CN112846858B - 一种加工中心用可转位工件夹具 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种加工中心用可转位工件夹具，用以解决现有技术中存在的问题，包括笼体，所述笼体内侧设有用于装夹加工工件毛胚的夹持件，所述笼体和夹持件间设有连接两者的第一连杆，所述笼体上还固接有第一转动组件，所述第一转动组件耦合连接与所述第一连杆的端部，所述第一连杆包括对称连接于所述夹持件两侧的两个，所述第一转动组件带动所述夹持件绕所述第一连杆轴线做至少为90度的转动。通过该加工中心用可转位工件夹具，可以提供对于轴、杆类零件的高效装夹和加工过程中的高效率转位以实现更高的加工效率。同时具有较低的使用成本。

Description

一种加工中心用可转位工件夹具

技术领域

本发明涉及加工中心设备技术领域，尤其涉及一种加工中心用可转位工件夹具。

背景技术

一般轴类或杆类零件上会有键槽、槽孔等需要在立式加工中心中加工的特征，在现有一般的立式加工中心中，在一个轴或杆上设有多个槽孔类特征时，加工多个此类槽孔特征的话需要多次进行装夹使得待加工面朝向刀具，导致整体加工过程会多次暂停重新装夹、定位，使得加工效率降低。尤其在工件的一侧已经加工成型一个特征后，在对侧进行加工时还需要装夹位置与该特征进行校准、对准，进一步降低加工效率。而采用多轴加工中心的成本过高，难以大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工中心用可转位工件夹具，用以解决现有技术中存在的问题，通过该加工中心用可转位工件夹具，可以提供对于轴、杆类零件的高效装夹和加工过程中的高效率转位以实现更高的加工效率。同时具有较低的使用成本。

为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种加工中心用可转位工件夹具，包括笼体，所述笼体内侧设有用于装夹加工工件毛胚的夹持件，所述笼体和夹持件间设有连接两者的第一连杆，所述笼体上还固接有第一转动组件，所述第一转动组件耦合连接与所述第一连杆的端部，所述第一连杆包括对称连接于所述夹持件两侧的两个，所述第一转动组件带动所述夹持件绕所述第一连杆轴线做至少为90度的转动。

由此，在加工过程中，在需要加工轴或者杆的其他面时，通过驱动第一转动组件带动第一连杆转动，并进而使得夹持件转动带动工件毛胚的位置转动，将新的待加工面朝向加工中心的刀具。即使得加工过程中无需频繁拆下工件毛胚调整加工位置，同时可以省去加工中心刀具轴的转位结构，即在一些轴数有限的加工中心中也可以实现多轴加工中心的加工便利性，利于旧有设备的高效化使用。

作为本发明的进一步优选技术方案，还包括第二连杆和第二转动组件，所述第二连杆具有连接于所述笼体外侧的两个，所述第二转动组件耦合于所述第二连杆端部，所述第二转动组件用于带动所述笼体绕所述第二连杆轴线做180度翻转的转动。

由此，第二连杆和第二转动组件进一步提供了工件毛胚转动方向相位角的丰富性，提供了更好的加工便利性，在加工过程中工件毛胚长度可以设置为较长的尺寸（如超过笼体的高度），在需要加工工件毛胚的另一侧时只需直接通过第二转动组件翻转笼体即可。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第二连杆的轴线与所述第一连杆的轴线正交。

由此，所第一连杆、第一转动组件和第二连杆、第二转动组件组合提供了在直角坐标系内的绕XY轴两向的转动效果。使得加工中心的加工更为便利。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第二转动组件为转角气缸。

由此，转角气缸为转角角度为180°的气缸，从而可以通过一次驱动实现直接转动180°的翻转，使得加工的工件毛胚翻转速度快、效率高。

作为本发明的进一步优选技术方案，还包括举升组件，所述举升组件固接于所述加工中心的加工平台顶部，所述第二转动组件连接于所述举升组件的顶部。

由此，通过举升组件可以将笼体整体向上举升，使得所述笼体可以设置成具有较大的外部结构尺寸，以容纳更大尺寸的工件毛胚，举升后的笼体在转动中不会与加工中心的加工平台顶部发生干涉。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述加工平台顶部固接有定位件，所述笼体上设有与所述定位件呈嵌合插接的定位孔。

由此，所述定位件通过与定位孔的嵌合连接提供加工过程中的定位效果。尤其在加工中承载的情况下，其通过固定笼体使得笼体不会因承载加工作用力而晃动，提高加工的精确性和稳定性。在举升组件运行过程中，其将笼体升起可以使得定位件与定位孔脱离，转动180°后降下即可恢复插接定位的状态。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述定位件为棱数至少为三棱的正多棱锥。

由此，至少为三棱锥的多棱锥，使得定位件和定位孔实现插接之后，具有通过斜面实现自定心定位的作用，多棱结构使得其定位效果为在平面内各向都能起到作用，保证定位效果好，且在实现配合之后具有良好的稳定性。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一转动组件包括直径较大的第一齿轮和直径较小的第二齿轮，所述第一齿轮连接所述第一连杆，所述第二齿轮连接转动电机，所述转动电机具有刹止装置。

