CN114370980B - 夹具气密检测装置及具有其的机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹具气密检测装置及具有其的机床，涉及机床技术领域。其中，夹具气密检测装置包括：基座，设置有气密孔；用于夹紧工件的夹具，固定连接于基座，夹具装夹工件时工件覆盖气密孔；气体控制装置，包括依次连接的第一进气管、第一减压阀、第二进气管、第二减压阀和出气管，第二进气管的横截面积小于第一进气管的横截面积且小于出气管的横截面积；气压检测装置，与出气管连接，用于检测出气管内的压力，根据压力判断工件是否夹紧。当工件装夹不合格漏气时，第一进气管的横截面积小于出气管的横截面积，因此出气管内的气体补充变慢，出气管内的压力下降较快，能使出气管的气压变化明显，提高气压检测装置的检测精度。

Description

夹具气密检测装置及具有其的机床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，特别是涉及一种夹具气密检测装置及具有其的机床。

背景技术

在机床加工工件的过程中，需要先夹紧工件才能进行加工。如果工件在加工过程中松动可能导致出现废品，更严重的可能引发事故。相关技术中，判断工件是否夹紧可以用气密性检测，如果工件装夹到位，气密性良好，机床不报警；若装夹不合格导致漏气，气管内压力下降超过设定阈值，则会导致机床报警停止加工。但是，泄漏过程中的气压变化不明显，不能准确判断是否装夹合格。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种夹具气密检测装置，能够在工件装夹不合格时，使气管内的气压变化明显，能准确判断工件装夹是否合格。

本发明还提出一种具有上述夹具气密检测装置的机床。

根据本发明第一方面实施例的夹具气密检测装置，包括：

基座，设置有气密孔；

用于夹紧工件的夹具，固定连接于所述基座，所述夹具装夹所述工件时所述工件覆盖所述气密孔；

气体控制装置，包括第一减压阀、第二减压阀、第一进气管、第二进气管和出气管，所述第一减压阀的输入端与所述第一进气管连接，所述第一减压阀的输出端与所述第二减压阀的输入端之间通过所述第二进气管连接，所述第二减压阀的输出端与所述出气管的一端连接，所述出气管的另一端与所述气密孔连接，所述第二进气管的横截面积小于所述第一进气管的横截面积且小于所述出气管的横截面积；

气压检测装置，与所述出气管连接，用于检测所述出气管内的压力，根据所述压力判断所述工件是否夹紧。

根据本发明实施例的夹具气密检测装置，至少具有如下有益效果：

工件装夹不合格漏气，第二进气管的横截面积小于出气管的横截面积，因此出气管内的气体补充较慢，出气管内的压力下降较快，能使出气管的气压变化明显，提高气压检测装置的检测精度，能准确判断出工件是否装夹合格，减少误报警的概率。

根据本发明的一些实施例，所述夹具包括气缸，所述气缸固定连接于所述基座，所述气缸用于夹紧所述工件。

根据本发明的一些实施例，所述气缸至少设有两个，所述气缸包括固定部，所述固定部与所述气缸的输出端连接，所述固定部在所述气缸的带动下与所述工件抵接。

根据本发明的一些实施例，所述夹具至少有两个，至少两个所述夹具间隔设置于所述基座，以同时加工至少两个所述工件。

根据本发明的一些实施例，所述出气管连接有多个分气支管，所述分气支管的数量与所述气密孔的数量相同，所述分气支管的端部与所述气密孔连接。

根据本发明的一些实施例，所述基座还包括用于定位所述工件的销钉，所述销钉固定连接于所述基座。

根据本发明的一些实施例，所述基座设置有至少两个用于定位所述工件的销钉和与所述销钉数量相同的销孔，所述销孔内部设置有弹簧，所述弹簧与所述销钉连接以使所述销钉能沿所述销孔的轴线方向滑动。

