CN112222900A - 一种传动式旋转工件的夹具 - Google Patents

Abstract

一种传动式旋转工件的夹具，包括定位夹具，定位夹具上设有n个定位孔，各定位孔内同轴设有旋转轴，旋转轴包括一个主动旋转轴和n‑1个定位旋转轴，其中n为≥2的自然数；定位夹具上还设有压紧机构，压紧机构上端为压板，压板端部位于定位旋转轴上方且与定位旋转轴间留有安装工件的空间。通过对部件结构的合理设置，实现1个动力源带动多个工件自动旋转，大幅提高生产效率，减少需人工多次装卸、翻转工件的劳动量，整体结构简单、体积小、重量轻、制造成本低，是机加行业的首创。

Description

一种传动式旋转工件的夹具

技术领域

本发明属于机械辅助工具技术领域，具体涉及一种传动式旋转工件的夹具。

背景技术

现行法兰盘类工件的在加工圆弧缺口时每次装夹1个工件的夹具，用筒式铣刀切削2次，分别切削掉工件两侧的圆弧缺口，完成1件成品。现有夹具是固定不动，不旋转，靠设备变换刀具坐标实现加工另一侧。行业内自动旋转的结构很少，主要是齿轮传动。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种传动式旋转工件的夹具，通过对部件结构的合理设置，实现1个动力源带动多个工件自动旋转，大幅提高生产效率，又能减少需人工多次装卸、翻转工件的劳动量，整体结构简单、体积小、重量轻、制造成本低，是机加行业的首创。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：

一种传动式旋转工件的夹具，包括定位夹具，定位夹具上设有n个定位孔，各定位孔内同轴设有旋转轴，旋转轴包括一个主动旋转轴和n-1个定位旋转轴，其中n为≥2的自然数；定位夹具上还设有压紧机构，压紧机构上端为压板，压板端部位于定位旋转轴上方且与定位旋转轴间留有安装工件的空间。

优选的，还包括传动带组件，传动带组件将主动旋转轴和各定位旋转轴环绕并串联。

优选的，当n＞2时，压紧机构整体呈T形结构、并位于相邻两个定位旋转轴间，压紧机构上的压板两端分别位于相邻两个定位旋转轴上方。

优选的，当n＞2时，各定位旋转轴在定位夹具上周向等间距布局，压紧机构位于两个定位旋转轴间、并在定位夹具上周向等间距布局。

优选的，传动带组件包括多个传动带，当n＞2时，相邻两个定位旋转轴共享一个传动带，各传动带两端均固定于所在的旋转轴上，且多个传动带沿旋转轴轴向上下布局。

优选的，各旋转轴外侧周向设有槽底直径相同的凹槽，传动带与凹槽相切。

优选的，传动带的长度大于所在相邻两个旋转轴中心连线的长度和任一凹槽一半周长的总和。

优选的，定位旋转轴与定位夹具间的定位夹具上设有角度限位块，定位旋转轴下方设有限位环，角度限位块和限位环配合限制定位旋转轴在180°的范围内旋转。

优选的，限位环内壁设有第一限位凸部和第二限位凸部，角度限位块的一端为限位块凸部，定位旋转轴旋转时限位块凸部沿第一限位凸部和第二限位凸部间的限位环内壁滑动，并通过第一限位凸部和第二限位凸部对定位旋转轴制动。

优选的，定位旋转轴与定位夹具间设有压紧定位环，压紧定位环的外径等于定位夹具安装孔的直径，压紧定位环的内径等于定位旋转轴的外径。

与现有技术相比，本发明的优点为：

(1)本发明的传动式旋转工件的夹具，通过对部件结构的合理设置，1次能够装夹多个工件的夹具，且能够使工件在主动旋转轴的带动下自动旋转180°，只需装卸1次工件、2次走刀即可生产出多件成品，提高生产效率。

(2)本发明的传动式旋转工件的夹具，通过对部件结构的合理设置，使用一个主动旋转轴并通过传动带带动多个工件一起旋转的结构设计巧妙，整体结构简单、体积小、重量轻、制造成本低，是机加行业的首创。

