CN111805263A - 一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，包括机架，包括竖向支架、横向平台以及动力固定底座；以及夹紧组件，包括液压缸、楔块、活塞杆、圆柱销、连板以及转动压板，所述动力固定底座上设有一圆柱形的容置腔，所述楔块设置在所述容置腔内；所述圆柱销的一端与所述楔块的中部的第一斜面抵接，所述圆柱销的另一端的端面为第二圆弧面，容置于所述连板的第一圆形凹槽内。本发明的一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，所述连板与所述圆柱销组成了杠杆结构，两侧转动压板同时夹紧因为错误装夹导致的不等高的工件时，根据杠杆原理将最先接触工件的转动压板处的夹紧力平衡到后接触工件的转动压板，保持两侧的夹紧力相等。
Description
技术领域
本发明涉及机械定位工具技术领域，具体涉及一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构。
背景技术
在机械加工中，工件的定位和夹紧是机械加工的重要环节。在进行装夹工件时，首先把工件放置在机床夹具的定位元件上，获得正确的加工位置，其次通过夹紧机构的作用将工件压紧夹牢，保证工件在加工时不会由于切削力、重力等作用而产生移动，改变位置，影响工件的加工精度，所以夹紧机构在夹具中占有了重要的地位。
目前铰链夹紧机构只适应工件正确位置进行装夹，当产生夹紧力时两侧夹紧位置上的夹紧元件同时将工件夹紧，夹紧元件只能按规定的轨迹和固定的夹紧力进行夹紧，夹紧完成后，只允许夹紧元件和工件处于正确位置时才能进行加工。当工件处于错误的位置，夹紧位置不在同一理想高度，夹紧时，工件最先与夹紧元件接触的一侧承受的夹紧力会远高于另一侧的夹紧力，这样会压坏工件，若夹紧元件承受不了非正常状态下的夹紧力时，也会损坏夹紧机构或者其它机床上的设备。
目前机械制造业机床工件装夹大部分是通过人工进行装夹，在装夹过程中难免会发生装偏的现象，使工件处于错误的位置，轻则夹紧后会夹坏工件，重则损坏定位装置、夹具或机床上的其它设备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，所述连板与所述圆柱销组成了杠杆结构，两侧转动压板同时夹紧因为错误装夹导致的不等高的工件时，根据杠杆原理将最先接触工件的转动压板处的夹紧力平衡到后接触工件的转动压板，保持两侧的夹紧力相等。
为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：
一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，包括：机架，包括竖向支架、横向平台以及动力固定底座，所述竖向支架的一端与机架底座连接，所述竖向支架的另一端与所述横向平台连接，所述动力固定底座设置在所述横向平台的下表面；以及夹紧组件，包括液压缸、楔块、活塞杆、圆柱销、连板以及转动压板，所述动力固定底座上设有一圆柱形的容置腔，所述液压缸设置在所述容置腔的一端，所述楔块设置在所述容置腔内，所述楔块两端外壁与所述容置腔的内壁抵接，所述楔块可沿所述容置腔的内壁滑动；所述活塞杆的一端与所述液压缸的输出端连接，所述活塞杆的另一端与所述楔块的一端抵接；所述楔块的另一端与复位弹簧连接，所述复位弹簧容置于所述容置腔内，所述复位弹簧远离所述液压缸的一端与限位块连接，所述限位块固定在所述容置腔远离所述液压缸的一端；所述容置腔的下部设有第一限位孔，所述圆柱销的一端与所述楔块的中部的第一斜面抵接，所述圆柱销的另一端的端面为第二圆弧面，所述圆柱销的另一端伸出所述第一限位孔容置于所述连板的第一圆形凹槽内；每个所述连板的一端通过一连接杆与所述转动压板连接，所述楔块还设有限位斜面，所述限位斜面位于所述楔块靠近所述复位弹簧的一端，所述限位斜面与所述第一斜面相连，所述第一斜面、所述限位斜面与所述容置腔的内壁组成了滑动空间，所述滑动空间的体积沿所述液压缸至所述复位弹簧方向逐渐增大。
