CN114102192A - 一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机床数控加工制造技术领域，尤其涉及一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置。该用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，包括固定转台机构、从动转台机构、液压单元以及带动从动转台机构直线运动的移动机构。在固定转台机构和从动转台机构上均设有环形软爪机构和卡盘驱动机构，液压单元用于控制卡盘驱动机构驱动环形软爪机构沿其圆心向外扩张支撑在薄壁筒型零件的内壁上。由此，该柔性装夹装置能够适应不同长度和直径的薄壁筒型零件，提高了装夹效率和装夹质量。且由于该柔性装夹装置采用了液压单元，在装夹过程中能够对薄壁筒型零件进行微调，然后进行进一步固定夹紧，进而提高了零件的装夹精度。

Description

一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置
技术领域
本发明涉及机床数控加工制造技术领域，尤其涉及一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置。
背景技术
目前数控机床对于薄壁筒型零件的装夹，一般采用传统工装夹具在零件的内部对其进行支撑，从而达到对零件做辅助的夹持，然后数控机床的加工头对零件进行加工。
现有的零件装夹一般为一次夹紧完成，夹紧后不能对零件进行微调整，同时在装夹过程中还会因装夹力不能进行精确控制而造成零件变形或松动，从而导致零件的加工精度较低。并且现有的零件夹具不能适应不同直径及不同长度的筒型零件，当零件规格不同时，需更换不同的零件夹具。
发明内容
（一）要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供了一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，在对薄壁筒型零件装夹时能够进行微调，提高了装夹精度且能够适应不同规格的筒型零件。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供了一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置包括固定转台机构、从动转台机构、液压单元以及带动从动转台机构直线运动的移动机构；固定转台机构与从动转台机构相对设置；在固定转台机构和从动转台机构上均设有环形软爪机构和卡盘驱动机构，液压单元通过管路与卡盘驱动机构连接，软爪机构用于伸入薄壁筒型零件内；液压单元用于控制卡盘驱动机构驱动环形软爪机构沿其圆心向外扩张支撑在薄壁筒型零件的内壁上；其中，液压单元具有第一路低压控制和第二路高压控制，当液压单元为第一路低压控制时，薄壁筒型零件处于低压夹持状态，当液压单元为第二路高压控制时，薄壁筒型零件处于高压夹持状态。
优选地，环形软爪机构包括至少三组扇形软爪组件；每组扇形软爪组件均包软爪本体和爪体基座；软爪本体和爪体基座固定连接。
优选地，环形软爪机构通过锁定组件安装在卡盘驱动机构上。
优选地，在固定转台机构上设有第一环形软爪机构和第一卡盘驱动机构；从动转台机构上设有第二环形软爪机构和第二卡盘驱动机构；固定转台机构包括固定座及与固定座转动连接的第一转轴，第一卡盘驱动机构设置在第一转轴上，第一环形软爪机构通过锁定组件与第一卡盘驱动机构连接；从动转台机构包括移动尾座及与移动尾座转动连接的第二转轴，第二卡盘驱动机构设置在第二转轴上，第二环形软爪机构通过锁定组件与第二卡盘驱动机构连接。
优选地，锁定组件包括与扇形软爪组件一一对应的安装块以及将爪体基座连接在安装块上的压块；安装块设置在卡盘驱动机构上。
优选地，安装块靠近爪体基座的一侧设有限位槽；爪体基座的端面底部设有与限位槽匹配的限位凸起。
优选地，限位槽与限位凸起分别具有匹配的第一对接斜面。
优选地，压块上设有定位凹槽，安装块上设有与定位凹槽匹配的定位凸起；爪体基座的外壁面上设有锁定槽，压块靠近爪体基座的一侧设有与锁定槽匹配的锁定凸起。
优选地，锁定槽和锁定凸起分别具有匹配的第二对接斜面。
优选地，移动机构包括导轨及与导轨滑动连接的滑块，滑块与移动尾座固定连接。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置包括固定转台机构、从动转台机构、液压单元以及带动从动转台机构直线运动的移动机构。在固定转台机构和从动转台机构上均设有环形软爪机构和卡盘驱动机构，液压单元用于控制卡盘驱动机构驱动环形软爪机构沿其圆心向外扩张支撑在薄壁筒型零件的内壁上。由于色设有移动机构和环形软爪机构进而能够适应不同长度和直径的薄壁筒型零件，提高了装夹效率和装夹质量。
同时由于薄壁筒型零件内壁的支撑力可通过液压单元设定的压力值大小调节，进而实现薄壁筒型零件的支撑力大小可调，防止薄壁筒型零件因夹持力大产生变形或夹持力小造成零件的松动问题。
