CN104889770B - 一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具 - Google Patents
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Abstract
一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，包括装夹台、X向定位装置和Z向定位装置；所述装夹台的工作台面上横向设置有装夹槽，长形工件分别放置于所述装夹槽的槽内横向方向的两侧，多个所述Z向定位装置沿所述装夹槽的横向中线位置间隔立式安装于所述装夹槽；所述Z向定位装置包括Z向驱动机构、Z向连接轴、转轴连接座、压板和转轴；所述压板与所述连接台的上表面之间留有间隙，所述间隙为所述压板的左右转动微调的幅度。本发明提出一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，一次性装夹多个工件的夹具，不受工件批次自身尺寸偏差问题，对工件进行XYZ多向定位夹紧，夹紧效果好，确保各个工件的加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工夹具领域，尤其涉及一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具。
背景技术
工件加工过程中，都需要采用夹具对工件进行夹持定位，而在小批量生产加工中，一般要求夹具结构简单，节约成本，但这些夹具一般一次只能夹持一个工件，而不能同时对多个工件进行夹持定位操作，工作效率低。
现有的对多个工件进行夹持定位操作的下压夹具是通过气缸控制其下压，并将两边的工件定位夹紧于槽位内，要求两边的工件需同一型号且同一规格，但工件之间不可避免的会存在一定的尺寸偏差，如果两边的工件尺寸误差大于1mm，现有的下压夹具只可对尺寸大的工件进行夹紧定位，而另一边尺寸小的工件则不能夹紧，会导致尺寸小的工件加工精度低，误差越大，加工精度越低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，一次性装夹多个工件的长形夹具，不受工件批次自身尺寸偏差问题，夹紧效果好，确保各个工件的加工精度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，包括装夹台、X向定位装置和多个Z向定位装置；
所述X向定位装置通过安装座安装于机床的工作台上，并设置在所述装夹台的横向方向上的任一端，所述X向定位装置连接并控制其X向定位基准板对所述装夹台上的长形工件进行横向推动实现X向定位；
所述装夹台的工作台面上横向设置有装夹槽，长形工件分别放置于所述装夹槽的槽内横向方向的两侧，多个所述Z向定位装置沿所述装夹槽的横向中线位置间隔立式安装于所述装夹槽；
所述Z向定位装置包括Z向驱动机构、Z向连接轴、转轴连接座、压板和转轴；
所述Z向驱动机构立式安装于所述装夹槽的底部，所述Z向连接轴的一端连接于所述Z向驱动机构，另一端垂直连接于所述转轴连接座的底部，所述转轴连接座包括连接台和转轴安装凸台，所述转轴安装凸台凸出设置于所述连接台的上表面，所述转轴安装凸台经所述压板的Z向通孔穿过所述压板，并安装有所述转轴，所述转轴可转动安装于所述转轴安装凸台的安装孔内，所述转轴凸出于所述安装孔的两端将所述压板限位于所述连接台的上方，所述转轴通过螺母与所述压板固定连接，使所述压板随所述转轴的转动而转动，并使所述压板与所述连接台的上表面之间留有间隙，所述间隙为所述压板的左右转动微调的幅度；
所述压板由所述Z向驱动机构控制其上下运动，并将位于其左右两边下方的长形工件紧压在槽内，对长形工件实现Z向定位。
更优的，所述Z向驱动机构立式安装于所述装夹槽的底部，并位于所述装夹槽的槽面的下方，所述Z向连接轴的一端连接于所述Z向驱动机构，另一端穿过所述槽面并垂直连接于所述转轴连接座的底部。
更优的，所述装夹槽为分段式装夹槽。
更优的，所述压板的底部与所述连接台对应处设置有横向槽位，所述横向槽位的槽宽大于所述连接台的宽度。
