CN109571075B - 一种角度可调节的数控机床用工件夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角度可调节的数控机床用工件夹具，涉及夹具技术领域，该夹具包括底座、支撑杆、安装座，底座上设有电机，电机输出轴连接在安装座上；安装座上设第一驱动机构、轴承安装座，轴承安装座内安装有轴承和转轴，轴承安装座之间设有固定座、安装板；转轴一端连接固定座，另一端连接有凸轮；第一驱动机构固定端与安装座铰接，活动端连接旋转支架，旋转支架与凸轮铰接；转轴设有限位块，轴承安装座上设有挡块；安装板上有固定板、固定杆，固定杆上铰接有夹具安装板和夹具；安装板上设有限位杆，安装板上设有固定架及垂直方向的第二驱动机构。该发明有益效果可实现三个维度的多角度调节，无需对零件装夹多次，提高加工效率，保证加工精度。

Description

一种角度可调节的数控机床用工件夹具

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，具体涉及一种角度可调节的数控机床用工件夹具。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，能根据已编好逻辑代码程序，使机床动作并加工零件；数控机床亦是一种柔性的、高效的自动化机床，其发展代表了现代控制技术的发展发现，亦是一个国家工业实力的体现，随着社会的发展，数控机床在工业应用中的重要性不断体现；

目前使用数控机床加工零件时，需要配合使用夹具来固定零件。现有技术中的三轴数控机床夹具工作台通常为一体的，不能做相对运动，由于不能使工件进行旋转，当需要加工小批量且结构较为复杂的零件时，如果重新制作专用夹具和多轴设备需要大量地投入，生产成本较高，不利于企业的发展，因此现有技术一般采用对工件装夹多次的方法，才能达到对工件不同面进行加工的目的；但是由于多次装夹会产生累计公差，工件精度越差，不适宜高精度产品多表面机加工作业；而且生产效率过低，浪费过多的人工成本。因此有必要开发一种角度可调节的数控机床用工件夹具。

中国专利CN107932108A公开了一种角度可调节的机械加工用夹具，该专利通过设置基座、支撑架，基底部的中间安装有第一电机，第一电机的输出端连接有转杆，所述转杆的顶端固定连接有支撑架，从而通过第一电机带动支撑架水平旋转。支撑架的顶部通过销轴转动连接有液压缸，支撑架的一侧通过销轴转动连接有支撑板，液压缸的输出端通过销钉转动连接到支撑板的底部，从而通过液压缸伸缩带动支撑板偏转。并且支撑板上固定连接有安装架，安装架上安装有第二电机，第二电机的输出端通过电机轴连接弹簧夹紧机构，从而通过第二电机带动弹簧夹紧机构沿水平方向翻转。该专利虽然可以实现夹具角度调节，但没有限位和支撑结构，如支撑板只能通过2个铰接端进行承重，从而在加工过程中，由于夹具受力易导致支撑板发生偏转，导致加工误差；同时，夹具的一端是通过固定板和螺栓固定在连接杆上，在加工过程中，由于夹具受力不均匀容易损坏。另外，第一电机是通过转杆固定连接有支撑架，支撑架下表面除了转杆没有其他支撑结构，从而在加工过程中，由于夹具受力易导致支撑板发生偏转，导致加工误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种角度可方便调节的数控机床用工件夹具。

本发明的技术解决方案如下：

一种角度可调节的数控机床用工件夹具，它包括底座、支撑杆以及安装座，所述支撑杆垂直安装在底座上，所述安装座活动连接在所述支撑杆上端，所述底座上垂直方向上设有电机，该电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述安装座的下表面；

所述安装座上设有第一驱动机构以及轴承安装座，所述轴承安装座为两个且对称安装，两个所述轴承安装座之间设有固定座以及安装在固定座上的安装板；所述轴承安装座上固定安装有轴承座，所述轴承座内设有轴承，所述轴承内转动设置有转轴，所述转轴的一端固定连接所述固定座，另一端固定连接有凸轮；所述第一驱动机构设置在所述轴承安装座远离所述固定座的一侧，该第一驱动机构的固定端与所述安装座铰接，活动端固定连接有旋转支架，该旋转支架与所述凸轮的一端铰接；

所述转轴外壁上设有限位块，所述轴承安装座上设有与该限位块配合的挡块；

所述安装板的上表面安装有固定板，所述固定板上设有两个对称的固定杆，所述固定杆上铰接有夹具安装板，所述夹具安装板上安装有夹具；所述安装板上还设有垂直方向的限位杆，该限位杆贯穿安装板设置，且与安装板活动连接，该限位杆位于所述夹具的下方；

