CN110587480A - 工件夹具和磨刀机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件夹具和磨刀机，工件夹具包括机座，设有导向孔，导向孔的孔壁上设有多个安装孔，多个安装孔沿导向孔的周向分布；筒夹，设在导向孔中，并能够沿导向孔往复运动，筒夹的夹紧端设有多个轴向伸缩缝，多个轴向伸缩缝将筒夹的夹紧端分割形成多个夹瓣，各夹瓣的外侧均具有楔形凸起；调节机构，包括多个调节部件，多个调节部件与安装孔连接，并能够与筒夹配合以调节筒夹的圆度；及驱动机构，能够驱动筒夹沿导向孔往复运动。磨刀机包括的工件夹具。其精度可调并且保持性良好，在重复松拉刀动作下依旧保持良好的精度，避免再次调节，提高了生产效率，从而改善上述出现精度保持性差等不良现象。

Description

工件夹具和磨刀机

技术领域

本发明用于机械加工领域，特别是涉及一种工件夹具和磨刀机。

背景技术

全球机加行业逐步实现自动化水平，故需要求加工的产品呈现高精、高光、高亮的特点。在保证产品材料、加工设备、检测设备完整的条件下，尤其需保证加工设备的固有精度，以此保证产品加工后的精度要求。现本文产品主要用于磨刀机设备、修刀机设备，其主要针对刀刃加工，故对设备稳定性、精度要求高，且高频重复松紧动作；由于加工直接作用于精密刀具的原料，故务必保证加工刀具的输出机构-工件夹具的高精且稳定性保持的使用性能。现观测市场通用的工件夹具，由于需连续性夹紧、释放，故呈现出精度较低且精度保持稳定性较差等不良现象。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种工件夹具和磨刀机，其精度可调并且保持性良好，在重复松拉刀动作下依旧保持良好的精度，避免再次调节，提高了生产效率，从而改善上述出现精度保持性差等不良现象。极大增加了工件夹具的输出精度以及保证了工件夹具的精度稳定性，从而降低了工件夹具的使用置换率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，工件夹具，包括

机座，设有导向孔，所述导向孔的孔壁上设有多个安装孔，多个所述安装孔沿所述导向孔的周向分布；

筒夹，设在所述导向孔中，并能够沿所述导向孔往复运动，所述筒夹的夹紧端设有多个轴向伸缩缝，多个所述轴向伸缩缝将所述筒夹的夹紧端分割形成多个夹瓣，各所述夹瓣的外侧均具有楔形凸起；

调节机构，包括多个调节部件，多个所述调节部件与所述安装孔连接，并能够与所述筒夹配合以调节所述筒夹的圆度；及

驱动机构，能够驱动所述筒夹沿所述导向孔往复运动。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述机座与所述夹瓣直接配合，所述导向孔具有与所述楔形凸起配合的第一楔形端口。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述调节机构还包括

衬套，设在所述导向孔中，并位于所述筒夹和所述调节部件之间。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述衬套与所述机座采用圆柱面或圆锥面配合，所述衬套具有与所述楔形凸起配合的第二楔形端口，所述调节部件抵住所述衬套的外圆面。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述衬套的外圆面上设有多个直面，多个所述直面对应各所述调节部件沿衬套的周向分布。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述驱动机构包括

