一种异型孔铣削加工的定位夹持装置的制作方法

本发明涉及铣削夹持，具体地说，涉及一种异型孔铣削加工的定位夹持装置。

背景技术：

1、铣削加工是机械制造领域中一种常用的切削加工方式，其通过旋转的多刃铣刀对工件表面进行断续切削，能够实现平面、沟槽、成型面以及孔等多种特征的加工。在需要对板材类工件进行孔加工时，铣削加工凭借其灵活的刀具路径控制能力，能够加工出圆孔、方孔、腰形孔及其他异型孔结构，具有加工精度高、表面质量好、刀具适应性强等优点。

2、然而，与传统的钻孔加工相比，铣削加工在打孔过程中存在更为剧烈的切削振动；钻孔加工时，钻头沿轴向进给，切削力主要沿轴向方向，径向力较小，加工过程相对平稳；而铣削加工时，铣刀做圆周进给运动，刀具与工件之间的接触为断续切削，每个刀齿周期性地切入和切出工件材料，由此产生显著的周期性冲击载荷；同时，铣刀承受较大的径向切削力，该径向力方向随刀具旋转而不断变化，加剧加工系统的振动。

3、在现有技术中，对于板材类工件的孔加工夹持定位，通常采用通用夹具进行装夹，例如平口钳配合垫块、压板配合螺栓紧固或真空吸盘吸附等方式；这些夹持方式在面对常规钻孔加工时尚能满足基本需求，但当应用于铣削加工时，由于铣削加工中通常具有径向切削力和高频冲击载荷，传统压板式夹持主要依靠静摩擦力提供夹紧力，缺乏有效的动态减振结构，振动能量无法被吸收和耗散，容易导致工件在加工过程中发生微观位移，进而造成孔位偏差。

4、鉴于此，亟需一种异型孔铣削加工的定位夹持装置来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种异型孔铣削加工的定位夹持装置，其通过设置同心多圈层排布且能够独立竖向浮动的长板与弹压组件，使工件放置后依靠自身重力便可带动覆盖区域内的长板下沉，下沉的长板带动夹持组件以外圈未下沉长板为支点自动翻转压紧工件边缘，同时借助弹压组件吸收铣削过程产生的振动冲击，从而解决上述背景技术中所提出的问题，即：

2、传统板材夹具难以承受铣削加工带来的径向切削力与周期性冲击载荷，工件易发生微观位移而造成异型孔孔位偏差的问题。

3、为实现上述目的，该异型孔铣削加工的定位夹持装置包括铣削头与移动装置，所述移动装置上设有工作台，所述铣削头位于工作台正上方，所述工作台上设有多个弹压组件，多个弹压组件呈同心多圈层分布，位于工作台中心处的弹压组件顶部固定连接有定位组件，所述定位组件外围依次围合有多个长板，每四个长板为一组且长度相同，各组长板以定位组件为中心由内向外依次排列形成若干圈层结构；

4、每个所述长板底部均与对应的弹压组件连接，每个长板顶部靠近外侧边缘处均设有夹持组件，各所述夹持组件在自由状态下向外侧倾斜延伸并搭接于相邻外圈层长板的顶部；

5、当待加工工件放置于定位组件及长板上方时，工件覆盖区域的定位组件及对应圈层的长板受工件重力作用克服弹压组件的弹性支撑力向下移动，而未受工件覆盖的最外相邻圈层长板保持初始高度不变，向下移动的内侧圈层长板带动其上的夹持组件同步下降的过程中，与未下降外侧圈层长板的上表面为支点发生相对翻转，使得夹持组件夹持于工件上表面靠近边缘处。

6、上述技术方案中，因为弹压组件、长板以及夹持组件呈同心多圈层依次嵌套布置，且夹持组件在自由状态下向外倾斜搭接在相邻外圈长板顶面，这样当工件放置到装置上方时，工件覆盖范围内的长板会在工件自重作用下向下压缩弹压组件产生下沉位移，而工件没有覆盖到的外圈长板依旧保持原有高度不变，下沉的内圈长板便会带动夹持组件一同下降，以外圈保持不动的长板上表面作为支点，迫使夹持组件发生翻转，自动扣压在工件边缘位置；整个夹紧动作依靠工件自重即可完成，无需额外人工锁紧操作，同时弹压组件可在铣削加工过程中利用自身弹性缓冲铣刀带来的周期性冲击与径向振动，减小工件受到的振动载荷，使工件装夹后不易出现微观窜动位移，进而保证异型孔的铣削加工精度。

7、在此基础上，位于同一圈层的四个所述长板呈矩形围合分布，且由内向外各圈层长板的长度逐层递增。

8、并且，各圈层所述长板在初始状态下其上表面处于同一水平高度，各圈层所述弹压组件的弹性系数由内圈向外圈逐层递增，以补偿不同圈层长板及其上夹持组件的重力差异，使得各圈层长板在未承载状态下保持上表面平齐。

9、此技术方案中，所述弹压组件包括支杆，所述支杆活动伸缩设置于工作台内部，所述支杆外壁套设有弹簧，所述弹簧一端固定连接于工作台顶部，另一端固定连接于对应的定位组件或长板底部。

