一种板材切割用固定夹具的制作方法

本发明涉及机加工夹具领域，具体涉及一种板材切割用固定夹具。

背景技术：

目前，在使用激光切割床在切割或雕刻板材时，需先将板材平放至切割床面的顶针上，然后由激光切割器根据预定程序控制进行切割，最终将板材切割为需求形状。这种将板材平放至床面顶针上的方式存在无法保证足够稳定性的缺陷，尤其是针对板材质量较轻的情况，板材很容易在外力下产生位移，从而导致最终切割出的成品不符合加工需求，因此需要相对整个切割床对板材进行夹持固定，来保证板材在切割时足够的稳定性。然而，现有的夹具中没有针对激光切割床面的顶针结构来进行设计或改进，只能采用其余结构对板材进行按压固定，不仅占地面积大，而且设计不够灵活，不能针对不同尺寸的板材进行固定。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种板材切割用固定夹具，该夹具是匹配针对激光切割床面的顶针结构而设计，不仅能够灵活固定在激光切割床面上，而且还能对板材边缘进行按压固定，从而保证了板材与整个切割床之间的相对静止固定。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种板材切割用固定夹具，包括固定基座以及安装在固定基座上的快速充气机构和按压机构，固定基座内加工有主气道，主气道一端与快速充气机构连接，主气道另一端封闭，所述固定基座上表面和下表面分别加工有与主气道连通的上出气孔和下出气孔，下出气孔处连接有充气气囊，所述按压机构包括充气气缸、摆杆、侧压杆和顶压杆，所述固定基座上表面固定有第一铰座和第二铰座，第一铰座位于第二铰座与快速充气机构之间，所述摆杆下端与第二铰座铰接，摆杆中部套装有滑套，摆杆上端与顶压杆的中部铰接，且摆杆上部固定有限位板，限位板与滑套之间设置有套装在摆杆上的回复弹簧，所述充气气缸的缸筒底部与第一铰座铰接，缸筒底部设置有进气口，缸筒的进气口与上出气孔之间连接有充气软管，所述充气气缸的活塞杆一端铰接在滑套上，所述顶压杆靠近快速充气机构的一端铰接有联动杆，联动杆一端铰接在滑套上，所述顶压杆另一端成型有顶压头，所述侧压杆为l型杆，侧压杆的横梁与摆杆下部固定连接，侧压杆的竖梁与摆杆保持平行，且侧压杆的竖梁上活动连接有侧压头。

进一步地，所述快速充气机构包括充气筒、进气活塞、固定气塞和压气组件，充气筒固定在固定基座一侧，且充气筒底部设置有与主气道连通的排气孔，充气筒底部还设置有泄压孔，泄压孔处活动设置有密封盖，所述固定气塞包括固定板和下橡胶塞片，固定板固定在充气筒内壁下部并将充气筒内腔分隔为两个独立的空间，且固定板上开有入气孔，下橡胶塞片铰接在固定板下表面并可用于密封入气孔，所述进气活塞包括活动板和上橡胶塞片，活动板滑动设置在充气筒内壁上部并将充气筒上部空间分隔为两个独立的空间，且活动板上加工有过气孔，上橡胶塞片铰接在活动板下表面并可用于密封过气孔，所述压气组件与活动板连接并用于使活动板上下滑动。

进一步地，所述压气组件包括杠杆、支杆和拉杆，所述充气筒顶部外壁上固定有上铰座，所述支杆一端与上铰座铰接，另一端与杠杆中部铰接，所述杠杆一端与拉杆上部铰接，拉杆下端伸入至充气筒内并与活动板固定连接。

