CN111230553A - 一种实现柔性装夹的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明一种实现柔性装夹的夹具，包括自定位拉钉以及依次连接的夹具基体、零点定位模块、前端基板，还包括防转块或转接夹具，零件毛坯通过防转块或转接夹具与前端基板连接；零件毛坯的尾部对应自定位拉钉设置有沉头螺纹孔，或者所述转接夹具的左端设置有用于安装自定位拉钉的安装螺纹孔，所述自定位拉钉穿过前端基板并与零点定位模块连接，或者所述自定位拉钉依次穿过安装螺纹孔、前端基板并与零点定位模块连接。本发明通过防转块或者转接夹具的使用，可以实现大、中、小型零件的装夹定位，极大的提高了夹具的通用性，提高了加工效率和加工质量。

Description

一种实现柔性装夹的夹具

技术领域

本发明属于柔性装夹夹具的技术领域，具体涉及一种实现柔性装夹的夹具。

背景技术

目前在车铣复合机床上加工零件时，通常采取“一夹一顶”的装夹方式，“夹”主要是通过四爪卡盘进行，“顶”则是在卡盘的另一端通过顶尖实现，目前通过实践发现四爪卡盘装夹可靠性较差，由于零件尺寸大，切削力大，由于四爪卡盘没有有效的定位，光靠夹紧并不可靠，容易出现轴向窜动和径向转动的问题。

因此亟需一种装夹可靠的夹具来解决当前四爪卡盘装夹存在的问题，但由于机床加工的零件涵盖各种大、中、小尺寸的零件，因此该夹具最好具有良好的通用性。

发明内容

本发明公开了一种实现柔性装夹的夹具，本发明通过防转块或者转接夹具的使用，可以实现大、中、小型零件的装夹定位，极大的提高了夹具的通用性，提高了加工效率和加工质量。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种实现柔性装夹的夹具，包括自定位拉钉以及依次连接的夹具基体、零点定位模块、前端基板，还包括防转块或转接夹具，零件毛坯通过防转块或转接夹具与前端基板连接；零件毛坯的尾部对应自定位拉钉设置有沉头螺纹孔，或者所述转接夹具的左端设置有用于安装自定位拉钉的安装螺纹孔，所述自定位拉钉穿过前端基板并与零点定位模块连接，或者所述自定位拉钉依次穿过安装螺纹孔、前端基板并与零点定位模块连接。

本发明在使用过程中，首先，将零点定位模块安装到夹具基体中并固定。然后，将通过螺栓将夹具基体安装到机床上并固定。最后，将前端基板安装到夹具基体上，并用螺栓压紧，至此夹具主体部分装夹完成。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述夹具基体的中心部位安装有零点定位模块，所述夹具基体与前端基板通过螺栓连接；所述前端基板的靠近夹具基体的一侧设置有键，所述夹具基体对应设置有键槽。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述前端基板的另一侧设置有键，所述防转块的一侧对应设置有键槽，所述防转块通过螺栓与前端基板固定连接。

为了更好地实现本发明，进一步的，零件毛坯工艺夹头上设置有键，所述防转块的另一侧对应设置有键槽。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述防转块另一侧的键槽的侧壁上螺纹连接有拧紧螺栓，所述拧紧螺栓伸入键槽内并与零件毛坯锁紧，以消除零件毛坯工艺夹头上键与防转块另一侧的键槽之间的间隙。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述前端基板上设置有至少一个防转块。

为了更好地实现本发明，进一步的，零件毛坯工艺夹头上设置有对方定位面，且对方定位面上设置有外圆柱；所述转接夹具靠近零件毛坯的一侧对应设置有定位槽、定位孔。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述对方定位面、定位槽分别对应设置为上窄下宽结构。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述转接夹具的侧面设置有锁紧螺纹孔，锁紧螺钉穿过锁紧螺纹孔并伸入定位槽以压紧零件毛坯工艺夹头，用于消除零件毛坯工艺夹头与转接夹具配合面之间的间隙。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述前端基板的另一侧设置有键，所述转接夹具上对应前端基板上的键设置有键槽。

