本發明涉及一種工裝夾具技術設備領域，特別涉及對不易夾持加工的工件進行裝夾加工的一種隨形調整工裝。

背景技術：

隨著科學技術的進步，在機械加工中所面對的工件形狀越來越復雜，很多工件外形難以夾持固定，而不便于機械加工；尤其具有3D曲面的工件、薄壁工件、微小工件，傳統技術中都是采用仿形夾具，由工程師根據產品形狀設計，并采用數控機床進行加工出工件仿形的夾具，用于夾持工件加工，或者是不得已選用高成本加工工藝。

現有技術中，形狀復雜工件的機械加工存在的缺陷是：工件夾持難度大、工裝夾具制造成本高、設計加工效率低、周期長、投入人力、物力、時間比較大；從而造成機械加工成本高。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種隨形調整工裝，針對現有技術中的不足，利用頂針受壓自動伸縮原理進行工件外型仿形，采用冰凍固定工件，速度快，很大程度縮短工裝夾具設計制造周期與成本，提高設備的有效使用率；克服傳統加工方法制作仿形工裝設計復雜、制作周期長、加工成本高，異型件、薄壁件、微小零件不易夾持加工的缺陷；提供一種成本低、效率高、結構簡單、通用性強，使用方便的隨形調整工裝。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種隨形調整工裝，包括主箱體、分隔板、上艙室、下艙室、上艙冷卻管、下艙冷卻管、冷凍液、制冷劑、浮動頂針、針頭、針節、針柄、頂針孔、頂針彈簧、彈簧槽、針底孔、實例工件、加工面、異形面，其特征在于：

所述主箱體為上開口的矩形體，所述主箱體內水平密封固定設置有分隔板，所述分隔板將主箱體分隔為上艙室和下艙室；所述上艙室為上口開放式設置，所述分隔板上垂直方向設置有多個相互平行的頂針孔，所述分隔板上表面上穿行于頂針孔之間設置有開放式的冷卻槽，所述冷卻槽內設置有上艙冷卻管，所述上艙冷卻管與分隔板表面平齊配置；所述下艙室為密閉形，所述下艙室上蓋與分隔板緊密相接，所述上蓋上垂直方向設置有多個與頂針孔一一相對的圓形的彈簧槽，所述彈簧槽底部設置有針底孔；所述上蓋的表面上穿行于彈簧槽之間設置有開放式的冷卻槽，所述冷卻槽內設置有下艙冷卻管，所述下艙冷卻管與上蓋表面平齊配置；所述彈簧槽內裝配有頂針彈簧，所述頂針孔、針底孔內裝配有浮動頂針，所述浮動頂針包括針頭、針節和針柄；所述針頭穿入于頂針孔內；所述針節外徑大于頂針孔，并與針底孔匹配設置，所述針節卡住頂針彈簧，所述針柄穿入于針底孔內，并與下艙室相通；所述上艙室內和下艙室內填加有冷凍液，所述上艙冷卻管和下艙冷卻管內設置有制冷劑；所述浮動頂針上設置有實例工件，所述實例工件的異形面與浮動頂針相互隨形連接，所述實例工件的加工面向上方配置。

所述分隔板采用隔熱材料制造。

所述浮動頂針采用矩形陣列或者圓形陣列排布，所述浮動頂針與主箱體平齊設置。

所述冷凍液采用水，所述制冷劑采用冷空氣、冷水或者液氮；所述冷凍液解凍采用熱空氣、熱水或者電熱傳導方式。

所述上艙冷卻管至少設置一層，所述下艙冷卻管至少設置一層。

所述浮動頂針在實例工件重量和頂針彈簧作用下伸縮移動，隨形調整適應實例工件的異形面，并通過多個浮動頂針支撐實例工件。

所述上艙室內的冷凍液在上艙冷卻管內的制冷劑作用下，冷凍固持實例工件和浮動頂針的針頭；所述下艙室內的冷凍液在下艙冷卻管內的制冷劑作用下，冷凍固持下艙室內的浮動頂針的針柄和頂針彈簧；所述上艙冷卻管或者下艙冷卻管內的制冷劑溫度升高后，分別對上艙室或者下艙室進行解凍。

