一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具.pdf

本发明公开了一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，包括夹具基座、定位螺栓、支撑体，所述夹具基座的两端相对地水平设置有两个用于夹紧工件的夹块，所述定位螺栓竖直贯穿地设置于夹具基座底部，所述支撑体设置于与工件的加工末端与夹块之间，装夹后，可以同时夹持工件和支撑体进行切削，工件和支撑体可根据需要通过手柄和定位螺栓分别调节水平方向和竖直方向的位置。本发明可以根据工件和支撑体的形状和尺寸，组合调节定位螺栓和夹块位置，实现不同形状尺寸的工件的少无毛刺加工，节省支撑体修整的成本和时间，提高生产效率。

1.  一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，其特征在于：包括夹具基座(1)、定位螺栓(6)、支撑体(5)，所述夹具基座(1)的两端相对地水平设置有两个用于夹紧工件(2)的夹块(3)，所述定位螺栓(6)竖直贯穿地设置于夹具基座(1)底部，所述支撑体(5)设置于与工件(2)的加工末端与夹块(3)之间。

2.  根据权利要求1所述的基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，其特征在于：所述夹块(3)包括丝杆部(32)、与工件(2)紧密接触的夹紧头(31)，所述丝杆部(32)与夹具基座(1)两端的螺孔相配合，通过转动丝杆部(32)调节夹紧头(31)的位置。

3.  根据权利要求2所述的基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，其特征在于：所述丝杆部(32)一端贯穿设置有可拆卸的手柄(2)。

4.  根据权利要求3所述的基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，其特征在于：所述夹具基座(1)的两端相互平行。

