CN106736744B - 弹性夹紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹性夹紧装置。包括底座;定位机构,固定在所述底座上并设置有与工件配合的凹槽;对中平衡机构,包括固定在所述定位机构上的第一弹性组件和第二弹性组件,所述第一弹性组件位于所述凹槽的旁侧并从第一方向夹置所述工件,所述第二弹性组件从与所述第一方向垂直的第二方向抵压所述工件;夹紧机构,包括用于夹紧所述工件的压板,及将所述压板固定在所述定位机构上的连接件。第一弹性组件在第一方向上夹紧工件,使工件自动找准凹槽上的定位基准。第二弹性组件从第二方向抵压工件,工件定位完成后不会产生倾斜,工件的重心始终落在定位基准上,夹紧装置消除了工件外形尺寸的影响,确保工件加工部位满足对称度要求。

Description

弹性夹紧装置
技术领域
本发明涉及工装夹具技术领域,特别是涉及一种弹性夹紧装置。
背景技术
通过数控机床对工件进行加工时,为保证加工面相对其他表面的尺寸和位置精度,需要使工件始终相对机床保持确定的位置,在加工过程中能承受各个方向的作用力而固定不动,夹具则可同时实现工件的定位和加紧,确保工件在批量生产过程中的加工精度。
对于外形尺寸公差较大的铝挤压毛坯,加工时需确保孔相对工件的轴线对称,但是,传统的夹具难以保证孔的对称度。
发明内容
基于此,有必要提供一种确保工件加工部位满足对称度要求的弹性夹紧装置。
一种弹性夹紧装置,包括:
底座;
定位机构,固定在所述底座上并设置有与工件配合的凹槽;
对中平衡机构,包括固定在所述定位机构上的第一弹性组件和第二弹性组件,所述第一弹性组件位于所述凹槽的旁侧并从第一方向夹置所述工件,所述第二弹性组件从与所述第一方向垂直的第二方向抵压所述工件;
夹紧机构,包括用于夹紧所述工件的压板,及将所述压板固定在所述定位机构上的连接件。
在其中一个实施例中,所述第一弹性组件包括设置在所述凹槽的旁侧、并关于所述工件对称的至少一对第一弹片,所述定位机构上开设有容置所述第一弹片的第一安装孔,所述第一弹片的一端固定在所述第一安装孔上,所述第一弹片的另一端与所述工件的边缘相抵压。
在其中一个实施例中,所述第一安装孔的数量为两对且其开口靠近所述凹槽的端部。
在其中一个实施例中,在自由状态下,一对所述第一弹片所在的直线相交或平行。
在其中一个实施例中,所述第二弹性组件包括设置在所述凹槽的旁侧、并关于所述工件对称的至少一对抵压件,所述抵压件包括安装在所述定位机构上的连杆,一端固定在所述连杆上的第二弹片,及固定在所述第二弹片的另一端上并与所述工件抵压的压块。
在其中一个实施例中,所述定位机构上设置有与所述连杆的一端配合的第二安装孔,所述第二弹片固定在所述连杆的另一端上,所述压块上设置有插置所述第二弹片的插孔。
在其中一个实施例中,所述抵压件的数量为三对。
在其中一个实施例中,所述定位机构包括支撑板和与所述支撑板固定连接的定位板,所述支撑板与所述底座固定连接,所述定位板包括围设成所述凹槽的两凸台,所述第二弹性组件设置在所述凸台上。
在其中一个实施例中,所述压板设置有与所述第二弹性组件相对应的容置槽,所述连接件包括与所述定位机构螺纹连接的螺栓。
在其中一个实施例中,所述夹紧机构还包括设置在所述底座上的旋转气缸,及与所述旋转气缸的活塞杆连接并抵压所述压板的压杆。
本发明提供的弹性夹紧装置,由于设置了对中平衡机构,该对中平衡机构包括第一弹性组件和第二弹性组件,第一弹性组件在第一方向上夹紧工件,使工件自动找准凹槽上的定位基准。第二弹性组件从与第一方向垂直的第二方向抵压工件,工件定位完成后不会产生倾斜,工件的重心始终落在定位基准上,因此,该夹紧装置消除了工件外形尺寸的影响,保证了工件加工部位的对称度要求。
附图说明
图1为一实施例提供的夹紧装置的立体结构示意图;
图2为工件的侧视结构示意图;
图3为工件的立体结构示意图;
图4为图1的俯视结构示意图;
