CN111390604B - 装夹装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装夹技术领域，旨在解决现有的夹具不能很好地释放零件加工变形，影响零件成型质量的问题，提供装夹装置及加工方法。本公开提出的装夹装置包括：底座；夹紧头，其包括拉钉和锁紧件；拉钉包括中间柱段和两端的扩大部；锁紧件连接于拉钉的上端，限定夹持口；下腔体，其连接于底座；上腔体，其包括环形的周壁和具有中孔的顶壁；顶壁夹于两个扩大部之间，拉钉的中间柱段可活动地穿过中孔；上腔体配合连接于下腔体；弹性件位于周壁内，且其支撑于拉钉下方的扩大部和顶壁之间；支撑缸，其可活动地配合于下腔体内；支撑缸支撑于弹性件之下。本发明的有益效果是能够方便地实现零件加工变形的释放，零件加工质量高。

Description

装夹装置及加工方法

技术领域

本发明涉及装夹技术领域，具体而言，涉及装夹装置及加工方法。

背景技术

在材料残余应力、切削力、装夹力等多因素的作用下，零件加工中常出现加工变形。零件加工变形是影响零件最终加工质量的重要原因之一。

然而，现有的夹具不能很好地实现零件加工变形的释放，影响零件成型质量。

发明内容

本公开提供一种装夹装置，以解决现有的夹具不能很好地释放零件加工变形，影响零件成型质量的问题。

本公开还提供一种采用前述装夹装置的加工方法。

本发明的实施例是这样实现的：

本公开一种装夹装置，其包括底座、可调组件和夹紧头，夹紧头通过可调组件安装于底座；

其中，底座包括基板和垂直连接于基板之上的环形的外壁；外壁的内周面嵌设有膨胀套；

可调组件包括下腔体、上腔体和支撑缸；

下腔体包括环形的围壁和连接于围壁下端开口处的底壁；围壁可滑动地配合于底座的外壁之内，并能够被膨胀套膨胀压紧于外壁；底壁通过支撑件间隔地支撑于基板之上，且两者之间限定下流体腔；

支撑缸包括朝下开口的筒状部和位于筒状部上的环形的支撑壁；筒状部可滑动地配合于下腔体的围壁内，并和下腔体围成流体腔室；支撑缸的筒状部配合于下腔体的围壁的下段，支撑缸的支撑壁的外周面和下腔体的围壁的上段相间隔限定环形空间；

底壁上开设有贯通其上下表面的通流孔，基板的上表面具有下凹形成的盲孔，盲孔和通流孔分别连通下流体腔；基板内还开设有连通基板的外周面和盲孔的管孔，用作通向流体腔室的通道，以通过通入/通出流体调节支撑缸的竖向位置；

上腔体包括环形的周壁和从周壁的上边缘沿径向向内延伸形成的具有中孔的顶壁；上腔体的周壁朝下可滑动地配合于环形空间中；并且，下腔体的围壁的上段的内周面设置有内凹的环形槽，上腔体的周壁的下边沿具有沿径向向外扩大形成的凸环；上腔体的周壁通过其凸环限位于环形槽的沿轴向两个端面之间；

夹紧头包括拉钉和锁紧件；拉钉包括中间柱段和分别连接于中间柱段上下两端的扩大部；锁紧件被构造成能够连接于拉钉的上端，锁紧件和拉钉之间限定用于装夹零件的夹持口；

顶壁夹于拉钉的两个扩大部之间，拉钉的中间柱段可活动地穿过中孔；周壁的内周面和中间柱段的外周面之间设置有凹形垫圈；一作为弹性件的叠簧设置于周壁内，并弹性地支撑于顶壁和凹形垫圈之间，以将凹形垫圈和周壁弹性地撑开；拉钉下方的扩大部和拉钉上方的扩大部之间；

支撑缸的支撑壁位于上腔体的周壁和拉钉下方的扩大部之间并竖向支撑于弹性件的下端；

中孔、弹性件的内孔及凹形垫圈的内孔的直径均大于中间柱段的直径；

拉钉上方的扩大部和中间柱段之间通过上台阶面过渡；拉钉下方的扩大部和中间柱段之间通过下台阶面过渡；上台阶面和下台阶面均为圆锥面或球弧面；拉钉上方的扩大部通过一上弧形垫圈支撑于上腔体的顶壁，上弧形垫圈的上表面为和上台阶面适配的圆锥面或球弧面；拉钉下方的扩大部通过一下弧形垫圈支撑于凹形垫圈之下，下弧形垫圈的下表面为和下台阶面适配的圆锥面或球弧面。

