CN115122128B - 一种棒料自定心夹具及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种棒料自定心夹具，包括底座、夹持机构和定心机构，所述夹持机构包括设于底座上的第一滑轨、设于所述第一滑轨上的两个滑块、设于所述滑块上的安装板、设于所述安装板上的夹块和第一驱动装置，所述第一驱动装置的两端分别连接两个安装板，用于驱动所述夹块夹紧/放开棒料，所述定心机构包括设于底座上的第二滑轨、设于第二滑轨上的顶块和用于驱动顶块插入两个安装板之间的第二驱动装置，所述顶块上对称设有两个倾斜侧面，两个所述倾斜侧面分别与两个安装板抵接；本发明提供的棒料自定心夹具结构简单，生产成本低，使用寿命长，定心精度高。

Description

一种棒料自定心夹具及使用方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体是涉及到一种棒料自定心夹具及使用方法。

背景技术

在对各类零件进行机械加工的过程中，夹具主要起到夹持和固定待加工部件的作用，是不可或缺的。而对于外表面为圆弧或者截面为四边以上的正多边形棒料，对精度要求高的配合部位进行加工时，除了对棒料固定外，还需要进行定心，以保加工的部位与棒料的同轴度不会超差。

现有的可自定心的夹具主要有两种，一种是三爪卡盘，通过小锥齿轮带动大锥齿轮转动而驱动卡爪同步移动；另一种是液压油缸加齿轮齿条结构的自定心夹具，其驱动结构是两根齿条同时啮合在一个齿轮上，由液压缸驱动其中的一根齿条，液压缸活塞往复移动实现两根齿条的联动，驱动一对V型夹具体实现其自定心开合。上述的定心夹具均是通过夹持力来对棒料进行固定，在切削、钻孔过程中，棒料会受到切向力，为避免棒料转动，导致的影响加工精度，定心夹具需提供足够大的夹持力来产生静摩擦力，以限制棒料转动。因此，无论是第一种三爪卡盘的小锥齿轮、大锥齿轮，还是第二种定心夹具的加齿轮齿条结构，在使用过程中受力较大，易产生磨损，导致定位精度低，难以满足精加工的要求，生产效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，生产成本低，使用寿命长，定心精度高棒料自定心夹具及使用方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下，一种棒料自定心夹具，包括底座、夹持机构和定心机构，所述夹持机构包括设于底座上的第一滑轨、设于所述第一滑轨上的两个滑块、设于所述滑块上的安装板、设于所述安装板上的夹块和第一驱动装置，所述第一驱动装置的两端分别连接两个安装板，用于驱动所述夹块夹紧/放开棒料，所述定心机构包括设于底座上的第二滑轨、设于第二滑轨上的顶块和用于驱动顶块插入两个安装板之间的第二驱动装置，所述顶块上对称设有两个倾斜侧面，两个所述倾斜侧面分别与两个安装板抵接。

优选地，所述安装板上设有与倾斜侧面适配的导向机构。

优选地，所述第一滑轨上设有承料座，所述承料座设于两个安装板之间。

优选地，所述夹块和承料座上均开设有V型槽。

优选地，两个所述第一滑轨平行设置，所述第一驱动装置设于两个第一滑轨之间。

优选地，还包括用于驱动棒料沿轴向移动的顶料机构，所述顶料机构包括第三驱动装置和由第三驱动装置驱动的顶料头。

优选地，所述第三驱动装置和第二驱动装置均设于安装座上，所述安装座与底座连接。

优选地，还包括用于检测承料座上是否有棒料的第一传感器、用于检测夹块是否夹紧棒料的第二传感器、用于检测安装板是否回退的第三传感器、用于检测顶料头是否回退的第四传感器。

