CN108555519B - 针对不规则物体的可旋转夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了针对不规则物体的可旋转夹具，包括卡盘体，卡盘体上方设有环形支架，环形支架内部设有T型凹槽；卡盘体侧面设有齿条，齿条连接有齿轮和步进电机；卡盘体上固定有油盘，油盘上方设有锥齿台，锥齿台上面设有凸轨，锥齿台上方设有四个卡爪，卡爪上穿设有工型杆，卡爪上方设有与T型凹槽相配合的T型凸条，卡爪下方设有与凸轨相配合的弧形凹槽；油盘内侧固定有固定卡板，固定卡板的一侧设有油盘进油腔，固定卡板的另一侧设有油盘出油腔，锥齿台外侧设有推动板，油盘进油腔连接第一换向阀的A口，第一换向阀的B口、T口、P口分别连接油盘出油腔、油箱和油泵，油泵连接油箱。本发明具有结构简单，拆装方便，旋转作业并能夹取不规则物体的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种四爪夹具，特别是一种针对不规则物体的可旋转夹具。
背景技术
在当今社会，焊接夹具设计是机械制造领域生产准备环节的最关键工作内容之一。与此同时，在焊接生产工艺设计的过程中，焊接夹具设计同样是极为关键的组成部分之一。对于多个机械制造与加工领域而言，若没有焊接夹具提供技术支持与保障，就没有最终的焊接成品。然而，在现阶段的实践工作展开过程当中，管类零件所采取的夹取方式不是传统的专用夹具，就是价格昂贵且结构复杂的组合夹具，对于传统的专用夹具，不仅需要较大的人力，还不具备快速且精准的运行机构，并且不能对自身进行自动旋转，给焊接人员造成焊接的不便性，导致夹取焊接工作质量低下，焊接成品质量参差不齐。此外，传统的专用夹具对不规则的物体的定位比较麻烦或者是不能定位，不能保证不规则物体定位在夹具轴心位置，并且对于较重的不规则形状的物体也不能稳定夹取，造成工作效率低下，工作质量较低。
发明内容
本发明的目的在于，提供针对不规则物体的可旋转夹具。本发明具有配合紧密、结构简单、便于拆装、方便夹取、夹紧力大且能自动旋转配合焊接工作的特点，省时省力，提高工作质量。此外，本发明不仅能对不规则物体进行稳定夹取，还能对夹取的不规则物体进行准确定位，实现自动校正，保证不规则物体自动调整到轴心位置，提高了工作效率和工作质量。
本发明的技术方案：针对不规则物体的可旋转夹具，包括卡盘体，卡盘体上方固定有环形支架，环形支架上面设有第一通孔，环形支架内侧设有T型凹槽；卡盘体下方设有支撑组件；卡盘体侧面设有齿条，卡盘体下方设有与齿条相配合的齿轮，齿轮连接有步进电机；卡盘体上面设有第一圆槽，第一圆槽上固定有油盘，油盘上方设有第二通孔，第二通孔上穿设有锥齿台，锥齿台上面设有凸轨，锥齿台上方设有四个卡爪，卡爪上方设有与T型凹槽相配合的T型凸条，卡爪下方设有与凸轨相配合的弧形凹槽；油盘内侧固定有固定卡板，固定卡板的一侧设有油盘进油腔，固定卡板的另一侧设有油盘出油腔，锥齿台外侧固定有推动板，油盘进油腔连接第一换向阀的A口，第一换向阀的B口连接油盘出油腔，第一换向阀的T口连接油箱，第一换向阀的P口连接油泵，油泵连接油箱。所述的卡爪上穿设有工型杆，卡爪内部设有卡爪进油腔和卡爪出油腔；油盘内侧设有溢流阀，溢流阀的一端与油盘进油腔相连，另一端与第二换向阀的P口相连；卡爪进油腔与第二换向阀的A口相连，卡爪出油腔与第二换向阀的B口相连，第二换向阀的R口连接油箱，第二换向阀的S口连接第三换向阀的B口，第三换向阀的T口连接油箱，第三换向阀的P口与第一换向阀的P口相连；工型杆外侧面设有第二矩形条；所述的工型杆包括T型杆和横杆，T型杆的一端设有燕尾条，横杆上设有与燕尾条相契合的燕尾槽，燕尾槽设有粗糙表面，且燕尾槽的一端设有开口，开口上设有限位螺钉。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的卡爪一侧面上设有第一矩形条。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的第一换向阀的P口与油泵之间设有安全阀，安全阀连接油箱。