專利名稱：一種用于激光打孔的夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾具，特別涉及一種可移動(dòng)和自由分區(qū)的激光打孔用夾具。
背景技術(shù)：
與其它打孔方法相比，激光打孔具有加工速度快、成本低、適合材料廣泛等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于金屬、陶瓷、復(fù)合材料和塑料等材料的打孔，在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。
目前激光打孔法主要包括脈沖打孔法和旋切打孔法兩種。激光打孔過(guò)程是一個(gè)燒蝕過(guò)程，在高能激光打孔的同時(shí)，由于熱傳導(dǎo)作用，在孔的周?chē)ǔ?huì)形成熱影響區(qū)，產(chǎn)生重鑄層、微裂紋等現(xiàn)象；特別是對(duì)于薄型板材而言，還會(huì)在較高的熱應(yīng)力作用下導(dǎo)致未加工區(qū)域發(fā)生復(fù)雜變形，使激光在板材上的聚焦光斑直徑沿垂直方向出現(xiàn)隨機(jī)變化，這將直接影響后續(xù)激光加工的順利進(jìn)行，同時(shí)還會(huì)影響孔的質(zhì)量。因此，如何充分利用激光的高能量進(jìn)行孔加工，同時(shí)盡可能降低熱應(yīng)力所帶來(lái)的負(fù)面影響， 一直是該領(lǐng)域待解決的難題
發(fā)明內(nèi)容
、
本發(fā)明的目的在于針對(duì)金屬板材在激光打孔中的變形難題，提供一種用于激光打孔的夾具，該夾具可以有效控制金屬板材的變形。
本發(fā)明提供的用于激光打孔的夾具，其特征在于它包括第一、第二固定支撐，第一、第二活動(dòng)支撐和第一、第二壓條；第一固定支撐的上、下端面平行，其上端面上開(kāi)有至少兩個(gè)第一通孔,其下端面上開(kāi)有至少兩個(gè)第二通孔，第一固定支撐的側(cè)壁下部開(kāi)有螺孔，
各螺孔的中心位于同一水平線上且呈對(duì)稱分布；第二固定支撐與第一固定支撐的結(jié)構(gòu)相同；
第一活動(dòng)支撐的上、下端面平行，且上端面開(kāi)有對(duì)稱分布的第三通孔，各第三通孔的中心位于同一水平線上；第二活動(dòng)支撐與第一活動(dòng)支撐的結(jié)構(gòu)相同；
裝夾時(shí)，第一、第二固定支撐通過(guò)第二通孔和緊固螺栓固定在工作臺(tái)上的T型槽中，各支點(diǎn)架分別通過(guò)緊固螺栓緊固在工作臺(tái)的T型槽中；
第一、第二活動(dòng)支撐放置于第一、第二固定支撐之間，各活動(dòng)支撐和固定支撐的上端面共同構(gòu)成一個(gè)支撐面，待加工板材放置于所述支撐面上，待加工板材通過(guò)緊固螺栓和第一通孔固定；第一、第二固定支撐分別利用調(diào)節(jié)螺栓通過(guò)螺孔頂緊在四個(gè)支點(diǎn)架上；第一、第二壓條壓在待加工板材上，并通過(guò)緊固螺栓和第三通孔固定。
本發(fā)明能充分滿足激光打孔技術(shù)對(duì)夾具的特定要求，可保證金屬板材在打孔區(qū)域始終保持平整，不會(huì)導(dǎo)致激光在金屬板材上的聚焦光斑直徑發(fā)生明顯改變，從而獲得直徑均勻、垂直度好的群孔，實(shí)現(xiàn)金屬板材上高質(zhì)量均勻群孔的快速加工。具體而言，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果
(1) 采用區(qū)域分割的方法，可根據(jù)金屬基板的厚度不同，自由選擇每次加工的面積大小，適應(yīng)性廣泛。
(2) 針對(duì)的材料廣泛，可加工鐵基、不銹鋼、工具鋼等金屬板材。G)能在整個(gè)加工過(guò)程中保持金屬基板與激光加工頭的距離不變，從
而保證激光束在基板表面的聚集光斑直徑不變，保證獲得良好質(zhì)量的孔。
(4)整個(gè)夾具安裝、拆卸和調(diào)節(jié)方便，能在較低的成本下獲得高質(zhì)量的加工效果。
