CN112077802B - 一种联动式夹具 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工技术领域，提供了一种联动式夹具。本发明的一种联动式夹具包括机架、电机、夹具杆、夹具头、转向机构和进给机构；电机安装在机架上，夹具杆安装在机架上；进给机构的一端与电机连接，进给机构的另一端与夹具杆连接；转向机构的一端与进给机构连接，转向机构的另一端与夹具杆连接；夹具杆的一端与夹具头连接；进给机构用于驱动夹具杆沿其轴向滑动，转向机构用于驱动夹具杆转动。本发明的一种联动式夹具利用一个动力源，即电机实现了同时驱动夹具头的转向和夹持，结构简单、稳定，造型新颖，操作简单，降低了成本。

Description

一种联动式夹具

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种联动式夹具。

背景技术

机械加工在现在工业中扮演着不可或缺的角色；而夹具这一工具随着机械加工的发展，现如今已经种类繁多；夹具是机械加工行业里，加工零件时，对零件进行定位、限位、紧固的辅助工具。夹具通常来说一般为直接夹持或者先定位运动再夹持。现有技术中的一种先转动定位后再夹持的实现方式为，利用电机实现夹具转动，再用液压缸实现夹具的夹持，需要电机和液压缸的配合实现夹具定位和夹持动作，操作繁琐、增加了成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种联动式夹具，操作简便，降低了成本。

本发明提供的一种联动式夹具，包括：包括机架、电机、夹具杆、夹具头、转向机构和进给机构；

所述电机安装在所述机架上，所述夹具杆活动地安装在机架上，使夹具杆可转动和轴向移动；所述进给机构的一端与所述电机的转轴连接，所述进给机构的另一端与所述夹具杆连接；所述转向机构的一端与所述进给机构连接，所述转向机构的另一端与所述夹具杆连接；所述夹具杆的一端与所述夹具头连接；所述进给机构用于驱动夹具杆沿其轴向滑动，所述转向机构用于驱动夹具杆转动。

本方案的一种联动式夹具，电机驱动进给机构、进给机构驱动夹具杆沿其轴向滑动，此外进给机构还驱动转向机构运动；转向机构驱动夹具杆转动，进而实现了夹具头的转向定位与夹持。

优选地，所述进给机构包括转动杆、滑动杆、圆柱缸、U型卡块和连接杆；

所述转动杆与所述滑动杆同中心线；所述夹具杆的中心线与所述转动杆的中心线平行；所述圆柱缸安装在所述机架上；

所述圆柱缸内部开设有与所述转动杆同中心线的圆柱腔，所述圆柱缸上开设有同轴向中心线的转动孔和滑动孔；所述转动孔和所述滑动孔均与所述圆柱腔连通；所述转动杆的一端与所述电机的转轴连接，所述转动杆的另一端穿过所述转动孔后位于所述圆柱腔内；所述转动杆与所述转动孔间隙配合；所述转动杆远所述电机一端的周向侧壁上开设有首尾连通的四个V型槽；所述U型卡块布置在圆柱缸的圆柱腔内；所述滑动杆的一端穿过所述滑动孔与所述U型卡块连接；所述滑动杆与所述滑动孔滑动配合；所述转动杆位于所述U型卡块的两端之间，所述U型卡块的两端对应所述V型槽的位置上均开设有滚柱孔，两个所述滚柱孔同轴向中心线；两个所述滚柱孔内均设有滑动滚柱，所述滑动滚柱与所述滚柱孔间隙配合；所述滑动滚柱的一端抵在所述圆柱缸的内腔表面，所述滑动滚柱的另一端抵在所述V型槽内；所述滑动杆远所述U型卡块的一端与所述连接杆连接；所述连接杆远所述滑动杆的一端开设有第一通孔，所述夹具杆通过轴承与所述第一通孔连接。