所述安装板的下表面安装有固定架及垂直方向的第二驱动机构；该第二驱动机构的固定端安装在所述固定架上，活动端贯穿所述安装板与所述固定板固定连接。

进一步地，所述轴承安装座的外侧壁上开设有若干个均匀分布的卡槽，所述挡块靠近所述轴承安装座的一侧开设有若干个均匀分布的卡阶，所述卡阶卡设在所述卡槽内。

进一步地，所述轴承安装座的外侧壁上还设有挡板，该挡板的一端与所述轴承安装座外侧壁铰接，另一端绕铰接端转动连接在所述挡块外侧壁上。

进一步地，所述轴承安装座和所述挡块内设有位置相对应的螺孔，该螺孔内设有固定销。通过固定销进一步将挡块固定在轴承安装座上。

进一步地，所述轴承座包括套筒以及水平连接在套筒外壁的卡座，所述轴承设置在所述套筒内，所述卡座通过螺栓固定在所述轴承安装座的顶端。

进一步地，所述固定座为L型，所述安装板固定安装在该固定座的底壁；所述固定座侧壁上开设有凹槽，该凹槽底部开设有贯穿的第一卡孔；所述转轴的一端安装在该凹槽内，且转轴的端面上设有与该第一卡孔位置相对应的第二卡孔，该第一卡孔和第二卡孔内安装有螺栓。通过凹槽、第一卡孔与转轴配合，便于将固定座和转轴固定安装。

进一步地，所述第一驱动机构和第二驱动机构为斜向上设置的气缸或者油缸；所述安装座上还设有气缸安装座，该气缸或油缸的固定端铰接在所述气缸安装座上，活塞端与所述旋转支架固定连接。

进一步地，所述转轴的外壁上开设有卡口，所述限位块通过螺栓安装在该卡口内。限位块与转轴面接触，结构更稳定，安装更牢固。

进一步地，所述支撑杆的顶端设有圆球状的支撑块，所述安装座设置在该支撑块上。该支撑块与安装座下表面点接触，从而减少安装座转动时的阻力。

进一步地，所述安装座上还对称安装有个吊环。通过吊环可以将安装座吊起，方便本发明夹具的搬运。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明的夹具可实现三个维度的多角度进行调节，第一，夹具可以绕与固定杆的铰接端沿竖直方向的转动，即实现第一个维度上多角度的调节；并旋转固定杆两端的限位杆，调节固定杆至合适高度与夹具下表面接触，从而对夹具进行支撑。第二，通过开启第一驱动机构即气缸或者油缸，气缸或者油缸的活塞端伸缩，即可带动与旋转支架铰接的凸轮进行转动，从而与凸轮固定连接的转轴转动，转轴带动固定座转动，即带动安装板绕转轴转动，从而可调节夹具绕转轴进行水平方向的翻转角度，即实现第二个维度上角度的调节；并通过限位块和挡块的配合起到限位支撑作用。第三，通过开启电机带动安装座沿水平方向进行转动，即可实现夹具沿水平方向进行转动，即实现第三个维度上角度的调节。因此，本发明的夹具可以满足一个零件的多个角度多方位的空间加工需求，满足零件加工需求；无需对零件装夹多次，提高加工效率，并且保证了加工精度，且成本低，易于实现。

(2)本发明通过设置第二驱动机构即气缸或者油缸，气缸或者油缸的活塞端伸缩，即可带动固定板沿垂直方向向上或者向下移动，从而实现夹具向上或者向下移动，即实现夹具实现不同的加工高度，满足不同零件加工需求，提高加工效率，并且保证了加工精度，且成本低，易于实现。

(3)本发明通过设置限位杆对夹具进行限位支撑作用，从而确保夹具固定在在某一加工角度，放置在加工过程中夹具加工角度发生偏转，造成加工误差；同时本发明的限位杆与安装板是通过外螺纹进行连接的，从而可以方便地调节限位杆的高度。

(4)本发明通过设置将挡块设置在轴承安装座的外侧壁上，并且在轴承安装座若干个均匀分布的卡槽，同时挡块设有若干个均匀分布的卡阶，通过卡阶与卡槽的配合，从而卡槽和卡阶之间有多种配合方式，通过将卡阶插入不同的卡槽内，可以调节挡块凸出于轴承安装座顶端的高度；从而限位块与不同高度的挡块之间有多种配合方式，即可实现对转轴不同翻转角度的限位和固定作用；同时通过卡阶与卡槽的配合结构简单，配合方便。