本实施例中的装夹装置能够方便地实现所装夹的零件在加工过程中的变形释放，加工零件质量好。

本公开还提出一种装夹装置，其包括：

底座；

夹紧头，其包括拉钉和锁紧件；拉钉包括中间柱段和分别连接于中间柱段上下两端的扩大部；锁紧件被构造成能够连接于拉钉的上端，锁紧件和拉钉之间限定用于装夹零件的夹持口；

下腔体，其连接于底座；

上腔体，其包括环形的周壁和从周壁的上边缘沿径向向内延伸形成具有中孔的顶壁；顶壁夹于拉钉的两个扩大部之间，拉钉的中间柱段可活动地穿过中孔；上腔体配合连接于下腔体；

弹性件，其位于周壁内，并且弹性件的下端支撑于拉钉下方的扩大部之上、上端将顶壁弹性地压紧于拉钉上方的扩大部；以及

支撑缸，其可活动地配合于下腔体内，并能够相对下腔体上下移动；支撑缸支撑于弹性件之下。

本公开中的装夹装置的使用时，零件装夹于锁紧件和拉钉之间的夹持口处；在加工过程中，若需要释放零件的变形，松开锁紧件，然后使支撑缸向上移动，以压缩支撑于其上的弹性件；如此，拉钉处于允许零件变形的放松状态；依据零件的变形状态，调节拉钉的姿态，使拉钉的上表面同变形后的零件的表面接触，并重新用锁紧件夹紧零件后，即可继续加工。

在后续加工中，可根据需要多次释放变形，直至零件加工完成。

在一种实施方式中：

拉钉上方的扩大部和中间柱段之间通过上台阶面过渡；拉钉下方的扩大部和中间柱段之间通过下台阶面过渡；上台阶面和下台阶面均为圆锥面或球弧面；

拉钉上方的扩大部通过一上弧形垫圈支撑于上腔体的顶壁，上弧形垫圈的上表面为和上台阶面适配的圆锥面或球弧面；

拉钉下方的扩大部通过一下弧形垫圈支撑于弹性件的下端，下弧形垫圈的下表面为和下台阶面适配的圆锥面或球弧面。

在一种实施方式中：

上腔体的周壁内可活动地配合有凹形垫圈；

弹性件的下端将凹形垫圈弹性地压紧于拉钉下方的扩大部之上；

支撑缸通过凹形垫圈竖向支撑弹性件。

在一种实施方式中：

中孔、弹性件的内孔及凹形垫圈的内孔的直径均大于中间柱段的直径。

在一种实施方式中：

拉钉上方的扩大部的上部设有压力传感器，用于测量装夹于夹持口的零件所受的力。

在一种实施方式中：

下腔体包括环形的围壁和连接于围壁下端开口的底壁，以使下腔体呈朝上开口的筒状结构；

支撑缸包括朝下开口的筒状部和位于筒状部上的环形的支撑壁；筒状部可滑动地配合于下腔体的围壁内，并和下腔体围成流体腔室；支撑壁位于上腔体的周壁和拉钉下方的扩大部之间并竖向支撑于弹性件的下端；

一流体管路连通流体腔室，用于向流体腔室内输入流体或从流体腔室内输出流体。

在一种实施方式中：

支撑缸的筒状部配合于下腔体的围壁的下段，支撑缸的支撑壁的外周面和下腔体的围壁的上段相间隔限定环形空间；

上腔体的周壁朝下可滑动地配合于环形空间中；并且，下腔体的围壁的上段的内周面设置有内凹的环形槽，上腔体的周壁的下边沿具有沿径向向外扩大形成的凸环；上腔体的周壁通过其凸环限位于环形槽的沿轴向两个端面之间。

在一种实施方式中：

底座包括环形的外壁，下腔体可活动地配合于外壁的内周面；

外壁和下腔体之间设有膨胀套；膨胀套能够膨胀或收缩以限止或解锁下腔体相对底座的移动。

在一种实施方式中：

外壁的内周面设有内凹的环向槽，膨胀套嵌设于环向槽中，且膨胀套的内周面和外壁的位于环向槽上方部分的内周面共面，并和下腔体的围壁的外周面之间形成内外圆柱面滑动配合；

外壁的位于环向槽下方部分的内周面相对膨胀套的内周面内凹，下腔体的围壁的下端沿径向向外延伸形成环形的凸沿，凸沿的外周面贴合外壁的位于环向槽下方部分的内周面，以使凸沿被限制于膨胀套的下端面之下。