优选地，所述转向机构包括连接轴、第一圆齿轮、第二圆齿轮和第三圆齿轮；

所述第一圆齿轮上开设有同轴向中心线且贯穿的第二通孔，所述第二通孔与所述转动杆过盈配合；所述第二圆齿轮上开设有同轴向中心线的第三通孔，所述连接轴通过轴承与所述第三通孔连接；所述连接轴的两端与所述机架连接；所述第一圆齿轮和所述第二圆齿轮啮合；所述第一圆齿轮和所述第二圆齿轮靠所述圆柱缸的一面上均设有多个立柱；所述第一圆齿轮上的多个立柱相对第一圆齿轮的轴向中心线呈均匀的弧形分布，所述第二圆齿轮上的多个立柱相对第二圆齿轮的轴向中心线呈均匀的弧形分布；所述第三圆齿轮上开设有同中心线的第四通孔，所述第四通孔与所述夹具杆呈沿夹具杆轴向的滑动配合；当第一圆齿轮上的多个立柱位于所述转动杆的正上方时，第二圆齿轮上的多个立柱位于连接轴的正下方，所述滑动滚柱抵在所述V型槽远第一圆齿轮的一端；所述第三圆齿轮先后与第一圆齿轮上的多个立柱以及第二圆齿轮上的多个立柱啮合。

优选地，所述第四通孔为方孔，所述夹具杆对应所述第四通孔的位置为方杆。

优选地，所述滑动孔为方孔，所述滑动杆对应所述滑动孔的位置为方杆。

优选地，还包括限位杆；所述限位杆的一端与机架连接，所述限位杆的另一端与所述第三圆齿轮贴合；所述第三圆齿轮位于所述第一圆齿轮和限位杆之间。

本发明的有益效果：

本发明的一种联动式夹具通过电机驱动进给机构转动，与进给机构连接的转向机构可驱动夹具杆转向；进给机构驱动夹具杆沿其轴向滑动实现夹具头的夹紧动作。本发明利用一个动力源，即电机实现了同时驱动夹具头的转向和夹持，结构简单、稳定，造型新颖，操作简单，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一实施例提供的一种联动式夹具的结构示意图；

图2为图1所示的一种联动式夹具的进给机构结构示意图；

图3为图1所示的一种联动式夹具的转向机构结构示意图。

附图标记：

1-机架；

2-电机；

3-夹具杆；

4-夹具头；

5-转向机构；51-第一圆齿轮；511-第二通孔；512-立柱；52-第二圆齿轮；521-第三通孔；53-第三圆齿轮；531-第四通孔；54-连接轴；

6-进给机构；61-转动杆；611-V型槽；62-滑动杆；63-U型卡块；631-滚柱孔；632-滑动滚柱；64-连接杆；641-第一通孔；65-圆柱缸；651-圆柱腔；652-转动孔；653-滑动孔；

7-限位杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1至图3为本发明一实施例提供的一种联动式夹具，包括机架1、电机2、夹具杆3、夹具头4、转向机构5和进给机构6；电机2安装在机架1上，夹具杆3活动地安装在机架1上，使夹具杆3可转动和轴向移动；进给机构6的一端与电机2的转轴连接，进给机构6的另一端与夹具杆3连接；转向机构5的一端与进给机构6连接，转向机构5的另一端与夹具杆3连接；夹具杆3的一端与夹具头4连接；进给机构6用于驱动夹具杆3沿其轴向滑动，转向机构5用于驱动夹具杆3转动。

本实施例提供的一种联动式夹具，电机2驱动进给机构6沿其轴向进行两个方向的进给运动，进而驱动夹具杆3以及与夹具杆3连接的夹具头4伸出和收回；进给机构6可间歇性的驱动转向机构5进行两个方向的旋转；进而驱动夹具杆3以及与夹具杆3连接的夹具头沿夹具杆3的周向正旋和反旋。