(5)本发明通过设置挡板和固定销进一步将挡块固定在轴承安装座上，防止挡块在加工过程中从轴承安装座上滑落，提高操作安全性和稳定性；并且通过挡板和固定销固定的方式简单，易于实现。

(6)本发明通过在支撑杆的顶端设有圆球状的支撑块，安装座置于该支撑块上，通过该支撑块与安装座下表面点接触，从而减少安装座转动时的阻力。

(7)本发明通过在安装座上对称安装4个吊环，通过吊环可以将安装座吊起，方便本发明夹具的搬运。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中部分立体结构示意图；

图3是本发明固定座、轴承座、轴承、转轴、凸轮部分的爆炸示意图一；

图4是本发明固定座、轴承座、轴承、转轴、凸轮部分的爆炸示意图二；

图5是本发明轴承安装座的立体结构示意图；

图6是本发明轴承安装座与挡块的剖面结构示意图；

图7是图6中轴承安装座与挡块配合的剖面结构示意图；

图中所示：10、底座；11、支撑杆；111、支撑块；12、安装座；121、吊环；13、第一驱动机构；14、轴承安装座；141、卡槽；142、挡板；15、固定座；151、凹槽；152、第一卡孔；16、安装板；17、轴承座；171、套筒；172、卡座；18、轴承；19、转轴；191、第二卡孔；192、卡口；20、凸轮；21、旋转支架；22、限位块；23、挡块；231、卡阶；232、固定销；24、固定板；25、固定杆；26、安装板；27、夹具；28、限位杆；29、固定架；30、第二驱动机构；31、电机。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1～2所示，本发明的夹具包括底座10、支撑杆11以及安装座12，支撑杆11垂直安装在底座10上，在本实施例中，支撑杆11为4个，4个支撑杆11对称设置且位于同一圆周上。安装座12设置在支撑杆11上端，底座10垂直方向上设有电机31，该电机31的输出轴通过联轴器32固定连接在安装座12的下表面，从而通过将该电机31连接电源，并开启电机31，电机31的输出轴转动，从而带动安装座12水平转动。该电机31为现有技术中的电机，电机的功率可以根据安装座12以及安装在安装座12上的其他部件的重量来选购。

安装座12上表面设有第一驱动机构13以及轴承安装座14，轴承安装座14为两个且间隔对称安装在安装座12上表面，两个轴承安装座14之间设有固定座15和安装板16，该固定座15为两个，分别固定安装在轴承安装座14内侧壁上，安装板16水平安装在两个固定座15之间；轴承安装座14靠近固定座15的一端顶壁上还设有凸块143。

轴承安装座14顶端固定安装有轴承座17，该轴承座17固定安装在凸块143上；轴承座17内固定安装有轴承18，该轴承18内转动设置有转轴19，该转轴19的一端固定连接固定座15，另一端固定连接有凸轮20，在本实施例中，转轴19和凸轮20之间为键连接。第一驱动机构13为两个，在本实施例中，该第一驱动机构13为气缸或者油缸，分别设置在轴承安装座14远离固定座15的一侧，该气缸或者油缸的固定端与安装座12铰接，活塞端固定连接有旋转支架21，该旋转支架21与凸轮20的一端铰接。在本实施例中，所述安装座12上还设有气缸安装座，该气缸安装座包括底座和垂直设置在底座上的凸耳，凸耳上开设有通孔，该气缸或油缸的固定端铰接在气缸安装座上的通孔。

转轴19外壁上固定安装有限位块22，该限位块22位于凸轮20和轴承座17之间；在本实施例中，该转轴19的外壁上开设有卡口192，限位块22通过螺栓安装在该卡口192内。轴承安装座14上安装有与该限位块22配合的挡块23。

安装板16的上表面安装有固定板24，固定板24上设有两个对称的固定杆25，固定杆25上铰接有夹具安装板26，夹具安装板26上安装有夹具27，该夹具可以为现有技术中的通用夹具，在本实施例中，该夹具27包括上夹板、下夹板以及位于上夹板、下夹板之间的弹簧，且上夹板和下夹板之间通过销轴转动连接。安装板16上还设有垂直方向的限位杆28，该限位杆28贯穿安装板16设置，在本实施例中，该限位杆28为2个，分别设置在固定杆25两端，且限位杆28位于夹具27的下方，从而可以对夹具27起限位支撑作用；限位杆28上设有外螺纹，安装板16上设有螺孔，从而限位杆28转动连接在安装板16上，并能沿安装板16垂直方向上下移动，从而可以调节限位杆28的高度。

