CN108067912A - 通用模块化夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用模块化夹具，包括磁盘及水平平行设置在磁盘上方的位置板；磁盘上设有连接支撑柱，连接支撑柱的下端固定在磁盘上，上端与位置板固定连接；磁盘上设有限制位置板在水平面上的位置的精定位销，精定位销的下端固定在磁盘上，上端穿过置板上的精定位销孔并与精定位销孔过渡配合；磁盘上磁力吸附有支撑组件和压紧组件，支撑组件的上端穿过位置板上的支撑组件孔并与支撑组件孔过渡配合，压紧组件的上端穿过位置板上的支撑组件孔并与支撑组件孔过渡配合。本发明运用磁盘为主体，与导磁的支撑组件、压紧组件用磁力进行连接，位置板结合工件的特征特性对零部件进行定位组装，使零部件可模块化，极大节约制作成本与存储空间。

Description

通用模块化夹具
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体地指一种通用模块化夹具。
背景技术
目前，常规夹具以零件特性或者工艺特性进行区分分类，主要以 专用夹具(气动、液压)、通用夹具(孔系、槽系)及标准附件类(虎 钳、快速夹钳)为主。
这三种类型的夹具在通用性及便捷性方面都有不同程度的不足之 处：专用夹具费用较高不适合灵活多变的产品系列，只适合批量生产 使用；孔系、槽系通用夹具覆盖范围广泛但是调试装配困难；标准附 件类夹具适合常规几何形状物体，薄壁及压铸件不能适用。
此外，以上三种常规夹具均存在体积大、库存占地大及不易搬运 的问题。
因此，亟需一种通用模块化夹具，以克服现有的常规夹具所存在 的上述弊端。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种通用模块化夹具，能够灵活适用不 同工件且易于装配搬运。
为实现上述目的，本发明所设计的通用模块化夹具包括磁盘及水 平平行设置在所述磁盘上方的位置板；所述磁盘上设有撑托固定所述 位置板的连接支撑柱，所述连接支撑柱的下端固定在所述磁盘上，所 述连接支撑柱的上端与所述位置板固定连接；所述磁盘上设有限制所 述位置板在水平面上的位置的精定位销，所述精定位销的下端固定在 所述磁盘上，所述精定位销的上端穿过所述置板上的精定位销孔并与 所述精定位销孔过渡配合；所述磁盘上磁力吸附有从下方支撑工件的 支撑组件和从上方压紧工件的压紧组件，所述支撑组件的上端穿过所 述位置板上的支撑组件孔并与所述支撑组件孔过渡配合，所述压紧组 件的上端穿过所述位置板上的支撑组件孔并与所述支撑组件孔过渡 配合。
作为优选方案，所述通用模块化夹具进一步包括磁力吸附在所述 磁盘上的工件防反销，所述工件防反销的上端穿过所述位置板上的防 反销孔并与所述防反销孔过渡配合。
作为优选方案，所述支撑组件、所述压紧组件及所述工件防反销 为导磁标准件。
作为优选方案，所述通用模块化夹具进一步包括置于所述磁盘上 的辅助托盘，所述辅助托盘上分别开设有供所述支撑组件的下端穿过 且间隙配合的支撑组件口、供所述压紧组件的下端穿过且间隙配合的 压紧组件口、供所述工件防反销的下端穿过且间隙配合的防反销口。
作为优选方案，所述支撑组件、所述压紧组件及所述工件防反销 的下端为上大下小的阶梯端部；所述支撑组件的阶梯端部的上部的尺 寸大于所述支撑组件口的尺寸，所述支撑组件的阶梯端部的下部的尺 寸小于所述支撑组件口的尺寸；所述压紧组件的阶梯端部的上部的尺 寸大于所述压紧组件口的尺寸，所述压紧组件的阶梯端部的下部的尺 寸小于所述压紧组件口的尺寸；所述工件防反销的阶梯端部的上部的 尺寸大于所述防反销口的尺寸，所述工件防反销的阶梯端部的下部的 尺寸小于所述防反销口的尺寸。
作为优选方案，所述辅助托板上分别开设有供所述连接支撑柱穿 过且间隙配合的支撑柱口、供所述精定位销穿过且间隙配合的定位销 口。
作为优选方案，所述连接支撑柱的下端为带外螺纹的螺柱且与所 述磁盘上对应的螺纹孔螺旋配合固定；所述连接支撑柱的上端带有螺 纹孔，所述位置板通过螺钉固定在所述连接支撑柱上端的螺纹孔内。