10、优选的，所述定位组件包括支板，所述支板固定连接于位于工作台中心处的支杆顶部，所述支板顶部固定连接有吸盘，所述吸盘用于对工件中心区域提供负压吸附预定位。

11、优选的，所述吸盘的上表面在初始状态下高于各圈层长板上的夹持组件的上表面。

12、另外，所述夹持组件包括支座，所述支座固定连接于长板顶部靠近外侧边缘处，所述支座上通过转轴转动连接有弧夹，所述弧夹在自由状态下向外侧倾斜延伸，其末端搭接于相邻外圈层长板的上表面。

13、优选的，所述弧夹整体呈半圆弧状，当内侧圈层长板向下移动时，所述弧夹以其搭接于外圈层长板上表面的末端为支点，沿弧面轨迹相对翻转并压合于工件上表面。

14、其中，所述弧夹的圆弧外表面设有支垫，所述支垫采用防滑橡胶材质，当工件直接压合于未翻转的弧夹外表面时，所述支垫与工件底面接触并产生防滑摩擦力。

15、所述弧夹的夹持端设有夹垫，所述夹垫采用防滑减震橡胶材质，用于压紧工件边缘时增大摩擦力。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果：

17、1、通过设置呈同心多圈层分布的弹压组件及长板结构，配合不同圈层长板长度逐层递增的布置方式，使该装置能够自适应不同外形尺寸的板材工件，无需根据工件尺寸变化而更换夹具或人工调整压板位置，扩大了装置的加工适用范围，减少装夹辅助时间，提高批量加工效率。

18、2、通过在长板顶部设置向外侧倾斜延伸并搭接于相邻外圈长板顶面的夹持组件，当工件依靠自重下压覆盖区域内的长板时，下沉的内圈长板带动夹持组件同步下降，并以外圈未下沉长板为支点发生自动翻转，从而在工件边缘处形成夹紧力，整个夹紧动作完全由工件自身重力触发完成，无需外部动力源或人工锁紧操作，实现工件的快速自动定位与夹紧，消除了人为操作带来的装夹误差。

19、3、通过弹压组件对覆盖区域内各圈层长板形成多点弹性支撑，使得铣削加工过程中，长板及其上方的工件能够随铣削冲击力做微小的弹性随动，将铣刀带来的周期性冲击载荷和径向振动能量转化为弹压组件的弹性变形能并予以耗散，削弱振动向工件的传递，避免了工件在加工过程中发生微观位移，保证了异型孔铣削的尺寸精度和表面质量。

1.一种异型孔铣削加工的定位夹持装置，包括铣削头（1）与移动装置（11），所述移动装置（11）上设有工作台（12），所述铣削头（1）位于工作台（12）正上方，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：位于同一圈层的四个所述长板（15）呈矩形围合分布，且由内向外各圈层长板（15）的长度逐层递增。

3.根据权利要求2所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：各圈层所述长板（15）在初始状态下其上表面处于同一水平高度，各圈层所述弹压组件（13）的弹性系数由内圈向外圈逐层递增，以补偿不同圈层长板（15）及其上夹持组件（16）的重力差异，使得各圈层长板（15）在未承载状态下保持上表面平齐。

4.根据权利要求1所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述弹压组件（13）包括支杆（130），所述支杆（130）活动伸缩设置于工作台（12）内部，所述支杆（130）外壁套设有弹簧（131），所述弹簧（131）一端固定连接于工作台（12）顶部，另一端固定连接于对应的定位组件（14）或长板（15）底部。

5.根据权利要求4所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述定位组件（14）包括支板（140），所述支板（140）固定连接于位于工作台（12）中心处的支杆（130）顶部，所述支板（140）顶部固定连接有吸盘（141），所述吸盘（141）用于对工件中心区域提供负压吸附预定位。

6.根据权利要求5所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述吸盘（141）的上表面在初始状态下高于各圈层长板（15）上的夹持组件（16）的上表面。

7.根据权利要求1所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述夹持组件（16）包括支座（160），所述支座（160）固定连接于长板（15）顶部靠近外侧边缘处，所述支座（160）上通过转轴转动连接有弧夹（161），所述弧夹（161）在自由状态下向外侧倾斜延伸，其末端搭接于相邻外圈层长板（15）的上表面。

8.根据权利要求7所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述弧夹（161）整体呈半圆弧状，当内侧圈层长板（15）向下移动时，所述弧夹（161）以其搭接于外圈层长板（15）上表面的末端为支点，沿弧面轨迹相对翻转并压合于工件上表面。

9.根据权利要求7所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述弧夹（161）的圆弧外表面设有支垫（162），所述支垫（162）采用防滑橡胶材质，当工件直接压合于未翻转的弧夹（161）外表面时，所述支垫（162）与工件底面接触并产生防滑摩擦力。

10.根据权利要求7所述的异型孔铣削加工的定位夹持装置，其特征在于：所述弧夹（161）的夹持端设有夹垫（163），所述夹垫（163）采用防滑减震橡胶材质，用于压紧工件边缘时增大摩擦力。