安装板16的下表面安装有固定架29及垂直方向的第二驱动机构30；该固定架29包括两个侧壁以及设置在两个侧壁之间的底壁，固定架29的侧壁固定安装在安装板16下表面；该第二驱动机构30为气缸或者油缸的固定端，该气缸或者油缸安装在固定架29底壁上，活塞端贯穿安装板16与固定板24固定连接。

本发明的工作原理：在使用时，首先将待加工的工件夹设在夹具27的上夹板、下夹板内；其次，根据加工需求调节夹具27的角度和高度，第一，可以将夹具27绕与固定杆25铰接端进行转动，调节夹具27适宜角度，然后旋转位于固定杆25两端的限位杆28，调节限位杆28至合适高度，并能与夹具27下表面接触，从而对夹具27进行支撑。第二，可以开启第二驱动机构30即气缸或者油缸，气缸或者油缸的活塞端伸缩，即可带动固定板24沿垂直方向向上或者向下移动，即实现夹具27向上或者向下移动；然后旋转限位杆28，调节限位杆28至合适高度，并能与夹具27下表面接触，从而对夹具27进行支撑。第三，可以开启第一驱动机构13即气缸或者油缸，气缸或者油缸的活塞端伸缩，即可带动与旋转支架21铰接的凸轮20进行转动，从而与凸轮20固定连接的转轴19转动，转轴19带动固定座15转动，即带动安装板16绕转轴19转动，从而可调节夹具27绕转轴19转动的角度，并通过限位块22和挡块23的配合起到限位支撑作用。第四，通过开启电机31，电机31的输出轴转动，即可带动安装座12沿水平方向进行转动，即实现夹具27沿水平方向进行转动，通过以上方法即可调节夹具27至合适加工角度。最后，通过数控机床对待加工的工件进行加工即可。

实施例二

如图1～2、5～7所示，本实施例是在实施例一的基础上增加了卡槽141和卡阶231，具体地，轴承安装座14的外侧壁上开设有若干个均匀分布的卡槽141，挡块23靠近轴承安装座14的一侧开设有若干个均匀分布的卡阶231，卡阶231卡设在该卡槽141内，从而挡块23通过卡阶231和卡槽141的配合安装在轴承安装座14的外侧壁上。卡槽141和卡阶231的数量可以根据实际情况设定，在本实施例中，卡槽141和卡阶231的数量为6个，从而如图7所示，卡槽141和卡阶231之间有多种配合方式，从而可以将挡块23插入不同的卡槽141内，以调节挡块23凸出轴承安装座14顶端的高度，从而限位块22与不同高度的挡块23之间有多种配合，即可实现对转轴19不同旋转角度的限位和固定作用，从而可以根据不同需求调节安装板16即夹具27的旋转角度。

实施例三

如图1～2、5所示，本实施例是在实施例二的基础上增加了挡板142，具体地，轴承安装座14的外侧壁上还设有挡板142，该挡板142的一端与轴承安装座14外侧壁铰接，另一端绕铰接端转动连接在挡块23外侧壁上。通过挡板142进一步对挡块23进行固定。

实施例四

图1～2、7所示，本实施例是在实施例二的基础上增加了螺孔231和固定销232，具体地，轴承安装座14和挡块23内设有垂直方向上位置相对应的螺孔231，该螺孔231内设有固定销232。通过固定销232进一步将挡块23固定在轴承安装座14上。

实施例五

如图3～4所示，本实施例是在实施例一的基础上进一步限定轴承座17，具体地，轴承座17包括套筒171以及水平连接在套筒171外壁的卡座172，轴承18设置在套筒171内，卡座172通过螺栓固定在凸块143的顶端。

实施例六

如图3～4所示，本实施例是在实施例一的基础上进一步限定固定座15，具体地，固定座15为L型，安装板16固定安装在该固定座15的底壁；固定座15侧壁上开设有凹槽151，该凹槽151底部开设有贯穿的第一卡孔152；转轴19的一端安装在该凹槽151内，且转轴19的端面上设有与该第一卡孔152位置相对应的第二卡孔191，该第一卡孔152和第二卡孔152安装有螺栓。通过凹槽151、第一卡孔152与转轴19配合，便于将固定座15和转轴19固定安装。

