CN112692315A - 一种工件自动固定夹具及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件自动固定夹具及加工设备，涉及机械制造技术领域。包括固定座，以及设置在所述固定座上的定位卡盘，所述固定座设置有所述定位卡盘的安装面上还设置有圆周阵列的多个夹持组件，其中，所述定位卡盘用于放置工件，所述工件自动固定夹具还包括驱动组件，所述驱动组件通过设置在所述固定座内的传动组件与所述夹持组件传动连接，所述夹持组件受驱可轴向夹紧或松开所述工件。能够提升夹紧力度的一致性且避免工件的变形，并提升工件装夹固定的效率。

Description

一种工件自动固定夹具及加工设备

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体而言，涉及一种工件自动固定夹具及加工设备。

背景技术

自定心三爪卡盘是安装在车床主轴前端的配套夹具，其基本结构为在卡盘体内安装底面制有伞齿轮盘的内盘丝，该伞齿轮盘与安装在卡盘体侧面的联动伞齿轮啮合，在卡盘体前端面的三道卡槽中分别装有可以滑移的卡爪，各卡爪底面的丝牙与内盘丝前面的阿基米德螺线啮合。因此，当将扳手插入卡盘体侧面的联动伞齿轮中心孔，并驱使其转动时，联动伞齿轮将带动伞齿轮盘，使内盘丝旋转，进而驱使三卡爪同步向心或离心移动，从而实现装夹工件的目的。

采用上述方式，在装夹固定工件时，需要手动将扳手插入卡盘体侧面的联动伞齿轮中心孔，并进行转动以紧固工件，对于大型薄壁类零件，锁紧力道无法保证一致性，力道过小，容易造成工件脱落，力道过大容易造成工件变形，影响加工精度。而且装夹固定过程比较繁琐，影响加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工件自动固定夹具及加工设备，能够提升夹紧力度的一致性且避免工件的变形，并提升工件装夹固定的效率。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种工件自动固定夹具，包括固定座，以及设置在所述固定座上的定位卡盘，所述固定座设置有所述定位卡盘的安装面上还设置有圆周阵列的多个夹持组件，其中，所述定位卡盘用于放置工件，所述工件自动固定夹具还包括驱动组件，所述驱动组件通过设置在所述固定座内的传动组件与所述夹持组件传动连接，所述夹持组件受驱可轴向夹紧或松开所述工件。

可选地，所述夹持组件包括设置在所述固定座上的定位柱，以及与所述定位柱铰接的压块，所述压块上开设有容置槽，所述容置槽相对的两侧壁上分别开设有滑槽，所述夹持组件还包括与所述传动组件连接的伸缩杆，所述伸缩杆穿设于所述安装面，且所述伸缩杆的一端位于所述容置槽内并与所述滑槽滑动连接。

可选地，所述压块上还设置有柔性垫块，所述柔性垫块用于和所述工件抵持。

可选地，所述定位卡盘上还设置有辅助定位组件，所述辅助定位组件包括定位座，以及穿设于所述定位座的定位轴，所述定位座内还设置有与所述定位轴配合的弹性件，以使所述定位轴的一端具有伸出所述定位座的弹性力，且能够与所述工件抵持。

可选地，所述驱动组件包括一腔体、一缸体和活塞杆，所述腔体侧壁上分别连接有第一管道和第二管道，所述缸体的一端插设于所述腔体内，所述活塞杆设置于所述缸体内且与所述缸体滑动连接，所述缸体上设置有于所述第一管道连通的第一流道，以及与所述第二管道连通的第二流道，所述第一流道与所述缸体的有杆腔连通，所述第二流道与所述缸体的无杆腔连通。

可选地，所述腔体和所述缸体之间设置有第一密封件和第二密封件，且所述第一密封件和所述第二密封件分别位于所述第二管道入口的两侧，以使所述第一管道和所述第二管道内流动的介质相互隔绝。