在一种实施方式中：

外壁包括竖向叠加连接的下外壳和上外壳；下外壳和上外壳的分型面位于膨胀套的上端面和下端面之间。

在一种实施方式中：

底座包括水平的基板和垂直连接于基板上的外壁；

下腔体的底壁上开设有沿轴向贯通的通流孔；

基板的上表面对应通流孔处下凹成盲孔，且基板内还开设有连通基板的外周面和盲孔的管孔，用作通向流体腔室的通道。

在一种实施方式中：

支撑缸的筒状部的外周面套设有环形密封圈，环形密封圈的外周密封接触下腔体的围壁的下段之间的内周面。

在一种实施方式中：

中孔的轴向两端倒角或倒圆处理，以扩大中孔在其两端处的直径。

在一种实施方式中：

膨胀套的外周面一侧和外壁的内周面之间围成膨胀腔室；底座的外壁开设有连通膨胀腔室的连通口，用于从膨胀腔室内通入或通出流体，从而使膨胀套膨胀或收缩。

在一种实施方式中：

膨胀套由弹性材料构成，膨胀套为环形结构，其外表面的轴向中间部分内凹形成环槽，环槽和下腔体的内周面之间限定膨胀腔室。

本公开还提供一种加工方法，其基于前述任一项装夹装置，并包括：

将零件装夹于锁紧件和拉钉之间的夹持口处；

在加工的过程中进行一次或多次适应零件加工变形的装夹调整操作；装夹调整操作的实施方式为：松开锁紧件，然后使支撑缸向上移动，以压缩支撑于其上的弹性件，使拉钉处于允许零件变形的放松状态；依据零件的变形状态，调节拉钉的姿态至使拉钉的上表面同变形后的零件的表面接触，然后重新用锁紧件夹紧零件。

通过前述装夹装置进行加工，可方便地在加工过程中释放零件的加工变形，从而使得加工的零件具有较高的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1中示出了本公开的装夹装置的三维视图；

图2为图1的剖视图；

图3中示出了图2的外围部分组件；

图4中示出了图2的中间部分组件；

图5中示出了图2的内里部分组件；

图6中示出了本实施例中的装夹装置装夹零件时的示意图。

图标：100-装夹装置；10a-外围部分；10-底座；11-基板；12-盲孔；13-管孔；14-环形部；15-开孔；16-环壁；17-外壁；18-环向槽；19-连通口；20-下外壳；21-上外壳；22-分型面；23-膨胀套；24-膨胀腔室；25-环槽；26-密封环；27-流体管路；40a-中间部分；40-可调组件；41-下腔体；42-上腔体；43-支撑缸；44-围壁；45-底壁；46-支撑件；47-下流体腔；48-筒状部；49-支撑壁；50-流体腔室；51-环形空间；52-环形密封圈；53-通流孔；54-周壁；55-中孔；56-顶壁；57-环形槽；58-凸环；60-凸沿；70a-内里部分；70-夹紧头；71-拉钉；72-锁紧件；73-螺钉；74-中间柱段；75-扩大部；76-夹持口；77-螺纹孔；78-螺钉头；80-凹形垫圈；83-弹性件；84-叠簧；85-上台阶面；86-下台阶面；87-上弧形垫圈；88-下弧形垫圈；89-倒圆；90-压力传感器；91-摩擦垫；300-零件；301-构造孔；500-加工平台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参见图1和图2，本实施例提出一种装夹装置100，其包括底座10、可调组件40和夹紧头70，夹紧头70通过可调组件40安装于底座10。

图3中示出了本实施例中的外围部分10a的结构示意图，主要为与底座10相关的构件。

请参见图3并配合参见图2，本实施例中，底座10包括基板11和垂直连接于基板11之上的环形的外壁17。外壁17的内周面嵌设有膨胀套23。基板11可以设置为圆形板件，外壁17为圆环形壁。外壁17的外径小于基板11的外径，以使基板11具有露出外壁17之外的环形部14。在环形部14上设置沿周向的开孔15，以方便在需要时通过连接螺钉73等将底座10固定于如零件300加工平台500上。基板11和外壁17可以一体设置，也可分别设置并通过其他结构连接成一体。图示基板11的上表面设置向上突出的环壁16，外壁17通过其外周面配合于环壁16的内周面；两者之间可以是通过过盈配合的方式连接，也可以是通过连接螺钉等螺纹连接。图3中示出的外壁17包括竖向叠加连接的下外壳20和上外壳21；下外壳20和上外壳21的分型面22位于膨胀套23的上端面和下端面之间。通过将外壁17设置为上下可拆卸连接，以方便膨胀套23的安装。

本实施例中，膨胀套23的外周面一侧和外壁17的内周面之间围成膨胀腔室24；底座10的外壁17开设有连通膨胀腔室24的连通口19，用于从膨胀腔室24内通入或通出流体(如气体或液体)，从而使向内膨胀套23膨胀或收缩。膨胀套23向内膨胀或收缩可使其抱紧配合于其内周面的构件(下文详述)。可选地，膨胀套23由弹性材料构成，膨胀套23为环形结构，其外表面的轴向中间部分40a内凹形成环槽25，环槽25和下腔体41的内周面之间限定膨胀腔室24。为提高膨胀腔室24的密封性，膨胀套23的在其膨胀腔室24的竖向两端的部分的外周面和环槽25之间分别设置有密封环26。

图4中示出了本实施例中的中间部分40a的结构示意图，主要为与可调组件40相关的构件。

请参见图4并配合参见图2，本实施例中，可调组件40包括下腔体41、上腔体42和支撑缸43。下腔体41包括环形的围壁44和连接于围壁44下端开口处的底壁45；围壁44可滑动地配合于底座10的外壁17之内，并能够被膨胀套23膨胀压紧于外壁17；底壁45通过支撑件46间隔地支撑于基板11之上，且两者之间限定下流体腔47。本实施例中的支撑件46不会填满下流体腔47室，以使流体能够进入下流体腔47室内。本实施例中的支撑件46可以为如波纹弹簧等用于面支撑的弹簧。当然，也可以是如橡胶等非金属制成的弹性支撑件46。

