CN106965017A - 用于精密机床的夹具 - Google Patents

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孙建明
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    • B23Q2703/04—Work clamping means using fluid means or a vacuum

Abstract

本发明公开了一种用于精密机床的夹具，包括电磁吸盘、液压油装置、液压推进机构、位移检测装置、压力检测装置以及上位机，其中，所述电磁吸盘上沿盘周均匀设置若干液压推进机构，若干液压推进机构能够将工件锁紧或松开；每个液压推进机构均通过电磁换向阀与液压油装置连接；所述位移检测装置用于实时检测工件所在位置；所述压力检测装置设置于每个液压推进机构的液压回路中；所述下位机与所述电磁吸盘、液压油装置、电磁换向阀、位移检测装置以及压力检测装置控制连接。

Description

用于精密机床的夹具
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种用于精密机床的夹具及其锁紧方法。
背景技术
[0002] 机床夹具按专门化分类可分为以下几类： 1、通用夹具。通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。 例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹 具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主 要适用于单件、小批量的生产中。
[0003] 2、专用夹具。专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点 是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期 较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定 且批量较大的生产中。
[0004] 3、通用可调夹具和成组夹具。其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以 调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用 可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。
[0005] 4、组合夹具。组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和 部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能 反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。
[0006] 5、随行夹具。随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件 的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加 工。
[0007]由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提 出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗 床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。
[0008] 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为:手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液 夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。
[0009] 机床夹具具有以下作用： 1、保证加工精度。采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置， 工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。
[0010] 2、提高生产率、降低成本。用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹 紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量;可 以使用多多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产 率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地 降低了生产成本。
[0011] 3、扩大机床的工艺范围。使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用 范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行 镗削加工;通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。
[0012] 4、减轻工人的劳动强度。用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装 置时，可减轻工人的劳动强度。
[0013] ^目前机床上用的夹具多种多样，但不管采用何等夹具标准永远是一致的，定位精 度要求高、装夹便捷、能充分体现劳动生产效率，节约劳动人员的劳动操作强度等。
[0014]中国实用新型专利说明书CN 203792068 U公开这样一种了一种机床夹具，包括 夹具体和角铁，所述角铁设置有用于锁紧所述夹具体的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓套有双螺 母，所述锁紧螺栓的一端加工有带孔的球体，所述锁紧螺栓的另一端套有磨损块，所述夹 具体上设置有凹槽，所述磨损块抵靠在所述凹槽内。本实用新型通过在夹具体上设置凹槽， 在锁紧螺栓前端套装磨损块，并设置了双螺母，大大提高了夹具的结构稳定性，工作更加可 靠，还可通过将金属杆穿入球体的球孔中，来旋紧锁紧螺栓，操作更省力、方便，减少了工 人的工作量。但是这种夹具需要人力加紧，而且力度过大会损坏所夹持的物品。
[0015]中国实用新型专利说明书CN 203254205 U公开这样了了一种机床夹具。本实用 新型的技术方案要点为：一种机床夹具，主要包括锥柄、角铁和夹具体，所述的锥柄与机床 主轴孔相配，该锥柄的底部设有丝杆，锥柄的上部设有与锥柄轴线呈90。的角铁，该角铁的 竖直壁上开有螺纹孔，所述的夹具体通过与角铁上螺纹孔相配的锁紧螺母固定，该夹具体 的内侧设有凹槽。本实用新型设计简单且安装方便，主要应用于圆柱体工件的加工过程中。 但是这种夹具需要人力加紧，而且力度过大会损坏所夹持的物品。
发明内容
[0016]本发明的目的在于提供一种适用于精密机床的夹具，通过若干个液压推进机构对 工件进行锁紧，并通过双重检测机构对工件进行检测，确保对工件的精确锁紧。
[0017] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种用于精密机床的夹具，包括电磁吸盘、液压油装置、液压推进机构、位移检测装置、 压力检测装置以及上位机，其中， 所述电磁吸盘上沿盘周均匀设置若干液压推进机构，若干液压推进机构能够将工件锁 紧或松开； 每个液压推进机构均通过电磁换向阀与液压油装置连接； 所述液压推进机构包括:液压马达、齿轮传动机构、丝杠螺母副以及压杆;其中，液压马 达的传动轴通过齿轮传动机构与丝杠螺母副传动连接，丝杠螺母副上的螺母副与压杆固定 连接； 所述位移检测装置设置在压杆上，用于实时检测工件所在位置； 所述压力检测装置设置于每个液压推进机构的液压回路中； 所述下位机与所述电磁吸盘、液压油装置、电磁换向阀、位移检测装置以及压力检测装 置控制连接。
[0018]所述液压推进机构包括四个，四个液压推进机构在电磁吸盘上相互间呈90。角布 置。
[0019]所述齿轮传动机构外部设有齿轮盒，液压马达和丝杠螺母副分布在所述齿轮盒两 侧并通过螺栓与齿轮盒相连;液压马达的传动轴穿过齿轮盒与齿轮传动机构中的主动齿轮 通过键相连，齿轮传动机构中的从动齿轮与丝杠通过键相连，齿轮盒上开有用于与电磁吸 盘螺栓连接的螺纹孔。
[0020] 所述位移检测装置为光栅位移传感器。
[0021] 所述压力检测装置为压力传感器。
[0022] 本发明技术方案的优点主要体现在： 1、 本装置中的液压推进机构通过齿轮传动机构、丝杠螺母副两个机构进行减速，使压 杆以较低的速度进行锁紧，既可以使液压系统精确调整压杆的位置，又增大了压杆对工件 的锁紧力，可满足大型工件对锁紧力的要求； 2、 本锁紧装置的多个液压推进机构在同一水平面内绕工件周向均匀布置，多个液压推 进机构同时运动，使多个压杆对工件同时进行锁紧，克服了单一机构容易与工件发生虚接 触或打滑现象的难题； 3、 该装置通过多个液压推进机构液压回路上设置压力传感器对液压推进机构的锁紧 力进行检测、以及通过位移检测装置对工件的位移进行实时检测双重保险，避免发生虚接 触或锁紧力不足的现象，确保对工件的精确锁紧。
附图说明
[0023] 图1是锁紧装置的俯视图； 图2是单个液压推进机构的剖视图； 图3是下位机控制电路原理图。
[0024] 其中，1为电磁吸盘;2为液压推进机构;2-1为压杆;2-2为螺母副；2-3为套筒;2-4 为丝杠;2-5为主动齿轮;2-6为被动齿轮;2-7为齿轮盒;2-8为液压马达;3为工件;4为位移 检测装置。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例以及说明书附图对本发明的技术方案做更详细的描述。
[0026] 如图1所示，电磁吸盘上表面沿盘周对称设置4个液压推进机构，每个液压推进机 构包括压杆、过渡圆柱块、丝杠螺母副、主动齿轮、被动齿轮、齿轮盒、液压马达。
[0027]压杆通过螺栓与过渡圆柱块相连，过渡圆柱块嵌在螺母副内并通过定位销钉固 定，从而使压杆固定在螺母副前端，液压马达和丝杠螺母副分布在齿轮盒两侧并通过螺栓 与齿轮盒相连，液压马达与主动齿轮通过键相连，丝杠与被动齿轮同样通过键相连，丝杠外 侧是套筒，套筒与齿轮盒通过螺栓进行连接，丝杠、螺母副、套筒共同构成丝杠螺母副。
[0028]液压推进机构的齿轮盒上开有螺纹孔，齿轮盒外侧是安装座，齿轮盒、安装座通过 螺栓连接固定在电磁吸盘上。
[0029]压力传感器通过螺纹连接直接安装在个液压回路之中，当需要对工件进行锁紧 时，电机带动柱塞栗将液压油从油箱经过滤器注入到液压管路中，单向阀防止液压油回流， 溢流阀的作用是设定系统的最大工作压力。
[0030]本发明公开了一种基于所述用于精密机床的夹具的锁紧方法，包括以下几个步 骤： 第一步、上部平台带动工件旋转，角度检测装置对工件调整角度进行实时检测，并将检 测信号发送给下位机； 第二步、当下位机检测到工件完成角度调整后需要对工件进行锁紧使其角度位置固定 时，下位机发送指令给液压油装置，液压油装置将液压油注入到液压管路中，同时，电磁换 向阀开启，电磁吸盘上的若干液压推进机构同时对工件进行锁紧； 第三步、当完成锁紧后，液压推进机构中的液压马达停止转动，压力检测装置检测每个 液压推进机构的液压回路中的工作压力，将压力信号传输给下位机，下位机上显示有每个 压杆的锁紧力，方便操作者读取，如果某个液压推进机构发生虚接触现象或者锁紧力不足， 则其显示的锁紧力值会比较小，此时通过下位机控制电磁换向阀对压杆的位置进行微调， 确保对工件的精确锁紧。