具体操作如下：

第一步，将工件放置在立式工作台上，此时夹具头4临近工件且处于初始位置；开动电机2，电机2驱动进给机构6运动进给，夹具头4伸出，此时仅进给机构6运动。

第二步，此时进给机构6和转向机构5均会运动，在夹具头4伸出到既定位置后，进给机构6驱动转向机构5运动；夹具头4进行转向，此时夹具头4旋转后与工件对应；在夹具头4旋转的同时，进给机构6运动，夹具头4回撤进而压紧工件。

第三步，此时仅进给机构6运动，进给机构6驱动夹具杆沿其轴向伸出，夹具头4远离工件。

第四步，此时进给机构6和转向机构5均会运动，在进给机构6和转向机构5的驱动下，夹具头4转向的同时回撤到初始位置。

具体的来说，进给机构6包括转动杆61、滑动杆62、圆柱缸65、U型卡块63和连接杆64；转动杆61与滑动杆62同中心线；夹具杆3的中心线与转动杆61的中心线平行；圆柱缸65安装在机架1上。

圆柱缸65内部开设有与转动杆61同中心线的圆柱腔651，圆柱缸65上开设有同轴向中心线的转动孔652和滑动孔653；转动孔652和滑动孔653均与圆柱腔651连通。转动杆61的一端与电机2的转轴连接，转动杆61的另一端穿过转动孔652后位于圆柱腔651内；转动杆61与转动孔652间隙配合；转动杆61远电机2一端的周向侧壁上开设有首尾连通的四个V型槽611。U型卡块63布置在圆柱缸65的圆柱腔651内；滑动杆62的一端穿过滑动孔653与U型卡块63连接；滑动杆62与滑动孔653滑动配合；转动杆61位于U型卡块63的两端之间，U型卡块63的两端对应V型槽611的位置上均开设有滚柱孔631，两个滚柱孔631同轴向中心线；两个滚柱孔631内均设有滑动滚柱632，滑动滚柱632与滚柱孔631间隙配合；滑动滚柱632的一端抵在圆柱缸65的内腔表面，滑动滚柱632的另一端抵在V型槽611内；滑动杆62远U型卡块63的一端与连接杆64连接；连接杆64远滑动杆62的一端开设有第一通孔641，夹具杆3通过轴承与第一通孔641连接。

本实施例提供的一种联动式夹具，电机2与转动杆61连接，电机2的转动带动转动杆61转动，转动杆61位于圆柱缸65内的一端上的V型槽611跟随转动，此时U型卡块63上滚柱孔631内的滑动滚柱632沿着V型槽611进行滑动，即滑动滚柱632与V型槽611滑动配合；滑动滚柱632的滑动过程中，带动滑动杆62沿其轴向滑动，滑动杆62的滑动带动夹具杆3沿其轴向滑动，根据V型槽611的形状可以调节滑动杆62的可滑动行程，进而可以控制夹具杆3的滑动行程。四个V型槽611首尾相连且均布在转动杆61外周上；当转动杆61旋转一周，U型卡块63进行四次进给动作，分别是U型卡块63相对转动杆61的靠近、远离、靠近和远离。

具体的，转向机构5包括连接轴54、第一圆齿轮51、第二圆齿轮52和第三圆齿轮53；第一圆齿轮51上开设有同轴向中心线且贯穿的第二通孔511，第二通孔511与转动杆61过盈配合；第二圆齿轮52上开设有同轴向中心线的第三通孔521，连接轴54通过轴承与第三通孔521连接。连接轴54的两端与机架1连接；第一圆齿轮51和第二圆齿轮52啮合；第一圆齿轮51和第二圆齿轮52靠圆柱缸65的一面上均设有多个立柱512；第一圆齿轮51上的多个立柱512相对第一圆齿轮51的轴向中心线呈均匀的弧形分布，第二圆齿轮52上的多个立柱512相对第二圆齿轮52的轴向中心线呈均匀的弧形分布。第三圆齿轮53上开设有同中心线的第四通孔531，第四通孔531与夹具杆3呈沿夹具杆3轴向的滑动配合；当第一圆齿轮51上的多个立柱512位于转动杆61的正上方时，第二圆齿轮52上的多个立柱512位于连接轴54的正下方，滑动滚柱632抵在V型槽611远第一圆齿轮51的一端；第三圆齿轮53先后与第一圆齿轮51上的多个立柱512以及第二圆齿轮52上的多个立柱512啮合。