由此，通过转动电机的驱动带动第二齿轮-第一齿轮-第一连杆-夹持件的传动。在转动完成后，通过转动电机的刹止装置实现对整个传动链的刹止。进一步的通过第一齿轮和第二齿轮之间的大小直径设置，使得在加工过程中工件毛胚承载时的作用力向第二齿轮的传递呈耗力更大、更难运动，从而使得刹止装置以较小的作用力既可以实现稳定的刹止效果以保证稳定运行。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述夹持件为两端贯通的三爪卡盘。

由此，可以实现对工件毛胚的良好夹持，同时贯通结构使得可以同时实现对轴或杆件的两端的加工，进一步减少二次装夹调节以进一步提高效率。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述加工平台顶部设有位于所述夹持件下方的支撑件，所述支撑件为平板。

由此，所述支撑件可以提供对于工件毛胚或夹持件的支撑。如对夹持件的下侧面实现止抵，同时因为举升组件的设置，支撑件可以无干涉的实现工件毛胚的转动调节并进而进行支撑。

本发明的有益效果在于：

通过夹持件和笼体和配合提供自动的工件毛胚的转位动作驱动，从而可以自动地进行工件毛胚在加工过程中待加工面的调节，从而使得加工过程更为流畅、便利，有效的提高加工效率。进一步的通过第二连杆和举升组件的配合使得进一步提高转动工件毛胚的效率和位置便利性。通过定位件和支撑件等提供良好的加工稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构俯视示意图；

图2为本发明沿第一连杆轴线的纵向剖视示意图；

图3为本发明沿第二连杆轴线的纵向剖视示意图；

图4为第一转动组件处结构示意图；

图中各项分别为：1100笼体，1110定位孔，1200夹持件，1300第一转动组件，1310第一连杆，1320第一齿轮，1330第二齿轮，1340转动电机，1400第二转动组件，1410第二连杆，1500举升组件，1600加工平台，1610定位件，1620支撑件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述：

如图1、2、3、4所示的一种加工中心用可转位工件夹具，包括矩形框体结构的笼体1100，笼体1100内侧的空间设置有用于装夹轴或杆形状的加工工件毛胚的夹持件1200，笼体1100和夹持件1200间设有连接两者的第一连杆1310，笼体1100上还固接有第一转动组件1300，第一转动组件1300耦合连接与第一连杆1310的端部，第一连杆1310包括对称连接于夹持件1200两侧的两个，第一转动组件1300带动夹持件1200绕第一连杆1310轴线做至少为90度的转动，在本实施例中其转动角度为90度，从而工件毛胚可以在竖直和水平两个状态下转位改变其相对刀具的角度，从而可以进行轴（杆）侧面和端面的加工。在加工过程中，在需要加工轴或者杆的其他面时，通过驱动第一转动组件1300带动第一连杆1310转动，并进而使得夹持件1200转动带动工件毛胚的位置转动，将新的待加工面朝向加工中心的刀具。即使得加工过程中无需频繁拆下工件毛胚调整加工位置，同时可以省去加工中心刀具轴的转位结构，即在一些轴数有限的加工中心中也可以实现多轴加工中心的加工便利性，利于旧有设备的高效化使用，也降低了企业生产、购置设备的成本。

本实施例中，还包括第二连杆1410和第二转动组件1400，第二连杆1410具有连接于笼体1100外侧的对称的两个，第二转动组件1400耦合于第二连杆1410端部，第二转动组件1400用于带动笼体1100绕第二连杆1410轴线做180度翻转的转动。第二连杆1410和第二转动组件1400进一步提供了工件毛胚转动方向相位角的丰富性，提供了更好的加工便利性，在加工过程中工件毛胚长度可以设置为较长的尺寸如超过笼体1100的高度，在需要加工工件毛胚的另一侧时只需直接通过第二转动组件1400翻转笼体1100即可。

本实施例中，第二连杆1410的轴线与第一连杆1310的轴线在水平面上呈正交。第一连杆1310、第一转动组件1300和第二连杆1410、第二转动组件1400组合提供了在直角坐标系内的绕XY轴两向的转动效果。使得加工中心的加工更为便利。

本实施例中，第二转动组件1400为转角气缸。该转角气缸为转角角度为180°的气缸，从而可以通过一次驱动实现直接转动180°的翻转，使得加工的工件毛胚翻转速度快、效率高。同时配合上述第一转动组件1300的转动角度，使得工件毛胚的两端以及在初始状态下朝向和背向刀具的两侧可以在其受驱动的转位动作下实现自动地定位并受到加工。

本实施例中，还包括举升组件1500，举升组件1500至少包括升降方向竖直的气缸或液压缸，其底部固接于加工中心的加工平台1600顶部，第二转动组件1400连接于举升组件1500的活塞杆顶部。通过举升组件1500可以将笼体1100整体向上举升，使得笼体1100可以设置成具有较大的外部结构尺寸，以容纳更大尺寸的工件毛胚，举升后的笼体1100在转动中不会与加工中心的加工平台1600顶部发生干涉。

