CN115302268A - 一种变矩器夹具、车削加工设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变矩器夹具、车削加工设备及系统，涉及变矩器加工技术领域，其中，变矩器夹具包括夹具体，夹具体中心位置安装用于定位工件内孔的初定位装置，夹具体周向间隔布置多个终定位装置，终定位装置用于定位工件外周面，夹具体表面设有对应于工件阀口的压紧装置，夹具体还安装有旋紧装置。本发明的夹具定位精准、装夹可靠；能够减少装夹次数，降低安装误差。

Description

一种变矩器夹具、车削加工设备及系统

技术领域

本发明涉及变矩器加工技术领域，尤其涉及一种变矩器夹具、车削加工设备及系统。

背景技术

变矩器是汽车的重要组成部分，对于车辆的整体性能影响很大。而变矩器生产工艺繁多且复杂，其中车削工艺常需要人工配合机床，存在夹紧定位困难、夹具利用率较低的问题。

现有技术中，申请号为CN202020088099.6的中国专利公开了一种工件夹具，包括箱体，隔板，箱体的内侧壁上固定连接有隔板，位于隔板上方的箱体的一侧设置有盘类件收集装置；该装置配合立式加工中心加工，对工件进行夹紧保护，防止工件受到损坏。但是该装置的定位属于过定位，难以保证工件的精确定位；同时箱式设计导致夹具成本过高。

申请号为CN202011590557.7的中国专利公开了一种法兰盘车削工艺及加工设备，它包括对工件的三个工序安排，分别是对工件后端的粗车、工件前端的粗车以及工件前端的精车。三个车削工序分别在三组机床上进行，以保证工序间的节拍，减少产生机床的等待时间，提高生产效率。但是该工艺导致工件的装夹次数增加，增大了装夹误差，降低了加工的连续性。

申请号为CN202010025064.2的中国专利公开了一种机械零件自动加工车削设备，车削装置安装在车削机台内部，车削装置由车削筒、条轨、固定器、底架组成；主削盘和辅削盘在传动机构作用下，对零件进行夹紧，直接对零件进行加工，翻转轴独立转动，省去了车削工件的传动耗能。该装置能够实现对零件的筒式车削，但是该车削装备在上下料部分无法实现自动化，工件到达加工位置的过程中仍然需要大量的人工进行工件的搬运，导致产品性能不稳定。

申请号为CN201410745341.1的中国专利公开了一种五轴搬运机器人及夹持机械手，它包括桁架、夹持机械手等；夹持机械手工作时在气缸的驱动下，推杆前后滑移，通过对称联接的一对连杆驱动左指型夹爪、右指型夹爪，使两指同时围绕枢转轴展开或者合拢，从而实现工件的夹持或放松。由于该机器人由于采用桁架结构，在对工件转运时，整体结构的动作耗能太高；夹持机械手夹持过程中，夹爪与轮毂外周抓取位置受力点少，可靠性不足；将工件放入机床时易与夹具发生干涉。

综上所述，现有的夹具装置以及车削设备在应用上仍然存在着很多不足之处，无法满足变矩器自动化、柔性化高效生产的需求。而对于变矩器工件，由于工件的几何结构复杂且生产工艺繁多，容易在加工时出现装夹不可靠或夹紧力设置过大使工件变形、加工效率低等情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种变矩器夹具、车削加工设备及系统，夹具定位精准、装夹可靠；能够减少装夹次数，降低安装误差。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种变矩器夹具，包括夹具体，夹具体中心位置安装用于定位工件内孔的初定位装置，夹具体周向间隔布置多个终定位装置，终定位装置用于定位工件外周面，夹具体表面设有对应于工件阀口的压紧装置，夹具体还安装有旋紧装置。