本发明在使用过程中，若用于装夹大型工件，则零件毛坯采用防转块与夹具主体进行安装，如图14、15所示，其中零件毛坯的安装主要包括以下步骤：

第一步，制造出零件尾部的工艺夹头部分。

第二步，通过定位螺栓将防转块安装到前端基板上，依据零件结构形式的差异可选择用两个防转块或一个防转块，也可依据零件的大小不同选择不同大小的防转块。

第三步，将自定位拉钉安装到零件毛坯尾部制出沉头螺纹孔中。

第四步，将带自定位拉钉的零件毛坯吊装安装到机床上的夹具主体上，将自定位拉钉插入夹具主体中的零点定位模块中相应的孔中，并将工艺夹头上的键插入防转块相应的键槽中，最后将尾部顶尖插入零件毛坯尾部的孔中，至此零件毛坯已经在机床上位置已经基本确定，可以松开吊车。

第五步，通过接通零点定位模块配套的液压泵，实现自定位拉钉的拉紧。

第六步，通过拧紧螺栓消除零件工艺夹头上键与防转块限位槽之间的间隙，实现零件毛坯可靠定位夹紧。

若用于装夹中小型工件，则零件毛坯采用转接夹具与夹具主体进行安装，如图11-12、图16所示，其中零件毛坯的安装主要包括以下步骤：

第一步，制造出零件尾部的工艺夹头部分，零件毛坯工艺夹头的具体结构如图12所示。

第二步，将自定位拉钉安装到转接夹具上的安装螺纹孔中。

第三步，将转接夹具安装到零件毛坯上，通过锁紧螺钉的压紧作用，可以消除零件毛坯工艺夹头与转接夹具配合面之间的间隙实现零件毛坯与转接夹具可靠的定位夹紧。

第四步，将带转接夹具的零件毛坯吊装安装到机床上的夹具主体上，将自定位拉钉插入夹具主体中的零点定位模块中相应的孔中，并将转接夹具上的键槽与前端基板上的键配合，最后将尾部顶尖插入零件毛坯尾部的孔中，至此零件毛坯已经在机床上位置已经基本确定，可以松开吊车。

第五步，通过接通零点定位模块配套的液压泵，实现自定位拉钉的拉紧。

本发明的有益效果：

（1）本发明解决了传统三爪卡盘、四爪卡盘装夹存在轴向窜动和径向转动的问题，定位夹紧更可靠。本发明通过防转块或者转接夹具的使用，可以实现大、中、小型零件的装夹定位，极大的提高了夹具的通用性，提高了加工效率和加工质量。

（2）本发明通过零点定位模块的使用，重复定位精度高，可实现一次找正多件加工，极大的减少了装夹准备时间，对于批量生产来讲提升效率更加明显。

（3）本发明通过在前端基板上设置可拆卸式的防转块，有效提高了夹具的通用性，依据零件结构形式的不同可选择用两个防转块或一个防转块，也可依据零件的大小不同选择不同大小的防转块，操作灵活。

（4）由于定位槽采取“上窄下宽”的设计使零件毛坯在转接夹具上只有一种状态，避免了零件装反的状况，提高了装夹的效率。

（5）对于尺寸较小的工件，不方便制造出匹配的工艺夹头，通过转接夹具的使用，极大的减少了工艺夹头的尺寸，实现了夹具的柔性装夹，提高了装夹的质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为夹具基体与前端基板安装流程图；

图3为前端基板的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为前端基板与防转块的连接结构示意图；

图6为防转块的结构示意图；

图7为转接夹具的结构示意图；

图8为图8的剖视图；

图9为图8的左视图；

图10为图8的右视图；

图11为零件毛坯与转接夹具的连接结构示意图；

图12为图11中零件毛坯结构示意图；

图13为零件毛坯与防转块的连接结构示意图；

图14为零件毛坯与防转块的安装流程图；

图15为实施例X中零件毛坯与防转块的安装流程图；

图16为零件毛坯与转接夹具的工作示意图。

其中：1-夹具基体、2-零点定位模块、3-前端基板、4-螺栓、5-防转块、6-自定位拉钉、7-转接夹具、9-键槽、10-键、12-螺纹孔、13-定位螺栓、15-定位槽、16-安装螺纹孔、17-定位孔、19-锁紧螺纹孔、20-锁紧螺钉、21-外圆柱、22-对方定位面、23-零件毛坯、25-沉头螺纹孔、28-拧紧螺栓、29-顶尖。