优选地，所述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置为气缸或液压缸。

本发明还提供一种棒料自定心夹具的使用方法，包括以下步骤：

上料：将棒料放置在承料座上；

顶料：第三驱动装置驱动顶料头伸出并抵住棒料，使得棒料的加工端移动至指定位置；

夹持：第三驱动装置驱动顶料头收缩，第一驱动装置驱动两个安装板相向移动，直至两个安装板上相对设置的夹块夹紧棒料；

定心：第二驱动装置驱动顶块插入两个安装板之间，直至顶块上对称设置的两个倾斜侧面分别与两个安装板上的导向机构抵接；

加工：对棒料的加工端进行加工；

下料：第二驱动装置驱动顶块从两个安装板之间抽出，第一驱动装置驱动两个安装板相背移动，两个安装板上相对设置的夹块松开棒料，棒料落在承料座上并进行下料。

本发明的有益效果是，使用时，由人工或机械手将棒料放置在两个安装板之间，第一驱动装置驱动两个安装板向移动，使得两个安装板上相对设置的夹块夹紧棒料，第二驱动装置驱动顶块沿第二滑轨移动，随着顶块插入两个安装板之间，至少有一个倾斜侧面会与相邻的安装板抵接，使得被夹紧的棒料沿第一滑轨移动，第二驱动装置驱动顶块继续插入，两个对称的倾斜侧面分别与两个安装板抵接时，棒料实现定心，结构简单，生产成本低，定心精度高，能提升生产效率。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的夹持机构的结构示意图；

图3为图1所示的定心机构的结构示意图；

图4为图2所示的第一滑轨的结构示意图；

图5为图2所示的夹块的结构示意图；

图6为图3所示的第二滑轨的结构示意图。

在图中，1、底座；2、夹持机构；21、第一滑轨；22、滑块；23、安装板；24、夹块；25、第一驱动装置；26、导向机构；27、承料座；3、定心机构；31、第二滑轨；32、滑座；33、顶块；34、第二驱动装置；331、倾斜侧面；4、顶料机构；41、第三驱动装置；42、顶料头；5、安装座；6、第一传感器；7、第二传感器；8、第三传感器；9、第四传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：

请一并参阅图1-6，本实施例提供的棒料自定心夹具，包括底座1、夹持机构2和定心机构3，所述夹持机构2包括设于底座1上的第一滑轨21、设于所述第一滑轨21上的两个滑块22、设于所述滑块22上的安装板23、设于所述安装板23上的夹块24和第一驱动装置25，所述第一驱动装置25的两端分别连接两个安装板23，用于驱动所述夹块24夹紧/放开棒料，夹块24所述定心机构3包括设于底座1上的第二滑轨31，滑座32，设于滑座32上的顶块33和用于驱动顶块33插入两个安装板23之间的第二驱动装置34，所述顶块33上对称设有两个倾斜侧面331，两个所述倾斜侧面331分别与两个安装板23抵接。

其中一个安装板23上设有至少一个第一夹块241，另一个安装板23上设有至少第二夹块242，所述第一夹块241与第二夹块242交错设置，能适用于不同尺寸的棒料，避免夹持小尺寸的棒料时，第一夹块241与第二夹块242抵接，导致不能夹紧棒料。第一滑轨21可研竖直方向设置，棒料放置直接放置在第一夹块241或第二夹块242上即可；第一滑轨21也可沿水平方向设置，此时，可以采用机械手上料，机械手夹持棒料放置在两根安装板23之间，交错设置的第一夹块241与第二夹块242配合夹紧棒料后，机械手再移开。

在本实施例中，其中一个安装板23上设有一个第一夹块241，另一个安装板23上设有两个第二夹块242，所述第一夹块241设于两个第二夹块242之间，能用最少的夹块24数量达到满足要求的夹持效果；第一驱动装置25的固定端和活动端分别与两个安装板23的底面连接，避免阻碍上下料及对棒料加工；使用时，由人工或机械手将棒料放置在两个安装板23之间，第一驱动装置25驱动两个安装板23向移动，使得两个安装板23上相对设置的夹块24夹紧棒料，第二驱动装置34驱动顶块33沿第二滑轨32移动，随着顶块33插入两个安装板23之间，至少有一个倾斜侧面331会与相邻的安装板23抵接，使得被夹紧的棒料沿第一滑轨21移动，第二驱动装置34驱动顶块33继续插入，两个对称的倾斜侧面331分别与两个安装板23抵接时，棒料实现定心，结构简单，使用寿命长，生产成本低，定心精度高。