本实施例提供的一种联动式夹具，第一圆齿轮51位于电机2和圆柱缸65之间，转动杆61的转动带动第一圆齿轮51进行转动。随即，与第一圆齿轮51啮合的第二圆齿轮52跟随转动。第一圆齿轮51和第二圆齿轮52的转向相反，因此分别位于第一圆齿轮51和第二圆齿轮52上面呈弧形均布的多个立柱512的转向相反，具体运动如下：

第一步：此时夹具头4位于初始位置，此时滑动滚柱632位于V型槽近第一圆齿轮51的一端，第一圆齿轮51上的多个立柱512位于第一圆齿轮51的左侧，第二圆齿轮52上的多个立柱512位于第二圆齿轮52的左侧。当转动杆61转动带动第一圆齿轮51转动90度，滑动滚柱632沿V型槽611靠第一圆齿轮51的一端滑动到V型槽611远第一圆齿轮51的一端；此时夹具头4伸出，第一圆齿轮51上的多个立柱512转动后位于第一圆齿轮51的上侧，第二圆齿轮52上的多个立柱512位于第二圆齿轮52的下侧。

第二步：转动杆61继续转动90度的过程中，第一圆齿轮51上的多个立柱512与第三圆齿轮53开始啮合，进而带动第三圆齿轮53转动，与此同时，滑动滚柱632从V型槽611远第一圆齿轮51的一端滑动趋近V型槽611近第一圆齿轮51的一端；与第三圆齿轮53连接的夹具杆3开始转向直到夹具头4与立式工作台上的工件相对应，第一圆齿轮51上的多个立柱512与第三圆齿轮53的啮合结束；滑动滚柱632此时还在V型槽611内滑动，直到第一圆齿轮51上的多个立柱512位于第一圆齿轮51的右侧，滑动滚柱632已滑动到V型槽611近第一圆齿轮51的一端，夹具头4压紧工件。

第三步：转动杆61继续转动90度，第一圆齿轮51上的多个立柱512转动后位于第一圆齿轮51的下侧，第二圆齿轮52上的多个立柱512转动后位于第二圆齿轮52的上侧；夹具头4伸出，远离工件。

第四步：转动杆61继续转动90度，第一圆齿轮51上的多个立柱512转动后位于第一圆齿轮51的左侧，第二圆齿轮52上的多个立柱512与第三圆齿轮53啮合，夹具头4转动，同时夹具杆3收回，最终夹具头4回到初始位置。第一圆齿轮51和第二圆齿轮52上的多个立柱512的数量可以减少为1个；立柱512的数量决定第三圆齿轮53的转动程度大小，也决定了夹具头4的转动幅度。

而且，为实现夹具杆3在第四通孔531内可以沿其轴向滑动，且第三圆齿轮53的转动要带动夹具杆3转动，第四通孔531为方孔，夹具杆3对应第四通孔531的位置为方杆。

与上一个实施例类似的，滑动杆62只需要沿其轴向的滑动，不能跟随转动杆61转动，才可以实现滑动杆62的进给动作，所以滑动孔653为方孔，滑动杆62对应滑动孔653的位置为方杆。

此外，还包括限位杆7；限位杆7的一端与机架1连接，限位杆7的另一端与第三圆齿轮53贴合；第三圆齿轮53位于第一圆齿轮51和限位杆7之间。装置运行过程中，第三圆齿轮53需要加以限位，以防止夹具杆3的进给动作带动第三圆齿轮53脱离与第一圆齿轮51和第二圆齿轮52上立柱512的啮合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (3)