作为进一步的实现方式，所述初定位装置包括定位销，定位销与顶升气缸相连，顶升气缸伸缩方向沿夹具体轴线方向；

所述夹具体表面还设置多个夹具支撑钉。

作为进一步的实现方式，所述终定位装置包括固定于夹具体的支撑座，支撑座上侧安装有终定位气缸，终定位气缸连接终定位支撑块；终定位气缸的伸缩方向沿夹具体径向。

作为进一步的实现方式，所述压紧装置包括压紧块通过连接件与压紧气缸相连，压紧气缸的气缸杆穿过压紧安装块；压紧块通过压紧连杆与压紧安装块相连；

所述压紧安装块两侧对称安装防护块，防护块呈阶梯结构，用于支撑工件。

作为进一步的实现方式，所述旋紧装置包括气动马达，气动马达安装于第一旋紧安装块，并通过轴连接旋紧块；所述轴转动连接于第二旋紧安装块内，第二旋紧安装块安装于第一旋紧安装块外侧。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种变矩器车削加工设备，包括车床，车床安装所述的变矩器夹具。

第三方面，本发明的实施例还提供了一种变矩器车削加工系统，包括所述的车削加工设备，车削加工设备一侧设有机械手和转运工作台，机械手用于将工件从转运工作台转移至车削加工设备。

作为进一步的实现方式，所述转运工作台包括转运台主体，转运台主体表面安装有转运台支撑钉、圆柱销和菱形销，以形成一面两销定位方式。

作为进一步的实现方式，所述机械手包括机械手座、安装于机械手座的机械手爪，机械手座底部安装导轨；

所述机械手爪包括手爪安装支架，手爪安装支架一端连接侧位支撑板，另一端连接手爪夹紧装置；侧位支撑板内侧安装可调支撑装置。

作为进一步的实现方式，所述可调支撑装置包括可调安装主体，可调安装主体安装可调气缸，可调气缸通过滑轨组件连接可调支撑钉；

所述手爪夹紧装置包括夹紧板，夹紧板通过连杆机构与夹紧气缸相连。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的夹具设置有初定位装置和终定位装置，二者配合使用，先后动作，实现了对工件的定位，避免了加工过程中的刀具干涉；同时设置有压紧装置和旋紧装置，实现了夹紧的可靠性。

(2)本发明的压紧装置和旋紧装置分别采用“压紧气缸—连接件—压紧块—压紧连杆”的安装方式和“气动马达—轴—旋紧块”的连接方式，从压紧面三个点位对工件进行夹紧，提高夹紧可靠性且夹紧力垂直于主要定位表面。

(3)本发明的机械手爪设置有手爪安装支架，实现部件的分体式安装，减少了安装空间，避免与工件发生干涉；减轻了手爪重量，降低了机械手功耗；设置有定位装置，其中采用支撑钉进行定位，减少了夹具使用成本；其中可调支撑装置可改变支撑点位置，满足了不同规格工件的定位，实现了夹具的柔性化设计。

(4)本发明的机械手爪设置有夹紧装置，采用“气缸—U型卡头—拉紧连杆—夹紧板”的连接方式和平行四边形的连杆结构，实现了夹紧板与工件夹紧面的紧密贴合，夹紧可靠性高且夹紧力垂直于主要定位表面。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的车削加工轴测图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的变矩器工件剖视图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的转运工作台爆炸图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的机械手轴测图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的机械手爪轴测图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的手爪安装剖视图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的可调支撑装置轴测图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的可调支撑装置剖视图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的手爪夹紧装置轴测图；