更具体的，所述安装板23上设有与倾斜侧面331适配的导向机构26，所述导向机构26为滚轮或滚珠；在本实施例中， 导向机构26为滚轮，一方面能起到导向作用，另一方面能减少摩擦，避免倾斜侧面331磨损。

更具体的，所述第一滑轨21上设有承料座27，所述承料座27设于两个安装板23之间；当第一导轨21沿水平方向设置时，设置承料座27一方面能承载上下料，另一方面能限定两个安装板23之间的最小间距，避免夹块24相撞；上料时，可直接人工将棒料放置于承料座27上，由夹块24夹紧；下料时，夹块24张开，承料座27能承接加工完成的棒料，便于人工取料，结构简单，操作方便。

可以理解的是，承料座27还能设置在底座1上，

更具体的，所述夹块24和承料座27上均开设有V型槽，一方面能起到导向作用，棒料只要大致在夹块24的V型槽之间即可完成夹持，棒料由大致对准承料座27上的V型槽即可，能提升上料效率，另一方面V型槽能适用于不同规格的棒料，适用范围广，且夹持牢固。

更具体的，两个所述第一滑轨21平行设置，所述第一驱动装置25设于两个第一滑轨21之间；能保证安装板23移动的稳定性，保证加工精度。

更具体的，还包括用于驱动棒料沿轴向移动的顶料机构4，所述顶料机构4包括第三驱动装置41和由第三驱动装置41驱动的顶料头42；使用时，棒料放置在承料座37上，第三驱动装置41驱动的顶料头42抵住棒料移动，使得棒料加工端移动至指定位置，能满足不同的加工需求。

更具体的，所述第三驱动装置41和第二驱动装置34均设于安装座5上，所述安装座5与底座1连接，能提升空间利用率。

更具体的，还包括用于检测承料座27上是否有棒料的第一传感器6、用于检测安装板23是否夹紧的第二传感器7、用于检测安装板23是否回退的第三传感器8、用于检测顶料头42是否回退的第四传感器9；在本实施例中，第一传感器6设于承料座27上，第二传感器7设于安装板23上，第三传感器8设于第一滑轨21上，第四传感器9设于安装座5上。在本实施例中，第一传感器6、第二传感器7、第三传感器8和第四传感器9的型号为TL-N20ME1。

棒料放置在承料座27上后，第一传感器6将检测到的有料信息传输给第三驱动装置41；第三驱动装置41驱动顶料头42伸出并抵住棒料，使得棒料的加工端移动至指定位置；第三驱动装置41驱动顶料头42收缩，第四传感器9将检测到的顶料头42回退信息传输给第一驱动装置25；第一驱动装置25驱动两个安装板23相向移动，直至两个安装板23上相对设置的夹块24夹紧棒料，第二传感器7将夹块24一夹紧棒料的信息传输给第二驱动装置34；第二驱动装置34驱动顶块33插入两个安装板23之间，直至顶块33上对称设置的两个倾斜侧面331分别与两个安装板23上的导向机构26抵接；棒料加工完成后，第二驱动装置34驱动顶块33从两个安装板23之间抽出，第一驱动装置25驱动两个安装板23相背移动，两个安装板23上相对设置的夹块24松开棒料，第三传感器8将安装板23已回退的细心传输给机械手，机械手对承料座27上加工完成的棒料进行下料。

更具体的，所述第一驱动装置25、第二驱动装置34和第三驱动装置41为气缸或液压缸；在本实施例中，第一驱动装置25为气缸，第二驱动装置34和第三驱动装置41均为液压油缸。气缸所用的空气，从本身的介质层面上来讲是用之不竭的能源供给，没有费用供应上的困难，同时可以把用过的无污染气体直接放出，方便处理。但是空气的压缩率远远大于液体，所以工作平稳性方面气缸相较于液压缸会差很远，液压缸输出力大、性能稳定可靠、使用维护方便，可以根据具体的需求进行选择。

