CN108297002B - 装夹自动内撑工装和自动内撑定位机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装夹自动内撑工装和自动内撑定位机。该装夹自动内撑工装包括：装夹套柱，装夹套柱的顶端沿着装夹套柱的圆周方向设置有至少两个内撑部，每两个内撑部之间形成有沿装夹套柱的轴向延伸的分割槽，装夹套柱内形成有止挡台阶；顶端形成有锥形端头的撑紧拉杆，撑紧拉杆可移动的插入装夹套柱内，锥形端头被配置为能从装夹套柱的顶端伸出或缩回，锥形端头缩回时向外撑开内撑部，撑紧拉杆上形成有挡台，挡台与止挡台阶位置相对；碟片弹簧组件，碟片弹簧组件套设在撑紧拉杆上，碟片弹簧组件的两端分别止顶在止挡台阶和挡台，碟片弹簧组件被配置为驱动锥形端头从装夹套柱的顶端向内缩回。

Description

装夹自动内撑工装和自动内撑定位机

技术领域

本发明属于装夹工装技术领域，具体地，涉及一种装夹自动内撑工装和自动内撑定位机。

背景技术

在自动化加工技术领域中，采用装夹工装对待加工的工件进行定位是常用的技术手段，得到广泛应用。在一些改进的装夹工装上，可以采用气动机或电缸等机构对装夹工装进行驱动，使其能够自动夹紧或松开工件。以对具有内腔的精密产品的加工为例，精密产品的外表面上往往需要进行抛光、拉丝等表面处理，并且要防止精密产品的外表面在加工过程中受到损伤。所以，需要充分利用其内腔进行夹紧定位。

对于用于定位上述精密产品的装夹工装，如需要实现自动夹紧和松开的动作，往往需要外接多个驱动机构以驱动装夹工装在不同的状态之间切换。这种实现方式对生产线的配置造成了一定困难，对于一些没有驱动机构的机械或者配置驱动机械后存在加工风险的机械，不便于配置过多驱动机构。而且，设置过多的驱动机构也会造成生产线过于复杂，搭建和维护的难度较大。

另一方面，现有的用于对具有内腔的精密产品进行定位的装夹工装自身也存在泛用性较差的缺点。对于尺寸不同的上述精密产品，往往需要生产新的尺寸相匹配的装夹工装。产品的加工成本较高。

因此，有必要对用于定位具有内腔的精密产品的装夹工装进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种装夹工装的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种装夹自动内撑工装，包括：

装夹套柱，所述装夹套柱的顶端沿着装夹套柱的圆周方向设置有至少两个内撑部，每两个所述内撑部之间形成有沿所述装夹套柱的轴向延伸的分割槽，所述装夹套柱内形成有止挡台阶；

顶端形成有锥形端头的撑紧拉杆，所述撑紧拉杆可移动的插入所述装夹套柱内，所述锥形端头被配置为能从所述装夹套柱的顶端伸出或缩回，所述锥形端头缩回时向外撑开所述内撑部，所述撑紧拉杆上形成有挡台，所述挡台与所述止挡台阶位置相对；

碟片弹簧组件，所述碟片弹簧组件套设在所述撑紧拉杆上，碟片弹簧组件的两端分别止顶在所述止挡台阶和挡台，所述碟片弹簧组件被配置为驱动所述锥形端头从装夹套柱的顶端向内缩回。

可选地，所述内撑部包括内撑凸缘和定位块，所述内撑凸缘形成在所述装夹套柱的顶端，每个所述内撑凸缘上可拆卸的固定一个所述定位块。

可选地，所述定位块的外围底部边缘形成有承载沿。

可选地，所述碟片弹簧组件包括四组碟片弹簧，四组所述碟片弹簧层叠均套设在所述撑紧拉杆上。

可选地，所述装夹套柱顶端设置有四个内撑部，每个所述内撑部在装夹套柱的圆周方向占据90°的角度范围。

可选地，所述撑紧拉杆包括撑紧段和碟簧导向轴，所述撑紧段与所述碟簧导向轴形成固定连接，所述碟片弹簧组件套设在所述碟簧导向轴上，所述锥形端头形成在所述撑紧段上。

可选地，所述撑紧拉杆还包括限位段，所述撑紧段和碟簧导向轴分别固定连接在所述限位段的两端，所述限位段上开设有限位孔，所述装夹套柱上形成有通孔，所述限位孔与所述通孔相连通，所述限位孔和通孔中插入有限位销，所述限位孔沿撑紧拉杆的轴向的长度大于所述限位销的直径。