可选地，所述腔体和所述缸体之间还设置有轴承，所述轴承的外圈与所述腔体的内壁抵持，所述轴承的内圈与所述缸体的外壁抵持。

可选地，所述活塞杆远离所述缸体的一端与所述传动组件连接，以带动所述传动组件往复运动。

可选地，所述传动组件包括与所述活塞杆固定连接的连接件，所述连接件上设置有多个连杆，且所述连杆与所述夹持组件的伸缩杆一一对应设置。

本申请实施例的另一方面，提供一种加工设备，包括如上所述任意一项所述的工件自动固定夹具。

本发明实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的工件自动固定夹具及加工设备，通过设置在固定座上的定位卡盘，以及在固定座设置有定位卡盘的安装面上圆周阵列设置的多个夹持组件，可以对工件进行自动的夹紧动作，无需人工进行装夹固定。在通过夹持组件夹紧工件的过程中，夹持组件受驱动组件的驱动进行动作，夹紧过程中能够使工件受到的夹紧力保持一致性，并可以避免人工手动夹紧过程中夹紧力过小，容易造成工件脱落，或夹紧力过大容易造成工件变形等问题。同时，驱动组件通过设置在固定座内的传动组件与夹持组件传动连接，使夹持组件可轴向夹紧或松开工件，在实现工件夹紧或松开自动化的同时，可以避免采用传统的夹紧方式，使工件受到径向的夹紧力时工件径向变形，影响加工精度的问题。采用上述方式，能够提升夹紧力度的一致性且避免工件的变形，并提升工件装夹固定的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的工件自动固定夹具的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的工件自动固定夹具的结构示意图之二；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为本发明实施例定位卡盘和辅助定位组件配合的结构示意图。

图标：100-工件自动固定夹具；105-工件；110-固定座；112-连接板；114-壳体；116-安装面；120-定位卡盘；122-切口；130-夹持组件；131-定位柱；132-压块；133-容置槽；134-滑槽；135-伸缩杆；136-柔性垫块；140-驱动组件；141-腔体；1412-第一管道；1414-第二管道；1416-第一密封件；1418-第二密封件；1419-轴承；142-缸体；1422-第一流道；1424-第二流道；1426-有杆腔；1428-无杆腔；143-活塞杆；150-传动组件；152-连接件；154-连杆；160-辅助定位组件；162-定位座；164-定位轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请实施例提供的工件自动固定夹具100，主要用于对大型薄壁类圆筒状零件的内孔加工。在传统的装夹固定方式中，通过三爪卡盘的卡爪同步径向向心移动，以实现装夹工件105的目的。但是，上述方式对于大型薄壁类零件，锁紧力道无法保证一致性，力道过小，容易造成工件105脱落，力道过大容易造成工件105变形，影响加工精度。而且装夹固定过程比较繁琐，影响加工效率。并且在加工过程中，由于工件105的变形，不仅造成了道具的损耗过快，而且加工后产品的合格率较低，不利于工件105加工的可靠高效进行。

请参照图1和图2，本实施例提供一种工件自动固定夹具100，包括固定座110，以及设置在固定座110上的定位卡盘120，固定座110设置有定位卡盘120的安装面116上还设置有圆周阵列的多个夹持组件130，其中，定位卡盘120用于放置工件105，工件自动固定夹具100还包括驱动组件140，驱动组件140通过设置在固定座110内的传动组件150与夹持组件130传动连接，夹持组件130受驱可轴向夹紧或松开工件105。

具体的，固定座110主要用于连接车床的主轴并起到支撑的作用，通过在固定座110上设置的定位卡盘120，能够将工件105在定位卡盘120上进行初步的定位，以便于通过在固定座110的安装面116上圆周阵列设置的多个夹持组件130同步动作，以将工件105夹紧固定，从而便于后续的内孔加工等操作。在对工件105的夹紧过程中，无需人工进行手动夹紧，只需通过操控驱动组件140动作，以使夹持组件130受驱运动，从而实现夹紧工件105的目的。

