CN209021671U - 一种精密棒料零件装夹的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密棒料零件装夹的夹具，包括夹具底板、钳口夹块、夹紧组件和驱动组件；钳口夹块固定在夹具底板的一端，夹紧组件与钳口夹块相隔预设距离并固定在夹具底板上，驱动组件设置在夹具底板的另一端并与夹紧组件抵接，棒料零件放置在钳口夹块与夹紧组件之间；驱动组件驱动夹紧组件的进退状态，夹紧组件前进时将棒料零件的侧面压紧至钳口夹块的V型钳口处进行固定，夹紧组件后退时棒料零件与钳口夹块松开。通过V型钳口和夹紧组件形成棒料零件的3点受力来夹紧棒料零件的圆柱面，同时V型钳口的深度方向固定大部分圆柱面，在夹紧零件的同时保证了棒料零件的定位和垂直误差，从而解决现有夹具装夹时容易偏心而产生定位误差的问题。

Description

一种精密棒料零件装夹的夹具

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别涉及一种精密棒料零件装夹的夹具。

背景技术

在光通讯机加生产中，一些轴类零件经过车加工后（如图1下方的圆柱产品所示）尚有端面的加工工作不能用普通车床来完成，需要通过二次上机床来加工。如采用车铣加工，但这样会大幅提高工厂设备资金的投入。因此需要设计一款夹具来满足端面小工作量加工要求。但因圆柱类产品采用现有夹具装夹时容易偏心而产生定位误差，二次加工后位置不能满足图1上方所示的尺寸要求（B表示圆孔呈6-M3、8.00均布，外圆直径O1为15.00±0.010mm，中圆直径O2为10.00±0.100mm，内圆直径O3为4.00+0.030mm，内圆的外圆环的宽度α为0.02mm），导致现有夹具的装夹存在效率与品质风险问题。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种精密棒料零件装夹的夹具，以解决现有夹具装夹时容易偏心而产生定位误差的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种精密棒料零件装夹的夹具，其包括夹具底板、钳口夹块、夹紧组件和驱动组件；

所述钳口夹块固定在夹具底板的一端，夹紧组件与钳口夹块相隔预设距离并固定在夹具底板上，驱动组件设置在夹具底板的另一端并与夹紧组件抵接，棒料零件放置在钳口夹块与夹紧组件之间；

所述驱动组件驱动夹紧组件的进退状态，夹紧组件前进时将棒料零件的侧面压紧至钳口夹块的V型钳口处进行固定，夹紧组件后退时棒料零件与钳口夹块松开。

所述的精密棒料零件装夹的夹具中，还包括用于对钳口夹块进行限位固定的固定板，所述固定板的一侧面与钳口夹块的外侧面螺接固定，固定板的底部固定在夹具底板上。

所述的精密棒料零件装夹的夹具中，所述夹紧组件包括夹具底座、若干个弹簧、若干个顶杆、多个夹紧棒、顶板和盖板；

所述夹具底座与钳口夹块相隔预设距离并固定在夹具底板上，夹具底座的压紧面上设置有若干个通孔，所述弹簧的个数与顶杆和通孔匹配，顶杆的个数与夹具一次性装夹的棒料零件的个数匹配，各弹簧分别套在对应的一个顶杆上，各顶杆分别插入对应的通孔中；夹具底座的容置腔用于放置多个夹紧棒，多个夹紧棒分排排列且每排个数递减，夹紧棒个数最少的一排位于容置腔的滑槽的底部，驱动组件驱动顶板在滑槽内移动；夹紧棒个数最多的一排的个数与顶杆的个数匹配；盖板固定在夹具底座的顶部，通过盖板密封容置腔。

所述的精密棒料零件装夹的夹具中，所述夹具一次性装夹4个棒料零件，设置4个弹簧、4个顶杆和9个夹紧棒；所述9个夹紧棒在容置腔内呈3排分布，3排的个数依次为4个、3个、2个。

