CN111673496B - 一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，包括夹具基体和设置在夹具基体上的第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置、自适应支承装置、夹具支承凸台；所述第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置分别与夹具基体滑动连接，所述第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置的两端分别与零件A面、零件B面压紧；所述自适应支承装置与零件C面贴合；零件的开口槽插入夹具支承凸台，且零件主定位套插入零件定位孔、夹具支承凸台并与压紧螺栓连接。本发明设计多个夹紧点，夹紧力能均匀分布在零件上，使零件在加工中的刚性得到很好的保证，保证零件加工精度和表面质量，缩短了工艺流程和生准备时间，提高了加工质量和生产效率。

Description

一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具

技术领域

本发明属于工装夹具的技术领域，具体涉及一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具。

背景技术

如图1-图5所示的下悬挂支座零件，零件在设计过程中为了减轻重量，往往在零件上形成了各种复杂的腔、筋条、减轻孔，而且其精度要求高，且材料为难加工的钛合金，其加工难度大。

历年来一直采用普通机床加工，加工工艺流程长，加工周期长，需要大量的专用工装，多次重复装夹，产生误差积累，严重影响产品质量和加工效率。特别是在加工零件底面外形时，传统的拼装夹具采用零件大孔作为零件的主定位，使用平板支撑零件斜面，导致存在零件过定位、定位不准确；再用压板压紧零件开口槽内侧，夹紧位置离加工端较远，导致装夹刚性不足，加工振动较大，零件表面质量差；并且拼装夹具的外形体积较大，夹具安装找正困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，能实现自适应辅助支承、自适应多点夹紧，定位误差小，使用方便，实用性强，且能使被加工零件的底面完全暴露在机床的可加工区域内，从而实现提高零件加工效率。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，包括夹具基体和设置在夹具基体上的第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置、自适应支承装置、夹具支承凸台；所述第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置分别与夹具基体滑动连接，所述第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置的两端分别与零件A面、零件A面压紧；所述自适应支承装置与零件C面贴合；零件的开口槽插入夹具支承凸台，且零件主定位套插入零件定位孔、夹具支承凸台并与压紧螺栓连接。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述夹具基体的上表面对应第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置分别设置有第一T型槽、第二T型槽，所述第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置的底部分别对应第一T型槽、第二T型槽设置有第一台阶凸台、第二台阶凸台。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述第一自适应夹紧装置上设置有第一开口槽，并对应设置有第一紧固螺栓，所述第一紧固螺栓使第一开口槽变形以使第一自适应夹紧装置固定。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述第一自适应夹紧装置包括相向设置的并与夹具基体滑动连接的压紧座，相邻压紧座之间设置有左右双头螺栓，通过旋转左右双头螺栓实现第一自适应夹紧装置的两端同时滑动以压紧零件A面。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述压紧座的工作端设置有自适应支承装置。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述第一自适应夹紧装置、第二自适应夹紧装置的结构相同。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述零件主定位套设置有与零件定位孔精密配合的台阶面，用于零件的准确定位；所述零件主定位套的外面端头设置有止动键，用于限制零件主定位套在夹具基体上的旋转运动；零件主定位套的内表面设置有内螺纹孔，用于与零件压紧螺栓进行配合以压紧零件。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述自适应支承 装置上设置有3/4半球滚珠，以适应零件斜面的变化。

为了更好地实现本发明，进一步的，所述夹具基体通过凸键在机床工作台T型槽中进行定位，并通过T型键与压紧螺栓安装固定在机床工作台上。

本发明包括夹具基体、多点的自适应压紧装置、单点的自适应支承装置、零件主定位套、压紧螺栓。夹具基体通过凸键、T型键和固定螺栓与机床工作台相连接，在夹具基体上表面设置有T型槽，用于滑动适配自适应压紧装置。多点的自适应压紧装置包括两套压紧座、左右双头螺栓、紧固螺栓，压紧座上设置有台阶凸台和开口槽，通过左右双头螺栓柱连接压紧装置使其台阶凸台能在夹具基体上进行两端同时滑动，再通过紧固螺栓使压紧装置的开口槽变形而被固定。所述单点的自适应支承装置被固定在夹具基体上表面，其装置上设置有半球滚珠，能自适应零件表面形状的变化。所述零件主定位套与零件定位孔及夹具支承凸台上的定位孔进行精密配合，实现零件的准确定位，并在其主定位套内表面设置有螺纹，与内螺纹孔进行螺纹连接，以压紧零件。