进一步地，所述连接杆的下端设置第一连接孔，所述连板的两端设置第二连接孔，所述连板两端均设置连接杆凹槽，所述连接杆凹槽为U型槽，所述连接杆的下端容置于所述连接杆凹槽内，销钉分别穿过所述第二连接孔、所述第一连接孔以及所述第二连接孔将所述连接杆与所述连板可转动连接。
进一步地，所述活塞杆与所述楔块的抵接端为第一圆弧面，所述楔块与所述活塞杆接触的一端设有第二圆形凹槽，所述活塞杆通过所述第二圆形凹槽与所述楔块抵接。
进一步地，所述圆柱销的上端设有第二斜面，所述第一斜面与水平面所成的角度等于所述第二斜面与水平面所成的角度。
进一步地，所述横向平台上设置定位装置，所述工件上设有定位部，所述定位部通过所述定位装置定位后设置在每个所述转动压板下方，所述转动压板远离所述定位部的一端下方设置支撑部，所述支撑部设置在所述横向平台上，所述支撑部为可伸缩杆。
所述转动压板与所述横向平台之间设置支撑弹簧，所述连接杆穿过所述支撑弹簧与所述转动压板连接。
进一步地，所述竖向支架为两个平行设置的支架板，每个所述支架板的下端与所述机架底座连接，每个所述支架板的上端与所述横向平台连接，所述容置腔的轴线与所述支架板平行。
进一步地，还包括竖向支撑板以及钻模板，所述竖向支撑板的下端设置在所述横向平台的上表面，所述竖向支撑板的上端与所述钻模板连接。
进一步地，所述竖向支撑板与所述横向平台连接处设置加强筋。
进一步地，所述动力固定底座与所述横向平台一体成型。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明的一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，通过液压提供夹紧力，所述圆柱销下端面为第二圆弧面，所述第二圆弧面下端面抵接在所述连板的第一圆形凹槽内，当工件处于错误位置而造成所述定位部两侧不等高的情况下，所述连板与所述圆柱销组成了杠杆结构，通过杠杆原理，所述连板同时带动两连接杆向下移动，两侧转动压板同时夹紧因为错误装夹导致的不等高的工件时，根据杠杆原理将最先接触工件的转动压板处的夹紧力平衡到后接触工件的转动压板，保持两侧的夹紧力相等，所述夹紧机构不会因为装夹错误而压坏工件，降低夹紧机构和机床其它设备被破坏的风险。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。
图1所示为本发明一实施例的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构的正视图；
图2所示为本发明一实施例的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构的侧视图；
图3所示为本发明一实施例的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构的俯视图；
图4所述为本发明一实施例的连板的正视图；
图5所述为本发明一实施例的连板的俯视图；
图6所述为本发明一实施例的连板的沿第二连接孔的剖视图；
图7所述为本发明一实施例的连接杆的结构图。
附图标记
1竖向支架、11机架底座、12竖向支撑板、13加强筋、14钻模板、2横向平台、21定位装置、22支撑部、23定位板、3动力固定底座、31容置腔、32第一限位孔、41液压缸、42活塞杆、43复位弹簧、44限位块、5楔块、51第一斜面、52限位斜面、6圆柱销、61第二斜面、71连板、711第二连接孔、712销钉、713圆形凹槽、714连接杆凹槽、72转动压板、73连接杆、731第一连接孔、8支撑弹簧、9工件、91定位部。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。
