CN108890361B - 杯状形工件快速夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杯状形工件快速夹具，包括夹具体、旋转夹持机构、可伸缩心轴机构、侧面提升机构、压紧机构，夹具体通过定位键固定在机床工作台上，夹具体中部上面固定连接有可伸缩心轴机构，两侧上面固定连接侧面提升机构，侧面提升机构上面固定连接旋转夹持机构，旋转夹持机构与可伸缩心轴机构之间设有定位板，定位板通过角铁板固定连接在夹具体上，定位板上开有工件圆柱端的定位孔，定位孔两侧设有定位圆柱销。本发明可以实现杯状形工件两端面加工时的快速定位夹紧，在同一工位完成杯状工件两个端面的加工,解决了实际生产中需要人工定位夹紧的效率低下和由于两次夹装产生的加工精度低的问题，节约加工时间，提高了加工精度，适用于杯状形工件的批量加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种工件加工夹具，尤其是一种杯状形工件的加工夹具.
背景技术
目前，对于加工杯状形工件，如汽车灯罩等工件，需要先铣削杯口端面，反转零件后再铣削另一端的外圆柱端面，工厂实际加工时需要人工先通过心轴定位并旋拧螺母压紧加工杯口端面，当加工另一端时又需要拆卸工件，重新定位夹紧，严重影响加工效率和加工精度，增加了生产成本。
针对工厂加工杯状形工件时需要人工定位夹紧和加工另一端时需要拆卸工件重新定位夹紧的低效率，低精度等问题，实现加工杯状形工件时其自动定位夹紧，以及通过提升翻转机构，带动工件翻转以实现二次定位夹紧，同时又实现了一次装夹加工多个工件的成批量生产，提升加工效率，保障加工精度，节约加工时间和加工成本，需要设计一种杯状形工件快速夹具，可以实现杯状形工件两端面加工时的快速定位夹紧，在同一工位完成杯状工件两个端面的加工,解决了实际生产中需要人工定位夹紧的效率低下和由于两次夹装产生的加工精度低的问题，另外，还可以实现多个工件的同时加工，节约加工时间，提高加工精度。
发明内容
本发明是要提供一种杯状形工件快速夹具，实现杯状形工件一次装夹可以进行两个待加工面的加工，提升加工效率，缩短加工时间，并能保证加工精度。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种杯状形工件快速夹具，包括夹具体、旋转夹持机构、可伸缩心轴机构、侧面提升机构、压紧机构，所述夹具体通过定位键固定在机床工作台上，所述夹具体中部上面固定连接有可伸缩心轴机构，两侧上面固定连接侧面提升机构，侧面提升机构上面固定连接旋转夹持机构，所述旋转夹持机构与可伸缩心轴机构之间设有定位板，定位板通过角铁板固定连接在夹具体上，定位板上开有工件圆柱端的定位孔，定位孔两侧设有定位圆柱销；所述旋转夹持机构包括支撑端旋转轴、夹紧固定块、托盘、旋转轴、步进电机，所述托盘中间上面固定连接夹紧固定块，托盘在夹紧固定块两侧上面分别开有多个工件拟合槽，且工件拟合槽沿夹紧固定块长度方向均布，每个工件拟合槽后面设有弹性夹紧机构，步进电机通过旋转轴与托盘一侧连接，托盘另一侧连接支撑端旋转轴，且旋转轴与支撑端旋转轴位于同一轴线上，步进电机通过电机支架和电机端连接块固定连接在夹具体上，旋转轴和支撑端旋转轴分别通过轴承座固定连接在安装在夹具体上的电机端连接块、支撑端连接块，通过旋转夹持机构实现工件的定位夹紧和翻转；所述可伸缩心轴机构包括心轴，钢球，心轴底部连接块，双杆双轴气缸，心轴气缸定位板，所述心轴上端的四个圆孔内分别置有一个钢球，心轴中间开通一条气道和一个进气孔，心轴底部中间安装一个螺钉密封，心轴内部通过进气和断气实现钢球的伸出与缩回，心轴底部通过心轴底部连接块与双杆双轴气缸连接，双杆双轴气缸伸缩可带动心轴上下伸缩，双杆双轴气缸通过心轴气缸定位板固定在夹具体上，可伸缩心轴机构通过输入一定压力的气体使嵌在心轴四周的钢球弹出，下拉心轴使球突出端压紧工件内部阶梯圆孔的上表面，实现工件的夹紧定位；；所述侧面提升机构包括双杆双轴气缸，提升气缸定位板，两个双杆双轴气缸分别通过提升气缸定位板固定连接在夹具体左右两侧上，两个双杆双轴气缸上端分别连接支撑端连接块和电机端连接块；所述压紧机构包括32mm缸径杠杆气缸，32mm杠杆气缸底座，40mm缸径杠杆气缸，40mm杠杆气缸底座，两个32mm缸径杠杆气缸对称设置在托盘前后两侧，并通过32mm杠杆气缸底座用螺钉固定安装在夹具体上，每个32mm缸径杠杆气缸两侧对称设置有40mm缸径杠杆气缸，40mm缸径杠杆气缸通过40mm杠杆气缸底座用螺钉固定安装在夹具体上。