一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具
技术领域
本发明涉及金属切削领域中的定位夹紧领域，尤其涉及一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具。
背景技术
金属切削毛刺的形成是金属切削过程由于材料的塑性变形而产生的一个正常的、常见的现象，它的形成与变化直接影响着零件的加工质量和加工效率，也日益成为精密、超精密加工和自动化加工面临的重大挑战。据相关调查研究表明，在零部件的切削加工过程中，去毛刺过程所花费的加工时间和加工费用可以高达整个零部件加工费用的30%，例如飞机发动机的零部件等精密零件。对于一个中等复杂程度的零件，其去除毛刺的加工费用也将达到15%-20%。去除毛刺是一个毫无经济价值的附加加工过程，它降低了零件的加工质量和加工效率。然而，如果工件上的毛刺得不到有效控制或去除，将会给带来极大的危害。利用支撑体法切削可以在切削过程中有效控制毛刺的形成，降低毛刺的危害。然而对于特殊形状的零件，支撑体法无法直接应用于切削过程中，常常需要预先修整支撑体形状，大大增加了工作量。而一个合适的夹具能够不需附加支撑体修整工艺，直接实现工件与支撑体的定位与夹紧。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、可有效减少工件加工毛刺的少无毛刺切削加工夹具。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，包括夹具基座、定位螺栓、支撑体，所述夹具基座的两端相对地水平设置有两个用于夹紧工件的夹块，所述定位螺栓竖直贯穿地设置于夹具基座底部，所述支撑体设置于与工件的加工末端与夹块之间，装夹后，可以同时夹持工件和支撑体进行切削，工件和支撑体可根据需要通过手柄和定位螺栓分别调节水平方向和竖直方向的位置。
进一步地，所述夹块包括丝杆部、与工件紧密接触的夹紧头，所述丝杆部与夹具基座两端的螺孔相配合，通过转动丝杆部调节夹紧头的位置，转动即可调整位置，可实现工件与支撑体的水平方向灵活定位。
进一步地，所述丝杆部一端贯穿设置有可拆卸的手柄，可避免切削过程中不必要的干涉。
进一步地，所述夹具基座的两端相互平行，方便直接通过刨床和铣床的夹具装夹后应用于切削过程中。
相比现有技术，本发明的优点是实现了切削过程中不同形状和尺寸的工件与支撑体的分别定位与共同夹紧。具体地，调整定位螺栓，可以实现工件与支撑体在竖直方向上的分别定位。通过旋转手柄调节夹块的水平位置，可以实现工件与支撑体在水平上的定位与夹紧。根据工件与支撑体的具体形状和尺寸，灵活组合调节水平方向和竖直方向的定位，可以实现多种切削环境的定位，大大节省了支撑体修整的成本和时间，提高生产效率，同时，本发明通过附加支撑体的方法，改善工件终端面的支撑刚度，抑制切削过程中负剪切区的形成，使得切削毛刺在切削过程中就直接被抑制而难以形成。支撑体可以根据不同的切削材料而灵活选择，这就使得本发明可以应用于任意切削材料的切削加工工艺。依据本发明可以完全抑制切削过程中负毛刺的形成，大大降低切削过程中形成的毛刺的尺寸，毛刺高度和毛刺厚度降低超过80%。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为应用本发明实施例的少无毛刺沟槽加工原理图。
图3为应用本发明实施例的少无毛刺刨削加工原理图。
图中：1-夹具基座；2-手柄；3-夹块；4-工件；5-支撑体；6-定位螺栓；7-刀具。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1所示，一种基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，包括夹具基座1、定位螺栓6、支撑体5，所述夹具基座1的两端相对地水平设置有两个用于夹紧工件2的夹块3，所述定位螺栓6竖直贯穿地设置于夹具基座1底部，所述定位螺栓6可采用标准件，可根据工件4和支撑体5的形状和相对位置以及加工要求灵活选用。所述支撑体5设置于与工件2的加工末端与夹块3之间，装夹后，可以同时夹持工件和支撑体进行切削，工件和支撑体可根据需要通过手柄和定位螺栓分别调节水平方向和竖直方向的位置。
具体地，所述夹块3包括丝杆部32、与工件2紧密接触的夹紧头31，所述丝杆部32与夹具基座1两端的螺孔相配合，通过转动丝杆部32调节夹紧头31的位置，转动即可调整位置，可实现工件与支撑体的水平方向灵活定位。
具体地，所述丝杆部32一端贯穿设置有可拆卸的手柄2，可避免切削过程中不必要的干涉。
具体地，所述夹具基座1的两端相互平行，方便直接通过刨床和铣床的夹具装夹后应用于切削过程中。
以应用于不锈钢沟槽板加工为例：
工件4的材料为304不锈钢，尺寸为45×15×50mm，支撑体5的材料为45#钢，尺寸为15×35×50mm。
根据工件4和支撑体5的组合尺寸，选择合适的基于支撑体的少无毛刺切削加工夹具，并定位夹紧于对应加工工艺的机床上。
装夹时，根据工件4和支撑体5的形状和尺寸，预先调节定位螺栓6粗略定位，旋转手柄2使夹块3对工件4和支撑体5进行预夹紧。
根据加工要求，通过定位螺栓6调整工件4和支撑体5的高度和相对高度，待调平后旋转手柄2夹紧工件4和支撑体5。
本实施例通过灵活组合调节手柄和定位螺栓，实现了尺寸和材料均不一致的工件和支撑体的定位和夹紧。后续只需通过机床进行加工即可完成沟槽的加工。
在另一个实施例中，采用本发明加工铜沟槽。待加工材料为纯铜，具有较高的传热传质性能，常用于强化传热研究，制备热超导体元器件等。铜材料塑性极高，在常规切削条件下，容易形成较大尺寸的毛刺，并且毛刺的硬度远高于本体材料。
如图2所示，纯铜沟槽板的加工，步骤包括：
1）根据工件4的材料，选定支撑体5的材料为Al-6061铝合金，根据零件的成形尺寸选定支撑体5尺寸，并通过刨床虎钳装夹；
2）根据具体加工要求，所述刀具7选用齿距齿宽均为1mm的多齿刀具，刀具前角为10°，刀具后角为8°；
3）根据具体加工要求，选定切削速度为0.11m/s，切削深度为0.2mm；
4） 根据成形零件的特征，切削过程中向下进刀5次，以使沟槽深度为1mm；
切削过程中，支撑体5与工件4上均出现沟槽，所得零件的终端面仅有尺寸极小的毛刺，毛刺高度小于0.1mm，有利于后续加工。
在另一个实施例中，采用本发明刨削加工铝合金零件平面。待加工材料为Al-6061铝合金，是一种工业上常用的高品质镁铝合金，广泛应用于设备制造、汽车生产以及各类电器零部件等的结构件。该材料在无支撑体条件下切削容易形成较大尺寸的毛刺，甚至出现负毛刺。
如图3所示，本实施例提供的少无毛刺加工工艺应用于铝合金零件平面刨削加工，步骤包括：
1）根据工件4的材料，选定支撑体5为Al-6061铝合金，根据零件的成形尺寸选定支撑体的尺寸，并直接通过刨床虎钳装夹；
2）根据具体加工要求，所述刀具7选用前角和后角均为10°的锋利刨削刀具；
3）设定切削速度为0.1m/S，切削深度为0.2mm；
4）开动刨床完成切削过程。
切削加工过程中工件4和支撑体5均被刀具7加工，所得工件4的已加工表面的表面光洁度高，无支撑体切削条件下出现的负毛刺得到了抑制，毛刺高度小于0.01mm。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。