图10是本发明根据一个或多个实施方式的手爪夹紧装置剖视图；

图11是本发明根据一个或多个实施方式的手爪夹紧装置背部爆炸图；

图12是本发明根据一个或多个实施方式的手爪夹紧装置机构运动简图；

图13是本发明根据一个或多个实施方式的机床配置主视图；

图14是本发明根据一个或多个实施方式的夹具装配轴测图；

图15是本发明根据一个或多个实施方式的夹具装配爆炸图；

图16是本发明根据一个或多个实施方式的夹具装配剖视图；

图17是本发明根据一个或多个实施方式的初定位装置轴测图；

图18是本发明根据一个或多个实施方式的初定位装置剖视图；

图19是本发明根据一个或多个实施方式的压紧装置轴测图；

图20是本发明根据一个或多个实施方式的压紧装置剖视图；

图21是本发明根据一个或多个实施方式的压紧装置机构运动简图；

图22是本发明根据一个或多个实施方式的旋紧装置轴测图；

图23是本发明根据一个或多个实施方式的旋紧装置剖视图；

其中，Ⅱ、转运工作台，Ⅲ、机械手，Ⅳ、车削加工设备，Ⅶ、变矩器工件；

Ⅱ-01、转运台主体，Ⅱ-02、转运台支撑钉，Ⅱ-03、圆柱销，Ⅱ-04、菱形销；Ⅲ-01、机械手座，Ⅲ-02、机械手爪；Ⅲ-02-01、手爪安装支架，Ⅲ-02-02、手爪夹紧装置，Ⅲ-02-03、可调支撑装置，Ⅲ-02-04、底部支撑板，Ⅲ-02-05、侧位支撑板，Ⅲ-02-06、第一安装块，Ⅲ-02-07、手爪法兰，Ⅲ-02-08、手爪支撑钉；

Ⅲ-02-03-01、安装板，Ⅲ-02-03-02、滑块，Ⅲ-02-03-03、连接块，Ⅲ-02-03-04、导轨，Ⅲ-02-03-05、可调气缸，Ⅲ-02-03-06、可调安装主体，Ⅲ-02-03-07、可调支撑钉；Ⅲ-02-02-01、夹紧气缸，Ⅲ-02-02-02、第二安装块，Ⅲ-02-02-03、第一连杆，Ⅲ-02-02-04、第二连杆，Ⅲ-02-02-05、夹紧板，Ⅲ-02-02-06、轴承座，Ⅲ-02-02-07、拉紧连杆，Ⅲ-02-02-08、U型卡头；Ⅳ-01、夹具，Ⅳ-02、车床，Ⅳ-01-01、夹具法兰，Ⅳ-01-02、夹具体，Ⅳ-01-03、夹具支撑钉，Ⅳ-01-04、终定位装置，Ⅳ-01-05、压紧装置，Ⅳ-01-06、旋紧装置，Ⅳ-01-07、初定位装置；

Ⅳ-01-04-01、终定位气缸，Ⅳ-01-04-02、终定位支撑块；Ⅳ-01-07-01、顶升气缸，Ⅳ-01-07-02、阶梯型轴套，Ⅳ-01-07-03、连接杆，Ⅳ-01-07-04、定位销；Ⅳ-01-05-01、压紧气缸，Ⅳ-01-05-02、压紧安装块，Ⅳ-01-05-03、防护块，Ⅳ-01-05-04、压紧连杆，Ⅳ-01-05-05、连接件，Ⅳ-01-05-06、压紧块，Ⅳ-01-05-07、安装板；Ⅳ-01-06-01、气动马达，Ⅳ-01-06-02、轴，Ⅳ-01-06-03、旋紧块，Ⅳ-01-06-04、轴承端盖，Ⅳ-01-06-05、轴承，Ⅳ-01-06-06、轴套，Ⅳ-01-06-07、第一旋紧安装块，Ⅳ-01-06-08、第二旋紧安装块；

Ⅶ-01、止口，Ⅶ-02、内孔，Ⅶ-03、底平面，Ⅶ-04、阀口。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种变矩器夹具，如图14-图16所示，包括夹具体Ⅳ-01-02、初定位装置Ⅳ-01-07、终定位装置Ⅳ-01-04、旋紧装置Ⅳ-01-06、压紧装置Ⅳ-01-05等，夹具体Ⅳ-01-02底部连接夹具法兰Ⅳ-01-01，夹具法兰Ⅳ-01-01用于将夹具装配于车床Ⅳ-02；初定位装置Ⅳ-01-07、终定位装置Ⅳ-01-04、压紧装置Ⅳ-01-05和旋紧装置Ⅳ-01-06安装于夹具体Ⅳ-01-02。

为了减小精加工面积，夹具体Ⅳ-01-02与夹具法兰Ⅳ-01-01相连接的下表面设有凹槽。本实施例的夹具体Ⅳ-01-02为圆柱结构，初定位装置Ⅳ-01-07安装于夹具体Ⅳ-01-02中心位置，如图17和图18所示，初定位装置Ⅳ-01-07包括顶升气缸Ⅳ-01-07-01、连接杆Ⅳ-01-07-03、定位销Ⅳ-01-07-04等，夹具法兰Ⅳ-01-01中间位置设有空腔，顶升气缸Ⅳ-01-07-01设于该空腔内，且气缸杆贯穿夹具体Ⅳ-01-02。