本实施例提供了一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，如图1～3所示，包括机架以及夹紧组件，所述机架包括竖向支架1、横向平台2、动力固定底座3、竖向支撑板12以及钻模板14，所述竖向支架1的一端与机架底座11连接，所述竖向支架1的另一端与所述横向平台2连接，所述动力固定底座3设置在所述横向平台2的下表面，所述竖向支撑板12的下端与所述横向平台2的上表面连接，所述钻模板14通过内六角圆柱头螺钉与销钉的配合设置在所述竖向支撑板12的上端。为了提高所述夹紧机构的稳定性，所述竖向支架1优选两个平行设置的支架板，每个所述支架板的下端与所述机架底座11连接，每个所述支架板的上端与所述横向平台2连接。所述动力固定底座3上设有一圆柱形的容置腔31，所述容置腔31的轴线与所述支架板平行。所述竖向支撑板12与所述横向平台2连接处设置加强筋13，可以提高所述钻模板14与所述机架连接的稳定性。所述动力固定底座3与所述横向平台2一体成型，防止晃动，提高机架整体稳定性。
所述夹紧组件包括液压缸41、楔块5、活塞杆42、圆柱销6、连板71以及转动压板72，所述液压缸41设置在所述容置腔31的一端，所述液压缸41通过内六角圆柱头螺钉安装固定在所述动力固定底座3上，所述液压缸41为所述夹紧机构提供初始夹紧力。所述楔块5设置在所述容置腔31内，所述楔块5两端外壁与所述容置腔31的内壁抵接，所述楔块5可沿所述容置腔31的内壁滑动。所述活塞杆42的一端与所述液压缸41的输出端连接，所述活塞杆42的另一端与所述楔块5的一端抵接。所述活塞杆42与所述楔块5的抵接端为第一圆弧面，所述楔块5与所述活塞杆42接触的一端设有第二圆形凹槽715，所述第一圆弧面的半径小于所述第二圆形凹槽715的半径。所述活塞杆42通过所述第二圆形凹槽715与所述楔块5抵接。所述活塞杆42与所述楔块5的接触面设计成第一圆弧面，可以保证所述活塞杆42的运动方向与所述楔块5的轴线平行，确保水平受力方向不发生偏移。
所述楔块5的另一端与复位弹簧43连接，所述复位弹簧43容置于所述容置腔31内，所述复位弹簧43远离所述液压缸41的一端与限位块44连接，所述限位块44固定在所述容置腔31远离所述液压缸41的一端。所述容置腔31的下部设有第一限位孔32，所述圆柱销6的一端与所述楔块5的中部的第一斜面51抵接，所述圆柱销6的上端设有第二斜面61，优选所述第一斜面51与水平面所成的角度等于所述第二斜面61与水平面所成的角度，确保面与面接触滑动，防止点面接触滑动以及线面接触滑动对零部件的损伤。所述圆柱销6的另一端的端面为第二圆弧面，所述圆柱销6的另一端伸出所述第一限位孔32容置于所述连板71的圆形凹槽713内，所述第二圆弧面的半径小于所述圆形凹槽713的半径。所述圆柱销6与所述连板71的接触部位接近点接触，所述连板71以接触点为支点构成了杠杆结构，保证两个所述转动压板72两侧力矩相等，保持平衡，防止受力不均对零部件的损坏。
所述横向平台2上设置定位装置21，所述工件9上设有定位部91，所述定位部91通过所述定位装置21定位后设置在每个所述转动压板72下方，所述定位装置21为圆柱销或菱形销中的至少一种，为了保证定位的准确性，本发明优选一个所述定位装置21为圆柱销，另一个所述定位装置21为菱形销。所述圆柱销或所述菱形销通过弹簧垫圈与螺母设置在所述横向平台2上。
所述转动压板72为所述工件9的直接夹紧元件，所述转动压板72通过球面带肩螺母以及锥面垫圈与所述连接杆73相接。所述转动压板72远离所述定位部91的一端下方设置支撑部22，所述支撑部22设置在所述横向平台2上，所述支撑部22为可伸缩杆，通过合理的设计所述支撑部22的压缩力，可以保证所述转动压板72两侧的受力均匀，防止仅所述转动压板72受力部位翘曲，影响所述工件9夹紧的稳定性，防止零部件的损耗，提高了零部件的使用寿命。另外两侧的所述支撑部22可根据所述定位部91的高度调节所述转动压板72的高度。
