CN219212400U - 一种前置可回转型气动夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及夹具技术领域，具体公开了一种减少对机台高度占用、对工件夹持稳定且定位精度高、实现外夹和内撑的前置可回转型气动夹具，包括安装在机床回转工作台上的底座、固定在底座的气缸、套设于气缸环侧并与气缸和底座转动配合且固定在机床上的配气环、固定在气缸活塞推杆末端的楔块、与气缸缸体顶面和楔块滑动配合的多个滑块，配气环设有用于调节气缸内腔气压的气孔，楔块呈倒锥台结构，其锥面设有沿锥面母线延伸的多个第一导轨，气缸顶面设有径向延伸的多个第二导轨，滑块内侧面设有与第一导轨滑动适配的多个第一滑槽，滑块底面设有与第二导轨滑动适配的多个第二滑槽；各滑块内侧面或外侧面共同用于提供前置可回转型气动夹具的夹持部。

Description

一种前置可回转型气动夹具

技术领域

本实用新型涉及夹具技术领域，特别是涉及一种前置可回转型气动夹具。

背景技术

在精密零件或复杂零件的切削加工过程中，为确保零件精度，需要频繁使用四轴或五轴等多轴设备联动加工。由于多轴设备的工作台基本为回转型工作台，除少部分多轴设备的工作台面内置或后置气动(液压)产品夹持外，多数多轴设备的转台均以各类手工夹持为主。其中，采用手工夹持定位的多轴设备，夹持作业不稳定可控，将使得产品零件加工不稳定，导致产品不良或报废；而将传统气动(液压)夹具，如气液台钳、弹性夹具等直接安置于回转工作台面的方式，又面临着气(液)管路与工作台回转产生干涉、多轴设备体积过大或者高度过高，进而牺牲设备的加工范围，产品的定位精度不足，精度大多在0.01mm以上，且在产品定位过程中，易出现偏心等问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述不足，提供一种可减少对机台高度占用、空间利用率高、对工件夹持稳定且定位精度高、实现外夹和内撑的前置可回转型气动夹具。

一种前置可回转型气动夹具，包括用于安装在机床回转工作台上的底座、固定在底座顶面的气缸、套设于气缸的环侧面并分别与气缸和底座转动配合的配气环、与气缸的活塞推杆末端固定连接的楔块、以及分别与气缸的缸体顶面和楔块滑动配合的多个滑块，所述配气环固定在机床上，且配气环上开设有用于调节气缸内腔气压的气孔，所述楔块呈倒锥台结构，楔块的锥面设有沿锥面母线方向延伸的多个第一导轨，气缸的缸体顶面设有以气缸的活塞推杆为中心径向延伸的多个第二导轨，所述滑块的内侧面开设有一一对应与各第一导轨滑动适配的多个第一滑槽，滑块的底面开设有一一对应与各第二导轨滑动适配的多个第二滑槽；各所述滑块的内侧面或各所述滑块的外侧面共同用于提供前置可回转型气动夹具的夹持部。

在其中一个实施例中，前置可回转型气动夹具还包括一一对应各所述滑块的多个软夹，每个所述软夹固定安装在滑块的顶面，且软夹的形状与滑块的形状相适应。

在其中一个实施例中，所述软夹与滑块的顶面螺钉连接或粘接。

在其中一个实施例中，所述楔块呈倒三棱锥台、倒四棱锥台、倒五棱锥台或倒六棱锥台结构，楔块的各锥面上各设有一沿锥面母线方向延伸的第一导轨，所述滑块、第二导轨以及第二滑槽的数量分别与第一导轨的数量相同。

在其中一个实施例中，所述第一导轨为T型导轨，第一滑槽的内表面形状与第一导轨的外表面形状相适应。

在其中一个实施例中，所述第二导轨的顶面宽度大于第二导轨的底面宽度，第二滑槽的内表面形状与第二导轨的外表面形状相适应。

在其中一个实施例中，第二滑槽的底面设有凹槽。

在其中一个实施例中，气缸的活塞分隔气缸内腔形成上腔体和下腔体，所述气孔包括用于向所述上腔体通入压缩气体的第一通气孔、以及用于向所述下腔体通入压缩气体的第二通气孔。