图5为图4的A-A剖视结构示意图;
图6为图4的B-B剖视结构示意图;
图7为图1所示的夹紧装置的局部结构示意图;
图8为图7的分解结构示意图;
图9为定位板的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1,图7和图8,一种弹性夹紧装置,包括底座100,定位机构200,对中平衡机构300和夹紧机构400。定位机构200与底座100固定连接,定位机构200上设置有凹槽211,该凹槽211与工件500的底面配合。对中平衡机构300包括第一弹性组件310和第二弹性组件320,第一弹性组件310和第二弹性组件320均固定在定位机构200上,第一弹性组件310位于凹槽211的旁侧,第一弹性组件310从第一方向(水平方向)对工件500起到夹置作用,第二弹性组件320同样位于凹槽211的旁侧、并在第二方向上(竖直方向)对工件500施加抵压力。夹紧机构400包括压板410和连接件420,压板410对工件500的顶面形成压紧力,连接件420将压板410固定在定位机构200上,通过连接件420的作用,工件500则夹置在压板410和定位机构200之间。
参阅图1至图3,在一些实施例中,工件500为采用铝挤压毛坯的遥控器,当然,该夹紧装置还适用加工部位涉及到对称度要求的其它工件500,例如播放器等。在遥控器工件500上与凹槽211配合的面上加工按钮孔510(用于安装按键)和视窗孔520(用于安装显示屏),工件500的侧端还需加工沿工件500长度方向(X轴方向)延伸的沉孔530。在加工过程中,为使按钮孔510和视窗孔520关于工件500上宽度方向上的中心线(即与X轴平行的中心线)对称,确保按钮孔510和视窗孔520的边缘到工件500边缘的距离相等,在定位和夹紧时,应当将工件500相对定位机构200上的凹槽211对中设置,即工件500上与X轴平行的中心线和凹槽211上与X轴平行的中心线在凹槽211上的投影几乎完全重合,两者之间的夹角α趋近于零。
参阅图1至图3,沉孔530的数量为两个,为使两个沉孔530关于工件500端面上平行于Z轴方向的中心线对称,确保两个沉孔530的中心线到工件500边缘的距离相等,即沉孔530的壁厚均匀,工件500在定位和夹紧后,工件500的重心应当落在凹槽211宽度方向的中心线(与X轴平行的中心线)上,两个沉孔530加工位之间的连线刚好处于水平状态,该连线相对水平面的夹角β趋近于零。
参阅图5,图7和图8,第一弹性组件310包括至少一对第一弹片311,一对第一弹片311位于凹槽211的旁侧并关于工件500(凹槽211)对称,该一对第一弹片311所在的平面垂直于工件500。具体的,定位机构200上开设有第一安装孔212,第一安装孔212沿Z轴方向延伸,第一弹片311的一端固定在第一安装孔212的底端,第一弹片311的另一端为自由端、并伸出该第一安装孔212一定的长度,第一弹片311的自由端与工件500的边缘相抵压。
由于设置了第一弹性组件310,在工件500的定位过程中,工件500挤压第一弹片311,一对第一弹片311将自动在水平方向上夹紧该工件500,其中一个第一弹片311与另一个第一弹片311对工件500所施加的力相等,方向相对,刚好使工件500在凹槽211中处于居中位置,即工件500宽度方向(与X轴平行方向)的中心线与凹槽211宽度方向(与X轴平行方向)的中心线在凹槽211上的投影几乎重合,两者之间的夹角α趋近于零。
当数控机床采用T形铣刀对工件500上的按钮孔510和视窗孔520加工时,以凹槽211宽度方向的中心线为基准,夹角α的值越小,按钮孔510和视窗孔520的对称度越高。因此,在定位过程中,第一弹性组件310能保证工件500自动找准正确的加工基准(即精确定位),减少加工误差,提高装夹效率和工件500加工的尺寸、形状精度。
