铜公定位夹具及其安装方法、电火花机设备

技术领域

本发明涉及模具零件加工领域，尤其涉及一种铜公定位夹具及其安装方法、电火花机设备。

背景技术

在模具制造领域，火花放电加工是一项关键技术，尤其针对那些加工中心难以触及的复杂区域，如筋位、柱位等狭窄而深的结构，这些部位通常要求极高的加工精度，因此对放电加工过程提出了更高的技术要求。传统的火花机加工过程依赖于精确安装铜公，由于模具零件复杂的三维形状特征，往往需要使用多个不同形状和功能的铜公进行分步加工，每用一个铜公需要放电技术员重新校表摆正。然而，在安装调整过程中，如图1和图2所示，常规使用的夹具仅配备两个螺丝用于固定和定位铜公的方向，这种双螺丝结构设计导致在紧固操作时难以实现同步受力，也即在拧紧螺丝时不能同步拧两个螺丝，导致铜公在两个螺丝的先后受力情况下会出现倾斜，进而造成铜公在Z轴方向上易产生倾斜，无法确保理想的垂直状态。此外，手动拧紧螺丝的操作过程中，不同的紧固力度也会导致铜公摆放不正，进一步引发放电加工的质量问题。目前的工作流程中，技术人员不得不反复执行校准动作，通过多次调整夹具上的两个螺丝以及火花机机头部位的四个螺丝，力求使铜公或铜公在X、Y轴方向上保持水平，并确保Z轴严格垂直。这种繁琐且耗时的校准方法不仅极大地增加了放电技术员的工作负担，降低了工作效率，还因其对人工操作技巧的高度依赖，极易造成铜公未能精确摆正而引发的模具零件加工质量异常问题。因此，如何克服现有技术中由于铜公或铜公安装定位不准确而导致的加工缺陷，简化校准流程，减轻操作者劳动强度，并有效提升火花机的工作效率，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种铜公定位夹具及其安装方法、电火花机设备，旨在解决现有的铜公加工时校表摆正所需工时长，占用火花机有效工作时间，工作效率低的问题。

本发明提供了一种铜公定位夹具，包括：

夹具主体，包括相背的铜公定位面和机头安装面；

夹块组件，包括第一夹块和第二夹块，所述第一夹块和所述第二夹块可活动地设于所述铜公定位面，所述第一夹块朝向所述第二夹块的一侧设有第一Y轴定位平面，所述第二夹块朝向所述第一夹块的一侧设有第二Y轴定位平面，所述第一Y轴定位平面与所述第二Y轴定位平面平行，所述第一夹块和所述第二夹块彼此相互靠近时，所述第一Y轴定位平面和所述第二Y轴定位平面夹紧铜公的两侧；

定位件，垂直设于所述机头安装面，所述定位件远离所述机头安装面的顶端设有Z轴定位平面。

在本发明提供的铜公定位夹具中，所述铜公定位面上开设贯通所述夹具主体两侧的直线滑槽，所述第一夹块和所述第二夹块朝向所述铜公定位面的一侧分别设有第一挂台和第二挂台，所述第一挂台和所述第二挂台可滑动地嵌设于所述直线滑槽中。

在本发明提供的铜公定位夹具中，所述夹具主体上开设有贯通所述铜公定位面和所述机头安装面的第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽和所述第二定位槽均与所述直线滑槽平行且位于其上下两侧，所述夹块组件还包括多个第一紧固件，多个所述第一紧固件自所述机头安装面穿过所述第一定位槽和所述第二定位槽分别与所述铜公定位面上的所述第一夹块和所述第二夹块紧固。

在本发明提供的铜公定位夹具中，所述夹块组件还包括多个第二紧固件，所述第一夹块背向所述第一Y轴定位平面的一侧设有二次紧固面，所述二次紧固面上开设有多个贯通至所述第一Y轴定位平面的二次定位孔，所述第二紧固件用于穿过所述二次定位孔二次紧固所述铜公。