一种棒料自定心夹具的使用方法，包括以下步骤：

上料：由人工或机械手将棒料放置在承料座27上；

顶料：第三驱动装置41驱动顶料头42伸出并抵住棒料，使得棒料的加工端移动至指定位置；

夹持：第三驱动装置41驱动顶料头42收缩，第一驱动装置25驱动两个安装板23相向移动，直至两个安装板23上相对设置的夹块24夹紧棒料；

定心：第二驱动装置34驱动顶块33插入两个安装板23之间，直至顶块33上对称设置的两个倾斜侧面331分别与两个安装板23上的导向机构26抵接；

加工：对棒料的加工端进行加工；

下料：第二驱动装置34驱动顶块33从两个安装板23之间抽出，第一驱动装置25驱动两个安装板23相背移动，两个安装板23上相对设置的夹块24松开棒料，棒料落在承料座27上并由人工或机械手进行下料。

根据不同用户的生产需求，可以选择人工或机械臂进行上下料，通过顶块33上对称的倾斜侧面331与导向机构26滚动抵接，与现有的锥齿轮传动及齿轮齿条传动的定心夹具相比，能降低装置的磨损，提升使用寿命，且定心精度高，能提升生产效率。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种棒料自定心夹具的使用方法，其特征在于，

所述棒料自定心夹具，包括底座（1）、夹持机构（2）和定心机构（3），所述夹持机构（2）包括设于底座（1）上的第一滑轨（21）、设于所述第一滑轨（21）上的两个滑块（22）、设于所述滑块（22）上的安装板（23）、设于所述安装板（23）上的夹块（24）和第一驱动装置（25），所述第一驱动装置（25）的两端分别连接两个安装板（23），用于驱动所述夹块（24）夹紧/放开棒料，所述定心机构（3）包括设于底座（1）上的第二滑轨（31），滑座（32），设于滑座（32）上的顶块（33）和用于驱动顶块（33）插入两个安装板（23）之间的第二驱动装置（34），所述顶块（33）上对称设有两个倾斜侧面（331），两个所述倾斜侧面（331）分别与两个安装板（23）抵接；

所述安装板（23）上设有与倾斜侧面（331）适配的导向机构（26）；

所述第一滑轨（21）上设有承料座（27），所述承料座（27）设于两个安装板（23）之间；

两个所述第一滑轨（21）平行设置，所述第一驱动装置（25）设于两个第一滑轨（21）之间；

还包括用于驱动棒料沿轴向移动的顶料机构（4），所述顶料机构（4）包括第三驱动装置（41）和由第三驱动装置（41）驱动的顶料头（42）；

所述第三驱动装置（41）和第二驱动装置（34）均设于安装座（5）上，所述安装座（5）与底座（1）连接；

包括以下步骤：

上料：将棒料放置在承料座（27）上；

顶料：第三驱动装置（41）驱动顶料头（42）伸出并抵住棒料，使得棒料的加工端移动至指定位置；

夹持：第三驱动装置（41）驱动顶料头（42）收缩，第一驱动装置（25）驱动两个安装板（23）相向移动，直至两个安装板（23）上相对设置的夹块（24）夹紧棒料；

定心：第二驱动装置驱动顶块（33）插入两个安装板（23）之间，直至顶块（33）上对称设置的两个倾斜侧面（331）分别与两个安装板上的导向机构（26）抵接；

加工：对棒料的加工端进行加工；

下料：第二驱动装置（34）驱动顶块（33）从两个安装板（23）之间抽出，第一驱动装置（25）驱动两个安装板（23）相背移动，两个安装板（23）上相对设置的夹块（24）松开棒料，棒料落在承料座（27）上并进行下料。

2.如权利要求1所述的棒料自定心夹具的使用方法，其特征在于：所述夹块（24）和承料座（27）上均开设有V型槽。

3.如权利要求1所述的棒料自定心夹具的使用方法，其特征在于：还包括用于检测承料座（27）上是否有棒料的第一传感器（6）、用于检测夹块（24）是否夹紧棒料的第二传感器（7）、用于检测安装板（23）是否回退的第三传感器（8）、用于检测顶料头（42）是否回退的第四传感器（9）。

4.如权利要求1所述的棒料自定心夹具的使用方法，其特征在于：所述第一驱动装置（25）、第二驱动装置（34）和第三驱动装置（41）为气缸或液压缸。