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的第一换向阀的P口与安全阀之间设有单向节流阀。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的锥齿台上半段为阶梯状，油盘内侧上半段也为阶梯状，锥齿台上半段与油盘上半段相契合。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的卡盘体与油盘之间穿设有开口销，油盘外侧设有一段外螺纹，外螺纹上方为光滑表面，第一圆槽内侧面设有一段内螺纹，内螺纹上方为光滑表面，油盘与第一圆槽配合部分包括螺纹啮合和光滑表面的过盈配合。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的支撑组件包括圆形卡套，圆形卡套上方设有第二圆槽，第二圆槽中心设有第三通孔，圆形卡套上方与卡盘体相固定，第二圆槽和第三通孔形成中空部分，中空部分穿设有固定轴。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的油泵与单向节流阀之间设有第一压力表，油盘进油腔连接有第二压力表，卡爪进油腔连接有第三压力表。
前述的针对不规则物体的可旋转夹具中，所述的凸轨为螺旋状。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的卡盘体侧面设有齿条，卡盘体下方设有与齿条相配合的齿轮，齿轮连接有步进电机，能实现卡盘体的自动旋转，配合焊接工作省时省力；
2、本发明的卡盘体上方固定有环形支架和油盘，环形支架内侧设有T型凹槽，油盘上方设有第二通孔，第二通孔上穿设有锥齿台，锥齿台上面设有凸轨，锥齿台上方设有四个卡爪，卡爪上方设有与T型凹槽相配合的T型凸条，卡爪下方设有与卡爪相配合的弧形凹槽，具有配合紧密且结构简单，拆装非常方便的特点；
3、本发明的卡爪工作时以液压为源动力，夹紧力很大，夹取物件时十分稳定。
作为进一步的优选，卡爪与焊接件接触的一面设有第一矩形条，能增大接触面摩擦力，使得夹取稳定，同时也能起到对不规则物体的加固作用。卡爪上穿设有工型杆，卡爪内部设有卡爪进油腔和卡爪出油腔；油盘内侧设有溢流阀，溢流阀的一端与油盘进油腔相连，另一端与卡爪进油腔相连，工型杆外侧面设有第二矩形条，所述的工型杆包括T型杆和横杆，T型杆的一端设有燕尾条，横杆上设有与燕尾条相契合的燕尾槽，燕尾槽设有粗糙表面，使得本发明在夹取不规则物体时能自动校正，作出相应的调整，保证不规则物体也能稳定定位在本发明的轴心位置处，提高了工作效率和工作质量。且燕尾槽的一端设有开口，开口上设有限位螺钉，保证T型杆不会滑出横杆的燕尾槽，确保机器在工作时的安全性。
本发明的第一换向阀的P口与油泵之间设有安全阀，安全阀连接油箱，在压力过大时能自动将油液分流回油箱，起到保护液压系统的作用，保证了施工安全。第一换向阀的P口与安全阀之间设有单向节流阀，起到进油的调速作用，从而控制卡爪的夹取速度，防止夹取过程过快造成较大的冲击，损坏物件。
本发明的油泵与单向节流阀之间设有第一压力表，用以清晰地观察进油压力大小；油盘进油腔连接有第二压力表，用以间接得到卡爪施力大小；卡爪进油腔连接有第三压力表，用以间接得到工型杆的施力大小。
本发明的锥齿台上半段和油盘内侧上半段都为阶梯状，锥齿台上半段与油盘上半段相契合，阶梯状的契合能加大油液的行程损耗，防止油液泄露。此外，卡盘体和油盘的连接方式为：上半段过盈配合，下半段螺纹连接，配合十分紧密，拆装方便，且卡盘体与油盘之间穿设有开口销，起到固定油盘的作用，防止螺纹松动使油盘偏移。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是卡爪与凸轨的配合结构图；
图3是卡爪的局部剖视图；
图4是油盘与锥齿台的横截面图；
图5是本发明的内部结构图；
图6是本发明的液压系统图；
图7是支撑组件的纵向截面图。