在本发明提供的铜公定位夹具中，所述机头安装面围绕所述夹具主体的中心开设有多个插孔，所述定位件包括多个限位柱，所述限位柱的底端垂直插设于所述插孔中且所述限位柱的顶端高于所述机头安装面。

在本发明提供的铜公定位夹具中，所述定位件还包括多个限位螺母，所述限位螺母套设于所述限位柱的高出所述机头安装面的柱体的外侧。

在本发明提供的铜公定位夹具中，所述机头安装面还开设有至少两个限转孔，所述限转孔用于供机头的限转定位柱插入。

本发明还提供一种电火花机设备，包括机头和铜公定位夹具，所述铜公定位夹具为上述的铜公定位夹具，所述铜公定位夹具还包括安装于机头安装面上的安装组件，所述铜公定位夹具通过所述安装组件装设于所述机头上。

在本发明提供的电火花机设备中，所述安装组件包括主固定螺丝、固定柄介子和夹具固定柄，所述主固定螺丝依次穿过所述固定柄介子和所述夹具固定柄安装于机头安装面的中心，所述固定柄介子和所述夹具固定柄伸入到所述机头中与所述机头安装固定。

本发明还提供一种铜公定位夹具的安装方法，应用于上述的电火花机设备，所述方法包括：

通过第一夹块的第一Y轴定位平面和第二夹块的第二Y轴定位平面夹紧铜公的两侧并紧固所述第一夹块和所述第二夹块；

通过安装组件将铜公定位夹具安装固定到机头上，并使定位件顶端的Z轴定位平面抵顶于所述机头朝向机头安装面的机头平面；

使铜公直接触碰待加工模具零件，并将所述电火花机设备的参数归零以设置加工原点。

本发明提供一种铜公定位夹具及其安装方法、电火花机设备，该铜公定位夹具包括：夹具主体、夹块组件和定位件，夹具主体上设有铜公定位面和机头安装面，夹块组件包括第一夹块和第二夹块，第一夹块和第二夹块分别设有相互平行的第一Y轴定位平面和第二Y轴定位平面，第一夹块和第二夹块可活动地设于铜公定位面，通过第一夹块的第一Y轴定位平面和第二夹块的第二Y轴定位平面夹紧铜公的两侧，从而实现铜公在Y轴方向的定位，定位件垂直设于机头安装面，当铜公定位夹具安装到电火花机设备的机头上时，定位件顶端的Z轴定位平面抵顶于机头上的机头平面，从而实现铜公在Z轴方向的定位，保证铜公在Z轴方向垂直，如此，实现了铜公的X、Y、Z轴方向的自动摆正，在放电加工时不再需要先校表摆正铜公的X、Y、Z轴方向，可直接碰模具零件原点进行放电加工，无需对每一个铜公或电极进行校表摆正X、Y、Z轴，减轻了技术员工作量同时，释放电火花机设备的有效工作时间，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的夹具的示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为本发明实施例铜公定位夹具的俯视示意图；