具体实施方式

实施例1：

一种实现柔性装夹的夹具，如图1、图7所示，包括自定位拉钉6以及依次连接的夹具基体1、零点定位模块2、前端基板3，还包括防转块5或转接夹具7，零件毛坯23通过防转块5或转接夹具7与前端基板3连接；零件毛坯23的尾部对应自定位拉钉6设置有沉头螺纹孔25，或者所述转接夹具7的左端设置有用于安装自定位拉钉6的安装螺纹孔16，所述自定位拉钉6穿过前端基板3并与零点定位模块2连接，或者所述自定位拉钉6依次穿过安装螺纹孔16、前端基板3并与零点定位模块2连接。

本发明在使用过程中，如图2所示，首先，将零点定位模块2安装到夹具基体1中并固定。然后，将通过螺栓4将夹具基体1安装到机床上并固定。最后，将前端基板3安装到夹具基体1上，并用螺栓4压紧，至此夹具主体部分装夹完成。

针对大型零件毛坯23，如图15所示，所述零件毛坯23通过防转块5与前端基板3连接，所述零件毛坯23的尾部对应自定位拉钉6设置有沉头螺纹孔25，所述自定位拉钉6穿过前端基板3并与零点定位模块2连接，最后将顶尖29安装在零件毛坯23的另一端实现装夹。

针对中小型零件毛坯23，由于零件尺寸较小，此时很难对零件毛坯23尾端进行精确加工，此时零件毛坯23的尾端通过转接夹具7与前端基板3连接，如图11、图12所示，所述转接夹具7的左端设置有用于安装自定位拉钉6的安装螺纹孔16，所述零件毛坯23通过转接夹具7与自定位拉钉6连接。

本发明通过防转块5或者转接夹具7的使用，可以实现大、中、小型零件的装夹定位，极大的提高了夹具的通用性，提高了加工效率和加工质量。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2所示，所述夹具基体1的中心部位安装有零点定位模块2，所述夹具基体1与前端基板3通过螺栓4连接；所述前端基板3的靠近夹具基体1的一侧设置有键10，所述夹具基体1对应设置有键槽9。所述前端基板3与夹具基体1通过键10与键槽9的设置实现精确定位，具有较好的实用性。本发明在使用过程中，如图2所示，首先，将零点定位模块2安装到夹具基体1中并固定。然后，将通过螺栓4将夹具基体1安装到机床上并固定。最后，将前端基板3安装到夹具基体1上，并用螺栓4压紧，至此夹具主体部分装夹完成。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施是在实施例1或2的基础上进行优化，如图3所示，所述前端基板3的另一侧设置有键10，所述防转块5的一侧对应设置有键槽9，所述防转块5通过螺栓4与前端基板3固定连接。零件毛坯23工艺夹头上设置有键10，如图6所示，所述防转块5的另一侧对应设置有键槽9。如图3、图4所示，所述前端基板3的两侧分别设置有键10，所述前端基板3与防转块5、前端基板3与夹具基体1以及防转块5与零件毛坯23工艺夹头分别通过键10与键槽9实现精准定位，提高了装夹的稳定性。

所述防转块5另一侧的键槽9的侧壁上螺纹连接有拧紧螺栓28，所述拧紧螺栓28伸入键槽9内并与零件毛坯23锁紧，以消除零件毛坯23工艺夹头上键10与防转块5另一侧的键槽9之间的间隙。

所述前端基板3上设置有至少一个防转块5。如图15所示，可以只通过一个防转块5实现装夹。如图5、图13、图14所示，还可以设置有两个同轴设置的防转块5。

本发明在使用过程中，若用于装夹大型工件，则零件毛坯23采用防转块5与夹具主体进行安装，如图14、15所示，其中零件毛坯23的安装主要包括以下步骤：

第一步，制造出零件尾部的工艺夹头部分。

第二步，通过定位螺栓134将防转块5安装到前端基板3上，依据零件结构形式的差异可选择用两个防转块5或一个防转块5，也可依据零件的大小不同选择不同大小的防转块5。

第三步，将自定位拉钉6安装到零件毛坯23尾部制出沉头螺纹孔25中。

第四步，将带自定位拉钉6的零件毛坯23吊装安装到机床上的夹具主体上，将自定位拉钉6插入夹具主体中的零点定位模块2中相应的孔中，并将工艺夹头上的键10插入防转块5相应的键槽9中，最后将尾部顶尖29插入零件毛坯23尾部的孔中，至此零件毛坯23已经在机床上位置已经基本确定，可以松开吊车。