本發(fā)明的有益效果為有效減少了激光熱作用對(duì)金屬基板的變形影響，提高了激光打孔的質(zhì)量和精度，孔的圓整度高，孔壁平直，而且能提高激光打孔的效率。


圖l為本發(fā)明的總體裝配俯視圖；圖2為圖1的正視圖3為本發(fā)明的固定支撐的示意圖，其中，3A為俯視圖，3B為主視圖，3C為側(cè)視圖4為本發(fā)明的活動(dòng)支撐的示意圖，其中，4A為俯視圖，4B為主視圖，4C為側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明主要包括固定支撐2和2'、活動(dòng)支撐3和3'、壓條4和4'、緊固螺栓5、支點(diǎn)架6、調(diào)節(jié)螺栓8。
參見(jiàn)圖3，固定支撐的上端面開(kāi)有通孔10和10'，下端面開(kāi)有通孔ll和ll'。固定支撐的上下端面保持平行，并具有良好的平整度。固定支撐的側(cè)壁下部開(kāi)有螺孔12和12'，螺孔12和12'的中心保持在同一水平線上，并且在固定支撐上呈左右對(duì)稱分布。
參見(jiàn)圖4，活動(dòng)支撐的上端面開(kāi)有通孔13和13'，通孔13和13'的中心保持在同一水平線上，并且在活動(dòng)支撐上呈左右對(duì)稱分布?；顒?dòng)支撐的上下端面保持平行，并具有良好的平整度。
參見(jiàn)圖1和圖2。本發(fā)明的夾具的安裝和使用流程如下
(1) 將4個(gè)相同的支點(diǎn)架6按矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系分別用四個(gè)緊固螺栓5緊固在工作臺(tái)9的T型槽中，支點(diǎn)架6和6'沿長(zhǎng)度方向的距離以及支點(diǎn)架6和6"沿寬度方向的距離由所加工的金屬板材的面積大小而定。
(2) 將固定支撐2和2'、活動(dòng)支撐3和3'按如圖1和2所示順序依次擺放在
5工作臺(tái)9上，其中2個(gè)固定支撐分別放于四個(gè)支點(diǎn)架6所構(gòu)成的矩形外，而2個(gè)活動(dòng)支撐則分別放于四個(gè)支點(diǎn)架6構(gòu)成的矩形內(nèi)，固定支撐和活動(dòng)支撐的長(zhǎng)度方向均與工作臺(tái)9的寬度方向平行。采用4個(gè)緊固螺栓5分別將固定支撐2和2'初步固定在工作臺(tái)9的T型槽中，但不緊固。在T型槽的限制下，固定支撐2和2'在外力作用下可以沿工作臺(tái)9的X軸方向移動(dòng)，但不能沿Y方向移動(dòng)。
(3) 將已加工出工藝孔的金屬板材l放置于固定支撐和活動(dòng)支撐所構(gòu)成的支撐架上，金屬板材1的工藝孔與固定支撐2上端面所開(kāi)的貫穿孔10在位置上對(duì)應(yīng)，采用4個(gè)緊固螺栓5將金屬板材1緊固在固定支撐2上。
(4) 采用4個(gè)調(diào)節(jié)螺栓8分別旋入固定支撐2下部的螺孔12，分別以對(duì)應(yīng)的支點(diǎn)架6為固定點(diǎn)，同時(shí)調(diào)節(jié)螺栓8的旋入程度，利用固定的支點(diǎn)架6的反作用力，將金屬板材l繃直。
(5) 壓條4上開(kāi)的通孔的位置與活動(dòng)支撐3上端面的通孔13的位置相對(duì)應(yīng)，將2根壓條4置于金屬板材1的上面，并通過(guò)緊固螺栓5分別將壓條4和活動(dòng)支撐3、壓條4'和活動(dòng)支撐3'連接，但不緊固。根據(jù)金屬板材l的厚度確定單次加工的區(qū)域大小，并移動(dòng)活動(dòng)支撐3和3'分割出合適的單次加工區(qū)域，此時(shí)將壓條4和4'上的4個(gè)緊固螺栓5緊固。
(6) 將激光加工頭7移動(dòng)到步驟5所分割出的單次加工區(qū)域內(nèi)，沿Z向上下調(diào)整激光加工頭7與金屬板材1的相對(duì)位置，根據(jù)需要加工的孔的大小選擇合適的激光聚焦光斑。當(dāng)分割區(qū)域的激光加工完成后，松開(kāi)壓條4和4'上的4個(gè)緊固螺栓5，同時(shí)沿X方向移動(dòng)活動(dòng)支撐3和3'到未加工區(qū)域，并重復(fù)步驟(5)建立新的分割區(qū)域開(kāi)始新的加工。重復(fù)步驟(5)和(6)就能完成整個(gè)金屬板材1的高質(zhì)量打孔加工。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