图4为本发明实施例铜公定位夹具的仰视示意图；

图5为本发明实施例铜公定位夹具的爆炸示意图；

图6为本发明实施例铜公定位夹具的另一爆炸示意图；

图7为本发明实施例铜公定位夹具的装载一字筋铜公的示意图；

图8为本发明实施例铜公定位夹具的装载十字筋铜公的示意图；

图9为本发明实施例电火花机设备装载一字筋铜公的示意图；

图10为图9的B部放大图；

图11为本发明实施例电火花机设备装载十字筋铜公的示意图

图12为图11的C部放大图；

图13为本发明实施例电火花机设备的机头的示意图；

图14为图13的D部放大图；

图15为本发明实施例铜公定位夹具的安装方法的步骤流程示意图；

附图标记说明：

100、铜公定位夹具；10、夹具主体；11、铜公定位面；111、直线滑槽；112、第一定位槽；113、第二定位槽；12、机头安装面；121、插孔；122、限转孔；20、夹块组件；21、第一夹块；211、第一Y轴定位平面；212、第一挂台；213、二次紧固面；214、二次定位孔；22、第二夹块；221、第二Y轴定位平面；222、第二挂台；23、第一紧固件；24、第二紧固件；30、定位件；31、限位柱；311、Z轴定位平面；32、限位螺母；40、安装组件；41、主固定螺丝；42、固定柄介子；43、夹具固定柄；200、机头；201、机头平面；202、限转定位柱；203、第三紧固件；300、铜公；400、模具零件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例通过提供一种铜公定位夹具及其安装方法、电火花机设备，解决了现有的铜公重复校表摆正浪费工时的问题，通过第一Y轴定位平面和第二Y轴定位平面夹紧铜公的两侧，以及通过定位件顶端的Z轴定位平面抵顶机头的机头平面，从而实现铜公的X、Y、Z轴方向的自动摆正，无需对每个铜公进行校表摆正X、Y、Z轴，节省了校表摆正所需要工时，提高工作效率。

本发明实施例为解决上述铜公重复校表摆正浪费工时的问题，其技术方案如下：

具体的解决思路是，在夹具主体上设置第一夹块和第二夹块，第一夹块和第二夹块可相对夹具主体滑动，铜公放置在第一夹块和第二夹块之间，将第一夹块和第二夹块相向移动直至第一夹块和第二夹块之间相向的两个平行面夹紧铜公的两侧，从而定位铜公的Y轴；而且在夹具主体上垂直设置顶端为平面的定位件，当铜公定位夹具安装到电火花机的机头时，定位件顶端的平面抵顶在机头的机头定位面，从而定位铜公的Z轴，保证铜公在Z轴方向垂直；如此，通过三面定位(两个平行面和一个顶端平面)的方式摆正铜公，实现铜公的X、Y、Z轴方向自动摆正，避免人为校表带来的加工误差，保证了加工质量，节省了校表摆正所需要工时，实现员工工作量减少，劳动强度减轻的同时，提高了员工工作效率和火花机机台有效加工效率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参照图3-图14，本发明实施例提供了一种铜公定位夹具100，包括：夹具主体10、夹块组件20和定位件30，夹具主体10，包括相背的铜公定位面11和机头安装面12；夹块组件20，包括第一夹块21和第二夹块22，所述第一夹块21和所述第二夹块22可活动地设于所述铜公定位面11，所述第一夹块21朝向所述第二夹块22的一侧设有第一Y轴定位平面211，所述第二夹块22朝向所述第一夹块21的一侧设有第二Y轴定位平面221，所述第一Y轴定位平面211与所述第二Y轴定位平面221平行，所述第一夹块21和所述第二夹块22彼此相互靠近时，所述第一Y轴定位平面211和所述第二Y轴定位平面221夹紧铜公300的两侧；定位件30，垂直设于所述机头安装面12，所述定位件30远离所述机头安装面12的顶端设有Z轴定位平面311。

参照图3和图4，具体地，铜公300是模具生产中采用电火花放电加工(ElectricalDischarge Machining,EDM)工艺时所使用的电极材料，铜公300通常用来加工模具的型腔或其他复杂几何特征。夹具主体10整体呈矩形体的结构，铜公定位面11和机头安装面12分别位于夹具主体10相背的两个面，铜公定位面11用于定位铜公300，机头安装面12用于安装电火花机设备的机头200。铜公定位面11上设有相对设置的第一夹块21和第二夹块22，第一夹块21和第二夹块22能够在铜公定位面11上活动，需要说明的是，使第一夹块21和第二夹块22在铜公定位面11上活动的结构有多种，在此不作限定。第一夹块21的内侧设有第一Y轴定位平面211，第二夹块22的内侧设有第二Y轴定位平面221，第一Y轴定位平面211与第二Y轴定位平面221相平行。安装铜公300时，铜公300放在第一夹块21和第二夹块22之间，使第一夹块21与第二夹块22相向运动，第一Y轴定位平面211与第二Y轴定位平面221夹紧铜公300的两侧，由于第一Y轴定位平面211与第二Y轴定位平面221是相互平行的，因此可以摆正铜公300的Y轴，实现定位铜公300的Y轴。定位件30垂直地设于机头安装面12，定位件30的顶端高于机头安装面12，定位件30的顶端设有Z轴定位平面311，当铜公定位夹具100安装到电火花机设备的机头200时，该Z轴定位平面311抵顶到机头200的机头平面201，因为两者都是平面而且定位件30是垂直的，因此可以摆正铜公300的Z轴，实现Z轴方向垂直进而定位铜公300的Z轴。通过三面(第一Y轴定位平面211、第二Y轴定位平面221、Z轴定位平面311)定位使铜公300的顶面(Z轴)和内外方向(Y轴)方向定位，从而由Y、Z轴这2轴来定位X轴，实现铜公300的X、Y、Z轴方向自动摆正。

