CN113427302A - 具有对角定位和真空吸附的装夹治具 - Google Patents

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刘伟东
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    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/08—Work-clamping means other than mechanically-actuated
    • B23Q3/088—Work-clamping means other than mechanically-actuated using vacuum means

Abstract

本发明公开了一种具有对角定位和真空吸附的装夹治具，通过在吸附载板的真空吸附区的中心设置可转动的吸盘，并在真空吸附区的两个对角分别设置具有L型直角豁口的定位角块，在直角豁口的内壁上设有多个弹块，在每一弹块内均嵌套可转动的滚动件，并使得滚动件的部分突出于直角豁口的内壁。当工件置于真空吸附区时，可通过吸盘吸住工件，对工件的摆放角度进行预调整，使工件边缘侧壁与平行或相切，以避免定位角块对工件进行正式装夹时挤压工件的角部而导致工件角度磨损变形的情况；定位角块的内壁弹块则能够在定位角块与工件接触的瞬间提供缓冲作用，以减轻可能对工件侧边造成的挤压损伤，并降低工件边角磨损的可能。

Description

具有对角定位和真空吸附的装夹治具
技术领域
本发明涉及CNC加工的领域，尤其涉及一种具有对角定位和真空吸附的装夹治具。
背景技术
医疗器械零配件随着应用的医疗手段不同，其结构也会存在不同。现有的医疗器械零配件中大部分都是非标准件，各自都需要对应的加工设备进行CNC加工。
加工时，为防止零配件跑偏就需要对齐设计专门的装夹治具进行定位，但目前的定位治具的在定位过程中，在工件摆放角度与加工角度存在较大差异时，活动定位块可能对零配件的边角部分造成过度挤压磨损，导致零配件报废。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种具有对角定位和真空吸附的装夹治具，旨在减轻定位块对医疗零配件在装夹过程中的挤压磨损。
为实现上述目的，本发明提出的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，包括吸附载板，其具有真空吸附区，所述真空吸附区的中心设有可转动的吸盘；所述真空吸附区的两个对角分别设置定位角块，两所述定位角块呈旋转对称设置；
所述定位角块具有呈L型的直角豁口，所述直角豁口的内壁上设有多个弹块，每一所述弹块内均嵌套有能够转动的滚动件，所述滚动件的部分突出于所述直角豁口的内壁。
可选地，所述吸盘的吸附面突出于所述吸附载板的承载面。
可选地，所述滚动件为柱状或者球状。
可选地，所述滚动件为POM材料制造而成。
可选地，所述直角豁口的角位设有避让口。
可选地，还包括底座，所述吸附底板设置在所述底座上方；所述底座上设有用于驱动所述吸盘转动的旋转驱动组件，所述吸盘同轴插接在所述旋转驱动组件的上端部。
可选地，所述旋转驱动组件包括同轴活动配合的轴承座和内轴体，所述内轴体设置在所述轴承座内，其上端部和下端部均从所述轴承座内穿出；所述吸盘同轴插接在所述内轴体的上端部，所述内轴体的下端部设有第一齿轮，所述第一齿轮与一第一伺服电机齿轮传动配合。
可选地，所述旋转驱动组件还包括一外轴体，所述外轴体与同轴活动插接在所述轴承座内，所述内轴体同轴活动设置在所述外轴体内腔中；
所述外轴体的上端部和下端部均自所述轴承座内穿出，其上端部套接有第二齿轮，其下端部套设有第三齿轮，所述第三齿轮通过一第二伺服电机齿轮传动配合；
所述底座上滑动设置有第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆和第二传动杆沿所述真空吸附区的对角线设置，并与所述第二齿轮啮合传动配合；
两所述定位角块分别通过贯穿所述吸附载板的第一连接杆和第二连接杆与所述第一传动杆和第二传动杆连接，所述外轴体转动时，驱动所述第一传动杆和第二传动杆沿真空吸附区的对角线相向或相背移动；
可选地，所述第二齿轮与所述外轴体为一体连接。
本发明提供的装夹治具通过在吸附载板的真空吸附区的中心设置可转动的吸盘，并在真空吸附区的两个对角分别设置具有L型直角豁口的定位角块，在直角豁口的内壁上设有多个弹块，在每一弹块内均嵌套可转动的滚动件，并使得滚动件的部分突出于直角豁口的内壁。当工件置于真空吸附区时，可通过吸盘吸住工件，对工件的摆放角度进行预调整，使工件边缘侧壁与平行或相切，以避免定位角块对工件进行正式装夹时挤压工件的角部而导致工件角度磨损变形的情况。
同时，在定位角块的内壁设置弹块，能够为定位角块与工件接触的瞬间提供缓冲作用，以减轻可能对工件侧边造成的挤压损伤。
且，在弹块内嵌套的可转动的滚动件，能够将定位角块与工件的滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低工件边角磨损的可能。
附图说明