并不局限于上述舉例的一種，上述舉例是本發(fā)明的一種常用的工作情況。本發(fā)明的關(guān)鍵在于利用2個(gè)固定支撐保證了整個(gè)金屬板材的平整，在此基礎(chǔ)上利用2個(gè)活動(dòng)支撐和2個(gè)壓條實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬板材的實(shí)時(shí)分區(qū)，從而有效控制了金屬板材變形對(duì)激光加工的影響，獲得了直徑均勻、垂直度好的群孔。至于固定支撐、活動(dòng)支撐、壓條和支點(diǎn)架等夾具組件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用多種方式加以具體實(shí)現(xiàn)，上面只是列舉了其中一種實(shí)現(xiàn)方式。
本發(fā)明所涉及的夾具適用于鐵基、不銹鋼、工具鋼等金屬板材的激光
打孔，適合的金屬板材的厚度范圍在0.5 10mm之間。
權(quán)利要求
1、一種用于激光打孔的夾具，其特征在于它包括第一、第二固定支撐(2，2′)，第一、第二活動(dòng)支撐(3、3′)和第一、第二壓條(4、4′)；第一固定支撐(2)的上、下端面平行，其上端面上開(kāi)有至少兩個(gè)第一通孔(10、10′)，其下端面上開(kāi)有至少兩個(gè)第二通孔(11、11′)，第一固定支撐(2)的側(cè)壁下部開(kāi)有螺孔(12、12′)，各螺孔的中心位于同一水平線上且呈對(duì)稱分布；第二固定支撐(2′)與第一固定支撐(2)的結(jié)構(gòu)相同；第一活動(dòng)支撐(3)的上、下端面平行，且上端面開(kāi)有對(duì)稱分布的第三通孔(13、13′)，各第三通孔(13、13′)的中心位于同一水平線上；第二活動(dòng)支撐(3′)與第一活動(dòng)支撐(3)的結(jié)構(gòu)相同；裝夾時(shí)，第一、第二固定支撐(2，2′)通過(guò)第二通孔(11、11′)和緊固螺栓(5)固定在工作臺(tái)(9)的T型槽中，各支點(diǎn)架分別通過(guò)緊固螺栓緊固在工作臺(tái)(9)的T型槽中；第一、第二活動(dòng)支撐(3、3′)放置于第一、第二固定支撐(2，2′)之間，各活動(dòng)支撐和固定支撐的上端面共同構(gòu)成一個(gè)支撐面，待加工板材放置于所述支撐面上，待加工板材通過(guò)緊固螺栓和第一通孔(10、10′)固定；第一、第二固定支撐(2，2′)分別利用調(diào)節(jié)螺栓(8)通過(guò)螺孔(12、12′)頂緊在四個(gè)支點(diǎn)架上；第一、第二壓條(4、4′)壓在待加工板材上，并通過(guò)緊固螺栓和第三通孔(13、13′)固定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于激光打孔的夾具，是一種可以保持整個(gè)金屬板材平整和可以任意分割區(qū)域的激光打孔夾具，主要由固定支撐、活動(dòng)支撐、壓條、支點(diǎn)架和調(diào)節(jié)螺栓等組件組裝而成。通過(guò)該夾具的繃直和分區(qū)等功能，可有效克服金屬板材熱變形對(duì)激光打孔的影響，使金屬基板在激光打孔區(qū)域保持平整。由于整個(gè)激光加工過(guò)程中能保持金屬基板與激光加工頭的距離不變，從而可獲得直徑均勻、垂直度好的高質(zhì)量群孔。該夾具特別適合厚度范圍在0.5～10mm之間的鐵基、不銹鋼、工具鋼等金屬板材的高質(zhì)量激光打孔要求。
文檔編號(hào)B23K26/42GK101596649SQ20091006288
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者曾曉雁, 李祥友, 王澤敏, 明 高 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)