后盖，与所述机座连接，并限定出轴向内腔；

轴芯，具有活塞部，所述活塞部设在所述轴向内腔中，并能够沿所述轴向内腔往复运动，所述活塞部将所述轴向内腔分隔为第一内腔和第二内腔，所述轴芯与所述筒夹连接；

接头，包括第一接头和第二接头，所述第一接头与所述第一内腔连接，所述第二接头与所述第二内腔连接。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述轴芯还包括由所述活塞部沿轴向向两侧伸出的第一导向部和第二导向部，所述机座上设有与所述第一导向部配合的第一轴芯导孔，所述第一导向部与所述第一轴芯导孔之间设有第一密封圈；所述后盖上设有与所述第二导向部配合的第二轴芯导孔，所述第二导向部与所述第二轴芯导孔之间设有第二密封圈，所述活塞部与所述轴向内腔之间设有密封环。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述筒夹的尾部连接吹气接头。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一内腔中于所述活塞部和所述机座之间设有多组复位组件，多组所述复位组件在所述第一内腔中沿周向均匀分布，所述复位组件包括定位销和矩形弹簧，所述定位销与所述机座或活塞部连接，所述矩形弹簧套在所述定位销上，所述矩形弹簧的两端抵住所述机座和所述活塞部。

第二方面，磨刀机，包括第一方面中任一实现方式所述的工件夹具。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

工作中，驱动机构驱动筒夹沿导向孔回缩，筒夹的楔形凸起迫使各夹瓣夹紧位于夹紧端的工件，驱动机构驱动筒夹沿导向孔退出，夹瓣在自身张力的作用下释放工件。其间，圆周分布的多个调节部件直接或间接向筒夹施压，以调整筒夹的圆度，重复夹紧、释放往复运动，依然使筒夹维系在高精度范围内。

该技术方案精度可调并且保持性良好，在重复松拉刀动作下依旧保持良好的精度，避免再次调节，提高了生产效率，从而改善上述出现精度保持性差等不良现象。极大增加了工件夹具的输出精度以及保证了工件夹具的精度稳定性，从而降低了工件夹具的使用置换率。加工更为高效、精度更高、从另一方面节约了加工成本，间接提高了机械加工行业的产品升级，推动了工业时代的升级步伐。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明第一实施例结构示意图；

图2是图1所示的一个实施例在A-A处截面示意图；

图3是本发明第二实施例在A-A处截面示意图；

图4是本发明第三实施例在A-A处截面示意图；

图5是本发明第四实施例结构示意图；

图6是本发明第五实施例结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

全球逐步实现先进制造的热潮，并逐步迈向工业信息化时代的步伐。在对于机加工行业，更加需要自动化和信息化水准。产品需求也日益呈现出高精、高光、高亮的特点，本发明实施例提及的产品主要用于机械行业中的磨刀机设备，主要用于加工磨削车刀、钻头、雕刻刀、铣刀等，市场上大部分直接夹持刀具原料的工件夹具体现出精度等级不高(径向偏摆≤5μm)、往复拉刀精度保持性不良等特点，故针对此加工水平进行开发创新适用于高精(径向偏摆≤2μm)、精度保持性优良、加工材料自吹尘等特性的工件夹具。

参见图1，本发明的实施例提供了一种工件夹具，包括机座1、筒夹2、调节机构和驱动机构。其中，机座1作为整个工件夹具的安装座，机座1上设有导向孔，筒夹2设在导向孔中，并在驱动机构的带动下能够沿导向孔往复运动。

其中，筒夹2用于夹紧工件，以进行旋转加工。具体的，参见图1，筒夹2的夹紧端设有多个轴向伸缩缝，多个轴向伸缩缝将筒夹2的夹紧端分割形成多个夹瓣，各夹瓣的外侧均具有楔形凸起21，筒夹2沿导向孔往复运动时，夹瓣能够在楔形凸起21和自身弹性的作用下夹紧或释放夹紧端中的工件，例如车刀、钻头、雕刻刀、铣刀。

由于筒夹2加工存在的形位误差，而筒夹2本身存在弹性，在筒夹2释放时会存在圆度不均，为使其结构达到一致性，需调节形状公差。参见图1、图2、图3，机座1在导向孔的孔壁上设有多个安装孔11，多个安装孔11沿导向孔的周向分布，调节机构包括多个调节部件31，调节部件31用于施加压力使筒夹2弹性变形，多个调节部件31与安装孔11连接，并能够与筒夹2配合以调节筒夹2的圆度。其中，安装孔11可采用圆孔、螺孔等，调节部件31可采用顶块、螺钉等，调节部件31可与安装孔11采用螺纹连接、过盈配合连接、卡扣连接等方式连接，调节部件31能够沿安装孔11进行位置调节，以能够为筒夹2施加不同的调节作用力。

