CN108115332A - 定位夹紧机构 - Google Patents

Abstract

一种定位夹紧机构，包括：第一定位部，能够沿第一方向运动，所述第一定位部具有沿所述第一方向的第一端和第二端，所述第一端设有第一定位件，用于在所述第一方向的一端对工件进行定位；第二定位部，沿第二方向位于所述第一定位部的一侧，用于在所述第二方向的一端对所述工件进行定位，所述第二方向与所述第一方向垂直；传动部，分别与所述第一定位部、第二定位部连接，所述传动部能够随所述第一定位部的运动而驱动所述第二定位部朝向或远离所述工件运动，以在所述第二方向夹紧或松开所述工件。本发明的定位夹紧机构只需要一个驱动部就能同时驱动第一定位部、第二定位部对工件进行夹紧或松开，部件数量少、结构简洁、成本低。

Description

定位夹紧机构

技术领域

本发明涉及工装领域，具体涉及一种定位夹紧机构。

背景技术

在工装领域，定位夹紧机构的结构形式通常要根据工件的形状进行设计，以满足工件的定位夹紧要求。对于一些工件，可能需要同时在多个方向对其进行夹紧固定，定位夹紧机构的结构则较为复杂。

例如，车辆悬架系统的控制臂、特别是后下控制臂的焊接工艺中，在焊接之前，需要用定位夹紧机构将控制臂定位。定位夹紧机构一般设于后下控制臂在长度方向的两端，并将两端固定。如图1所示，后下控制臂A在长度方向两端的端部为U形结构，为了夹紧该端部，需要采用三个定位部，包括插入U形结构的U形口中的塞块1，以及位于从U形结构的外部抵设于两个支脚的定位销2、3。通过以上三个定位部，对后下控制A的端部在长度方向、宽度方向分别进行定位。其中，每个定位部都需要单独配备导轨和气缸，每个气缸均需要配备气管、开关、控制阀等，部数量众多，结构复杂，且占地面积大。

另外，在断气断电安全条件下，当夹具变位机旋转时，塞块1会在自身重力作用下退出U形口，稳定性欠佳。

发明内容

本发明提供一种改进的定位夹紧机构，以解决上述至少一个技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种定位夹紧机构，包括：第一定位部，能够沿第一方向运动，所述第一定位部具有沿所述第一方向的第一端和第二端，所述第一端设有第一定位件，用于在所述第一方向的一端对工件进行定位；第二定位部，沿第二方向位于所述第一定位部的一侧，用于在所述第二方向的一端对所述工件进行定位，所述第二方向与所述第一方向垂直；传动部，分别与所述第一定位部、第二定位部连接，所述传动部能够随所述第一定位部的运动而驱动所述第二定位部朝向或远离所述工件运动，以在所述第二方向夹紧或松开所述工件。

可选的，所述第一定位部沿所述第二方向的两侧分别设有所述第二定位部，分别用于在所述第二方向的两端对所述工件进行定位；一个所述第二定位部配备一个所述传动部。

可选的，所述第一定位件具有沿所述第二方向的通孔；所述第二定位部具有用于定位所述工件的第二定位件，所述第二定位件能够沿所述第二方向运动以插入或抽离所述通孔。

可选的，所述传动部包括连杆机构，所述连杆机构包括彼此传动连接的第一杆、第二杆：所述第一杆背向所述第二杆的一端与所述第一定位部铰接；所述第二杆背向所述第一杆的一端铰接于固定位置，所述第二定位部设于所述第二杆。

可选的，在定位夹紧状态，所述第一杆或第二杆在两端的铰接点的连线与所述第一方向垂直。

可选的，所述第一定位部上设有锁舌，所述第二杆设有面向所述锁舌的锁槽，所述锁槽相对于锁舌更靠近所述第一定位部的第一端；所述锁舌能够随所述第一定位部沿所述第一方向朝向所述锁槽运动而插入所述锁槽，或远离所述锁槽运动而脱离所述锁槽。