本發明的工作原理為：所述隨形調整工裝，其分隔板將主體箱分成上下兩個艙室，每個艙室慣滿冷凍液---水，每個艙室分別通上、下艙冷卻管控制冷凍固持或者解凍松持；浮動頂針貫穿兩個艙室，頂針彈簧使浮動頂針在上下艙室內伸縮變位；利用浮動頂針的伸縮，以達到與不同形狀、高度、大小、質量的實例工件異形表面進行貼合、支撐；不同形狀工件與針頭接觸時，浮動頂針根據工件的外形收縮，下艙冷卻管通制冷劑，如冷氣，使下艙室的冷凍液結冰，固定針柄的位置；此時，所有收縮的浮動頂針將會在上艙室的針頂端構成一個與工件外型相符的凹凸型腔，對所貼合支撐的工件外型進行包裹、支撐，以此達到浮動頂針仿型，其主要特征是在頂針收縮仿形后，下艙室冷凍液結冰固定針柄位置；上艙室的針頭已在上艙室與工件構成一個與工件外型相符的凹凸型腔，把工件放置于頂頭端的凹凸仿型型腔位置，上艙冷卻管通冷氣，上艙冷凍液結冰，固定針頭與工件的貼合位置，固定針頭頂端的凹凸型腔及冷凍液所包裹工件的位置；其特征是采用制冷液體結冰來固定工件，對工件進行夾持；工件在機床上加工完成后，在上艙冷卻管通暖氣或電熱傳導，使上艙冷結液溶化，工件拿出，重新加裝放下一個同類工件；其特征是通過暖氣或電熱傳導使固定夾持工件的結冰液體(水)迅速溶化，釋放所夾持工件，以完成工件的拆裝，以此提高生產效率；通過下艙冷卻管通入暖氣或電熱傳導，使下艙冷凍液迅速溶化，此時即可換裝下一個不同類形、不同外形、不同大小、不同高度、不同質量的工件，重復對工件進行定型固持，完成另外一個工件的外型凹凸仿形型腔，釋放因結冰所固定的浮動頂針下方的頂針彈簧，恢復彈簧的彈性作用力，以完成不同類型、外形、大小、高度、質量的工件的快速更換與夾持；滿足工件夾持工裝的通用性、高效性和穩定性要求。

通過上述技術方案，本發明技術方案的有益效果是：利用頂針受壓自動伸縮原理進行工件外型仿形，采用冰凍固定工件，速度快，很大程度縮短工裝夾具設計制造周期與成本，提高設備的有效使用率；采用隨形調整工裝，可以快速裝夾復雜形狀的工件，新產品仿形固定快速，縮短產品生產周期，降低生產成本；隨形調整工裝設計結構簡單、使用方便，穩定性、機動靈活性高，通用性強，對于傳統的加工夾持方法進行了變革，提高了效率，在降低成本的同時也為機械工行業人員提供了更多方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例所公開的一種隨形調整工裝俯視圖示意圖；

圖2為本發明實施例所公開的一種隨形調整工裝AA向剖面示意圖；

圖3為本發明實施例所公開的一種隨形調整工裝軸側圖示意圖。

圖中數字和字母所表示的相應部件名稱：

1.主箱體 2.分隔板 3.上艙室 4.下艙室

5.上艙冷卻管 6.下艙冷卻管 7.冷凍液 8.制冷劑

9.浮動頂針 10.針頭 11.針節 12.針柄

13.頂針孔 14.頂針彈簧 15.彈簧槽 16.針底孔

17.實例工件 18.加工面 19.異形面

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

根據圖1、圖2和圖3，本發明提供了一種隨形調整工裝，包括主箱體1、分隔板2、上艙室3、下艙室4、上艙冷卻管5、下艙冷卻管6、冷凍液7、制冷劑8、浮動頂針9、針頭10、針節11、針柄12、頂針孔13、頂針彈簧14、彈簧槽15、針底孔16、實例工件17、加工面18、異形面19。

所述主箱體1為上開口的矩形體，所述主箱體1內水平密封固定設置有分隔板2，所述分隔板2將主箱體1分隔為上艙室3和下艙室4；所述上艙室3為上口開放式設置，所述分隔板2上垂直方向設置有多個相互平行的頂針孔13，所述分隔板2上表面上穿行于頂針孔13之間設置有開放式的冷卻槽，所述冷卻槽內設置有上艙冷卻管5，所述上艙冷卻管5與分隔板2表面平齊配置；所述下艙室4為密閉形，所述下艙室4上蓋與分隔板2緊密相接，所述上蓋上垂直方向設置有多個與頂針孔13一一相對的圓形的彈簧槽15，所述彈簧槽15底部設置有針底孔16；所述上蓋的表面上穿行于彈簧槽15之間設置有開放式的冷卻槽，所述冷卻槽內設置有下艙冷卻管6，所述下艙冷卻管6與上蓋表面平齊配置；所述彈簧槽15內裝配有頂針彈簧14，所述頂針孔13、針底孔16內裝配有浮動頂針9，所述浮動頂針9包括針頭10、針節11和針柄12；所述針頭10穿入于頂針孔13內；所述針節11外徑大于頂針孔13，并與針底孔16匹配設置，所述針節11卡住頂針彈簧14，所述針柄12穿入于針底孔16內，并與下艙室4相通；所述上艙室3內和下艙室4內填加有冷凍液7，所述上艙冷卻管5和下艙冷卻管6內設置有制冷劑8；所述浮動頂針9上設置有實例工件17，所述實例工件17的異形面19與浮動頂針9相互隨形連接，所述實例工件17的加工面18向上方配置。