可选地，所述挡台形成在所述撑紧拉杆的底端，所述挡台从所述装夹套柱的底端露出，所述装夹套柱在从所述止挡台阶到自身底端的区域形成有用于容纳所述碟片弹簧组件的柱形容纳腔，所述撑紧拉杆从所述柱形容纳腔中穿过。

可选地，所述装夹自动内撑工装还包括底座，所述装夹套柱的底端形成有固定座，所述固定座固定设置在所述底座上，所述固定座上形成有第一定位孔，所述底座上形成有与第一定位孔对应的第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔中插入定位销。

根据本发明的另一方面，还提供了一种自动内撑定位机，包括：

上述装夹自动内撑工装，所述撑紧拉杆的底端从所述装夹套柱的底端露出；

承载平台，所述装夹自动内撑工装设置在所述承载平台上；

驱动机，所述驱动机位于所述撑紧拉杆下方，所述驱动机被配置为驱动所述撑紧拉杆向从装夹套柱的顶端伸出的方向移动。

根据本公开的一个方面，技术效果在于能够通过碟片弹簧组件自动实现工装的撑紧，无需额外配置驱动机构。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明具体实施方式提供的装夹自动内撑工装的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的装夹自动内撑工装的侧面剖视图；

图3是本发明具体实施方式提供的装夹自动内撑工装的爆炸图；

图4是本发明具体实施方式提供的自动内撑定位机的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供了一种装夹自动内撑工装，该工装包括装夹套柱1、撑紧拉杆和碟片弹簧组件3。如图1、2所示，装夹套柱1是装夹自动内撑工装的主体结构，其内部具有中空的管状结构，用于容纳撑紧拉杆和碟片弹簧组件3。装夹套柱1的顶端设置有至少两个内撑部，所述内撑部沿着装夹套柱1的圆周方向分布。所述装夹套柱1沿着自身的轴向从顶端向下形成延伸的分割槽12，如图1、3所示，所述分割槽12将所述内撑部相互分开，每两个所述内撑部之间形成有一个分割槽12。装夹套柱1中的上述中空管状结构位于各内撑部围合所围合的中心区域，当有其它零部件从内撑部围合的中心区域向外挤压施力时，由于各个内撑部之间开设有分割槽12，所以各内撑部会向外围移动、张开。所述装夹套柱1的管状结构内还形成有止挡台阶13，如图2所示。

所述撑紧拉杆的顶端形成有锥形端头21，撑紧拉杆整体插入到所述装夹套柱1内。撑紧拉杆能够在装夹套柱1内移动，从而使锥形端头21能够从装夹套柱1的顶端伸出或缩回。如图3所示，所述锥形端头21的锥形侧壁配置为从撑紧拉杆的杆部到端部直径逐渐增大。当所述锥形端头21从撑紧拉杆的端部向内缩回时，所述锥形端头21的侧表面止顶在内撑部的内侧，使各个内撑部向外撑开。所述撑紧拉杆上还形成有挡台22，当撑紧拉杆插在装夹套柱1中时，所述挡台22与上述止挡台阶13位置相对。

所述碟片弹簧组件3套设在所述撑紧拉杆上，如图3所示，所述碟片弹簧组件3的两端分别止顶在所述止挡台阶13和挡台22之间。所述碟片弹簧组件3被配置为用于驱动所述锥形端头21从装夹套柱1的顶端向内缩回。当所述撑紧拉杆向上移动使锥形端头21伸出时，所述挡台22会向止挡台阶13靠近，从而压缩碟片弹簧组件3在轴向上的长度，使碟片弹簧组件3变形。所述碟片弹簧组件3的形变产生使挡台22远离止挡台阶13的作用力，从而能够使锥形端头21从装夹套柱1的顶端向内缩回。碟片弹簧组件3的变形程度被配置为能够使锥形端头21向内缩回一定距离，进而使锥形端头21能够撑紧内撑部，使内撑部能够向外撑开。

