CN105538200B - 一种具有工件保形功能的工装夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有工件保形功能的工装夹具,包括工装基座、双向丝杠、第一手轮组件、定位块、纵向压紧块和两个工件定位机构,每个所述工件定位机构均包括仿形支撑架、第一直线导轨、压紧块活动板、第一滑块、滚珠螺母、第二直线导轨、第二滑块、横向压紧块、传动箱、第二手轮组件、滚珠丝杠机构和横向压紧头,所述纵向压紧块安装在其中一个横向压紧块上,并且其位于所述定位块的右方,以跟随所述横向压紧块移动,从而与工件的右端接触或分离,进而与所述定位块配合夹住或松开工件的左右两端。本发明使用起来简单省力,并且带有保形功能,有效的减少了工件在装配过程中的变形,特别适合以大型塑料件为装配基准的自动化生产线使用。

Description

一种具有工件保形功能的工装夹具
技术领域
本发明属于工装夹具领域,更具体地,涉及一种具有工件保形功能的工装夹具。
背景技术
空调柜内机装配过程常以空调后箱体和前面板作为装配的基准。前面板和后箱体上有许多螺纹孔和腰孔,用于将蒸发器,支撑条,电控盒等零部件的安装和固定,然而这两个大型的零件往往是薄壁的塑料件,不同于传统的金属工件,塑料件在受到外力或者是来自后续零件重力的作用下会发生较大的变形,并且变形的方向不规则。当后箱体发生变形之后,后箱体上的螺纹孔和腰孔发生错位。随着后箱体上安装的部件增多,变形量也增大,给后续零件的安装带来困难。在没有工装的条件下,工人手工安装固定空调部件也存在一定的难度。
在空调自动化装配领域中,机器人和专机安装和紧固零部件需要准确的定位,因此需要一种可以对空调后箱体和前面板实现精确定位又具有保形功能的工装夹具,而目前现有的空调柜内机生产线装配中缺少这样一种工装。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种具有工件保形功能的工装夹具,有效地解决了装配过程中大型塑料件发生的变形问题。
为实现上述目的,按照本发明,提供了一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,包括工装基座、双向丝杠、第一手轮组件、定位块、纵向压紧块和两个工件定位机构,其中,
所述双向丝杠水平安装在所述工装基座上,并且其沿轴线与X轴平行;
所述第一手轮组件安装在所述工装基座上,其通过所述双向丝杠驱动所述两个工件定位机构相向或相背移动;
所述定位块安装在所述工装基座上,其右侧设置有与YZ平面平行的基准面,以用于使工件的左端抵靠在所述基准面上从而实现工件的定位;
两个工件定位机构左右对称布置在所述工装基座上,并且每个所述工件定位机构均包括仿形支撑架、第一直线导轨、压紧块活动板、第一滑块、滚珠螺母、第二直线导轨、第二滑块、横向压紧块、传动箱、第二手轮组件、滚珠丝杠机构和横向压紧头,其中,所述仿形支撑架上设置有与工件侧面形状相应的曲面,以用于使工件侧面抵靠在所述仿形支撑架上,所述第一直线导轨平行于X轴,所述压紧块活动板通过所述第一滑块安装在所述第一直线导轨上,并且其通过所述滚珠螺母连接在所述双向丝杠上,所述压紧块活动板上设置所述第二直线导轨,并且所述第二直线导轨平行于Z轴,所述第二直线导轨通过所述第二滑块与所述横向压紧块连接,所述滚珠丝杠机构的丝杠可转动安装在所述横向压紧块连接上,并且所述滚珠丝杠机构的丝杠平行于Z轴;所述传动箱包括箱壳及设置在其内部的传动机构,所述箱壳上安装所述第二手轮组件,并且所述第二手轮组件通过所述传动机构与所述滚珠丝杠机构连接,以驱动所述滚珠丝杠机构运动,进而驱动所述横向压紧块沿Z轴移动;所述横向压紧头安装在所述横向压紧块上,以用于跟随所述横向压紧块移动,从而将工件侧壁压紧在所述仿形支撑架的所述曲面上;
所述纵向压紧块安装在其中一个横向压紧块上,并且其位于所述定位块的右方,以跟随所述横向压紧块移动,从而与工件的右端接触或分离,进而与所述定位块配合夹住或松开工件的左右两端;
