一种模具夹具
技术领域
本发明涉及固定装置,更具体地说,涉及一种用于固定模具特别是折弯机上模的夹具。
背景技术
折弯机用于通过模具将板形工件折弯成各种需要的形状。通常,折弯机设有上下相对的上工作台和下工作台,上、下工作台上分别安装有上模(即冲头)和下模,当活动侧的工作台移动以将上模和下模合模时,位于上模和下模之间的工件便被折弯,折弯的形状取决于上、下模的具体设计。
折弯机的上模一般通过夹具固定在上工作台下部,以便根据所需的工件形状更换不同的上模。由于模具自身比较重,以及模具折弯工件的精度要求越来越高,因而对模具夹具的要求也越来越高。
现有的普通上模夹具如图1所示,由夹持体10和夹紧件15构成。夹持体10安装在上工作台下部(图中未示出),夹持件15通过多个螺栓14紧固在夹持体10下部向下延伸出的支承板12上,从而将上模13夹紧在支承板12和夹持件15之间。因而在更换模具时,就需要先转松夹具上的多个紧固螺栓,使得更换工作十分麻烦。而且,在将紧固螺栓松开后,模具便会直接从夹具上脱落下来,造成人员损伤。
为此,出现了图2A所示的改进型夹具。该夹具包括通过安装板21安装在上工作台(图中未示出)上的夹持体20,以及可摆动地支撑在夹持体20上的夹持件25。具体来说,夹持体20包括上部的厚壁主体23和下部向下延伸的薄壁支承板24,支承板24与夹持件25配合将模具1夹持在中间。多个安装螺栓28穿过夹持件25垂直方向上的中部形成的多个通孔,并且该多个安装螺栓28的前端在水平方向上与支承板24螺纹接合,从而将夹持件25支撑在支承板24上。由于安装螺栓28的头部和夹紧件25之间的接触表面分别制成球面,因而夹紧件25可以通过螺栓28的球面头部发生前后摆动。另外,在夹紧件25和支承板24之间夹有弹簧281,以使两部件之间保持相互分离。
如图2A所示,夹持件25远离安装螺栓28的上端内侧面被制成斜面253,以与夹持主体23之间保留有一定的间隙。并且,夹持件25的上端设有夹持力调节装置,其由手柄27和调节螺钉26构成。调节螺钉26通过螺纹接合安装在夹持件25上端的螺纹孔内并与夹持主体23的前端面相抵。手柄27固定在调节螺钉26外端,通过旋转手柄27,可带动调节螺钉26在夹持件25的螺纹孔内转进或转出。如图2A所示,调节螺钉26被转进夹持件25内侧与夹持主体23的前端面紧紧相抵,从而相对地使夹持件25的上端远离夹持主体23,进而使得夹持件25的下端以安装螺栓28的球面为支点向内摆动,紧紧地将模具1夹持在夹紧件25和支承板24之间。越将调节螺钉26向夹持件25内侧旋进,夹持件25下端产生的夹持力就越大。图2B所示则是该夹具松开的状态,调节螺钉26被转出夹持件25外侧,调节螺钉26与夹持主体23之间相抵的作用力被释放,然后按下手柄26末端,夹持件25的上端向内摆动靠近夹持主体23,则夹持件25的下端以安装螺栓28的球面为支点向外摆动,解除对模具1的夹持。此外,1999年3月31日公告的中国实用新型专利CN2312084Y也公开了一种类似的改进型模具夹具,采用球面螺栓支撑夹紧件可相对于夹持体摆动。
图2A和2B所示的这种改进型夹具的好处是,在更换或调整模具时,只需通过旋转手柄26,便可部分松开或完全松开夹持件25,操作简单易执行。并且,为了防止在松开夹持件25的过程中模具1直接脱落,夹持件25下端的内侧向内延伸出凸起252,嵌入模具1上的防落槽11内,以将模具1挂起,直到夹持件25被完全松开后,凸起252与模具1的防落槽11脱离,便可将模具取下。
但是,图2A和2B所示的夹具仍然存在缺陷。由于安装螺栓28的头部和夹紧件25之间的接触表面均为球面,在将多个安装螺栓例如图2C所示的安装螺栓28a和28b锁入支承板27时,会因为操作者施加的紧固力不同而导致夹持件25的夹持面在图2C中的水平方向上相对于支承板27的支撑面产生偏角a,不能充分地与模具1接触以将其夹紧,如图2C所示。因而这种夹具对球面螺栓锁紧精度的要求非常高,实现难度很大。