且由于液压单元具有第一路低压控制和第二路高压控制，在应用的过程中，先进行第一路低压控制，再进行第二路高压控制，当液压单元为第一路低压控制时，薄壁筒型零件处于低压夹持状态，此时能够对薄壁筒型零件进行微调，进而提高了薄壁筒型零件的装夹精度，当液压单元为第二路高压控制时，薄壁筒型零件处于高压夹持状态，此时对薄壁筒型零件进行固定夹紧。
附图说明
图1为本发明的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置的结构示意图；
图2为图1中的移动组件、从动转台机构以及环形软爪机构的结构示意图；
图3为图1的截面示意图；
图4为图3中A部分的放大示意图。
【附图标记说明】
1：固定转台机构；11：固定座；12：第一转轴；13：驱动件；
2：从动转台机构；21：移动尾座；22：第二转轴；
3：移动机构；
4：环形软爪机构；41：软爪本体；42：爪体基座；421：限位凸起；422：锁定槽；
5：卡盘驱动机构；
6：薄壁筒型零件；
7：锁定组件；71：安装块；711：限位槽；712：定位凸起；72：压块；721：定位凹槽；722：锁定凸起。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本施例提供了一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，包括固定转台机构1、从动转台机构2、液压单元以及带动从动转台机构2直线运动的移动机构3。其中，固定转台机构1与从动转台机构2相对设置，在固定转台机构1和从动转台机构2上均设有环形软爪机构4和卡盘驱动机构5，液压单元通过管路与卡盘驱动机构5连接，软爪机构用于伸入薄壁筒型零件6内，液压单元用于控制卡盘驱动机构5驱动环形软爪机构4沿其圆心向外扩张支撑在薄壁筒型零件6的内壁上。在本实施例中，由于设置了移动机构3和环形软爪机构4进而能够适应不同长度和直径的薄壁筒型零件，提高了装夹效率和装夹质量。
其中，由于液压单元具有第一路低压控制和第二路高压控制，在应用的过程中，先进行第一路低压控制，再进行第二路高压控制，当液压单元为第一路低压控制时，薄壁筒型零件6处于低压夹持状态，此时能够对薄壁筒型零件6进行微调，来提高薄壁筒型零件6的装夹精度，当液压单元为第二路高压控制时，薄壁筒型零件6处于高压夹持状态，此时对薄壁筒型零件进行固定夹紧。
应当说明的是，在第一路低压控制时，液压单元输出的压力范围为0.1-0.3MPa，在第二路高压控制时，液压单元输出的压力范围为1-1.5MPa，当压力范围处于0.1-0.3MPa时，可通过手动对薄壁筒型零件6进行微调，当压力范围处于1-1.5MPa时，薄壁筒型零件6在加工过程中不会有相对滑动且不使工件发生变形。在实际应用的过程中，第一路低压控制和第二路高压控制中选取的压力值根据不同材料和不同壁厚的薄壁筒型零件6进行选取。
如图2所示，环形软爪机构4通过锁定组件7分别安装在固定转台机构1和从动转台机构2上。环形软爪机构4包括至少三组扇形软爪组件，每组扇形软爪组件均包括软爪本体41和爪体基座42，软爪本体41和爪体基座42固定连接，在实际应用的过程中，软爪本体41的材质为铝合金材质，可根据薄壁筒型零件6的薄厚对软爪本体41的形状进行加工，可进一步提高薄壁筒型零件6的安装精度。
在固定转台机构1上设有第一环形软爪机构和第一卡盘驱动机构，从动转台机构2上设有第二环形软爪机构和第二卡盘驱动机构。固定转台机构1包括固定座11及与固定座11转动连接的第一转轴12，第一卡盘驱动机构5设置在第一转轴12上，第一环形软爪机构通过锁定组件7与第一卡盘驱动机构连接，从动转台机构2包括移动尾座21及与移动尾座21转动连接的第二转轴22，第二卡盘驱动机构设置在第二转轴22上，第二环形软爪机构通过锁定组件7与第二卡盘驱动机构连接。其中，第一转轴12、第一卡盘驱动机构、第一环形软爪机构、第二转轴22、第二卡盘驱动机构和第二环形软爪机构沿同一轴线设置。
移动机构3包括导轨及与导轨滑动连接的滑块（未示出），滑块与移动尾座21固定连接，移动尾座21通过滑块在导轨上滑动，进而调节从动转台机构2和固定转台机构1之间的距离。在实际应用的过程中，固定转台机构1还包括驱动件13，驱动件13用于驱动第一转轴12转动，进而在薄壁筒型零件6进行加工时对其进行转动。
如图3-图4所示，锁定组件7包括与扇形软爪组件一一对应的安装块71以及将爪体基座42连接在安装块71上的压块72，安装块71分别与第一卡盘驱动机构5和第二卡盘驱动机构5通过螺钉可拆卸连接。安装块71靠近爪体基座42的一侧设有限位槽711，爪体基座42的端面底部设有与限位槽711匹配的限位凸起421。在实际应用的过程中，限位槽711与限位凸起421分别具有匹配的第一对接斜面，以便于爪体基座42的快速定位安装。卡盘驱动机构5驱动沿其圆心周向布置的安装块71沿其圆心向外扩张或收紧运动以带动扇形软爪组件抵接在薄壁筒型零件6的内壁上，进而可以适应不同直径的薄壁筒型零件6。由于采用了锁定组件7，进而便于环形软爪机构4的快速定位安装，从而提高了薄壁筒型零件6的安装速度。
