CN101502935A - 工件夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工件夹具。夹具(1)包括工件托盘(2)和促动器(27)。该工件托盘(2)包括至少两个用于使工件夹持就位的夹爪(4，5)，而提供促动器(27)以便打开和闭合该夹爪(4，5)。通过促动器(27)，夹爪(4，5)可以材料弹性偏移到一定程度，使得在释放促动器(27)之后，该工件能够由夹爪(4，5)的材料弹性回复力锁定就位。优选的是，工件托盘(2)包括设有由夹爪(4，5)在两侧限定的槽(6)的主体(3)。夹爪(4，5)可以通过促动器(27)而相对于槽(6)横向地进行材料弹性偏移。夹爪(4，5)设有配合钳爪(13，14)，配合钳爪(13，14)可以关于各个夹爪(4，5)而相对于槽(6)横向地移动。

Description

工件夹具
技术领域
本发明涉及权利要求1前序部分中所述的工件夹具。
背景技术
一般的夹具特别地用于将精确地定位的工件夹持就位以便加工，夹具通常具有用于安装或夹持各个工件的工件托盘。
工件托盘可以直接或通过夹盘而固定到机床的工作台上，后一种情况中的工件托盘具有用于相对于夹盘锁定就位的装置和用于在夹盘处限定精确地定位的位置的装置。特别地，后一种装置需要确保在X和Y以及Z方向上的准确定位。
在连续生产中，待加工工件—坯料通常例如由6轴机器人附件直接插入机床中。在小型连续生产中，待加工工件被人工地夹持在托盘上或在机床中自动更换，而在中型连续生产中，将工件夹持就位比较复杂或者夹具或托盘比较昂贵。
因此，本发明的目的是要建立一种根据权利要求1的前序部分所构造的夹具，该夹具特别适于中型连续生产，同时具有简单构造且生产成本低，从而使待加工工件现在可以迅速、简单且可靠安全地在工件托盘中夹持就位。
这个目的由具有权利要求1特征部分所述的特征的夹具来实现。
发明内容
现在，通过具有工件托盘(该工件托盘包括至少两个用于保持工件的可以材料弹性地偏移的夹爪)的夹具可以满足具有简单构造的夹具的基本要求，待加工工件现在可以通过该夹具而迅速、简单且可靠安全地夹持就位。
本发明主题的优选实施例在从属权利要求2至15中进行了说明。
因此，在一个优选的另外的实施例中，夹爪设有配合钳爪(fittedjaw)，以相对于槽而横向地移动和制动，从而使配合钳爪之间的间隙L可变。这样构造的夹具能够得到普遍应用。
附图说明
现在将通过附图所示的示例性实施例对本发明进行详细描述，其中：
图1是工件托盘的透视图；
图2是图1所示的工件托盘的侧视图；
图3是贯穿工件托盘的截面视图；
图4是显示了包括图1所示的工件托盘以及仅标示出的促动器的夹具的视图。
图5是从工件托盘的下面观察的透视图。
图6是图2所示的工件托盘的视图，但带有夹持就位的工件且标示了夹盘。
部件列表：
1 夹具
2 工件托盘
3 主体
4 夹爪
5 夹爪
6 槽
7 圆形凹部
8 径向切口
9 径向切口
11 锥形凹部
12 锥形凹部
13 配合钳爪
14 配合钳爪
17 支撑足
18 定心圆盘
18a 定心孔
20 固定螺丝
21 固定螺丝
22 钉
23 钉
25 夹套管
26 基准元件
27 促动器
28 张开插销
29 张开插销
30 工件
31 夹盘
具体实施方式
现在参看图1和2，图1和2显示了根据本发明的夹具的基本构造(也即关于工件托盘2)，现在将对其进行详细描述。除了工件托盘2之外，夹具包括未在前两个附图中示出的促动器，该促动器将参照图4在后面详细描述。图1以透视图示出了工件托盘2，而图2从侧面示出了工件托盘2。用于将工件夹持就位的工件托盘2包括大致构造为圆柱形的主体3，该主体3具有中心槽，以形成两个夹爪4、5。槽6向底部进入圆形凹部7中。为了扭出两个夹爪4、5的材料弹性(material-elastic)偏移所需的可偏移力或可获得的夹持力，可以在凹部7的两侧上将定向成与槽6平行的径向切口8、9加工到主体3中。为了避免应力破裂，所述凹部7、8、9优选制造成圆形。主体3构造成一体，且优选由经硬化的不锈钢制成。