第五步，通过接通零点定位模块2配套的液压泵，实现自定位拉钉6的拉紧。

第六步，通过拧紧螺栓28消除零件工艺夹头上键10与防转块5限位槽之间的间隙，实现零件毛坯23可靠定位夹紧。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图12所示，零件毛坯23工艺夹头上设置有对方定位面22，且对方定位面22上设置有外圆柱21；如图7-10所示，所述转接夹具7靠近零件毛坯23的一侧对应设置有定位槽15、定位孔17。所述对方定位面22、定位槽15分别对应设置为上窄下宽结构。如图7所示，所述转接夹具7的侧面设置有锁紧螺纹孔19，锁紧螺钉20穿过锁紧螺纹孔19并伸入定位槽15以压紧零件毛坯23工艺夹头，用于消除零件毛坯23工艺夹头与转接夹具7配合面之间的间隙。所述前端基板3的另一侧设置有键10，所述转接夹具7上对应前端基板3上的键10设置有键槽9。

若用于装夹中小型工件，则零件毛坯23采用转接夹具7与夹具主体进行安装，如图11-12、图16所示，其中零件毛坯23的安装主要包括以下步骤：

第一步，制造出零件尾部的工艺夹头部分，零件毛坯23工艺夹头的具体结构如图12所示。

第二步，将自定位拉钉6安装到转接夹具7上的安装螺纹孔16中。

第三步，将转接夹具7安装到零件毛坯23上，通过锁紧螺钉20的压紧作用，可以消除零件毛坯23工艺夹头与转接夹具7配合面之间的间隙实现零件毛坯23与转接夹具7可靠的定位夹紧。

第四步，将带转接夹具7的零件毛坯23吊装安装到机床上的夹具主体上，将自定位拉钉6插入夹具主体中的零点定位模块2中相应的孔中，并将转接夹具7上的键槽9与前端基板3上的键10配合，最后将尾部顶尖29插入零件毛坯23尾部的孔中，至此零件毛坯23已经在机床上位置已经基本确定，可以松开吊车。

第五步，通过接通零点定位模块2配套的液压泵，实现自定位拉钉6的拉紧。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例5：

一种实现柔性装夹的夹具，如图1、图7所示，包括自定位拉钉6以及依次连接的夹具基体1、零点定位模块2、前端基板3，本发明在使用过程中，如图2所示，将夹具基体1中心部位安装零点定位模块2，然后通过螺栓4将夹具基体1安装到机床上，最后将前端基板3安装到夹具基体1上，用螺栓4压紧。

如图3、图4所示，前端基板3的两面分别设置有高精度的键10，所述夹具基体1上对应设置有高精度的键槽9，前端基板3与夹具基体1通过键10与键槽9的配合实现了精确定位。

如图6所示，防转块5的背部对应有高精度的键槽9，所述前端基板3上在键10的附近设计有螺纹孔12，用于固定防转块5。如图5所示，在安装防转块5时，防转块5与前端基板3通过键槽9与键10配合实现精确定位，然后将定位螺栓134穿过防转块5上的螺纹孔12实现防转块5在前端基板3上的固定。通过在前端基板3上设置可拆卸式的防转块5，有效提高了夹具的通用性。如图13-15所示，可以依据零件结构形式的不同可选择用两个防转块5或一个防转块5，也可依据零件的大小不同选择不同大小的防转块5。

如图12所示，所述零件毛坯23的工艺夹头处设置有对方定位面22，所述对方定位面22上设置有外圆柱21。如图8-10所示，转接夹具7上对应外圆柱21设计有高精度的定位孔17进行配合实现定位；转接夹具7上对应对方定位面22设置有定位槽15，所述定位槽15采取“上窄下宽”的设计。零件毛坯23工艺夹头上的对方定位面22与定位槽15尺寸协调，通过对方定位面22与定位槽15的配合实现了零件的防转动。由于定位槽15采取“上窄下宽”的设计使零件毛坯23在转接夹具7上只有一种状态，避免了零件装反的状况。

