CN105855959A - 气动自锁夹紧夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气动自锁夹紧夹具，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（10）和滚轮（9），斜楔柱（10）的一端设有活塞杆安装螺柱，斜楔柱（10）的工作斜面上布置有滚轮（9）。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，通过双压板夹紧结构实现自动同步夹紧，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；所述两个导柱形成交叉结构布置，能够实现较小工件的夹紧加工；本夹具外形为长方形，能够根据工件大小设置多个加工工位，从而实现同时加工多个工件，既节约加工成本也大幅提高了经济效益。

Description

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定位芯轴和菱形定位销，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定位芯轴和菱形定位销，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：

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滚轮。

优选的是，所述工作斜面为所述斜楔柱与所述滚轮之间的夹紧行程接触面，所述夹紧行程的自锁角度设置在5至20度之间。其中，所述自锁角度在5至10度之间时自锁效果最佳，所述自锁角度在10度至20度之间时，只要能够保证有稳定的气源仍可通过气缸作用力实现自锁。

在上述任一方案中优选的是，所述斜楔夹紧机构包括动力元件，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，所述空腔包括水平方向上安装所述斜楔柱的斜楔柱空腔，在所述斜楔柱空腔的上方开有安装所述导柱的V型空腔，所述斜楔柱空腔与所述V型空腔相连通，所述V型空腔内装有两个所述导柱并形成交叉布置。

在上述任一方案中优选的是，所述斜楔柱空腔与V型空腔交叉处设有所述滚轮的活动空腔，所述滚轮装在两个所述导柱的下方，所述导柱与所述滚轮之间形成活动连接，所述V型空腔的外侧开口处装有弹簧座。

在上述任一方案中优选的是，所述导柱与所述滚轮相接触的一端设有凸台，所述凸台的外侧设有斜面，所述导柱的外圆面上套装有回位弹簧，所述回位弹簧的一端与所述凸台的内侧之间活动连接，另一端与所述弹簧座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板。

在上述任一方案中优选的是，所述压板包括第一压板和第二压板。

在上述任一方案中优选的是，所述导柱与所述第一压板或所述第二压板之间通过第二圆柱销和开口销形成铰链连接。

在上述任一方案中优选的是，包括定位板，所述定位板通过第五螺钉固定安装在所述导向体的上端面，所述定位板与所述第一压板或所述第二压板之间通过第三圆柱销形成铰链连接。

在上述任一方案中优选的是，所述溥型气缸的外壁上装有气源接头，所述气源接头外接有气管。

在上述任一方案中优选的是，包括底板，所述导向体通过第六螺钉固定安装在所述底板的上平面，所述溥型气缸通过第八螺钉固定安装在所述导向体上安装有所述斜楔柱的侧面开口处。

在上述任一方案中优选的是，包括滚轮座，两个所述滚轮座分别嵌入所述活动空腔的两端，所述活动空腔的中部空间布置有所述滚轮和第一圆柱销，所述滚轮座设有导向凹槽，所述两个导向凹槽相向布置，所述第一圆柱销嵌入在所述两个导向凹槽内，两个所述滚轮座通过第一螺钉固定安装在所述导向体上，所述滚轮套装在所述第一圆柱销上并与所述滚轮座之间形成活动连接，使得所述滚轮在所述两个导向凹槽内能够进行上下移动。

在上述任一方案中优选的是，所述定位板的上平面通过第四螺钉固定安装有定位芯轴，同时还固定安装有菱形销，所述上平面为定位面，所述定位面上装有加工零件。

在上述任一方案中优选的是，在所述导向体上安装所述斜楔柱的前端面开口处通过第二螺钉固定安装有防尘罩。

在上述任一方案中优选的是，在所述底板上通过第三螺钉固定安装有侧立板。

在上述任一方案中优选的是，所述侧立板的顶面上通过第七螺钉固定安装有挡屑板。

在上述任一方案中优选的是，所述侧立板的外侧面上通过第九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，在所述二位五通阀与所述溥型气缸上的所述气源接头之间通过所述气管相连接。

