CN105458797A - 定位夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定位夹紧机构，包括：内部带有容纳空间的环形的主体，固定在所述主体内环的仿形面，位于容纳空间内、部分伸出所述主体外的卡扣开关组件和卡扣件；所述卡扣件包括卡扣件主体、从所述卡扣件主体向所述仿形面的上方延伸出所述主体外的卡扣爪和位于所述主体和所述卡扣件主体之间并与二者接触的卡扣复位件，所述卡扣爪的下表面为从外到内向上过渡的斜面；其中，所述卡扣开关组件能够驱动所述卡扣件主体压缩所述卡扣复位件，使所述卡扣爪远离所述仿形面；所述卡扣复位件能够推动所述卡扣件主体靠近所述仿形面。本发明提出的定位夹紧机构，应用于薄型产品的自动生产线，能够准确定位、固定待加工工件，避免因夹持而对工件的损伤。

Description

定位夹紧机构

技术领域

本发明涉及一种应用于自动生产线的定位夹紧机构，属于机械制造领域。

背景技术

在生产如手机后壳、手表的表镜等薄型产品的现有生产线上，多采用仿形面配合快速夹等夹具固定工件进行加工，如图8所示：将工件A’置于仿形面20上，快速夹10由上至下压在工件A’的上表面，与下面的仿形面20相互作用，固定工件A’。

用该夹具结构定位夹紧工件，具有如下缺点：

1)定位精度不高。即使仿形面与工件契合度很高，但是由于多个快速夹依次作用于工件，在夹紧过程中，容易因为一边被固定另一边处于自由状态而导致工件移位，造成最终单个产品的定位精度不高，以及重复定位精度不高(本发明中，“重复定位精度”是在相同条件下，加工一批零件所得到的连续结果的一致程度)。

2)对工件造成损伤。工件在生产过程中需要承受外力，如研磨、打孔等，只靠快速夹固定，当夹紧力过小，工件容易发生窜动，造成快速夹类夹具与工件的接触面被刮花；若夹紧力过大，则薄型工件极容易因受力过大而变形。

3)多个快速夹逐个取放，步骤繁琐，影响生产效率。

随着自动化生产要求日益强烈，上述现有夹具已经无法满足产品的生产加工要求。因此，本行业亟待提供一种既能高精度定位，又保护薄型工件不受损的夹具。

发明内容

本发明的目的是提出一种定位夹紧机构，应用于薄型产品的自动生产线，能够准确定位、固定待加工工件，避免因夹持而对工件的损伤。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的：

一种定位夹紧机构，包括：内部带有容纳空间的环形的主体，固定在所述主体内环的仿形面，位于所述容纳空间内、部分伸出所述主体外的卡扣开关组件和卡扣件；所述卡扣件包括卡扣件主体、从所述卡扣件主体向所述仿形面的上方延伸出所述主体外的卡扣爪和位于所述主体和所述卡扣件主体之间并与二者接触的卡扣复位件，所述卡扣爪的下表面为从外到内向上过渡的斜面；其中，所述卡扣开关组件能够驱动所述卡扣件主体压缩所述卡扣复位件，使所述卡扣爪远离所述仿形面；所述卡扣复位件能够推动所述卡扣件主体靠近所述仿形面。

所述卡扣开关组件包括固定连接的受力件和推动件，所述受力件的一端伸出所述主体外；所述卡扣件有两个，左右对称设置在所述仿形面和所述卡扣开关组件的两侧；所述卡扣件与所述推动件接触的侧面与对称中心线具有夹角。

所述卡扣开关组件还包括限位件和弹性件；在所述受力件的上表面设有开槽，所述限位件位于开槽内，所述限位件一端与所述受力件铰接，另一端设置限位凸起；所述弹性件设置在所述受力件和所述限位件之间的铰接处，所述弹性件给所述限位凸起向上的运动趋势；当所述卡扣开关组件移动到行程的末端时，所述限位凸起向上弹起，卡在所述主体壳体上开设的限位口内。