(3)本发明的传动式旋转工件的夹具，通过对部件结构的合理设置，主动旋转轴带动各定位旋转轴同步将各自连接的传动带收卷或释放，整个传动结构设计巧妙、平滑顺畅。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的传动式旋转工件的夹具的立体图；

图2为图1中传动带组件的连接示意图；(图2a为上层传动带连接示意图，图2b为下层传动带连接示意图)；

图3本发明的传动原理图；(图3a为上层传动带的传动原理图，图3b为下层传动带的传动原理图)；

图4为图1中定位旋转轴的正向剖视图；

图5为图1中主动旋转轴的正向剖视图；

图6为图2中角度限位块与限位环的俯视图；

图7为图2中角度限位块的结构示意图(图7a为角度限位块的主视图，图7b为角度限位块的立体图)

图8为图1中定位夹具的俯视图；

图9为图1中工件及其切割工艺示意图。

图中各标号表示为：0工件；1定位夹具；1-0定位孔；1-1角度限位块；1-11限位块凸部；1-2键槽；1-3压紧定位环；2主动旋转轴；2-0防水罩；2-1第一凹槽；2-2第二凹槽；3定位旋转轴；3-1限位环；3-11第一限位凸部；3-12第二限位凸部；4传动带组件；4-1上层传动带；4-11第一传动带；4-12第二传动带；4-13第三传动带；4-2下层传动带；4-21第四传动带；4-22第五传动带；4-23第六传动带；4-3转动带固定夹；5压紧机构；5-1压板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做可选的详细说明，是对本发明的解释而不是限定。

一种传动式旋转工件的夹具，包括定位夹具1，定位夹具1上设有n个定位孔1-0，各定位孔1-0内同轴设有旋转轴，旋转轴包括一个主动旋转轴2和n-1个定位旋转轴3，其中n为≥2的自然数；定位夹具1上还设有压紧机构5，压紧机构5上端为压板5-1，压板5-1端部位于定位旋转轴3上方且与定位旋转轴3间留有安装工件0的空间；

其作用为：定位夹具1用于承载主动旋转轴2和n个定位旋转轴3，定位旋转轴3上承载工件0，定位夹具1上有多个定位孔1-0，定位孔1-0用于对主动旋转轴2和各定位旋转轴3定位，同时各旋转轴可以以定位孔1-0的中心做旋转运动；压板5-1端部位于定位旋转轴3上方且与定位旋转轴3间留有安装工件0的空间，压紧机构5用于压紧或放松定位旋转轴3上承载的工件0，当压紧机构5压紧时将定位旋转轴3以及工件0压紧在定位夹具1上使其不能旋转。

具体的，还包括传动带组件4，传动带组件4将主动旋转轴2和各定位旋转轴3环绕并串联；

其作用为：传动带组件4用于将主动旋转轴2和各定位旋转轴3环绕并串联，使得主动旋转轴2转动时通过传动带组件4带动各定位旋转轴3同向转动；，主动旋转轴2转动时通过传动带组件4带动各定位旋转轴3以定位孔1-0为圆心和工件0一起同向旋转的结构设计巧妙，整体结构简单、体积小、重量轻、制造成本低，是机加行业的首创。

优选的，压板5-1铰接在压紧机构5上端，当压板5-1端部转动至定位旋转轴3上方时，用于压紧定位旋转轴3上承载的工件0，也将定位旋转轴3压紧在定位夹具1上使其不能旋转；当压紧机构5的压板5-1向上运动并90°旋转，工件0和定位旋转轴3不受向下的力、处于放松状态，定位旋转轴3可带动工件0同步旋转。