可选的，所述第一杆和第二杆相互铰接。

可选的，还包括基座，以及支撑于所述基座上的滑动部，所述第一定位部通过所述滑动部支撑于所述基座；所述滑动部可相对于所述基座沿所述第一方向滑动。

可选的，所述基座上设有沿所述第一方向延伸的滑轨，所述滑动部上设有与所述滑轨配合并可沿所述滑轨滑动的滑块。

可选的，所述滑轨具有多个，多个所述滑轨分别设于所述第一定位部在所述第二方向的两侧。

可选的，还包括驱动部，用于驱动所述第一定位部沿所述第一方向运动。

可选的，所述驱动部的输出端与所述滑动部直接或间接连接。

可选的，所述基座具有彼此相背的第一支撑面和第二支撑面，所述第一定位部、第二定位部以及所述传动部设于所述第一支撑面，所述驱动部设于所述第二支撑面。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

第一定位部、第二定位部通过传动部连接，传动部能够将第一定位部沿第一方向的运动转化为沿第二方向的运动，并传递给第二定位部。因此，只需要配备一个驱动部，沿第一方向对第一定位部进行驱动，就能够同时带动第二定位部运动，从而夹紧工件。相比于现有技术，本发明的方案只需要一个驱动部，相对应的气管、开关、控制阀等配套部件数量少，结构简洁，并且成本低、占用空间小。

进一步，第二定位部具有第二定位件，第二定位件能够在定位夹紧状态插入第一定位部的第一定位件中，由此即使在弧焊时工件发生较大的变形，或者在断气断电条件下、夹具变位机旋转时，也能够防止第一定位件偏离或者脱离夹紧位置，从而保证焊接出来的零件尺寸的稳定性。

附图说明

图1是现有技术对后下控制臂端部的定位夹紧方案的结构示意图；

图2是本发明实施例的定位夹紧机构与后下控制臂在定位夹紧状态的结构示意图；

图3是本发明实施例的定位夹紧机构与后下控制臂分解结构示意图；

图4是本发明实施例的定位夹紧机构的立体结构示意图；

图5、图6是本发明实施例的定位夹紧机构的立体分解示意图；

图7、图8分别示出了本发明实施例的定位夹紧机构与后下控制臂之间在打开状态和夹紧状态的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图2、图3所示，本实施例提供一种定位夹紧机构10，该定位夹紧机构10可以同时在两个方向对工件进行定位，特别适用于对汽车悬架中的后下控制臂20进行夹紧定位。

如图2、图3所示，后下控制臂20在其长度方向的两端分别设有定位夹紧机构10，以在相应的端部夹紧后下控制臂20。后下控制臂20在两端的端部均呈U形结构，定位夹紧机构10对两端的定位方式相同，因此在本实施例中只描述一端。

后下控制臂20在端部的U形结构具有U形口20a，以及分别位于U形口20a两侧的支脚21。在定位时，需要通过一个定位部以塞块的形式、沿后下控制臂20的长度方向(图中上下方向)插入U形口20a，同时通过另外两个定位部沿后下控制臂20的宽度方向(图中左右方向)分别固定住两侧的支脚21。

本实施例通过定位夹紧机构10来实现上述定位方式。结合图4、图5以及图6所示，该定位夹紧机构10包括基座G以及设于基座G的第一定位部11、第二定位部12，以及用于将第一定位部11、第二定位部12传动连接的传动部13。

其中，第一定位部11用于插入U形口20a，第二定位部12用于在U形口20a外固定住U形结构两侧的支脚21，传动部13用于将第一定位部11、第二定位部12传动连接。

具体地，第一定位部11具有沿第一方向Y的两端，分别为第一端11a、第二端11b，其中第一端11a设有第一定位件111，第一定位部11通过第一定位件111在第一方向Y对工件进行定位。其中第一方向Y与后下控制臂20的长度方向基本平行。在定位时，第一定位部11沿第一方向Y朝向后下控制臂20运动，并作为塞块插入后下控制臂20的U形口20a中。