所述转动压板72与所述横向平台2之间设置支撑弹簧8，所述连接杆73穿过所述支撑弹簧8与所述转动压板72连接，当所述夹紧机构上未设置工件9时，所述支撑弹簧8能够防止所述转动压板72在自身重力的作用下掉落至所述横向平台，此时所述复位弹簧43处于最大松弛状态，为所述夹紧机构的夹紧过程预留足够的行程。防止后续夹紧力不够，夹紧工件尺寸受限等情况的发生。
每个所述连板71的一端通过一连接杆73与所述转动压板72连接，所述转动压板72以所述连接杆73为轴沿水平面转动，方便所述工件9的取放。所述楔块5还设有限位斜面52，所述限位斜面52位于所述楔块5靠近所述复位弹簧43的一端，所述限位斜面52与所述第一斜面51相连，所述第一斜面51、所述限位斜面52与所述容置腔31的内壁组成了滑动空间，所述滑动空间的体积沿所述液压缸41至所述复位弹簧43方向逐渐增大。
如图4～7所示，所述连接杆73的下端设置第一连接孔731，所述连板71的两端设置第二连接孔711，所述连板71两端均设置连接杆凹槽714，所述连接杆凹槽714为U型槽，所述连接杆73的下端容置于所述连接杆凹槽714内，销钉712分别穿过所述第二连接孔711、所述第一连接孔731以及所述第二连接孔711将所述连接杆73与所述连板71可转动连接。当所述工件9处于错误位置，导致两边的所述定位部91不对等时，最先接触所述定位部91的所述转动压板72可以通过所述夹紧组件将夹紧力平均分配给另一侧的所述转动压板72，使得两侧的所述定位部91处于承载范围内，防止了错误位置夹紧带来的损失。
所述夹紧机构的夹紧使用夹紧过程中如下：
在进行夹紧时，将所述转动压板72旋转90°，使得所述转动压板72移开所述定位装置21的上方，确保所述工件9的顺利定位。将所述工件9置于所述定位板23上定位，将所述定位部91放置在两个所述定位装置21上，旋转所述转动压板72至所述转动压板72压接在所述定位部91上。启动所述液压缸41，所述活塞杆42推动所述楔块5在所述容置腔31中做远离所述液压缸41的移动，所述第一斜面51向下压所述圆柱销6，所述圆柱销6给所述连板71向下力，所述连板71通过两个所述连接杆73给所述转动压板72向下的拉力，使得所述转动压板72将所述工件9夹紧。加工完毕后，关闭所述液压缸41，所述活塞杆42复位。所述复位弹簧43释放压力，推动所述楔块5向所述液压缸41移动，所述支撑弹簧8复位的过程中通过所述连接杆73带动所述转动压板72向上移动复位，旋转所述转动压板72，将所述工件9取下。
当装夹错误，所述工件9处于非正确的位置，如所述工件9未装入所述定位装置21内导致两个所述定位部91高度不等时，如果仍进行继续夹紧，以所述圆柱销6与所述连板71的接触点为支点，所述连板71以所述支点为中心进行旋转，根据杠杆原理将最先接触工件的所述转动压板72处的夹紧力平衡到后接触工件的另一个所述转动压板72，保持两侧的夹紧力相等，所述夹紧机构不会因为装夹错误而压坏工件，降低夹紧机构和机床其它设备被破坏的风险。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，包括：
机架，包括竖向支架(1)、横向平台(2)以及动力固定底座(3)，所述竖向支架(1)的一端与机架底座(11)连接，所述竖向支架(1)的另一端与所述横向平台(2)连接，所述动力固定底座(3)设置在所述横向平台(2)的下表面；以及
夹紧组件，包括液压缸(41)、楔块(5)、活塞杆(42)、圆柱销(6)、连板(71)以及转动压板(72)，所述动力固定底座(31)上设有一圆柱形的容置腔(31)，所述液压缸(41)设置在所述容置腔(31)的一端，所述楔块(5)设置在所述容置腔(31)内，所述楔块(5)两端外壁与所述容置腔(31)的内壁抵接，所述楔块(5)可沿所述容置腔(31)的内壁滑动；所述活塞杆(42)的一端与所述液压缸(41)的输出端连接，所述活塞杆(42)的另一端与所述楔块(5)的一端抵接；所述楔块(5)的另一端与复位弹簧(43)连接，所述复位弹簧(43)容置于所述容置腔(31)内，所述复位弹簧(43)远离所述液压缸(41)的一端与限位块(44)连接，所述限位块