所述的精密棒料零件装夹的夹具中，所述驱动组件包括丝杆和丝杆座，所述丝杆座固定在夹具底板的另一端，丝杆的底部插入丝杆座的通孔并露出。

所述的精密棒料零件装夹的夹具中，所述V型钳口的V型槽角度为45度。

所述的精密棒料零件装夹的夹具中，所述V型钳口的深度为棒料零件高度的2/3~4/5。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种精密棒料零件装夹的夹具，包括夹具底板、钳口夹块、夹紧组件和驱动组件；所述钳口夹块固定在夹具底板的一端，夹紧组件与钳口夹块相隔预设距离并固定在夹具底板上，驱动组件设置在夹具底板的另一端并与夹紧组件抵接，棒料零件放置在钳口夹块与夹紧组件之间；所述驱动组件驱动夹紧组件的进退状态，夹紧组件前进时将棒料零件的侧面压紧至钳口夹块的V型钳口处进行固定，夹紧组件后退时棒料零件与钳口夹块松开。通棒料零件的圆柱侧面的两个方向分别受到V型钳口的两个内侧面的压紧力，圆柱侧面的另一方向受到夹紧组件的压紧力，利用圆柱侧面上三个方向的受力点来夹紧此圆柱面，同时V型钳口的深度方向可以固定棒料零件垂直方向的大部分圆柱面，在夹紧零件的同时也保证了棒料零件的定位和垂直误差，避免产生偏心及翘起等现象，解决了现有夹具装夹时容易偏心而产生定位误差的问题，避免出现尺寸不良的问题，满足二次加工后的尺寸要求。

附图说明

图1为现有圆柱类产品加工后的结构和关键尺寸的示意图。

图2为本实用新型提供的精密棒料零件装夹的夹具的组装分解图。

图3为本实用新型提供的精密棒料零件装夹的夹具的结构示意图。

图4为本实用新型提供的夹具中俯视和侧视的螺接示意图。

图5为本实用新型提供的夹具中丝杆行程示意图。

图6为本实用新型提供的夹具中夹紧力传递方向示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种精密棒料零件装夹的夹具，用于适用于大批量的轴类零件类产品的专用装夹。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例中设定外圆柱及启动长度已经普通车床加工到位，加工完成样式如图1下方所示，不含端面孔。现仅精加工端面螺纹孔及精孔，通过对图示结构分析，传统的虎钳或压板都不太适合。

通过分析与计算，M12（代表螺纹大径(公称直径)为12mm）的螺栓，有效直径10.3MM（假设），则该螺栓最大承受压力=210×3.14×（10.3/2）^2。查国标GB/T 3098.1螺栓的保证荷载，M12螺栓（4.8级）保证荷载为26100N(2660Kg)。也即是说，M12的普通螺栓（4.8级）在承受小于26100N的拉力（或小于2660kg的重量）情况下可以正常工作。因此，本实施例设计采用了一组由M12的螺栓组成的夹紧部件，来确保加工直径Φ30mm以内的棒料零件不会出现旋转或无法夹紧的问题。

请同时参阅图2和图3，本实用新型实施例提供的一种精密棒料零件装夹的夹具，包括夹具底板1（做为整个工装的承载）、钳口夹块2、夹紧组件和驱动组件；所述钳口夹块2固定（螺接固定）在夹具底板1的一端，夹紧组件与钳口夹块2相隔预设距离并固定（螺接固定）在夹具底板1上，驱动组件设置在夹具底板1的另一端并与夹紧组件抵接，驱动组件驱动夹紧组件的进退状态；棒料零件放置在钳口夹块2与夹紧组件之间，夹紧组件前进时将棒料零件3的侧面（即圆柱侧面）压紧至钳口夹块2的V型钳口4处进行固定，夹紧组件后退时棒料零件3与钳口夹块2松开。其中，主体材料(包括夹具底板，夹具底座，固定板，顶板、盖板等)采用45#钢，所有的螺接固定如图4所示。

通过采用“V”型角度装夹方式（类虎钳结构），V型钳口4的V型槽角度加工为45度。在45度时，V型槽的两个夹角面受到相同大小的分力，便于棒料零件（如圆柱产品）夹紧力的均分，因此对本实施例来说，45度比较合适。棒料零件3的圆柱侧面的两个方向分别受到V型钳口4的两个内侧面（即V槽）的压紧力，圆柱侧面的另一方向受到夹紧组件的压紧力，利用圆柱侧面上三个方向的受力点来夹紧此圆柱面。同时V型钳口4具有一定深度，其深度D_v的取值范围为棒料零件高度H_b的2/3到4/5即可（），其深度方向可以固定棒料零件3垂直方向的大部分圆柱面，在夹紧零件的同时也保证了棒料零件的定位和垂直误差，避免产生偏心及翘起等现象，解决了现有夹具装夹时容易偏心而产生定位误差的问题，避免出现尺寸不良的问题，满足二次加工后的尺寸要求。