其中,X轴沿左右方向延伸,Y轴沿前后方向延伸,Z轴沿上下方向延伸,并且X轴、Y轴和Z轴共同构成笛卡尔坐标系。
优选地,所述横向压紧头螺纹连接在所述横向压紧块上。
优选地,所述横向压紧头远离所述横向压紧块的一端的形状为半球形。
优选地,所述横向压紧头的数量为多个,以用于适应多种形状和尺寸的工件。
优选地,所述第一手轮组件包括第一手轮及蜗轮蜗杆减速器,所述第一手轮通过所述蜗轮蜗杆减速器驱动所述双向丝杠转动。
优选地,所述传动箱的传动机构采用蜗轮蜗杆机构。
优选地,所述纵向压紧块与所述横向压紧块之间设置有压缩弹簧,并且所述压缩弹簧平行于X轴,所述纵向压紧块能使所述压缩弹簧产生弹性形变。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1)本发明的定位块、仿形支撑架和横向压紧块等一同使用实现工件的完全定位,两个仿形支架提高了工件的横向刚度和纵向刚度;
2)本发明的工人操作手轮转动,经过蜗轮蜗杆减速器带动工装基座上的两个横向压紧块相向或相背运动;经过蜗轮蜗杆减速器传动且压紧块活动板安装在第一直线导轨上,工人操作起来省时省力。在横向压紧块移动到指定位置过程中,纵向压紧块完成纵向夹紧动作,带有压缩弹簧的设计有效避免了工人操作过程中失误而压坏工件的情况;
3)本发明的传动箱将动力传递给滚珠丝杠机构,带动横向压紧头上下移动,横向压紧头上的微调压紧头可以调节伸出长度适应被装夹的工件表面形状,配合仿形支撑板的使用大大提高了被装夹工件的刚度,减小了其在后续装配过程中的变形量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的俯视图;
图3是本发明的左视图;
图4为本发明的主视图,其中隐去了传动箱和滚珠丝杠机构;
图5为图1的左视图,其中隐去了工装基座;
图6为本发明中横向压紧块安装在传动箱和压紧块活动板上的结构示意图;
图7为图5中沿其中一条第一直线导轨中线剖开的局部剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1~图7,一种具有工件保形功能的工装夹具,包括工装基座1、双向丝杠9、第一手轮组件26、定位块15、纵向压紧块18和两个工件定位机构28,其中,
所述双向丝杠9水平安装在所述工装基座1上,并且其沿轴线与X轴平行;
所述第一手轮组件26安装在所述工装基座1上,其通过所述双向丝杠9驱动所述两个工件定位机构28相向或相背移动;
所述定位块15安装在所述工装基座1上,其右侧设置有与YZ平面平行的基准面,以用于使工件的左端抵靠在所述基准面上从而实现工件的定位;
两个工件定位机构28左右对称布置在所述工装基座1上,并且每个所述工件定位机构28均包括仿形支撑架2、第一直线导轨3、压紧块活动板4、第一滑块29、第一滚珠螺母10、第二直线导轨21、第二滑块30、横向压紧块16、传动箱12、第二手轮组件27、滚珠丝杠机构11和横向压紧头17,其中,所述仿形支撑架2上设置有与工件侧面形状相应的曲面31,以用于使工件侧面抵靠在所述仿形支撑架2上,所述第一直线导轨3平行于X轴,所述压紧块活动板4通过所述第一滑块29安装在所述第一直线导轨3上,并且其通过所述第一滚珠螺母10连接在所述双向丝杠9上,所述压紧块活动板4上设置所述第二直线导轨21,并且所述第二直线导轨21平行于Z轴,所述第二直线导轨21通过所述第二滑块30与所述横向压紧块16连接,所述滚珠丝杠机构11的丝杠可转动安装在所述横向压紧块16上,并且所述滚珠丝杠机构11的丝杠平行于Z轴;所述传动箱12包括箱壳及设置在其内部的传动机构,所述箱壳上安装所述第二手轮组件27,并且所述第二手轮组件27通过所述传动机构与所述滚珠丝杠机构11连接,以驱动所述滚珠丝杠机构11运动,进而驱动所述横向压紧块16沿Z轴移动;所述横向压紧头17安装在所述横向压紧块16上,以用于跟随所述横向压紧块16移动,从而将工件侧壁压紧在所述仿形支撑架2的所述曲面31上;
所述纵向压紧块18安装在其中一个横向压紧块16上,并且其位于所述定位块15的右方,以跟随所述横向压紧块16移动,从而与工件的右端接触或分离,进而与所述定位块15配合夹住或松开工件的左右两端;