通过本发明实施例，实现放电加工工序简单化，提高放电技术员工作效率和电火花机设备生产率，保证加工质量，缩短加工周期，达到增产增效和节能降耗的效果。

参照图5和图6，在一实施例中，所述铜公定位面11上开设贯通所述夹具主体10两侧的直线滑槽111，所述第一夹块21和所述第二夹块22朝向所述铜公定位面11的一侧分别设有第一挂台212和第二挂台222，所述第一挂台212和所述第二挂台222可滑动地嵌设于所述直线滑槽111中。具体地，为了实现第一夹块21和第二夹块22在铜公定位面11上滑动，在铜公定位面11上开设有直线滑槽111，直线滑槽111沿夹具主体10直线延伸并贯通夹具主体10的两侧，使得直线滑槽111形成通槽的结构，该直线滑槽111的截面为T型槽结构。第一夹块21的中间凸起形成T型的第一挂台212，同样，第二夹块22的中间凸起形成T型的第二挂台222。第一夹块21的第一挂台212从夹具主体10的一侧嵌入到T型的直线滑槽111中，第二夹块22的第二挂台222从夹具主体10的另一侧嵌入到T型的直线滑槽111中，当然可以理解的是，第一挂台212和第二挂台222可以在同一侧嵌入到T型的执行滑槽中。第一夹块21通过T型的第一挂台212沿T型的直线滑槽111滑动，从而实现第一夹块21在在铜公定位面11上滑动，同样，第二夹块22通过T型的第二挂台222沿T型的直线滑槽111滑动，从而实现第二夹块22在在铜公定位面11上滑动。而且通过T型的第一挂台212、第二挂台222与T型的直线滑槽111配合，可以使得第一夹块21与第二夹块22挂在夹具主体10上，不掉落，结构简单，安装方便。此外，铜公300具有不同的类型，例如，一字型铜公300和十字型铜公300，一字型铜公300和十字型铜公300的尺寸不同。因此，当更换不同类型的铜公300时，如图7和图8所示，可以通过滑动第一夹块21和第二夹块22来调整第一夹块21和第二夹块22之间的距离以适配不同类型的铜公300，提高夹具的通用性。