所述卡扣件与所述推动件接触面上设置凸条-凹槽的配合结构。

所述推动件上开设开关件导向孔，用固定在所述主体上的开关导向件穿过所述开关件导向孔，为所述卡扣开关组件导向。

所述卡扣件上设置至少2个所述卡扣爪，所述卡扣爪的高度对应卡扣处待加工工件边的高度；或者，所述卡扣爪以垂直卡扣处仿形面外轮廓的方向设置。

若所述仿形面为不规则型面，所述卡扣件的数量为两个，左右对称的设置在所述仿形面的两侧。

所述卡扣件进一步包括两个卡扣导向件，所述卡扣导向件固定在所述主体上；所述卡扣件主体上设有卡扣件导向孔；所述卡扣导向件穿过所述卡扣件导向孔，为所述卡扣件主体导向。

所述仿形面的上表面设置有吸气口，在所述主体上设置气流接口，所述吸气口和所述气流接口之间有封闭的气流通道连接。

所述仿形面上表面为阻挡待加工工件向一水平方向位移的型面，所述卡扣开关组件位于所述仿形面的与所述水平方向的反方向侧；所述卡扣件的数量为一个，位于所述卡扣开关组件和所述仿形面之间。

本发明提供的定位夹紧机构使用仿形面定位，通过卡扣开关组件控制卡扣件对待加工工件的边进行线接触固定进行定位并夹紧，不论待加工工件的形状是否规则，都能定位精确；用一个按键同时控制两个卡扣爪，使得重复定位更精准；一键取放，操作快速便捷，生产效率高；卡扣爪与工件的边接触而不直接压迫薄型工件的薄壁，保证薄型产品平面度0.05以内，即使在加工过程中工件窜动，也不会刮花工件表面。

附图说明

图1为本发明定位夹紧机构一实施例的立体示意图；

图2为本发明定位夹紧机构一实施例内部结构示意图；

图3为本发明定位夹紧机构一实施例底面示意图；

图4为本发明卡扣开关组件结构示意图；

图5A、图5B为本发明卡扣件松开状态示意图；

图6A、图6B为本发明卡扣件闭合状态示意图；

图7本发明定位夹紧机构另一实施例的零部件位置示意图；

图8为现有薄型产品的夹具示意图。

附图标记说明

主体1

上壳体11

下壳体12

限位口13

卡扣爪出口14

开关避让口15

气流接口16

仿形面2、20

吸气口21

卡扣开关组件3

受力件31

限位件32

限位凸起321

推动件33

滑动槽331

开关件导向孔332

弹性件34

开关导向件35

卡扣件4

卡扣件主体41

侧面412

卡扣件导向孔413

卡扣爪42

卡扣复位件44

卡扣导向件45

待加工工件A、A’

快速夹10

具体实施方式

本发明公开一种定位夹紧机构。使用仿形面定位，通过卡扣开关组件控制卡扣件对待加工工件的边进行线接触固定。

若待加工工件的形状为规则图形，如本发明图5A中的长方形下凹手机后盖，可在待加工工件的两边对称设置卡扣件，左右两个卡扣件由一个卡扣开关组件控制，同时固定待加工工件A。

为了方便说明，可将图1中主体的开口方向称为“前”，开口对应的方向对应称为“后”，图的左侧称为“左”，图的右侧称为“右”，仿形面的中心方向为“内”，主体的外环方向为“外”，这种方向的规定，只为说明理解方便，并不对本发明的保护范围做限定。

用于形状规则工件的定位夹紧机构的实施例

如图1、图2所示，本实施例的定位夹紧机构包括主体1、仿形面2、卡扣开关组件3和对称设置在仿形面两侧的两个卡扣件4。换句话说，本实施例为左右对称结构。

主体1的外轮廓为环形，包括上壳体11，下壳体12。上壳体11和下壳体12可拆卸安装，安装闭合后形成的壳体围绕成容纳空间。

本实施例中，仿形面2的外轮廓也为环状，仿形面2的外环固定在主体1的内环。仿形面2上表面与待加工工件下表面边缘区域的型面相同。仿形面承载待加工工件，用其上的型面来定位待加工工件。在本实施例中，为了取放待加工工件方便，仿形面设计为开口环。