第二定位部12沿第二方向X位于第一定位部11的一侧，用于在第二方向X的一端对工件进行定位，其中第二方向X与第一方向Y垂直。

其中第二定位部的数量根据实际定位要求来设置。本实施例中，如图4至图6所示，第一定位部11沿第二方向X的两侧分别设有第二定位部12，分别用于在第二方向X的两端对工件进行定位。其中一个第二定位部12配备一个传动部13。

如图6中所示，第一定位部11的第一定位件111有沿第二方向X的通孔C，下后控制臂20的U形结构的两个支脚21中也设有彼此同轴的通孔(图中未示出)。当第一定位件111插入U形口20a中后，通孔C与支脚21中的通孔连通。

第二定位部12面向支脚21的一端设有第二定位件121，第二定位件121作为定位销、沿第二方向X穿过支脚21的通孔后插入第一定位件111的通孔C中。由此，定位夹紧机构10在U形结构的位置将后下控制臂20完全夹紧。

第一定位部11、第二定位部12通过传动部13而形成联动结构，传动部13能够随第一定位部11的运动而驱动第二定位部12朝向或远离工件运动，以在第二方向X夹紧或松开定位工件。

传动部13具有用于与第一定位部11连接的输入端，以及用于与第二定位部12连接的输出端。第一定位部11在输入端将其沿第一方向Y的运动传递给传动部13，传动部13经过其内部传动部件改变运动方向，在输出端转化成为第二方向X的运动，并传递给第二定位部12，从而驱动第二定位部12沿第二方向X运动以夹紧或松开工件。

当第一定位部11沿第一方向Y朝向第一端11a运动时，能够带动第一定位件111沿第一方向Y插入U形口20a，同时还能够通过传动部13带动第二定位部12运动使其第二定位件121插入支脚21和第一定位件111的通孔C中。反之，当第一定位部11沿第一方向Y背离第一端11a运动时，一方面能够带动第二定位部12运动、使其第二定位件121退出第一定位件111的通孔C和支脚21，同时还能够使其第一定位件111沿第一方向Y退出U形口20a。

由此可见，传动部13的功能是将第一定位部11沿第一方向Y的运动转化为沿第二方向X的运动，并传递给第二定位部12。因此，只需要配备一个驱动部，沿第一方向Y对第一定位部11进行驱动，就能够同时带动第二定位部12运动，从而夹紧后下控制臂20。相比于现有技术，本发明的方案只需要一个驱动部，相对应的气管、开关、控制阀等配套部件数量少，结构简洁，并且成本低、占用空间小。

并且，本发明中，第二定位部12的第二定位件121能够穿过支脚21并插入第一定位部11的第一定位件111中，使得在定位夹紧状态下，整个机构具有非常强的稳定性，即使在弧焊时工件发生较大的变形，或者在断气断电条件下、夹具变位机旋转时，也能够防止第一定位件111或者第二定位件121偏离或者脱离夹紧位置，从而保证焊接出来的零件尺寸的稳定性。另外，第二定位件121插入第一定位件111中的结构，还能够弥补U型结构的两个支脚21的平行度不好的问题，为后续的翻孔及牙套工位做铺垫，大大提高产品合格率。

应当理解，在能够实现将第一方向Y的运动转化为第二方向X的运动，传动部13的结构形式不限，可以采用例如齿轮机构、楔块结构等形式，或者通过不同类型的传动部件混合的传动机构。

如图4至图6所示的实施例中，传动部13采用连杆机构。作为传动部13的连杆机构包括彼此铰接的第一杆131、第二杆132。其中第一杆131背向第二杆132的一端与第一定位部11铰接，第二杆132背向第一杆131的一端铰接于固定位置(例如基座G)。第二定位部12设于第二杆132。或者，第二定位件112也可以作为第二定位部12直接设于第二杆132。

