CN106335013A - 一种柔性虎钳夹具 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种结构新颖、使用方便，可根据不同的生产需要组合出相应夹具，从而加工效率得以提高并有效降低工装制造、原材料成本的柔性虎钳夹具。该虎钳夹具在实际应用中，根据不同形状工件的生产需要，通过加工文件中给出的孔坐标，操作者可利用钳口定位销孔和长定位芯轴的选位配合，按要求组合成适应生产需要的夹具，从而实现装备的柔性化、模块化；另外由于在钳口基座上增设了对插燕尾形的楔形连接机构，形成快卸快装的夹具，也大大提高了产品加工的工作效率。

Description

一种柔性虎钳夹具
技术领域
本申请属于机械制造装备技术领域，涉及一种在机械制造加工行业，尤其是飞机制造行业中用于装夹工件的柔性虎钳夹具。
背景技术
目前本领域公知的普通虎钳一般只能直接夹持结构较为简单的工件产品，在新产品研制过程中若需要加工其它形状复杂的零件，往往需要制造专用的工艺装备，所有普通虎钳存在着适用范围窄、通用性不强、不能满足特殊零件装夹要求及工装制造成本高等缺点；另外，现有的普通虎钳钳口与钳身本体间的螺纹紧固连接方式，更换特殊钳口时，拆卸不便，也在很大程度上影响了产品加工的工作效率。
另外由于飞机零件多为异形结构件，在新产品研制过程中如果需要加工形状复杂的零件，往往需要制造专用的工艺装备，工艺装备通用性差、工装制造成本高、制造周期长、设计和使用需求脱节等缺点。
发明内容
本申请的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构新颖、使用方便，可根据不同的生产需要组合出相应夹具，从而加工效率得以提高并有效降低工装制造、原材料成本的柔性虎钳夹具。
用于实现上述目的的技术解决方案是这样的：一种柔性虎钳夹具具有一个带调节丝杠的底座，在底座上设置有一个固定钳口基座和一个可在底座调节丝杠驱动下相对固定钳口基座移动的活动钳口基座，在两基座相向的座面上均装有虎钳钳口，两钳口基座和各自相邻钳口之间通过对插燕尾形的楔形连接机构装接，在钳口的内侧面上按行、列等间距地排布有多个圆形定位销孔，在钳口的内侧面上配设有至少两个与圆形定位销孔配合的长定位芯轴。在两钳口基座的内座面上开有燕尾槽，在两钳口的外侧面上对应设有与燕尾槽配合插装的燕尾形凸台。在钳口的内侧面上配设有与圆形定位销孔配合的推料螺钉或带肩芯轴。在两钳口的内、外侧面均设有燕尾形凸台，在两钳口的上端面上设有燕尾槽。该虎钳夹具还包括换装虎钳用附件——推料螺钉，推料卡榫，实现对零件的可靠定位和强力固紧。
该虎钳夹具在实际应用中，根据不同形状工件的生产需要，通过加工文件中给出的孔坐标，操作者可利用钳口定位销孔和长定位芯轴的选位配合，按要求组合成适应生产需要的夹具，从而实现装备的柔性化、模块化；另外由于在钳口基座上增设了对插燕尾形的楔形连接机构，形成快卸快装的夹具，也大大提高了产品加工的工作效率。
本申请所述的柔性虎钳夹具是一种高效、便捷的夹具，它改变了传统虎钳适用范围窄、通用性不强、换装效率低、定位不可靠、使用柔性差、无法满足特殊零件的装夹需要的缺点。解决了以往在产品新研过程中很多复杂零件需要制造专用工艺装备的难题，具有生产准备工作快捷方便、效率高、劳动强度低等优点，可大大提高新产品的研制周期，降低了工装制造成本和材料成本。如果将其用于数控机床的加工，可以缩短加工准备周期，大幅度提高加工效率，使得生产线具有更高的效率和生产柔性，从而带来更高的经济效益。
附图说明
图1为结构示意图。
图2为钳口基座的内侧面结构示意图。
图3为钳口基座的侧向结构示意图。
图4为虎钳钳口的内侧面结构示意图。
图5为虎钳钳口的侧向结构示意图。
图6为一种工作状态示意图。
图7为图6的侧视图。
图8另一种工作状态示意图。
图9图8的侧视图。
图10为本申请的定位、装夹曲面零件工作状态示意图。
图11为图10的侧视图。
图12高效钳口结构的示意图。
图13高效燕尾钳口结构
图14为推料卡榫的结构示意图
图中编号说明：1、底座；2、丝杠；3、活动钳口基座；4、钳口；5、零件；6、固定钳口基座；7、长定位芯轴；8、推料螺钉；9、推料卡榫；10、限位销孔；11、带肩芯轴；41、圆形定位销孔；42、燕尾槽；43、燕尾形凸台；
具体实施方式
以下将结合附图对本申请内容做进一步说明，但本申请的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。
参见图1，本申请所述的柔性虎钳夹具由底座1、安装在底座1上的固定钳口基座6和活动钳口基座3以及设置在两基座上的虎钳钳口4组成，活动钳口基座3可在底座调节丝杠2驱动下相对固定钳口基座6移动，起到对零件5的夹、放作用。钳口基座的结构如图2和图3所示，在基座的内侧面上开有燕尾槽42，在基座的限位销孔10用长定位芯轴7与需要换装的虎钳钳口4上相应坐标定位孔实现闭锁定位。虎钳钳口4的基本结构如图4和图5所示，在钳口4的内侧面上按行列等间距排布有多个圆形定位销孔41并有相应的坐标编号，在钳口4的外侧面上设有与基座燕尾槽42配合插装的凸台43。零件5在被粗加工、半精加工时，不要紧固更换后的钳口，从而提高了准备的工作效率；而对于精加工工序，可以采用闭锁机构将钳口锁紧，防止位移。限位和闭锁机构可以按需采用或简单、或复杂的机械结构。在数控加工行业，对虎钳基座一次校准后，无论怎样调整零件的定位基准，都不需要重新校准坐标，因为夹具上的定位孔是标准的等间距孔。
本申请的工作原理如图6～图11所示。
在图6和图7所示的工作结构中，根据零件5的定位需求，选择柔性虎钳夹具上的不同的坐标孔位置，安装长定位芯轴7对零件进行定位(图6所示的零件定位采用了A1、B4、B22三处定位销孔定位零件)，然后由虎钳进行固定。对于不同定位要求的零件只要通过选择相应的定位孔孔位，便可以实现对零件定位基准的快速调整(从工艺学角度而言，长芯轴定位可以限制机械定位中的4个自由度)。
该柔性虎钳在用于强力切削时，对钳口4换装虎钳用附件——推料螺钉8，推料卡榫9，其工作结构如图8和图9所示。在定位销孔A1、B4、B22处插入长定位芯轴7用以定位，进而实现对零件5的可靠定位和强力固紧(适用于难加工材料的定位和固定)。
图10和图11所示为利用该柔性虎钳对异形零件进行装夹、定位的工作原理图。工作中安装零件5的外形轮廓，制作相应的带肩芯轴11。芯轴肩部的切点与零件外形相切，就可以实现曲面定位。如图所示，A1、D4处的长芯轴和D21处的带肩长芯轴构成了曲面基准的定位。
图12、图13所示是该多用虎钳采用的一种高效燕尾钳口结构，在两钳口4的内外侧面均设有燕尾形凸台43，在两钳口4的上端面上设有燕尾槽42。其工作原理就是利用夹具上的燕尾槽与零件上制出的工艺燕尾配合，零件加工完后将燕尾去除。该结构的优点是节约材料，可最大程度的减少毛料成本，减少浪费。
图14为推料卡榫的结构示意图。推料卡榫9为易损耗部件，所以将其设计为可拆卸式结构，损坏后无需更换整副钳口，只需要更换损坏部分即可，同时不同材质零件，夹持力大小不同，可按需调整不同强度推料卡榫9。