(44)固定在所述容置腔(31)远离所述液压缸(41)的一端；所述容置腔(31)的下部设有第一限位孔(32)，所述圆柱销(6)的一端与所述楔块(5)的中部的第一斜面(51)抵接，所述圆柱销(6)的另一端的端面为第二圆弧面，所述圆柱销(6)的另一端伸出所述第一限位孔(32)容置于所述连板(71)的第一圆形凹槽(713)内；每个所述连板(71)的一端通过一连接杆(73)与所述转动压板(72)连接，所述楔块(5)还设有限位斜面(52)，所述限位斜面(52)位于所述楔块(5)靠近所述复位弹簧(43)的一端，所述限位斜面(52)与所述第一斜面(51)相连，所述第一斜面(51)、所述限位斜面(52)与所述容置腔(31)的内壁组成了滑动空间，所述滑动空间的体积沿所述液压缸(41)至所述复位弹簧(43)方向逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述连接杆(73)的下端设置第一连接孔(731)，所述连板(71)的两端设置第二连接孔(711)，所述连板(71)两端均设置连接杆凹槽(714)，所述连接杆凹槽(714)为U型槽，所述连接杆(73)的下端容置于所述连接杆凹槽(714)内，销钉(712)分别穿过所述第二连接孔(711)、所述第一连接孔(731)以及所述第二连接孔(711)将所述连接杆(73)与所述连板(71)可转动连接。
3.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述活塞杆(42)与所述楔块(5)的抵接端为第一圆弧面，所述楔块(5)与所述活塞杆(42)接触的一端设有第二圆形凹槽(715)，所述活塞杆(42)通过所述第二圆形凹槽(715)与所述楔块(5)抵接。
4.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述圆柱销(6)的上端设有第二斜面(61)，所述第一斜面(51)与水平面所成的角度等于所述第二斜面(61)与水平面所成的角度。
5.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述横向平台(2)上设置定位装置(21)，所述工件(9)上设有定位部(91)，所述定位部(91)通过所述定位装置(21)定位后设置在每个所述转动压板(72)下方，所述转动压板(72)远离所述定位部(91)的一端下方设置支撑部(22)，所述支撑部(22)设置在所述横向平台(2)上，所述支撑部(22)为可伸缩杆。
6.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述转动压板(72)与所述横向平台(2)之间设置支撑弹簧(8)，所述连接杆(73)穿过所述支撑弹簧(8)与所述转动压板(72)连接。
7.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述竖向支架(1)为两个平行设置的支架板，每个所述支架板的下端与所述机架底座(11)连接，每个所述支架板的上端与所述横向平台(2)连接，所述容置腔(31)的轴线与所述支架板平行。
8.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，还包括竖向支撑板(12)以及钻模板(14)，所述竖向支撑板(12)的下端设置在所述横向平台(2)的上表面，所述竖向支撑板(12)的上端与所述钻模板(14)连接。
9.根据权利要求8所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述竖向支撑板(12)与所述横向平台(2)连接处设置加强筋(13)。
10.根据权利要求1所述的可适应工件错误装夹的铰链夹紧机构，其特征在于，所述动力固定底座(3)与所述横向平台(2)一体成型。
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