本发明的有益效果：

（1）本发明以零件大孔作为定位基准，在夹具上设计零件主定位套与零件孔相配合，采用“长销主定位，单点自适应支承”的方式进行定位，保证完整而准确的约束零件自由度，结构简单且使用方便；

（2）本发明设计多个夹紧点，夹紧力能均匀分布在零件上，使零件在加工中的刚性得到很好的保证，通过一次装夹就可以完成零件底面外形及底面孔的加工，保证零件加工精度和表面质量，不仅缩短了工艺流程和生准备时间，减少了工装数量，还节约了成本，提高了加工质量和生产效率。

附图说明

图1为下悬挂支座零件正面的轴测图；

图2为下悬挂支座零件背面的轴测图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的右视图；

图5为图1的后视图；

图6为本发明所述柔性夹具在机床工作台上的安装示意图；

图7为本发明所述柔性夹具的装配结构示意图；

图8为夹具基体的结构示意图；

图9为图8的A-A视图；

图10为图8的B-B视图；

图11为夹具基体的底部结构示意图；

图12为第一自适应夹紧装置的结构示意图；

图13为图12的主视图；

图14为图13的A-A视图；

图15为图12的俯视图；

图16为第二自适应夹紧装置的结构示意图；

图17为图16的主视图；

图18为图17的A-A视图；

图19为自适应支承装置的结构示意图；

图20为零件主定位套的结构示意图。

其中：

1、夹具基体，1-1、第一T型槽，1-2、第二T型槽，1-3、矩形凸键，1-4、T型键，1-5、固定螺栓，1-6、菱形凸键，1-7、支承螺纹孔，1-9、止动键槽，1-10、夹具支承凸台，

2、第一自适应夹紧装置，2-1、第一台阶凸台，2-2、第一开口槽，2-3、第一紧固螺栓，2-4、左右双头螺栓，2-5、自适应支承装置安装螺纹孔，2-6、自适应装置压紧沉头孔，2-7，左右双头螺栓连接螺纹孔，

3、第二自适应夹紧装置，3-1、第二台阶凸台，3-2、第二开口槽，3-3、第二紧固螺栓，

4、自适应支承装置，4-1、半球滚珠，4-2、安装螺纹，

5、零件主定位套，5-1、止动键安装孔，5-2、内螺纹孔，5-3、零件定位面，

6、垫圈，7、压紧螺栓，8、零件毛坯，8-1、零件定位孔，8-2、零件A面，8-3、零件B面，8-4、零件C面，9、止动键。

具体实施方式

实施例1：

一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，如图1-图5、图7、图8所示，包括夹具基体1和设置在夹具基体1上的第一自适应夹紧装置2、第二自适应夹紧装置3、自适应支承装置4、夹具支承凸台1-10；所述第一自适应夹紧装置2、第二自适应夹紧装置3分别与夹具基体1滑动连接，所述第一自适应夹紧装置2、第二自适应夹紧装置3的两端分别与零件A面8-2、零件B面8-3压紧；所述自适应支承装置4与零件C面8-4贴合；零件的开口槽插入夹具支承凸台1-10，且零件主定位套5插入零件定位孔8-1、夹具支承凸台1-10并与压紧螺栓7连接。

本发明以零件大孔作为定位基准，在夹具上设计零件主定位套5与零件孔相配合，采用“长销主定位，单点自适应支承”的方式进行定位，保证完整而准确的约束零件自由度，结构简单且使用方便。

本发明设计多个夹紧点，夹紧力能均匀分布在零件上，使零件在加工中的刚性得到很好的保证，通过一次装夹就可以完成零件底面外形及底面孔的加工，保证零件加工精度和表面质量，不仅缩短了工艺流程和生准备时间，减少了工装数量，还节约了成本，提高了加工质量和生产效率。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图6、图8-图11所示，所述夹具基体1通过凸键在机床工作台T型槽中进行定位，并通过T型键1-4与固定螺栓1-5安装固定在机床工作台上。所述夹具基体1的底部两端分别设置有矩形凸键1-3，且中部设置有菱形凸键1-6。

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：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图12-图15所示，所述第一自适应夹紧装置2包括相向滑动设置在夹具基体1上的压紧座。所述夹具基体1的上表面对应第一自适应夹紧装置2设置有第一T型槽1-1，所述压紧座上对应设置有第一台阶凸台2-1，所述第一台阶凸台2-1与第一T型槽1-1滑动连接。相邻压紧座之间设置有左右双头螺栓2-4，相邻压紧座相对的一侧分别设置有自适应支承装置4；所述压紧座上分别设置有自适应支承装置4安装螺纹4-2孔2-5、自适应装置压紧沉头孔2-6、左右双头螺栓连接螺纹孔2-7。