支撑缸43包括朝下开口的筒状部48和位于筒状部48上的环形的支撑壁49；筒状部48可滑动地配合于下腔体41的围壁44内，并和下腔体41围成流体腔室50；支撑缸43的筒状部48配合于下腔体41的围壁44的下段，支撑缸43的支撑壁49的外周面和下腔体41的围壁44的上段相间隔限定环形空间51。支撑缸43的筒状部48的外周面套设有环形密封圈52，环形密封圈52的外周密封接触下腔体41的围壁44的下段之间的内周面，以实现两者之间接触面的密封配合，确保流体腔室50的密封性。

配合参见图3，底壁45上开设有贯通其上下表面的通流孔53，基板11的上表面具有下凹形成的盲孔12，盲孔12和通流孔53分别连通下流体腔47；基板11内还开设有连通基板11的外周面和盲孔12的管孔13，用作通向流体腔室50的通道，以通过通入/通出流体(例如气体或液体)调节支撑缸43的竖向位置，即通入流体腔室50的流体较多时，支撑缸43被顶起至较高的位置；反之则支撑缸43会处于较低的位置。图3中还额外示出了用于通流的流体管路27。由于下流体腔47的存在，下腔体41的底壁45上下所受的流体压力被抵消，因而流体的压力不会使下腔体41竖向移动。

参见图2或图4，上腔体42包括环形的周壁54和从周壁54的上边缘沿径向向内延伸形成的具有中孔55的顶壁56；上腔体42的周壁54朝下可滑动地配合于环形空间51中；并且，下腔体41的围壁44的上段的内周面设置有内凹的环形槽57，上腔体42的周壁54的下边沿具有沿径向向外扩大形成的凸环58；上腔体42的周壁54通过其凸环58限位于环形槽57的沿轴向两个端面之间。

本实施例中，可选地，外壁17的内周面设有内凹的环向槽18，膨胀套23嵌设于环向槽18中，且膨胀套23的内周面和外壁17的位于环向槽18上方部分的内周面共面，并和下腔体41的围壁44的外周面之间形成内外圆柱面滑动配合；外壁17的位于环向槽18下方部分的内周面相对膨胀套23的内周面内凹，下腔体41的围壁44的下端沿径向向外延伸形成环形的凸沿60，凸沿60的外周面贴合外壁17的位于环向槽18下方部分的内周面，以使凸沿60被限制于膨胀套23的下端面之下。如此设置使得下腔体41相对底座10可竖向调节，以适应不同支撑高度要求的情形。

图5中示出了本实施例中的内里部分70a的结构示意图，主要为与夹紧头70相关的构件。

配合参见图2或图5，本实施例中的夹紧头70包括拉钉71和锁紧件72；拉钉71包括中间柱段74和分别连接于中间柱段74上下两端的扩大部75；中间柱段74可以设置为圆柱形，两端的扩大部75可以设置为与中间柱段74同轴的正多边形、圆柱形或其他形状；锁紧件72被构造成能够连接于拉钉71的上端，锁紧件72和拉钉71之间限定用于装夹零件300的夹持口76。图中示出的锁紧件72为螺钉73，对应地，拉钉71设有从其顶面向下设置的螺纹孔77，作为锁紧件72的螺钉73螺纹连接于拉钉71的螺纹孔77中。可选地，螺纹孔77的深度大于螺钉73的螺纹段长度，以使夹持口76的大小可调，适应不同厚度的零件300。螺钉73的螺钉73头的下端面和拉钉71的顶面之间限定夹持口76。即需装夹的零件300可装夹于夹持口76中。例如，对于薄板件类的待加工零件300，可在零件300上设置构造孔301。需要装夹零件300时，将零件300叠于拉钉71的顶面，且使构造孔301对应拉钉71上的螺纹孔77；然后将螺钉73穿过零件300的构造孔301并螺纹连接在拉钉71的螺纹孔77内，直至螺钉73的螺钉73头的下端面将零件300压紧在拉钉71的顶面。

当然，在其他实施方式中，锁紧件72还可以是特制的其他连接件，而不局限于标准的螺钉73结构。例如，锁紧件72和拉钉71还可以是通过型面配合实现连接。

顶壁56夹于拉钉71的两个扩大部75之间，拉钉71的中间柱段74可活动地穿过中孔55；周壁54的内周面和中间柱段74的外周面之间设置有凹形垫圈80；一作为弹性件83的叠簧84设置于周壁54内，并弹性地支撑于顶壁56和凹形垫圈80之间，以将凹形垫圈80和周壁54弹性地撑开；拉钉71下方的扩大部75和拉钉71上方的扩大部75之间。支撑缸43的支撑壁49位于上腔体42的周壁54和拉钉71下方的扩大部75之间并竖向支撑于弹性件83的下端。本实施例中的凹形垫圈80为楔形，其下端面为平面，以适配支撑于其下的支撑缸43；其上端面为圆锥面，以适配支撑于其上的作为叠簧84的弹性件83。