如图1、2所示，待加工的具有内腔的工件01套设在内撑部上，当内撑部被撑开时，内撑部能够从工件01的内侧撑紧工件01的内腔，从而实现固定和定位。本发明提供的装夹自动内撑工装的优点在于，通过碟片弹簧组件3产生的作用力，撑紧拉杆能够自动将所述内撑部撑开。无需在定位工装机械上配置驱动撑紧的驱动机构，简化了定位工装机械，也提高了装夹工装的可靠性，故障率低。当需要打开装夹工装以取下工件01时，只需控制撑紧拉杆向上移动，锥形端头21向上伸出装夹套柱1。这样，内撑部会恢复到未被撑开的状态，取消对工件01的撑紧作用。对于不便于配置气动或其它驱动机构的定位机械，本发明提供的装夹自动内撑工装有效的减少或避免了驱动机构的使用。

在一种优选的实施方式中，所述内撑部可以包括内撑凸缘111和定位块112，如图2、3所示。所述内撑凸缘111直接形成在所述装夹套柱1的顶端，可以是一体形成在装夹套柱1上的。而每个所述内撑凸缘111上都以可拆卸的形式固定设置一个定位块112。定位块112的上表面以及侧表面用于实际与待加工的工件01接触，对工件01实施撑紧定位。各个所述定位块112互补相连，当内撑凸缘111受到锥形端头21的作用力而撑开时，定位块112一同执行撑开的动作。这种实施方式的优点在于能够适用于不同尺寸的多种工件01，装夹自动内撑工装的泛用性更强。例如，当需要加工直径为30mm的圆形表壳产品时，则在内撑凸缘111上加装组合后整体直径约28.5mm的定位块。在定位块撑紧时，能够对直径30mm的表壳产品实现固定定位，定位块的外围侧表面和上表面与表壳产品接触。而当需要加工直径为40mm的圆形微型音箱壳体时，可以相应的更换组合后整体直径约38mm的定位块。通过配置可拆卸、更换的定位块，提高本装夹自动内撑工装的泛用性。所述内撑凸缘主要起到支撑、传动的作用。当然，本发明并不限制必须使用定位块的结构，在其它实施方式中，也可以直接将内撑部一体形成在所述装夹套柱的顶端，直接形成类似于内撑凸缘的结构。

进一步优选地，如图2、3所示，所述定位块112的外围底部边缘形成有承载沿1121，所述承载沿1121向外围伸出一小段距离。所述承载沿1121用于对工件01起到承托、定位的作用。以表壳产品为例，表壳的下表面往往需要安装金属盖板，表壳的下表面上形成有用于限定盖板安装位置的台阶。所述承载沿1121与上述台阶的形状、尺寸相匹配，从而起到对表壳的承托和定位作用。

可选地，如图2、3所示，所述碟片弹簧组件3可以包括四组碟片弹簧，每组碟片弹簧包括两支碟簧。每一组中的两支碟簧相对设置，碟簧的中心区域相互远离，边缘区域相互接触。每两组碟片弹簧之间则为碟簧的中心区域相互抵接。通过配置四组碟片弹簧，整个碟片弹簧组件3能够在撑紧拉杆的轴向提供充足的形变量，当碟片弹簧组件3完全释放形变时，能够通过推动所述挡台22使所述锥形端头21从装夹套柱1的顶端向内缩回足够的距离，致使锥形端头21使内撑部向外撑开。而当撑紧拉杆向上移动使碟片弹簧组件3受力被压缩时，碟片弹簧组件3的压缩程度能够使锥形端头21从装夹套柱1的顶端完全伸出，令所述内撑部恢复到正常姿态，不向外撑紧。在不同的实施方式中，也可以在碟片弹簧组件中配置不同数量的碟片弹簧，以适应装夹自动内撑工装的实际应用。本发明不对此碟片弹簧额数量进行限制。