当然，仿形面和主体也可以设计为封口环，待加工工件由上至下放置、吸取即可；或者，主体为开口或闭口环，仿形面为与待加工工件下表面完全相同的型面，本发明不以此为限。

如图4和图2所示，卡扣开关组件3和卡扣件4位于主体1内部的容纳空间内，部分伸出主体的壳体1外。卡扣开关组件3与环状主体1的开口相对，两个卡扣件4对称的设置在仿形面2的两侧。两个卡扣件4与卡扣开关组件3接触。卡扣开关组件3受外力作用驱动卡扣件4做相对于仿形面的伸出和缩回动作，固定位于仿形面2上的待加工工件。

卡扣开关组件3包括受力件31和推动件33。受力件31和推动件33一体成型或固定连接。受力件31受到外力作用，带动推动件33移动，推动件33推动卡扣件4移动。在本实施例中，受力件31和推动件33形成大致呈倒“T”字形状：受力件31为“竖”，推动件33为“横”。在主体1对应受力件31的壳体上开设有开关避让口15，受力件31的一端从开关避让口15伸出主体1外，方便操作者对卡扣开关组件3施加外力。

为了能够在外力撤销后卡扣开关组件3维持在受力后的位置，卡扣开关组件3还包括限位件32和弹性件34。具体来说，在受力件31的上表面设有开槽，限位件32设置在开槽内并与受力件31铰接，限位件32一端设置限位凸起321。弹性件34设置在受力件31和限位件32之间的铰接处，弹性件34可以为扭力弹簧，给限位件32上的限位凸起321向上的运动趋势。限位件32与受力件31在外力的作用下一起移动，当移动到行程的末端时，限位凸起321在弹性件34的作用下向上弹起，卡在主体1壳体上开设的限位口13内，阻止卡扣开关组件3恢复到受力前位置(即复位)。

为了保证卡扣开关组件3沿外力作用方向移动而不改变方向，还可以在推动件33上开设开关件导向孔332，用固定在主体1上的开关导向件35穿过开关件导向孔332为卡扣开关组件3导向。

较佳地，开关件导向孔332在推动件33上对称开设两个，开关件导向孔的距离尽量大，使得卡扣开关组件3移动更平稳。

如图2所示，卡扣件4包括卡扣件主体41和从卡扣件主体41向仿形面延伸出的卡扣爪42，卡扣爪由卡扣爪出口14伸出主体1的壳体外，卡扣爪出口14位于仿形面2上方的位置。在朝向仿形面的侧面延伸出两个卡扣爪42，卡扣爪42的下表面为从外到内向上过渡的斜面，如图5B、图5B所示。

当卡扣爪42由图5B所示的松开状态向图6B所示的闭合状态移动的过程中，卡扣爪下面的斜面由两侧向中心平移，最终同时压在待加工工件的边上。

需要注意的是，相对于现有技术的快速夹与待加工工件的面接触，本发明卡扣爪和待加工工件的接触为线接触，卡扣爪施加的力作用在待加工工件的边，即使在加工过程中工件有窜动，也不会刮伤工件表面。

在本实施例中，卡扣件主体41与推动件33接触的侧面412与定位夹紧机构的对称中心线具有夹角(本领域技术人员应该理解，该“夹角”为大于零度的锐角，从俯视图看，该侧面412为一斜线)。侧面412与对称中心线的夹角大小决定卡扣件主体41的被推离的距离。

借助于侧面412，作用在卡扣开关组件3上的外力得以转变作用方向，使得两个卡扣件4同时相对于仿形面做远离或靠近的动作。

卡扣件4还包括卡扣复位件44。卡扣复位件44位于主体1和卡扣件主体41之间并与二者接触，可为压簧，也可为聚氨酯块。当卡扣件主体41在推动件33作用下向远离仿形面方向运动，卡扣复位件44受到挤压，积蓄变形势能；当推动件33作用在卡扣件主体41上的力解除，卡扣复位件44释放变形势能，推动卡扣件主体41靠近仿形面2。

重要的是，本发明可通过调节卡扣复位件44的型号来调节对待加工工件的夹持力，以达到同一定位夹紧机构对不同厚度的同型号待加工工件夹持。

卡扣件4还可进一步包括两个卡扣导向件45。卡扣导向件45固定在主体1上，穿过设置在卡扣件主体4上的卡扣件导向孔413，在卡扣件主体41移动时为其导向。两个卡扣导向件45距离尽量远，防止卡扣件4因一侧(侧面412)受力导致卡扣件主体41旋转，两个卡扣爪不能同进同退。当卡扣复位件为压簧时，可将卡扣导向件装配在压簧内的空间来节省安装空间。