本实施例中，中孔55、弹性件83的内孔及凹形垫圈80的内孔的直径均大于中间柱段74的直径；拉钉71上方的扩大部75和中间柱段74之间通过上台阶面85过渡；拉钉71下方的扩大部75和中间柱段74之间通过下台阶面86过渡；上台阶面85和下台阶面86均为圆锥面或球弧面；拉钉71上方的扩大部75通过一上弧形垫圈87支撑于上腔体42的顶壁56，上弧形垫圈87的上表面为和上台阶面85适配的圆锥面或球弧面，上弧形垫圈87的下表面和顶壁56的上表面可保持为平面接触配合；拉钉71下方的扩大部75通过一下弧形垫圈88支撑于凹形垫圈80之下，下弧形垫圈88的下表面为和下台阶面86适配的圆锥面或球弧面，下弧形垫圈88的上表面和凹形垫圈80的上表面可保持为平面接触配合。上台阶面85和下台阶面86可设置为凸面，对应的上弧形垫圈87的下表面和下弧形垫圈88的上表面为凹面。通过直径较大的孔和直径较小的中间柱段74的有间隙的配合，以及拉钉71的扩大部75和上弧形垫圈87/下弧形垫圈88之间的圆锥面/球弧面的配合，使得拉钉71具有三维浮动的能力，即拉钉71不仅可以竖向平移，还可沿侧向偏移或进行一定角度的前后/左右偏转，以使其具有更高地适应能力去适应零件300的加工变形。可选地，中孔55的轴向两端还可进行倒角或倒圆89处理，以扩大中孔55在其两端处的直径，进一步提高拉钉71的可调整范围。本实施例中，为提高下弧形垫圈88和上腔体42的顶壁56之间的摩擦力，在下弧形垫圈88之下设置有摩擦垫91。摩擦垫91可采用橡胶等材料制成。

配合参见图6，本实施例中的装夹装置100使用方法可以为：

通过底座10将本装夹装置100固定于零件300的加工平台500上；

将待加工的零件300装夹于锁紧件72和拉钉71之间的夹持口76处进行加工；对于较大的薄板类零件300，可对零件300的多个点处分别使用本实施例中的装夹装置100进行装夹；

在加工过程中，在需要释放零件300的变形时，松开锁紧件72，向流体腔室50中通入高压流体驱使支撑缸43向上移动，以压缩支撑于其上的弹性件83；如此，拉钉71处于允许零件300变形的放松状态；依据零件300的变形状态，调节拉钉71的姿态，使拉钉71的上表面同变形后的零件300的表面接触，并重新用锁紧件72夹紧零件300后，即实现了零件300加工变形的释放，可继续后续的加工；

在后续加工中，可根据需要多次释放变形，直至零件300加工完成。

本实施例给出了较详尽的构造，其中部分结构不设置也能实现本发明的效果。下面将公开较为简化的实施方式进行说明。当然，虽然被简化，但是这些实施例同样能够实现释放零件300加工变形的技术效果，且可能具有结构成本/加工成本更低的优势，或其他优势。使用者可根据实际情况选择。

实施例二

请参见图1-图6，本实施例提出一种装夹装置100，其包括底座10、夹紧头70、下腔体41、上腔体42、弹性件83和支撑缸43。

其中，夹紧头70包括拉钉71和锁紧件72；拉钉71包括中间柱段74和分别连接于中间柱段74上下两端的扩大部75；锁紧件72被构造成能够连接于拉钉71的上端，锁紧件72和拉钉71之间限定用于装夹零件300的夹持口76。锁紧件72和拉钉71之间限定的夹持口76可根据所需装夹的零件300的形状进行选择。本实施例中，可选地，拉钉71上方的扩大部75的上部设有压力传感器90，用于测量装夹于夹持口76的零件300所受的力。压力传感器90可以可拆卸地连接于拉钉71，也可以直接一体设置于拉钉71；当然，在其他实施方式中，压力传感器90还可设置在其他合适的位置，例如设置于锁紧件72上。压力传感器90可以为具有容许锁紧件72穿过的中心孔的片状结构。压力传感器90可设置为无线压力传感器90，其获取的数据可无线远程传输给使用者或控制系统，作为使用者或控制系统操作或控制的依据。

下腔体41连接于底座10。两者之间可以是如实施例一中的可相对底座10竖向调节的连接方式，也可以是相互固定设置。

上腔体42包括环形的周壁54和从周壁54的上边缘沿径向向内延伸形成具有中孔55的顶壁56；顶壁56夹于拉钉71的两个扩大部75之间，拉钉71的中间柱段74可活动地穿过中孔55；上腔体42配合连接于下腔体41；上腔体42可以和上腔体42固定相连，也可具有一定的竖向活动空间。