根据本发明的一些实施例，所述销钉远离所述弹簧的一端部分为锥形或者球形。

根据本发明的一些实施例，所述基座包括定位块，所述定位块可拆卸连接于所述基座，所述气密孔、所述销孔、所述销钉均设置于所述定位块。

根据本发明第二方面实施例的机床，包括第一方面任意一项实施例所述的夹具气密检测装置。

根据本发明实施例的加床，至少具有如下有益效果：

采用第一方面实施例的夹具气密检测装置，工件装夹不合格漏气，第二进气管的横截面积小于出气管的横截面积，因此出气管内的气体补充变慢，出气管内的压力下降较快，能使出气管的气压变化明显，提高气压检测装置的检测精度，能准确判断出工件是否装夹合格，减少误报警的概率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一种实施例的气体控制装置结构示意图；

图2是本发明一种实施例的机床夹具结构示意图；

图3是图2中A处的结构放大示意图；

图4是本发明一种实施例的机床夹具俯视图；

图5是图4中B-B截面的部分剖视图；

图6是图5中C处的放大示意图；

图7为本发明一种实施例第二进气管不同管径时压差的大小与压力的关系图。

附图标记：

气体控制装置100、第一减压阀110、第二减压阀120、第一进气管130、第二进气管140、出气管150、分气支管151；

基座200、定位块210、气密孔211、销钉212、弹簧213、销孔214；

夹具300、气缸310、固定部311；

气压检测装置400；

工件500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1、图2和图3所示，为本发明实施例提供的夹具气密检测装置，用于检测工件500装夹是否正确，能增加气体泄漏后的压差，更容易判断工件500是否夹紧。当装夹不合格，气密孔211漏气，气压下降至设定的阈值以下，会报警停机。夹具气密检测装置包括基座200，夹具300、气体控制装置100和气压检测装置400。夹具300包括气缸310，气缸310固定连接于基座200，气缸310的输出端固定连接有固定部311，固定部311在气缸310的带动下夹紧工件500。基座200上设置有气密孔211，气缸310在夹紧工件500时工件500覆盖于气密孔211上，阻止气密孔211内的气体泄漏。

气缸310能在恶劣条件下稳定工作，适应性好，且操作简单，基本实现免维护。需要说明的是，夹具300还可以是通过丝杆与钳口配合固定工件500等形式，本发明以气缸310夹紧工件500为例进行解释说明。

参照图1所示，气体控制装置100用于控制进入机床气体的气压，气体控制装置100包括第一减压阀110、第二减压阀120、第一进气管130、第二进气管140和出气管150。第一减压阀110的输入端与第一进气管130连接，第一减压阀110的输出端与第二减压阀120的输入端之间通过第二进气管140连接，第二减压阀120的输出端与出气管150连接，出气管150的另一端与气密孔211连接。其中，第二进气管140的横截面接小于第一进气管130的横截面积，且小于出气管150的横截面积。

可以理解的是，第一进气管130通常与储气罐(储气罐图中未示出)连接，将气体输送至第一减压阀110。通常储气罐的气体压力较高，因此第一减压阀110用于降低进入第二进气管140的气压。第二减压阀120起到稳压、安全保护的作用，能保持出气管150内压力的稳定，提高气密检测的稳定性，减少因气压不稳而导致误警报的情况。第二进气管140的横截面积小于第一进气管130的横截面积，以使第二进气管140内的气体得到及时补充。第二进气管140的横截面积小于出气管150的横截面积，使出气管150内的气体补充速度比管径相同时慢，因此发生泄漏时出气管150内的压力下降较为明显。

继续参照图1所示，气压检测装置400与出气管150连接，用于检测出气管150内的气压，根据气压判断工件500是否夹紧。例如检测到的气压小于预设阈值，判断工件500未夹紧，发出警报并停机，减少工件500继续加工导致报废的情况；检测到的气压大于等于预设阈值，判断工件500已夹紧，可以继续加工。

可以理解的是，工件500覆盖于气密孔211上，工件500装夹到位，气密孔211无法排气或者出气量较少，因此出气管150内的气压保持动态平衡，变化不明显。当工件500装夹不合格时，气密孔211漏气，出气管150内气压下降，由于第二进气管140的横截面积小于出气管150的横截面积，出气管150内的气体补充比管径相同时更慢，因此出气管150的压力下降和管径相同的情况比更快(在未泄露时气压一致的情况比较)。

