CN116619090B - 一种便于装夹工件的卧式加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于装夹工件的卧式加工中心，涉及卧式加工中心夹具技术领域，包括加工中心本体以及装配于加工中心本体内的点阵式螺孔台面，还包括装配于点阵式螺孔台面上的台虎钳以及设于台虎钳内的夹紧力平衡机构。本发明设置台虎钳预夹紧一次可装夹多个工件，再通过气动触杆调节夹紧力，使尺寸存在偏差的都能受到足够的夹紧力夹持；设置第一活动密封板配合连杆限制气动触杆延伸出活动钳体的长度，防止气动触杆伸出过长干涉刀具加工；设置压力传感器与数显屏便于针对不同材质的工件本体调节夹紧力；设置橡胶套可以在受压时形变增大气动触杆与工件本体的接触面积以及摩擦力。

Description

一种便于装夹工件的卧式加工中心

技术领域

本发明涉及卧式加工中心夹具技术领域，具体为一种便于装夹工件的卧式加工中心。

背景技术

卧式加工中心通常包括机床主体、主轴头、自动换刀系统、控制系统、切削液系统及外部附件，其中外部附件包括夹具、工具、编程软件等，用于辅助机床的工作，在对工件进行加工前，需要通过夹具将工件装夹固定，以防止加工过程中工件位置偏移。

卧式加工中心在加工体积较小的矩形、L型等形状规则的工件时，通常采用台虎钳来装夹工件，但在加工一批相同的工件时，传统的卧式加工中心采用“装夹-加工-调节工件位置-换刀加工……”这种加工流程，不可避免地，加工时长中有大部分浪费在了调节、装夹、换刀等过程中，真正的加工时长较短。因此，现有技术中大多采用一次性夹具，将一批次同样的工件一次装夹到位，而后通过设定刀具的加工程序，将同一批次的工件的同一序加工完成后，再进行后续的工艺，在待加工件比较多的情况下，每道工序之间只需要换刀一次，也就意味着，装夹的工件越多，平摊到每个工件的加工浪费时长越少。

如何在卧式加工中心设置装夹装置以便于工件的一次性装夹工作，现有技术中例如采用宽口的台虎钳同时装夹多个工件，然后将台虎钳固定到工作台上，但即使是同一批次的工件，工件与工件之间仍然不可能完全相同，会有微小的尺寸误差，这种尺寸误差在装夹到一个台虎钳上时，当尺寸较宽的工件能够很好的被台虎钳夹紧并达到适当的夹紧力时，尺寸较窄的工件可能并没有达到适于加工的夹紧力夹持；而当尺寸较窄的工件达到适于加工的夹紧力度时，尺寸较宽的工件则可能由于夹紧力过大而产生外观瑕疵或暗伤，为此，有必要提供一种能够一次稳定装夹多个工件同时加工的卧式加工中心。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种便于装夹工件的卧式加工中心，以解决上述背景技术中提出的现有卧式加工中心一次装夹一个工件加工效率较低，而同时装夹多个工件时存在工件受力不均匀导致影响刀具加工的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种便于装夹工件的卧式加工中心，包括加工中心本体以及装配于加工中心本体内的点阵式螺孔台面，还包括装配于点阵式螺孔台面上的台虎钳以及设于台虎钳内的夹紧力平衡机构，其中：

台虎钳包括固定钳体以及对称设于固定钳体两侧的活动钳体，活动钳体内开设有气腔，气腔的侧壁上开设有第二腔室，活动钳体相邻侧侧壁上开设有与第二腔室连通的第一腔室；

夹紧力平衡机构包括活动设于第一腔室内的气动触杆、用于隔断第一腔室与第二腔室的第一活动密封板以及用于隔断第二腔室与气腔的第二活动密封板，气动触杆与第一活动密封板之间铰接有连杆。

进一步地，气腔通过隔板分隔为多个气体流道。

进一步地，活动钳体内设有安装架，多个所述第二活动密封板固装于安装架上，安装架的一端固装有位于活动钳体外侧的开关。

进一步地，台虎钳还包括气泵，气泵与气腔之间通过柔性气管连通。

进一步地，气动触杆位于第一腔室内侧一端的侧壁上设有滑动密封圈、另一端延伸至活动钳体的外侧。

进一步地，固定钳体朝向活动钳体的侧壁上设有压力传感器，固定钳体的上端面设有数显屏。

进一步地，气动触杆的端部设有橡胶套。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明提供的一种便于装夹工件的卧式加工中心：