弹性件83位于周壁54内，并且弹性件83的下端支撑于拉钉71下方的扩大部75之上、上端将顶壁56弹性地压紧于拉钉71上方的扩大部75。弹性件83可以是如实施例一中所述的叠簧84，也可以是弹性橡胶等。

支撑缸43可活动地配合于下腔体41内，并能够相对下腔体41上下移动；支撑缸43支撑于弹性件83之下。支撑缸43相对下腔体41的可上下移动的设置方式，既可以是如实施例一中的通过通入/通出流体的方式，也可以采取其他形式，例如采用如直线电机等能够实现直线驱动的驱动设备进行驱动。此时，驱动设备可固定连接于下腔体41，并通过其伸缩端连接支撑缸43，以通过其伸缩端的伸缩带动支撑缸43的竖向移动。

本公开中的装夹装置100的使用时，零件300装夹于螺钉73和拉钉71之间的夹持口76处；在加工过程中，若需要释放零件300的变形时(例如当压力传感器90检测到的零件300受到的夹紧力超过设定的阈值范围时)，松开螺钉73，然后使支撑缸43向上移动，以压缩支撑于其上的弹性件83；如此，拉钉71处于允许零件300变形的放松状态；依据零件300的变形状态，调节拉钉71的姿态，使拉钉71的上表面同变形后的零件300的表面接触，并重新用螺钉73夹紧零件300后，即可继续加工。

在后续加工中，可依据需要夹紧力变化，多次释放变形，直至零件300加工完成。

本实施例中的拉钉71除了可采用实施例一种公开的通过扩大部75和上弧形垫圈87/下弧形垫圈88的圆锥面或球弧面配合外，在不需要拉钉71的偏转能力时，还可省略上弧形垫圈87/下弧形垫圈88、并使扩大部75的上台阶面85和下台阶面86设置为平面，以形成平面接触配合。

另外，对于不需要拉钉71的偏转能力的情形下，中孔55、弹性件83的内孔等的直径可设置为等于中间柱段74的直径。如此，拉钉71仅可实现竖向位置的调节。

本实施例中的弹性件83的下端可直接弹性支撑于拉钉71的扩大部75、支撑缸43直接支撑于弹性件83的底部，而不设置如实施例一的凹形垫圈80。

本实施例中支撑缸43还可设置为其他结构形式。例如，对于前述通过直线电机驱动的支撑缸43，其不需要设置筒状部48、不需要和下缸体围成流体腔室50，而只需设置用于连接在直线电机的伸缩端的连接结构即可。支撑缸43上部的支撑壁49亦可设置为仅有支撑弹性件83的结构，而省去其他结构。

本实施例中，底座10可设置为仅具有用于安装于工作台的结构，甚至，对于不需要下缸体和底座10相对运动的情形，底座10和下缸体还可以一体设置为一个整体的结构。

对于前述不需要采用流体驱动支撑缸43移动的情形，实施例一中底座10/下腔室上与通流的结构，如通流孔53、盲孔12、管孔13、环形密封圈52等结构亦可省略。

实施例三

本公开还提供一种加工方法，其基于实施例一或实施例二中公开的装夹装置100，并包括：

将零件300装夹于锁紧件72和拉钉71之间的夹持口76处；

在加工的过程中进行一次或多次适应零件300加工变形的装夹调整操作；其中，装夹调整操作的实施方式为：松开锁紧件72，然后使支撑缸43向上移动，以压缩支撑于其上的弹性件83，使拉钉71处于允许零件300变形的放松状态；依据零件300的变形状态，调节拉钉71的姿态至使拉钉71的上表面同变形后的零件300的表面接触，然后重新用锁紧件72夹紧零件300。

通过前述装夹装置100进行加工，可方便地在加工过程中释放零件300的加工变形，从而使得加工的零件300具有较高的精度。

综合以上实施例可知，本装夹装置100及加工方法至少具有以下有益效果之一：

可在加工过程中释放零件300的加工变形，可逐步消除变形，保证零件300的最终加工质量；

夹紧头70可在方便地进行姿态调整，可对变形后的零件300进行良好装夹；

在加工过程中，可实时监测装夹力的变化，为判断零件300的变形情况提供数据支撑。

工业实用性

从提供的上述实施例可知，本公开的装夹装置及加工方法能够方便地实现加工过程中零件加工变形地释放，能够提高所加工的零件的质量，具有工业实用性。

Claims (17)

1.一种装夹装置，其特征在于：

包括底座、可调组件和夹紧头，所述夹紧头通过所述可调组件安装于所述底座；

其中，所述底座包括基板和垂直连接于所述基板之上的环形的外壁；所述外壁的内周面嵌设有膨胀套；

所述可调组件包括下腔体、上腔体和支撑缸；

所述下腔体包括环形的围壁和连接于所述围壁下端开口处的底壁；所述围壁可滑动地配合于所述底座的外壁之内，并能够被所述膨胀套膨胀压紧于所述外壁；所述底壁通过支撑件间隔地支撑于所述基板之上，且两者之间限定下流体腔；