在如图3所示的实施方式中，所述装夹套柱1的顶端设置有四个内撑部，每个所述内撑部在装夹套柱1的圆周方向占据90°的角度范围，四个内撑部组合形成完整的圆形撑紧台面。在这种实施方式中，四个内撑部能够均匀的向四个方向撑开，对工件提供稳定的固定作用。在其它实施方式中，所述装夹套柱1的顶端也可以设置有更多的或更少的内撑部，适用于不同结构的工件或不同的定位精度要求。例如，装夹套柱的顶端设置三个内撑部，每个占据120°的角度范围。或者，装夹套柱的顶端设置有两个内撑部，每个占据180°的角度范围。

可选地，如图2所示，所述撑紧拉杆包括撑紧段23和碟簧导向轴24。所述撑紧段23构成所述撑紧拉杆的上段，所述锥形端头21形成在所述撑紧段23上。所述撑紧段23与所述碟簧导向轴24形成固定连接，图2、3所示的连接方式是螺纹连接。所述碟片弹簧组件3套设在所述碟簧导向轴24上，碟簧导向轴24用于对碟片弹簧组件3进行定位和引导，上述挡台22可以形成在所述碟簧导向轴24上。所述挡台22从碟簧导向轴24的侧壁上向外伸出。

进一步可选地，所述撑紧拉杆还可以包括限位段25，如图2、3所示。所述限位段25位于所述撑紧拉杆的中段，所述撑紧段23和碟簧导向轴24分别固定连接在所述限位段25的两端，所述撑紧段23位于整个撑紧拉杆的上段，碟簧导向轴24则位于整个撑紧拉杆的下段。特别地，如图1-3所示，所述限位段25上开设有限位孔251，相应地，所述装夹套柱1上则形成有通孔14。当所述撑紧拉杆装配到装夹套柱1中时，所述限位孔251与所述通孔14相连通。如图2所示，所述限位孔251是腰型孔，其在沿撑紧拉杆的轴向方向延伸一定长度。所述限位孔251和通孔14中插入有限位销4，限位孔251沿轴向延伸的长度大于所述限位销4的直径。限位孔251的具体长度可以根据碟片弹簧组件3的形变程度以及锥形端头21与装夹套柱的顶端的相对位置关系而定，本发明不对此进行限制。

所述通孔14的尺寸与所述限位销4的尺寸相匹配，限位销4固定在通孔14中。而由于限位孔251沿着轴向具有一定长度，所以当撑紧拉杆相对于装夹套柱1沿轴向移动时，限位销4能够在限位孔251中相对活动。本发明优选配置为：1、撑紧拉杆向上移动到一定位置时，所述限位销与限位孔的下侧壁相抵触，阻止撑紧拉杆进一步上移，此时碟片弹簧组件已经压缩到适当程度。限位孔对碟片弹簧组件起到保护作用，避免过度压缩。2、撑紧拉杆向下移动到一定位置时，所述限位销与限位孔的上侧壁相抵触，阻止撑紧拉杆进一步下移，此时锥形端头已将内撑部充分撑开。限位孔对锥形端头和内撑部起到保护作用，避免内撑部过度撑开。

优选地，如图2所示，所述挡台22形成在所述撑紧拉杆的最底端，所述挡台22能够从所述装夹套柱1的底端露出。所述装夹套柱1则在所述止挡台阶13向下到自身的底端的区域形成用于容纳所述碟片弹簧组件3的柱形容纳腔15。所述碟片弹簧组件3置于柱形容纳腔15中，所述撑紧拉杆从所述柱形容纳腔15中穿过。在图2所示的实施方式中，所述碟簧导向轴24穿过所述柱形容纳腔15。所述碟片弹簧组件3的两端分别顶在所述止挡台阶13和挡台22上。所述挡台22从装夹套柱1的底端露出也便于将撑紧拉杆向上顶动，从而使锥形端头21解除对内撑部的撑紧。

可选地，如图2、3所示，所述装夹自动内撑工装还可以包括底座5，所述装夹套柱1的底端则形成有固定座16。所述固定座16固定设置在所述底座5上。所述固定座16上形成有第一定位孔161，所述底座5上则对应形成有第二定位孔51。所述第一定位孔161和第二定位孔51中插入有定位销6。通过定位销6和第一、第二定位孔的定位作用，能够防止装夹套柱1装反或者安装定位不准确。