由于钳口夹块2是起棒料零件3固定作用的主要结构， 通过2个螺钉（31、32）和夹具底板1上对应的2个螺孔（41、42）进行固定。为了避免长期压紧力的挤压导致钳口夹块2移动，进一步实施例中，所述夹具还包括用于对钳口夹块2进行限位固定的固定板5，所述固定板5的一侧面与钳口夹块2的外侧面螺接固定（通过2个螺钉（33、34）和固定板5上的2个螺孔（43、44）固定），固定板5的底部固定在夹具底板1上（通过2个螺钉（35、36）和夹具底板1上的2个螺孔（45、46）固定）。钳口夹块2与固定板5保持平行。

本实施例中，所述夹紧组件包括夹具底座6、若干个弹簧7、若干个顶杆8、多个夹紧棒9、顶板10和盖板11；夹具底座6与钳口夹块2相隔预设距离并螺接固定（通过4个螺钉（37、38、39、310）和夹具底板1上的4个螺孔（47、48、49、410）固定）在夹具底板1上，夹具底座6的压紧面上设置有若干个通孔12，所述弹簧7的个数与顶杆8和通孔12匹配，顶杆8的个数与夹具一次性装夹的棒料零件3的个数匹配，各弹簧7分别套在对应的一个顶杆8上，各顶杆8分别插入对应的通孔12中；夹具底座6的容置腔用于放置多个夹紧棒9，容置腔的形状（如图4所示）使多个夹紧棒9分排排列且每排个数递减，夹紧棒9个数最少的一排位于容置腔的滑槽的底部，通过驱动组件的驱动使顶板10在滑槽内移动；夹紧棒9个数最多的一排的个数与顶杆8的个数匹配；盖板11螺接固定（通过4个盖板螺钉15、盖板11上的4个螺孔和夹具底座6顶部的4个螺孔固定）在夹具底座6的顶部，通过盖板11使容置腔密封，可避免挤压过程中夹紧棒9掉出容置腔。

当驱动组件驱动顶板10向滑槽的底部移动时，顶板10最终与夹紧棒9个数最少的一排压紧接并向夹紧棒9的其他排施加压力，夹紧棒9个数最多的一排压紧对应的顶杆8使顶杆8挤压棒料零件3的一侧面，棒料零件3的另外两侧面则与V型钳口4的两个内侧面压紧，从而实现棒料零件3的固定。顶杆8采用M12的螺栓，其既能协助V型钳口4夹紧棒料零件3，又不会出现加工时使棒料零件3旋转的问题。

优选地，本实施例设置夹具一次性装夹4个棒料零件3，则对应设置4个弹簧7、4个顶杆8和9个夹紧棒9。其中，所述顶杆8的直径O_e为棒料零件3直径O_b的0.6~0.9之间，即（O_b×0.6）＜O_e＜（O_b×0.9）；夹紧棒9的直径与顶杆8的直径保持一致。所述9个夹紧棒9在容置腔内呈3排分布，3排的个数依次为4个、3个、2个；通过预调驱动组件中顶板10与弹簧7之间的压力，可使第1排的4个夹紧棒与顶杆8一一对应，而第二排的3个夹紧棒则分别陷入第一排的相邻夹紧棒中，第三排的2个夹紧棒次之（即分别陷入第二排的相邻夹紧棒中），从而使每排相邻的两个夹紧棒之间间隔相同的间隙。

本实施例中，所述驱动组件包括丝杆13和丝杆座14，所述丝杆座14螺接固定在夹具底板1的另一端（通过2个螺钉（311、312）和夹具底板1上的2个螺孔（411、412）固定），丝杆13的底部插入丝杆座14的通孔并露出。握住丝杆13的手柄部进行推拉，即可控制丝杆13的行程，使丝杆13顶住顶板10从而挤压夹紧棒，进而挤压顶杆8和棒料零件。