所述支撑缸包括朝下开口的筒状部和位于所述筒状部上的环形的支撑壁；所述筒状部可滑动地配合于所述下腔体的围壁内，并和所述下腔体围成流体腔室；所述支撑缸的筒状部配合于所述下腔体的围壁的下段，所述支撑缸的支撑壁的外周面和所述下腔体的围壁的上段相间隔限定环形空间；

所述底壁上开设有贯通其上下表面的通流孔，所述基板的上表面具有下凹形成的盲孔，所述盲孔和所述通流孔分别连通所述下流体腔；所述基板内还开设有连通所述基板的外周面和所述盲孔的管孔，用作通向所述流体腔室的通道，以通过通入/通出流体调节所述支撑缸的竖向位置；

所述上腔体包括环形的周壁和从所述周壁的上边缘沿径向向内延伸形成的具有中孔的顶壁；所述上腔体的周壁朝下可滑动地配合于所述环形空间中；并且，所述下腔体的围壁的上段的内周面设置有内凹的环形槽，所述上腔体的周壁的下边沿具有沿径向向外扩大形成的凸环；所述上腔体的周壁通过其凸环限位于环形槽的沿轴向两个端面之间；

所述夹紧头包括拉钉和锁紧件；所述拉钉包括中间柱段和分别连接于所述中间柱段上下两端的扩大部；所述锁紧件被构造成能够连接于所述拉钉的上端，所述锁紧件和所述拉钉之间限定用于装夹零件的夹持口；

所述顶壁夹于所述拉钉的两个扩大部之间，所述拉钉的中间柱段可活动地穿过所述中孔；所述周壁的内周面和所述中间柱段的外周面之间设置有凹形垫圈；一作为弹性件的叠簧设置于所述周壁内，并弹性地支撑于所述顶壁和所述凹形垫圈之间，以将所述凹形垫圈和所述周壁弹性地撑开；所述拉钉下方的扩大部和所述拉钉上方的扩大部之间；

所述支撑缸的支撑壁位于所述上腔体的周壁和所述拉钉下方的扩大部之间并竖向支撑于弹性件的下端；

所述中孔、所述弹性件的内孔及所述凹形垫圈的内孔的直径均大于所述中间柱段的直径；

所述拉钉上方的扩大部和所述中间柱段之间通过上台阶面过渡；所述拉钉下方的扩大部和所述中间柱段之间通过下台阶面过渡；所述上台阶面和所述下台阶面均为圆锥面或球弧面；所述拉钉上方的扩大部通过一上弧形垫圈支撑于所述上腔体的顶壁，所述上弧形垫圈的上表面为和所述上台阶面适配的圆锥面或球弧面；所述拉钉下方的扩大部通过一下弧形垫圈支撑于所述凹形垫圈之下，所述下弧形垫圈的下表面为和所述下台阶面适配的圆锥面或球弧面。

2.一种装夹装置，其特征在于，包括：

底座；

夹紧头，其包括拉钉和锁紧件；所述拉钉包括中间柱段和分别连接于所述中间柱段上下两端的扩大部；所述锁紧件被构造成能够连接于所述拉钉的上端，所述锁紧件和所述拉钉之间限定用于装夹零件的夹持口；

下腔体，其连接于所述底座；

上腔体，其包括环形的周壁和从所述周壁的上边缘沿径向向内延伸形成具有中孔的顶壁；所述顶壁夹于所述拉钉的两个扩大部之间，所述拉钉的中间柱段可活动地穿过所述中孔；所述上腔体配合连接于所述下腔体；

