CN105855958B - 通用型气动自锁夹紧夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通用型气动自锁夹紧夹具，包括夹紧装置，所述夹紧装置采用斜楔夹紧机构，所述斜楔夹紧机构包括斜楔柱（5）和滚轮（7），斜楔柱（5）的一端设有活塞杆安装螺柱，斜楔柱（5）的工作斜面上布置有滚轮（7）。本发明与现有技术的相比的有益效果是：采用双作用气缸控制夹紧自锁，装夹、拆卸方便快捷，灵活性强，能够在瞬间将加工零件装夹牢固并快速自锁，加工完成后也能在瞬间松开加工零件，大幅提高装卸效率；可在一个工作平台上同时安装多套本夹紧装置，实现一次性进行多工序或者多工位加工；通用性强，特别是在更换加工零件时非常方便快捷，只需直接更换定位座11及菱形销10即可，从而实现不同种类工件的通用装夹及加工工作。

Description

通用型气动自锁夹紧夹具

技术领域

本发明涉及机床夹具，特别涉及一种通用型气动自锁夹紧夹具。

背景技术

专利号为ZL201520485952.7的中国实用新型专利公开了一种双压板夹具，它包括压板、遥杆、气缸、推力杆、夹具体、托板以及活塞杆。所述夹具设有两个压板，所述压板由两根等长的所述摇杆支撑，与所述夹具体构成平行四边形机构；所述气缸两端安装两个活塞杆，活塞杆与压板相连接，气缸与所述夹具体通过推力杆连接，当气缸的活塞杆上下运动时，压板将始终平行于夹具体的水平基面，完成前进—加紧—松开—后退的动作，可根据工件的形状，可适当设计压板的头部，以保证工件便于装卸。该实用新型结构简单，功效性强，操作方便，整体设计完备，可以用于相关产品生产效率的提高。但该实用新型一方面并未设置自锁结构，在加工复杂零件或切削力较大的零件过程中易造成夹紧位置不稳定或者错位，极大地影响加工零件的正常加工以及加工质量，也容易造成不合格品或者废品；另一方面，该实用新型在定位元件上未设置菱形定位销，因此无法保证加工零件的定位准确，同样也会存在上述技术缺陷。

专利号为ZL201520486436.6的中国实用新型专利公开了一种数控机床加工用压板夹具，涉及机床夹具，它包括夹具座、气缸、工件托架和夹紧装置，所述夹紧装置包括压杆、支撑杆和夹紧块，所述支撑杆一端固定在夹具座上，另一端设置在压杆上；所述压杆的前端下方设置有夹紧块；所述夹具座上、下各设置有一个夹紧装置，夹紧装置通过设置在气缸两端的推拉杆连接，所述气缸上还设置有气缸控制器；所述夹具座前端设置有工件托架。该实用新型结构简单，夹紧效果好，操控方便，可以实现工件的夹紧后进行加工，成本低，加工效率高。但该实用新型一方面并未设置自锁结构，在加工复杂零件或切削力较大的零件过程中易造成夹紧位置不稳定或者错位，极大地影响加工零件的正常加工以及加工质量，也容易造成不合格品或者废品；另一方面，该实用新型在定位元件上未设置菱形定位销，因此无法保证加工零件的定位准确，同样也会存在上述技术缺陷。

发明内容

为了解决上述现有机床压板夹具存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案如下：

通用型气动自锁夹紧夹具，包括夹紧装置，所述夹紧装置采用斜楔夹紧机构，所述斜楔夹紧机构包括斜楔柱和滚轮，所述斜楔柱的一端设有活塞杆安装螺柱，所述斜楔柱的工作斜面上布置有所述滚轮。

优选的是，所述工作斜面即所述斜楔柱与所述滚轮之间的夹紧行程接触面采用双斜面，所述双斜面包括前部大升角和后部小升角，所述夹紧行程的自锁角度设置在5至10度之间。

在上述任一方案中优选的是，包括动力元件，所述动力元件采用气缸。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸采用双作用气缸。