所述分隔板2采用隔熱材料制造。

所述浮動頂針9采用矩形陣列或者圓形陣列排布，所述浮動頂針9與主箱體1平齊設置。

所述冷凍液7采用水，所述制冷劑8采用冷空氣、冷水或者液氮；所述冷凍液解凍采用熱空氣、熱水或者電熱傳導方式。

所述上艙冷卻管5至少設置一層，所述下艙冷卻管6至少設置一層。

所述浮動頂針9在實例工件17重量和頂針彈簧14作用下伸縮移動，隨形調整適應實例工件17的異形面19，并通過多個浮動頂針9支撐實例工件17。

所述上艙室3內的冷凍液7在上艙冷卻管5內的制冷劑8作用下，冷凍固持實例工件17和浮動頂針9的針頭10；所述下艙室4內的冷凍液7在下艙冷卻管6內的制冷劑8作用下，冷凍固持下艙室4內的浮動頂針9的針柄12和頂針彈簧14；所述上艙冷卻管5或者下艙冷卻管6內的制冷劑8溫度升高后，分別對上艙室3或者下艙室4進行解凍。

本發明的具體實施操作步驟是：隨形調整工裝主箱體1是一個矩形兩艙室框體，主箱體1由分隔板2分成上艙室3與下艙室4兩個艙室，在分隔板2與下艙室4上蓋之間設置有多排陣列式浮動頂針9，所述浮動頂針9貫穿上下兩個艙室，浮動頂針9的針節11下方由頂針彈簧14彈性頂出，浮動頂針9受到來自工件重量或者外部施加的壓力可以進行自由伸縮；上下兩個艙室內灌入冷凍液7--水，并通過上下艙冷卻管(5、6)快速冷卻，能使冷凍液7水快速結冰，浮動頂針9底部的針柄12連帶頂針彈簧14被凍結，從而浮動頂針9位置被固定，上艙室3針頭10與工件貼合接觸，形成與工件的仿形形狀；所述隨形調整工裝與數控銑床、普通炮塔銑床、磨床等進行配合，對工件進行快速夾持加工。

所述隨形調整工裝固定于數控機床工作臺面上，所加工工件放置于隨形調整工裝上艙室3浮動頂針9頂端，對工件施加壓力并對工件進行校正，工件受壓，工件與陣列浮動頂針9頂端接處，針頭10受到壓力，頂針底部的頂針彈簧14(或彈性機構)縮回；此時對隨形調整工裝下艙室4冷凍液7(水)進行快速結冰，浮動頂針9被凍結固持；隨形變化的浮動頂針9頂端形成工件的凹凸仿形形狀；此時，在對隨形調整工裝上艙室3進行快速結冰，工件也被上艙室3冷凍液7(水)結冰而被固定；進一步的，通過機床對工件進行加工，加工完成后，隨形調整工裝上艙室3冰進行快速解凍，工件被釋放，隨形調整工裝下艙室4仍處于凍結狀態，浮動頂針9處于固定狀態，浮動頂針9頂端仍是工件凹凸仿形形狀，拿出工件，放入下一個相同的工件，隨形調整工裝上艙室3再次凍結，固定工件，機床進行加工，如此循環來實現批量產品加工；當有換新產品加工時，對上艙室3與下艙室4同時進行解凍，浮動頂針9釋放在彈性力作用下頂出，更換新的工件，對上艙室3頂針進行接觸下壓，當陣列浮動頂針9針頭10形成工件的凹凸仿形形狀后，隨形調整工裝下艙室4冷凍液7(水)凍結，如此循環，快速進行新工件的換裝。

通過上述具體實施例，本發明的有益效果是：利用頂針受壓自動伸縮原理進行工件外型仿形，采用冰凍固定工件，速度快，很大程度縮短工裝夾具設計制造周期與成本，提高設備的有效使用率；采用隨形調整工裝，可以快速裝夾復雜形狀的工件，新產品仿形固定快速，縮短產品生產周期，降低生產成本；隨形調整工裝設計結構簡單、使用方便，穩定性、機動靈活性高，通用性強，對于傳統的加工夾持方法進行了變革，提高了效率，在降低成本的同時也為機械工行業人員提供了更多方便。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。