其中,X轴沿左右方向延伸,Y轴沿前后方向延伸,Z轴沿上下方向延伸,并且X轴、Y轴和Z轴共同构成笛卡尔坐标系。
进一步,所述横向压紧头17螺纹连接在所述横向压紧块16上,这样横向压紧头17可以进行微调,以压紧或松开工件的侧壁。
进一步,所述横向压紧头17远离所述横向压紧块16的一端的形状为半球形,这样便于其更好地压在工件的侧壁上。
进一步,所述横向压紧头17的数量为多个,以用于适应多种形状和尺寸的工件。
进一步,所述第一手轮组件26包括第一手轮5及蜗轮蜗杆减速器,所述蜗轮蜗杆减速包括第一蜗轮蜗杆减速装置7和第二蜗轮蜗杆减速装置8,第一蜗轮蜗杆减速装置7和第二蜗轮蜗杆减速装置8连接,所述第一手轮5通过所述蜗轮蜗杆减速器驱动所述双向丝杠9转动,所述第二手轮组件27包括第二手轮13及蜗轮蜗杆减速机构,所述第二手轮13通过所述蜗轮蜗杆减速机构驱动所述传动箱12的传动机构运动,进而带动所述滚珠丝杠机构11的丝杠转动,另外,所述传动箱12的传动机构采用蜗轮蜗杆机构,这样使得传动比较可靠,工人操作起来也比较省力。
进一步,所述纵向压紧块18与所述横向压紧块16之间设置有压缩弹簧19,并且所述压缩弹簧19平行于X轴,纵向压紧块18的移动能使压缩弹簧19产生弹性形变,压缩弹簧19的设置有效避免了工人操作过程中失误而压坏工件的情况。
第一手轮5和第一手轮轴22之间通过键连接,第一手轮轴22穿过一个固定在工装基座1的侧部的轴承6,这样它就可以转动,第一手轮轴22通过联轴器7连接到第一蜗轮蜗杆减速装置7上,第二蜗轮蜗杆减速装置8和工装基座1使用螺纹连接;
所述同步传动丝杆9和第二蜗轮蜗杆减速装置8之间通过键连接,同步传动丝杠上9上装有两个第一滚珠螺母10,两个第一滚珠螺母10分别和左右两个横向压紧块活动板4连接,横向压紧块活动板4随着同步传动丝杠9的转动相向移动或相背移动,以使左右两个横向压紧块17夹紧或松开工件;
工件需纵向限位时,工件横放在两个仿形支撑架2上,工件的侧面抵靠在仿形支撑架2的曲面31上,工件的一端抵靠在定位块15的基准面上,两个仿形支撑架2一同限制工件的横向位移,工件的纵向运动自由度由定位块15限制,如果工件的端部有卡槽之类的凹槽,则在仿形支撑架2上还可以设置定位销20,以插入工件端部的卡槽中,两个仿形支撑架2、定位块15一同使用实现工件的完全定位,两个仿形支架2提高了工件在后续安装工序中的横向刚度和纵向刚度。带有弹簧19的设计有效避免了工人操作过程中失误而压坏工件的情况
所述横向压紧块活动板4下方通过第一滑块29安装在第一直线导轨3上,横向压紧块活动板4与第一直线导轨3之间构成滑动配合;
所述纵向压紧块18上设置有多个导向柱,导向柱穿过右方的横向压紧块16,在每个导向柱上套有一个弹簧19,导向柱可以在上述横向压紧块16上沿X轴移动,从而带动纵向压紧块18沿X轴移动,进而可以压紧或释放压缩弹簧19;
所述两个传动箱12与左右两个横向压紧块活动板4之间通过螺纹连接,传动箱12将转动传递给工装基座1上的滚珠丝杠机构11;
所述滚珠丝杠机构11通过安装座25安装在横向压紧块活动板4上,滚珠丝杠机构11的第二滚珠螺母24上安装夹紧块23,滚珠丝杠机构11的第二丝杠11可转动连接在安装座25上,安装座25通过螺栓与压紧块活动板4连接,同时夹紧块23和横向压紧块16通过螺钉固定,滚珠丝杠机构11带动横向压紧块16上下运动;
所述横向压紧块16通过第二滑块30安装在第二直线导轨21的上,第二直线导轨21固定在横向压紧块活动板4上,随着滚珠丝杠机构11的带动,横向压紧块16可以顺利上下运动;
所述横向压紧头17和横向压紧块16之间通过螺纹连接,每个横向压紧块16上安装四个横向压紧头17;
工件需横向限位时,工人操作第二手轮13转动,经过蜗轮蜗杆减速机构以及传动箱12将动力传递给滚珠丝杠机构11,带动横向压紧头16上下移动,当横向压紧头16移动到工件侧壁位置时候,工人可以手动调整微调压紧头17的伸出长度以适应被装夹的工件内表面形状,配合仿形支撑架2的使用大大提高了被装夹工件的刚度,减小了其在后续装配过程中的变形量。工件被限位固定后,就可以在工件上装配其它配件,装配过程完成,工件如需退出工装,则反向转动第一手轮5和第二手轮即可。