在上述任一方案中优选的是，所述双作用气缸采用溥型气缸。

在上述任一方案中优选的是，所述溥型气缸包括活塞杆，所述活塞杆的一端设有内螺纹接口，所述内螺纹接口与所述斜楔柱上的所述活塞杆安装螺柱形成紧固连接。

在上述任一方案中优选的是，包括导向体和导柱，所述导向体上开有安装所述斜楔夹紧机构的空腔。

在上述任一方案中优选的是，所述空腔包括垂直方向上安装所述斜楔柱的斜楔柱空腔，所述空腔还包括水平方向上安装所述导柱和所述滚轮的导柱空腔，所述导柱空腔贯穿所述斜楔柱空腔。

在上述任一方案中优选的是，所述导柱中部设有开口，所述开口两端的平面上开有第一圆柱销安装孔，所述第一圆柱销安装孔内装有第一圆柱销，所述第一圆柱销上套装有所述滚轮。

在上述任一方案中优选的是，所述导柱的一端设有凸台，所述导柱空腔的右侧开有沉孔，所述凸台内侧与所述沉孔的底平面之间安装有回位弹簧，所述回位弹簧的一端与所述凸台的内侧之间活动连接。

在上述任一方案中优选的是，所述导柱的另一端套装有压头。

在上述任一方案中优选的是，包括底板，所述底板设有气缸安装平面，所述气缸安装平面开有通孔，所述活塞杆穿过所述通孔与所述斜楔柱形成固定连接。

在上述任一方案中优选的是，包括定位板，所述定位板通过第三螺钉和第二圆柱销与所述底板固定连接。

在上述任一方案中优选的是，所述定位板开有定位座安装孔，所述定位座安装孔内装有定位座，所述定位座一端设有半圆形安装凸台，所述半圆形安装凸台上开有螺孔，所述定位座安装孔的外侧安装有垫圈和第二螺钉，所述第二螺钉旋入螺孔使所述定位座固定安装在所述定位板上。