进一步地，所述杠杆与支杆铰接处向上凸起。

进一步地，所述充气气囊为采用聚氨酯材料制作的柱状型气囊。

进一步地，所述侧压杆的竖梁上加工有多个竖直均匀排列的螺孔，所述侧压头一侧成型有与螺孔配合的螺纹头，侧压头通过螺纹头与其中一个螺孔可拆卸连接。

本发明具有的有益效果是：

1、通过在固定基座下表面设置充气气囊，将充气气囊插嵌于床面上对应相邻四根顶针之间，利用快速充气机构对充气气囊进行充气，使之逐渐膨胀并稳定卡接于四根顶针之间，从而保证整个固定基座与床面相对静止固定，确保了整个夹具的底部稳定性；

2、通过在固定基座上表面设置按压机构，利用快速充气机构进行充气并使充气气缸伸长，带动对应连杆机构移动到位，从而实现对板材边缘处进行固定，分别在板材的四角处均安装本夹具，即可保证板材与整个切割床之间的相对静止固定，最终保证较好的加工稳定性；

3、本夹具的使用方式灵活，只需要改变相应夹具的安装位置，即可根据不同尺寸大小或平面形状的板材进行按压固定，使用适应性和灵活性较强。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图；

图2为本发明带部分剖的结构示意图。

图中标记：1-板材；2-顶针；3-快速充气结构；4-固定基座；5-按压机构；31-充气筒；32-拉杆；33-上铰座；34-杠杆；35-活动板；36-上橡胶塞片；37-固定板；38-下橡胶塞片；39-泄压孔；41-第二铰座；42-主气道；43-上出气孔；44-下出气孔；45-充气气囊；46-充气软管；47-第一铰座；51-充气气缸；52-摆杆；53-滑套；54-回复弹簧；55-顶压杆；56-联动杆；57-侧压杆；58-侧压头；59-限位板。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例提供的板材切割用固定夹具包括固定基座4、快速充气机构3和按压机构5，为了将固定基座4稳定置于激光切割床面的顶针2结构上，所述固定基座4内加工有主气道42，主气道42一端与快速充气机构3的排气孔连接，另一端封闭，所述固定基座4上表面和下表面分别加工有与主气道42连通的上出气孔43和下出气孔44，下出气孔44的出气口与处通过螺纹连接有充气气囊45，本实施例中，所述充气气囊45为采用聚氨酯材料制作的柱状型气囊，不仅硬度高，而且材料收缩性好，充气气囊45优选为圆柱型形状，其顶部设置有螺纹接口的气嘴，气嘴与下出气孔44的出气口螺接。将充气气囊45插嵌于相邻的四根顶针2之间，当充气气囊45膨胀到位后便能稳定卡接于四根顶针2之间。

为了能达到充气气囊45便捷快速充气的目的，本申请相比现有的充气机构进行了一定改进，具体地，所述快速充气机构3包括充气筒31、进气活塞、固定气塞和压气组件，充气筒31固定在固定基座1一侧，设置在充气筒31近底部一侧的排气孔与主气道42连通，充气筒31近底部另一侧还设置有泄压孔39，泄压孔39处螺接有密封盖39，用于对整个夹具的内部压力卸除。所述固定气塞包括固定板37和下橡胶塞片38，固定板37水平固定在充气筒31内壁下部并将充气筒31内腔分隔为两个独立的空间，且固定板37上开有入气孔，所述下橡胶塞片38通过半折合式铰链铰接在固定板37的下表面并可用于密封入气孔，所述半折合式铰链指最大可转动45°的铰链，通过在转轴上成型一块限位板，当转轴转动45°后限位板抵靠在固定板37上不能继续转动。所述进气活塞包括活动板35和上橡胶塞片36，活动板35滑动设置在充气筒31内壁上部并将充气筒31上部空间分隔为两个独立的空间，活动板35的环形面上加工有一圈环形槽，环形槽内嵌有密封油环，密封油环与充气筒31内壁始终保持滑动接触，与油缸内活塞结构相似。所述活动板35上加工有过气孔，所述上橡胶塞片35通过半折合式铰链铰接在活动板35下表面并可用于密封过气孔，所述压气组件与活动板35连接并用于使活动板35上下滑动。