在主体3中、于槽6的两侧上加工出渐缩凹部11、12，该渐缩凹部11、12各自用于插入张开工具-插销，以便使两个夹爪4、5张开。如稍后详细描述，两个张开工具形成了促动器的部件。
如双箭头所示，各个夹爪4、5由配合钳爪13、14形成顶部，该配合钳爪13、14可以关于各个夹爪4、5相对于槽6横向地移动并锁定就位，从而使两个配合钳爪13、14之间的间隙可变。为了移动各个配合钳爪13、14而为各个夹爪4、5提供了三个固定螺丝(未示出)。配合钳爪13、14通过线性滑动导轨而固定到各个夹爪4、5上。优选的是，不仅可以移动配合钳爪13、14，而且还可以更换它们以符合不断变化的要求。
如果需要，两个夹爪4、5可以额外地通过拉杆彼此连接。一个这种拉杆在张开两个夹爪4、5时被材料弹性地拉长，它用来在移除张开工具后增加两个夹爪4、5的材料弹性回复力，当然这也会相应地增加夹持力。应当理解，可以根据需要来选择和改变拉杆的材料及其尺寸。当然，当主体3的尺寸进行了相应地设置时，去除拉杆也是可行的。
在本实例中，工件支座被构造成底部具有支撑足17和定心圆盘18的工件托盘2。定心圆盘18的特征在于用以将工件托盘2精确地定位在夹盘上的四个定心孔。支撑足17用于将定心圆盘18固定到主体3上。此外，当将工件托盘2夹持到夹盘时，支撑足17充当Z支座。支撑足17直接装入主体3中。
现在参看图3，其显示了贯穿工件托盘2的截面视图。从这个视图中，显然可见主体3是如何设计成一体的。除了这一点，同样显然可见定心圆盘18是如何通过支撑足17而固定到主体3底侧的。
此外，显然可见用于调节各个夹爪4、5上的各个配合钳爪13、14的固定螺丝20、21。在配合钳爪13、14的其中各个钳爪中设有总共三个固定螺丝20、21，通过该三个固定螺丝，配合钳爪13、14可以相对于槽横向地移动。固定螺丝20、21优选设计成自锁式，从而使各个配合钳爪13、14在移动到位后都锁定，并且即使在重复张开夹爪4、5后仍然保持就位。当然，应当理解，可以提供分开的锁定装置，通过这种锁定装置，固定螺丝20、21和/或配合钳爪13、14可以在各位置中锁定就位。
另外，显然可见配合钳爪13、14是如何设有采用钉形式的尖锐凸起物22、23的。这些尖锐凸起物22、23通过咬入各工件的表面来促进将工件确定地锁定就位。尖锐凸起物22、23优选由非常硬的材料制成。最后，显然可见通过螺纹固定的、在主体3的底侧上的夹套管25，通过该夹套管25可以使工件托盘2在夹盘(未示出)上锁定就位。
为了使配合钳爪13、14符合待夹持就位的工件的厚度，优选将基准元件26插入工件托盘2和配合钳爪13、14中，该工件托盘2和配合钳爪13、14通过固定螺丝20来移动，直到它们与基准元件26的侧面紧贴接触。基准元件26的尺寸设置成使两个配合钳爪13、14之间的间隙L调整到小于(以零点几个毫米计)待夹持就位的工件的厚度。为了夹持工件托盘2中的工件，首先必须使两个夹爪4、5张开所述零点几个毫米的量，从而待夹持就位的工件可以插入在配合钳爪13、14之间。应当理解，对于不同厚度的类似工件，可以使用不同厚度的基准元件。
在工件托盘2的卸载起始位置中，彼此相向的配合钳爪13、14的夹持面13a、14a(图2)沿Z方向优选以不完全平行的方式进行定向。相反，两个夹持面13a、14a之间的间隙在Z方向上稍微向内增加。选择夹持面13a、14a的这种倾斜，以使夹持面13a、14a在起作用时定向为平行，因为在起作用时，用于将工件锁定就位的两个夹爪4、5稍微张开。