本发明使用起来简单省力,并且带有保形功能,有效的减少了工件在装配过程中的变形,特别适合以大型塑料件为装配基准的自动化生产线使用。
本领域的技术人员容易理解,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,凡在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。

Claims (6)

1.一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,包括工装基座、双向丝杠、第一手轮组件、定位块、纵向压紧块和两个工件定位机构,其中,
所述双向丝杠水平安装在所述工装基座上,并且其沿轴线与X轴平行;
所述第一手轮组件安装在所述工装基座上,其通过所述双向丝杠驱动所述两个工件定位机构相向或相背移动;
所述定位块安装在所述工装基座上,其右侧设置有与YZ平面平行的基准面,以用于使工件的左端抵靠在所述基准面上从而实现工件的定位;
两个工件定位机构左右对称布置在所述工装基座上,并且每个所述工件定位机构均包括仿形支撑架、第一直线导轨、压紧块活动板、第一滑块、滚珠螺母、第二直线导轨、第二滑块、横向压紧块、传动箱、第二手轮组件、滚珠丝杠机构和横向压紧头,其中,所述仿形支撑架上设置有与工件侧面形状相应的曲面,以用于使工件侧面抵靠在所述仿形支撑架上,所述第一直线导轨平行于X轴,所述压紧块活动板通过所述第一滑块安装在所述第一直线导轨上,并且其通过所述滚珠螺母连接在所述双向丝杠上,所述压紧块活动板上设置所述第二直线导轨,并且所述第二直线导轨平行于Z轴,所述第二直线导轨通过所述第二滑块与所述横向压紧块连接,所述滚珠丝杠机构的丝杠可转动安装在所述横向压紧块上,并且所述滚珠丝杠机构的丝杠平行于Z轴;所述传动箱包括箱壳及设置在其内部的传动机构,所述箱壳上安装所述第二手轮组件,并且所述第二手轮组件通过所述传动机构与所述滚珠丝杠机构连接,以驱动所述滚珠丝杠机构运动,进而驱动所述横向压紧块沿Z轴移动;所述横向压紧头安装在所述横向压紧块上,以用于跟随所述横向压紧块移动,从而将工件侧壁压紧在所述仿形支撑架的所述曲面上;
所述纵向压紧块安装在其中一个横向压紧块上,并且其位于所述定位块的右方,以跟随所述横向压紧块移动,从而与工件的右端接触或分离,进而与所述定位块配合夹住或松开工件的左右两端;
其中,X轴沿左右方向延伸,Y轴沿前后方向延伸,Z轴沿上下方向延伸,并且X轴、Y轴和Z轴共同构成笛卡尔坐标系。
2.根据权利要求1所述的一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,所述横向压紧头螺纹连接在所述横向压紧块上。
3.根据权利要求1所述的一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,所述横向压紧头远离所述横向压紧块的一端的形状为半球形。
4.根据权利要求1所述的一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,所述横向压紧头的数量为多个,以用于适应多种形状和尺寸的工件。
5.根据权利要求1所述的一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,所述第一手轮组件包括第一手轮及蜗轮蜗杆减速器,所述第一手轮通过所述蜗轮蜗杆减速器驱动所述双向丝杠转动。
6.根据权利要求1所述的一种具有工件保形功能的工装夹具,其特征在于,所述纵向压紧块与所述横向压紧块之间设置有压缩弹簧,并且所述压缩弹簧平行于X轴,所述纵向压紧块能使所述压缩弹簧产生弹性形变。
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