在上述任一方案中优选的是，所述定位座的另一端设有定位面，所述定位面上装有菱形销。

在上述任一方案中优选的是，所述定位面与所述压头呈相向布置。

在上述任一方案中优选的是，所述定位面与所述压头之间装有加工零件。

在上述任一方案中优选的是，包括立板，所述立板通过第四螺钉固定安装在靠近所述底板两侧边缘的底面上。

在上述任一方案中优选的是，所述定位板的外侧装有加强筋。

在上述任一方案中优选的是，在所述导向体上安装所述导柱的前端面开口处通过第一螺钉固定安装有防尘罩。

在上述任一方案中优选的是，所述溥型气缸的外壁上装有直气接头，所述直气接头外接进气管。

在上述任一方案中优选的是，所述溥型气缸通过第五螺钉固定安装在所述底板。

在上述任一方案中优选的是，所述防尘罩的外侧面上通过第六螺钉固定安装有二位五通阀。

在上述任一方案中优选的是，所述二位五通阀上端面装有消音器。

在上述任一方案中优选的是，所述底板上至少安装有一套所述夹紧装置。

在上述任一方案中优选的是，当所述底板上装有一套所述夹紧装置时，在所述二位五通阀上的所述弯气接头与所述溥型气缸上的所述直气接头之间通过所述进气管相连接。

在上述任一方案中优选的是，当所述底板上同时装有两套所述夹紧装置时，每套所述夹紧装置单独配置一只所述二位五通阀，同时在两套所述夹紧装置之间的气路上设有三通接头。

本发明与现有技术相比的有益效果是：采用双作用气缸控制夹紧自锁，装夹、拆卸方便快捷，灵活性强，能够在瞬间将加工零件装夹牢固并快速自锁，加工完成后也能在瞬间松开加工零件，大幅提高装卸效率；可在一个工作平台上同时安装多套本夹紧装置，实现一次性进行多工序加工，使得每一次循环加工过程中至少能完成一件零件的加工，因此可大幅减少机床设备投入、搬运物流工作量以及生产人员等，同时也可一次性进行多工位加工，即同时完成同一工序多个工件的加工，所述多工位的技术优势明显，比如在加工中心使用多工位加工零件时，可以减少换刀次数、减少员工装卸次数和增加加工设备使用效率，实现一个操作人员可同时操作多台设备的技术效果；通用性强，特别是在更换加工零件时非常方便快捷，此时无需拆卸夹具本体，只需直接更换定位座11及菱形销10并通过第二螺钉12固定安装在定位板13上即可，从而实现不同种类工件的通用装夹及加工，同时也能够达到快速换产的目的；本夹具可广泛适用于各种结构复杂、切削力较大、多加工表面的加工零件，采用面与面定位方式夹紧工件，因此针对不同的加工零件只需制造相应的定位座11即可，大幅降低夹具制造成本；采用斜楔夹紧机构，使装夹稳定性好，夹紧牢固可靠，且在定位板13上设有防转半圆孔，将定位座11安装在所述防转半圆孔内，使定位座11与防转装置如菱形销10形成一体式结构，从而实现定位精准、稳定可靠的技术效果。

附图说明

图1为按照本发明的通用型气动自锁夹紧夹具的优选实施例的A-A主剖图；

图2为按照本发明的通用型气动自锁夹紧夹具的图1所示实施例的俯视图；

图3为按照本发明的通用型气动自锁夹紧夹具的图1所示实施例的B-B剖面图。

附图标记说明：

1第一螺钉；2防尘罩；3导柱；4弹簧；5斜楔柱；6导向体；7滚轮；8第一圆柱销；9压头；10菱形销；11定位座；12第二螺钉；13定位板；14垫圈；15加强筋；16第三螺钉；17底板；18立板；19溥型气缸；20直气接头；21第四螺钉；22第二圆柱销；23第五螺钉；24消音器；25第六螺钉；26弯气接头；27二位五通阀；28三通接头；29进气管；30加工零件。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明，但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例仅具有示例性而没有限制的含义。

实施例1：

如图1-3所示，通用型气动自锁夹紧夹具，包括夹紧装置，所述夹紧装置采用斜楔夹紧机构，所述斜楔夹紧机构包括斜楔柱5和滚轮7，斜楔柱5的一端设有活塞杆安装螺柱，斜楔柱5的工作斜面上布置有滚轮7，所述工作斜面即斜楔柱5与滚轮7之间的夹紧行程接触面采用双斜面，所述双斜面包括前部大升角和后部小升角，所述夹紧行程的自锁角度设置为5度，包括动力元件，所述动力元件采用气缸，所述气缸采用双作用气缸，所述双作用气缸采用溥型气缸19，溥型气缸19包括活塞杆，所述活塞杆的一端设有内螺纹接口，所述内螺纹接口与斜楔柱5上的所述活塞杆安装螺柱形成紧固连接，包括导向体6和导柱3，导向体6上开有安装所述斜楔夹紧机构的空腔，所述空腔包括垂直方向上安装斜楔柱5的斜楔柱空腔，所述空腔还包括水平方向上安装导柱3和滚轮7的导柱空腔，所述导柱空腔贯穿所述斜楔柱空腔，导柱3中部设有开口，所述开口两端的平面上开有第一圆柱销安装孔，所述第一圆柱销安装孔内装有第一圆柱销8，第一圆柱销8上套装有滚轮7，导柱3的一端设有凸台，所述导柱空腔的右侧开有沉孔，所述凸台内侧与所述沉孔的底平面之间安装有回位弹簧4，回位弹簧4的一端与所述凸台的内侧之间活动连接，导柱3的另一端套装有压头9，包括底板17，底板17设有气缸安装平面，所述气缸安装平面开有通孔，所述活塞杆穿过所述通孔与斜楔柱5形成固定连接，包括定位板13，定位板13通过第三螺钉16和第二圆柱销（22）与底板17固定连接，定位板13开有定位座安装孔，所述定位座安装孔内装有定位座11，定位座11一端设有半圆形安装凸台，所述半圆形安装凸台上开有螺孔，所述定位座安装孔的外侧安装有垫圈14和第二螺钉12，第二螺钉12旋入螺孔使定位座11固定安装在定位板13上，定位座11的另一端设有定位面，所述定位面上装有菱形销10，所述定位面与压头9呈相向布置，所述定位面与压头9之间装有加工零件30，包括立板18，立板18通过第四螺钉21固定安装在靠近底板17两侧边缘的底面上，定位板13的外侧装有加强筋15，在导向体6上安装导柱3的前端面开口处通过第一螺钉1固定安装有防尘罩2，溥型气缸19的外壁上装有直气接头20，直气接头20外接进气管29，溥型气缸19通过第五螺钉23固定安装在底板17上，防尘罩2的外侧面上通过第六螺钉25固定安装有二位五通阀27，二位五通阀27上端面装有消音器24，底板17上至少安装有一套所述夹紧装置，底板17上同时装有四套所述夹紧装置时，每套所述夹紧装置单独配置一只二位五通阀27，同时在相邻的每两套所述夹紧装置之间的气路上均设有三通接头28。