如图7、图11所示，转接夹具7上设计有锁紧螺纹孔19，通过锁紧螺钉20的压紧作用，可以消除零件毛坯23工艺夹头与转接夹具7配合面之间的间隙，实现零件毛坯23与转接夹具7可靠的定位夹紧。如图9所示，转接夹具7上设计有键槽9，通过键槽9与前端基板3上的键10配合实现定位，限制转接夹具7在前端基板3的转动；转接夹具7上设计有安装螺纹孔16用于安装自定位拉钉6。

对于尺寸较大工件，无需用转接夹具7，如图13-15所示，直接在零件毛坯23尾部制出沉头螺纹孔25用于安装自定位拉钉6，然后再制造出与螺纹孔12轴线垂直的端面，与零点定位模块2的端面贴合，实现轴向定位；最后制出防止转动的键10与前端基板3上防转块5配合限制零件毛坯23轴向的转动。防转块5的限位槽侧边设计有螺纹孔12，通过拧紧螺栓28的压紧作用，可以用于消除零件工艺夹头上键10与防转块5限位槽之间的间隙，实现零件毛坯23可靠定位夹紧。

对于尺寸较小的工件，不方便制造出图14、图15所示的工艺夹头，需要利用转接夹具7，通过转接夹具7的使用，如图16所示，通过转接夹具7的使用极大的减少了工艺夹头的尺寸，实现了夹具的柔性装夹。

本发明通过防转块5或者转接夹具7的使用，可以实现大、中、小型零件的装夹定位，极大的提高了夹具的通用性，提高了加工效率和加工质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，包括自定位拉钉（6）以及依次连接的夹具基体（1）、零点定位模块（2）、前端基板（3），还包括防转块（5）或转接夹具（7），零件毛坯（23）通过防转块（5）或转接夹具（7）与前端基板（3）连接；零件毛坯（23）的尾部对应自定位拉钉（6）设置有沉头螺纹孔（25），或者所述转接夹具（7）的左端设置有用于安装自定位拉钉（6）的安装螺纹孔（16），所述自定位拉钉（6）穿过前端基板（3）并与零点定位模块（2）连接，或者所述自定位拉钉（6）依次穿过安装螺纹孔（16）、前端基板（3）并与零点定位模块（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述夹具基体（1）的中心部位安装有零点定位模块（2），所述夹具基体（1）与前端基板（3）通过螺栓（4）连接；所述前端基板（3）的靠近夹具基体（1）的一侧设置有键（10），所述夹具基体（1）对应设置有键槽（9）。

3.根据权利要求1或2所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述前端基板（3）的另一侧设置有键（10），所述防转块（5）的一侧对应设置有键槽（9），所述防转块（5）通过螺栓（4）与前端基板（3）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，零件毛坯（23）工艺夹头上设置有键（10），所述防转块（5）的另一侧对应设置有键槽（9）。

5.根据权利要求4所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述防转块（5）另一侧的键槽（9）的侧壁上螺纹连接有拧紧螺栓（28），所述拧紧螺栓（28）伸入键槽（9）内并与零件毛坯（23）锁紧，以消除零件毛坯（23）工艺夹头上键（10）与防转块（5）另一侧的键槽（9）之间的间隙。

6.根据权利要求4或5所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述前端基板（3）上设置有至少一个防转块（5）。

7.根据权利要求1或2所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，零件毛坯（23）工艺夹头上设置有对方定位面（22），且对方定位面（22）上设置有外圆柱（21）；所述转接夹具（7）靠近零件毛坯（23）的一侧对应设置有定位槽（15）、定位孔（17）。

8.根据权利要求7所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述对方定位面（22）、定位槽（15）分别对应设置为上窄下宽结构。

9.根据权利要求7所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述转接夹具（7）的侧面设置有锁紧螺纹孔（19），锁紧螺钉（20）穿过锁紧螺纹孔（19）并伸入定位槽（15）以压紧零件毛坯（23）工艺夹头，用于消除零件毛坯（23）工艺夹头与转接夹具（7）配合面之间的间隙。

10.根据权利要求7所述的一种实现柔性装夹的夹具，其特征在于，所述前端基板（3）的另一侧设置有键（10），所述转接夹具（7）上对应前端基板（3）上的键（10）设置有键槽（9）。

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