在一些实施例中,第一弹片311的数量为两对,当然,容置该第一弹片311的第一安装孔212的数量同样为两对,第一安装孔212的开口靠近凹槽211的端部,换言之,第一弹片311在工件500的端部对其施加夹紧力。可以理解,第一弹片311的数量可以为三对甚至更多。
参阅图5,在自由状态下,一对第一弹片311所在的直线与凹槽211所在的平面垂直,即一对第一弹片311相互平行,一对第一弹片311之间的距离略小于工件500宽度,以便与工件500接触时可以对其产生水平方向的夹紧力。当然,一对第一弹片311所在的直线也可以相交,该交点可以位于工件500的上方或工件500的下方,即一对第一弹片311所在的直线可以组合成开口向上或向下的V型结构,不管如何变化,只要保证一对第一弹片311所在直线的交点在凹槽211上的投影刚好落在其宽度方向中心线上即可。
当然,第一弹性组件310还存在其它替代方式,例如,第一弹性组件310为对称设置的压缩弹簧,压缩弹簧水平设置,压缩弹簧的一端固定在凹槽211的侧壁上,压缩弹簧的另一端为自由端。当工件500放置在凹槽211中时,一对压缩弹簧同样能对工件500产生方向相反大小相等的力,使工件500自动实现准确的定位,夹角α的值趋近于零。
参阅图1和图9,定位机构200包括支撑板220和定位板210。支撑板220与底座100固定连接,定位板210与支撑板220固定连接,定位板210和支撑板220上开设有与按钮孔510和视窗孔520相对的通孔,数控机床的T形铣刀从该通孔中伸入,以便在工件500上成型按钮孔510和视窗孔520。定位板210包括两个凸台214,该两个凸台214共同围设成与工件500相配合的凹槽211。
参阅图6至图9,第二弹性组设置在凸台214上(即凹槽211的旁侧),第二弹性组件320包括至少一对抵压件320a,该一对抵压件320a关于凹槽211宽度方向的中心线对称。抵压件320a包括连杆323,第二弹片321和压块322。连杆323固定在定位机构200上,第二弹片321的一端与连杆323固定连接,第二弹片321的另一端为自由端,压块322则安装在第二弹片321的自由端上。
具体的,凸台214上设置有第二安装孔213,第二安装孔213的中心线为竖直线。连杆323的一端固定在第二安装孔213内,连杆323的另一端伸出凸台214一定的高度,连杆323与凸台214的表面垂直。第二弹片321水平设置,压块322上设置有插孔322a,该插孔322a的中心线为水平直线,第二弹片321的自由端刚好插装在该插孔322a中。
当工件500的下表面与定位板210上的凹槽211配合时,工件500的上表面与压板410接触,当然,压块322上与工件500的接触面要低于工件500的上表面的最高点,在定位过程中,工件500将对压块322产生向上的挤压力,从而使得压块322带动第二弹片321的自由端向上翘曲,第二弹片321将通过压块322对工件500施加向下的压紧力。
由于一对抵压件320a上的压块322对称设置,压块322在工件500上的作用点关于凹槽211宽度方向上的中心线对称,其相对工件500宽度方向上的中心线产生的倾覆力矩大小相等,方向相反,因此,工件500将不会倾斜而保持平衡,即工件500的重心刚好落在凹槽211宽度方向的中心线上,夹角β趋近于零。当以凹槽211宽度方向的中心线为定位基准加工两个沉孔530时,两个沉孔530的中心线到工件500相应边缘的距离相等,确保两个沉孔530的壁厚一致。
在一些实施例中,抵压件320a的数量为三对,该三对抵压件320a刚好与工件500的中部和两个端部对应。当然,抵压件320a的数量可以为两对,该两对抵压件320a与工件500的两个端部相对应。
参阅图1,工件500装夹完成后,工件500夹置在压板410和定位板210之间,压板410和定位板210限制了工件500的旋转和移动,对工件500起到夹紧作用。具体的,压板410的底部设置有容置槽411,当压板410夹紧工件500时,第二弹性组件320中的压块322则收容在该容置槽411中,确保压板410的底部与工件500的上表面之间接触并产生抵压力。连接件420包括螺栓421,该螺栓421与定位机构200螺纹连接,通过螺栓421的作用,使得压板410固定在定位板210上并对工件500形成夹紧力。