一、设置台虎钳进行预夹紧，一次可夹持多个工件进行加工，再通过气动触杆进行夹紧力调节，在夹持工件时，受工件抵推滑入活动钳体内进行让位，使得活动钳体内第一腔室、第二腔室与气腔连通，通过气泵持续注气，给气动触杆施加压力，使气动触杆给工件施加夹紧力，并在夹紧力达到阈值后，通过第二活动密封板将第一腔室与第二腔室隔绝为密闭空间，使气动触杆限位，使得尺寸存在微小偏差的工件都能够受到足够的夹紧力夹持，防止加工过程中工件晃动影响加工精度；

二、设置第一活动密封板配合连杆限制气动触杆延伸出活动钳体的长度，使没有接触工件本体的气动触杆保持不动，防止气动触杆伸出过长干涉刀具加工；

三、设置压力传感器与数显屏便于工作人员针对不同材质的工件本体调节夹紧力；

四、在气动触杆端部设置橡胶套，可以在受压时形变增大气动触杆与工件本体的接触面积以及摩擦力。

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。

在附图中：

图1为本发明提供的卧式加工中心的结构示意图；

图2为本发明提供的台虎钳的剖面俯视图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本发明提供的台虎钳的剖面结构示意图；

图5为本发明提供的台虎钳的又一剖面结构示意图；

图6为图5中B处放大图；

图7为图5中C处放大图；

图8为本发明提供的台虎钳装夹工件的结构示意图；

图9为图8中D处放大图；

图10为本发明提供的装夹工件时气动触杆的结构示意图；

图11为本发明提供的装夹工件时第二活动密封板的结构示意图。

图中：

100、加工中心本体；101、点阵式螺孔台面；200、台虎钳；210、固定钳体；211、压力传感器；212、数显屏；220、活动钳体；221、第一腔室；222、第二腔室；223、封闭槽位；224、开启槽位；225、气腔；226、隔板；227、气体流道；300、夹紧力平衡机构；301、气动触杆；302、滑动密封圈；303、连杆；304、第一活动密封板；305、安装架；306、第二活动密封板；307、开关；308、气泵；309、柔性气管；400、工件本体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

目前卧式加工中心在加工工件本体400时，大多是一个个依次进行加工，如加工长方体的工件本体400时通常采用台虎钳200夹持，工作人员首先将台虎钳200通过螺栓装配于点阵式螺孔台面101上，用扳手旋拧调节螺杆将台虎钳200钳口张开，将工件本体400放在钳口内，再转动扳手使钳口闭合夹持工件本体400，即可进行加工，但这种装夹方式需要频繁使用扳手开合台虎钳200，若是用到多种刀具时还需要频繁换刀，较为费时，为提高加工效率，工厂采用大尺寸的台虎钳200一次装夹多个工件本体400，以缩减加工过程中不必要的时间损耗。

但待加工的工件本体400尺寸通常会存在微小误差，在使用台虎钳200同时夹持多个待加工的工件本体400时，尺寸较宽的工件本体400能够充分与台虎钳200的钳口接触，使得施加在该工件本体400的夹紧力恰好符合预紧夹持需求，而窄一点的工件本体400与台虎钳200的固定钳体210和活动钳体220之间夹持力度相较于尺寸较宽的工件本体400而言力度较小，在刀具对窄一点的工件本体400加工时容易产生晃动，进而影响加工精度，甚至损伤刀具。

为解决上述问题，请参阅图1至图7，本发明提供的一种便于装夹工件的卧式加工中心，包括加工中心本体100以及装配于加工中心本体100内的点阵式螺孔台面101，还包括装配于点阵式螺孔台面101上的台虎钳200，台虎钳200包括固定钳体210以及关于固定钳体210对称设置的活动钳体220，两个钳口可以一次装夹更多的工件本体400，提高空间利用率和加工效率，活动钳体220内设有夹紧力平衡机构300，用于使夹持于台虎钳200钳口内的工件承受相同的夹紧力，结合图2及图3所示，夹紧力平衡机构300包括气动触杆301、第一活动密封板304和第二活动密封板306，气动触杆301与第一活动密封板304之间铰接有连杆303，连杆303的设置配合第一活动密封板304可以限制气动触杆301伸出活动钳体220的长度，防止气动触杆301伸出过长对加工刀具造成干涉。