1.一种联动式夹具，其特征在于:包括机架、电机、夹具杆、夹具头、转向机构和进给机构；

所述电机安装在所述机架上，所述夹具杆活动地安装在机架上，使夹具杆可转向和轴向移动；所述进给机构的一端与所述电机的转轴连接，所述进给机构的另一端与所述夹具杆连接；所述转向机构的一端与所述进给机构连接，所述转向机构的另一端与所述夹具杆连接；所述夹具杆的一端与所述夹具头连接；所述进给机构用于驱动夹具杆沿其轴向滑动，所述转向机构用于驱动夹具杆转动；

所述进给机构包括转动杆、滑动杆、圆柱缸、U型卡块和连接杆；

所述转动杆与所述滑动杆同中心线；所述夹具杆的中心线与所述转动杆的中心线平行；所述圆柱缸安装在所述机架上；

所述圆柱缸内部开设有与所述转动杆同中心线的圆柱腔，所述圆柱缸上开设有同轴向中心线的转动孔和滑动孔；所述转动孔和所述滑动孔均与所述圆柱腔连通；所述转动杆的一端与所述电机的转轴连接，所述转动杆的另一端穿过所述转动孔后位于所述圆柱腔内；所述转动杆与所述转动孔间隙配合；所述转动杆远所述电机一端的侧壁上沿其周向开设有首尾连通的四个V型槽；所述U型卡块布置在圆柱缸的圆柱腔内；所述滑动杆的一端穿过所述滑动孔与所述U型卡块连接；所述滑动杆与所述滑动孔滑动配合；所述转动杆位于所述U型卡块的两端之间，所述U型卡块的两端对应所述V型槽的位置上均开设有滚柱孔，两个所述滚柱孔同轴向中心线；两个所述滚柱孔内均设有滑动滚柱，所述滑动滚柱与所述滚柱孔间隙配合；所述滑动滚柱的一端抵在所述圆柱缸的内腔表面，所述滑动滚柱的另一端抵在所述V型槽内；所述滑动杆远所述U型卡块的一端与所述连接杆连接；所述连接杆远所述滑动杆的一端开设有第一通孔，所述夹具杆通过轴承与所述第一通孔连接；

所述转向机构包括连接轴、第一圆齿轮、第二圆齿轮和第三圆齿轮；

所述第一圆齿轮上开设有同轴向中心线且贯穿的第二通孔，所述第二通孔与所述转动杆过盈配合；所述第二圆齿轮上开设有同轴向中心线的第三通孔，所述连接轴通过轴承与所述第三通孔连接；所述连接轴的两端与所述机架连接；所述第一圆齿轮和所述第二圆齿轮啮合；所述第一圆齿轮和所述第二圆齿轮靠所述圆柱缸的一面上均设有多个立柱；所述第一圆齿轮上的多个立柱相对第一圆齿轮的轴向中心线呈均匀的弧形分布，所述第二圆齿轮上的多个立柱相对第二圆齿轮的轴向中心线呈均匀的弧形分布；所述第三圆齿轮上开设有同中心线的第四通孔，所述第四通孔与所述夹具杆呈沿夹具杆轴向的滑动配合；

当第一圆齿轮上的多个立柱位于所述转动杆的正上方时，第二圆齿轮上的多个立柱位于连接轴的正下方，所述滑动滚柱抵在所述V型槽远第一圆齿轮的一端；所述第三圆齿轮先后与第一圆齿轮上的多个立柱以及第二圆齿轮上的多个立柱啮合；

所述滑动杆对应所述滑动孔的位置为方杆。

2.根据权利要求1所述的一种联动式夹具，其特征在于：所述第四通孔为方孔，所述夹具杆对应所述第四通孔的位置为方杆。

3.根据权利要求1所述的一种联动式夹具，其特征在于：还包括限位杆；所述限位杆的一端与机架连接，所述限位杆的另一端与所述第三圆齿轮贴合；所述第三圆齿轮位于所述第一圆齿轮和限位杆之间。