更优的，所述装夹台的底部四周设置有防护罩，所述装夹台的底部结构围护在所述防护罩内。
更优的，所述X向定位装置包括X向气缸和X向定位基准板，所述X向气缸通过X向连接轴连接所述X向定位基准板，所述X向定位基准板由所述X向气缸控制推动所述长形工件的一端从而进行X向定位。
更优的，所述Z向驱动机构为双轴夹紧气缸。
更优的，所述压板的Z向通孔为与所述转轴安装凸台的凸台底部的形状相匹配的方形孔，所述凸台底部的形状小于所述方形孔的形状。
更优的，所述方形孔的四角设置有用于转动微调的避空工艺孔。
更优的，所述转轴凸出于所述安装孔的两端相互对称，并分别通过两个所述螺母固定连接有所述压板。
更优的，所述装夹槽的每侧至少可夹持一个工件。
本发明的有益效果：1、压板根据两侧下方工件的尺寸偏差而随转轴转动，使压板对尺寸小的工件也进行压紧，确保各个工件的加工精度；2、对工件进行XYZ多向定位，一次性装夹多个长形工件的夹具，工作效率高；3、可通过两个螺母对留于左右转动微调的间隙进行限制和微调，操作简易，可控性高。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明的一个实施例的Z向定位装置的结构示意图；
图4是本发明的一个实施例的Z向定位装置的剖面结构示意图；
图5是本发明的一个实施例的Z向定位装置的结构示意图；
图6是本发明的一个实施例的Z向定位装置的部分结构拆分示意图；
图7是本发明的一个实施例的X向定位装置的结构示意图。
其中：装夹台1、Z向定位装置2、X向定位装置3、安装座4、长形工件10、装夹槽11、防护罩12、防屑轴套111、Z向驱动机构21、Z向连接轴22、转轴连接座23、压板24、转轴25、X向气缸31、X向定位基准板32、X向连接轴33、连接台231、转轴安装凸台232、安装孔233、间隙240、Z向通孔241、横向槽位242、避空工艺孔243、螺母251。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-6所示，一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，包括装夹台1、X向定位装置3和多个Z向定位装置2；
所述X向定位装置3通过安装座4安装于机床的工作台上，并设置在所述装夹台的横向方向上的任一端，所述X向定位装置连接并控制其X向定位基准板对所述装夹台上的长形工件进行横向推动实现X向定位；
所述装夹台1的工作台面上横向设置有装夹槽11，长形工件10分别放置于所述装夹槽11的槽内横向方向的两侧，多个所述Z向定位装置2沿所述装夹槽11的横向中线位置间隔立式安装于所述装夹槽11；
所述Z向定位装置2包括Z向驱动机构21、Z向连接轴22、转轴连接座23、压板24和转轴25；
所述Z向驱动机构21立式安装于所述装夹槽11的底部，所述Z向连接轴22的一端连接于所述Z向驱动机构21，另一端垂直连接于所述转轴连接座23的底部，所述转轴连接座23包括连接台231和转轴安装凸台232，所述转轴安装凸台232凸出设置于所述连接台231的上表面，所述转轴安装凸台231经所述压板24的Z向通孔241穿过所述压板24，并安装有所述转轴25，所述转轴25可转动安装于所述转轴安装凸台232的安装孔233内，所述转轴25凸出于所述安装孔233的两端将所述压板24限位于所述连接台231的上方，所述转轴25通过螺母251与所述压板24固定连接，使所述压板24随所述转轴25的转动而转动，并使所述压板24与所述连接台231的上表面之间留有间隙240，所述间隙240为所述压板24的左右转动微调的幅度；
所述压板24由所述Z向驱动机构21控制其上下运动，并将位于其左右两边下方的工件10紧压在所述槽位内从而进行Z向定位。
