CN110052860A - 一种工件快速高精度定位的夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工件快速高精度定位的夹具，包括机加工工作平台和工件底托盘，在工作平台上设置有工件定位底座，在工件定位底座中心垂直设置通孔，在通孔与工件定位底座周边之间的环形上端面上环绕均匀设置至少四个定位轴孔，一个定位轴通过弹簧弹性的设置在定位轴孔中，所述定位轴上端设置有向外凸起的上小下大的锥形定位柱，所述工件底托盘对应锥形定位柱设置有相对的锥形定位孔，工件底托盘中心向下设置有拉钉柱，所述通孔底端设置有液压油缸，环绕液压油缸伸缩臂圆周设置有多个拉爪，在拉爪纵向底端外侧环绕设置有抱紧弹簧圈，拉爪纵向上端侧向内设置有内凸台的拉钩、向外设置有外凸台，液压油缸伸缩臂的上下伸缩带动拉爪上下移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种工件快速高精度定位的夹具。
背景技术
一条全自动专用产线，作为被加工的工件需要通过机械手被放置在加工平台上，为了实现自动上下工件，需要解决工件在机床内的绝对坐标系内的高精度定位工作。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工件快速高精度定位的夹具，通过定位轴斜面进行3mm公差内的首次定位，再利用缸体拉动拉爪捕捉到拉钉，拉动工件底座至定位块无间隙，过程中依靠四个定位轴表面逐步提高定位精度至零点，整个过程自动完成，依靠可靠的机械定位，实现高精度高速定位装卡工件。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种工件快速高精度定位的夹具，包括机加工工作平台和工件底托盘，在工作平台上固定有工件定位底座，其中，在工件定位底座中心垂直设置通孔，在通孔与工件定位底座周边之间的环形上端面上环绕呈90度角分布设置有四个定位轴孔，在定位轴孔中滑动插入有定位轴，定位轴底端向上设置有盲孔，盲孔中设置有弹簧，弹簧端部伸出盲孔顶在定位轴孔的底端使定位轴可以在定位轴孔中弹性窜动，在所述定位轴上端设置有向外凸起的上小下大的锥形定位柱，锥形定位柱从定位轴孔中伸出，所述工件底托盘对应锥形定位柱设置有四个相对应的锥形定位孔，在工件底托盘中心向下设置有拉钉柱，拉钉柱下端向外凸起形成拉台，所述通孔底端设置有液压油缸，液压油缸的伸缩臂上固定套有一个拉柱，环绕拉柱侧壁设置有长凹槽，环绕拉柱圆周设置有多个拉爪，拉爪设置有对应长凹槽的纵向凸起，纵向凸起卡入长凹槽，纵向凸起端面纵向是斜面，在拉爪整体处于通孔中时，斜面纵向上侧与长凹槽底面上端接触，斜面纵向下侧与长凹槽底面下端之间留有间隙，在拉爪纵向底端外侧环绕设置有抱紧弹簧圈，拉爪纵向上端侧向内设置有内凸台、向外设置有外凸台，内凸台形成拉爪的拉钩，液压油缸伸缩臂的上下伸缩带动拉爪上下移动，当液压油缸伸缩臂伸出推动拉爪上移使拉爪上端外凸台移出通孔脱离通孔垂直孔壁时，在抱紧弹簧圈的作用下，拉爪长凸起斜面纵向下侧向内收紧贴向长凹槽底面下端，进而带动拉爪上端内凸台向外展开接纳工件底托盘的拉钉柱插入，当工件底托盘的拉钉柱插入后，将液压油缸的伸缩臂收缩拉动拉爪向下移动使拉爪外凸台进入通孔垂直侧壁，通孔的垂直侧壁挤压拉爪外凸台促使内凸台向内收缩勾住拉钉柱的拉台，并将工件底托盘向下拉紧定位，在拉紧定位的过程中，锥形定位柱插入工件底托盘对应的锥形定位孔，在工件底托盘下表面与工件定位底座上端面相对分别设置定位平面垫块。
方案进一步是：所述通孔上端口是一个坡面，所述拉爪纵向上端侧向外设置的外凸台下端面是一个纵向圆弧端面。