其中，第一杆131为直线杆，第二杆132为L形杆，且L形的两边之间基本垂直。通过合理设计第一杆131、第二杆132以及第二定位件12的长度、使得连杆机构满足以下条件：在定位夹紧状态，第一杆131与第一方向Y垂直、与第二方向X平行，即第一杆131在两端的铰接点的连线与第一方向Y垂直、与第二方向X平行。此时对于第一杆131而言，其受力方向平行于其长度方向，使得作用在第一杆131的力矩为零，因此在任何受力情况下第一杆131都不会发生旋转。因此，即使工件在加工过程中施加到定位夹紧机构的任何反力(例如由于发生变形而产生的反力)均不能迫使连杆机构打开，即连杆机构具有自锁功能，从而确保连杆机构能够稳定地锁定在定位夹紧状态。同时，连杆机构通过各个杆件之间的比例设置能够对第一定位部11的夹紧力进行放大，从而形成为增力夹紧机构。

本实施例中，如图6，第一定位部11在第二端11b设有沿第二方向X朝向第一杆131伸出的连接块112(图6中只对其中一个连接块112作了标注)。第一杆131的两端分别设有U形槽131a，连接块112插入其中一个U形槽131a中、并与第一杆131铰接，第二杆132面向第一杆131的一端插入另一个U形槽131a中并与第一杆131铰接。

需要注意的是，第一定位部两侧的第二定位部或者连杆机构的结构不要求完全一致。并且，在定位夹紧状态，只要第一杆在两端的铰接点的连线与第一方向Y垂直，就能够实现连杆机构的自锁功能，对于第一杆的形状没有要求，不限于直杆；各部件在铰接点的结构形式也不限，只要能将对应部件铰接在一起即可。在一些变形例中，也可以将第一杆、第二杆的位置互换，使得在定位夹紧状态，第二杆在两端的铰接点的连线与第一方向Y垂直，也能够实现连杆机构的自锁功能。

在其他实施例中，连杆机构中杆件的数量不限于两根，第一杆、第二杆之间还可以由其他杆件结构构成。

进一步地，如图6，第一定位部11上连接有锁舌L1，锁舌L1位于第一定位件111面向第二端11b的一侧。连杆机构的第二杆132设有面向锁舌L1的锁槽L2，锁槽L2相对于锁舌L1更靠近第一定位部11的第一端11a。换言之，在沿第一方向Y指向第一端11a的方向，锁槽L2位于锁舌L1的前侧。锁舌L1能够随第一定位部11沿第一方向Y朝向锁槽L2运动而插入锁槽L2，或远离锁槽L2运动而脱离锁槽L2。

图7、图8分别示出了定位夹紧机构10在打开状态和定位夹紧状态的示意图。为了描述方便，图7只示出了后下控制臂20的局部并隐藏了基座G的局部。

如图7，在打开状态，第一定位部11、第二定位部12均脱离后下控制臂的U形结构。从图中看，锁舌L1位于锁槽L2的后侧。当第一定位部11沿第一方向Y朝向U形结构运动时，锁舌L2随之朝向锁槽L2运动。

如图8，当第一定位部11插入U形结构中时，锁舌L1插入锁槽L2，使得整个机构在达到定位夹紧状态后行成更加坚固的整体，大大提高了机构的稳定性。

如前所述，第一定位部11、第二定位部12以及传动部13支撑在基座G上。为了实现支撑，本实施例的定位夹紧机构还包括支撑于基座G且可在基座G上沿第一方向Y滑动的滑动部14，第一定位部11与滑动部14连接，并通过滑动部14支撑于基座G。滑动部14可以有多种结构形式，例如板状。

具体地，基座G上设有沿第一方向Y延伸的滑轨G1，滑动部14上设有与滑轨G1配合并可沿滑轨G1滑动的滑块141。

其中，滑轨G1的数量可以是一个或者多个。当滑轨G1具有多个时，作为优选的方案，多个滑轨G1分别设于第一定位部11在第二方向X的两侧，以使得整个机构更加平衡。如图4至图8所示的实施例中，滑轨G1有两个，分别设于第一定位部11在第二方向X的两侧。