气缸杆与连接杆Ⅳ-01-07-03一端相连，连接杆Ⅳ-01-07-03另一端连接定位销Ⅳ-01-07-04；顶升气缸Ⅳ-01-07-01伸缩方向沿夹具体Ⅳ-01-02轴线方向。在本实施例中，定位销Ⅳ-01-07-04呈锥台型结构，定位销Ⅳ-01-07-04与变矩器工件Ⅶ的内孔配合，以限制工件在X、Y方向上的移动。

如图16所示，连接杆Ⅳ-01-07-03外套设有阶梯型轴套Ⅳ-01-07-02，夹具体Ⅳ-01-02中心设置有阶梯状通孔以满足装配要求，阶梯型轴套Ⅳ-01-07-02通过螺栓固定于阶梯状通孔内。阶梯型轴套Ⅳ-01-07-02可以防止连接杆Ⅳ-01-07-03因行程过长而发生挠曲变形；其上端面实现初定位装置Ⅳ-01-07复位时顶升气缸Ⅳ-01-07-01的限位；其下端面实现初定位装置Ⅳ-01-07动作时顶升气缸Ⅳ-01-07-01的限位。

如图15所示，夹具体Ⅳ-01-02上表面分布多个夹具支撑钉Ⅳ-01-03，例如三个，夹具支撑钉Ⅳ-01-03通过其尾部螺纹结构与夹具体Ⅳ-01-02进行安装固定。

夹具体Ⅳ-01-02上表面沿周向间隔分布多个终定位装置Ⅳ-01-04，在本实施例中，终定位装置Ⅳ-01-04设置三组，且三组终定位装置Ⅳ-01-04占据3/4圆周，用于对变矩器工件Ⅶ外圆周进行定位。

如图16所示，终定位装置Ⅳ-01-04包括支撑座、终定位气缸Ⅳ-01-04-01和终定位支撑块Ⅳ-01-04-02，支撑座呈L型结构，终定位气缸Ⅳ-01-04-01固定于支撑座顶部，且终定位气缸Ⅳ-01-04-01的伸缩方向与顶升气缸Ⅳ-01-07-01的伸缩方向垂直，即沿水平方向。

终定位气缸Ⅳ-01-04-01的气缸杆端部连接终定位支撑块Ⅳ-01-04-02，通过终定位气缸Ⅳ-01-04-01带动终定位支撑块Ⅳ-01-04-02朝向内侧运动，实现定位。终定位支撑块Ⅳ-01-04-02的形状可以任意设置，只要保证其端部定位面为竖直面即可。

在本实施例中，压紧装置Ⅳ-01-05设置两组，两组压紧装置Ⅳ-01-05相对于初定位装置Ⅳ-01-07对称设置。如图19和图20所示，压紧装置Ⅳ-01-05以压紧安装块Ⅳ-01-05-02为主体，本实施例的压紧安装块Ⅳ-01-05-02为方形结构，四周设置有安装孔以与夹具体Ⅳ-01-02进行螺纹连接。压紧安装块Ⅳ-01-05-02顶部设置中心孔和凸台，凸台布置有安装孔用于安装压紧连杆Ⅳ-01-05-04；压紧安装块Ⅳ-01-05-02底部开有方形凹槽用于安装压紧气缸Ⅳ-01-05-01。压紧气缸Ⅳ-01-05-01通过安装板Ⅳ-01-05-07安装于方形凹槽，并与压紧安装块Ⅳ-01-05-02螺纹连接。

连接件Ⅳ-01-05-05底端与压紧气缸Ⅳ-01-05-01伸出杆端部连接，连接件Ⅳ-01-05-05顶端与压紧块Ⅳ-01-05-06铰接。

防护块Ⅳ-01-05-03为阶梯形结构，如图19和图20所示，压紧安装块Ⅳ-01-05-02两侧对称连接防护块Ⅳ-01-05-03，防护块Ⅳ-01-05-03能够防止工件放置过程压紧装置Ⅳ-01-05发生磕碰损伤。