可以理解的，固定座110内设置有传动组件150，以使夹持组件130可以同步动作来夹紧工件105。为方便传动组件150的安装维护，固定座110可采用可拆卸连接的连接板112和壳体114，其中，连接板112和壳体114可采用圆形结构，以便于在固定座110跟随主轴转动时更加平稳。

需要说明的是，本申请实施例对夹持组件130的个数不做具体限制，可以根据工件105的大小灵活设置，示例的，夹持组件130的个数可以设置为3-8个，如3个、4个或6个等。采用上述方式，可以使工件105受力更加均衡，夹持更加稳定可靠。

本申请实施例提供的工件自动固定夹具100，通过设置在固定座110上的定位卡盘120，以及在固定座110设置有定位卡盘120的安装面116上圆周阵列设置的多个夹持组件130，可以对工件105进行自动的夹紧动作，无需人工进行装夹固定。在通过夹持组件130夹紧工件105的过程中，夹持组件130受驱动组件140的驱动进行动作，夹紧过程中能够使工件105受到的夹紧力保持一致性，并可以避免人工手动夹紧过程中夹紧力过小，容易造成工件105脱落，或夹紧力过大容易造成工件105变形等问题。同时，驱动组件140通过设置在固定座110内的传动组件150与夹持组件130传动连接，使夹持组件130可轴向夹紧或松开工件105，在实现工件105夹紧或松开自动化的同时，可以避免采用传统的夹紧方式，使工件105受到径向的夹紧力时工件105径向变形，影响加工精度的问题。采用上述方式，能够提升夹紧力度的一致性且避免工件105的变形，并提升工件105装夹固定的效率。

如图1和图3所示，夹持组件130包括设置在固定座110上的定位柱131，以及与定位柱131铰接的压块132，压块132上开设有容置槽133，容置槽133相对的两侧壁上分别开设有滑槽134，夹持组件130还包括与传动组件150连接的伸缩杆135，伸缩杆135穿设于安装面116，且伸缩杆135的一端位于容置槽133内并与滑槽134滑动连接。

具体的，通过设置在固定座110上的定位柱131，在压块132与定位柱131铰接时，压块132可以与安装面116之间具有一定的距离，有利于使压块132处于工件105远离定位卡盘120的端面处，以便于对工件105进行夹紧或松开。通过在压块132上开设的容置槽133，以及在容置槽133相对的两侧壁上分别开设的滑槽134，能够使伸缩杆135的一端位于容置槽133内并与滑槽134滑动连接。其中，压块132与定位柱131之间可通过销轴连接，滑槽134与伸缩杆135之间也可通过销轴连接，在伸缩杆135伸出或缩回安装面116时，带动压块132转动，通过与滑槽134连接的销轴在滑槽134内滑动，在压块132与定位柱131之间相对转动时，压块132的自由端靠近或远离定位卡盘120，以实现对工件105的轴向夹紧或松开。

如图3所示，压块132上还设置有柔性垫块136，柔性垫块136用于和工件105抵持。其中，柔性垫块136可采用尼龙、橡胶或树脂等材料，以防止在压块132夹紧工件105过程中，不能与工件105贴紧或对工件105造成压痕等现象。采用上述方式，在保证对工件105轴向施力的同时保证装夹的稳定性。

如图4所示，定位卡盘120上还设置有辅助定位组件160，辅助定位组件160包括定位座162，以及穿设于定位座162的定位轴164，定位座162内还设置有与定位轴164配合的弹性件，以使定位轴164的一端具有伸出定位座162的弹性力，且能够与工件105抵持。