附图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，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为图1中A-A处的局部剖视图；
图3为本发明一实施例中吸附载板的结构示意图；
图4为本发明一实施例中定位角块的结构示意图；
图5为本发明一实施例中旋转驱动组件的结构示意图；
附图标号中：
100-吸附载板，100a-通孔，100b-真空吸附孔，100c-腰型孔；
200-底座；
300-定位角块，300a-避让口，310-弹块，320-弹簧，330-盖板，340-滚动件；
400-旋转驱动组件，410-轴承座，420-内轴体，421-第一齿轮，430-外轴体，431-第二齿轮，432-第三齿轮，440-吸盘，441-吸盘的支撑体；
510-第一传动杆，511-第一连接杆，520-第二传动杆，521-第二连接杆；
600-工件。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅说明书附图1-5，在本发明实施例提出了一种具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其包括吸附载板100和底座200。吸附载板100设置在底座200上方，其中心区设有矩形真空吸附区，真空吸附区内设有若干真空吸附孔100b，吸附载板100的背面设有与真空吸附孔100b连通的气块，气块通过管道与外部的真空泵连通。
真空吸附区的中心设有通孔100a，该通孔100a内设有吸盘440，底座200上设有用于驱动吸盘440转动的旋转驱动组件400，吸盘440同轴插接在旋转驱动组件400的上端部。
真空吸附区的两个对角分别设置定位角块300，两定位角块300呈旋转对称设置。定位角块300具有呈L型的直角豁口，直角豁口的内壁上设有多个安装孔，每一安装孔内均设有弹簧320和滑动设置的弹块310，定位角块300的外壁设有封闭安装孔的盖板330，弹簧320的一端连接在盖板330上，其另一端连接在弹块310上。弹块310相对弹簧320朝外的一面嵌套有滚动件340，该滚动件340部分突出于直角豁口的内壁，且能够相对弹块310转动。
在本发明实施例中，该定位角块300采用的是呈L型设置的角块，由此能够自然形成一L型的直角豁口，无需二次加工。
当工件600置于真空吸附区时，由吸盘440吸住工件600，对工件600的摆放角度进行预调整，使工件600边缘侧壁与平行或相切，以避免定位角块300对工件600进行正式装夹时挤压工件600的角部而导致工件600角度磨损变形的情况；而后，由两定位角块300沿真空吸附区的对角线向真空吸附区的中心靠拢，对工件600进行定位装夹；在装夹的过程中，由弹块310提供缓冲作用以减轻可能对工件600侧边造成的挤压损伤，由滚动件340将定位角块300与工件600的滑动摩擦转变为滚动摩擦以降低工件600边角磨损的可能；最后，由真空泵将气块腔体中的空气抽出形成负压，该负压通过真空吸附孔100b将置于真空吸附区吸附固定住，完成工件600的装夹。
与现有的装夹治具相比，本发明提供的装夹治具能够大大降低在装夹过程中对工件600边角部分的挤压磨损伤害，避免装夹造成的工件600不良或报废。
可选地，在本发明实施例中，该吸盘440的吸附面突出于吸附载板100的承载面。吸盘440具体包括橡胶材质制造而成的吸盘本体和支撑体441，吸盘440本体设置在支撑体441上，支撑体441具有与吸盘440本体连通的腔体，腔体内设有阀体（未图示），支撑体441的下端直接套接在旋转驱动组件400上。当工件600置于真空吸附区时，由于吸盘440的吸附面突出于吸附载板100的承载面，使得工件600的底面与吸附载板100的承载面不会全面接触，这样吸盘440转动工件600时能够减少工件600与吸附载板100之间的磨损。而当真空泵启动时，真空吸附孔100b的负压能够将工件600整体吸附在吸附载板100上，并将吸盘440本体突出于吸附载板100的部分压入通孔100a内。
可选地，在本发明实施例中，该滚动件340为柱状或者球状，优选为球状，由此，当工件600与滚动件340以任意角度产生摩擦接触时，滚动件340都能够将滑动摩擦转换为滚动摩擦，从而减轻工件600与定位角块300之间的摩擦损伤。
可选地，在本发明实施例中，该滚动件340采用的是POM材料制造而成，POM材料具有良好的耐冲击性能，且摩擦系数小，自润滑性好，能够有效减小滚动件340对工件600造成的磨损。
可选地，在本发明实施例中，定位角块300的直角豁口的角位设有避让口300a，当工件600为带直角的矩形工件600时，避让口300a能够避免挤压到工件600的角部。
可选地，在本发明实施例中，该旋转驱动组件400包括同轴活动配合的轴承座410和内轴体420，内轴体420设置在轴承座410内，其上端部和下端部均从轴承座410内穿出。吸盘440的支撑体441同轴插接在内轴体420的上端部，内轴体420的下端部设有第一齿轮421，底座200上设有第一伺服电机（未图示），该第一伺服电机通过齿轮组与第一齿轮421啮合传动配合。由此，就能够通过第一伺服电机驱动内轴体420转动来带动吸盘440转动，进而对吸盘440吸附的工件600进行摆放角度的预调整。
