋转工作台200带动一起同步或异步进行周向旋转。具体在本实施例中，为同步周向旋转。再如图2至图4所示，旋转工作台200包括桥底板210、尾座220、旋转装置230和驱动装置240。其中，桥底板210具有安装面211，且安装面211与中桥板110的夹持面111的朝向相同，具体在本实施例中，安装面211为桥底板210的顶面，对应地，夹持面111为中桥板110的顶面。

如图2和图3所示，尾座220和旋转装置230均安装于桥底板210的安装面211上，且为适应不同的待加工型材10，尾座220和旋转装置230均能在桥底板210上调节安装位置。具体地，在桥底板210上开设多排安装孔(图未示)以实现尾座220和旋转装置230的位置可调节安装。另外，如图2和图3所示，中桥板110一体设于旋转工作台200上且位于尾座220和旋转装置230之间。具体地，为保证夹具主体100的通畅旋转，通常，尾座220和旋转装置230应平行、对称且间隙安装。可以理解地，整个夹具主体100一体设于旋转工作台200上，且位于尾座220和旋转装置230之间。也即是说，中桥板110既是旋转工作台200与夹具主体100之间的连接件，也是夹具主体100的支撑件。

显然，通过中桥板110的连接，实现了夹具主体100和旋转工作台200的一体式组合，有效地实现了复杂多面的型材整体一次性加工，且通过充分利用中桥板110的位置空间，只需在中桥板110上设计对应型材的工装夹具即可实现不同型材的快速更换，整个加工夹具的结构简单，适用范围广，利于实现大批量生产加工。

在本实施例中，驱动装置240主要用以驱动旋转装置230周向旋转，且驱动装置240能确保旋转装置230带动桥底板210和尾座220周向旋转。换句话说，在驱动装置240的驱动下，旋转装置230周向旋转，并带动桥底板210和尾座220同步周向旋转，也即，整个旋转工作台200周向旋转，夹具主体100的中桥板110因与旋转工作台200一体连接，因而，夹具主体100也被带动周 向旋转。由此，在加工过程中，待加工型材10的其中一斜面上的孔可以通过旋转工作台200的自动旋转相应角度而加工出来，同样，另一斜面上的孔也可通过该方法一次性加工而出，显然，通过多次不同角度上的周向旋转，有效地提高了加工效率，不需要分批次装夹和分面加工，故，一定程度上提高了型材的整体尺寸要求的精确度，型材良品率得到提高。

进一步地，作为本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的一种具体实施方式，如图2、图4至图6所示，待加工型材10的表面尺寸小于或等于中桥板110对应的表面尺寸。在本实施例中，待加工型材10的表面大致呈长方形结构，由此，具体地，待加工型材10的长度和宽度分别不能超过中桥板110的长度和宽度，也即，为提高待加工型材10的限位和定位精度，待加工型材10应完全对应于中桥板110的夹持面111，不应超出夹持面111。可以理解地，待加工型材10的形状面积小于中桥板110的形状面积。不仅如此，通常，为实现待加工型材10的精确加工，待加工型材10位于中桥板110的夹持面111对应的加工范围内。具体地，待加工型材10的长度和宽度应在中桥板110的夹持面111对应的有效加工范围内。

进一步地，作为本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的一种具体实施方式，如图3和图4所示，为确保夹具主体100能顺畅地旋转，进而提高该一体化加工夹具的加工效率和加工精度，旋转装置230、尾座220和中桥板110的旋转轴线位于同一直线上。

优选地，在本实施例中，旋转装置230、尾座220和中桥板110三者能同步360°旋转，这样，利于该加工夹具针对复杂的多面型材实现一次性加工，提高生产效率和良品率。

进一步地，作为本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的一种具体实施方式，如图2至图4所示，旋转装置230包括旋转主体231和设于旋转主体231上的第一旋转盘(图未示)，尾座220包括座体221和设于座体221上的第二旋转盘222。其中，第一旋转盘(图未示)和第二旋转盘222的大小相同， 且第一旋转盘和第二旋转盘222的中心轴线位于同一旋转轴线上，由此，保证旋转装置230与尾座220的同轴旋转。

具体在本实施例中，桥底板210为一长方形的板件，旋转装置230的旋转主体231和尾座220的座体221固定连接在桥底板210的两端上。为实现中桥板110与旋转工作台200的一体连接，以及确保该一体化组合的加工夹具的结构简单紧凑，夹具主体100还包括连接夹板150，该一体化加工夹具还包括连接卡盘250，其中，于中桥板110的夹持面111上，且于桥底板210的长度方向上，中桥板110的两端分别安装有连接夹板150，各连接夹板150通过连接卡盘250将中桥板110的两端分别连接在尾座220和旋转装置230上。