作为优选方案，所述连接支撑柱由下至上顺次包括外螺纹端部、 主体部、调节螺纹段及内螺纹端部，所述外螺纹端部旋入所述磁盘上 的螺纹孔中，所述调节螺纹段通过旋动调整内螺纹端部与所述主体部 之间的螺纹配合高度，所述内螺纹端部与螺钉配合将所述位置板锁定 在上端面上。
作为优选方案，连接支撑柱设置在所述位置板的四个角上。
作为优选方案，所述压紧组件的下端与所述磁盘之间设置有若干 等厚度的调节片调整所述压紧组件的高度。
本发明的有益效果是：本发明的通用模块化夹具运用磁盘为主体， 通过与导磁的支撑组件、压紧组件用磁力进行连接，使零部件模块化， 位置板结合工件的特征特性对零部件进行定位组装，模块化零部件可 以预制、循环使用，极大节约制作成本与存储空间。
附图说明
图1为本发明优选实施例的通用模块化夹具的立体结构示意图。
图2为图1中的通用模块化夹具的俯视结构示意图。
图3为图1中的通用模块化夹具的竖直方向分解结构示意图。
图4为图3中的通用模块化夹具的连接支撑柱的主视结构示意图。
图5为图3中的通用模块化夹具的压紧组件的主视结构示意图。
图中各部件标号如下：磁盘1、辅助托板2、位置板3、连接支撑 柱4(其中，外螺纹端部41、主体部42、调节螺纹段43、内螺纹端 部44)、精定位销5、支撑组件6、压紧组件7(其中，阶梯端部71)、 工件防反销8、工件9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
为克服现有技术中存在的问题，本发明提出了一种磁力吸附为主、 通过轴孔配合定位的通用模块化夹具。请结合参阅图1、图2和图3， 本发明优选实施例的通用模块化夹具由下至上顺次包括相互平行布 置的磁盘1、辅助托板2及位置板3。磁盘1为夹具的安装主体，为 其它零部件提供安装面。辅助托板2搁置于磁盘1上，位置板3通过 连接支撑柱4固定在辅助托板2上方。
连接支撑柱4固定在磁盘1的四角上，连接支撑柱4的下端为带 外螺纹的螺柱且与磁盘1上对应的螺纹孔螺旋配合固定。连接支撑柱 4的上端带有螺纹孔，位置板3支撑在四个连接支撑柱4的上端面上 并通过螺钉固定在连接支撑柱4上端的螺纹孔内，位置板3在竖直方 向高度由连接支撑柱4的高度来确定。
位置板3在水平面上的位置通过固定在磁盘1上的精定位销5来 确定。精定位销5的下端铆固在磁盘1上，精定位销5的上端穿过置 板3上的精定位销孔并与精定位销孔过渡配合。
磁盘1上磁力吸附有从下方支撑工件9的支撑组件6和从上方压 紧工件的压紧组件7，支撑组件6的上端面支撑工件9，压紧组件7 的从上方及侧方扣住工件9的侧边缘，支撑组件6和压紧组件7共同 实现对工件9的夹紧。支撑组件6的上端穿过位置板3上的支撑组件孔并与支撑组件孔过渡配合，压紧组件7的上端穿过位置板3上的支 撑组件孔并与支撑组件孔过渡配合。
在工件9放置前，为防止工件9放反及对工件9的位置进行粗定 位，磁盘1上磁力吸附有工件防反销8，工件防反销8的上端穿过位 置板3上的防反销孔并与防反销孔过渡配合。工件防反销8限制工件 9的边缘的位置，同时可防止工件9装反并对工件9在水平面上的位 置进行粗定位。图示实施例中，三个工件防反销8分别设置在工件9 的三个侧边。
由于支撑组件6、压紧组件7及工件防反销8均为磁力吸附在磁 盘1的表面上，为了对三个磁力吸附组件进行粗定位，辅助托盘2上 分别开设有供支撑组件6的下端穿过且间隙配合的支撑组件口、供压 紧组件7的下端穿过且间隙配合的压紧组件口、供工件防反销8的下 端穿过且间隙配合的防反销口。支撑组件6、压紧组件7及工件防反 销8吸附在磁盘1上时，可先通过辅助托盘2上对应的安装口进行粗 定位，再通过位置板1上的支撑组件孔、的支撑组件孔及防反销孔之 间的过渡配合进行精确定位。
需指出的是，辅助托板2上同样开设有供连接支撑柱4和精定位 销5穿过的支撑柱口和定位销口，连接支撑柱4和精定位销5分别与 对应的支撑柱口和定位销口之间间隙配合。