进一步，所述旋转夹持机构还包括轴承端盖、角接触球轴承、平键、联轴器，所述步进电机通过联轴器与旋转轴连接，所述旋转轴和支撑端旋转轴分别通过平键与托盘连接，所述旋转轴和支撑端旋转轴分别通过角接触球轴承与各自的轴承座连接，其中，角接触球轴承内圈套在旋转轴或支撑端旋转轴上，通过轴肩轴向定位，外圈套在轴承座内孔，轴承端盖通过螺钉固定在轴承座上。
进一步，所述弹性夹紧机构由导杆孔块，弹簧，夹紧活动块组成，所述夹紧活动块的两根导杆插入导杆孔块的两个圆孔内，其下部两个矩形凸起插入托盘上的两个矩形槽内，导杆孔块通过螺钉固定在托盘上，弹簧的内圈卡入夹紧活动块和导杆孔块的两个圆形凸起之间。
本发明的有益效果是：
本发明可以实现杯状形工件两端面加工时的快速定位夹紧，在同一工位完成杯状工件两个端面的加工,解决了实际生产中需要人工定位夹紧的效率低下和由于两次夹装产生的加工精度低的问题，节约加工时间，提高了加工精度，适用于杯状形工件的批量加工。
加工零件时，首先把零件放入一个托盘内，托盘内部开了多个拟合杯形工件外部轮廓的拟合槽，通过定位板上的可伸缩心轴机构实现工件杯口端面的夹紧定位，加工完成后，通过旋转夹持机构和侧面提升机构带动托盘和零件一起翻转，翻转过程中为防止零件掉落，在托盘上设计了夹紧块，加工底部圆柱端面时，通过定位板上的定位销，实现工件的定位；本发明的侧面压紧机构选用杠杆气缸实现夹紧稳定功能，能够有效防止工件加工时的窜动。
附图说明
图1是本发明的杯状形工件快速夹具主视图；
图2是本发明的杯状形工件快速夹具左视图；
图3是本发明的杯状形工件快速夹具俯视图；
图4是本发明的旋转夹持机构主视图；
图5是本发明的可伸缩心轴机构局部视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
请参阅图1-5，本发明的杯状形工件快速夹具，由夹具体2，装在夹具体2上的旋转夹持机构，可伸缩心轴机构，侧面提升机构，压紧机构和其它零部件等组成。夹具体2通过定位键1固定在机床工作台上，夹具体2用来承载旋转夹持机构，可伸缩心轴机构，侧面提升机构，压紧机构和其它零部件等。可伸缩心轴机构通过螺钉固定在夹具体2上，侧面提升机构通过螺钉固定在夹具体2上，并位于可伸缩心轴机构的左右两侧，旋转夹持机构通过螺钉固定在侧面提升机构上，并位于可伸缩心轴机构上方，压紧机构通过螺钉固定在夹具体2上，并位于可伸缩心轴机构的前后两侧，旋转夹持机构与可伸缩心轴机构之间设有定位板5，定位板5通过角铁板固定连接在夹具体2上，定位板5上开有工件圆柱端的定位孔，定位孔两侧设有定位圆柱销6。
旋转夹持机构包括轴承端盖24，轴承座25，角接触球轴承26，支撑端旋转轴27，平键28，夹紧固定块16，托盘17，旋转轴29，联轴器30，电机支架31,步进电机32，导杆孔块13，弹簧14，夹紧活动块15，支撑端连接块23，电机端连接块33。整个旋转夹持机构用螺钉固定在侧面提升机构上。托盘17中间上面通过螺钉固定连接夹紧固定块16，托盘17在夹紧固定块16两侧上面分别开有多个工件拟合槽，且工件拟合槽沿夹紧固定块16长度方向均布，每个工件拟合槽后面设有由导杆孔块13，弹簧14，夹紧活动块15组成的弹性夹紧机构，夹紧活动块15的两根导杆插入导杆孔块13的两个圆孔内，其下部两个矩形凸起插入托盘17上的两个矩形槽内，导杆孔块13通过螺钉固定在托盘17上，弹簧14的内圈卡入夹紧活动块15和导杆孔块13的两个圆形凸起之间；步进电机32通过螺钉固定在电机支架31上，步进电机32通过联轴器30与旋转轴29连接，传递扭矩，旋转轴29