参阅图1,夹紧机构400还包括旋转气缸430和压杆440,旋转气缸430的缸筒与底座100转动连接,压杆440的一端与旋转气缸430的活塞杆连接,压杆440的另一端为自由端、并与压板410的顶部相抵压,通过对压板410施加抵压力,进一步提高了夹紧装置对工件500的夹紧力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种弹性夹紧装置,其特征在于,包括:
底座;
定位机构,固定在所述底座上并设置有与工件配合的凹槽;
对中平衡机构,包括固定在所述定位机构上的第一弹性组件和第二弹性组件,所述第一弹性组件位于所述凹槽的旁侧并从第一方向夹置所述工件,所述第二弹性组件从与所述第一方向垂直的第二方向抵压所述工件,所述第一弹性组件包括设置在所述凹槽的旁侧、并关于所述工件对称的至少一对第一弹片,所述第二弹性组件包括设置在所述凹槽的旁侧、并关于所述工件对称的至少一对抵压件;所述抵压件包括与所述定位机构连接的第二弹片、以及固定在所述第二弹片上并与所述工件抵压的压块,在自由状态下,一对所述第一弹片所在的直线相交且交点在凹槽上的投影刚好落在凹槽宽度方向的中心线上;
夹紧机构,包括用于夹紧所述工件的压板,及将所述压板固定在所述定位机构上的连接件。
2.根据权利要求1所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述定位机构上开设有容置所述第一弹片的第一安装孔,所述第一弹片的一端固定在所述第一安装孔上,所述第一弹片的另一端与所述工件的边缘相抵压。
3.根据权利要求2所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述第一安装孔的数量为两对且其开口靠近所述凹槽的端部。
4.根据权利要求2所述的弹性夹紧装置,其特征在于,在自由状态下,一对所述第一弹片所在的直线相交能够替换为一对所述第一弹片所在的直线平行。
5.根据权利要求1所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述抵压件还包括安装在所述定位机构上的连杆,所述第二弹片的一端固定在所述连杆上。
6.根据权利要求5所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述定位机构上设置有与所述连杆的一端配合的第二安装孔,所述第二弹片固定在所述连杆的另一端上,所述压块上设置有插置所述第二弹片的插孔。
7.根据权利要求5所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述抵压件的数量为三对。
8.根据权利要求1所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述定位机构包括支撑板和与所述支撑板固定连接的定位板,所述支撑板与所述底座固定连接,所述定位板包括围设成所述凹槽的两凸台,所述第二弹性组件设置在所述凸台上。
9.根据权利要求1所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述压板设置有与所述第二弹性组件相对应的容置槽,所述连接件包括与所述定位机构螺纹连接的螺栓。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性夹紧装置,其特征在于,所述夹紧机构还包括设置在所述底座上的旋转气缸,及与所述旋转气缸的活塞杆连接并抵压所述压板的压杆。
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