所述双作用气缸是指从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。

本发明的工作原理：

夹紧工作过程：压缩空气通过进气管29进入二位五通阀27，起始位置为溥型气缸19的收缩状态即压头9呈松开状态，此时将加工零件30按不同加工部位的需要依次安装在相应的所述夹紧装置的定位元件即定位座11和菱形销10上，随后开始启动二位五通阀27一次，使溥型气缸19推动活塞杆并将动力传递至斜楔柱5，斜楔柱5向前移动时，滚轮7通过第一圆柱销8以及回位弹簧4的带动下沿斜楔柱5的前部大升角作用下在水平方向上快速由右向左移动，导柱3随着滚轮7的移动同步向左移动，从而使压头9将加工零件30夹紧，在夹紧的同时滚轮7也刚好处于斜楔柱5后部小升角即自锁角度的位置，最终将加工零件30稳定可靠地夹紧并自锁在本夹具的定位元件上。

放松工作过程：机械加工完成后，再次启动一次二位五通阀27，将溥型气缸19的活塞杆复位至收缩起始状态，随着气缸活塞杆的复位，与其相连接的斜楔柱5也退回至斜楔柱5前部大升角的最右端位置即圆弧中心位置，此时所述圆弧中心位置与滚轮7的中心位置刚好重合，与此同时，导柱3和所述压头9在回位弹簧4的作用下也返回至滚轮7与斜楔柱5前部大升角圆弧中心处的接触最右端限位，从而完成拆卸加工零件30的工作。

所述斜楔夹紧机构的工作特点：

（1）斜楔的自锁性：当原始力一旦消失或撤除后，夹紧机械在纯摩擦力的作用下，仍应保持其处于夹紧状态而不松开，以保证夹紧的可靠性；（2）斜楔能改变夹紧作用力的方向；（3）斜楔具有增力作用；（4）斜楔夹紧行程小；（5）结构简单。

对于斜楔夹紧，由于增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的，故在确定斜楔升角α时，应兼顾三者在不同条件下的实际需要。本发明既要求自锁，又要求有较大的夹紧行程，因此优选方案采用了双斜面斜楔柱5，所述前部大升角用于夹紧前的快速行程，后部小升角保证自锁稳定可靠。

实施例2：

通用型气动自锁夹紧夹具，与实施例1相似，所不同的是：所述夹紧行程的自锁角度设置为8度。

实施例3：

通用型气动自锁夹紧夹具，与实施例1相似，所不同的是：所述夹紧行程的自锁角度设置为10度。

Claims (25)

1.通用型气动自锁夹紧夹具，包括夹紧装置，其特征在于，所述夹紧装置采用斜楔夹紧机构，所述斜楔夹紧机构包括斜楔柱(5)和滚轮(7)，斜楔柱(5)的一端设有活塞杆安装螺柱，斜楔柱(5)的工作斜面上布置有滚轮(7)，包括定位板(13)，定位板(13)开有定位座安装孔，所述定位座安装孔内装有定位座(11)，定位座(11)一端设有半圆形安装凸台，所述半圆形安装凸台上开有螺孔，所述定位座安装孔的外侧安装有垫圈(14)和第二螺钉(12)，第二螺钉(12)旋入螺孔使定位座(11)固定安装在定位板(13)上，定位座(11)的另一端设有定位面，所述定位面上装有菱形销(10)，在定位板(13)上设有防转半圆孔，将定位座(11)安装在所述防转半圆孔内，使定位座(11)与菱形销(10)形成一体式结构，在更换不同种类加工零件时无需拆卸夹具本体，只需直接更换定位座(11)及菱形销(10)即可。

