CN104227457A - 一种工件的手动快速夹紧装置和工作台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工件的手动快速夹紧装置和工作台，筒体，具有带开口端的凹腔以及位于凹腔的底部的固定孔；夹紧件，其具有管体和从管体的侧壁横向向外延伸的压头，管体可移动地保持在凹腔内而使得压头从凹腔沿横向伸出筒体；管体具有贯通的空腔；固定杆，其一端穿过管体的空腔后固定在筒体的固定孔内，其另一端为螺纹端；和驱动螺母，其通过螺纹可转动地拧在固定杆的螺纹端；其中，当驱动螺母沿固定杆的螺纹端转动时能够推动夹紧件朝向筒体的凹腔的底部方向移动，以使得夹紧件的压头与工件接触并压紧。本发明的夹紧件可以在筒体内自由调整轴向高度和旋转角度，而且不需要径向移动，因此减少了夹持工件前的调整步骤，达到了快速夹持工件的目的。

Description

一种工件的手动快速夹紧装置和工作台

技术领域

本发明涉及零件加工领域，特别是涉及一种工件的手动快速夹紧装置和采用该手动快速夹紧装置的工作台。

背景技术

在一些研发机构中，其研制的一些新式工件都需要在加工中心进行加工成型。待加工的工件首先需要固定在加工中心的工作台上，以便进行切削、钻孔等工序。因此，需要在工作台上设置多个固定上述工件的夹紧单元。由于是研发机构，所以在此工作台上待加工的工件种类繁多，其形状各异，这就需要夹紧单元能够很好的适应不同形状的工件的夹紧工作。

在现有技术中，经常采用的是一种组合式夹紧单元，其包括一个与工作台固定的底座和一个U形夹(或其它根据工件形状进行更换的夹紧件)，其中U形夹利用一个穿过其U形空间的固定螺栓与底座连接，在底座上设置一个与U形夹的夹紧端相对的支撑螺栓。使用时，固定螺栓不动而通过调整U形夹与固定螺栓的位置，可实现U形夹相对底座伸出的长度，U形夹伸出的一端用于和待加工的工件接触，通过拧紧固定螺栓和调整支撑螺栓的高度可使U形夹将工件夹持在其与工作台之间。利用安装在工作台不同位置处的夹紧单元可完成对此工件各方向上的固定。但是在实际使用中，这种夹紧单元存在下述问题：

1.体积大：导致空间大，影响了待加工的工件的布置；

2.元件多：导致拆卸和更换不方便，且需要根据不同的工件结构更换不同的夹紧件；

3.夹紧结构不合理：由于U形夹与部件的接触点和固定螺栓固定U形夹的固定点之间的距离较远，导致夹紧力不足。

发明内容

本发明的目的是要提供一种工件的手动快速夹紧装置。

本发明一个进一步的目的是要减小该夹紧装置的体积。

本发明另一个进一步的目的是要简化该夹紧装置的结构，以便于拆卸。

特别地，本发明提供一种工件的手动快速夹紧装置，包括：

筒体，具有带开口端的凹腔，以及位于所述凹腔的底部的固定孔；

夹紧件，其具有管体，和从所述管体的侧壁横向向外延伸的压头，所述管体可移动地保持在所述凹腔内而使得所述压头从所述凹腔沿横向伸出所述筒体；所述管体具有贯通的空腔；

固定杆，其一端穿过所述管体的空腔后固定在所述筒体的所述固定孔内，其另一端为螺纹端；和

驱动螺母，其通过螺纹可转动地拧在所述固定杆的所述螺纹端；

其中，当所述驱动螺母沿所述固定杆的所述螺纹端转动时能够推动所述夹紧件朝向所述筒体的所述凹腔的底部方向移动，以使得所述夹紧件的压头与所述工件接触并压紧。

进一步地，本发明还包括设置在所述凹腔内的弹簧，所述弹簧用于向所述夹紧件施加使得所述夹紧件朝着远离所述凹腔的底部移动的弹力。

进一步地，所述管体的空腔具有沿所述管体的纵向方向布置的第一空腔部分和第二空腔部分，所述第一空腔部分远离所述凹腔的底部，所述第二空腔部分靠近所述凹腔的底部；所述第二空腔部分的横向尺寸大于所述第一空腔部分，从而在所述第一空腔部分和第二空腔部分的连接处形成一台阶；所述弹簧的一端与所述凹腔的底部接触，另一端与所述台阶接触。