Claims (5)

1. 一种用于精密机床的夹具，其特征在于，包括电磁吸盘、液压油装置、液压推进机构、 位移检测装置、压力检测装置以及下位机，其中， 所述电磁吸盘上沿盘周均匀设置若干液压推进机构，若干液压推进机构能够将工件锁 紧或松开； 每个液压推进机构均通过电磁换向阀与液压油装置连接； 所述液压推进机构包括:液压马达、齿轮传动机构、丝杠螺母副以及压杆;其中，液压马 达的传动轴通过齿轮传动机构与丝杠螺母副传动连接，丝杠螺母副上的螺母副与压杆固定 连接； 所述位移检测装置设置在压杆上，用于实时检测工件所在位置； 所述压力检测装置设置于每个液压推进机构的液压回路中； 所述下位机与所述电磁吸盘、液压油装置、电磁换向阀、位移检测装置以及压力检测装 置控制连接。
2.根据权利要求1所述的用于精密机床的夹具，其特征在于，所述液压推进机构包括四 个，四个液压推进机构在电磁吸盘上相互间呈9〇。角布置。
3.根据权利要求1所述的用于精密机床的夹具，其特征在于:所述齿轮传动机构外部设 有齿轮盒，液压马达和丝杠螺母副分布在所述齿轮盒两侧并通过螺栓与齿轮盒相连;液压 马达的传动轴穿过齿轮盒与齿轮传动机构中的主动齿轮通过键相连，齿轮传动机构中的从 动齿轮与丝杠通过键相连，齿轮盒上开有用于与电磁吸盘螺栓连接的螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的用于精密机床的夹具，其特征在于，所述位移检测装置为光栅 位移传感器。
5.根据权利要求1所述的用于精密机床的夹具，其特征在于，所述压力检测装置为压力 传感器。
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