[发明专利]用于工件机加工的定位方法及其自动夹具

说明书

  

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种适用于规则和不规则表面形状及有多个加工位置的工件的机加工定位方法及其自动夹具。 

背景技术

常见产品或工件，是六面体或多面体的结构，加工面与基准面（所谓基准面，就是在加工工件中，工件上相对于机床（或夹具）的一个相对固定的一个面。用以确定其他点、线、面等尺寸的表面，是测量的零点参考面，是其它尺寸标注的起始点。）并非构成严格的垂直或平形关系。 

如图1所示的工件，经铲齿加工后形成的各齿的高度并不一致，所以其表面形状是不规则的，一般呈如图2A、2B或2C所示的形状，即使经过滚刀加工后齿片高度趋于一致，但实际上，由于齿片具有较大的弹性，以及滚刀为螺旋线走刀，故，所形成的波纹状平面与产品的下平面仍不平行，一般呈如图3A、3B或3C所示，波纹状平面或者是两端稿中间低，或者是一端高一端低，或者是两端第中间高等。所以，后续的加工中，比如铣、钻、铆、冲等工件必然歪斜，导致加工后的产品难于装配，甚至不合格等。如图4A是钻孔加工后一般会出现的情况，孔位与基准面之间产生各样的歪斜。 

散热器产品铲齿工艺，参见中国专利申请“一种热交换系列产品的加工方法”（申请号200710074270.7），其中铲齿产品，各叶片端面存在高度差，整体微观成波浪形状，这就使产品反面的平面加工包括铣、钻、铆、冲等的定位基准不稳定，加工后的位置必然出现歪斜、深浅不一等现象，与后工序组装无法匹配。而目前各种形式定位的夹具无法解决和有效控制。 

由以上可知，夹持工件的方法及其夹具的适当与否，对机加工至关重要。通常，夹具有固定支承、可调支承和自位支承三种形式定位工件。自位支承是利用杠杆平衡原理，在一个或多个支点的支承下，对工件形成的多点定位，但当工件形状复杂且支承位置允许尺寸变化较大时，易产生欠定位、过定位等缺点，造成支承的稳定性较差、刚度不足，使工序的加工效率和品质成为加工时的瓶颈。 

由此看出，采用现有技术的夹具对工件进行定位加工存在缺陷，若是采取如图5所示的自位支承方式，虽然部分工件可以加工，但是由于前工序铲削原因，工件的厚度会存在差别，需要加个压板，加垂直压力压紧，操作难度大，不稳定。另外，单个齿片很薄，垂直加工时，受力点易发生弹性变形，使定位点产生移位，同样会造成工件的加工品质不稳定，比如钻孔后孔位与基准面之间产生歪斜。 

发明内容

为解决现有技术存在的对于形状复杂和/或需多位置加工的工件无法稳定夹持以进行加工的问题，提供一种用于工件机加工的定位方法，能够方便且稳固的对工件进行夹持定位，其特征在于包括如下步骤： 

A.选取工件的基准面；

B.设置基准板，所述基准板与工件相对应的表面的形状与所述工件的基准面的形状相适配；

C.设置限位块，用于限制工件在相应方向上的自由度；

D.用活动定位块推压工件，使其紧靠在基准板上，成面接触。

本发明还提供一种结构简单且使用方便的自动夹具，其包括基准板、限位部件、支撑部件和活动定位块及其动力系统； 

所述基准板与工件相对应的表面的形状与所述工件的基准面的形状相适配；

所述支撑部件包括支撑座和两个侧壁，所述基准板设在所述两个侧壁的顶部；

所述限位部件是设置在所述支撑座和/或两个侧壁上适当位置处的多个限位块；

所述动力系统设在所述支撑座上。

根据本发明的实施例，还可以采用以下优选的技术方案： 

所述限位块是设在所述两个侧壁上以及所述支撑座的后部的三个，用于限制所述工件相应方向上的自由度，或所述限位块是设在所述支撑座左侧、右侧和后侧适当位置处的三个，用于限制所述工件相应方向上的自由度。

所述限位块四个是，分别设在所述支撑座的左侧、右侧、后侧和前侧，在前侧的限位块安装在所述活动定位块上或所述基准板上，总体构成平面内的四个自由度的完全定位。 

所述活动定位块及其动力系统有两组或两组以上，分别对应所述工件的适当部位设置。 

所述动力系统是气缸或液压缸，所述气缸或液压缸的行程小于或等于所述工件的厚度。 

当工件的加工面与基准面在同一侧时，所述气动或液压系统以伸展夹持方式工作；否则，所述气动或液压系统以收缩夹持方式工作。 

本发明的有益效果是：