2.如权利要求1所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述工作斜面即斜楔柱(5)与滚轮(7)之间的夹紧行程接触面采用双斜面，所述双斜面包括前部大升角和后部小升角，所述夹紧行程的自锁角度设置在5至10度之间。

3.如权利要求2所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，包括动力元件，所述动力元件采用气缸。

4.如权利要求3所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述气缸采用双作用气缸。

5.如权利要求4所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述双作用气缸采用薄型气缸(19)。

6.如权利要求5所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，薄 型气缸(19)包括活塞杆，所述活塞杆的一端设有内螺纹接口，所述内螺纹接口与斜楔柱(5)上的所述活塞杆安装螺柱形成紧固连接。

7.如权利要求6所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，包括导向体(6)和导柱(3)，导向体(6)上开有安装所述斜楔夹紧机构的空腔。

8.如权利要求7所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述空腔包括垂直方向上安装斜楔柱(5)的斜楔柱空腔，所述空腔还包括水平方向上安装导柱(3)和滚轮(7)的导柱空腔，所述导柱空腔贯穿所述斜楔柱空腔。

9.如权利要求8所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，导柱(3)中部设有开口，所述开口两端的平面上开有第一圆柱销安装孔，所述第一圆柱销安装孔内装有第一圆柱销(8)，第一圆柱销(8)上套装有滚轮(7)。

10.如权利要求9所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，导柱(3)的一端设有凸台，所述导柱空腔的右侧开有沉孔，所述凸台内侧与所述沉孔的底平面之间安装有回位弹簧(4)，回位弹簧(4)的一端与所述凸台的内侧之间活动连接。

11.如权利要求10所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，导柱(3)的另一端套装有压头(9)。

12.如权利要求6所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，包括底板(17)，底板(17)设有气缸安装平面，所述气缸安装平面开有通孔，所述活塞杆穿过所述通孔与斜楔柱(5)形成固定连接。

13.如权利要求12所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，定位板(13)通过第三螺钉(16)和第二圆柱销(22)与底板(17) 固定连接。

14.如权利要求1所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述定位面与压头(9)呈相向布置。

15.如权利要求14所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述定位面与压头(9)之间装有加工零件(30)。

16.如权利要求12所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，包括立板(18)，立板(18)通过第四螺钉(21)固定安装在靠近底板(17)两侧边缘的底面上。

17.如权利要求13所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，定位板(13)的外侧装有加强筋(15)。

18.如权利要求7所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，在导向体(6)上安装导柱(3)的前端面开口处通过第一螺钉(1)固定安装有防尘罩(2)。

19.如权利要求6所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，薄 型气缸(19)的外壁上装有直气接头(20)，直气接头(20)外接进气管(29)。

20.如权利要求19所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，薄 型气缸(19)通过第五螺钉(23)固定安装在底板(17)上。

21.如权利要求18所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，防尘罩(2)的外侧面上通过第六螺钉(25)固定安装有二位五通阀(27)。

22.如权利要求21所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，二位五通阀(27)上端面装有消音器(24)。

23.如权利要求20所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，底板(17)上至少安装有一套所述夹紧装置。

24.如权利要求23所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，当底板(17)上装有一套所述夹紧装置时，在二位五通阀(27)上的弯气接头(26)与薄 型气缸(19)上的直气接头(20)之间通过进气管(29)相连接。

25.如权利要求23所述的通用型气动自锁夹紧夹具，其特征在于，当底板(17)上同时装有两套所述夹紧装置时，每套所述夹紧装置单独配置一只二位五通阀(27)，同时在两套所述夹紧装置之间的气路上设有三通接头(28)。