进一步地，在所述筒体的所述开口端处形成有沿所述凹腔的侧壁纵向延伸的支撑部，在所述筒体的周向方向上，所述支撑部沿所述筒体的一部分周边延伸，以形成供所述压头横向穿过的侧开口，并在所述压头受到来自所述工件的反作用力时为所述管体提供支撑。

进一步地，所述支撑部在所述筒体的周向上的大小至少为所述筒体的周向长度的一半。

进一步地，所述固定孔为螺纹孔，且所述固定孔由所述凹腔的底部延伸通至所述筒体的外部，所述固定杆利用螺纹拧入所述固定孔内，所述筒体上设置有限制所述固定杆相对所述固定孔旋转的锁紧螺钉。

进一步地，在所述固定孔的侧边和拧入所述固定孔内的固定杆对应位置处分别设置带有内螺纹的半圆形凹槽；所述锁紧螺钉通过螺纹拧在两个半圆形凹槽内，且所述锁紧螺钉的轴线与所述固定孔的轴线平行；或者，

在所述筒体上设置垂直连通所述固定孔的通孔，所述固定杆拧入到所述固定孔的一端且与所述通孔对应的位置处设置有凹槽，所述锁紧螺钉置入所述通孔后其端头伸入所述固定杆的凹槽内。

进一步地，所述凹腔为圆柱形，所述夹紧件的所述管体为圆筒形，所述管体在所述凹腔内与所述筒体成间隙配合。

进一步地，所述管体的空腔沿所述管体的中央轴线延伸，并与所述固定孔同轴布置。

本发明提供一种工作台，具有一安装平面，所述安装平面上安装有至少一个前述的手动快速夹紧装置；

其中，所述筒体沿其纵向轴线延伸，所述手动快速夹紧装置布置成使得所述筒体的所述纵向轴线垂直于所述安装平面或者平行于所述安装平面。

本发明的夹紧件可以在筒体内自由调整轴向高度和旋转角度，而且不需要径向移动，因此减少了夹持工件前的调整步骤，提高了夹持工件的效率。

进一步地，本发明的筒体、夹紧件和固定杆采用同轴安装，因此能够减少夹紧装置在径向上的设置，从而达到减少整体体积的目的。

特别地，本发明的夹紧件仅通过调整螺母即可实现夹紧目的，不需要再设置相关部件，因此简化了夹紧操作步骤。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的手动快速夹紧装置的示意性剖视图，其中该夹紧装置布置成使得筒体的纵向轴线垂直于安装平面；

图2是图1所示的筒体的示意性剖视图；

图3是图2中所示筒体的俯视图；

图4是图1所示夹紧件的示意性剖视图；

图5是图1所示固定杆的结构示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的手动快速夹紧装置的示意性剖视图，其中该夹紧装置布置成使得筒体的纵向轴线平行于安装平面；