此外,夹持件25下端内侧伸出的防落凸起252决定了这种夹具只能夹持带防落槽的模具,因而适配性很差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种结构简单易操作且精度高的新型模具夹具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提出一种模具夹具,包括通过安装板可拆卸的安装在上工作台下部的夹持体,以及可相对于所述夹持体摆动的夹持件,所述模具夹具借助夹持力调节装置在所述夹持件上产生的夹持力将模具夹紧在所述夹持件与所述夹持体下部延伸出的支承板之间,其中,所述夹持件的与支承板相对的内侧设有垫块,所述垫块在垂直方向上的上部抵扣在安装板的内侧以为所述夹持件提供可相对于夹持体摆动的支撑。
上述模具夹具中,所述垫块通过螺栓固定在夹持件内侧的垂直方向上的中部。进一步,所述垫块包括分别设置在所述夹持件的宽度方向上两侧的第一垫块和第二垫块。
上述模具夹具中,所述夹持件下端的夹持面内设有可伸缩的防落装置。所述防落装置包括沿夹持件的宽度方向延伸的防落凸块,通过多个螺栓可移动地安装在夹持件内侧的槽内,且所述防落凸块与夹持件之间夹有多个弹簧。
上述模具夹具中,设置在夹持件上端的所述夹紧力调节装置包括与所述夹紧件螺纹接合的调节螺钉以及固定在所述调节螺钉头部的手柄,所述调节螺钉的球面末端与夹持体内螺纹接合的高度调节螺柱相抵。
一个优选实施例中,上述模具夹具还包括限制所述夹持力调节装置处于半松开位置的限位装置,所述限位装置具有通过销钉旋转止位的可伸缩限位柱。
上述模具夹具中,所述夹持件中部与夹持体彼此相对的接触面上容置有一球体将所述夹持件在垂直方向上支撑在所述夹持体上,且所述夹持体的与夹持件接触的内侧面内对称设有至少两个弹性件与所述夹持件相抵。
本发明提出的新型模具夹具不需要采用现有技术中的球面螺栓,而是利用设置在夹持件内侧的垫块来为夹持件相对于夹持体的摆动提供支撑,因而本发明的模具夹具消除了球面螺栓难以控制锁紧精度的问题,具有结构简单、易安装和操作且夹持牢固的优点。此外,本发明的模具夹具通过设置高度调节螺柱的位置预先限定出夹紧力调节装置的夹紧位置,因而不需要在夹具上额外设置手柄旋转夹紧位置,进一步简化的夹具结构。并且,本发明夹具的夹持件内侧采用可伸缩的防落装置,可以适配各种类型的模具,因而本发明的夹具具有很强的适配性。
附图说明
图1是现有技术中的一种普通上模夹具的结构示意图;
图2A是现有技术中的一种改进型上模夹具处于夹紧状态的结构示意图;
图2B是图2A中的夹具处于松开状态的示意图;
图2C是图2A中的夹具的仰视示意图;
图3A和图3B分别是本发明第一实施例的夹具处于夹紧状态的正面示意图和侧面剖视图;
图4是根据本发明第一实施例的夹具的简化结构示意图;
图5是图4的夹具中的垫块分布示意图;
图6是本发明第一实施例的夹具处于夹紧状态的另一侧面剖视图;
图7A和图7B分别是本发明第一实施例的夹具处于半松开状态的正面示意图和侧面剖视图;
图8A和图8B分别是本发明第一实施例的夹具处理全松开状态的正面示意图和侧面剖视图;
图9A是本发明第一实施例的夹具中的防落装置的正面示意图;
图9B是图9A中A-A剖视图;
图9C是图9A中B-B剖视图;
图10是本发明第一实施例的夹具夹持不同类型模具的结构示意图;
图11A和图11B分别是本发明第一实施例的夹具中的限位装置处于伸出的结构示意图;
图11C和图11D分别是本发明第一实施例的夹具中的限位装置处于缩进状态的结构示意图;
图12A、12B和12C分别是本发明第二实施例中的夹紧辅助装置的结构示意图;
图13是本发明第三实施例的夹具的结构示意图;
图14是本发明第四实施例的夹具的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明:
图3A和图3B示出了本发明第一实施例的模具夹具的结构。如图所示,该夹具包括通过安装板31可拆卸的安装在上工作台2下部的夹持体30,夹持体30包括上部的厚壁夹持主体33和沿夹持主体33下端垂直向下延伸的薄壁支承板34。夹持主体33通过上部的多个螺栓331以及下部的多个螺栓341与安装板31固定,从而可通过安装板31安装在上工作台2下部。如图3B所示,安装板31与上工作台的前侧下部接触,并通过紧固螺栓21将夹爪22紧固在上工作台2上,便可将安装板31压靠在上工作台2上,从而可将夹持体30固定在上工作台2上。松开紧固螺栓21,便可以将该夹具从上工作台2上拆下。