在具体实施时，如图3所示，所述夹具的安装过程为：

先将钳口夹块2安装到固定板5上并保证两者相互平行；将安装好的钳口夹块2和固定板5通过螺丝安装在夹具底板1上，并校正与夹具底板1垂直；将夹具底座6固定在夹具底板1上，并校正与钳口夹块的V型钳口平行；把弹簧7套在顶杆8上并插入夹具底座6的通孔12内，一弹簧和一顶杠为一组，共4组，此时可以手动测试顶杆8的活动是否顺畅；将丝杆座14安装到夹具底板1上，并旋入丝杆13；将顶板10放入夹具底座6的滑槽处；适当调节丝杆13，使夹具底座6的容置腔的空间更大，放入9个夹紧棒9，并调紧丝杆，避免夹紧棒9松动；试运行丝杆13，使之与顶杆8能自由活动，然后安装盖板11。

如图5所示，通过调整丝杆行程（沿力F的方向推动）来确认棒料零件的夹紧与松开。如图6所示，夹具通过丝杆传递压力后，沿着夹紧棒切点方向依次往内传递（夹紧棒上的箭头所示），可以消除因为原材料及夹具长度加工误差而造成个别产品装夹不到位情况，最终使每个棒料零件均匀压紧，且以V槽和顶杆形成3点定位，确保定位圆心准确。

综上所述，本实用新型提供的一种精密棒料零件装夹的夹具，通过推拉丝杆来控制顶板在滑槽内的移动，从而使夹紧棒抵住或松开顶杆。顶杆被抵住且继续抵压时，将棒料零件挤压至钳口夹块的V型钳口处进行固定。通过V型钳口和顶杆形成3点受力固定，在夹紧零件的同时也保证了棒料零件的定位和垂直误差，避免产生偏心及翘起等现象，解决了现有夹具装夹时容易偏心而产生定位误差的问题。并且操作简单方便，将生产效率由原来50%提升到95%，尺寸不良品大大减少，同时降低了工人操作强度。在增加机械手的情况下，可以实现自动化生产，同时增加机床及系统的集成，例如刀具磨损，产品料库，视觉识别等即可。

上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，包括夹具底板、钳口夹块、夹紧组件和驱动组件；

所述钳口夹块固定在夹具底板的一端，夹紧组件与钳口夹块相隔预设距离并固定在夹具底板上，驱动组件设置在夹具底板的另一端并与夹紧组件抵接，棒料零件放置在钳口夹块与夹紧组件之间；

所述驱动组件驱动夹紧组件的进退状态，夹紧组件前进时将棒料零件的侧面压紧至钳口夹块的V型钳口处进行固定，夹紧组件后退时棒料零件与钳口夹块松开。

2.根据权利要求1所述的精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，还包括用于对钳口夹块进行限位固定的固定板，所述固定板的一侧面与钳口夹块的外侧面螺接固定，固定板的底部固定在夹具底板上。

3.根据权利要求1或2所述的精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，所述夹紧组件包括夹具底座、若干个弹簧、若干个顶杆、多个夹紧棒、顶板和盖板；

所述夹具底座与钳口夹块相隔预设距离并固定在夹具底板上，夹具底座的压紧面上设置有若干个通孔，所述弹簧的个数与顶杆和通孔匹配，顶杆的个数与夹具一次性装夹的棒料零件的个数匹配，各弹簧分别套在对应的一个顶杆上，各顶杆分别插入对应的通孔中；夹具底座的容置腔用于放置多个夹紧棒，多个夹紧棒分排排列且每排个数递减，夹紧棒个数最少的一排位于容置腔的滑槽的底部，驱动组件驱动顶板在滑槽内移动；夹紧棒个数最多的一排的个数与顶杆的个数匹配；盖板固定在夹具底座的顶部，通过盖板密封容置腔。

4.根据权利要求3所述的精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，所述夹具一次性装夹4个棒料零件，设置4个弹簧、4个顶杆和9个夹紧棒；所述9个夹紧棒在容置腔内呈3排分布，3排的个数依次为4个、3个、2个。

5.根据权利要求4所述的精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，所述驱动组件包括丝杆和丝杆座，所述丝杆座固定在夹具底板的另一端，丝杆的底部插入丝杆座的通孔并露出。

6.根据权利要求1所述的精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，所述V型钳口的V型槽角度为45度。

7.根据权利要求1或6所述的精密棒料零件装夹的夹具，其特征在于，所述V型钳口的深度为棒料零件高度的2/3~4/5。