图7是图6的夹紧装置的侧面设有支座的筒体的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，该手动快速夹紧装置一般性的可以包括筒体10、夹紧件20、管体21、固定杆30和驱动螺母90。该筒体10具有带开口端14的凹腔11以及位于凹腔11底部的固定孔12。该夹紧件20具有管体21和从管体21的侧壁横向向外延伸的压头22。该管体21具有两端相通的23空腔，且管体21能够可移动地保持在凹腔11内而使得压头22从凹腔沿横向伸出筒体10。该固定杆30的一端穿过管体21的空腔23后固定在筒体10的固定孔12内，其另一端为带有外螺纹的螺纹端31。驱动螺母90可以通过螺纹可转动地拧地固定杆30的螺纹端。在驱动螺母90沿固定杆30的螺纹端31向固定杆30与固定孔12固定一端转动时，能够推动夹紧件20朝向筒体10的凹腔11的底部方向移动，此步骤使得夹紧件20的压头22与工件50接触并压紧。当驱动螺母90沿固定杆30的螺纹端31向远离固定杆30与固定孔12固定一端转动时，此步骤能够为夹紧件20提供更大的夹持工件50的夹持空间。本发明的夹紧件20利用管体21作为受驱动螺母90控制的直接受力部件，再由管体21将驱动螺母90施加的压力通过连接或一体的压头22传递到待夹持的工件50上，实现工件的夹持。安装在凹腔11内的管体21仅在夹持工件50时才会受到驱动螺母90的限制，而其它时候，管体21能够以固定杆30为中心，实现压头22径向角度和纵向上高度的任意调整，大大方便了针对不同结构的工件50的夹持。

在本发明的一个实施例中，为方便夹紧件20在凹腔11内的轴向运动，如图1所示，还可以在凹腔11内设置弹簧40，该弹簧40用于向夹紧件20施加使得夹紧件20朝着远离凹腔11的底部移动的弹力。一般性地，压头22在夹持工件50时需要同时调整压头22在纵向上的高度和与工件50的夹持角度。而弹簧40可以使管体21的纵轴无论处于水平位置还是垂直位置时，其一端能够始终与驱动螺母90接触。相应地，位于管体21上的压头22就始终处于在驱动螺母90当前位置下的最大张开状态，减去或方便了现有技术中手动维持或调整压头22位置的过程。同时，在当前高度下的压头22调整径向角度后，弹簧40对管体的弹力同样使管体21上的压头22能够维持在该调整角度，避免了现有技术中在工件50夹持前需要人工始终将压头22维持在该角度和高度的操作。

进一步地，如图4所示，该管体21的空腔23具有沿管体21的纵向方向布置的第一空腔部分24和第二空腔部分25。第一空腔部分24远离凹腔11的底部而第二空腔部分25靠近凹腔11的底部。第二空腔部分25的横向尺寸大于第一空腔部分24的横向尺寸，从而在第一空腔部分24和第二空腔部分25的连接处形成一台阶26。第二空腔部分25用于容纳弹簧40，该弹簧40的一端与凹腔11的底部接触，另一端与台阶26接触。该夹紧件20在弹簧40的弹力下始终被抵靠在驱动螺母90处。可以理解，在其它的实施例中，该弹簧40还可以采用设置在管体21与凹腔11之间的方式。或一端与凹腔11的底部接触，另一端直接与靠近凹腔11底部的管体21的管口接触的方式。

在本发明的一个实施例中，如图2、3所示，在筒体10的开口端14处形成有沿凹腔11的侧壁纵向延伸的支撑部13。在筒体10的周向方向上，支撑部16沿筒体10的一部分周边延伸，以形成供压头22横向穿过的侧开口，并在压头22受到来自工件50的反作用力时为管体21提供支撑。支撑部13的内表面与凹腔11的内表面为同样的形状，以避免影响管体21在凹腔11内的移动。当压头22在驱动螺母90的作用力下夹紧工件50时，工件50会对压头22施加一个反作用力，此反作用力通过压头22传递到管体21，再由管体21传递到支撑部13，最终由支撑部13将该反作用力分散到筒体10。通过支撑部13能够提高压头22的夹持强度。而且支撑部13还可以为管体21在筒体10内作轴向运动时提供导向。需要注意的是，该支撑部13应位于驱动螺母90的运动路径外，使驱动螺母90无论在何种夹持状态，都不会直接与支撑部13接触，以避免影响筒体10影响驱动螺母90的夹持效果。