工作中，驱动机构驱动筒夹2沿导向孔回缩，筒夹2的楔形凸起21迫使各夹瓣夹紧位于夹紧端的工件，驱动机构驱动筒夹2沿导向孔退出，夹瓣在自身张力的作用下释放工件。其间，圆周分布的多个调节部件31直接或间接向筒夹2施压，以调整筒夹2的圆度，重复夹紧、释放往复运动，依然使筒夹2维系在高精度范围内。该实施例在保证所有零件加工精度的前提下，各零件严格按照装配要求保证工件夹具夹紧端精度维持在0.001mm内。

在一些实施例中，参见图5，机座1与夹瓣直接配合，导向孔具有与楔形凸起21配合的第一楔形端口12，该实施例中，驱动机构驱动筒夹2沿导向孔回缩，筒夹2的楔形凸起21与第一楔形端口12配合，迫使各夹瓣夹紧位于夹紧端的工件。其中，调节部件31直接顶压筒夹2变形，产生的受力作用效果更加明显。

在一些实施例中，参见图1，调节机构还包括衬套32，衬套32设在导向孔中，并位于筒夹2和调节部件31之间，调节部件31顶压衬套32变形，衬套32变形以调整筒夹2的圆度。以衬套32与机座1接触为支撑面(虚线表示)，圆周分布多个调节部件31并均匀向衬套32施压，保证衬套32内锥面变形适应于筒夹2锥面，以调整筒夹2的圆度，重复松拉刀往复运动，依然使磨刀筒夹2维系在高精度范围内。该实施例，在调节部件31和筒夹2之间增加衬套32，能够避免筒夹2在往复运动过程中，造成筒夹2损伤，而且也无需多次调节部件31调节变形。

衬套32嵌套在机座1的导向孔中，衬套32具有与楔形凸起21配合的第二楔形端口33，筒夹2在往复运动时，楔形凸起21与第二楔形端口33配合实现夹紧动作。参见图1，在一些实施例中，衬套32与机座1采用圆柱面配合，导向孔和衬套32的加工难小，制作成本更低。参见图6，在一些实施例中，衬套32与机座1采用圆锥面配合，衬套32与机座1的装配自锁性更高。

衬套32可采用多种形状设计，例如在一些实施例中，参见图4，衬套32与调节部件31对应的部位为完整的圆面，调节部件31抵住衬套32的外圆面，调节部件31的作用力直接作用于衬套32的外圆面，该实施例的衬套32更容易加工，制作成本更低。在另一些实施例中，参见图2、图4，衬套32的外圆面上设有多个直面33，多个直面33对应各调节部件31沿衬套32的周向分布。衬套32设置壁厚较薄，故保证弹性变量的前提下增加衬套32的弹性变形，其更有利于弹性变形，且避免应力集中造成零件损伤。

驱动机构可采用气缸，气缸的输出端与筒夹2连接。驱动机构也可以采用电机，电机通过曲轴连杆机构、丝杠螺母机构等驱动筒夹2往复运动。

参见图1，在一些实施例中，驱动机构直接成型于机座1上，其包括后盖41、轴芯42和接头，其中，后盖41与机座1通过螺钉等方式连接，并限定出轴向内腔。轴芯42具有活塞部43，活塞部43设在轴向内腔中，并能够沿轴向内腔往复运动，活塞部43将轴向内腔分隔为第一内腔44和第二内腔45，轴芯42与筒夹2连接。接头包括第一接头46和第二接头47，第一接头46与第一内腔44连接，第二接头47与第二内腔45连接。第一接头46和第二接头47能够通入或排除气体，通过气压驱动活塞部43在轴向内腔中往复运动，活塞部43进一步带动筒夹2沿导向孔运动。例如在释放工件时，第二接头47与气源连接，第二内腔45通入一定压强的气体形成推力向上推动轴芯42并将筒夹2推出以释放工件。