请参阅图4，连接支撑柱4由下至上顺次包括外螺纹端部41、主 体部42、调节螺纹段43及内螺纹端部44。外螺纹端部41旋入磁盘1 上的螺纹孔中将连接支撑柱4固定在磁盘1上。调节螺纹段43通过 调整内螺纹端部44与主体部42之间的螺纹配合高度来调整整个连接 支撑柱4的高度，从而达到调节位置板3在竖直方向上的位置。内螺 纹端部44与螺钉配合，将位置板3锁定在连接支撑柱4的上端面上。
压紧组件7可采用气缸压紧组件，实现气动控制。压紧组件7下 方可通过设置不同片数的等厚调节片(导磁垫片)来实现调整压紧组 件7的高度。
请参阅图5，压紧组件7的下端为上大下小的阶梯端部71，阶梯 端部71的上部的尺寸大于辅助托板2上的压紧组件口的尺寸，阶梯 端部71的下部的尺寸小于辅助托板2上的压紧组件口上，压紧组件7 可随着辅助托板2一起被辅助托板2托起，便于从磁盘1上取下。同 样地，支撑组件6及工件防反销8的下端为上大下小的阶梯结构，支 撑组件6的阶梯结构的上部的尺寸大于支撑组件口的尺寸，支撑组件 6的阶梯结构的下部的尺寸小于支撑组件口的尺寸；工件防反销8的 阶梯结构的上部的尺寸大于防反销口的尺寸，工件防反销8的阶梯结 构的下部的尺寸小于防反销口的尺寸。如此，磁力吸附在磁盘上的支 撑组件6、压紧组件7及工件防反销8都可随着辅助托板2一起被辅 助托板2托起，便于在磁盘1上一同从磁盘1上取下。
需要指出的是，支撑组件6、压紧组件7及工件防反销8可采用 导磁标准件，以达到模块化、通用化的目的。当然，在特殊应用场合 下，支撑组件6、压紧组件7也可采用定制件，以适配特殊工件的要 求。
通过上述记载可知，本发明的通用模块化夹具具有以下特点：
(1)通用模块化夹具的整体强度核心以磁盘1为核心，通过与导 磁标准件(支撑组件6、压紧组件7、工件防反销8)用磁力进行连接， 替代常规夹具固定的紧固件。
(2)XY平面(水平面)精度以位置板3上的圆孔精度进行约束， Z方向(竖直方向)精度依靠位置板3在Z方向的高度来控制，位置 板3的高度在使用前通过高度设定仪保证精确。
(3)位置板3与磁盘1的连接用固定的精定位销5连接，整体结 构通过连接支撑柱4、精定位销5、工件防反销8与辅助托板2、位置 板3通过连接成为笼式框架结构，在保证精度的同时依靠结构优势保 证整体强度，使整体形变及位移控制在装配间隙1/2范围内。
(4)导磁标准件(支撑组件6、压紧组件7、工件防反销8)的 底部设计为台阶样式与辅助托板2连接后，保证在重力作用下零部件 不会掉落，便于搬运移动。
(5)压紧组件7为气缸夹紧组件，其高度调节依靠等厚调节片进 行调整，由于压紧组件7是钟摆式压紧，高度尺寸不需要太精密，普 通量具即可保证。
(6)整体结构重心保持在底部，便于与磁盘1吸附固定，层叠结 构易于屑渣、切削液的流出。
(7)通用模块化夹具在设计只需要确定定位点(精定位销5)、 支撑点(支撑组件6)、防反点(工件防反销8)即可快速利用标准零 部件或者功能模块进行装配设计，无需逐个零件设计，加快设计速度。
(8)更换不同工件夹具时只需要松开固定位置板3的四个连接螺 丝，将磁盘1退磁，用辅助托板2托起工件夹具分离即可整体切换， 耗时数分钟即可，且不用再校准水平直线。
综上所述，本发明的通用模块化夹具运用模块化零部件，依靠精 密辅助仪器，结合产品的特征特性进行组装生成夹具，其零部件可以 预制、循环使用，只有辅助托板与位置板需要加工，极大节约制作成 本与存储空间，与传统夹具相比设计制作时间成本节约90％。
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本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)