为了调节夹持体30的垂向位置,一楔形件32夹在夹持体30的上表面和上工作台2的下表面之间。楔形件32在图3A中的水平方向上从左往右具有逐渐增大的厚度。固定螺栓311穿过安装板31上形成的滑槽312,与楔形件32螺纹接合。在夹爪22稍许紧固使夹持体30不致落下且螺栓311稍微松开的情况下,在图3A所示的左右方向调整楔形块32,便可精确的调整夹具相对于上工作台2的垂向位置。该夹具在上工作台2上的安装以及位置调整为现有技术,故而在此不做过多描述。
如图3A和3B所示,该夹具还包括可相对于夹持体30摆动的夹持件35,夹持件35的下端与夹持体30的支承板34一起用于夹持模具(上模)1。具体来说,夹持件35为板形件,夹持件35的上端适配在安装板31下端中部形成的缺口内,且夹持件35的上端内侧面为斜面。夹持件35的下端宽度与夹持体30的宽度大致相同。并且,夹持件35与夹持体30的支承板34相对的内侧设有垫块38,以为夹持件35提供可摆动的支撑。
结合图3A和图4所示,该垫块38通过螺栓381紧固在夹持件35垂直方向中部的内侧,且该垫块38在垂直方向上的上部382与安装板31的缺口两侧内壁紧贴,使得夹持件35在图4所示的左右方向上因垫块38与安装板31相抵扣而不会脱落。在夹持件35相对于夹持体30发生摆动时,垫块38与安装板31内侧相抵扣的部位382为夹持件35提供摆动支撑。并且,垫块38与夹持主体33的下端面334以及支承板34的夹持面346之间均间隔有一定的距离,以提供垫块38随夹持件35摆动的容置空间。又如图5的仰视图所示,设置在夹持件35内侧的垫块38可以是夹持件35的宽度方向上的两侧分别设置的垫块38a和38b,分别与安装板31的宽度方向上的两端内侧相抵扣。或者,其它实施例中,垫块38可以在夹持件35的整个宽度方向上延伸。
夹持件35的作用是与支承板34一起提供对模具的夹持。夹持件35提供的夹持力通过安装在其上端的夹持力调节装置36来控制。具体如图6所示,该夹持力调节装置36包括手柄361和调节螺钉362。调节螺钉362通过螺纹接合从夹持件35外侧穿过夹持件35,进而与设置在夹持主体33内的高度调节螺柱366相抵。高度调度螺柱366的位置便定义出了调节螺钉362的最大可能旋紧程度,也即夹持件35的最大夹持力。该高度调节螺柱366在图6中左右方向上移动的位置可通过旋转与其固接的高度调节螺栓365来调节。或者在其它实施例中,也可以采用单个的平头螺栓从夹持主体33的外侧(图6中的右侧)旋入夹持主体33内以与调节螺钉362相抵。手柄361的一端与调节螺钉362固定连接,通过旋转手柄361,可以将调节螺钉362从夹持件35内旋进或旋出。例如,如图6所示的实施例中,手柄361通过其一端延伸出的手柄支柱361a插入调节螺钉362的中心孔内,并通过容置在手柄支柱361a与调节螺钉362之间相接触的表面上的钢球364将二者连接。将手柄支柱361a插入调节螺钉362中心孔时,钢球364随弹簧363的压缩变形而缩进手柄支柱361a内的径向弹簧孔中。待手柄支柱361a插入到预定位置时,钢球364弹出,容置在手柄支柱361a与调节螺钉362之间,将二者连接,使得手柄361的转动可以传递给调节螺钉362。通过转动手柄361将调节螺钉362逐渐向内转进的过程中,调节螺钉362与夹持主体33的前端面相抵的压力逐渐增大,同时,夹持件35的上端相对地逐渐远离夹持主体33,进而使得夹持件35的下端以垫块38与安装板31相扣的接触处为支点向内摆动,紧紧地将模具1夹持在夹紧件35和支承板34之间。越将调节螺钉362向内旋进,夹持件35下端产生的夹持力就越大。反之,将调节螺钉362向外旋出,便可松释夹持件35对模具1的夹持。
具体如图6所示,本发明的实施例中,调节螺钉362的末端设计成球面362a,嵌入夹持主体33前端面上对应开设的锥形孔333(或者,也可以是球面孔)内与高度调节螺柱366相抵。在夹持件35发生摆动的过程中,这样的球面设计使得调节螺钉362能够在夹持主体33的锥形孔333内自由的转动并能保证与高度调节螺柱366充分的相抵。