进一步地，本发明还提供了一种自动内撑定位机，其中包括上述装夹自动内撑工装100、承载平台200和驱动机300。如图4所示，所述装夹自动内撑工装100设置在所述承载平台200上，所述撑紧拉杆的底端从所述装夹套柱1的底端露出。所述驱动机300设置在所述撑紧拉杆下方，所述驱动机300用于驱动所述撑紧拉杆向从装夹套柱1的顶端伸出的方向移动。该自动内撑定位机在使用时首先通过驱动机上顶撑紧拉杆，使内撑部恢复到正常姿态。而后，机械手或工作人员将工件置于内撑部上。之后，所述驱动机下移，所述撑紧拉杆在碟片弹簧组件3的弹性作用下下移，进而使内撑部撑开，对工件形成固定和定位。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种装夹自动内撑工装，其特征在于，包括：

装夹套柱，所述装夹套柱的顶端沿着装夹套柱的圆周方向设置有至少两个内撑部，每两个所述内撑部之间形成有沿所述装夹套柱的轴向延伸的分割槽，所述装夹套柱内形成有止挡台阶；

顶端形成有锥形端头的撑紧拉杆，所述撑紧拉杆可移动的插入所述装夹套柱内，所述锥形端头被配置为能从所述装夹套柱的顶端伸出或缩回，所述锥形端头缩回时向外撑开所述内撑部，所述撑紧拉杆上形成有挡台，所述挡台与所述止挡台阶位置相对；

碟片弹簧组件，所述碟片弹簧组件套设在所述撑紧拉杆上，碟片弹簧组件的两端分别止顶在所述止挡台阶和挡台，所述碟片弹簧组件被配置为驱动所述锥形端头从装夹套柱的顶端向内缩回；

所述撑紧拉杆包括碟簧导向轴，所述碟片弹簧组件套设在所述碟簧导向轴上；

所述撑紧拉杆包括撑紧段，所述撑紧段与所述碟簧导向轴形成固定连接，所述锥形端头形成在所述撑紧段上；

所述内撑部包括内撑凸缘和定位块，所述内撑凸缘形成在所述装夹套柱的顶端，每个所述内撑凸缘上可拆卸的固定一个所述定位块；

所述定位块的外围底部边缘形成有承载沿。

2.根据权利要求1所述的装夹自动内撑工装，其特征在于，所述碟片弹簧组件包括四组碟片弹簧，四组所述碟片弹簧层叠均套设在所述撑紧拉杆上。

3.根据权利要求1所述的装夹自动内撑工装，其特征在于，所述装夹套柱顶端设置有四个内撑部，每个所述内撑部在装夹套柱的圆周方向占据90°的角度范围。

4.根据权利要求1所述的装夹自动内撑工装，其特征在于，所述撑紧拉杆还包括限位段，所述撑紧段和碟簧导向轴分别固定连接在所述限位段的两端，所述限位段上开设有限位孔，所述装夹套柱上形成有通孔，所述限位孔与所述通孔相连通，所述限位孔和通孔中插入有限位销，所述限位孔沿撑紧拉杆的轴向的长度大于所述限位销的直径。

5.根据权利要求1所述的装夹自动内撑工装，其特征在于，所述挡台形成在所述撑紧拉杆的底端，所述挡台从所述装夹套柱的底端露出，所述装夹套柱在从所述止挡台阶到自身底端的区域形成有用于容纳所述碟片弹簧组件的柱形容纳腔，所述撑紧拉杆从所述柱形容纳腔中穿过。

6.根据权利要求1所述的装夹自动内撑工装，其特征在于，所述装夹自动内撑工装还包括底座，所述装夹套柱的底端形成有固定座，所述固定座固定设置在所述底座上，所述固定座上形成有第一定位孔，所述底座上形成有与第一定位孔对应的第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔中插入定位销。

7.一种自动内撑定位机，包括：

权利要求1-6任意之一所述的装夹自动内撑工装，所述撑紧拉杆的底端从所述装夹套柱的底端露出；

承载平台，所述装夹自动内撑工装设置在所述承载平台上；

驱动机，所述驱动机位于所述撑紧拉杆下方，所述驱动机被配置为驱动所述撑紧拉杆向从装夹套柱的顶端伸出的方向移动。

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