CN107738117A - 自锁夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自锁夹具，包括：基座，基座的一侧开设有间隔分布的第一辅助孔和第二辅助孔，基座内还开设有与第一辅助孔和第二辅助孔相连通的滑动腔；支撑块可弹性滑动地设置于第一辅助孔内，支撑块的一侧设置有第一斜面；锁紧块，可弹性滑动地设置于第二辅助孔内，锁紧块的一侧设置有第二斜面；及楔块，可滑动地设置于滑动腔内，楔块靠近支撑块的一端设置有与第一斜面相配合的第三斜面，楔块远离支撑块的一端设置有第四斜面，第四斜面与第二斜面抵接。上述自锁夹具通过使用较小的弹性力使得支撑块与工件弹性贴合，并通过支撑块的自锁作用抵抗较大的外部切削力的作用，较好地满足了工件装夹定位的实际需求，具有结构简单、适配性广的特点。

Description

自锁夹具

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种自锁夹具。

背景技术

在机床加工工件时，为使工件的表面能够达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其表面的相互位置精度等技术要求，加工前通常采用夹具将工件装夹定位，保证工件在加工过程中受到外部切削力作用而不发生相对偏移。然而当待加工的工件自身刚度较弱、尺寸公差较大时，夹具一方面需要与工件相贴合，并不可对工件有较大的推力，同时另一方面又需要能够抵抗较大的外部切削力的作用，此时常规的夹具很难满足工件装夹定位的实际要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单、适配性广的自锁夹具。

一种自锁夹具，用于工件的装夹定位，包括：

基座，所述基座的一侧开设有间隔分布的第一辅助孔和第二辅助孔，所述第一辅助孔和所述第二辅助孔沿第一方向延伸，所述基座内还开设有与所述第一辅助孔和所述第二辅助孔相连通的滑动腔，所述滑动腔沿第二方向延伸；

支撑块，用于弹性抵接所述工件；所述支撑块可弹性滑动地设置于所述第一辅助孔内，所述支撑块的一侧设置有第一斜面；

锁紧块，可弹性滑动地设置于所述第二辅助孔内，所述锁紧块的一侧设置有第二斜面；及

楔块，可滑动地设置于所述滑动腔内，所述楔块靠近所述支撑块的一端设置有与所述第一斜面相配合的第三斜面，所述楔块远离所述支撑块的一端设置有第四斜面，所述第四斜面与所述第二斜面抵接；

其中，所述支撑块沿所述第一方向滑动伸出所述第一辅助孔并与所述工件弹性抵接，所述锁紧块在所述第二辅助孔内沿所述第一方向弹性滑动，以带动所述楔块在所述滑动腔内沿所述第二方向滑动，以使所述第三斜面与所述第一斜面抵接，进而以使所述支撑块在所述第一辅助孔内实现自锁。

在其中一个实施例中，所述支撑块靠近所述楔块的一侧还设置有抵持面，所述抵持面与所述第一斜面相连，所述抵持面与所述第一斜面形成夹角，所述抵持面能够与所述楔块相抵接，以限制所述支撑块在所述第一辅助孔内的滑动。

在其中一个实施例中，所述第三斜面和所述第一斜面的斜楔角度为6～8度。

在其中一个实施例中，所述第四斜面和所述第二斜面的斜楔角度为6～8度。

在其中一个实施例中，还包括第一弹性件，所述第一弹性件设置于所述第一辅助孔内，并弹性抵接所述支撑块的底端，以使所述支撑块在所述第一辅助孔内可弹性滑动。

在其中一个实施例中，还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置于所述第二辅助孔内，并弹性抵接所述锁紧块的底端，以使所述锁紧块在所述第二辅助孔内可弹性滑动。

在其中一个实施例中，所述基座为立方体结构，所述基座包括第一面、第二面及第三面，所述第一面与所述第二面和所述第三面相连，所述第二面与所述第三面相对设置，所述第一辅助孔开设于所述第一面靠近所述第二面的一侧，所述第二辅助孔开设于所述第一面靠近所述第三面的一侧。

在其中一个实施例中，所述第二面还开设有用于安装所述楔块的第三辅助孔，所述第三辅助孔与所述第一辅助孔相连通，并与所述滑动腔同轴分布。

在其中一个实施例中，还包括第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述支撑块在所述第一辅助孔内的滑动。

在其中一个实施例中，还包括第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述锁紧块在所述第二辅助孔内的滑动。