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1-3任一个的基础上进行优化，所述第一自适应夹紧装置2上设置有第一开口槽2-2，并对应设置有第一紧固螺栓2-3，所述第一紧固螺栓2-3使第一开口槽2-2变形进行固定。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一个相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例1-4任一个的基础上进行优化，如图20所示，所述零件主定位套5设置有与零件定位孔8-1精密配合的台阶面，用于零件的准确定位；所述零件主定位套5的外面端头设置有止动键9，用于限制零件主定位套5在夹具基体1上的旋转运动；零件主定位套5的内表面设置有内螺纹孔5-2，用于与零件压紧螺栓7进行配合以压紧零件。所述零件主定位套5依次设置有零件定位面5-3、止动键安装孔5-1。夹具支承凸台1-10上对应零件主定位套5的止动键9对应设置有止动键9槽1-9。所述零件主定位套5与压紧螺栓7之间设置有垫圈6。

本实施例的其他部分与实施例1-4任一个相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图19所示，所述自适应支承 装置上设置有3/4半球滚珠4-1，以适应零件斜面的变化。所述夹具基体1上对应自适应支承装置4设置有支承螺纹孔1-7，所述自适应支承装置4的外侧对应设置有安装螺纹4-2。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例7：

一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，如图1-图20所示，包括夹具基体1、第一自适应夹紧装置2和第二自适应夹紧装置3、自适应支承装置4、零件主定位套5、压紧螺栓7和零件毛坯8。

夹具基体1通过矩形凸键1-3在机床工作台T型槽中进行定位，通过T型键1-4和固定螺栓1-5在机床工作台上进行安装固定；夹具基体1上表面设置有第一T型槽1-1和第二T型槽1-2，分别用于适配第一自适应夹紧装置2和第二自适应夹紧装置3在夹具上的滑动及固定；夹具基体1上设置有零件的自适应支承装置4，以自适应零件斜面角度的变化。

第一自适应夹紧装置2通过旋转左右双头螺栓2-4实现两端的压紧座同时滑动以压紧零件A面8-2，在第一自适应夹紧装置2上设置有第一台阶凸台2-1，以实现压紧装置在夹具基体1上第一T型槽1-1中的自由滑动；在第一自适应夹紧装置2上安装有自适应支承装置4，以适应零件斜面的变化；在第一自适应夹紧装置2上设置有第一开口槽2-2，第一自适应夹紧装置2通过第一紧固螺栓2-3使第一开口槽2-2变形进行固定。

第二自适应夹紧装置3通过旋转左右双头螺栓2-4实现两端的压紧座同时滑动以压紧零件B面8-3，在第二自适应夹紧装置3上设置有第二台阶凸台3-1，以实现压紧装置在夹具基体1上T型槽第二T型槽1-2中的自由滑动；在第二自适应夹紧装置3上安装有自适应支承装置4，以适应零件斜面的变化；在第二自适应夹紧装置3上设置有第二开口槽3-2，第二自适应夹紧装置3通过第二紧固螺栓3-3使第二开口槽3-2变形进行固定。

自适应支承装置4用于辅助定位支承零件，其装置上设置有四分之三半球滚珠4-1，以适应零件斜面的变化。

零件主定位套5设置有零件定位面5-3用于与零件定位孔8-1进行精密配合，实现零件的准确定位。在其主定位套外面端头设置有止动键9，用于限制定位套在夹具基体1上的旋转运动；在其主定位套内表面设置有内螺纹孔5-2，用于与压紧螺栓7进行配合，以压紧零件。

零件被加工面完成暴露在机床加工区域，一次装夹完成零件底面外形的完整加工。

所述柔性夹具的夹装步骤如下：

第一步，如图6所示，安装夹具基体1于机床工作台上，夹具通过夹具基体1上设置的矩形矩形凸键1-3和菱形凸键1-6在机床工作台上准确定位，再通过T型键1-4和固定螺栓1-5将夹具固定在机床工作台上。

第二步，如图7所示，装夹零件，将零件的开口槽沿夹具支承凸台1-10插入，并使零件C面8-4与夹具自适应支承装置4相贴合；再将零件主定位套5插入与零件定位孔8-1和夹具基体1上的定位孔，并使止动键9沿夹具基上上的止动键9槽1-9插入，再通过压紧螺栓7与内螺纹孔5-2相连接，压紧零件。

