[发明专利]一种适合零件复杂曲面定位装夹的柔性夹具

说明书

技术领域

本发明涉及汽车内饰件加工领域，具体涉及一种适合零件复杂曲面定位装夹的柔性夹具。

背景技术

汽车内饰件是汽车的重要组成部分，不同车型的内饰件往往在外形结构存在很大差异。随着新车型的推出，以及更新换代的不断加快，汽车内饰件的生产正往多品种、小批量的方向发展。

由于汽车仪表台等内饰类零件壁厚较薄、曲面复杂、结构尺寸大、刚性差，机械加工时极易变形，因此需要制作对应的工装夹具。但在多品种、小批量的生产情况下，夹具成本较高。实现汽车内饰件的柔性装夹是解决该问题的关键，但柔性装夹方法在汽车内饰件加工领域尚未得到解决和应用。

目前，大尺寸薄壁件的柔性夹具主要基于曲面多点成形技术，采用阵列式支撑结构实现对零件曲面的定位和支撑。例如中国专利 201310100659.X公开的一种薄壁大部件柔性夹具以及西班牙M.TORRES公司的TORRESTOOL柔性夹具系统。两者通过多台电机调节阵列式的支撑杆的水平位置和高度参数，配合可在任意方向上倾斜的真空吸盘，实现零件的曲面定位和柔性装夹。但这两种方式均不适用于汽车仪表台等内饰件的装夹。首先，这种阵列式支撑杆只能调节水平位置和高度参数，无法调节支撑杆的角度，无法适应汽车仪表台等内饰件过于复杂的曲面；其次，汽车仪表台等内饰件表面较为粗糙，且曲率变化很大，不利于吸盘的吸附。此外，这种柔性夹具需要多台控制电机，控制难度大，造价昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合零件复杂曲面定位装夹的柔性夹具，解决了零件复杂曲面不易定位装夹的问题。

本发明的技术方案为：一种适合零件复杂曲面定位装夹的柔性夹具，包括基座框、边缘定位支撑装置、支撑器托架、万向支撑器和支撑件；基座框顶部设有第一滑轨，内壁设有第二滑轨，边缘定位支撑装置设置在基座框的第一滑轨上，对零件边缘起定位支撑作用；支撑器托架设置在基座框的第二滑轨上，万向支撑器设置在支撑器托架上，支撑件设置在万向支撑器顶部，对不同零件的曲面进行定位和支撑。

所述边缘定位支撑装置包括滑块、水平滑轨、导向柱、套筒和夹持件，滑块底部设置在第一滑轨上，沿第一滑轨滑动，并通过螺钉定位；水平滑轨设置在滑块顶部，与第一滑轨异面垂直，并通过螺钉定位；导向柱固连在水平滑轨的顶部，套筒套在导向柱上，沿导向柱滑动和转动，并通过螺钉定位；套筒顶部设有夹持件，用于夹持零件边缘。

所述万向支撑器包括顶杆、球形套筒、锁紧机构和固定框，锁紧机构设置在固定框内，固定框和锁紧机构之间设有球形套筒，顶杆穿过球形套筒，且与球形套筒螺纹连接，支撑件设置在顶杆顶部，固定框固定在支撑器托架上。

所述锁紧机构包括压块和凸轮，球形套筒位于压块和固定框之间，压块一侧卡住球形套筒，另一侧设有凸轮。

所述支撑件采用球面、弧面或平面。

与现有技术相比，本发明的优点是：（1）万向支撑器的角度任意可调，适应于汽车仪表台等内饰件十分复杂的曲面；（2）基座框能适应结构尺寸相差较大的不同零件，大大提高了夹具的柔性；（3）结构简单，可操作性强，造价低。

附图说明

图1为本发明的适合零件复杂曲面定位装夹的柔性夹具的整体结构示意图。

图2为本发明的基座框结构示意图。

图3为本发明的边缘定位支撑装置结构示意图。

图4为本发明的支撑器托架结构示意图。

图5为本发明的万向支撑器与支撑器托架局部放大图。

图6为本发明的万向支撑器内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明专利作进一步描述。

结合图1~图6，一种适合零件复杂曲面定位装夹的柔性夹具，包括基座框1、边缘定位支撑装置2、支撑器托架3、万向支撑器4和支撑件5；基座框1顶部设有第一滑轨1-1，内壁设有第二滑轨1-2，边缘定位支撑装置2设置在基座框1的第一滑轨1-1上，对零件边缘起定位支撑作用；支撑器托架3设置在基座框1的第二滑轨1-2上，万向支撑器4设置在支撑器托架3上，支撑件5设置在万向支撑器4顶部，对不同零件的曲面进行定位和支撑。