上述自锁夹具，工作时，支撑块沿第一方向滑动伸出第一辅助孔并与工件弹性抵接，锁紧块在第二辅助孔内沿第一方向弹性滑动，以带动楔块在滑动腔内沿第二方向滑动，以使第三斜面与第一斜面抵接，进而以使支撑块在第一辅助孔内实现自锁。上述自锁夹具通过使用较小的弹性力使得支撑块与工件弹性贴合，并通过支撑块的自锁作用抵抗较大的外部切削力的作用，较好地满足了工件装夹定位的实际需求，具有结构简单、适配性广的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例中的自锁夹具的结构示意图；

图2为图1所示自锁夹具的剖面示意图；

图3为图2所示自锁夹具中锁紧块的受力分析图。

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“垂直的”、“水平的”、“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，本发明一实施例中的自锁夹具100用于工件的装夹定位。自锁夹具100包括基座110、支撑块120、锁紧块130及楔块140。

基座110的一侧开设有间隔分布的第一辅助孔111和第二辅助孔112。第一辅助孔111和第二辅助孔112沿第一方向延伸。基座110内还开设有与第一辅助孔111和第二辅助孔112相连通的滑动腔113。滑动腔113沿第二方向延伸。

支撑块120用于弹性抵接工件。支撑块120可弹性滑动地设置于第一辅助孔111内。支撑块120的一侧设置有第一斜面122。锁紧块130可弹性滑动地设置于第二辅助孔112内。锁紧块130的一侧设置有第二斜面132。楔块140可滑动地设置于滑动腔113内。楔块140靠近支撑块120的一端设置有与第一斜面122相配合的第三斜面142。楔块140远离支撑块120的一端设置有第四斜面144。第四斜面144与第二斜面132抵接。

支撑块120沿第一方向滑动伸出第一辅助孔111并与工件弹性抵接，锁紧块130在第二辅助孔112内沿第一方向弹性滑动，以带动楔块140在滑动腔113内沿第二方向滑动，以使第三斜面142与第一斜面122抵接，进而以使支撑块120在第一辅助孔111内实现自锁。

在本实施例中，第一方向为X方向。第二方向为Y方向。第一方向与第二方向正交。支撑块120沿X方向滑动伸出第一辅助孔111并与工件弹性抵接，锁紧块130在第二辅助孔112内沿X方向弹性滑动，此时锁紧块130带动楔块140在滑动腔113内沿Y方向滑动，使得第三斜面142与第一斜面122抵接，在第三斜面142与第一斜面122的自锁作用下，锁紧块130不会对支撑块120产生沿X方向的作用力，使得支撑块120在第一辅助孔111内沿X方向不能发生相对移动，起到自锁的作用，从而保证支撑块120与工件弹性贴合在一起。

请再次参阅图1及图2，进一步地，基座110为立方体结构。基座110包括第一面114、第二面115及第三面116。第一面114与第二面115和第三面116相连。第二面115与第三面116相对设置。第一辅助孔111开设于第一面114靠近第二面115的一侧。第二辅助孔112开设于第一面114靠近第三面116的一侧。可以理解，第二面115还可开设有第三辅助孔117。第三辅助孔117用于安装楔块140。第三辅助孔117与第一辅助孔111相连通，并与滑动腔113同轴分布。

请再次参阅图2，第三斜面142和第一斜面122的斜楔角度(第三斜面142或第一斜面122与X方向形成的夹角)为6～8度。可选地，第三斜面142和第一斜面122的斜楔角度为8度，以实现第三斜面142与第一斜面122自锁的最佳性能。可以理解的是，第四斜面144和第二斜面132的斜楔角度(第四斜面144或第二斜面132与X方向形成的夹角)为6～8度。可选地，第四斜面144和第二斜面132的斜楔角度为8度，以实现第四斜面144与第二斜面132自锁的最佳性能。

支撑块120靠近楔块140的一侧还可设置有抵持面124。抵持面124与第一斜面122相连。抵持面124与第一斜面122形成夹角。具体在本实施例中，抵持面124与第一斜面122形成用于容置楔块140的辅助槽126。抵持面124构成辅助槽126的底壁。第一斜面122构成辅助槽126的内侧壁。抵持面124能够与楔块140相抵接，以限制支撑块120在第一辅助孔111内的滑动。通过抵持面124的设置，从而可以限制支撑块120在第一辅助孔111内沿X方向的移动，避免支撑块120的第一斜面122与楔块140的第三斜面142相分离，而对支撑块120在第一辅助孔111内的自锁造成影响。