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，在所述二位五通阀与两台所述溥型气缸上的所述气源接头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，无需手动操作压板，通过双压板夹紧结构实现自动同步夹紧，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；所述两个导柱形成交叉结构布置，能够实现较小工件的夹紧加工；本夹具外形为长方形，能够根据工件大小在所述底板上设置多个加工工位，从而实现同时加工多个工件，在节约加工成本的同时大幅提高经济效益，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，在设置多工位夹紧装置时，可通过气管管路串联控制气源，从而大幅减少操作动作并降低生产成本；稳定性好，本夹具设计采用的是一只气缸同时驱动双压板，可实现同步传递动力，最终使双压板同步旋转向下完成夹紧自锁，且在定位板上设有定位芯轴、菱形销以及防错槽装置，从而保证定位精准、稳定、可靠，因此本夹具可广泛适用于各种结构复杂、切削力较大、夹紧空间小以及较小的加工零件，在装夹过程中可将加工零件的底面作为定位面，通过启动所述斜楔夹紧机构使所述压板产生方向向下的夹紧力以夹紧加工零件，实现了装夹定位精准以及夹紧后自锁牢固的技术效果。

附图说明

图1为按照本发明的气动自锁夹紧夹具的优选实施例的主视图；

图2为按照本发明的气动自锁夹紧夹具的图1所示实施例的俯视图；

图3为按照本发明的气动自锁夹紧夹具的图1所示实施例的A-A剖面图。

附图标记说明：

1气源接头；2溥型气缸；3底板；4导向体；5弹簧座；6回位弹簧；7导柱；8第一圆柱销；9滚轮；10斜楔柱；11第一螺钉；12第二螺钉；13防尘罩；14第三螺钉；15滚轮座；16第二圆柱销；17第一压板；18第三圆柱销；19定位板；20定位芯轴；21第四螺钉；22第二压板；23挡屑板；24侧立板；25第五螺钉；26开口销；27第六螺钉；28菱形销；29第七螺钉；30第八螺钉；31消音器；32第九螺钉；33二位五通阀；34三通接头；35气管；36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，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10和滚轮9，斜楔柱10的一端设有活塞杆安装螺柱，斜楔柱10的工作斜面上布置有滚轮9，所述工作斜面为斜楔柱10与滚轮9之间的夹紧行程接触面，所述夹紧行程的自锁角度设置为5度，所述斜楔夹紧机构包括动力元件，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2，溥型气缸2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10上的所述活塞杆安装螺柱形成紧固连接，包括导向体4和导柱7，导向体4上开有安装所述斜楔夹紧机构的空腔，所述空腔包括水平方向上安装斜楔柱10的斜楔柱空腔，在所述斜楔柱空腔的上方开有安装导柱7的V型空腔，所述斜楔柱空腔与V型空腔相连通，所述V型空腔内装有两个导柱7并形成交叉布置，所述斜楔柱空腔与V型空腔交叉处设有滚轮9的活动空腔，滚轮9装在两个导柱7的下方，导柱7与滚轮9之间形成活动连接，所述V型空腔的外侧开口处装有弹簧座5，导柱7与滚轮9相接触的一端设有凸台，所述凸台的外侧设有斜面，导柱7的外圆面上套装有回位弹簧6，回位弹簧6的一端与所述凸台的内侧之间活动连接，另一端与弹簧座5的内侧之间活动连接，导柱7的另一端套装有压板，所述压板包括第一压板17和第二压板22，导柱7与第一压板17或第二压板22之间通过第二圆柱销16和开口销26形成铰链连接，包括定位板19，定位板19通过第五螺钉25固定安装在导向体4的上端面，定位板19与第一压板17或第二压板22之间通过第三圆柱销18形成铰链连接，溥型气缸2的外壁上装有气源接头1，气源接头1外接有气管35，包括底板3，导向体4通过第六螺钉27固定安装在底板3的上平面，溥型气缸2通过第八螺钉30固定安装在导向体4上安装有斜楔柱10的侧面开口处，包括滚轮座15，两个滚轮座15分别嵌入所述活动空腔的两端，所述活动空腔的中部空间布置有滚轮9和第一圆柱销8，滚轮座15设有导向凹槽，所述两个导向凹槽相向布置，第一圆柱销8嵌入在所述两个导向凹槽内，两个滚轮座15通过第一螺钉11固定安装在导向体4上，滚轮9套装在第一圆柱销8上并与滚轮座15之间形成活动连接，使得滚轮9在所述两个导向凹槽内能够进行上下移动，定位板19的上平面通过第四螺钉21固定安装有定位芯轴20，同时还固定安装有菱形销28，所述上平面为定位面，所述定位面上装有加工零件36，在导向体4上安装斜楔柱10的前端面开口处通过第二螺钉12固定安装有防尘罩13，在底板3上通过第三螺钉14固定安装有侧立板24，侧立板24的顶面上通过第七螺钉29固定安装有挡屑板23，侧立板24的外侧面上通过第九螺钉32固定安装有二位五通阀33，二位五通阀33上端面装有消音器31，底板3上安装有四套所述夹紧装置，在所述四套夹紧装置的两侧分别装有一块侧立板24，因而两侧立板24上装有两台二位五通阀33，每一台二位五通阀33分别给两台溥型气缸2供气。