为了提高手动操作的便捷性，所述压气组件包括杠杆34、支杆和拉杆32，所述充气筒31顶部外壁上固定有上铰座33，所述支杆一端与上铰座33铰接，另一端与杠杆34中部铰接，所述杠杆34一端与拉杆32上部铰接，杠杆34中部与支杆铰接处向上凸起，以便于手握操作，所述拉杆32下端伸入至充气筒31内并通过多根短杆与活动板35上表面固定连接。手握杠杆34自由的一端并使其进行反复的上下摆动，带动拉杆32上下往复移动，当活动板35上升时，大气压将上橡胶塞片35顶开，空气进入至活动板35与固定板37之间，此时，下橡胶塞片38将入气孔密封，当活动板35下降时，内部空气受压缩并将上橡胶塞片35顶回密封过气孔，此时，压缩气体将下橡胶塞片38顶开，并进入至主气道42内。本实施例中的快速充气机构3具有气密性好、设计合理，且便于手动操作，能够快速且稳定为主气道42内供气的优势。

为了将板材1稳定固定在激光切割床面的顶针2上，所述按压机构5包括充气气缸51、摆杆52、侧压杆57和顶压杆55，所述固定基座4上表面固定有第一铰座47和第二铰座41，第一铰座47位于第二铰座41与快速充气机构3之间，所述摆杆52下端与第二铰座41铰接，摆杆52的中部套装有滑套53，摆杆52的上端与顶压杆55的中部铰接，且摆杆52上部环绕固定有限位板59，限位板59与滑套53之间设置有套装在摆杆52上的回复弹簧54，所述充气气缸51的缸筒底部与第一铰座47铰接，缸筒底部设置有进气口，缸筒的进气口与上出气孔43之间连接有充气软管46，所述充气气缸51的活塞杆一端铰接在滑套53上，所述顶压杆55靠近快速充气机构3的一端铰接有联动杆56，联动杆56一端铰接在滑套53上，所述顶压杆55另一端成型有顶压头，用于按压板材1边缘的上表面，所述侧压杆57为l型杆，侧压杆57的横梁与摆杆52下部固定连接，侧压杆57的竖梁与摆杆52保持平行，且侧压杆57的竖梁上设置用于按压板材1边缘侧壁的侧压头58，由于每块板材1的厚度不一，侧压头58与侧压杆57的竖梁之间采用活动连接的方式，具体地，所述侧压杆57的竖梁上加工有多个竖直均匀排列的螺孔，所述侧压头58一侧成型有与螺孔配合的螺纹头，侧压头58通过螺纹头与其中一个螺孔螺接，通过选择侧压头58的数量或者连接位置，可以对不同厚度的板材1侧壁进行按压。本实施例中作为优选地，按压机构5中的所有零件均位于同一竖直工作面内，不仅外形设计合理，而且按压可靠性强。

本发明的工作过程是：将未充气状态的充气气囊45插嵌于板材1边缘需按压处对应的四根顶针2中，保证顶压杆55一端的顶压头位于板材1上表面的上方，即确定好按压工位，手动摆动杠杆34进行快速充气，一部分气体通过上出气孔43进入充气气缸51内，推动其内的活塞及活塞杆，使摆杆52和侧压杆57同步转动，直至侧压头58接触到板材1的侧壁，此时活塞杆继续伸出，使滑套53沿着摆杆52向上滑动，通过联动杆56的作用带动顶压杆55的顶压头一端向下转动，直至顶压头接触并稳定按压板材1的上表面，此时活塞杆因受阻较大无法继续伸出，即伸出到位；另一部分气体通过下出气孔44进入充气气囊45内，使充气气囊45持续膨胀，最终稳定卡接在四根顶针2之间，利用杠杆34很难再继续进行手动摇摆(阻力很大)，即整个夹具处于稳定按压板材1的状态，其余按压位置的夹具操作同理，最终由几个本夹具配合来将板材1稳定按压在激光切割床面的顶针2上。

以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。