通过平键28与托盘17一侧连接，托盘17另一侧连接支撑端旋转轴27，支撑端旋转轴27通过平键28与托盘17连接，且旋转轴29与支撑端旋转轴27位于同一轴线上，由步进电机32通过旋转轴29转动带动托盘17转动，旋转轴29和支撑端旋转轴27分别通过角接触球轴承26与各自的轴承座25连接，其中，角接触球轴承26内圈套在旋转轴29或支撑端旋转轴27上，通过轴肩轴向定位，外圈套在轴承座25内孔，轴承端盖24通过螺钉固定在轴承座25上，装有旋转轴29的轴承座25和电机支架31通过螺钉固定在电机端连接块33上，电机端连接块33通过螺钉固定在侧面提升机构一侧上；装有支撑端旋转轴27的轴承座25通过螺钉固定在支撑端连接块23上，支撑端连接块23通过螺钉固定在侧面提升机构另一侧上。通过旋转夹持机构可以实现工件的定位夹紧以及翻转从而加工另一端的待加工面，实现一次装夹加工工件两端的目的。
可伸缩心轴机构包括心轴7，钢球34，心轴底部连接块8，双杆双轴气缸9，心轴气缸定位板10。整个可伸缩心轴机构通过螺钉固定在夹具体2上，四个钢球34放入心轴7上端四个圆孔内，心轴7中间开通一条气道和一个进气孔，心轴7底部中间安装一个螺钉密封，心轴7内部通过进气和断气实现钢球34的伸出与缩回，心轴7底部通过螺钉与心轴底部连接块8连接，心轴底部连接块8通过螺钉与双杆双轴气缸9连接，双杆双轴气缸9伸缩带动心轴7上下伸缩，双杆双轴气缸9通过螺钉安装在心轴气缸定位板10上，心轴气缸定位板10通过螺钉固定在夹具体2上。通过可伸缩心轴机构能够实现加工杯口端面时的夹紧功能。
侧面提升机构包括双杆双轴气缸4，提升气缸定位板3。整个侧面提升机构通过螺钉固定在夹具体2上,两个双杆双轴气缸4分别通过螺钉安装在左右两侧的提升气缸定位板3上，提升气缸定位板3通过螺钉固定在夹具体2上；两个双杆双轴气缸4上端分别连接支撑端连接块23和电机端连接块33。
压紧机构包括32mm缸径杠杆气缸22，32mm杠杆气缸底座21，40mm缸径杠杆气缸20，40mm杠杆气缸底座19。整个压紧机构通过螺钉固定在夹具体2上,两个32mm缸径杠杆气缸22对称设置在托盘17前后两侧，并通过32mm杠杆气缸底座21用螺钉固定安装在夹具体2上，每个32mm缸径杠杆气缸22两侧对称设置有40mm缸径杠杆气缸20，40mm缸径杠杆气缸20通过40mm杠杆气缸底座19用螺钉固定安装在夹具体2上。
其它零部件包括定位圆柱销6，定位板5，定位键1，角铁板11，固定圆柱销12。定位圆柱销6通过过渡配合安装在定位板5上，定位板5通过螺钉安装在角铁板11上，角铁板11通过螺钉安装在夹具体2上，定位键1通过螺钉安装在夹具体2上，固定圆柱销12通过过渡配合安装在夹具体2上。
整个机构中，当加工杯状形工件杯口端面时首先工件通过人工放入托盘上的工件拟合槽内，工件圆柱端插入定位板内孔，可伸缩心轴机构气缸带动心轴上升通过工件内孔，心轴内部通气顶出钢球，气缸带动心轴下拉压紧工件内部阶梯平面从而定位夹紧工件，之后压紧机构两个杠杆气缸压紧托盘侧面完成第一次定位夹紧。当杯口端面加工完成需要加工工件另一端圆柱外圆面时，首先心轴内部断气，钢球依靠外部大气压和自身重力缩回圆孔，之后心轴气缸带动心轴下落，侧面提升机构气缸将旋转夹持机构带动工件升起，步进电机旋转使托盘带动工件翻转，之后气缸下落，定位板上表面每个工件对应的两个尖部削尖的定位圆柱销插入工件已加工好的两个定位孔，定位板上表面与工件已加工好的杯口端面贴合，之后压紧机构压紧托盘侧面完成第二次定位夹紧。
本发明通过夹具体和装在夹具体上的旋转夹持机构，可伸缩心轴机构，侧面提升机构，压紧机构和其它零部件的组合，实现了一次装夹可以加工杯状形工件两端以及一次加工多个工件的成批量生产，提高了加工效率和加工精度，节约了生产成本。
Claims (3)