压紧连杆Ⅳ-01-05-04为条形板状结构，且成对设置，安装时，一对压紧连杆Ⅳ-01-05-04分别设于压紧安装块Ⅳ-01-05-02的凸台两侧，两压紧连杆Ⅳ-01-05-04底端通过销轴实现与凸台的铰接；压紧连杆Ⅳ-01-05-04顶端与压紧块Ⅳ-01-05-06铰接。在本实施例中，压紧块Ⅳ-01-05-06为Z字形块状结构，压紧时，由端部底面与变矩器工件Ⅶ进行接触。

在本实施例中，如图21所示，压紧装置Ⅳ-01-05机构自由度计算为:

F＝3n-2P_L-P_H＝3×3-2×4-1×0＝1；

式中，F为压紧紧装置自由度；n：活动构件数；P_L:低副数；P_H:高副数。经计算，本实施例的压紧装置自由度Ⅳ-01-05为1。

如图22和图23所示，旋紧装置Ⅳ-01-06以第一旋紧安装块Ⅳ-01-06-07和第二旋紧安装块Ⅳ-01-06-08为安装主体，第一旋紧安装块Ⅳ-01-06-07为方形块状结构，四周布置有安装孔以与夹具体Ⅳ-01-01-02螺纹连接；第二旋紧安装块Ⅳ-01-06-08为门型块状结构，安装于第一旋紧安装块Ⅳ-01-06-07外侧。

第一旋紧安装块Ⅳ-01-06-07开有通孔，轴Ⅳ-01-06-02穿过其中；第一旋紧安装块Ⅳ-01-06-07底部设置有凹槽用于安装气动马达Ⅳ-01-06-01，气动马达Ⅳ-01-06-01与轴Ⅳ-01-06-02固定连接。第二旋紧安装块Ⅳ-01-06-08顶部设置由阶梯孔，阶梯孔内安装有轴承Ⅳ-01-06-05，轴承Ⅳ-01-06-05安装在轴Ⅳ-01-06-02上，且轴承Ⅳ-01-06-05通过轴承端盖Ⅳ-01-06-04和轴套Ⅳ-01-06-06限位。

在本实施例中，轴Ⅳ-01-06-02为阶梯轴，轴承Ⅳ-01-06-05为推力轴承，与第二旋紧安装块Ⅳ-01-06-08采用过盈配合。

轴Ⅳ-01-06-02端部连接旋紧块Ⅳ-01-06-03，旋紧块Ⅳ-01-06-03为柱状结构，其头部为扇形块状，头部下端为压紧平面。通过“气动马达—轴—旋紧块”的连接方式，使得旋紧块Ⅳ-01-06-03跟随气动马达Ⅳ-01-06-01进行转动，旋紧装置Ⅳ-01-06中旋紧块Ⅳ-01-06-03与变矩器工件Ⅶ预铸口不同心，随着旋紧块Ⅳ-01-06-03的转动，实现对工件的压紧。

本实施例的工作原理为：

机械手Ⅲ转运变矩器工件Ⅶ放至夹具上，夹具支撑钉Ⅳ-01-03与变矩器工件Ⅶ底平面Ⅶ-03接触，限制变矩器工件Ⅶ在Z轴上的移动，绕X轴的转动和绕Y轴的转动，变矩器工件Ⅶ底平面Ⅶ-03为主要定位表面。

初定位装置Ⅳ-01-07穿过工件内孔Ⅶ-02，顶升气缸Ⅳ-01-07-01动作，完成对变矩器工件Ⅶ进行初定位，限制其在X方向和Y方向的移动。机械手Ⅲ放松对变矩器工件Ⅶ的夹持并返回原点；终定位装置气缸Ⅳ-01-04-01动作，对变矩器工件Ⅶ外圆进行定位，限制其在X方向和Y方向的移动，之后初定位装置Ⅳ-01-07回位。旋紧装置Ⅳ-01-06穿过变矩器工件Ⅶ预铸口，气动马达Ⅳ-01-06-01动作对工件进行压紧，两组压紧装置Ⅳ-01-01-05穿过阀口Ⅶ-04，压紧气缸Ⅳ-01-05-01动，对变矩器工件Ⅶ进行夹紧。上述夹紧方式满足夹紧力垂直于主要定位表面的原则。