例如，参照图7所示，图中横坐标为出气管150的气压大小，纵坐标为泄漏压力变化量，单位均为Mpa(Mpa为兆帕，下同)。以其中一个数据为例，例如进气管的压力为0.6Mpa的情况下，管径不同时，在第一进气管130内径6mm(mm为毫米，下同)，第二进气管140的内径4mm，出气管150内径6mm，气密孔211的孔径为1.5mm的情况下，发生泄漏压力由0.6Mpa下降至0.56Mpa，压差为0.04Mpa。管径相同，第一进气管130、第二进气管140和出气管150的内径均为6mm，气密孔211的孔径1.5mm的情况下，发生泄漏压力由0.6Mpa下降至0.593Mpa，压差为0.007Mpa。

需要说明的是，上述提及的“6mm、4mm、1.5mm”等数据，仅仅为了对本发明的实施例进行解释说明，不能理解为对本发明的限制，可以根据实际情况采用不同的尺寸。还需要说明的是，图7中所示的数据仅仅为了对本发明的实施例进行解释说明，不能理解为对本发明的限制，不同的实验条件得到的结果不一定一致。

参照图7可知管径不同时，发生泄漏时出气管150内的压力变化较大，出气管150的压力越高，变化越明显，也更容易被气压检测装置400检测到，因此能降低对气压检测装置400的检测精度要求，更容易判断工件500是否夹紧。而管径相同时，随着出气管150内的压力增加，发生泄漏时压差变化并不明显，对气压检测装置400的检测精度要求较高。检测精度越高的仪器越容易损坏，且维修或者更换的成本也更高，而工件500加工的环境通常较差，对气压检测装置400的可靠度要求较高，因此采用不同的管径是有必要的。

参照图2和图4所示，夹具300有三个，间隔设置于基座200。需要说明的是，为了便于观察，其中一个夹具300夹有工件500，另外两个夹具300隐藏工件500。可以理解的是，三个夹具300可以同时夹紧三个工件500，以同时加工三个工件500，提高加工效率。在一些实施例中，三个夹具300分别对应三个工序，每加工完成一道工序，工件500移动至下一个夹具300，继续执行剩余工序。需要说明的是，夹具300的数量还可以是两个、四个或者其他数量，本发明实施例以三个为例进行解释说明。

参照图2和图3所示，每个夹具300设置有两个气缸310和两个气密孔211，两个气缸310和两个气密孔211均设置在基座200上。可以理解的是，两个气缸310可以使工件500的固定更稳定，减少工件500的松动。两个气密孔211可以更精确的判定工件500是否夹紧，减少误判的发生。需要说明的是，气缸310和气密孔211还可以是其他数量，例如三个气缸310和三个气密孔211，本发明以两个气缸310和两个气密孔211进行解释说明。

参照图3、图4、图5和图6所示，每个夹具300均设置有用于定位工件500的销钉212，需要说明的是，为了便于观察，隐藏了放大图中气缸310的固定部311。有的工件500在制造中会设置定位孔，定位孔与销钉212配合定位，减少人工手动定位出现误差，导致加工精度降低。在一些实施例中，销钉212固定连接于基座200上，固定连接可以是焊接、一体成型或者螺钉螺栓等形式。固定连接在基座200上的销钉212其直径的最大处通常小于工件500定位孔的直径，以使工件500能与基座200抵接，常用于对定位精度要求不高的场合。需要说明的是，销钉212除了是圆柱体，还可以是长方体，根据实际情况选择，后续对销钉212均以圆柱体描述。

参照图6所示，在一些实施例中，销钉212可以和基座200滑动连接。销钉212设置有两个，基座200上设置有与销钉212数量相同的销孔214，销孔214内设置有弹簧213，弹簧213与销钉212连接，以使销钉212能沿销孔214的轴线方向滑动，其中，销钉212与销孔214为间隙配合。销钉212直径最大处大于工件500定位孔的直径，以使销钉212与工件500的定位孔配合时工件500能将销钉212下压与基座200抵接定位。设置两个销钉212可以限制工件500的转动，减少制造误差。需要说明的是，还可以仅设置一个销钉212，为了限制工件500的转动需要配合其他结构，例如定位凸台、限位板等结构。销钉212的数量还可以是三个、四个或者其他个数。