图4所示，在压块72上设有定位凹槽721，安装块71上设有与定位凹槽721匹配的定位凸起712，爪体基座42的外壁面上设有锁定槽422，压块72靠近爪体基座42的一侧设有与锁定槽422匹配的锁定凸起722。其中，锁定槽422和锁定凸起722分别具有匹配的第二对接斜面，以便于压块72与爪体基座42的快速定位、卡接，通过螺钉将压块72锁紧在安装块71上从而将安装块71和爪体基座42锁紧，进而将扇形软爪组件分别快速安装在固定转台机构1的第一卡盘驱动机构和从动转台机构2的第二卡盘驱动机构上。
在环形软爪机构4进行安装时，先将锁定组件7中的安装块71进行安装，然后再安装扇形软爪组件；当安装扇形软爪组件时将爪体基座42的限位凸起421与安装块71的限位槽711进行定位，压块72的定位凹槽721与安装块71上的定位凸起712对准后，压块72上的锁定凸起722与爪体基座42上的锁定槽422卡接，通过螺钉将压块72与安装块71锁定，完成扇形软爪组件的安装。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：包括固定转台机构（1）、从动转台机构（2）、液压单元以及带动所述从动转台机构（2）直线运动的移动机构（3）；
所述固定转台机构（1）与所述从动转台机构（2）相对设置；
在所述固定转台机构（1）和所述从动转台机构（2）上均设有环形软爪机构（4）和卡盘驱动机构（5），所述液压单元通过管路与所述卡盘驱动机构（5）连接，所述软爪机构用于伸入薄壁筒型零件（6）内；
所述液压单元用于控制所述卡盘驱动机构（5）驱动所述环形软爪机构（4）沿其圆心向外扩张支撑在所述薄壁筒型零件（6）的内壁上；
其中，所述液压单元具有第一路低压控制和第二路高压控制，当所述液压单元为第一路低压控制时，所述薄壁筒型零件（6）处于低压夹持状态，当所述液压单元为所述第二路高压控制时，所述薄壁筒型零件（6）处于高压夹持状态。
2.如权利要求1所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述环形软爪机构（4）包括至少三组扇形软爪组件；
每组所述扇形软爪组件均包括软爪本体（41）和爪体基座（42）；所述软爪本体（41）和爪体基座（42）固定连接。
3.如权利要求2所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述环形软爪机构（4）通过锁定组件（7）安装在所述卡盘驱动机构（5）上。
4.如权利要求3所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：在所述固定转台机构（1）上设有第一环形软爪机构和第一卡盘驱动机构；
所述从动转台机构（2）上设有第二环形软爪机构和第二卡盘驱动机构；
所述固定转台机构（1）包括固定座（11）及与所述固定座（11）转动连接的第一转轴（12），所述第一卡盘驱动机构设置在第一转轴（12）上，所述第一环形软爪机构通过所述锁定组件（7）与所述第一卡盘驱动机构连接；
所述从动转台机构（2）包括移动尾座（21）及与所述移动尾座（21）转动连接的第二转轴（22），所述第二卡盘驱动机构设置在第二转轴（22）上，所述第二环形软爪机构通过所述锁定组件（7）与所述第二卡盘驱动机构连接。
5.如权利要求3所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述锁定组件（7）包括与所述扇形软爪组件一一对应的安装块（71）以及将所述爪体基座（42）连接在所述安装块（71）上的压块（72）；
所述安装块（71）设置在所述卡盘驱动机构（5）上。
6.如权利要求5所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述安装块（71）靠近所述爪体基座（42）的一侧设有限位槽（711）；
所述爪体基座（42）的端面底部设有与所述限位槽（711）匹配的限位凸起（421）。
7.如权利要求6所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述限位槽（711）与所述限位凸起（421）分别具有匹配的第一对接斜面。
8.如权利要求5所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述压块（72）上设有定位凹槽（721），所述安装块（71）上设有与所述定位凹槽（721）匹配的定位凸起（712）；
所述爪体基座（42）的外壁面上设有锁定槽（422），所述压块（72）靠近所述爪体基座（42）的一侧设有与所述锁定槽（422）匹配的锁定凸起（722）。
9.如权利要求8所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述锁定槽（422）和所述锁定凸起（722）分别具有匹配的第二对接斜面。
10.如权利要求4所述的用于薄壁筒型零件的柔性装夹装置，其特征在于：所述移动机构（3）包括导轨及与所述导轨滑动连接的滑块，所述滑块与所述移动尾座（21）固定连接。
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