Claims (5)

1.一种柔性虎钳夹具，具有一个带调节丝杠的底座，在底座上设置有一个固定钳口基座和一个可在底座调节丝杠驱动下相对固定钳口基座移动的活动钳口基座，在两基座相向的座面上均装有虎钳钳口，其特征在于：两钳口基座和各自相邻钳口之间通过对插燕尾形的楔形连接机构装接，在钳口的内侧面上按行、列等间距地排布有多个圆形定位销孔，在钳口的内侧面上配设有至少两个与圆形定位销孔配合的长定位芯轴。
2.根据权利要求1所述的柔性虎钳夹具，其特征是在两钳口基座的内座面上开有燕尾槽，在两钳口的外侧面上对应设有与燕尾槽配合插装的燕尾形凸台。
3.根据权利要求1所述的柔性虎钳夹具，其特征是在钳口的内侧面上配设有与圆形定位销孔配合的推料螺钉或带肩芯轴。
4.根据权利要求2所述的柔性虎钳夹具，其特征是在两钳口的内、外侧面均设有燕尾形凸台，在两钳口的上端面上设有燕尾槽。
5.根据权利要求1所述的柔性虎钳夹具，其特征在于包括换装虎钳用附件——推料螺钉，推料卡榫，实现对零件的可靠定位和强力固紧。
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