1.一种杯状形工件快速夹具，包括夹具体、旋转夹持机构、可伸缩心轴机构、侧面提升机构、压紧机构，其特征在于：所述夹具体(2)通过定位键(1)固定在机床工作台上，所述夹具体(2)中部上面固定连接有可伸缩心轴机构，两侧上面固定连接侧面提升机构，侧面提升机构上面固定连接旋转夹持机构，所述旋转夹持机构与可伸缩心轴机构之间设有定位板(5)，定位板(5)通过角铁板固定连接在夹具体(2)上，定位板(5)上开有工件圆柱端的定位孔，定位孔两侧设有定位圆柱销(6)；所述旋转夹持机构包括支撑端旋转轴(27)、夹紧固定块(16)、托盘(17)、旋转轴(29)、步进电机(32)，所述托盘(17)中间上面固定连接夹紧固定块(16)，托盘(17)在夹紧固定块(16)两侧上面分别开有多个工件拟合槽，且工件拟合槽沿夹紧固定块(16)长度方向均布，每个工件拟合槽后面设有弹性夹紧机构，步进电机(32)通过旋转轴(29)与托盘(17)一侧连接，托盘(17)另一侧连接支撑端旋转轴(27)，且旋转轴(29)与支撑端旋转轴(27)位于同一轴线上，步进电机(32)通过电机支架(31)和电机端连接块(33)固定连接在夹具体(2)上，旋转轴(29)和支撑端旋转轴(27)分别通过轴承座(25)固定连接在安装在夹具体(2)上的电机端连接块(33)、支撑端连接块(23)，通过旋转夹持机构实现工件的定位夹紧和翻转；所述可伸缩心轴机构包括心轴(7)，钢球(34)，心轴底部连接块(8)，双杆双轴气缸(9)，心轴气缸定位板(10)，所述心轴(7)上端的四个圆孔内分别置有一个钢球(34)，心轴(7)中间开通一条气道和一个进气孔，心轴(7)底部中间安装一个螺钉密封，心轴(7)内部通过进气和断气实现钢球(34)的伸出与缩回，心轴(7)底部通过心轴底部连接块(8)与双杆双轴气缸(9)连接，双杆双轴气缸(9)伸缩可带动心轴(7)上下伸缩，双杆双轴气缸(9)通过心轴气缸定位板(10)固定在夹具体(2)上，可伸缩心轴机构通过输入一定压力的气体使嵌在心轴(7)四周的钢球(34)弹出，下拉心轴(7)使钢球(34)突出端压紧工件内部阶梯圆孔的上表面，实现工件的夹紧定位；所述侧面提升机构包括双杆双轴气缸(4)，提升气缸定位板(3)，两个双杆双轴气缸(4)分别通过提升气缸定位板(3)固定连接在夹具体(2)左右两侧上，两个双杆双轴气缸(4)上端分别连接支撑端连接块(23)和电机端连接块(33)；所述压紧机构包括32mm缸径杠杆气缸(22)，32mm杠杆气缸底座(21)，40mm缸径杠杆气缸(20)，40mm杠杆气缸底座(19)，两个32mm缸径杠杆气缸(22)对称设置在托盘(17)前后两侧，并通过32mm杠杆气缸底座(21)用螺钉固定安装在夹具体(2)上，每个32mm缸径杠杆气缸(22)两侧对称设置有40mm缸径杠杆气缸(20)，40mm缸径杠杆气缸(20)通过40mm杠杆气缸底座(19)用螺钉固定安装在夹具体(2)上。
2.根据权利要求1所述的杯状形工件快速夹具，其特征在于：所述旋转夹持机构还包括轴承端盖(24)、角接触球轴承(26)、平键(28)、联轴器(30)，所述步进电机(32)通过联轴器(30)与旋转轴(29)连接，所述旋转轴(29)和支撑端旋转轴(27)分别通过平键(28)与托盘(17)连接，所述旋转轴(29)和支撑端旋转轴(27)分别通过角接触球轴承(26)与各自的轴承座(25)连接，其中，角接触球轴承(26)内圈套在旋转轴(29)或支撑端旋转轴(27)上，通过轴肩轴向定位，外圈套在轴承座(25)内孔，轴承端盖(24)通过螺钉固定在轴承座(25)上。
3.根据权利要求1所述的杯状形工件快速夹具，其特征在于：所述弹性夹紧机构由导杆孔块(13)，弹簧(14)，夹紧活动块(15)组成，所述夹紧活动块(15)的两根导杆插入导杆孔块(13)的两个圆孔内，其下部两个矩形凸起插入托盘(17)上的两个矩形槽内，导杆孔块(13)通过螺钉固定在托盘(17)上，弹簧(14)的内圈卡入夹紧活动块(15)和导杆孔块(13)的两个圆形凸起之间。
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| GR01 | Patent grant | ||
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