此外,结合图3A和图6所示,为了防止夹持件35在垂直方向上从夹持体30上脱落下来,图示实施例在夹持件35与夹持主体33彼此接触的中部位置的内侧面上容置有一球体346(例如钢球),该球体346的一部分容置在夹持体35的内侧面内,该球体346的另一部分容置在夹持主体33的内侧面内,从而通过球体346可以支撑夹持件35在垂直方向上不会从夹持主体33上脱落。进一步,夹持主体33的内侧面内沿水平方向上的中心对称容置有至少两个弹性件347(例如,弹簧)以与夹持件35下端的内侧面相抵。当夹持件35夹紧模具1时,弹性件347被夹持件35挤压,当夹持件35上的夹持力松释时,弹簧347因恢复变形而对夹持件35内侧施加推力,以利于夹持件35将夹持的模具1松开。
以下将结合图3A、3B、图7A、7B和图8A、8B来详细介绍夹持件35的夹紧力调节过程。
图3A、3B中,手柄361被旋转至夹紧位置。该旋转位置可通过如前所述的高度调节螺柱366来调节,因而无需再增加额外的夹持位置限位装置。在此夹紧位置,调节螺钉362已被充分旋入与高度调节螺柱366完全相抵,相应地,夹持件35的上端向外摆动至最大位置,由此致使夹持件35的下端在垫块38的支撑下向内摆动至最大位置,与支承板34配合将模具1充分夹紧。
当对模具1进行微调时,需要将夹持板35稍微松开而又不会导致模具1脱落,此时可将手柄361旋转至图7A和图7B所示的半松开位置。在此半松开位置,调节螺钉362随着手柄361从图3A所示的夹紧位置旋转至图7A所示的位置而被稍微旋出,调节螺钉362与高度调节螺柱366之间相抵的压力稍微减小,此时夹持件35的上端从摆动的最外侧位置稍微向夹持主体33靠近,由此致使夹持件35的下端在垫块38的支撑下稍微外向摆动,从而稍微松开对模具1的夹持。此时,夹持件35下端内侧设置的防落装置40嵌入模具1的防落槽11内,防止模具1因为自身重力而脱落。有关本发明所采用的防落装置40的具体介绍将在后面结合图9A、9B和9C给出。
当需要完全取下模具或更换模具时,手柄361被旋转至完全松开位置,如图8A和图8B所示。在此位置,调节螺钉362被充分旋出而不再压迫高度调节螺柱366,夹持件35的上端相对地移动至调节螺钉362的末端而产生向内的摆动,致使夹持件35的下端向外打开,夹持件35对模具1的的夹持力被松释。此时,夹持主体33内与夹持件35相抵的弹簧347恢复变形的弹力迫使夹持件35的下端保持在打开状态,模块1脱离防落装置40的约束,因而便可以从向下的方向将模具1从夹具上取下。
为了防止操作者不小心将手柄361从夹紧位置直接旋转到完全松开位置而导致模具1突然直接掉下,本发明在手柄361的半松开位置设置了限位装置37,如图7A所示。在限位装置37被弹起的情况下,如图7A所示,手柄361旋转至半松开位置后便被限位装置37所阻挡,不能继续向完全松开位置旋转。只有在操作者按下限位装置37后,手柄361才能被旋转至完全松开位置。该限位装置37的具体结构参见图11A-图11D。
如图11A和11B所示,限位装置37包括限位柱371以及弹簧374,容置在安装板31以及夹持主体33上对应开设的限位孔352和限位孔332内。弹簧374的一端与限位柱371的内端连接,弹簧374的另一端固定在夹持主体33上的限位孔332底部。限位柱371的外端上形成有一旋转部372,限位柱371的外周面的径向上伸出一销钉373,并且限位柱371的内端向外延伸出外缘375。安装板31上的限位孔352具有与限位柱对应的直径,并对应于限位柱371上销钉373设有可供销钉373滑动的滑槽,限位孔352的里端形成有一台阶353以与限位柱371的外缘375相扣。夹持主体33上的限位孔332具有比限位柱371的外缘375更大的直径。图11A和图11B所示是限位装置37被弹出的状态,也即,弹簧374的弹力将限位柱371弹出安装板31的外表面之外。此状态下,销钉373处于安装板31上的限位孔352内的滑槽中,限位柱371内端的外缘375与限位孔352内端的台阶353相抵扣。解除限位时,只需按下限位柱371,并在销钉373处于限位孔352的台阶位置353时180度旋转限位柱371,使销钉373抵扣在台阶353上,便可将限位柱371缩进在限位孔352和332内,此时,弹簧374处于压缩状态。同样地,在设置限位时,只需再次按下限位柱371并180度旋转限位柱371,使销钉373脱离台阶353的约束而进入滑槽内,弹簧374的弹力便将限位柱371弹出。