现在参看图4，该图显示了包括工件托盘2以及示意性地描绘的促动器27的完整夹具1。促动器27特别包括采用张开插销28、29形式的、用于使两个夹爪4、5张开的两个张开工具。两个张开插销28、29固定到机械夹具(未示出)上，张开插销28、29可以通过该机械夹具而沿轴向插入到锥形凹部11中，从而沿侧向移动到槽中，以提供两个夹爪4、5的材料弹性偏移。夹爪4、5的材料弹性偏移或枢转被理解为主体3在夹爪4、5的区域中的形状的弹性(即可逆)变化。张开插销28、29的锥度选择为使得在各个凹部11中不会出现自锁效应，通常情况是，两个夹爪4、5通过促动器27而以材料弹性的方式张开零点几毫米。一旦该两个夹爪4、5已经张开了所述零点几毫米的量，就可以将工件插入两个配合钳爪13、14之间。在释放或移除促动器之后，两个夹爪4、5向内返回到其起始位置，从而由于由钢制成的主体3的材料弹性回复力而将所述工件锁定就位。
现在参看图5，该图以从下面观察的透视图示出了工件托盘2。特别地，在该视图中显然可见定心圆盘是如何通过支撑足17而固定到主体3的底侧的。定心圆盘18的特征在于四个定心孔18a，从而使得可在夹盘处沿X和Y方向精确地定位工件托盘2。当将工件托盘2夹持到夹盘时，支撑足17的平坦表面充当Z支座。工件托盘2通过夹套管25夹持到夹盘上。
现在参看图6，其示出了图2所示的工件托盘2，并带有夹持在其中的工件30以及仅标示出的夹盘31。在工件托盘2的两个夹爪4、5已经张开到比待夹卡工件30的厚度大零点几毫米之后，工件30可分别插入两个夹爪4、5之间或配合钳爪13、14之间。一旦工件30正确定位，就可以移除两个张开插销28、29(图4)，从而使得夹爪4、5弹回其起始位置，以将工件30锁定就位。当夹持就位时，工件30通常以几千牛至几十千牛的夹持力而定位。
将工件夹持在工件托盘2中通常在装备工艺(tooling up)中完成，为此，该工位设有如上所述用于使夹爪4、5张开的促动器27。通过将夹具1分离成被动的工件托盘2和主动的促动器27，夹具1可以构造得特别简单。
根据本发明而构造的夹具1制造成本低，且允许以简单、快速且精确地定位的方式将工件锁定就位。将夹具1分离成被动的工件托盘2和主动的促动器为夹具(即各个工件托盘2)成本设定了上限。除此之外，可调节的配合钳爪确保厚度不同的工件被限定且在工件托盘2上保持就位。
除了所示的示例性实施例，该夹具的其它变型在本发明的范围中当然也是可行的。例如，工件托盘2可以构造成使得两个夹爪材料首先需要以材料弹性的方式压在一起，从而使工件可以锁定到夹爪或配合钳爪的外侧而就位。为此，工件的特征可以是例如用于使夹爪插入的凹部。除了锥形凹部，该工件托盘还可以设有用于由促动器接合的凸起物。
如果需要，槽6和/或凹部7可用弹性体填充。一方面，这将降低弄脏的可能性；另一方面，工件托盘2的振动反应将通过弹性体的减振作用而得以改善。
利用主体的材料弹性(即夹爪的材料弹性回复力)将工件夹持就位消除了对用于移动和夹持夹爪的单独促动元件的需求。
虽然根据本发明的夹具特别适于中型连续生产，但是，由于其柔性，该夹具当然也可用于小型和大型连续生产。

Claims (15)

1.一种夹具(1)，其特有用于保持工件以便加工的工件托盘(2)，所述工件托盘(2)包括用于在夹盘(31)上锁定就位的装置(25)，以及用于在夹盘(31)处精确地限定位置的装置(18，18a)，其特征在于，所述工件托盘(2)包括至少两个用于保持工件(30)的、可以进行材料弹性偏移的夹爪(4，5)。