第三步，如图12-图15所示，使用内六方扳手旋转第一自适应夹紧装置2的左右双头螺栓2-4一端，第一自适应夹紧装置2在夹具基体1上的T型槽中两端同时滑动，直到自适应支承装置4接触到零件A面8-2，自适应支承装置4上的半球滚珠4-1随着零件面的变化而滚动，继续旋转左右双头螺栓2-4以压紧零件A面8-2；再通过第一紧固螺栓2-3使压紧装置第一开口槽2-2变形而固定压紧装置1。

第四步，如图16-图18所示，使用内六方扳手旋转第二自适应夹紧装置3的左右双头螺栓2-4一端，第二自适应夹紧装置3在夹具基体1上的T型槽中两端同时滑动，直到自适应支承装置4接触到零件B面8-3，自适应支承装置4上的半球滚珠4-1随着零件斜面的变化而滚动，继续旋转左右双头螺栓2-4以压紧零件B面8-3；再通过第二紧固螺栓3-3使压紧装置第二开口槽3-2变形而固定第一自适应夹紧装置2。

第五步，启动数控机床加工程序，加工零件底面、底面外形及底面孔。

本发明以零件大孔作为定位基准，在夹具上设计零件主定位套5与零件孔相配合，采用“长销主定位，单点自适应支承”的方式进行定位，保证完整而准确的约束零件自由度，结构简单且使用方便。

本发明设计多个夹紧点，夹紧力能均匀分布在零件上，使零件在加工中的刚性得到很好的保证，通过一次装夹就可以完成零件底面外形及底面孔的加工，保证零件加工精度和表面质量，不仅缩短了工艺流程和生准备时间，减少了工装数量，还节约了成本，提高了加工质量和生产效率。

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 (9)

1.一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，包括夹具基体（1）和设置在夹具基体（1）上的第一自适应夹紧装置（2）、第二自适应夹紧装置（3）、自适应支承装置（4）、夹具支承凸台（1-10）；所述第一自适应夹紧装置（2）、第二自适应夹紧装置（3）分别与夹具基体（1）滑动连接，所述第一自适应夹紧装置（2）、第二自适应夹紧装置（3）的两端分别与零件A面（8-2）、零件B面（8-3）压紧；所述自适应支承装置（4）与零件C面（8-4）贴合；零件的开口槽插入夹具支承凸台（1-10），且零件主定位套（5）插入零件定位孔（8-1）、夹具支承凸台（1-10）并与压紧螺栓（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述夹具基体（1）的上表面对应第一自适应夹紧装置（2）、第二自适应夹紧装置（3）分别设置有第一T型槽（1-1）、第二T型槽（1-2），所述第一自适应夹紧装置（2）、第二自适应夹紧装置（3）的底部分别对应第一T型槽（1-1）、第二T型槽（1-2）设置有第一台阶凸台（2-1）、第二台阶凸台（3-1）。

3.根据权利要求1所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述第一自适应夹紧装置（2）上设置有第一开口槽（2-2），并对应设置有第一紧固螺栓（2-3），所述第一紧固螺栓（2-3）使第一开口槽（2-2）变形以使第一自适应夹紧装置（2）固定。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述第一自适应夹紧装置（2）包括相向设置的并与夹具基体（1）滑动连接的压紧座，相邻压紧座之间设置有左右双头螺栓（2-4），通过旋转左右双头螺栓（2-4）实现第一自适应夹紧装置（2）的两端同时滑动以压紧零件A面（8-2）。

5.根据权利要求4所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述压紧座的工作端设置有自适应支承装置（4）。

6.根据权利要求1所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述第一自适应夹紧装置（2）、第二自适应夹紧装置（3）的结构相同。

7.根据权利要求1所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述零件主定位套（5）设置有与零件定位孔（8-1）精密配合的台阶面，用于零件的准确定位；所述零件主定位套（5）的外面端头设置有止动键（9），用于限制零件主定位套（5）在夹具基体（1）上的旋转运动；零件主定位套（5）的内表面设置有内螺纹孔（5-2），用于与零件压紧螺栓（7）进行配合以压紧零件。

8.根据权利要求1-3、5-7任一项所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述自适应支承 装置上设置有3/4半球滚珠（4-1），以适应零件斜面的变化。

9.根据权利要求1所述的一种自适应支承及多点压紧的柔性夹具，其特征在于，所述夹具基体（1）通过凸键在机床工作台T型槽中进行定位，并通过T型键（1-4）与固定螺栓（1-5）安装固定在机床工作台上。

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