方案进一步是：所述定位轴孔中设置有无油轴承，定位轴穿过无油轴承在定位轴孔中上下滑动。
方案进一步是：在每一个定位轴孔中设置有两个所述无油轴承，两个无油轴承上下间隔设置。
方案进一步是：所述锥形定位柱小端直径与大端直径的的差值不小于3mm。
方案进一步是：所述锥形定位柱从定位轴孔中伸出的长度，是使所述工件底托盘锥形定位孔套入锥形定位柱完成定位后将所述弹簧压缩至少5mm的长度。
本发明的有益效果是：通过定位轴锥形定位孔斜面可以进行3mm公差内的首次定位，再利用缸体拉动拉爪捕捉到拉钉，拉动工件底座至定位块无间隙，过程中依靠四个定位轴表面逐步提高定位精度至零点，整个过程自动完成，依靠可靠的机械定位，实现高精度高速定位装卡工件。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
附图说明
图1 是本发明结构示意图；
图2是本发明工件底托盘表面锥形定位孔分布示意图；
图3是本发明工件底托盘初始定位阶段示意图。
具体实施方式
一种工件快速高精度定位的夹具，如图1、图2和图3所示，所述工件快速高精度定位的夹具包括机加工工作平台1和工件底托盘2，在工作平台上固定有工件定位底座3，其中，在工件定位底座中心垂直设置通孔301，在通孔与工件定位底座周边之间的环形上端面上环绕呈90度角分布设置有四个定位轴孔302，呈90度角分布的四个定位轴孔可以使工件在四个方向精确定位，在定位轴孔中滑动插入有定位轴4，定位轴底端向上设置有盲孔，盲孔中设置有弹簧5，弹簧端部伸出盲孔顶在定位轴孔的底端使定位轴可以在定位轴孔中弹性上下窜动，在所述定位轴上端设置有向外凸起的上小下大的锥形定位柱401，锥形定位柱从定位轴孔中伸出，所述工件底托盘对应锥形定位柱设置有四个相对应的锥形定位孔201，在工件底托盘中心向下设置有拉钉柱202，拉钉柱可以是与工件底托盘一体加工成为一体，也可以是独立加工安装固定在工件底托盘上，本实施例是独立加工通过螺扣固定在工件底托盘上。拉钉柱下端向外凸起形成拉台203，所述通孔底端设置有液压油缸6，液压油缸的伸缩臂上固定套有一个拉柱7，环绕拉柱侧壁设置有长凹槽701，环绕拉柱圆周均匀设置有多个拉爪8，例如4个或6个，拉爪的一面设置有对应长凹槽的纵向凸起801，纵向凸起卡入长凹槽，纵向凸起端面纵向是斜面，在拉爪整体处于通孔中时，斜面纵向上侧与长凹槽底面上端接触，斜面纵向下侧与长凹槽底面下端之间留有间隙，使得拉爪上、下端以斜面纵向上侧与长凹槽底面上端接触点为中心形成跷跷板；在拉爪纵向底端外侧环绕设置有抱紧弹簧圈9，拉爪纵向上端侧向内设置有内凸台802、向外设置有外凸台803，内凸台形成拉爪的拉钩，液压油缸伸缩臂的上下伸缩带动拉爪上下移动。其工作方法是：如图3所示，当液压油缸伸缩臂伸出推动拉爪上移使拉爪上端外凸台移出通孔脱离通孔垂直孔壁时，在抱紧弹簧圈的作用下，拉爪长凸起斜面纵向下侧向内收紧贴向长凹槽底面下端，进而带动拉爪上端内凸台向外展开接纳工件底托盘的拉钉柱插入，当工件底托盘的拉钉柱插入后，将液压油缸的伸缩臂收缩拉动拉爪向下移动使拉爪外凸台进入通孔垂直侧壁，通孔的垂直侧壁挤压拉爪外凸台促使内凸台向内收缩勾住拉钉柱的拉台，并将工件底托盘向下拉紧定位，在拉紧定位的过程中，锥形定位柱插入工件底托盘对应的锥形定位孔，将所述锥形定位柱小端直径与大端直径的差值设计的不小于3mm，这样就可以降低机械手将工件移至工件定位底座3的对准精度要求，实现快速定位。在工件底托盘下表面环绕设置有多个上定位平面垫块10，工件定位底座上端面环绕设置有多个下定位平面垫块11，上定位平面垫块10与下定位平面垫块11一一对应相对设置。定位平面垫块的表面进行了精加工以保证定位的平稳精度。