以下结合图9A、9B和9C来介绍前面提及的防落装置40。如图所示,本发明的实施例在夹持件35的下端内侧的夹持方向上(即图6所示的水平方向)设有防落装置40,该防落装置40嵌入模具1上的防落槽11内,可以防止模具直接脱落。参见图9B所示,该防落装置为沿夹持件35的宽度方向延伸的防落凸块403,通过多个螺栓401可移动的安装在夹持件35内侧的槽351内。并且,防落凸块403与夹持件35的相对表面上夹有多个弹簧402。此外,防落凸块403的与夹持件35相对的表面上可设有多个安装孔405,弹簧402长度上的一部分容置在该安装孔405内以提供更好的导向作用。
如此设计的防落装置40可以适配各种类型的模具。例如,在夹持如图6所示的带防落槽的模具时,模具1刚开始从下垂直往上装入夹具的过程中,防落凸块403被挤压而缩进夹持件35内侧的槽351内,在模具1移动到防落槽11对着防落装置40的位置时,防落凸块403在弹簧402的弹力作用下弹出并嵌入模具1的防落槽11内,起到限位和防脱落的作用。又例如,该防落装置40还可适配图10所示的不带防落槽的模具。为此,参见图9C,防落凸块403的面向模具安装方向(图9C中箭头所示)的外端设计成斜切面403a,以便于更加容易被模具挤入夹持件35内侧的槽351内,从而利于模具的安装。
以上结合附图描述了本发明第一实施例的模具夹具。以上的描述涉及的是用该夹具来夹持单件模具。当需要夹持由多个单元组成的拼合式模具时,例如图12A所示的模具单元1a、1b和1c,这种夹具仍然存在缺陷,即位于中间的模具单元1b因为制造精度和尺寸偏差的问题而存在夹持力不够甚至脱落的可能。为此,本发明对第一实施例的夹具作出进一步的改进,在夹持件35的内侧夹持面上增加夹持力辅助装置50。该夹持力辅助装置50包括沿夹持件35的宽度方向延伸并容置在夹持件35内侧夹持面上开设的弹簧槽354内的支承柱51,以及套在支承柱51上的密集弹簧52,密集弹簧52径向上的至少一部分露出夹持件35的夹持面,支承柱51的两端通过铆钉等各种现有的方式固定在夹持件35宽度方向上的两侧。这样的话,在夹持件35夹紧后,密集弹簧52的对应部分与模具单元1a、1b、1c分别接触,从而通过密集弹簧52各部分的弹簧圈的不同程度的变形来补偿各模具单元1a、1b、1c之间的精度偏差,使得各模具单元1a、1b、1c都能受到均匀的夹持力的夹持。
图13是本发明第三实施例的模具夹具的结构简化示意图。图13所示的夹具与图4所示的第一实施例近似,区别仅在于,图13中通过螺栓60穿过夹紧件35和垫块38进而与支承板34螺纹接合,从而可通过螺栓60将夹持件35支撑在夹持体上而不会在垂直方向上发生脱落。因而图13所示的第三实施例中省去了第一实施例中容置在夹持件35和支承板34之间的球体346。
图14是本发明第四实施例的模具夹具的结构简化示意图。同样,图14所示的夹具具有与图4所示的第一实施例类似的结构。但是,图14所示的第四实施例中,垫块38与夹持件35形成为一体,并且垫块38的外端向上延伸出凸起62,插入夹持主体33下端靠近支承板34的位置处的凹槽64内。垫块38上的凸起62为夹持件35提供了相对于夹持体摆动的支撑。并且,垫块38的凸起62卡入夹持主体33的凹槽内,可防止夹持件35在图14所示的水平方向上发生向外脱落。
以上结合具体实施例对本发明提出的新型模具夹具进行了介绍。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡是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,均应包含在本发明的保护范围之内。