需要指出的是，上述自锁夹具100还可包括第一弹性件(图未标)。第一弹性件设置于第一辅助孔111内，并弹性抵接支撑块120的底端，以使支撑块120在第一辅助孔111内可弹性滑动。第一弹性件处于压缩状态。支撑块120在第一弹性件的弹力作用下在第一辅助孔111内沿X方向滑动，使得支撑块120的顶端能够滑动伸出第一辅助孔111并与工件弹性抵接在一起。

可以理解的是，上述自锁夹具100还可包括第二弹性件(图未标)。第二弹性件设置于第二辅助孔112内，并弹性抵接锁紧块130的底端，以使锁紧块130在第二辅助孔112内可弹性滑动。第二弹性件处于压缩状态。锁紧块130在第二弹性件的弹力作用下在第二辅助孔112内沿X方向弹性滑动。

请一并参阅图2及图3，需要说明的是，当对工件进行切削加工时，此时工件对支撑块120产生较大的切削力的作用，同时并通过支撑块120传递到楔块140上，再由楔块140传递到锁紧块130上，现单独以锁紧块130的受力为例进行相关分析。

锁紧块130受到楔块140的第四斜面144传递的正压力N、楔块140的第四斜面144对锁紧块130的第二斜面132产生的摩擦力F以及第二辅助孔112的内侧壁对锁紧块130产生的正压力T，由于第二斜面132的斜楔角度小于自锁角度，正压力N与摩擦力F产生的合力Fn与正压力T大小相等，方向相反，锁紧块130在第二辅助孔112内沿Y方向保持平衡。此外，由于第二弹性件对锁紧块130沿X方向的弹性作用力相对于正压力N沿X方向的分力相对较小，因此可以忽略不计。即锁紧块130在第二辅助孔112内沿X方向保持平衡。因此，锁紧块130在第二辅助孔112内没有沿X方向运动的趋势，实现锁紧块130在第二辅助孔112内的自锁，从而实现支撑块120在第一辅助孔111内自锁的作用，保证支撑块120可以抵抗较大的切削力的作用。

进一步地，上述自锁夹具100还可包括第一驱动件(图未标)。第一驱动件用于驱动支撑块120在第一辅助孔111内的滑动。

当需要松开工件时，由于第三斜面142与第一斜面122的自锁力相对较大，通过第一驱动件的强力驱动，可驱动支撑块120在第一辅助孔111内沿X方向的反方向滑动，使第一斜面122与第三斜面142相分离，以解除支撑块120在第一辅助孔111内的自锁作用，防止支撑块120在第一辅助孔111内卡死，从而将工件从支撑块120上顺利移出。

进一步地，上述自锁夹具100还可包括第二驱动件(图未标)。第一驱动件用于驱动锁紧块130在第二辅助孔112内的滑动。同理可知，通过第二驱动件的强力驱动，可驱动锁紧块130在第二辅助孔112内沿X方向的反方向滑动，使得第二斜面132与第四斜面144相分离，以解除锁紧块130在第二辅助孔112内的自锁作用，防止锁紧块130在第二辅助孔112内卡死，以便于解除支撑块120在第一辅助孔111内的自锁作用的顺利进行。

需要指出的是，第一驱动件和第二驱动件可以为驱动气缸或凸轮机构。可以理解，在一些实施例中，可以采用同一个驱动件来控制支撑块120和锁紧块130分别在第一辅助孔111和第二辅助孔112内的滑动，便于简化自锁夹具100整体的机械结构，节约成本。

请再次参阅图2，上述自锁夹具100的具体工作原理如下：当需要锁紧工件时，支撑块120沿X方向滑动伸出第一辅助孔111并与工件弹性抵接，锁紧块130在第二辅助孔112内沿X方向弹性滑动，此时锁紧块130带动楔块140在滑动腔113内沿Y方向滑动，使得第三斜面142与第一斜面122抵接，在第三斜面142与第一斜面122的自锁作用下，锁紧块130不会对支撑块120产生沿X方向的作用力，使得支撑块120在第一辅助孔111内沿X方向不能发生相对移动，起到自锁的作用，从而保证支撑块120与工件弹性贴合在一起。