实施例中，为了保证拉爪下移时外凸台不被卡主，所述通孔上端口是一个坡面，所述拉爪纵向上端侧向外设置的外凸台下端面是一个纵向圆弧端面。
实施例中，为了保证定位轴在定位轴孔中上下滑动顺畅：所述定位轴孔中设置有无油轴承12，定位轴穿过无油轴承在定位轴孔中上下滑动。并且，在每一个定位轴孔中设置有两个所述无油轴承，两个无油轴承上下间隔设置。
实施例中，定位轴盲孔中设置的弹簧5的作用是在定位过程中通过自适应调整消除所述工件底托盘锥形定位孔与锥形定位柱之间的间隙，提高定位精度：因此，所述锥形定位柱从定位轴孔中伸出的长度具有一定的要求，其长度是使所述工件底托盘锥形定位孔套入锥形定位柱完成定位后将所述弹簧压缩至少5mm的长度，可以促使锥形定位孔与锥形定位柱完整的接触，减少相互的较力，其中的弹簧起到了自适应调整的作用。
Claims (6)
1.一种工件快速高精度定位的夹具，包括机加工工作平台和工件底托盘，在工作平台上固定有工件定位底座，其特征在于，在工件定位底座中心垂直设置通孔，在通孔与工件定位底座周边之间的环形上端面上环绕呈90度角分布设置有四个定位轴孔，在定位轴孔中滑动插入有定位轴，定位轴底端向上设置有盲孔，盲孔中设置有弹簧，弹簧端部伸出盲孔顶在定位轴孔的底端使定位轴可以在定位轴孔中弹性窜动，在所述定位轴上端设置有向外凸起的上小下大的锥形定位柱，锥形定位柱从定位轴孔中伸出，所述工件底托盘对应锥形定位柱设置有四个相对应的锥形定位孔，在工件底托盘中心向下设置有拉钉柱，拉钉柱下端向外凸起形成拉台，所述通孔底端设置有液压油缸，液压油缸的伸缩臂上固定套有一个拉柱，环绕拉柱侧壁设置有长凹槽，环绕拉柱圆周设置有多个拉爪，拉爪设置有对应长凹槽的纵向凸起，纵向凸起卡入长凹槽，纵向凸起端面纵向是斜面，在拉爪整体处于通孔中时，斜面纵向上侧与长凹槽底面上端接触，斜面纵向下侧与长凹槽底面下端之间留有间隙，在拉爪纵向底端外侧环绕设置有抱紧弹簧圈，拉爪纵向上端侧向内设置有内凸台、向外设置有外凸台，内凸台形成拉爪的拉钩，液压油缸伸缩臂的上下伸缩带动拉爪上下移动，当液压油缸伸缩臂伸出推动拉爪上移使拉爪上端外凸台移出通孔脱离通孔垂直孔壁时，在抱紧弹簧圈的作用下，拉爪长凸起斜面纵向下侧向内收紧贴向长凹槽底面下端，进而带动拉爪上端内凸台向外展开接纳工件底托盘的拉钉柱插入，当工件底托盘的拉钉柱插入后，将液压油缸的伸缩臂收缩拉动拉爪向下移动使拉爪外凸台进入通孔垂直侧壁，通孔的垂直侧壁挤压拉爪外凸台促使内凸台向内收缩勾住拉钉柱的拉台，并将工件底托盘向下拉紧定位，在拉紧定位的过程中，锥形定位柱插入工件底托盘对应的锥形定位孔，在工件底托盘下表面与工件定位底座上端面相对分别设置定位平面垫块。
2.根据权利要求1所述的工件快速高精度定位的夹具，其特征在于，所述通孔上端口是一个坡面，所述拉爪纵向上端侧向外设置的外凸台下端面是一个纵向圆弧端面。
3.根据权利要求1所述的工件快速高精度定位的夹具，其特征在于，所述定位轴孔中设置有无油轴承，定位轴穿过无油轴承在定位轴孔中上下滑动。
4.根据权利要求4所述的工件快速高精度定位的夹具，其特征在于，在每一个定位轴孔中设置有两个所述无油轴承，两个无油轴承上下间隔设置。
5.根据权利要求1所述的工件快速高精度定位的夹具，其特征在于，所述锥形定位柱小端直径与大端直径的的差值不小于3mm。
6.根据权利要求1所述的工件快速高精度定位的夹具，其特征在于，所述锥形定位柱从定位轴孔中伸出的长度，是使所述工件底托盘锥形定位孔套入锥形定位柱完成定位后将所述弹簧压缩至少5mm的长度。
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