具体的，弹性件可采用弹片或压缩弹簧，在定位轴164上可设置有凸起，一方面可以防止定位轴164脱离定位座162，另一方面，可以便于弹性件与定位座162之间的配合连接。在定位座162上还可设置有与定位座162镙接的堵头，便于定位座162与定位轴164之间的装配，同时便于弹性件进行借力，以使定位轴164的一端具有伸出定位座162的弹性力。通过在定位卡盘120上设置的辅助定位组件160，在向定位卡盘120上放置工件105时，定位轴164能够与工件105的侧壁抵持，有利于工件105的对中操作。需要说明的是，本申请实施例对辅助定位组件160的个数不做具体限制，可以根据工件105的大小灵活设置，示例的，辅助定位组件160的个数可以设置为3-8个，如3个、4个或6个等。采用上述方式，可以使工件105受力更加均衡，对中效果更好。

另外，请继续参考图4，在定位卡盘120的外圈还设置有多个切口122，这样一来，在工件105与定位卡盘120的扣合抵持处，工件105的部分边沿可以露出定位卡盘120，方便加工完成后对工件105的取出操作。同时，通过在定位卡盘120外圈设置的多个切口122，切口122与夹持组件130相对应，能够对夹持组件130起到让位的作用，使相互间的配合更加紧凑，有利于减小壳体114空间占用量，从而缩短压块132的长度，减小伸缩杆135受传动组件150作用力而导致压块132产生塑性变形，同时能够增大柔性垫块136对工件105的夹持力度。

如图2所示，驱动组件140包括一腔体141、一缸体142和活塞杆143，腔体141侧壁上分别连接有第一管道1412和第二管道1414，缸体142的一端插设于腔体141内，活塞杆143设置于缸体142内且与缸体142滑动连接，缸体142上设置有于第一管道1412连通的第一流道1422，以及与第二管道1414连通的第二流道1424，第一流道1422与缸体142的有杆腔1426连通，第二流道1424与缸体142的无杆腔1428连通。

具体的，腔体141在加工设备内固定设置，缸体142与加工设备的主轴同步转动，腔体141与缸体142之间转动连接。腔体141侧壁上分别连接有第一管道1412和第二管道1414，缸体142的第一流道1422可以通过缸体142的端部与第一管道1412连通，缸体142的第二流道1424可以通过缸体142的侧壁与第二管道1414连通。伸缩杆135包括设置在缸体142内的活塞，以及与活塞连接的推拉杆，活塞将缸体142分为有杆腔1426和无杆腔1428两部分。这样一来，就可以通过有杆腔1426和无杆腔1428之间的压强差来带动活塞杆143运动，从而通过设置在固定座110内的传动组件150带动夹持组件130动作。

请继续参考图2，腔体141和缸体142之间设置有第一密封件1416和第二密封件1418，且第一密封件1416和第二密封件1418分别位于第二管道1414入口的两侧，以使第一管道1412和第二管道1414内流动的介质相互隔绝。

具体的，本申请实施例对第一密封件1416和第二密封件1418的形式不做具体限制，示例的，第一密封件1416和第二密封件1418可采用密封圈的形式，也可以采用骨架密封的形式，只要能够保证所需的密封的稳定性即可。由于第一密封件1416和第二密封件1418分别位于第二管道1414入口的两侧，这样一来，在第一密封件1416和第二密封件1418之间形成有环形的空间，不管缸体142转动的任何角度，都可以实现第二管道1414与第二流道1424的有效连通。另外，由于第一密封件1416位于第一管道1412和第二管道1414，可以隔绝第一管道1412和第二管道1414内流动的介质，以保证连接通路的稳定连接。

需要说明的是，本申请实施例对所采用的介质不做具体限制，示例的，该介质可以为液压油，当采用液压油时，缸体142可采用液压缸。同样的，该介质也可以为压缩空气，当采用压缩空气时，缸体142可采用气缸。

如图2所示，腔体141和缸体142之间还设置有轴承1419，轴承1419的外圈与腔体141的内壁抵持，轴承1419的内圈与缸体142的外壁抵持。这样一来，在缸体142与腔体141之间发生相对转动时，可以使得缸体142的转动更加平稳，并减小转动时产生噪音。