弹性件，其位于所述周壁内，并且所述弹性件的下端支撑于所述拉钉下方的扩大部之上，所述弹性件的上端将所述顶壁弹性地压紧于所述拉钉上方的扩大部；以及

支撑缸，其可活动地配合于所述下腔体内，并能够相对所述下腔体上下移动；所述支撑缸支撑于所述弹性件之下。

3.根据权利要求2所述的装夹装置，其特征在于：

所述拉钉上方的扩大部和所述中间柱段之间通过上台阶面过渡；所述拉钉下方的扩大部和所述中间柱段之间通过下台阶面过渡；所述上台阶面和所述下台阶面均为圆锥面或球弧面；

所述拉钉上方的扩大部通过一上弧形垫圈支撑于所述上腔体的顶壁，所述上弧形垫圈的上表面为和所述上台阶面适配的圆锥面或球弧面；

所述拉钉下方的扩大部通过一下弧形垫圈支撑于所述弹性件的下端，所述下弧形垫圈的下表面为和所述下台阶面适配的圆锥面或球弧面。

4.根据权利要求2所述的装夹装置，其特征在于：

所述上腔体的周壁内可活动地配合有凹形垫圈；

所述弹性件的下端将所述凹形垫圈弹性地压紧于所述拉钉下方的扩大部之上；

所述支撑缸通过所述凹形垫圈竖向支撑所述弹性件。

5.根据权利要求4所述的装夹装置，其特征在于：

所述中孔、所述弹性件的内孔及所述凹形垫圈的内孔的直径均大于所述中间柱段的直径。

6.根据权利要求4所述的装夹装置，其特征在于：

所述拉钉上方的扩大部的上部设有压力传感器，用于测量装夹于夹持口的零件所受的力。

7.根据权利要求2所述的装夹装置，其特征在于：

所述下腔体包括环形的围壁和连接于围壁下端开口的底壁，以使所述下腔体呈朝上开口的筒状结构；

所述支撑缸包括朝下开口的筒状部和位于所述筒状部上的环形的支撑壁；所述筒状部可滑动地配合于所述下腔体的围壁内，并和所述下腔体围成流体腔室；所述支撑壁位于所述上腔体的周壁和所述拉钉下方的扩大部之间并竖向支撑于弹性件的下端；

一流体管路连通所述流体腔室，用于向所述流体腔室内输入流体或从所述流体腔室内输出流体。

8.根据权利要求2所述的装夹装置，其特征在于：

所述支撑缸的筒状部配合于所述下腔体的围壁的下段，所述支撑缸的支撑壁的外周面和所述下腔体的围壁的上段相间隔限定环形空间；

所述上腔体的周壁朝下可滑动地配合于所述环形空间中；并且，所述下腔体的围壁的上段的内周面设置有内凹的环形槽，所述上腔体的周壁的下边沿具有沿径向向外扩大形成的凸环；所述上腔体的周壁通过其凸环限位于环形槽的沿轴向两个端面之间。

9.根据权利要求2所述的装夹装置，其特征在于：

所述底座包括环形的外壁，所述下腔体可活动地配合于所述外壁的内周面；

所述外壁和所述下腔体之间设有膨胀套；所述膨胀套能够膨胀或收缩以限止或解锁所述下腔体相对所述底座的移动。

10.根据权利要求9所述的装夹装置，其特征在于：

所述外壁的内周面设有内凹的环向槽，所述膨胀套嵌设于所述环向槽中，且所述膨胀套的内周面和所述外壁的位于所述环向槽上方部分的内周面共面，并和所述下腔体的围壁的外周面之间形成内外圆柱面滑动配合；

所述外壁的位于所述环向槽下方部分的内周面相对所述膨胀套的内周面内凹，所述下腔体的围壁的下端沿径向向外延伸形成环形的凸沿，所述凸沿的外周面贴合所述外壁的位于所述环向槽下方部分的内周面，以使所述凸沿被限制于所述膨胀套的下端面之下。

11.根据权利要求9所述的装夹装置，其特征在于：

所述外壁包括竖向叠加连接的下外壳和上外壳；所述下外壳和所述上外壳的分型面位于所述膨胀套的上端面和下端面之间。

12.根据权利要求7所述的装夹装置，其特征在于：

所述底座包括水平的基板和垂直连接于所述基板上的外壁；

所述下腔体的底壁上开设有沿轴向贯通的通流孔；

所述基板的上表面对应所述通流孔处下凹成盲孔，且所述基板内还开设有连通所述基板的外周面和所述盲孔的管孔，用作通向所述流体腔室的通道。

13.根据权利要求8所述的装夹装置，其特征在于：

所述支撑缸的筒状部的外周面套设有环形密封圈，所述环形密封圈的外周密封接触所述下腔体的围壁的下段之间的内周面。

14.根据权利要求2或5所述的装夹装置，其特征在于：

所述中孔的轴向两端倒角或倒圆处理，以扩大中孔在其两端处的直径。

15.根据权利要求9所述的装夹装置，其特征在于：

所述膨胀套的外周面一侧和所述外壁的内周面之间围成膨胀腔室；所述底座的外壁开设有连通所述膨胀腔室的连通口，用于从所述膨胀腔室内通入或通出流体，从而使所述膨胀套膨胀或收缩。

16.根据权利要求15所述的装夹装置，其特征在于：

所述膨胀套由弹性材料构成，所述膨胀套为环形结构，其外表面的轴向中间部分内凹形成环槽，所述环槽和所述下腔体的内周面之间限定所述膨胀腔室。

17.一种加工方法，其特征在于，所述加工方法基于权利要求1-16任一项所述的装夹装置，并包括：

将零件装夹于锁紧件和拉钉之间的夹持口处；

在加工的过程中进行一次或多次适应零件加工变形的装夹调整操作；所述装夹调整操作的实施方式为：松开锁紧件，然后使支撑缸向上移动，以压缩支撑于其上的弹性件，使拉钉处于允许零件变形的放松状态；依据零件的变形状态，调节拉钉的姿态至使拉钉的上表面同变形后的零件的表面接触，然后重新用锁紧件夹紧零件。

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