整体结构是多个Z向定位装置2与横向设置的装夹槽11以及X向定位装置3的相结合，适用用管状或圆柱状等长形工件的夹持，如图1所示，由X向定位装置3对长形工件10进行X向的移动，使长形工件10需要加工的工位相应对准于加工刀具，对加工的工位进行可控性和可调性，长形工件10放置于装夹槽11的两侧，由槽壁给长形工件提供Y向的定位限位作用，最后由Z向定位装置2向长形工件10提供垂直于装夹台1的定位压力，使长形工件10受到向下的压力压紧于装夹槽11的槽面，可防止长形工件10加工时在轴向上的窜动。刀具对长形工件10进行加工时，长形工件10在装夹槽11槽面和Z向定位装置2的压紧作用下不会发生移动，对长形工件10进行多工位的定位，提高工件的加工精度。其中，压板24通过转轴25限位于转轴连接座23的连接台231的上方，并与连接台231的上表面之间留有间隙240，留空的间隙240可用于压板24的左右转动微调。针对工件之间不可避免的会存在一定的尺寸偏差，当两边的工件尺寸误差大于1mm，当压板24左右两侧下方的工件的尺寸存在偏差时，压板24通过转轴25的设计可相对于转轴连接座23转动。当压板24下压到尺寸大的工件时，压板24除了受到Z向定位装置2的下压拉力外，还会受大尺寸工件的顶力，顶力使设有压板24带动转轴25发生转动，使压板面偏向尺寸小的工件下压，同时对尺寸小的工件也起到了夹紧定位作用，确保两边工件均可被夹紧。如图4所示，本发明可左右转动微调的Z向定位夹具可一次性装夹不同尺寸大小工件的夹具，实现对尺寸有偏差的工件的自动快速定位与夹紧功能，通用性高，夹紧效果好，不影响工件的加工精度，有效的避免了现有工件存在尺寸偏差而出现的夹紧效果不佳的现象。
更优的，所述Z向驱动机构21立式安装于所述装夹槽11的底部，并位于所述装夹槽11的槽面的下方，所述Z向连接轴22的一端连接于所述Z向驱动机构21，另一端穿过所述槽面并垂直连接于所述转轴连接座23的底部。Z向驱动机构21设置于装夹槽11的槽面的下方，即位于装夹台1的下方，避免对夹紧的工件进行加工时，所产生的废屑影响到Z向驱动机构21的运行。
更优的，所述装夹槽11为分段式装夹槽。分段式的装夹槽11在装夹台1的工作台面上的留空有利于装夹台1上加工废屑的清理，清洁效率更高。
更优的，所述Z向连接轴22穿过的所述槽面处设置有防屑轴套111。有效防止加工工件时所产生的废屑通过Z向连接轴22活动于装夹槽11的通孔内时，通过其两者之间的间隙落入到Z向驱动机构21内，影响Z向驱动机构21的运行。
更优的，所述压板24的底部与所述连接台231对应处设置有横向槽位242，所述横向槽位242的槽宽大于所述连接台231的宽度。设置有可容纳连接台231的横向槽位242，且其槽宽大于连接台231的宽度，以便压板24相对于连接台231的左右微调转动不受连接台231的阻碍。
更优的，所述装夹台1的底部四周设置有防护罩12，所述装夹台1的底部结构围护在所述防护罩12内。如图2所示，装夹台1四周采用防护罩12防护，可使装夹台1下的驱动都藏于里面，同时，防止加工产生的铝屑、冷却液飞入到夹具底面，使夹具整体更加美观整洁。
更优的，所述间隙240为2-5mm。压板24下方两侧的工件其尺寸偏差一般不大于3mm，因此设置压板24与连接台231之间的间隙240为2-5mm为最适间隙范围，间隙240过大会影响压板24的压紧效果。
更优的，所述X向定位装置3包括X向气缸31和X向定位基准板32，所述X向气缸31通过X向连接轴33连接所述X向定位基准板32，所述X向定位基准板32由所述X向气缸31控制推动所述长形工件10的一端从而进行X向定位。
更优的，所述Z向驱动机构21为双轴夹紧气缸。双轴夹紧气缸刚度比一般气缸大，且双轴气缸轴头不会旋转，压紧力度大，可以更加有效地满足机械精加工的要求。
更优的，所述压板24为倒锥状压板。倒锥状压板具有倾斜面，使压板24适用于圆管形或具有弧面的工件，有效避免工件加工时轴向上的窜动。
更优的，所述压板24的Z向通孔241为与所述转轴安装凸台231的凸台底部的形状相匹配的方形孔，所述凸台底部的形状小于所述方形孔的形状。转轴安装凸台231的凸台底部的形状与所述方形孔的形状一样，方形孔具有多个垂直面，方便用于对齐，当压板24安装于转轴连接座23时，有效避免压板24的中轴面不平行于装夹槽11的横向方向而容易降低对工件的夹紧效果，避免工件在加工时发生窜位，确保工件的加工精度。
更优的，所述方形孔的四角设置有用于转动微调的避空工艺孔243。如图6所示，设置有避空工艺孔243。