作为优选的实施方式，在推动件33和侧面412之间的接触面上设置凸条-凹槽的配合，如在推动件33上设置滑动槽331，对应将侧面412设置成圆滑过渡的凸条；或者，在推动件33上设置凸条，在侧面412设置凹槽。这样，在相互挤压移动的过程中，凸条-凹槽结构起到纵向导向的作用，防止推动件33和侧面412上下跳蹿引起滑脱。当然，本发明不限定凸条-凹槽配合结构的具体形状，可以如图4所示，凹槽的横截面形状为圆弧形，侧面412的接触面为对应的圆滑过渡的圆弧形，也可以将凹槽-凸条的横截面设计成窄槽-薄片、矩形槽-矩形凸缘、半圆槽-半圆凸缘等形状配合，只要能够相互配合阻止推动件和卡扣件上下跳蹿滑脱即可满足要求。

为了更稳定的定位夹紧工件，在仿形面2上设置有吸气口21，在主体上设置气流接口16(图3所示)，吸气口21和气流接口16之间有封闭的气流通道连接。气流接口16与生产线的气动阀门连接。当待加工工件在定位夹紧机构被固定好后，打开气动阀门，吸气口21对工件产生一个压向仿形面2的压力，工件因外力产生的窜动的可能性进一步减小。

需要说明的是，本发明中的限位口13在主体1上开设的位置与形状、大小，与限位凸起321在行程末端所处的位置，限位凸起321的形状、大小对应设置；开关避让口15在主体1上开设的位置与形状、大小，与受力件31的位置、形状、大小对应设置；卡扣爪出口14在主体1上开设的位置与形状、大小，与卡扣爪42位置、形状、大小对应设置即可满足要求，不作具体限制。

结合图1和图5A、图6A，本发明定位夹紧机构的工作过程如下：

定位夹紧机构水平地固定在生产线上。当需要将待加工工件放于定位夹紧机构中时，对受力件31施以向主体1中心的外力，卡扣开关组件3在侧面412的作用下将外力的作用方向改变，驱动卡扣件4向远离仿形面方向移动，至行程的终点，限位凸起321向上跳出，卡在限位口13内，此时卡扣爪42离仿形面最远。将代加工工件放入仿形面2上，如图5A、图5B所示状态，下按限位凸起321，限位凸起321失去阻挡作用，作用在卡扣件4的力接触，卡扣件4在卡扣复位件44的变形势能的作用下自动复位，卡扣爪42的下表面的斜面抵触于待加工工件A的边上，固定待加工工件，如图6A、图6B所示状态。

本实施例定位夹紧机构在仿形面定位的基础上，用卡扣爪抵在工件相对的两个边上，进行定位并夹紧，定位精确；用一个按键同时控制两个卡扣爪，使得重复定位更精准；一键取放，操作快速，生产效率高。

具有单个卡扣件的定位夹紧机构的实施例

在图7中的示意图，当仿形面上表面为阻挡待加工工件向一水平方向位移的型面，如具有L形上表面的仿形面，用于单方向固定待加工工件(图7中箭头的方向)，则仅需卡扣开关组件3控制一个卡扣件，卡扣件主体41上带有两个卡扣爪42，两个卡扣爪42对待加工工件施加反方向的力，即可达到定位夹紧的目的。

具体地，仿形面2上表面为阻挡待加工工件向一水平方向位移的型面，卡扣开关组件3位于仿形面2的与水平方向的反方向侧；卡扣件的数量为一个，位于卡扣开关组件3和仿形面2之间。

用于形状不规则工件的定位夹紧机构的实施例

对于不规则的待加工工件，大的如汽车车壳零件，小的如手机内用于固定SIM卡的挡片，都可在工件不规则的边上寻找不同的卡扣点，将图5A中卡扣件的卡扣爪42应待加工工件的形状要求而相应地延长或缩短，抬高或降低，或旋转方向，甚至增加或减少卡扣爪，使得卡扣爪的高度对应卡扣处待加工工件边的高度，或者，卡扣爪以垂直卡扣处仿形面外轮廓的方向设置。