如图2所示，活塞杆143远离缸体142的一端与传动组件150连接，以带动传动组件150往复运动。具体的，在活塞杆143与缸体142之间发生相对滑动时，带动传动组件150同步动作，以使传动组件150往复运动，而传动组件150与伸缩杆135连接，从而带动伸缩杆135动作，最终实现对工件105的夹紧或松开。

如图1和图2所示，传动组件150包括与活塞杆143固定连接的连接件152，连接件152上设置有多个连杆154，且连杆154与夹持组件130的伸缩杆135一一对应设置。

具体的，连接件152与活塞杆143之间可通过螺纹固定，或通过卡扣固定，本申请实施例对此不做具体限制。通过在连接件152上设置多个连杆154，且连杆154与夹持组件130的伸缩杆135一一对应设置。在伸缩杆135带动连接件152动作时，连接件152带动连杆154动作，从而使与连杆154连接的伸缩杆135同步动作，以夹紧或松开工件105，在整个操作过程中，可通过与驱动组件140连接的动作开关进行控制，无需采用人力进行夹紧，有利于保证对工件105夹紧力的一致性和可靠性，避免人工夹紧时力道过大或过小的问题，并提升了工件105装夹固定的效率。

本发明实施例还公开了一种加工设备，包括前述实施例中的工件自动固定夹具100。该加工设备包含与前述实施例中的工件自动固定夹具100相同的结构和有益效果。工件自动固定夹具100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工件自动固定夹具，其特征在于，包括固定座，以及设置在所述固定座上的定位卡盘，所述固定座设置有所述定位卡盘的安装面上还设置有圆周阵列的多个夹持组件，其中，所述定位卡盘用于放置工件，所述工件自动固定夹具还包括驱动组件，所述驱动组件通过设置在所述固定座内的传动组件与所述夹持组件传动连接，所述夹持组件受驱可轴向夹紧或松开所述工件。

2.根据权利要求1所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述夹持组件包括设置在所述固定座上的定位柱，以及与所述定位柱铰接的压块，所述压块上开设有容置槽，所述容置槽相对的两侧壁上分别开设有滑槽，所述夹持组件还包括与所述传动组件连接的伸缩杆，所述伸缩杆穿设于所述安装面，且所述伸缩杆的一端位于所述容置槽内并与所述滑槽滑动连接。

3.根据权利要求2所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述压块上还设置有柔性垫块，所述柔性垫块用于和所述工件抵持。

4.根据权利要求1所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述定位卡盘上还设置有辅助定位组件，所述辅助定位组件包括定位座，以及穿设于所述定位座的定位轴，所述定位座内还设置有与所述定位轴配合的弹性件，以使所述定位轴的一端具有伸出所述定位座的弹性力，且能够与所述工件抵持。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述驱动组件包括一腔体、一缸体和活塞杆，所述腔体侧壁上分别连接有第一管道和第二管道，所述缸体的一端插设于所述腔体内，所述活塞杆设置于所述缸体内且与所述缸体滑动连接，所述缸体上设置有于所述第一管道连通的第一流道，以及与所述第二管道连通的第二流道，所述第一流道与所述缸体的有杆腔连通，所述第二流道与所述缸体的无杆腔连通。

6.根据权利要求5所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述腔体和所述缸体之间设置有第一密封件和第二密封件，且所述第一密封件和所述第二密封件分别位于所述第二管道入口的两侧，以使所述第一管道和所述第二管道内流动的介质相互隔绝。

7.根据权利要求5所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述腔体和所述缸体之间还设置有轴承，所述轴承的外圈与所述腔体的内壁抵持，所述轴承的内圈与所述缸体的外壁抵持。

8.根据权利要求5所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述活塞杆远离所述缸体的一端与所述传动组件连接，以带动所述传动组件往复运动。

9.根据权利要求8所述的工件自动固定夹具，其特征在于，所述传动组件包括与所述活塞杆固定连接的连接件，所述连接件上设置有多个连杆，且所述连杆与所述夹持组件的伸缩杆一一对应设置。

10.一种加工设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的工件自动固定夹具。

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