更优的，所述转轴25凸出于所述安装孔233的两端相互对称，并分别通过两个所述螺母251固定连接有所述压板24。转轴25凸出于所述安装孔233的两端相互对称，确保Z向驱动机构21作用于转轴25的推力或拉力可均匀的分布于转轴25上，确保压板24下压于工件的各点的压力的一致，减少可避免的误差。此外，每端对称设置有两个螺母251与压板24连接，可通过两个螺母251对压板24与连接台231的上表面的间隙进行限制和微调，操作简易，可控性高。
更优的，所述装夹槽11的每侧至少可夹持一个工件。通过增加装夹槽11的尺寸，可用于夹持多个工件，有效提高工件的夹持效率。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：包括装夹台、X向定位装置和多个Z向定位装置；
所述X向定位装置通过安装座安装于机床的工作台上，并设置在所述装夹台的横向方向上的任一端，所述X向定位装置连接并控制其X向定位基准板对所述装夹台上的长形工件进行横向推动实现X向定位；
所述装夹台的工作台面上横向设置有装夹槽，长形工件分别放置于所述装夹槽的槽内横向方向的两侧，多个所述Z向定位装置沿所述装夹槽的横向中线位置间隔立式安装于所述装夹槽；
所述Z向定位装置包括Z向驱动机构、Z向连接轴、转轴连接座、压板和转轴；
所述Z向驱动机构立式安装于所述装夹槽的底部，所述Z向连接轴的一端连接于所述Z向驱动机构，另一端垂直连接于所述转轴连接座的底部，所述转轴连接座包括连接台和转轴安装凸台，所述转轴安装凸台凸出设置于所述连接台的上表面，所述转轴安装凸台经所述压板的Z向通孔穿过所述压板，并安装有所述转轴，所述转轴可转动安装于所述转轴安装凸台的安装孔内，所述转轴凸出于所述安装孔的两端将所述压板限位于所述连接台的上方，所述转轴通过螺母与所述压板固定连接，使所述压板随所述转轴的转动而转动，并使所述压板与所述连接台的上表面之间留有间隙，所述间隙为所述压板的左右转动微调的幅度；所述间隙为2-5mm；所述压板为倒锥状压板；
所述压板由所述Z向驱动机构控制其上下运动，并将位于其左右两边下方的长形工件紧压在槽内，对长形工件实现Z向定位；
所述压板的Z向通孔为与所述转轴安装凸台的凸台底部的形状相匹配的方形孔，所述凸台底部的形状小于所述方形孔的形状；
所述方形孔的四角设置有用于转动微调的避空工艺孔。
2.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述Z向驱动机构立式安装于所述装夹槽的底部，并位于所述装夹槽的槽面的下方，所述Z向连接轴的一端连接于所述Z向驱动机构，另一端穿过所述槽面并垂直连接于所述转轴连接座的底部。
3.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述装夹槽为分段式装夹槽。
4.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述压板的底部与所述连接台对应处设置有横向槽位，所述横向槽位的槽宽大于所述连接台的宽度。
5.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述装夹台的底部四周设置有防护罩，所述装夹台的底部结构围护在所述防护罩内。
6.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述X向定位装置包括X向气缸和X向定位基准板，所述X向气缸通过X向连接轴连接所述X向定位基准板，所述X向定位基准板由所述X向气缸控制推动所述长形工件的一端从而进行X向定位。
7.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述转轴凸出于所述安装孔的两端相互对称，并分别通过两个所述螺母固定连接有所述压板。
8.根据权利要求1所述的一种适用于工件间存在尺寸偏差的多向定位夹具，其特征在于：所述装夹槽的每侧至少可夹持一个工件。
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2015
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