实施例七

如图3～4所示，本实施例是在实施例一的基础上进一步增加了支撑块111，具体地，支撑杆11的顶端设有圆球状的支撑块111，安装座12设置在该圆球状的支撑块111上。该圆球状的支撑块111与安装座12下表面点接触，从而减少安装座12转动时的阻力。

实施例八

如图1～2所示，本实施例是在实施例一的基础上进一步增加了吊环121，具体地，安装座12上还对称安装有4个吊环121。通过吊环可以将安装座吊起，方便本发明夹具的搬运。

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：

它包括底座(10)、支撑杆(11)以及安装座(12)，所述支撑杆(11)垂直安装在底座(10)上，所述安装座(12)活动连接在所述支撑杆(11)上端，所述底座(10)上在垂直方向上设有电机(31)，该电机(31)的输出轴通过联轴器(32)固定连接在所述安装座(12)的下表面；

所述安装座(12)上设有第一驱动机构(13)以及轴承安装座(14)，所述轴承安装座(14)为两个且对称安装，两个所述轴承安装座(14)之间设有固定座(15)以及安装在固定座(15)上的安装板(16)；所述轴承安装座(14)上固定安装有轴承座(17)，所述轴承座(17)内设有轴承(18)，所述轴承(18)内转动设置有转轴(19)，所述转轴(19)的一端固定连接所述固定座(15)，另一端固定连接有凸轮(20)；所述第一驱动机构(13)设置在所述轴承安装座(14)远离所述固定座(15)的一侧，该第一驱动机构(13)的固定端与所述安装座(12)铰接，活动端固定连接有旋转支架(21)，该旋转支架(21)与所述凸轮(20)的一端铰接；

所述转轴(19)外壁上设有限位块(22)，所述轴承安装座(14)上设有与该限位块(22)配合的挡块(23)；

所述安装板(16)的上表面安装有固定板(24)，所述固定板(24)上设有两个对称的固定杆(25)，所述固定杆(25)上铰接有夹具安装板(26)，所述夹具安装板(26)上安装有夹具(27)；所述安装板(16)上还设有垂直方向的限位杆(28)，该限位杆(28)贯穿安装板(16)设置，且与安装板(16)活动连接，该限位杆(28)位于所述夹具(27)的下方；

所述安装板(16)的下表面安装有固定架(29)及垂直方向的第二驱动机构(30)；该第二驱动机构(30)的固定端安装在所述固定架(29)上，活动端贯穿所述安装板(16)与所述固定板(24)固定连接；

所述轴承安装座(14)的外侧壁上开设有若干个均匀分布的卡槽(141)，所述挡块(23)靠近所述轴承安装座(14)的一侧开设有若干个均匀分布的卡阶(231)，所述卡阶(231)卡设在所述卡槽(141)内；

所述轴承安装座(14)的外侧壁上还设有挡板(142)，该挡板(142)的一端与所述轴承安装座(14)外侧壁铰接，另一端绕铰接端转动连接在所述挡块(23)外侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述轴承安装座(14)和所述挡块(23)内设有位置相对应的螺孔(231)，该螺孔(231)内设有固定销(232)。

3.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述轴承座(17)包括套筒(171)以及水平连接在套筒(171)外壁的卡座(172)，所述轴承(18)设置在所述套筒(171)内，所述卡座(172)通过螺栓固定在所述轴承安装座(14)的顶端。

4.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述固定座(15)为L型，所述安装板(16)固定安装在该固定座(15)的底壁；所述固定座(15)侧壁上开设有凹槽(151)，该凹槽(151)底部开设有贯穿的第一卡孔(152)；所述转轴(19)的一端安装在该凹槽(151)内，且转轴(19)的端面上设有与该第一卡孔(152)位置相对应的第二卡孔(191)，该第一卡孔(152)和第二卡孔(152)内安装有螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述第一驱动机构(13)和第二驱动机构(30)为斜向上设置的气缸或者油缸；所述安装座(12)上还设有气缸安装座(31)，该气缸或油缸的固定端铰接在所述气缸安装座(31)上，活塞端与所述旋转支架(21)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述转轴(19)的外壁上开设有卡口(192)，所述限位块(22)通过螺栓安装在该卡口(192)内。

7.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述支撑杆(11)的顶端设有圆球状的支撑块(111)，所述安装座(12)设置在该支撑块(111)上。

8.根据权利要求1所述的一种角度可调节的数控机床用工件夹具，其特征在于：所述安装座(12)上还对称安装有4个吊环(121)。

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