用上述一个卡扣开关组件控制两个卡扣件的原理对工件进行定位夹紧。

所述卡扣件上设置至少2个所述卡扣爪，所述卡扣爪的高度对应卡扣处待加工工件边的高度；或者，所述卡扣爪以垂直卡扣处仿形面外轮廓的方向设置。

若所述仿形面为不规则型面，所述卡扣件的数量为两个，左右对称的设置在所述仿形面的两侧。

本发明定位夹紧机构在仿形面定位的基础上，用卡扣爪抵在工件相对的边上，进行定位并固定夹紧，定位精确；卡扣爪的斜面与工件的边定位，不直接压迫薄型工件的薄壁，保证薄型产品平面度0.05以内，即使在加工过程中工件窜动，也不会刮花工件表面。

本发明公开的内容论及的是示例性实施例，在不脱离权利要求书界定的保护范围的情况下，可以对本申请的各个实施例进行各种改变和修改。因此，所描述的实施例旨在涵盖落在所附权利要求书的保护范围内的所有此类改变、修改和变形。

Claims (10)

1.一种定位夹紧机构，其特征在于，包括：内部带有容纳空间的环形的主体，固定在所述主体内环的仿形面，位于所述容纳空间内、部分伸出所述主体外的卡扣开关组件和卡扣件；

所述卡扣件包括卡扣件主体、从所述卡扣件主体向所述仿形面的上方延伸出所述主体外的卡扣爪和位于所述主体和所述卡扣件主体之间并与二者接触的卡扣复位件，所述卡扣爪的下表面为从外到内向上过渡的斜面；

其中，所述卡扣开关组件能够驱动所述卡扣件主体压缩所述卡扣复位件，使所述卡扣爪远离所述仿形面；所述卡扣复位件能够推动所述卡扣件主体靠近所述仿形面。

2.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述卡扣开关组件包括固定连接的受力件和推动件，所述受力件的一端伸出所述主体外；

所述卡扣件有两个，左右对称设置在所述仿形面和所述卡扣开关组件的两侧；

所述卡扣件与所述推动件接触的侧面与对称中心线具有夹角。

3.如权利要求2所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述卡扣开关组件还包括限位件和弹性件；

在所述受力件的上表面设有开槽，所述限位件位于开槽内，所述限位件一端与所述受力件铰接，另一端设置限位凸起；

所述弹性件设置在所述受力件和所述限位件之间的铰接处，所述弹性件给所述限位凸起向上的运动趋势；

当所述卡扣开关组件移动到行程的末端时，所述限位凸起向上弹起，卡在主体壳体上开设的限位口内。

4.如权利要求2所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述卡扣件与所述推动件接触面上设置凸条-凹槽的配合结构。

5.如权利要求2所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述推动件上开设开关件导向孔，固定在所述主体上的开关导向件穿过所述开关件导向孔，为所述卡扣开关组件导向。

6.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述卡扣件上设置至少2个所述卡扣爪，所述卡扣爪的高度对应卡扣处待加工工件边的高度；

或者，所述卡扣爪以垂直卡扣处仿形面外轮廓的方向设置。

7.如权利要求1所述的收定位夹紧机构，其特征在于，所述卡扣件进一步包括两个卡扣导向件，所述卡扣导向件固定在所述主体上；所述卡扣件主体上设有卡扣件导向孔；所述卡扣导向件穿过所述卡扣件导向孔，为所述卡扣件主体导向。

8.如权利要求1所述的收定位夹紧机构，其特征在于，所述仿形面的上表面设置有吸气口，在所述主体上设置气流接口，所述吸气口和所述气流接口之间有封闭的气流通道连接。

9.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述仿形面上表面为阻挡待加工工件向一水平方向位移的型面，所述卡扣开关组件位于所述仿形面的与所述水平方向的反方向侧；所述卡扣件的数量为一个，位于所述卡扣开关组件和所述仿形面之间。

10.如权利要求6所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述仿形面为不规则型面，所述卡扣件的数量为两个，左右对称的设置在所述仿形面的两侧。