进一步地，该支撑部13在筒体10的周向上的大小至少为筒体的开口端14的周向长度的一半。设置支撑部13后，在凹腔11的开口端14即形成一个相对支撑部13而构成的侧开口，压头22由该侧开口内伸出，而与压头22相反的一侧管体21则能够与支撑部13对应。这样的结构能够保证压头22在由支撑部13形成的侧开口内做径向转动时，在任意一个角度都能够得到支撑部13的支撑。

在本发明的一个实施例中，凹腔11可以为圆柱形，而夹紧件20的管体21为圆筒形，该管体21在凹腔11内与筒体10成间隙配合。该凹腔11和管体21采用圆形的配合结构，能够实现管体21在凹腔11内的纵向和径向调整。在其它的实施例中，凹腔11和管体21可以设置成相配合的矩形、椭圆等结构，该结构下，管体21仅能相对凹腔11调整纵向上的位置而不能调整径向角度。

进一步地，该管体21的空腔23沿管体21的中央轴线延伸并与固定孔12同轴布置。采用同轴布置方便管体21依据固定杆30调整纵向上的位置。

在本发明的一个实施例中，位于筒体10内的固定孔12为螺纹孔，且固定孔12由凹腔11的底部延伸通至筒体10的外部，固定杆30利用螺纹拧入固定孔12内。该固定孔12处设置有限制固定杆30相对固定孔12旋转的锁紧螺钉80。该锁紧螺钉80用于防止驱动螺母90在对压头22施加夹持力时而固定杆30随其同步转动的问题。可以理解，此处限定的固定杆30虽然为两端带有螺纹的双头螺柱，但在其它的实施例中，该固定杆30与固定孔12固定的一端还可以通过焊接、插接或一体式等方式进行连接。

进一步地，如图1所示，可以在该固定孔12的侧边和拧入固定孔12内的固定杆30对应位置处分别设置带有内螺纹的半圆形凹槽。锁紧螺钉80可以通过螺纹拧在两个半圆形凹槽内，且锁紧螺钉80的轴线与固定孔12的轴线平行。两个半圆形凹槽的开口一端可以设置在固定孔12穿出筒体10的底部的一端的开口处。当驱动螺母90旋转时，固定杆30会被锁紧螺钉80利用位于筒体10侧的半圆形凹槽卡住，从而防止已经固定的固定杆30出现正旋或反旋现象。

如图6所示，在本发明的另一个实施例中，该锁紧螺钉80的安装结构还可以是直接在筒体10上设置垂直连通固定孔12的通孔，在固定杆30拧入到固定孔12的一端且与通孔对应的位置处设置内凹的凹槽。该锁紧螺钉80置入通孔后其端头伸入固定杆30的凹槽内，对固定杆30形成径向旋转限定。

本发明还公开一种工作台，其具有一安装平面60，安装平面60上安装有至少一个前述的手动快速夹紧装置。筒体10沿其纵向轴线延伸，手动快速夹紧装置布置成使得筒体10的纵向轴线垂直于安装平面60或者平行于安装平面60。如图1所示，当手动快速夹紧装置的筒体10的纵向轴线垂直于安装平面60时，压头22会对工件50施加垂直于安装平面60的夹持力。如图6所示，当手动快速夹紧装置的筒体10的纵向轴线平行于安装平面60时，压头22会对工件50施加平行于安装平面60的夹持力；工作台可以两种安装方式同时采用，以从不同的方向对工件50形成稳定的夹持。

如图1所示，当手动快速夹紧装置的筒体10的纵向轴线垂直于安装平面60时，该筒体10可以利用设置在安装平面60上的通孔插在安装平面60上，然后利用螺栓将筒体10与安装平面60固定。在其它的实施例中，还可以通过在筒体10与安装平面60之间设置的固定销钉70来固定筒体10并防止筒体10相对安装平面60径向旋转。