附图标记：1-步进电机，2-齿轮，3-开口销，4-卡盘体，5-环形支架，6-齿条，7-支撑组件，8-工型杆，9-燕尾条，10-限位螺钉，11-燕尾槽，12-横杆，13-卡爪出油腔，14-T型杆，15-卡爪进油腔，16-T型凸条，17-第一矩形条，18-第二矩形条，19-弧形凹槽，20-锥齿台，21-固定卡板，22-油盘进油腔，23-推动板，24-油盘出油腔，25-油盘，26-T型凹槽，27-第一通孔,28-第二通孔，29-油箱，30-固定轴，31-油泵，32-第一压力表，33-安全阀，34-单向节流阀，35-第一换向阀，36-第二压力表，37-圆形卡套，38-溢流阀，39-第二换向阀，40-第三压力表，41-第三换向阀，42-卡爪,43-第一圆槽，44-第二圆槽，45-凸轨,46-第三通孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：针对不规则物体的可旋转夹具，构成如图1-6所示包括卡盘体4，卡盘体4材料为低碳钢，卡盘体4上方固定有环形支架5，环形支架5上面设有第一通孔27，环形支架5内侧上部设有T型凹槽26；卡盘体4下方设有支撑组件7，所述的支撑组件7包括圆形卡套37，圆形卡套37上方设有第二圆槽44，第二圆槽44中心设有第三通孔46，圆形卡套37上方与卡盘体4相固定，第二圆槽44和第三通孔46形成中空部分，中空部分穿设有固定轴30，圆形卡套37可绕固定轴30旋转。卡盘体4侧面设有齿条6，卡盘体4下方设有与齿条6相配合的齿轮2，齿轮2连接有步进电机1，步进电机1带动齿轮2旋转，齿轮2带动卡盘体4实现旋转功能；卡盘体4上面设有第一圆槽43，第一圆槽43上固定有油盘25，卡盘体4与油盘25之间穿设有开口销3，油盘25外侧设有一段外螺纹，外螺纹上方为光滑表面，第一圆槽43内侧面设有一段内螺纹，内螺纹上方为光滑表面，油盘25与第一圆槽43配合部分包括螺纹啮合和光滑表面的过盈配合。油盘25上方设有第二通孔28，第二通孔28上穿设有锥齿台20，锥齿台20侧面上半段为阶梯状，油盘25内侧上半段也为阶梯状，锥齿台20侧面上半段与油盘25内侧上半段相契合；锥齿台20上面设有外大内小的螺旋状凸轨45，锥齿台20上方设有四个卡爪43，卡爪43材料为低碳钢，四个卡爪43位置为正方形设置，卡爪43一侧面上设有第一矩形条1717,卡爪43上方设有与T型凹槽26相配合的T型凸条16，卡爪43下方设有与凸轨45相配合的弧形凹槽19；油盘25内侧固定有固定卡板21，固定卡板21的一侧设有油盘进油腔22，油盘进油腔22连接第二压力表36，可观察油盘进油压强，算得卡爪43施力大小，固定卡板21的另一侧设有油盘出油腔24，锥齿台20外侧固定有推动板23，油盘进油腔22连接第一换向阀35的A口，第一换向阀35的B口连接油盘出油腔24，第一换向阀35的T口连接油箱29，第一换向阀35的P口连接油泵31，油泵31连接油箱29；第一换向阀35的P口与油泵31之间设有安全阀33，安全阀33连接油箱29，安全阀33起到限定油泵31出油压强，保护液压系统的作用。第一换向阀35与安全阀33之间还设有单向节流阀34和第一压力表32，通过调节单向节流阀34可以控制出油速度，进而控制卡爪43夹取速度，第一压力表32可以观察油泵31出油压强。
实施例2：作为一种具体的实施方式，针对不规则物体的可旋转夹具如图2所示，为了适应不规则物体的夹取工作，所述的卡爪43上穿设有工型杆8，卡爪43内部设有卡爪进油腔15和卡爪出油腔13；油盘25内侧设有溢流阀38，溢流阀38的一端与油盘进油腔22相连，另一端与第二换向阀39的P口相连；卡爪进油腔15连接有第三压力表40，可以根据第三压力表算出工型杆推力大小，卡爪进油腔15与第二换向阀39的A口相连，卡爪出油腔13与第二换向阀39的B口相连，第二换向阀39的R口连接油箱29，第二换向阀39的S口连接第三换向阀41的B口，第三换向阀41的T口连接油箱29，第三换向阀41的P口第一换向阀35的P口相连；工型杆8外侧面设有第二矩形条18，能增大接触面摩擦力，增加卡爪42夹取的稳定性；所述的工型杆8包括T型杆14和横杆12，T型杆14的一端设有燕尾条9，横杆12上设有与燕尾条9相契合的燕尾槽11，燕尾条9能在燕尾槽11内滑动，燕尾槽11设有粗糙表面，且燕尾槽11的一端设有开口，开口上设有限位螺钉10，防止燕尾条9滑出燕尾槽11。