进一步地，该旋转驱动组件400还包括一外轴体430，该外轴体430与同轴活动插接在轴承座410内，外轴体430中空设置，其中空内腔的上端和下端分别设有轴承和滑动环，内轴体420插接在内轴体420的轴承和滑动环内以实现与外轴体430的同轴活动配合。外轴体430的上端部和下端部均自轴承座410内穿出，其上端部套接有第二齿轮431，其下端部套设有第三齿轮432。底座200上设有第二伺服电机（未图示），该第二伺服电机通过另一齿轮组与第一齿轮421啮合传动配合。底座200上设有沿真空吸附区的对角线设置的第一传动杆510和第二传动杆520，第一传动杆510和第二传动杆520与底座200滑动配合。第一传动杆510和第二传动杆520靠近第二齿轮431的一端与第二齿轮431啮合传动配合，第一传动杆510和第二传动杆520远离第二齿轮431的一端分别垂设第一连接杆511和第二连接杆521，第一连接杆511和第二连接杆521的上端向吸附载板100延伸并穿过吸附载板100，两定位角块300的角部分别连接在第一连接杆511和第二连接杆521上。吸附载板100上设有供第一连接杆511和第二连接杆521穿过的腰型孔100c。
由此，就能够通过第二伺服电机驱动外轴体430来实现第一传动杆510和第二传动杆520沿真空吸附区的对角线相向或相背移动，进而带动两定位角块300同步动作，以确保工件600被定位在真空吸附区的中心位置。
由于定位角块300通常的初始位置距离真空吸附区的中心有一定距离，以给工件600的放置预留一定的空间，先对工件600进行预调整再进行装夹定位会花费更长的时间。为此，本实施例通过在轴承座410内设置同轴活动配合的外轴体430和内轴体420，外轴体430和内轴体420的转动互不干涉，在内轴体420对工件600进行预调整的同时可以通过外轴体430对工件600进行装夹定位，提高对工件600的装夹效率。
且能够使得旋转驱动组件400的结构更为紧凑，减小其空间占用，为其他机构件的设置提供空间。
可选地，在本发明实施例中，该第二齿轮431与外轴体430为一体连接，以简化旋转驱动组件400的结构，提高旋转驱动组件400装配的便利性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，包括吸附载板，其具有真空吸附区，所述真空吸附区的中心设有可转动的吸盘；所述真空吸附区的两个对角分别设置定位角块，两所述定位角块呈旋转对称设置；
所述定位角块具有呈L型的直角豁口，所述直角豁口的内壁上设有多个弹块，每一所述弹块内均嵌套有能够转动的滚动件，所述滚动件的部分突出于所述直角豁口的内壁。
2.如权利要求1所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述吸盘的吸附面突出于所述吸附载板的承载面。
3.如权利要求1所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述滚动件为柱状或者球状。
4.如权利要求3所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述滚动件为POM材料制造而成。
5.如权利要求1所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述直角豁口的角位设有避让口。
6.如权利要求1-5任一项所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，还包括底座，所述吸附底板设置在所述底座上方；所述底座上设有用于驱动所述吸盘转动的旋转驱动组件，所述吸盘同轴插接在所述旋转驱动组件的上端部。
7.如权利要求6所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述旋转驱动组件包括同轴活动配合的轴承座和内轴体，所述内轴体设置在所述轴承座内，其上端部和下端部均从所述轴承座内穿出；所述吸盘同轴插接在所述内轴体的上端部，所述内轴体的下端部设有第一齿轮，所述第一齿轮与一第一伺服电机齿轮传动配合。
8.如权利要求7所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述旋转驱动组件还包括一外轴体，所述外轴体与同轴活动插接在所述轴承座内，所述内轴体同轴活动设置在所述外轴体内腔中；
所述外轴体的上端部和下端部均自所述轴承座内穿出，其上端部套接有第二齿轮，其下端部套设有第三齿轮，所述第三齿轮通过一第二伺服电机齿轮传动配合；
所述底座上滑动设置有第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆和第二传动杆沿所述真空吸附区的对角线设置，并与所述第二齿轮啮合传动配合；
两所述定位角块分别通过贯穿所述吸附载板的第一连接杆和第二连接杆与所述第一传动杆和第二传动杆连接，所述外轴体转动时，驱动所述第一传动杆和第二传动杆沿真空吸附区的对角线相向或相背移动。
9.如权利要求8所述的具有对角定位和真空吸附的装夹治具，其特征在于，所述第二齿轮与所述外轴体为一体连接。
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