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：压缩空气通过气管35进入二位五通阀33，起始位置为溥型气缸2的收缩状态即对应于第一压板17和第二压板22的松开状态，此时将四件加工零件36分别安装到四套夹紧装置上的定位元件上，所述定位元件包括定位板19以及固设在其上的定位芯轴20、菱形销28，安装好加工零件36后即可开始启动二位五通阀33一次，使溥型气缸2推动活塞杆并将动力传递至斜楔柱10，斜楔柱10向前移动时，滚轮9在斜楔柱10的工作斜面升角作用下在垂直方向上由低向高移动，交叉布置在滚轮9上方的两个导柱7随着滚轮9的移动同步向上方移动，导柱7与第一压板17和第二压板22之间通过第二圆柱销16铰链连接并将动力传递至所述双压板上，所述双压板与定位板19通过第三圆柱销18铰链连接，使所述双压板在两导柱7向上移动的同时以第三圆柱销18为旋转中心进行由上而下的转动，直至双压板将加工零件36夹紧为止，在夹紧的同时滚轮9与斜楔柱10也刚好处于自锁角度的位置，最终将加工零件36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33，将溥型气缸2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10也退回至斜楔柱10工作斜面升角的最低位置即圆弧中心位置，此时所述圆弧中心位置与滚轮9的中心位置刚好重合，与此同时，导柱7和所述双压板在回位弹簧6的作用下也返回至滚轮9与斜楔柱10升角圆弧中心处的接触最低限位，从而完成拆卸加工零件36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。本发明在要求自锁的同时夹紧行程并不大，因此优选方案采用单斜面斜楔柱10即可满足工作需要。

实施例2：

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。

实施例3：

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15度。

实施例4：

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20度。

Claims (10)

1.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（10）和滚轮（9），斜楔柱（10）的一端设有活塞杆安装螺柱，斜楔柱（10）的工作斜面上布置有滚轮（9）。

2.如权利要求1所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述工作斜面为斜楔柱（10）与滚轮（9）之间的夹紧行程接触面，所述夹紧行程的自锁角度设置在5至20度之间。

3.如权利要求2所述的气动自锁夹紧夹具，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所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述双作用气缸采用溥型气缸（2）。

6.如权利要求5所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，溥型气缸（2）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（10）上的所述活塞杆安装螺柱形成紧固连接。

7.如权利要求6所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，包括导向体（4）和导柱（7），导向体（4）上开有安装所述斜楔夹紧机构的空腔。

8.如权利要求7所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述空腔包括水平方向上安装斜楔柱（10）的斜楔柱空腔，在所述斜楔柱空腔的上方开有安装导柱（7）的V型空腔，所述斜楔柱空腔与V型空腔相连通，所述V型空腔内装有两个导柱（7）并形成交叉布置。

9.如权利要求8所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，所述斜楔柱空腔与V型空腔交叉处设有滚轮（9）的活动空腔，滚轮（9）装在两个导柱（7）的下方，导柱（7）与滚轮（9）之间形成活动连接，所述V型空腔的外侧开口处装有弹簧座（5）。

10.如权利要求9所述的气动自锁夹紧夹具，其特征在于，导柱（7）与滚轮（9）相接触的一端设有凸台，所述凸台的外侧设有斜面，导柱（7）的外圆面上套装有回位弹簧（6），回位弹簧（6）的一端与所述凸台的内侧之间活动连接，另一端与弹簧座（5）的内侧之间活动连接。