继续参照图5和图6，在本实施例中，所述夹具主体10上开设有贯通所述铜公定位面11和所述机头安装面12的第一定位槽112和第二定位槽113，所述第一定位槽112和所述第二定位槽113均与所述直线滑槽111平行且位于其上下两侧，所述夹块组件20还包括多个第一紧固件23，多个所述第一紧固件23自所述机头安装面12穿过所述第一定位槽112和所述第二定位槽113分别与所述铜公定位面11上的所述第一夹块21和所述第二夹块22紧固。具体地，为了在夹紧铜公300后紧固第一夹块21和第二夹块22，在夹具主体10上开设有第一定位槽112和第二定位槽113，第一定位槽112和第二定位槽113也是直线槽，第一定位槽112和第二定位槽113分别位于直线滑槽111的上下两侧，三者相互平行。第一定位槽112和第二定位槽113为贯通槽，贯通铜公定位面11和机头安装面12，第一定位槽112和第二定位槽113的内壁上形成有内凸缘形状的安装台阶(图中未示出)。第一夹块21和第二夹块22呈长条的块状，第一夹块21和第二夹块22的长度方向上的上下两端均分别与第一定位槽112和第二定位槽113有相交的部分，在第一夹块21和第二夹块22的上下两端均分别设有螺丝孔。第一紧固件23为内六角螺丝，内六角螺丝的头部直径略小于第一定位槽112和第二定位槽113的直径，内六角螺丝的杆部的之间略小于安装台阶的内径。内六角螺丝安装时，从机头安装面12的一侧穿入第一定位槽112和第二定位槽113中，内六角螺丝的杆部穿过安装台阶与第一夹块21和第二夹块22上的螺丝孔螺纹配合，内六角螺丝的头部抵接在安装台阶上，从而实现第一夹块21和第二夹块22的紧固，进而夹紧铜公300。

继续参照图5和图6，在本实施例中，所述夹块组件20还包括多个第二紧固件24，所述第一夹块21背向所述第一Y轴定位平面211的一侧设有二次紧固面213，所述二次紧固面213上开设有多个贯通至所述第一Y轴定位平面211的二次定位孔214，所述第二紧固件24用于穿过所述二次定位孔214二次紧固所述铜公300。具体地，为了进一步紧固铜公300，还设置有第二紧固件24从铜公300的侧面紧固铜公300。第二紧固件24为定位螺塞，在第一夹块21的外侧面设有二次紧固面213，二次紧固面213与第一Y轴定位平面211相背，二次紧固面213开设有多个二次定位孔214，二次定位孔214贯通二次紧固面213和第一Y轴定位平面211。在夹紧铜公300后，定位螺栓从二次紧固面213拧入，也即定位螺塞向内拧，定位螺塞会向铜公300运动，定位螺塞会穿过第一Y轴定位平面211从而接触铜公300并固定铜公300，换句话所，定位螺塞向内拧紧时抵紧铜公300实现二次紧固。

在一实施例中，所述机头安装面12围绕所述夹具主体10的中心开设有多个插孔121，所述定位件30包括多个限位柱31，所述限位柱31的底端垂直插设于所述插孔121中且所述限位柱31的顶端高于所述机头安装面12。具体地，定位件30包括四个限位柱31，机头安装面12上设有四个插孔121，四个插孔121成矩形的四个对角分布。限位柱31为圆柱，插孔121为圆孔，限位柱31具有一定的高度，限位柱31垂直地插入到插孔121中，限位柱31的底端位于插孔121中，限位柱31的柱体伸出于机头安装面12，限位柱31的顶端高出机头安装面12，以便于使限位柱31顶端的Z轴定位平面311与机头200的机头200定位平面相抵顶。如此，通过四个垂直的且围绕夹具主体10的中心分布的限位柱31分别与机头平面201相互抵顶，提高铜公300的Z轴定位的可靠性。

继续参照图5，在本实施例中，所述定位件30还包括多个限位螺母32，所述限位螺母32套设于所述限位柱31的高出所述机头安装面12的柱体的外侧。具体地，由于限位柱31只有顶端与机头200抵顶受力，限位柱31在受力不平衡的情况下容易倾斜，因此为了保证限位柱31的垂直度，通过限位螺母32套设在限位柱31的高出机头安装面12的柱体的外侧，增加限位柱31的受力面积，由限位螺母32支撑限位柱31，避免限位柱31发生倾斜，提高限位柱31的垂直度，提高Z轴定位的可靠性。

继续参照图5，在一实施例中，所述机头安装面12还开设有至少两个限转孔122，所述限转孔122用于供机头200的限转定位柱202插入。具体地，限转孔122为圆孔，在机头安装面12上呈对角线分布，当铜公定位夹具100安装到电火花机设备的机头200时，机头200的两个限转定位柱202插入到两个限转孔122中，从而避免夹具主体10旋转，由此定位夹具主体10的X、Y轴。