实施例二：

本实施例提供了一种变矩器车削加工设备，如图13所示，包括车床Ⅳ-02和安装于车床Ⅳ-02内的夹具Ⅳ-01，其中，夹具Ⅳ-01采用实施例一所述的结构，此处不再赘述。

实施例三：

本实施例提供了一种变矩器车削加工系统，如图1所示，包括车削加工设备Ⅳ、机械手Ⅲ、转运工作台Ⅱ；其中，车削加工设备Ⅳ采用实施例二所述的结构。

变矩器工件Ⅶ的加工工序如下：

表1加工工序

车削加工设备Ⅳ对应工序OP10的加工，转运工作台Ⅱ对应变矩器工件Ⅶ的抽检。如图2所示，变矩器工件Ⅶ中的底平面Ⅶ-03可用于工件生产加工过程的定位表面，预铸口、内孔Ⅶ-02以及两个阀口Ⅶ-04为通孔，可用于定位夹紧。变矩器车削工艺包括对工件止口Ⅶ-01和内孔的加工，具体的，包括粗车止口端面、内孔端面；粗车止口内圆、内孔内圆；精车止口端面、内孔端面、内孔内圆。

转运工作台Ⅱ用于变矩器工件Ⅶ的暂存，转运工作台Ⅱ采用一面两销的定位方式对变矩器工件Ⅶ进行定位。变矩器工件Ⅶ在转运工作台Ⅱ处进行初定位后，被机械手Ⅲ抓取。

如图3所示，转运工作台Ⅱ以转运台主体Ⅱ-01为安装主体，其上布置有转运台支撑钉Ⅱ-02、圆柱销Ⅱ-03和菱形销Ⅱ-04。在本实施例中，转运台主体Ⅱ-01为框架结构。转运台支撑钉Ⅱ-02、圆柱销Ⅱ-03和菱形销Ⅱ-04通过分别与转运台主体Ⅱ-01螺纹连接。

在本实施例中，根据六点定位原理，三个转运台支撑钉Ⅱ-02与工件底平面Ⅶ-03接触，限制变矩器工件Ⅶ在Z轴方向上的移动，绕X轴方向的转动和绕Y轴方向的转动。圆柱销Ⅱ-03和菱形销Ⅱ-04共同限制变矩器工件Ⅶ在X轴方向上的移动，在Y轴方向上的移动以及绕Z轴方向的转动。

如图4所示，机械手Ⅲ由机械手座Ⅲ-01和机械手爪Ⅲ-02两部分组成，机械手座Ⅲ-01及其底部导轨共同实现机械手Ⅲ在空间中X、Y、Z轴方向上的移动和转动。变矩器工件Ⅶ通过机械手爪Ⅲ-02的夹持，跟随机械手座Ⅲ-01动作，实现变矩器工件Ⅶ空间位置的变化要求。

如图5和图6所示，机械手爪Ⅲ-02由手爪安装支架Ⅲ-02-01为安装主体，手爪安装支架Ⅲ-02-01横截面为U型，其开口朝向前侧(以对应工件一侧为前)，手爪安装支架Ⅲ-02-01后侧安装手爪法兰Ⅲ-02-07。本实施例的手爪法兰Ⅲ-02-07横截面为圆形，纵向截面为L型，以便与机械手座Ⅲ-01连接。

手爪安装支架Ⅲ-02-01一端通过第一安装块Ⅲ-02-06连接侧位支撑板Ⅲ-02-05，另一端连接手爪夹紧装置Ⅲ-02-02。在本实施例中，第一安装块Ⅲ-02-06为长方体结构，第一安装块Ⅲ-02-06与手爪安装支架Ⅲ-02-01、侧位支撑板Ⅲ-02-05分别为螺纹连接。第一安装块Ⅲ-02-06对应手爪夹紧装置Ⅲ-02-02的一侧连接可调支撑装置Ⅲ-02-03。