参照图3所示，在一些实施例中，销钉212的顶部为球形，与球形部分配合的销钉212壁面为圆锥面，其中，定位孔的直径小于销钉212最大部分的直径，以使工件500能将销钉212下压定位，取走工件500后弹簧213能对销钉212进行复位。可以理解的是，销钉212顶部直径由小到大，可以方便工件500的装夹与定位。在一些实施例中，定位孔通常是毛胚孔，因此其制造精度不高，利用销钉212的斜度配合可以满足具有不同定位孔孔径的工件500。需要说明的是，销钉212的顶部还可以只有部分为球形或者只有部分为圆锥。还需要说明的是，当销钉212为直径一致的圆柱体时，需要将定位孔设置成圆锥形。

参照图2所示，出气管150连接有多个分气支管151，分气支管151数量与气密孔211的数量相同，例如在一些实施例中，夹具300有三个，每个夹具300设置有两个气密孔211，则气密孔211数量有六个，因此分气支管151的数量对应设置有六条。因此，任意一个工件500未能正确夹紧，会导致其他工件500也停止加工。如果其他工件500继续加工，容易导致工作人员在调整夹紧不当的工件500时，被周围的运动刀具误伤。因此当其中一个工件500未能正确夹紧时，所有工件500均不能加工，保护工作人员的安全。

参照图2所示，在一些实施例中，基座200包括定位块210，定位块210可拆卸连接于基座200。其中，气密孔211、销钉212、弹簧213、销孔214均设置于定位块210上。可以理解的是，工厂加工一批相同结构的工件500通常用到专用夹具300，专用夹具300能提高加工的效率，但是不具备通用性。因此将气密孔211、销钉212、弹簧213、销孔214均设置于定位块210上，通过更换不同的定位块210以适应不同的工件500结构，提高机床的通用性。

由于机床采用了上述实施例的夹具气密检测装置的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。需要说明的是，机床可以是车床、铣床、磨床或加工中心等设备。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.夹具气密检测装置，其特征在于，包括：

基座，设置有气密孔和至少两个用于定位工件的销钉和与所述销钉数量相同的销孔，所述销孔内部设置有弹簧，所述弹簧与所述销钉连接以使所述销钉能沿所述销孔的轴线方向滑动，所述基座包括定位块，所述定位块可拆卸连接于所述基座，所述气密孔、所述销孔、所述销钉均设置于所述定位块；

用于夹紧工件的夹具，固定连接于所述基座，所述夹具装夹所述工件时所述工件覆盖所述气密孔；

气体控制装置，包括第一减压阀、第二减压阀、第一进气管、第二进气管和出气管，所述第一减压阀的输入端与所述第一进气管连接，所述第一减压阀的输出端与所述第二减压阀的输入端之间通过所述第二进气管连接，所述第二减压阀的输出端与所述出气管的一端连接，所述出气管的另一端与所述气密孔连通，所述第二进气管的横截面积小于所述第一进气管的横截面积且小于所述出气管的横截面积；

气压检测装置，与所述出气管连接，所述气压检测装置用于检测所述出气管内的压力并根据所述压力判断所述工件是否夹紧。

2.根据权利要求1所述的夹具气密检测装置，其特征在于，所述夹具包括气缸，所述气缸固定连接于所述基座，所述气缸用于夹紧所述工件。

3.根据权利要求2所述的夹具气密检测装置，其特征在于，所述气缸至少设有两个，所述气缸包括固定部，所述固定部与所述气缸的输出端连接，所述固定部在所述气缸的带动下与所述工件抵接。

4.根据权利要求1所述的夹具气密检测装置，其特征在于，所述夹具至少有两个，至少两个所述夹具间隔设置于所述基座，以同时加工至少两个所述工件。

5.根据权利要求4所述的夹具气密检测装置，其特征在于，所述出气管连接有多个分气支管，所述分气支管的数量与所述气密孔的数量相同，所述分气支管的端部与所述气密孔连接。

6.根据权利要求1所述的夹具气密检测装置，其特征在于，所述基座还包括用于定位所述工件的销钉，所述销钉固定连接于所述基座。

7.根据权利要求1所述的夹具气密检测装置，其特征在于，所述销钉远离所述弹簧的一端部分为锥形或者球形。

8.一种机床，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的夹具气密检测装置。