如图3至图7、图10和图11所示，活动钳体220内开设有气腔225，气腔225通过平行设置的隔板226分隔为多个气体流道227，气体流道227侧壁开设有若干呈线性阵列分布的第二腔室222，第二腔室222朝向气体流道227一侧开设有封闭槽位223，封闭槽位223的一侧开设有开启槽位224，装夹前第二活动密封板306处于开启槽位224内，使得第二腔室222与气腔225连通，在装夹工件过程中，当活动钳体220预夹紧后，调节第二活动密封板306至封闭槽位223内，使第二腔室222形成密闭空间，此时夹持于钳口内的所有工件本体400受到均衡的夹紧力，即可继续移动活动钳体220以调节夹紧力。

如图5至图6所示，活动钳体220内设有安装架305，多个第二活动密封板306均固装于安装架305上，安装架305的一端固装有位于活动钳体220外侧的开关307，通过滑动开关307可以控制第二活动密封板306在开启槽位224和封闭槽位223间移动。

如图5所示，台虎钳200还包括气泵308，气泵308与气腔225之间通过柔性气管309连通，气泵308通过柔性气管309向气腔225内注入气体，给气动触杆301施加足够的压力使其紧密抵触在工件本体400上，加工完成后，气泵308停止运行，滑动开关307使第二活动密封板306移动至开启槽位224内，此时第一腔室221、第二腔室222以及气腔225内的气体通过气泵308上与柔性气管309连通的泄压阀排出，以防止再次装夹工件本体400时活动钳体220内部气压过大影响气动触杆301滑入第一腔室221内给工件本体400让位。

如图2至图3所示，活动钳体220相邻侧的侧壁上开设有与第二腔室222连通的第一腔室221，气动触杆301活动装配于第一腔室221内，气动触杆301位于第一腔室221内侧一端的侧壁上设有滑动密封圈302，气动触杆301的另一端延伸至第一腔室221外侧。

如图3、图8至图10所示，第一腔室221与第二腔室222连通处铰接有第一活动密封板304，装夹前第一活动密封板304封堵第一腔室221与第二腔室222的连通处，使第二腔室222与气腔225内的气压无法作用到位于第一腔室221内的气动触杆301上，进而避免气动触杆301伸出活动钳体220过长对刀具加工造成干涉，夹持工件时，气动触杆301受压滑入第一腔室221内进行让位，通过连杆303抵推第一活动密封板304翻转打开，使得第一腔室221与第二腔室222连通，此时气腔225内的气体可以给气动触杆301施加压力使气动触杆301抵触在工件本体400上。

如图10至图11所示，在气动触杆301的端部安装有橡胶套，可以受压产生形变，增大气动触杆301端部与工件本体400的接触面积和摩擦力，防止在装夹材质较软的工件本体400时因接触面积小夹持力大而导致工件本体400凹陷变形。

如图4所示，夹具夹紧工件本体400时需要施加一定的夹紧力使工件本体400保持稳定，夹紧力大小与工件本体400的材料、大小、形状等因素有关，为避免在装夹时因施加的夹紧力过大导致损伤工件本体400表面，或因夹紧力过小导致工件本体400在加工过程中晃动，本申请在固定钳体210朝向活动钳体220的侧壁上安装有压力传感器211，通过压力传感器211检测工件所受夹紧力，在固定钳体210顶部安装有数显屏212，通过数显屏212实时显示夹紧力数值，以便工作人员装夹时调试夹紧力大小。

工作原理：在加工前，工作人员将工件本体400依次放置在台虎钳200的钳口内，并通过扳手旋拧调节螺杆使活动钳体220向固定钳体210靠拢夹紧工件本体400，当气动触杆301抵触到工件本体400后，随着活动钳体220持续向固定钳体210移动，气动触杆301受压滑入第一腔室221内进行让位，进而通过连杆303抵推第一活动密封板304翻转打开，使得第一腔室221与第二腔室222连通，此时气腔225内的空气可以通过第二腔室222进入第一腔室221内，气泵308启动不断向气腔225内注入空气，使气腔225与第一腔室221和第二腔室222内的气压增大，进而给气动触杆301施加向工件本体400的推动力，使气动触杆301牢牢抵触在工件本体400上，待数显屏212显示工件本体400所受压力达到夹紧力阈值后气泵308停止运行，随后滑动开关307使第二活动密封板306从开启槽位224移动至封闭槽位223内，将气腔225与第二腔室222隔断，使得第一腔室221与第二腔室222形成密闭空间，此时夹持于钳口内的工件本体400受到均衡的夹紧力，而未接触工件本体400的气动触杆301，因第一活动密封板304封堵第一腔室221与第二腔室222的连通处，使得气腔225内增大的气压无法对气动触杆301产生推动力，使得未接触工件本体400的气动触杆301保持原位。