侧位支撑板Ⅲ-02-05、底部支撑板Ⅲ-02-04均为长方体结构，侧位支撑板Ⅲ-02-05垂直于手爪安装支架Ⅲ-02-01，底部支撑板Ⅲ-02-04连接于侧位支撑板Ⅲ-02-05底部。底部支撑板Ⅲ-02-04的前端设置阶梯结构，可减小安装位置的加工面积；尾部同样设置阶梯结构，以保证变矩器工件Ⅶ在机械手爪Ⅲ-02中定位时的相对位置要求。底部支撑板Ⅲ-02-04表面间隔安装多个手爪支撑钉Ⅲ-02-08，例如两个。

如图7和图8所示，可调支撑装置Ⅲ-02-03包括可调安装主体Ⅲ-02-03-06，可调安装主体Ⅲ-02-03-06上安装导轨Ⅲ-02-03-04，导轨Ⅲ-02-03-04与滑块Ⅲ-02-03-02滑动连接，二者形成滑轨组件；滑块Ⅲ-02-03-02上通过安装板Ⅲ-02-03-01连接可调支撑钉Ⅲ-02-03-07；安装板Ⅲ-02-03-01一侧通过连接块Ⅲ-02-03-03与可调气缸Ⅲ-02-03-05相连，可调气缸Ⅲ-02-03-05的伸缩方向与手爪安装支架Ⅲ-02-01长度方向平行。

在本实施例中，安装板Ⅲ-02-03-01垂直于滑块Ⅲ-02-03-02表面，其可以为凸字型结构；当然，在其他实施例中，安装板Ⅲ-02-03-01也可以为其他形状。

可调支撑钉Ⅲ-02-03-07垂直于安装板Ⅲ-02-03-01，使其轴线方向与手爪安装支架Ⅲ-02-01垂直，即朝向工件径向；通过可调气缸Ⅲ配合滑块Ⅲ-02-03-02和导轨Ⅲ-02-03-04，实现安装板Ⅲ-02-03-01上可调支撑钉Ⅲ-02-03-07在定位过程中的位置变化要求。

不同型号工件侧位定位表面距主要定位表面距离不同，支撑钉相对位置亦需随之变化。

如图9-图11所示，手爪夹紧装置Ⅲ-02-02包括夹紧板Ⅲ-02-02-05，夹紧板Ⅲ-02-02-05初始状态与侧位支撑板Ⅲ-02-05平行，夹紧板Ⅲ-02-02-05一端通过连杆机构连接第二安装块Ⅲ-02-02-02；第二安装块Ⅲ-02-02-02连接于手爪安装支架Ⅲ-02-01另一端，连杆机构与夹紧气缸Ⅲ-02-02-01相连，通过夹紧气缸Ⅲ-02-02-01驱动连杆机构实现夹紧板Ⅲ-02-02-05的夹紧动作。

具体的，连杆机构包括拉紧连杆Ⅲ-02-02-07和两组连杆组件，拉紧连杆Ⅲ-02-02-07一端与夹紧板Ⅲ-02-02-05朝向侧位支撑板Ⅲ-02-05的一侧铰接，拉紧连杆Ⅲ-02-02-07另一端安装U型卡头Ⅲ-02-02-08，通过U型卡头Ⅲ-02-02-08与夹紧气缸Ⅲ-02-02-01连接。

拉紧连杆Ⅲ-02-02-07两侧各通过一组连杆组件与第二安装块Ⅲ-02-02-02连接，在本实施例中，连杆组件包括两个连杆，即第一连杆Ⅲ-02-02-03、第二连杆Ⅲ-02-02-04，第一连杆Ⅲ-02-02-03、第二连杆Ⅲ-02-02-04一端分别通过轴承座Ⅲ-02-02-06、轴的配合与支撑板Ⅲ-02-05转动连接，另一端分别通过轴承座Ⅲ-02-02-06、轴的配合与第二安装块Ⅲ-02-02-02转动连接。

如图12所示，通过第一连杆Ⅲ-02-02-03和第二连杆Ⅲ-02-02-04端部装配位置构成平行四边形的平面几何关系。该结构实现在夹紧过程中，夹紧板Ⅲ-02-02-05夹紧面保持竖直与变矩器工件Ⅶ充分接触。其中，第二安装块Ⅲ-02-02-02与第一安装块Ⅲ-02-06结构类似，为长方体结构。