优选的，主动旋转轴2是通过旋转气缸或电机驱动其旋转，旋转气缸或电机均为市面上能够购买到现有的旋转气缸或电机；

优选的，主动旋转轴2上设有防水罩2-0；其作用为：防水罩2-0用于避免主动旋转轴2上的旋转气缸进水。

具体的，当n＞2时，压紧机构5整体呈T形结构、并位于相邻两个定位旋转轴3间，压紧机构5上的压板5-1两端分别位于相邻两个定位旋转轴3上方；其作用为：使得1个压紧机构5可以同时对2个定位旋转轴3上的工件0压紧。

优选的，当n＞2时，各定位旋转轴3在定位夹具1上周向等间距布局，压紧机构5位于两个定位旋转轴3间、并在定位夹具1上周向等间距布局；

其作用为：各定位旋转轴3在定位夹具1上周向等间距布局即各相邻定位旋转轴3的中心连线呈正多边形，使得使得整个传动结构设计巧妙、平滑顺畅；压紧机构5位于两个定位旋转轴3间、并在定位夹具1上周向等间距布局，使得使得1个压紧机构5可以同时对2个定位旋转轴3上的工件0压紧。

具体的，传动带组件4包括多个传动带，当n＞2时，相邻两个定位旋转轴3共享一个传动带，各传动带两端均固定于所在的旋转轴上，且多个传动带沿旋转轴轴向上下布局；

其作用为：主动旋转轴2带动各定位旋转轴3同步将各自连接的传动带收卷或释放，当主动旋转轴2顺时针/逆时针旋转，在传动带的作用下，带动临近的一个定位旋转轴3旋转，与主动旋转轴2临近的定位旋转轴3又通过传动带依次带动其余定位旋转轴3同步旋转；

优选的，传动带组件4包括n个传动带，并分为上层传动带4-1和下层传动带4-2；当n为双数时，上层传动带4-1包括

个传动带，并以主动旋转轴2为起始、顺时针依次间隔环绕相邻的定位旋转轴3，下层传动带4-2包括

个传动带，并由主动旋转轴2为起始、逆时针依次间隔环绕相邻的定位旋转轴3；当n为单数时，上层传动带4-1包括

或

个传动带，并以主动旋转轴2为起始、顺时针依次间隔环绕相邻的定位旋转轴3，下层传动带4-2包括

或

个传动带，并由主动旋转轴2为起始、逆时针依次间隔环绕相邻的定位旋转轴3；

优选的，各传动带两端通过转动带固定夹4-3固定于所在的旋转轴上，且传送带的安装点要位于切点以外。

具体的，各旋转轴外侧周向设有槽底直径相同的凹槽，所述传动带与凹槽相切；

其作用为：各凹槽的槽底直径相同的设定，使得当主动旋转轴2旋转时，各定位旋转轴3同步旋转，且主动旋转轴2和各定位旋转轴3同向转动的角度和速度均相同。

优选的，各旋转轴外侧周向设有槽底直径相同的凹槽，凹槽包括自上而下的第一凹槽2-1和第二凹槽2-2；上层传动带4-1与第一凹槽2-1相切，下层传动带4-2与第二凹槽2-2相切；

其中，各旋转轴上的第一凹槽2-1的高度均相同，各旋转轴上的第二凹槽2-2的高度均相同，任何时刻传动带在绷紧状态下均与凹槽的槽底相切。

具体的，传动带的长度大于所在相邻两个旋转轴中心连线的长度和任一凹槽一半周长的总和；其中，传动带的长度是除去安装传动带所需的长度；

其作用为：使得定位旋转轴3至少能顺时针/逆时针转动180°。

具体的，定位旋转轴3与定位夹具1间的定位夹具1上设有角度限位块1-1，定位旋转轴3下方设有限位环3-1，角度限位块1-1和限位环3-1配合限制定位旋转轴3在180°的范围内旋转。

具体的，限位环3-1内壁设有第一限位凸部3-11和第二限位凸部3-12，角度限位块1-1的一端为限位块凸部1-11，定位旋转轴3旋转时限位块凸部1-11沿第一限位凸部3-11和第二限位凸部3-12间的限位环3-1内壁滑动，并通过第一限位凸部3-11和第二限位凸部3-12对定位旋转轴3制动；