如图7所示，在手动快速夹紧装置的筒体10的纵向轴线平行于安装平面60时，可以在该筒体10的一侧设置一个与安装平面60相对应的平面支座15，该筒体10利用平面支座15与安装平面60固定，此时支撑座16可以是平面支座15的一部分。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种工件的手动快速夹紧装置，包括：

筒体，具有带开口端的凹腔以及位于所述凹腔的底部的固定孔；

夹紧件，其具有管体和从所述管体的侧壁横向向外延伸的压头，所述管体可移动地保持在所述凹腔内而使得所述压头从所述凹腔沿横向伸出所述筒体；所述管体具有贯通的空腔；

固定杆，其一端穿过所述管体的空腔后固定在所述筒体的所述固定孔内，其另一端为螺纹端；和

驱动螺母，其通过螺纹可转动地拧在所述固定杆的所述螺纹端；

其中，当所述驱动螺母沿所述固定杆的所述螺纹端转动时能够推动所述夹紧件朝向所述筒体的所述凹腔的底部方向移动，以使得所述夹紧件的压头与所述工件接触并压紧。

2.如权利要求1所述的手动快速夹紧装置，其中，还包括设置在所述凹腔内的弹簧，所述弹簧用于向所述夹紧件施加使得所述夹紧件朝着远离所述凹腔的底部移动的弹力。

3.如权利要求2所述的手动快速夹紧装置，其中，所述管体的空腔具有沿所述管体的纵向方向布置的第一空腔部分和第二空腔部分，所述第一空腔部分远离所述凹腔的底部，所述第二空腔部分靠近所述凹腔的底部；所述第二空腔部分的横向尺寸大于所述第一空腔部分的横向尺寸，从而在所述第一空腔部分和第二空腔部分的连接处形成一台阶；所述弹簧的一端与所述凹腔的底部接触，另一端与所述台阶接触。

4.如权利要求1所述的手动快速夹紧装置，其中，在所述筒体的所述开口端处形成有沿所述凹腔的侧壁纵向延伸的支撑部；在所述筒体的周向方向上，所述支撑部沿所述筒体的一部分周边延伸，以形成供所述压头横向穿过的侧开口，并在所述压头受到来自所述工件的反作用力时为所述管体提供支撑。

5.如权利要求4所述的手动快速夹紧装置，其中，所述支撑部在所述筒体的周向上的大小至少为所述筒体的周向长度的一半。

6.如权利要求1-5任一项所述的手动快速夹紧装置，其中，所述固定孔为螺纹孔，且所述固定孔由所述凹腔的底部延伸通至所述筒体的外部，所述固定杆利用螺纹拧入所述固定孔内，所述筒体上设置有限制所述固定杆相对所述固定孔旋转的锁紧螺钉。

7.如权利要求6所述的手动快速夹紧装置，其中，在所述固定孔的侧边和拧入所述固定孔内的固定杆对应位置处分别设置带有内螺纹的半圆形凹槽；所述锁紧螺钉通过螺纹拧在两个半圆形凹槽内，且所述锁紧螺钉的轴线与所述固定孔的轴线平行；或者，

在所述筒体上设置垂直连通所述固定孔的通孔，所述固定杆拧入到所述固定孔的一端且与所述通孔对应的位置处设置有凹槽，所述锁紧螺钉置入所述通孔后其端头伸入所述固定杆的凹槽内。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的手动快速夹紧装置，其中，所述凹腔为圆柱形，所述夹紧件的所述管体为圆筒形，所述管体在所述凹腔内与所述筒体成间隙配合。

9.根据权利要求8所述的手动快速夹紧装置，其中，所述管体的空腔沿所述管体的中央轴线延伸，并与所述固定孔同轴布置。

10.一种工作台，具有一安装平面，所述安装平面上安装有至少一个如权利要求1-9中任一项所述的手动快速夹紧装置；

其中，所述筒体沿其纵向轴线延伸，所述手动快速夹紧装置布置成使得所述筒体的所述纵向轴线垂直于所述安装平面或者平行于所述安装平面。