[发明专利]通用柔性夹具及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工与装配技术领域，尤其是一种基于相变材料的柔性夹具，可以真正实现对任意形状、任意尺寸的零件安装定位及夹紧。

背景技术

目前，随着技术的进步，人们对产品的需求越来越趋向多变、个性化及多样化。体现在产品寿命越来越短（更新换代快）、新产品越来越多、产品批量越来越小。这些给制造企业提出了极大的挑战，加工的零件尺寸大小形状各式各样，完全没有可预见性。为了减少工装夹具的设计制造时间，缩短生产准备时间，只有采用柔性夹具。柔性夹具就是同一个夹具能够完成不同类型不同尺寸零件的定位夹紧。目前应用最多的柔性夹具有两类，一类是可调夹具，主要针对同一个类型的零件，通过调节定位夹具元件夹紧元件的尺寸及位置实现对同类零件的装夹；另一类是组合夹具（模块化夹具），组合夹具是采用模块化系列化的标准件进行组合形成的夹具。

现有技术中的柔性夹具存在很多不足：

（一）可调夹具只能针对同一类零件，不能装夹其它类零件；

（二）组合夹具虽然可以经过组合满足不同类型尺寸零件的装夹，但是还存在如下缺陷：

1）组合元件质量要求高；

2）首置费用高；

3）由于是组合叠加“撘积木”而成，这种柔性夹具刚性较差，难以适应重切削；

4）难以装夹不规则形状零件；

5）组合尺寸是系列化的而非连续变化；

6）装配调试要求技术高；

7）零件种类和数量多需要专业管理，使用管理成本较高。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种通用柔性夹具及其使用方法，从而有效的克服了现有技术中柔性夹具的缺陷，实现任意复杂形状和任意尺寸大小零件装夹，使用灵活，同时大大提高了使用可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种通用柔性夹具，包括基座，所述基座上部安装有相变材料腔体，所述相变材料腔体内安装有夹紧体和定位体，所述夹紧体按夹紧位置放置在相变材料腔体内的基座上，所述定位体按定位要求放置在相变材料腔体内的基座上，所述夹紧体、定位体、相变材料腔体以及基座通过浇铸固联体相变材料固联在一起；所述夹紧体的顶部安装有夹紧头，所述定位体顶部设置有定位头，所述夹紧头和定位头均与工件抵接；位于相变材料腔体内的基座上还均匀分布有多个散热块，所述散热块通过柔性软管将其连接起来，内通冰水。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述夹紧头采用压板或者气动液压夹紧结构。

所述固联体相变材料为低熔点锡铋合金，所述固联体相变材料的熔点为60至70度。

相变材料腔体为侧壁多筋收口式结构，通过螺钉安装在基座上。

定位体的结构为：包括定位座，所述定位座底部开有沉孔，所述沉孔内安装定位头，定位座所开沉孔处的侧壁上设置有定位体相变材料加注口，所述定位头底部通过加注定位体相变材料实现与定位座的刚性固联，所述定位座底面镶嵌的定位座永磁体，将定位座与基座吸合。

所述定位体相变材料熔点温度为80至90度。

夹紧体的结构为：包括夹紧体底座，所述夹紧体底座上安装夹紧体基体，所述夹紧体基体为筒状结构，所述夹紧体基体顶部开有收口孔，所述收口孔内壁设置有内螺纹，夹紧高度调节体通过螺纹连接装入夹紧体基体内，所述夹紧体基体的侧壁上开有夹紧体相变材料上加注口及夹紧体相变材料下加注口，通过加注夹紧体相变材料实现夹紧高度调节体和夹紧体基体的刚性固联，所述夹紧高度调节体顶部安装夹紧头，所述夹紧头与夹紧高度调节体垂直；所述夹紧体底座底面镶嵌的夹紧座永磁体，将夹紧体和基座吸合。

所述夹紧体相变材料熔点温度为80至90度。

散热块的结构为：其内部设置有U型流道，采用黄铜制造，所述散热块两侧配管接头，由柔性软管连接成冷却流道，并在基座上空余位置均匀布置；通过柔性软管连接成一路或多路。

一种通用柔性夹具的使用方法，包括如下步骤：

第一步：根据工件加工或装配要求，确定定位位置及夹紧位置，确定各定位体及夹紧体的调节长度，确定夹具的系列；

第二步：将定长工具调节到所需长度，将定位头装入定位座，放入工具中，压力加注低熔点定位体相变材料，同时由辅助冷却装置对相变材料进行冷却，等冷却固化后取出定位体；同样的方法制作其它定位体；