如图2所示，座体221和旋转主体231的顶部还凸设有吊环20，以利于实现该加工夹具的吊装。再如图2所示，为有效地控制旋转装置230的旋转，旋转主体231上设置有与驱动装置240电性连接的减速装置260。为使旋转工作台200的结构更加牢固且紧凑，减速装置260还设于桥底板210上，由桥底板210支撑。

进一步地，作为本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的一种具体实施方式，中桥板110的1/2宽度小于或等于第一旋转盘(图未示)的中心至桥底板210的高度。也即，若中桥板110绕其中心轴线发生自转时，应保证中桥板110无法碰触桥底板210的表面。

具体在本实施例中，如图2至图4所示，中桥板110平行且间隙于桥底板210，且于中桥板110的长轴方向上，中桥板110的一端连接于尾座220上，另一端连接于旋转装置230上。可以理解地，中桥板110不仅与桥底板210平行，且中桥板110的长轴方向也平行于桥底板210的长轴方向。另外，为保证该一体化加工夹具的结构更加紧凑，通常，中桥板110相对于桥底板210的中心线对称设置。

进一步地，作为本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的一种具体实施方式，如图5所示，中桥板110具有定位端112和限位端113，其中，定位 端112位于中桥板110的长轴方向上，也即，中桥板110的长度方向(如左右方向)上，限位端113位于中桥板110的短轴方向上，也即，中桥板110的宽度方向(如前后方向)上。

如图5和图6所示，定位组件120包括基准定位件122和多个限位件121。其中，基准定位件122设于中桥板110的定位端112上，主要用以作为待加工型材10的长轴方向上的基准定位。各限位件121分散安装于中桥板110的限位端113，及与中桥板110的定位端112相对的一端上用以抵接在仿形支撑件140的外侧壁上。对应地，夹持固定组件130安装于中桥板110的限位端113上，且于中桥板110的限位端113相对的一端，仿形支撑件140安装于中桥板110的夹持面111上以作为待加工型材10的短轴方向上的基准定位。

也即是说，具体在本实施例中，仿形支撑板对待加工型材10的底面起到支撑作用，且对待加工型材10的一侧端(如后端)起到基准定位作用；基准定位件122对待加工型材10的靠近旋转装置230的一端(如右端)起到基准定位作用；限位件121(位于左端)与基准定位件122相对设置用以抵接仿形支撑件140的外侧壁，或限位件121(位于前端)位于仿形支撑件140的对侧用以抵接长轴方向上仿形支撑件140的外侧壁；夹持固定组件130(位于上方)位于仿形支撑件140安装方向的对侧上，与仿形支撑件140对待加工型材10形成方向相反的作用力(如下压和支撑)，从而实现对待加工型材10的夹持固定。

显然，通过仿形支撑件140、定位组件120和夹持固定组件130对待加工型材10的协同夹紧支撑，且通过旋转装置230的旋转带动尾座220和与尾座220一体设置的夹具主体100，从而实现复杂的多面型材的多面任意角度的加工作业，不仅提高了型材的加工速度和精确度，还能显著地提高型材的批量化生产过程中换装速度。需说明的是，上述各零部件的具体位置并不限于此，实际应用中，它们的位置可根据不同型材的不同加工面等要求来灵活地变换。

进一步地，作为本实用新型提供的多面型材的一体化加工夹具的一种具体实施方式，如图5和图6所示，夹持固定组件130包括多个旋转气缸131，各旋 转气缸131包括活塞杆(图未示)和与活塞杆连接并随活塞杆旋转和/或移动的压板1311，其中，各压板1311同时压接于待加工型材10上。可以理解地，针对不同的型材，夹持固定组件130可通过各旋转汽缸驱动对应的活塞杆上下移动以适应不同型材的厚度要求，或者通过驱动对应的活塞杆的旋转以适应不同型材的限位要求，显然，能快速灵活地实现不同型材的装夹。

本实用新型还提供一种加工设备，该加工设备包括工作基台和加工装置，该加工设备还包括上述的多面型材的一体化加工夹具。其中，该多面型材的一体化加工夹具设于工作基台上，且于加工装置加工待加工型材时能自动旋转。由此，该加工设备能一次性实现复杂的多面型材的加工，生产效率高，良品率高，利于批量化生产使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。