为进一步提高加工效率，在加工中心加工工件本体400过程中，工作人员将空闲的台虎钳200通过螺栓固定在水平的预装台面上，并将工件本体400装夹固定好，在加工中心将上一批工件本体400加工完成后，可以将预装好工件本体400的台虎钳200直接替换已加工完成的台虎钳200，不仅提高了加工效率，还可以避免在竖直台面上装夹工件本体400时工件本体400容易掉落的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种便于装夹工件的卧式加工中心，包括加工中心本体（100）以及装配于加工中心本体（100）内的点阵式螺孔台面（101），其特征在于：还包括装配于点阵式螺孔台面（101）上的台虎钳（200）以及设于台虎钳（200）内的夹紧力平衡机构（300），其中：

所述台虎钳（200）包括固定钳体（210）以及对称设于固定钳体（210）两侧的活动钳体（220），所述活动钳体（220）内开设有气腔（225），所述气腔（225）的侧壁上开设有第二腔室（222），所述活动钳体（220）相邻侧侧壁上开设有与第二腔室（222）连通的第一腔室（221）；

所述夹紧力平衡机构（300）包括活动设于第一腔室（221）内的气动触杆（301）、用于隔断第一腔室（221）与第二腔室（222）的第一活动密封板（304）以及用于隔断第二腔室（222）与气腔（225）的第二活动密封板（306），所述气动触杆（301）与第一活动密封板（304）之间铰接有连杆（303）；

所述气腔（225）通过隔板（226）分隔为多个气体流道（227），所述第二腔室（222）朝向气体流道（227）一侧开设有封闭槽位（223），封闭槽位（223）的一侧开设有开启槽位（224），装夹前第二活动密封板（306）处于开启槽位（224）内，使得第二腔室（222）与气腔（225）连通，在装夹工件过程中，当活动钳体（220）预夹紧后，调节第二活动密封板（306）至封闭槽位（223）内；

所述活动钳体（220）内设有安装架（305），多个所述第二活动密封板（306）固装于安装架（305）上，所述安装架（305）的一端固装有位于活动钳体（220）外侧的开关（307）；

将工件本体（400）依次放置在台虎钳（200）的钳口内，并调节活动钳体（220）向固定钳体（210）靠拢以夹紧工件本体（400），当气动触杆（301）抵触到工件本体（400）后，随着活动钳体（220）持续向固定钳体（210）移动，气动触杆（301）受压滑入第一腔室（221）内进行让位，进而通过连杆（303）抵推第一活动密封板（304）翻转打开，使得第一腔室（221）与第二腔室（222）连通，此时气腔（225）内的空气可以通过第二腔室（222）进入第一腔室（221）内，通过不断向气腔（225）内注入空气，使气腔（225）与第一腔室（221）和第二腔室（222）内的气压增大，进而给气动触杆（301）施加向工件本体（400）的推动力，使气动触杆（301）牢牢抵触在工件本体（400）上，待工件本体（400）所受压力达到夹紧力阈值后停止注入空气，随后滑动开关（307）使第二活动密封板（306）从开启槽位224移动至封闭槽位（223）内，将气腔（225）与第二腔室（222）隔断，使得第一腔室（221）与第二腔室（222）形成密闭空间，此时夹持于钳口内的工件本体（400）受到均衡的夹紧力，而未接触工件本体（400）的气动触杆（301），因第一活动密封板（304）封堵第一腔室（221）与第二腔室（222）的连通处，使得气腔（225）内增大的气压无法对气动触杆（301）产生推动力，使得未接触工件本体（400）的气动触杆（301）保持原位。

2.根据权利要求1所述的一种便于装夹工件的卧式加工中心，其特征在于：所述台虎钳（200）还包括气泵（308），所述气泵（308）与气腔（225）之间通过柔性气管（309）连通。

3.根据权利要求1所述的一种便于装夹工件的卧式加工中心，其特征在于：所述气动触杆（301）位于第一腔室（221）内侧一端的侧壁上设有滑动密封圈（302）、另一端延伸至活动钳体（220）的外侧。

4.根据权利要求1所述的一种便于装夹工件的卧式加工中心，其特征在于：所述固定钳体（210）朝向活动钳体（220）的侧壁上设有压力传感器（211），所述固定钳体（210）的上端面设有数显屏（212）。

5.根据权利要求1所述的一种便于装夹工件的卧式加工中心，其特征在于：所述气动触杆（301）的端部设有橡胶套。