工作原理：夹紧规则物体时，只需将规则物体放至四个卡爪中间，开启节流阀，调节适当的油泵出油速度，第一换向阀A口与P口接通，第一换向阀B口与T口接通，油盘进油腔的油液使推动板移动，进而带动锥齿台旋转，锥齿台带动卡爪，卡爪沿着T型槽轨道滑动，夹紧规则物体时，设置在油盘进油腔上的第二压力表读数会显著增大，这时关闭节流阀，开启步进电机，步进电机带动齿轮旋转，齿轮带动卡盘体旋转，进而实现规则物件的旋转。等焊接工作结束后，关闭步进电机，慢慢开启节流阀，快速开启第一换向阀，此时第一换向阀A口与T口接通，第一换向阀B口与P口接通，油盘出油腔进油，卡爪回退，等卡爪回到初始位置后关闭节流阀，关闭第一换向阀。
夹紧不规则物体时，将不规则物体放至四个卡爪中间，开启节流阀，调节适当的油泵出油速度，第一换向阀A口与P口接通，第一换向阀B口与T口接通，油盘进油腔的油液使推动板移动，进而带动锥齿台旋转，锥齿台带动卡爪，卡爪沿着T型槽轨道滑动，先夹紧不规则物体左右端或者上下端，卡爪停止推进，设置在油盘进油腔上的第二压力表读数会显著增大，直至溢流阀开启，第二换向阀A口与P口接通，第二换向阀B口与S口接通，第三换向阀B口与T口接通,这时第二压力表又开始稳定，油液进入卡爪进油腔，推动工型杆前进，直至工型杆夹紧不规则物体，并且横杆会左右滑动，将不规则物体定位到轴心位置，等第三压力表读数显著增大，这时关闭节流阀，开启步进电机，步进电机带动齿轮旋转，齿轮带动卡盘体旋转，进而实现对不规则物件的旋转。等焊接工作结束后，关闭节流阀，开启步进电机，步进电机带动齿轮旋转，齿轮带动卡盘体旋转，进而实现对不规则物件的旋转。等焊接工作结束后，关闭步进电机，慢慢开启节流阀，快速开启第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀，此时第一换向阀A口与T口接通，第一换向阀B口与P口接通，第二换向阀A口与R口接通，第二换向阀B口与S口接通，第三换向阀的B口与T口接通。油盘出油腔和卡爪出油腔进油，卡爪回退和工型杆，等卡爪和工型杆回到初始位置后关闭节流阀，关闭第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀。
Claims (9)
1.针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：包括卡盘体(4)，卡盘体(4)上方固定有环形支架(5)，环形支架(5)上面设有第一通孔(27)，环形支架(5)内侧上部设有T型凹槽(26)；卡盘体(4)下方设有支撑组件(7)；卡盘体(4)侧面设有齿条(6)，卡盘体(4)下方设有与齿条(6)相配合的齿轮(2)，齿轮(2)连接有步进电机(1)；卡盘体(4)上面设有第一圆槽(43)，第一圆槽(43)上固定有油盘(25)，油盘(25)上方设有第二通孔(28)，第二通孔(28)上穿设有锥齿台(20)，锥齿台(20)上面设有凸轨(45)，锥齿台(20)上方设有四个卡爪(42)，卡爪(42)上方设有与T型凹槽(26)相配合的T型凸条(16)，卡爪(42)下方设有与凸轨(45)相配合的弧形凹槽(19)；油盘(25)内侧固定有固定卡板(21)，固定卡板(21)的一侧设有油盘进油腔(22)，固定卡板(21)的另一侧设有油盘出油腔(24)，锥齿台(20)外侧固定有推动板(23)，油盘进油腔(22)连接第一换向阀(35)的A口，第一换向阀(35)的B口连接油盘出油腔(24)，第一换向阀(35)的T口连接油箱(29)，第一换向阀(35)的P口连接油泵(31)，油泵(31)连接油箱(29)；所述的卡爪(42)上穿设有工型杆(8)，卡爪(42)内部设有卡爪进油腔(15)和卡爪出油腔(13)；油盘(25)内侧设有溢流阀(38)，溢流阀(38)的一端与油盘进油腔(22)相连，另一端与第二换向阀(39)的P口相连；卡爪进油腔(15)与第二换向阀(39)的A口相连，卡爪出油腔(13)与第二换向阀(39)的B口相连，第二换向阀(39)的R口连接油箱(29)，第二换向阀(39)的S口连接第三换向阀(41)的B口，第三换向阀(41)的T口连接油箱(29)，第三换向阀(41)的P口与第一换向阀(35)的P口相连；工型杆(8)外部侧面设有第二矩形条(18)；所述的工型杆(8)包括T型杆(14)和横杆(12)，T型杆(14)的一端设有燕尾条(9)，横杆(12)上设有与燕尾条(9)相契合的燕尾槽(11)，燕尾槽(11)设有粗糙表面，且燕尾槽(11)的一端设有开口，开口内设有限位螺钉(10)。