其作用为：主动旋转轴2带动各定位旋转轴3同步旋转，直至第一限位凸部3-11或第二限位凸部3-12接触到限位块凸部1-11，各旋转轴停止转动，实现各定位旋转轴3同步旋转180°的功能。

优选的，限位环3-1可与定位旋转轴3为一个整体，当定位旋转轴3旋转至极限位置时，与第一限位凸部3-11或第二限位凸部3-12分别与限位块凸部1-11的两个侧面接触，实现对定位旋转轴的精确角度定位。

具体的，定位夹具1与角度限位块1-1的接触面还设有键槽1-2，限位块凸部1-11下方固定在键槽1-2内；其作用为：角度限位块1-1通过与定位夹具1的键槽1-2配合进行安装，限位块凸部1-11下方卡设在键槽1-2内，使得当定位旋转轴3旋转时，角度限位块1-1与定位夹具1始终保持相对静止。

具体的，定位旋转轴3与定位夹具1间设有压紧定位环1-3，压紧定位环1-3的外径等于定位夹具1安装孔的直径，压紧定位环1-3的内径等于定位旋转轴3的外径；其作用为：压紧定位环1-3使定位旋转轴3绕轴心转动，同时承载定位旋转轴3受压。

实施例1

如图1-9所示本实施例公开了一种传动式旋转工件的夹具，包括定位夹具1，定位夹具1上设有一个主动旋转轴2和5个相同外径的定位旋转轴3，5个定位旋转轴3均位于主动旋转轴2一侧，各定位旋转轴3在定位夹具1上轴向布置，且各相邻定位旋转轴3的中心连线呈正五边形，主动旋转轴2与相邻2个定位旋转轴3的中心连线为正三角形，相邻两个定位旋转轴3间设有压紧机构5，压紧机构5上端为压板5-1，其中压紧机构5可选用液压旋转夹紧器；还包括传动带组件4，传动带组件4将主动旋转轴2和5个定位旋转轴3环绕并串联，且主动旋转轴2转动时通过传动带组件4带动5个定位旋转轴3同向转动，本实施例中的传动带选用钢丝绳；

传动带组件4分为上层传动带4-1和下层传动带4-2，上层传动带4-1和下层传动带4-2分别与各旋转轴上的第一凹槽2-1和第二凹槽2-2相切。其中，上层传动带4-1包括第一传动带4-11、第二传动带4-12和第三传动带4-13，上层的传动带以主动旋转轴2为起始、顺时针依次间隔环绕相邻的定位旋转轴3；下层传动带4-2包括第四传动带4-21、第五传动带4-22和第六传动带4-23，下层的传动带以主动旋转轴2为起始、逆时针依次间隔环绕相邻的定位旋转轴3；各传动带两端均均通过转动带固定夹4-3固定于所在的旋转轴上。

本实施例的具体工作过程：工件0安装在定位旋转轴3上，当压紧机构5的压板5-1转动至定位旋转轴3上方且向下作用时，压板5-1向下压紧在工件0上，也将定位旋转轴3压紧在定位夹具1的压紧定位环1-3上，使其不能旋转，此时开始第1次加工；当第1次加工结束，压紧机构5向上作用，压板5-1松开(向上运动并旋转90°)，定位旋转轴3不受向下的压力，处于放松状态。此时，旋转气缸驱动与其连接的主动旋转轴2顺时针/逆时针旋转，当主动旋转轴2顺时针旋转时，主动旋转轴2通过第四传动带4-21带动临近的一个定位旋转轴3顺时针旋转，与主动旋转轴2临近的定位旋转轴3又通过第三传动带4-13、第五传动带4-22、第二传动带4-12和第六传动带4-23依次带动其余的定位旋转轴3同步顺时针旋转；当主动旋转轴2逆时针旋转时，主动旋转轴2通过第一传动带4-11带动临近的一个定位旋转轴3逆时针旋转，与主动旋转轴2临近的定位旋转轴3又通过第六传动带4-23、第二传动带4-12、第五传动带4-22和第三传动带4-13依次带动其余的定位旋转轴3同步逆时针旋转。直至限位块凸部1-11接触到限位环3-1内壁的第一限位凸部3-11或第二限位凸部3-12，各旋转轴停止转动，实现各定位旋转轴3同步旋转180°的功能。接下来压板5-1压紧(旋转90°并向下运动)，压紧工件0和定位旋转轴3，开始第2次加工，完成对一组5个工件0的全部加工工作，压板5-1松开，更换工件0，循环上述过程。每次循环时旋转气缸由程控进行变换旋转方向，做往复旋转动作。