本实施例中，加工平台1600顶部固接有定位件1610，笼体1100上设有与定位件1610呈嵌合插接的定位孔1110。定位件1610通过与定位孔1110的嵌合连接提供加工过程中的定位效果。尤其在加工中承载的情况下，其通过固定笼体1100使得笼体1100不会因承载加工作用力而晃动，提高加工的精确性和稳定性。在举升组件1500运行过程中，其将笼体1100升起可以使得定位件1610与定位孔1110脱离，使得笼体1100可以转动，笼体1100的上下两侧都设有定位孔1110，从而在完成转动180°后降下即可恢复插接定位的状态。进一步的，在夹持件1200的转动过程中，若工件毛胚会发生与加工平台1600的干涉，也可以通过升起的方式提供转位空间。

本实施例中，定位件1610为正三棱锥。三棱锥结构，使得定位件1610和定位孔1110实现插接之后，具有通过斜面实现自定心定位的作用，多棱结构使得其定位效果为在平面内各向都能起到作用，保证定位效果好，且在实现镶嵌配合之后具有良好的稳定性。

本实施例中，第一转动组件1300包括直径相对较大的第一齿轮1320和直径相对较小的第二齿轮1330，第一齿轮1320连接第一连杆1310，第二齿轮1330连接转动电机1340，转动电机1340具有刹止装置。通过转动电机1340的驱动带动第二齿轮1330-第一齿轮1320-第一连杆1310-夹持件1200的传动。在转动完成后，通过转动电机1340的刹止装置实现对整个传动链的刹止。进一步的通过第一齿轮1320和第二齿轮1330之间的大小直径设置，使得在加工过程中工件毛胚承载时的作用力向第二齿轮1330的传递呈耗力更大、更难运动，从而使得刹止装置以较小的作用力既可以实现稳定的刹止效果以保证稳定运行。在第一齿轮1320连接第一连杆1310的端部设有编码器，从而可以准确的检测其转动的角度，在一些特殊角度的加工结构中，可以通过其实现对于工件毛胚的特定角度的转位以适应加工需求。

本实施例中，夹持件1200为两端贯通的三爪卡盘。可以实现对工件毛胚的良好夹持，在其装夹好工件毛胚后可以安装至第一连杆1210，同时贯通结构使得可以同时实现对轴或杆件的两端的加工，进一步减少后续装夹调节以进一步提高效率。

本实施例中，加工平台1600顶部设有位于夹持件1200下方的高强度塑料如POM制成的支撑件1620，支撑件1620为平板。支撑件1620可以提供对于工件毛胚或夹持件1200的支撑。如在加工过程中，对夹持件1200的下侧面支撑实现止抵，同时因为举升组件1500的设置，支撑件1620可以无干涉的实现工件毛胚的转动调节并进而进行支撑。

以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，包括笼体（1100），所述笼体（1100）内侧设有用于装夹加工工件毛胚的夹持件（1200），所述笼体（1100）和夹持件（1200）间设有连接两者的第一连杆（1310），所述笼体（1100）上还固接有第一转动组件（1300），所述第一转动组件（1300）耦合连接与所述第一连杆（1310）的端部，所述第一连杆（1310）包括对称连接于所述夹持件（1200）两侧的两个，所述第一转动组件（1300）带动所述夹持件（1200）绕所述第一连杆（1310）轴线做至少为90度的转动；还包括第二连杆（1410）和第二转动组件（1400），所述第二连杆（1410）具有连接于所述笼体（1100）外侧的至少两个，所述第二转动组件（1400）耦合于所述第二连杆（1410）端部，所述第二转动组件（1400）用于带动所述笼体（1100）绕所述第二连杆（1410）轴线做180度翻转的转动。

2.根据权利要求1所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述第二连杆（1410）的轴线与所述第一连杆（1310）的轴线正交。

3.根据权利要求1所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述第二转动组件（1400）为转角气缸。

4.根据权利要求1所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，还包括举升组件（1500），所述举升组件（1500）固接于所述加工中心的加工平台（1600）顶部，所述第二转动组件（1400）连接于所述举升组件（1500）的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述加工平台（1600）顶部固接有定位件（1610），所述笼体（1100）上设有与所述定位件（1610）呈嵌合插接的定位孔（1110）。

6.根据权利要求5所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述定位件（1610）为棱数至少为三棱的正多棱锥。

7.根据权利要求1所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述第一转动组件（1300）包括直径较大的第一齿轮（1320）和直径较小的第二齿轮（1330），所述第一齿轮（1320）连接所述第一连杆（1310），所述第二齿轮（1330）连接转动电机（1340），所述转动电机（1340）具有刹止装置。

8.根据权利要求1所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述夹持件（1200）为两端贯通的三爪卡盘。

9.根据权利要求5所述的一种加工中心用可转位工件夹具，其特征在于，所述加工平台（1600）顶部设有位于所述夹持件（1200）下方的支撑件（1620），所述支撑件（1620）为平板。

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