当对工件进行切削加工时，此时工件对支撑块120产生较大的切削力的作用，同时并通过支撑块120的第一斜面122传递到楔块140上，再由楔块140的第四斜面144传递到锁紧块130上，同理，在第四斜面144与第二斜面132的自锁作用下，楔块140不会对锁紧块130产生沿X方向的作用力，使得锁紧块130在第二辅助孔112内沿X方向不能发生相对移动，起到自锁的作用，从而实现支撑块120在第一辅助孔111内自锁的作用，保证支撑块120可以抵抗较大的切削力的作用。

当需要松开工件时，通过外力驱动锁紧块130在第二辅助孔112内沿X方向的反方向滑动，使第二斜面132与第四斜面144相分离，以解除锁紧块130在第二辅助孔112内的自锁作用，然后再通过外力驱动支撑块120在第一辅助孔111内沿X方向的反方向滑动，使第一斜面122与第三斜面142相分离，以解除支撑块120在第一辅助孔111内的自锁作用，从而将工件从支撑块120上顺利移出。

上述自锁夹具100，工作时，支撑块120沿第一方向滑动伸出第一辅助孔111并与工件弹性抵接，锁紧块130在第二辅助孔112内沿第一方向弹性滑动，以带动楔块140在滑动腔113内沿第二方向滑动，以使第三斜面142与第一斜面122抵接，进而以使支撑块120在第一辅助孔111内实现自锁。上述自锁夹具100通过使用较小的弹性力使得支撑块120与工件弹性贴合，并通过支撑块120的自锁作用抵抗较大的外部切削力的作用，较好地满足了工件装夹定位的实际需求，具有结构简单、适配性广的特点。

以上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)

1.一种自锁夹具，用于工件的装夹定位，其特征在于，包括：

基座，所述基座的一侧开设有间隔分布的第一辅助孔和第二辅助孔，所述第一辅助孔和所述第二辅助孔沿第一方向延伸，所述基座内还开设有与所述第一辅助孔和所述第二辅助孔相连通的滑动腔，所述滑动腔沿第二方向延伸；

支撑块，用于弹性抵接所述工件；所述支撑块可弹性滑动地设置于所述第一辅助孔内，所述支撑块的一侧设置有第一斜面；

锁紧块，可弹性滑动地设置于所述第二辅助孔内，所述锁紧块的一侧设置有第二斜面；及

楔块，可滑动地设置于所述滑动腔内，所述楔块靠近所述支撑块的一端设置有与所述第一斜面相配合的第三斜面，所述楔块远离所述支撑块的一端设置有第四斜面，所述第四斜面与所述第二斜面抵接；

其中，所述支撑块沿所述第一方向滑动伸出所述第一辅助孔并与所述工件弹性抵接，所述锁紧块在所述第二辅助孔内沿所述第一方向弹性滑动，以带动所述楔块在所述滑动腔内沿所述第二方向滑动，以使所述第三斜面与所述第一斜面抵接，进而以使所述支撑块在所述第一辅助孔内实现自锁。

2.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，所述支撑块靠近所述楔块的一侧还设置有抵持面，所述抵持面与所述第一斜面相连，所述抵持面与所述第一斜面形成夹角，所述抵持面能够与所述楔块相抵接，以限制所述支撑块在所述第一辅助孔内的滑动。

3.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，所述第三斜面和所述第一斜面的斜楔角度为6～8度。

4.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，所述第四斜面和所述第二斜面的斜楔角度为6～8度。

5.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，还包括第一弹性件，所述第一弹性件设置于所述第一辅助孔内，并弹性抵接所述支撑块的底端，以使所述支撑块在所述第一辅助孔内可弹性滑动。

6.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置于所述第二辅助孔内，并弹性抵接所述锁紧块的底端，以使所述锁紧块在所述第二辅助孔内可弹性滑动。

7.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，所述基座为立方体结构，所述基座包括第一面、第二面及第三面，所述第一面与所述第二面和所述第三面相连，所述第二面与所述第三面相对设置，所述第一辅助孔开设于所述第一面靠近所述第二面的一侧，所述第二辅助孔开设于所述第一面靠近所述第三面的一侧。

8.根据权利要求7所述的自锁夹具，其特征在于，所述第二面还开设有用于安装所述楔块的第三辅助孔，所述第三辅助孔与所述第一辅助孔相连通，并与所述滑动腔同轴分布。

9.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，还包括第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述支撑块在所述第一辅助孔内的滑动。

10.根据权利要求1所述的自锁夹具，其特征在于，还包括第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述锁紧块在所述第二辅助孔内的滑动。