其中，各旋转轴上的第一凹槽2-1的高度均相同，各旋转轴上的第二凹槽2-2的高度均相同，实际操作时凹槽高度的一致性误差均不超过±0.1mm。

实际操作时可根据切削力的大小和总的摩擦系数来计算液压旋转夹紧器需选用的规格，保证定位旋转轴3可靠地压紧在压紧定位环1-3上，使其依靠摩擦力与切削力抗衡，以及计算所需旋转气缸的扭矩以实际工序为准，此处不多做赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所发明的内容。

Claims (10)

1.一种传动式旋转工件的夹具，其特征在于，包括定位夹具(1)，定位夹具(1)上设有n个定位孔(1-0)，各定位孔(1-0)内同轴设有旋转轴，所述旋转轴包括一个主动旋转轴(2)和n-1个定位旋转轴(3)，其中n为≥2的自然数；

所述定位夹具(1)上还设有压紧机构(5)，压紧机构(5)上端为压板(5-1)，压板(5-1)端部位于定位旋转轴(3)上方且与定位旋转轴(3)间留有安装工件(0)的空间。

2.如权利要求1所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，还包括传动带组件(4)，传动带组件(4)将主动旋转轴(2)和各定位旋转轴(3)环绕并串联。

3.如权利要求2所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，当n＞2时，所述压紧机构(5)整体呈T形结构、并位于相邻两个定位旋转轴(3)间，压紧机构(5)上的压板(5-1)两端分别位于相邻两个定位旋转轴(3)上方。

4.如权利要求3所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，当n＞2时，各定位旋转轴(3)在定位夹具(1)上周向等间距布局，所述压紧机构(5)位于两个定位旋转轴(3)间、并在定位夹具(1)上周向等间距布局。

5.如权利要求3或4任一所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，所述传动带组件(4)包括多个传动带，当n＞2时，相邻两个定位旋转轴(3)共享一个传动带，各传动带两端均固定于所在的旋转轴上，且多个传动带沿旋转轴轴向上下布局。

6.如权利要求5所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，各旋转轴外侧周向设有槽底直径相同的凹槽，所述传动带与凹槽相切。

7.如权利要求6所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，所述传动带的长度大于所在相邻两个旋转轴中心连线的长度和任一凹槽一半周长的总和。

8.如权利要求7所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，所述定位旋转轴(3)与定位夹具(1)间的定位夹具(1)上设有角度限位块(1-1)，定位旋转轴(3)下方设有限位环(3-1)，所述角度限位块(1-1)和限位环(3-1)配合限制定位旋转轴(3)在180°的范围内旋转。

9.如权利要求8所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，限位环(3-1)内壁设有第一限位凸部(3-11)和第二限位凸部(3-12)，角度限位块(1-1)的一端为限位块凸部(1-11)，定位旋转轴(3)旋转时限位块凸部(1-11)沿第一限位凸部(3-11)和第二限位凸部(3-12)间的限位环(3-1)内壁滑动，并通过第一限位凸部(3-11)和第二限位凸部(3-12)对定位旋转轴(3)制动。

10.如权利要求9所述的传动式旋转工件的夹具，其特征在于，定位旋转轴(3)与定位夹具(1)间设有压紧定位环(1-3)，所述压紧定位环(1-3)的外径等于定位夹具(1)安装孔的直径，压紧定位环(1-3)的内径等于定位旋转轴(3)的外径。

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