机械手爪Ⅲ-02对变矩器工件Ⅶ的定位夹紧过程如下：

根据六点定位原则，侧位支撑板Ⅲ-02-05表面为主要定位表面与变矩器工件Ⅶ侧平面接触，限制变矩器工件Ⅶ在X轴方向上的移动、绕Y轴的转动和绕Z轴的转动；安装在底部支撑板Ⅲ-02-04上的手爪支撑钉Ⅲ-02-08与变矩器工件Ⅶ的底平面Ⅶ-03接触，限制变矩器工件Ⅶ在Z轴方向上的移动和绕X轴的转动；可调支撑装置Ⅲ-02-03中的可调支撑钉Ⅲ-02-03-07与变矩器工件Ⅶ圆弧边侧平面接触，限制变矩器工件Ⅶ在Y轴方向上的移动。手爪夹紧装置Ⅲ-02-02中夹紧板Ⅲ-02-02-05在夹紧气缸Ⅲ-02-02-01带动下，对变矩器工件Ⅶ进行夹紧，且符合夹紧力方向垂直于主要定位表面的原则。

如图12所示，手爪夹紧装置Ⅲ-02-02机构自由度计算为:

F＝3n-2P_L-P_H＝3×3-2×4-1×0＝1

式中，F为夹紧装置自由度；n：活动构件数；P_L:低副数；P_H:高副数。经计算夹紧装置自由度为1。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变矩器夹具，其特征在于，包括夹具体，夹具体中心位置安装用于定位工件内孔的初定位装置，夹具体周向间隔布置多个终定位装置，终定位装置用于定位工件外周面，夹具体表面设有对应于工件阀口的压紧装置，夹具体还安装有旋紧装置。

2.根据权利要求1所述的一种变矩器夹具，其特征在于，所述初定位装置包括定位销，定位销与顶升气缸相连，顶升气缸伸缩方向沿夹具体轴线方向；

所述夹具体表面还设置多个夹具支撑钉。

3.根据权利要求1所述的一种变矩器夹具，其特征在于，所述终定位装置包括固定于夹具体的支撑座，支撑座上侧安装有终定位气缸，终定位气缸连接终定位支撑块；终定位气缸的伸缩方向沿夹具体径向。

4.根据权利要求1所述的一种变矩器夹具，其特征在于，所述压紧装置包括压紧块通过连接件与压紧气缸相连，压紧气缸的气缸杆穿过压紧安装块；压紧块通过压紧连杆与压紧安装块相连；

所述压紧安装块两侧对称安装防护块，防护块呈阶梯结构，用于支撑工件。

5.根据权利要求1所述的一种变矩器夹具，其特征在于，所述旋紧装置包括气动马达，气动马达安装于第一旋紧安装块，并通过轴连接旋紧块；所述轴转动连接于第二旋紧安装块内，第二旋紧安装块安装于第一旋紧安装块外侧。

6.一种变矩器车削加工设备，其特征在于，包括车床，车床安装有如权利要求1-5任一所述的变矩器夹具。

7.一种变矩器车削加工系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的车削加工设备，车削加工设备一侧设有机械手和转运工作台，机械手用于将工件从转运工作台转移至车削加工设备。

8.根据权利要求7所述的一种变矩器车削加工系统，其特征在于，所述转运工作台包括转运台主体，转运台主体表面安装有转运台支撑钉、圆柱销和菱形销，以形成一面两销定位方式。

9.根据权利要求7所述的一种变矩器车削加工系统，其特征在于，所述机械手包括机械手座、安装于机械手座的机械手爪，机械手座底部安装导轨；

所述机械手爪包括手爪安装支架，手爪安装支架一端连接侧位支撑板，另一端连接手爪夹紧装置；侧位支撑板内侧安装可调支撑装置。

10.根据权利要求9所述的一种变矩器车削加工系统，其特征在于，所述可调支撑装置包括可调安装主体，可调安装主体安装可调气缸，可调气缸通过滑轨组件连接可调支撑钉；

所述手爪夹紧装置包括夹紧板，夹紧板通过连杆机构与夹紧气缸相连。

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