参见图1，轴芯42还包括由活塞部43沿轴向向两侧伸出的第一导向部48和第二导向部49，机座1上设有与第一导向部48配合的第一轴芯导孔13，后盖41上设有与第二导向部49配合的第二轴芯导孔40，轴芯42通过第一导向部48与第一轴芯导孔13的配合、第二导向部49与第二轴芯导孔40的配合实现精确导向，进一步保证轴芯42往复定位保持筒夹2输出精度的一致性。

在一些实施例中，第一内腔44中于活塞部43和机座1之间设有多组复位组件，复位组件能够驱动轴芯42、筒夹2自动复位，以夹紧工件，例如在夹紧工件时，断开第二接头47的气源，通过复位组件的自然弹力并将轴芯42向下推动并带动筒夹2以夹紧工件。多组复位组件在第一内腔44中沿周向均匀分布，复位组件包括定位销410和矩形弹簧411，定位销410与机座1或活塞部43连接，矩形弹簧411套在定位销410上，矩形弹簧411的两端抵住机座1和活塞部43。矩形弹簧411依托定位销410定位以保证矩形弹簧411与轴芯42端面的垂直度，轴芯42的往复运动，腔体的上端及下端定位保证松、拉刀，矩形弹簧411与轴芯42端面的垂直度等要求保证筒夹2夹紧、释放工件位置的一致性，故最终保证筒夹2的重复定位精度。

进一步的，第二接头47通入一定压强的气体，抵抗矩形弹簧411的预紧力，形成推力将筒夹2推出以卸刀，释放第二接头47内气体，通过矩形弹簧411的弹性回力拉紧磨刀筒夹2以拉刀，其中第一接头46的设置，使轴芯42上移时将腔体上端气体推出，避免产生不可压缩且不能排除的气体，从而导致轴芯42不能完全推出。同时，第一接头46可通入一定压强的气体，与矩形弹簧411共同形成拉力，或直接通入定压气体直接提供拉力，因此可极大弥补即使矩形弹簧411由于长久使用而造成弹性失效的不良现象，同时通入定压气体能保障拉刀状态更稳定，为筒夹2提供足够的夹持力矩，避免工件加工过程中出现径向窜动，提高了产品加工精度，增加了气动夹具松、拉刀结构的使用寿命。

密封系统保证夹紧、释放功能的稳定实现，参见图1，第一导向部48与第一轴芯导孔13之间设有第一密封圈412，第二导向部49与第二轴芯导孔40之间设有第二密封圈413，即后盖41与轴芯42、轴芯42与机座1、后盖41与机座1配合面间隙为分别安装环形密封圈以防止气体流失，密封圈的设定使后盖41、机座1、轴芯42分别形成密封的腔体，通过第一接头46、第二接头47进入气体至腔体内，保证气体不流失，形成足够的压力保证推动轴芯42完成卸刀流程。活动密封环414设置在活塞部43与轴向内腔之间，既保证轴芯42往复运动顺畅，且气体不流失，同时活动密封环带有自润滑效果，更加保证轴芯42运动处于抗阻小的运动环境中。同时密封圈的安装，完全保证内部运动体-轴芯42使用环境的洁净性。

在一些实施例中，参见图1，筒夹2的尾部连接吹气接头5。吹气接头5形成吹尘结构，其保证产品拥有可靠的使用环境。通过吹气接头5通入气体，并通过筒夹2内孔向四周扩散，最终通过筒夹2端面达到中心吹尘效果，最终将装夹于筒夹2中的加工件铁屑、尘土等杂志吹散，保证加工零件一致展现为清晰地加工轮廓，从而提高零件加工水平，提高加工刀具的寿命。