1.一种通用模块化夹具，其特征在于：所述通用模块化夹具包括磁盘(1)及水平平行设置在所述磁盘(1)上方的位置板(3)；所述磁盘(1)上设有撑托固定所述位置板(3)的连接支撑柱(4)，所述连接支撑柱(4)的下端固定在所述磁盘(1)上，所述连接支撑柱(4)的上端与所述位置板(3)固定连接；所述磁盘(1)上设有限制所述位置板(3)在水平面上的位置的精定位销(5)，所述精定位销(5)的下端固定在所述磁盘(1)上，所述精定位销(5)的上端穿过所述置板(3)上的精定位销孔并与所述精定位销孔过渡配合；所述磁盘(1)上磁力吸附有从下方支撑工件的支撑组件(6)和从上方压紧工件的压紧组件(7)，所述支撑组件(6)的上端穿过所述位置板(3)上的支撑组件孔并与所述支撑组件孔过渡配合，所述压紧组件(7)的上端穿过所述位置板(3)上的支撑组件孔并与所述支撑组件孔过渡配合。
2.根据权利要求1所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述通用模块化夹具进一步包括磁力吸附在所述磁盘(1)上的工件防反销(8)，所述工件防反销(8)的上端穿过所述位置板(3)上的防反销孔并与所述防反销孔过渡配合。
3.根据权利要求2所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述支撑组件(6)、所述压紧组件(7)及所述工件防反销(8)为导磁标准件。
4.根据权利要求2所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述通用模块化夹具进一步包括置于所述磁盘(1)上的辅助托盘(2)，所述辅助托盘(2)上分别开设有供所述支撑组件(6)的下端穿过且间隙配合的支撑组件口、供所述压紧组件(7)的下端穿过且间隙配合的压紧组件口、供所述工件防反销(8)的下端穿过且间隙配合的防反销口。
5.根据权利要求4所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述支撑组件(6)、所述压紧组件(7)及所述工件防反销(8)的下端为上大下小的阶梯端部；所述支撑组件(6)的阶梯端部的上部的尺寸大于所述支撑组件口的尺寸，所述支撑组件(6)的阶梯端部的下部的尺寸小于所述支撑组件口的尺寸；所述压紧组件(7)的阶梯端部的上部的尺寸大于所述压紧组件口的尺寸，所述压紧组件(7)的阶梯端部的下部的尺寸小于所述压紧组件口的尺寸；所述工件防反销(8)的阶梯端部的上部的尺寸大于所述防反销口的尺寸，所述工件防反销(8)的阶梯端部的下部的尺寸小于所述防反销口的尺寸。
6.根据权利要求5所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述辅助托板(2)上分别开设有供所述连接支撑柱(4)穿过且间隙配合的支撑柱口、供所述精定位销(5)穿过且间隙配合的定位销口。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述连接支撑柱(4)的下端为带外螺纹的螺柱且与所述磁盘(1)上对应的螺纹孔螺旋配合固定；所述连接支撑柱(4)的上端带有螺纹孔，所述位置板(3)通过螺钉固定在所述连接支撑柱(4)上端的螺纹孔内。
8.根据权利要求7所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述连接支撑柱(4)由下至上顺次包括外螺纹端部(41)、主体部(42)、调节螺纹段(43)及内螺纹端部(44)，所述外螺纹端部(41)旋入所述磁盘(1)上的螺纹孔中，所述调节螺纹段(43)通过旋动调整内螺纹端部(44)与所述主体部(42)之间的螺纹配合高度，所述内螺纹端部(44)与螺钉配合将所述位置板(3)锁定在上端面上。
9.根据权利要求8所述的通用模块化夹具，其特征在于：连接支撑柱(4)设置在所述位置板(3)的四个角上。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的通用模块化夹具，其特征在于：所述压紧组件(7)的下端与所述磁盘(1)之间设置有若干等厚度的调节片调整所述压紧组件(7)的高度。
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