参照图9-图14，本发明实施例还提供一种电火花机设备，包括机头200和铜公定位夹具100，所述铜公定位夹具100为上述实施例的铜公定位夹具100，所述铜公定位夹具100还包括安装于机头安装面12上的安装组件40，所述铜公定位夹具100通过所述安装组件40装设于所述机头200上。具体地，铜公定位夹具100已在上述实施例中详细说明，为了说明书的简洁性，在此不在赘述。

参照图5和图14，在一实施例中，所述安装组件40包括主固定螺丝41、固定柄介子42和夹具固定柄43，所述主固定螺丝41依次穿过所述固定柄介子42和所述夹具固定柄43安装于机头安装面12的中心，所述固定柄介子42和所述夹具固定柄43伸入到所述机头200中与所述机头200安装固定。具体地，主固定螺丝41用于将固定柄介子42和夹具固定柄43固定在夹具主体10上。固定柄介子42一方面是压住夹具固定柄43头端，增加其受力面积，另一方面是与夹具固定柄43一起伸入火花机机头200组成密封空间，由火花机装载吸气固定。夹具固定柄43由主固定螺丝41拧紧装配在夹具主体10上，此固定柄伸入火花机里吸气定位，再由火花机机头200上的4个第三紧固件203进行二次紧固，第三紧固件203为内六角螺丝。

通过本实施例，简化放电加工的工序，提高放电技术员工作效率，避免人为校表带来的加工误差，保证了加工质量，节省了校表摆正所需要工时，实现员工工作量减少，劳动强度减轻的同时，提高了员工工作效率和电火花机设备的有效加工效率。

本发明实施例还提供一种铜公定位夹具100的安装方法，应用于上述的电火花机设备，图15为本发明实施例铜公定位夹具100的安装方法的步骤流程示意图，所述方法包括步骤：S1-S3。

S1、通过第一夹块21的第一Y轴定位平面211和第二夹块22的第二Y轴定位平面221夹紧铜公300的两侧并紧固所述第一夹块21和所述第二夹块22；

S2、通过安装组件40将铜公定位夹具100安装固定到机头200上，并使定位件30顶端的Z轴定位平面311抵顶于所述机头200朝向机头安装面12的机头平面201；

S3、使铜公300直接触碰待加工模具零件400，并将所述电火花机设备的参数归零以设置加工原点。

在本实施例中，首先将第一夹块21和第二夹块22上的内六角螺丝拧松，将第一夹块21和第二夹块22位移到大于铜公300的适宜位置；然后将铜公300放置到第一夹块21和第二夹块22之间，使第一夹块21和第二夹块22相向运动夹紧铜公300，拧紧内六角螺丝从而固定铜公300，再将第一夹块21上的定位螺塞向内拧紧，可以二次紧固铜公300；接着再将装有铜公300的铜公定位夹具100的安装组件40安装到火花机机头200里，限位柱31顶端的Z轴定位平面311正好顶住机头200的机头平面201，从而自动摆正铜公300的X、Y、Z轴；最后使铜公300的平面触碰待加工模具零件400，当电火花机设备装载的铜公300触碰到待加工模具零件400时，电火花机设备会发出警鸣声，技术员操作电火花机设备使其参数归零，电火花机设备会得到铜公300和待加工模具零件400相接触的坐标数X、Y、Z轴，从而设置电火花机设备运动加工原点，设置坐标数和电流量开始放电加工。

通过本实施例，采用本实施例的铜公定位夹具100定位铜公300，在电火花机设备放电加工时不再需要先校表摆正铜公300的X、Y、Z轴方向，可直接碰模具零件400原点进行放电加工，无需对每一个铜公300进行校表摆正X、Y、Z轴，减轻了放电技术员工作量同时，释放火花机有效工作时间，提高了员工和设备的工作效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。