易装、易调节且紧凑的结构提升了产品的加工效率，整机结构主要包括衬套32、调节部件31、机座1、矩形弹簧411、后盖41、轴芯42等配件，零件加工精度控制要求高，可直接装配。并通过调节部件31直接调节筒夹2圆度，且整体结构中零件设计按最佳比例及实际安装尺寸设计，最终达到稳定的高精度，便于拆卸与安装的优良使用条件。

本发明实施例提供的工件夹具，其特点展现于精度可调并且保持性良好，在重复松拉刀动作下依旧保持良好的精度，避免再次调节，提高了生产效率，从而改善上述出现精度保持性差等不良现象。极大增加了工件夹具的输出精度以及保证了工件夹具的精度稳定性，从而降低了工件夹具的使用置换率。

本发明的实施例还提供一种磨刀机，包括以上任一实施例的工件夹具。工件夹具的结构特点和技术效果已在上文中详述，不再赘述。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.工件夹具，其特征在于：包括

机座，设有导向孔，所述导向孔的孔壁上设有多个安装孔，多个所述安装孔沿所述导向孔的周向分布；

筒夹，设在所述导向孔中，并能够沿所述导向孔往复运动，所述筒夹的夹紧端设有多个轴向伸缩缝，多个所述轴向伸缩缝将所述筒夹的夹紧端分割形成多个夹瓣，各所述夹瓣的外侧均具有楔形凸起；

调节机构，包括多个调节部件，多个所述调节部件与所述安装孔连接，并能够与所述筒夹配合以调节所述筒夹的圆度；及

驱动机构，能够驱动所述筒夹沿所述导向孔往复运动。

2.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于：所述机座与所述夹瓣直接配合，所述导向孔具有与所述楔形凸起配合的第一楔形端口。

3.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于：所述调节机构还包括

衬套，设在所述导向孔中，并位于所述筒夹和所述调节部件之间。

4.根据权利要求3所述的工件夹具，其特征在于：所述衬套与所述机座采用圆柱面或圆锥面配合，所述衬套具有与所述楔形凸起配合的第二楔形端口，所述调节部件抵住所述衬套的外圆面。

5.根据权利要求4所述的工件夹具，其特征在于：所述衬套的外圆面上设有多个直面，多个所述直面对应各所述调节部件沿衬套的周向分布。

6.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于：所述驱动机构包括

后盖，与所述机座连接，并限定出轴向内腔；

轴芯，具有活塞部，所述活塞部设在所述轴向内腔中，并能够沿所述轴向内腔往复运动，所述活塞部将所述轴向内腔分隔为第一内腔和第二内腔，所述轴芯与所述筒夹连接；

接头，包括第一接头和第二接头，所述第一接头与所述第一内腔连接，所述第二接头与所述第二内腔连接。

7.根据权利要求6所述的工件夹具，其特征在于：所述轴芯还包括由所述活塞部沿轴向向两侧伸出的第一导向部和第二导向部，所述机座上设有与所述第一导向部配合的第一轴芯导孔，所述第一导向部与所述第一轴芯导孔之间设有第一密封圈；所述后盖上设有与所述第二导向部配合的第二轴芯导孔，所述第二导向部与所述第二轴芯导孔之间设有第二密封圈，所述活塞部与所述轴向内腔之间设有密封环。

8.根据权利要求7所述的工件夹具，其特征在于：所述筒夹的尾部连接吹气接头。

9.根据权利要求6所述的工件夹具，其特征在于：所述第一内腔中于所述活塞部和所述机座之间设有多组复位组件，多组所述复位组件在所述第一内腔中沿周向均匀分布，所述复位组件包括定位销和矩形弹簧，所述定位销与所述机座或活塞部连接，所述矩形弹簧套在所述定位销上，所述矩形弹簧的两端抵住所述机座和所述活塞部。

10.磨刀机，其特征在于：包括权利要求1～9中任一项所述的工件夹具。