如前所述，本发明的定位夹紧机构只需要配备一个驱动部，用于驱动第一定位部11沿第一方向Y运动。驱动部的种类不限，例如气缸、液压缸等，本实施例中采用气缸K，气缸K的输出端与滑动部14直接或间接连接。

如图4至图6，基座G具有彼此相背的第一支撑面(图中的上表面)和第二支撑面(图中的下表面)，第一定位部11、第二定位部12以及传动部13组成的执行部件设于第一支撑面，气缸K作为驱动部设于第二支撑面。其中，气缸K的输出端与滑动部14之间通过连接件15连接。

由此，沿基座G的高度方向Z看，执行部件、基座、气缸叠置，以减小在第一方向Y、第二方向X占用的空间，提高整个机构的紧凑性，节约占地面积，从而可以在在占地面积不变，变位机额定负载不变等前提下，增加工位布局以增加产能。

应当理解，本发明的定位夹紧机构适用的工件不仅限于后下控制臂，其适用于任何需要在同时第一方向、第二方向进行夹紧的工件。对于不同结构的工件，第一定位件、第二定位件的结构可以作相应调整。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种定位夹紧机构，其特征在于，包括：

第一定位部，能够沿第一方向运动，所述第一定位部具有沿所述第一方向的第一端和第二端，所述第一端设有第一定位件，用于在所述第一方向的一端对工件进行定位；

第二定位部，沿第二方向位于所述第一定位部的一侧，用于在所述第二方向的一端对所述工件进行定位，所述第二方向与所述第一方向垂直；

传动部，分别与所述第一定位部、第二定位部连接，所述传动部能够随所述第一定位部的运动而驱动所述第二定位部朝向或远离所述工件运动，以在所述第二方向夹紧或松开所述工件。

2.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述第一定位部沿所述第二方向的两侧分别设有所述第二定位部，分别用于在所述第二方向的两端对所述工件进行定位；

一个所述第二定位部配备一个所述传动部。

3.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述第一定位件具有沿所述第二方向的通孔；

所述第二定位部具有用于定位所述工件的第二定位件，所述第二定位件能够沿所述第二方向运动以插入或抽离所述通孔。

4.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述传动部包括连杆机构，所述连杆机构包括彼此传动连接的第一杆、第二杆：

所述第一杆背向所述第二杆的一端与所述第一定位部铰接；

所述第二杆背向所述第一杆的一端铰接于固定位置，所述第二定位部设于所述第二杆。

5.如权利要求4所述的定位夹紧机构，其特征在于，在定位夹紧状态，所述第一杆或第二杆在两端的铰接点的连线与所述第一方向垂直。

6.如权利要求4所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述第一定位部上设有锁舌，所述第二杆设有面向所述锁舌的锁槽，所述锁槽相对于锁舌更靠近所述第一定位部的第一端；

所述锁舌能够随所述第一定位部沿所述第一方向朝向所述锁槽运动而插入所述锁槽，或远离所述锁槽运动而脱离所述锁槽。

7.如权利要求4所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述第一杆和第二杆相互铰接。

8.如权利要求1所述的定位夹紧机构，其特征在于，还包括基座，以及支撑于所述基座上的滑动部，所述第一定位部通过所述滑动部支撑于所述基座；

所述滑动部可相对于所述基座沿所述第一方向滑动。

9.如权利要求8所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述基座上设有沿所述第一方向延伸的滑轨，所述滑动部上设有与所述滑轨配合并可沿所述滑轨滑动的滑块。

10.如权利要求9所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述滑轨具有多个，多个所述滑轨分别设于所述第一定位部在所述第二方向的两侧。

11.如权利要求8所述的定位夹紧机构，其特征在于，还包括驱动部，用于驱动所述第一定位部沿所述第一方向运动。

12.如权利要求11所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述驱动部的输出端与所述滑动部直接或间接连接。

13.如权利要求8所述的定位夹紧机构，其特征在于，所述基座具有彼此相背的第一支撑面和第二支撑面，所述第一定位部、第二定位部以及所述传动部设于所述第一支撑面，所述驱动部设于所述第二支撑面。