2.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的卡爪(42)一侧面上设有第一矩形条(17)。
3.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的第一换向阀(35)的P口与油泵(31)之间设有安全阀(33)，安全阀(33)连接油箱(29)。
4.根据权利要求3所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的第一换向阀(35)的P口与安全阀(33)之间设有单向节流阀(34)。
5.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的锥齿台(20)上半段为阶梯状，油盘(25)内侧上半段也为阶梯状，锥齿台(20)上半段与油盘(25)上半段相契合。
6.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的卡盘体(4)与油盘(25)之间穿设有开口销(3)，油盘(25)外侧设有一段外螺纹，外螺纹上方为光滑表面，第一圆槽(43)内侧面设有一段内螺纹，内螺纹上方为光滑表面，油盘(25)与第一圆槽(43)配合部分包括螺纹啮合和光滑表面的过盈配合。
7.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的支撑组件(7)包括圆形卡套(37)，圆形卡套(37)上方设有第二圆槽(44)，第二圆槽(44)中心设有第三通孔(46)，圆形卡套(37)上方与卡盘体(4)相固定，第二圆槽(44)和第三通孔(46)形成中空部分，中空部分穿设有固定轴(30)。
8.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的油泵(31)与单向节流阀(34)之间设有第一压力表(32)，油盘进油腔(22)连接有第二压力表(36)，卡爪进油腔(15)连接有第三压力表(40)。
9.根据权利要求1所述的针对不规则物体的可旋转夹具，其特征在于：所述的凸轨(45)为螺旋状。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Jiansheng Inventor after: Chen Min Inventor after: He Zhenhua Inventor before: Chen Jiansheng Inventor before: Chen Min |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191118 Address after: 311106 Room 301, Building 2-3 Futang Road, Tangqi Town, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Zhejiang Zhibo Transportation Technology Co., Ltd. Address before: 314306 Chen Jiahui 3, Sanyou village, Tongyuan Town, Haiyan County, Jiaxing, Zhejiang Applicant before: Chen Jiansheng |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |