CN112171375A - 夹具及四轴工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种夹具，夹具包括至少一组装夹模组，装夹模组包括滑座主体和驱动装置，所述滑座主体的上部设有与之滑动连接的仿型组件，所述仿型组件包括若干相互活动连接且与待加工产品内腔接触的滑块、与若干所述滑块接触用于将所述滑块撑开的拉杆组件、连接若干所述滑块使之在被撑开后能够自动收拢的弹性件，所述拉杆组件的下部与所述驱动装置的动力输出端连接，带动所述拉杆组件沿垂直于所述滑座主体的方向运动，以实现将若干所述滑块撑开。本发明提供的夹具，结构简单，方便装夹固定具有空腔的工件，结构简单，装夹精度高，减少装夹误差，提高加工精度；另外通用性强，可以适用多种内腔形状的装夹，配合滑轨使用还能装夹具有多个内腔的产品。

Description

夹具及四轴工装

技术领域

本发明涉及夹治具技术领域，特别是涉及一种夹具及四轴工装。

背景技术

在机械加工领域，对工件进行加工前，需要对工件进行装夹固定。对于一些环状、管状、框体等中空或者具有腔体的规则或不规则工件，由于该类工件中间为空腔，该类工件装夹固定时还需要在空腔内设置内撑夹具进行固定，目前对该类工件的装夹固定，只能通过增加夹位实现，这使得装夹过程也更加繁杂且多一个夹位也会增加误差。

如何设计一种能够保证该类工件的加工精度且能精简装夹工序，进而固定装夹好该类工件的夹具，成为亟待本领域技术人员解决的技术难题。

发明内容

基于此，本发明提供一种夹具，结构简单，操作方便，用以解决具有空腔的工件加工前的装夹固定，提高工件的加工精度。

本发明提供了一种夹具，所述夹具包括至少一组装夹模组，所述装夹模组包括滑座主体和驱动装置，所述滑座主体的上部设有与之滑动连接的仿型组件，所述仿型组件包括若干相互活动连接且与待加工产品内腔接触的滑块、与若干所述滑块接触用于将所述滑块撑开的拉杆组件、连接若干所述滑块使之在被撑开后能够自动收拢的弹性件，所述拉杆组件的下部与所述驱动装置的动力输出端连接，带动所述拉杆组件沿垂直于所述滑座主体的方向运动，以实现将若干所述滑块撑开。

进一步的技术方案中，所述滑块之间相互接触的表面设有间隔且倾斜设置的凸齿部和凹槽部，相邻设置的所述滑块之间通过所述凸齿部及所述凹槽部相互咬合。

进一步的技术方案中，所述滑块内设有收纳槽，所述弹性件安装于所述收纳槽内，将若干所述滑块串连。

进一步的技术方案中，所述滑块包括承托平台和设置在所述承托平台上部的仿型部，若干所述滑块的所述仿型部围成与待装夹工件内腔接触的仿型面。

进一步的技术方案中，所述拉杆组件包括拉芯、固定连接所述拉芯下部的连接杆和固定连接所述连接杆下部的拉杆，所述拉杆的下部与所述驱动装置的动力输出端固定连接；所述拉芯包括同轴且间隔设置的上拉芯和下拉芯。

进一步的技术方案中，所述仿型组件的中心处设有一用于收纳拉杆组件的空腔，所述空腔包括从上往下依次包括用于收纳上拉芯的上拉芯室、用于收纳下拉芯的下拉芯室及用于收纳所述连接杆的连接室；所述上拉芯和所述下拉芯均设置为上底面积大于下底面积的圆台状。

进一步的技术方案中，所述上拉芯室和所述下拉芯室的内壁处均设有与所述拉芯配合的润滑斜面。

进一步的技术方案中，还包括一滑轨部和定位螺丝，所述装夹模组并列设有两组且通过所述滑座主体底部的滑槽与所述滑轨部滑动连接，所述定位螺丝将所述滑座主体相对固定在所述滑轨部上。

进一步的技术方案中，还包括用于稳定待加工产品的第一支撑件、第二支撑件和夹紧装置，所述第一支撑件设有两个且分别位于所述滑轨部的首末端，所述夹紧装置设置在所述第一支撑件的旁侧，所述第二支撑件设置在两所述装夹模组之间。

本发明的另一个目的在于提供一种四轴工装，包括数控分度盘和与之固定连接的安装板，所述夹具设置在所述安装板的上部。

有益效果：本发明提供一种夹具，所述夹具包括至少一组装夹模组，所述装夹模组包括滑座主体和驱动装置，所述滑座主体的上部设有与之滑动连接的仿型组件，所述仿型组件包括若干相互活动连接且与待加工产品内腔接触的滑块、与若干所述滑块接触用于将所述滑块撑开的拉杆组件、连接若干所述滑块使之在被撑开后能够自动收拢的弹性件，所述拉杆组件的下部与所述驱动装置的动力输出端连接，带动所述拉杆组件沿垂直于所述滑座主体的方向运动，以实现将若干所述滑块撑开。通过采用上述结果，实现对具有内腔产品的精准装夹，夹具结构简单，装夹过程简便快捷。

附图说明

图1为本发明的夹具的结构示意图；

图2为图1所示夹具沿A-A向的剖视图；

图3为图2所示夹具中的A部分的放大结构示意图；

图4为图1所示夹具拉杆组件结构示意图；

图5为图1所示夹具的滑块的结构示意图；

图6为图1所示夹具安装在四轴工装中的结构示意图；

图7为图6所示四轴工装的局部剖视图。

附图中各标号的含义为：

100-装夹模组；1-滑座主体；11-滑轨部；12-定位螺丝；2-驱动装置；21-第一支撑件；22-第二支撑件；23-夹紧装置；3-仿型组件；4-滑块；4a-凸齿部；4b-凹槽部；4c-收纳槽；41-承托平台；42-仿型部；43-仿型面；5-拉杆组件；51-拉芯；51a-上拉芯；51b-下拉芯；52-连接杆；53-拉杆；6-弹性件；7-空腔；71-上拉芯室；72-下拉芯室；73-连接室；7a润滑斜面；200-产品；桩头部201；鼻梁部202；300-四轴工装；301-数控分度盘；302-安装板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1-图5所示，本发明提供了本发明提供了一种夹具，所述夹具包括至少一组装夹模组100，所述装夹模组100包括滑座主体1和驱动装置2，在本实施例中所述驱动装置2选用单杆气缸。所述滑座主体1的上部设有与之滑动连接的仿型组件3，所述仿型组件3包括滑块4、拉杆组件5和弹性件6，在本实施例中，如图1所示，滑块4设有8块，滑块4具体数量可以根据产品200内腔的需求进行调整，滑块4之间相互活动连接且与待加工产品200的内腔接触。拉杆组件5与若干所述滑块4接触用于将所述滑块4撑开，所有的滑块4内都设有收纳槽4c，所述弹性件6安装于所述收纳槽4c内，将若干所述滑块4串连起来，为滑块4收拢动作提供径向的恢复力。

所述拉杆组件5的下部与所述驱动装置2的动力输出端连接，带动所述拉杆组件5沿垂直于所述滑座主体1的方向运动，以实现将若干所述滑块4撑开。装夹产品200时，将带有内腔的待加工产品200放置在装夹模组100的上部，当驱动装置2带动拉杆组件5往下运动时，若干滑块4被拉杆组件5挤压，对若干滑块4提供径向压力，使所有的滑块4向外张开直至与代加工产品200的内腔接触，以实现将待加工产品200固定住。需取出产品200时，驱动装置2推动拉杆组件5向上，为滑块4复位让出空间，在弹性件6的作用下复位，所有滑块4向内收拢，不再与待加工产品200的内腔接触，将产品200从夹紧状态下松开。

为了使滑块4在运动过程中更加顺畅且稳定，所述滑块4之间相互接触的表面设有间隔且倾斜设置的凸齿部4a和凹槽部4b，相邻设置的所述滑块4之间通过所述凸齿部4a及所述凹槽部4b相互咬合，在滑块4被撑开或恢复原状时，凸齿部和凹槽部4b能起到导向作用，使得滑块4按照既定的轨迹运动，滑块4之间不会产生错位，装夹的形状始终保持稳定，从而实现提高装夹的精度。

待加工产品200除了内腔外的其他结构，在加工时需要辅助定位，在本实施例中，所述滑块4包括承托平台41和设置在所述承托平台41上部的仿型部42，装夹产品200时，承托平台41用于放置代加工产品200，以实现初步定位，若干所述滑块4的所述仿型部42围成与待装夹产品200内腔接触的仿型面43，仿型面43上还设有与代加工产品200内腔相匹配的凸条部，滑块4被拉芯51组件撑开时，仿型面43及其表面的凸条部与代加工产品200内腔的结构完全贴合，从而精准地将产品200装夹住，具体如图X所示。

如图4所示，所述拉杆组件5包括拉芯51、固定连接所述拉芯51下部的连接杆52和固定连接所述连接杆52下部的拉杆53，在本实施例中，所述拉芯51和连接杆52通过螺丝固定连接，所述拉杆53的下部与所述驱动装置2的动力输出端固定连接；所述拉芯51包括同轴且间隔设置的上拉芯51a和下拉芯51b，所述上拉芯51a和所述下拉芯51b均设置为上底面积大于下底面积的圆台状，当上拉芯51a和下拉芯51b往下运动时，上底面积部分也随之往下运动，往下运动的过程中也逐步地将滑块4往外推动，将仿型面43推至与产品200内腔完全接触后即停止运动。

所述仿型组件3的中心处设有一用于收纳拉杆组件5的空腔7，所述空腔7包括从上往下依次包括用于收纳上拉芯51a的上拉芯室71、用于收纳下拉芯51b的下拉芯室72及用于收纳所述连接杆52的连接室73，所述上拉芯室71和所述下拉芯室72的内壁处均设有与所述拉芯51配合的润滑斜面7a。当上拉芯51a和下拉芯51b运动时，由于设置有圆台状，其侧面分别与上拉芯室71及下拉芯室72的润滑斜面7a相互匹配，确保拉芯51组件在上、下移动的过程中能够顺畅运行，不会发生卡顿的。下拉芯室72设置为圆台状，当下拉芯51b下降到一定位置时，下拉芯51b的下底面与下拉芯室72的底面接触，起到限位作用，避免拉芯51组件过度下拉。为了提高夹具的寿命，上拉芯51a和下拉芯51b还可采用缓冲材料制成或者直接在其侧面和下底面包裹一层缓冲材料，又或者在上拉芯51a和下拉芯51b之间套装一个缓冲件，缓冲件设置为活塞状，上拉芯室71和下拉芯室72之间配合设置一用于收纳缓件的缓冲室，缓冲室与所述缓冲件的形状一致。

进一步的，连接杆52的下部设有T型槽，拉杆的上部嵌装于T型槽内。滑座主体1上开设有通孔，拉杆的下部透过所述通孔延伸至滑座主体1的下方，通过螺丝与所述驱动装置2的动力输出端固定连接，本实施例中驱动装置2采用单杆气缸，单杆气缸处设有与外部气源连接的进气口和出气口，通过外部气源的作用，驱动装置2带动拉杆运动，由于拉杆的上部与连接杆52处固定连接，作用力传递给连接杆52，进而通过连接杆52再进一步驱动位于空腔7内的拉杆组件5，从而事件带动拉杆组件5运动，给滑块4提供径向力，驱动滑块4往外运动并且与待加工产品200的内腔面接触，进而夹紧待加工产品200。

如图6和图7所示，本实施例提供的夹具用于加工具的产品200为设有两个腔体的眼镜，包括为了提高加工效率，所述装夹模组100并列设有两组，同时将眼镜产品200的两个空腔7都装夹住，一次装夹即可完成两个腔体的加工，节省CT时间。进一步地还包括滑轨部11和定位螺丝12，两组所述装夹模组100并列通过所述滑座主体1底部的滑槽与所述滑轨部11滑动连接，具体地，在滑座主体1的底部开设有燕尾槽，滑轨部11设置成与燕尾槽相匹配的形状，将滑座主体1嵌装至滑轨部11上方，根据眼镜产品200需要加工的内腔形态，调整好两组装夹模组100之间的间距，操作人员将定位螺丝12拧紧，将装夹模组100相对固定在滑轨部11上。

在本实施例中，为了避免定位螺丝12与连接杆52干涉，连接杆52的下部设有一避空槽供所述定位螺丝12通过，避空槽的长度与宽度均大于所述定位螺丝12的直径，以便所述连接杆52在运动的过程中有足够多的空间，保证治具在装夹是顺畅运行。

由于眼镜产品200的结构特性原因，其主要装夹点设置在两端的桩头部201和产品200中间的鼻梁部202，本实施例为了提高加工时的稳定性，设置用于稳定待加工产品200的第一支撑件21、第二支撑件22和夹紧装置23，所述第一支撑件21设有两个且分别位于所述滑轨部11的首末端，所述夹紧装置23设置在所述第一支撑件21的旁侧，所述第二支撑件22设置在两所述装夹模组100之间。第一支撑件21包括一体成型的横梁部和支撑部，所述支撑部设有两个且分别位于横梁部的首末端，支撑部还设有用于安装螺丝的螺丝孔，横梁部的上部设有用于与眼镜产品200桩头部201接触的凸台。所述第二支撑件22包括一体成型的悬臂与支柱，所述悬臂与眼镜产品200鼻梁部202接触，支柱也设有用于安装螺丝的螺丝孔。夹紧装置23至少包括旋转气缸和夹爪，所述旋转气缸固定设置在第一支撑件21的旁侧，夹爪的下部与所述旋转气缸的动力输出端固定连接，在装夹产品200时，在外部气源作用下，旋转气缸带动夹爪作旋转运动，直至夹爪运动至眼镜产品200桩头部201的上方，以实现对产品200的装夹定位。加工完毕后，旋转气缸驱动夹爪恢复原位，直至夹爪完全退出桩头部201的上方。

本实施例提供夹具，主要配合四轴工装300一并使用，该四轴工装300包括数控分度盘301、连接板、安装板302及支架，数控分度盘301安装于CNC机台内使用，连接板与数控分度盘301的动力输出端连接，安装板302与连接板固定，支架的部分固定连接安装板302的下部，同时另一部分固定与连接板。所述夹具设置在所述安装板302的上部。具体地，滑轨部11固定设置在安装板302的上部，驱动装置2固定设置在安装板302的下部，第一支撑件21、第二支撑件22和夹紧装置23的下部通过螺丝或其他紧固件固定连接安装板302的上部。

加工产品200前，根据产品200的装夹需求，设置好装夹模组100的数量，或是根据产品200的需求调校好装夹模组100之间的距离，使之与产品200需装夹的内腔之间的距离相互适配，安装至四轴工装300的安装板302上固定住。根据需装夹产品200的内腔形状选择合适的滑块4，以便滑块4的仿型部42与产品200内腔形状适配。将产品200的内腔套装在滑块4的仿型部42外周，产品200放置在承托平台41上，在本实施例中产品200是一块眼镜支架，特设置有第一支撑件21和第二支撑件22分别用于固定眼镜支架的桩头部201和鼻梁部202，根据产品200款式或结构的特性需求，可改变支撑件的形态或增减支撑件。再者通过驱动装置2带动拉杆组件5向下运动，将各个滑块4往外推，滑块4的仿型面43与产品200的内腔面完全贴合，同时夹紧装置23开始运作，旋转气缸驱动夹爪旋转，直至夹爪运动至桩头部201的上方，将产品200进一步固定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种夹具，其特征在于，所述夹具包括至少一组装夹模组，所述装夹模组包括滑座主体和驱动装置，所述滑座主体的上部设有与之滑动连接的仿型组件，所述仿型组件包括若干相互活动连接且与待加工产品内腔接触的滑块、与若干所述滑块接触用于将所述滑块撑开的拉杆组件、连接若干所述滑块使之在被撑开后能够自动收拢的弹性件，所述拉杆组件的下部与所述驱动装置的动力输出端连接，带动所述拉杆组件沿垂直于所述滑座主体的方向运动，以实现将若干所述滑块撑开。

2.根据权利要求1所述的一种夹具，其特征在于：所述滑块之间相互接触的表面设有间隔且倾斜设置的凸齿部和凹槽部，相邻设置的所述滑块之间通过所述凸齿部及所述凹槽部相互咬合。

3.根据权利要求1所述的一种夹具，其特征在于：所述滑块内设有收纳槽，所述弹性件安装于所述收纳槽内，将若干所述滑块串连。

4.根据权利要求1所述的一种夹具，其特征在于：所述滑块包括承托平台和设置在所述承托平台上部的仿型部，若干所述滑块的所述仿型部围成与待装夹工件内腔接触的仿型面。

5.根据权利要求1所述的一种夹具，其特征在于：所述拉杆组件包括拉芯、固定连接所述拉芯下部的连接杆和固定连接所述连接杆下部的拉杆，所述拉杆的下部与所述驱动装置的动力输出端固定连接；所述拉芯包括同轴且间隔设置的上拉芯和下拉芯。

6.根据权利要求5所述的一种夹具，其特征在于：所述仿型组件的中心处设有用于收纳拉杆组件的空腔，所述空腔包括从上往下依次包括用于收纳上拉芯的上拉芯室、用于收纳下拉芯的下拉芯室及用于收纳所述连接杆的连接室；所述上拉芯和所述下拉芯均设置为上底面积大于下底面积的圆台状。

7.根据权利要求6所述的一种夹具，其特征在于：所述上拉芯室和所述下拉芯室的内壁处均设有与所述拉芯配合的润滑斜面。

8.根据权利要求1所述的一种夹具，其特征在于：还包括一滑轨部和定位螺丝，所述装夹模组并列设有两组且通过所述滑座主体底部的滑槽与所述滑轨部滑动连接，所述定位螺丝将所述滑座主体相对固定在所述滑轨部上。

9.根据权利要求8所述的一种夹具，其特征在于：还包括第一支撑件、第二支撑件和夹紧装置，所述第一支撑件设有两个且分别位于所述滑轨部的首末端，所述夹紧装置设置在所述第一支撑件的旁侧，所述第二支撑件设置在两所述装夹模组之间。

10.一种四轴工装，其特征在于：包含有权利要求1-9任一权利要求所述的夹具。

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