2.根据权利要求1所述的夹具(1)，其特征在于，所述工件托盘(2)包括设有由所述夹爪(4，5)所限定的槽(6)的主体(3)，所述夹爪(4，5)可以相对于所述槽(6)横向地进行材料弹性偏移，且各个工件(30)可以通过所述夹爪(4，5)的材料弹性回复力而锁定就位。
3.根据权利要求2所述的夹具(1)，其特征在于，所述主体(3)构造成一体且由金属制成，特别是由经硬化的钢或不锈钢制成。
4.根据权利要求2或3所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹爪(4，5)设有用于相对于所述槽(6)横向地移动和制动的配合钳爪(13，14)，从而使所述配合钳爪(13，14)之间的间隙(L)可变。
5.根据上述权利要求中任何一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹具包括用于所述夹爪(4，5)的材料弹性张开和/或收缩的促动器(27)，所述夹爪(4，5)可以通过所述促动器(27)而材料弹性偏移到一定程度，使得在释放所述促动器(27)之后，所述工件(30)能够通过所述夹爪(4，5)的材料弹性回复力而锁定就位。
6.根据权利要求5所述的夹具(1)，其特征在于，所述工件托盘(2)的主体(3)设有凹部(11)和/或凸起物，以便由所述促动器(27)接合，以用于所述夹爪(4，5)的材料弹性偏移。
7.根据权利要求6所述的夹具(1)，其特征在于，在所述主体(3)中、所述槽(6)的两侧上加工出锥形凹部(11)，并且所述促动器(27)包括两个张开插销(28，29)，所述两个张开插销(28，29)各自用于插入所述凹部(11)的其中各个凹部中以张开所述夹爪(4，5)。
8.根据权利要求4至7中任一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹具(1)包括用于设定所述配合钳爪(13，14)之间的间隙的基准元件(26)。
9.根据权利要求4至8中任一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述配合钳爪(13，14)构造成可更换。
10.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹爪(4，5)或配合钳爪(13，14)构造成用以将工件(30)确定地和/或非确定地锁定就位，所述夹持力由所述夹爪(4，5)的材料弹性偏移或它们的材料弹性回复力产生。
11.根据权利要求2所述的夹具(1)，其特征在于，所述槽(6)底部进入圆形凹部(7)中。
12.根据权利要求4至7中任一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述配合钳爪(13，14)设有凸起物(22，23)和/或凹陷，以用于实现与待夹持就位的工件(30)的确定连接。
13.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述工件托盘(2)在底侧处设有夹套管(25)，以用于在夹盘(31)上将其锁定就位。
14.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述工件托盘(2)在底侧处设有至少三个定心孔或定心栓，以在所述夹盘(31)处精确地限定位置。
15.根据权利要求14所述的夹具(1)，其特征在于，所述主体(3)在底侧处设有插入所述定心孔(18a)中的定心圆盘(18)，所述定心圆盘(18)通过在所述主体(3)处形成Z支座的支撑足(17)来固定。
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