在其中一个实施例中，气缸缸体的环侧面、活塞以及活塞推杆分别套设有橡胶密封圈。

实施本实用新型的前置可回转型气动夹具，配气环与机床的固定设置，避免了气体管路与回转台转动的干涉，通过气缸与配气环转动配合形成旋转副，可满足随机床回转工作台面转动的需求；气动夹具直接固定在回转工作台的台面上，取代将气液台钳、弹性夹具固定在工作台面上的方式，减小对机台Z轴空间(高度方向)的占用，避免了机床在Z轴空间的浪费，提高了机床的空间利用率；采用气缸推动滑块移动，以通过各滑块的内侧面或外侧面共同夹紧工件，实现外夹和内撑两种自定心夹持方式，减小装夹成本和精度损失的同时，提升夹具互换性、机床加工效率和工件良率；通过气动夹紧工件的方式，保证了夹持的稳定性和高定位精度，多个滑块的设置能够均匀地对工件施加夹持力，避免了工件脱落或受力不均造成的损坏。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中前置可回转型气动夹具的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中前置可回转型气动夹具安装软夹后的结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例中前置可回转型气动夹具的爆炸图；

图4为本实用新型的一个实施例中前置可回转型气动夹具的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型针对传统夹具直接安装于回转工作台面，Z轴过度占用机床空间、夹持易偏心，难以实现0.01mm以下的定位精度，且不适合安装在四轴或五轴回转工作台面上，以及手工夹持不可靠的问题，提供了一种前置可回转型气动夹具，其能够适应各种机械加工中回转工作台的装夹需求，通过前置安装在回转工作台的台面上，在实现工作状态任意回转的同时，兼备内撑和外夹两种夹持方式，且具有高定位精度。

具体的，请结合图1、3、4，本实施例的前置可回转型气动夹具10包括用于安装在机床回转工作台上的底座100、固定在底座100顶面的气缸200、套设于气缸200的环侧面并分别与气缸200和底座100转动配合的配气环300、与气缸200的活塞推杆末端固定连接的楔块400、以及分别与气缸200的缸体顶面和楔块400滑动配合的多个滑块500。其中，底座100通过螺栓锁紧在机床的回转工作台上，在回转工作台转动时，底座100将带动气缸200、滑块500以及装夹在滑块500上的工件跟随回转工作台同步转动，以满足对工件旋转加工的需求。气缸200用于提供各滑块500滑动的动力，以便于夹紧与滑块500配合的工件。本实施例中，配气环300固定在机床上，且配气环300上开设有用于调节气缸200内腔气压的气孔。也就是说，在底座100、气缸200及滑块500等部件跟随回转工作台转动时，配气环300相对机床静止，如此，在实现独立和密封的同时，底座100、气缸200及滑块500等部件可跟随回转工作台360°任意回转，以避免因配气环300转动造成的配气环300上固定的通气管路旋转缠绕，进而引起的通气管路与回转工作台转动产生干涉的问题，从而满足加工过程中对旋转和通气的需求。滑块500与楔块400的共同配合，实现同步平行运行，保证产品自定心高精密夹持。

本实施例中，楔块400呈倒锥台结构，也就是说，楔块400的上部尺寸大于下部尺寸，其侧面为倾斜面。楔块400的锥面设有沿锥面母线方向延伸的多个第一导轨410，气缸200的缸体顶面设有以气缸200的活塞推杆为中心径向延伸的多个第二导轨210，滑块500的内侧面开设有一一对应与各第一导轨410滑动适配的多个第一滑槽510，滑块500的底面开设有一一对应与各第二导轨210滑动适配的多个第二滑槽520；各滑块500的内侧面或各滑块500的外侧面共同用于提供前置可回转型气动夹具10的夹持部。

在前置可回转型气动夹具10的使用过程中，当与配气环300上的气孔配合的气压装置调节气缸200内腔气压的情况下，若气缸200的活塞推杆在气压作用下向上移动，活塞推杆末端的楔块400也将同步上升，如此，与活塞推杆滑动配合的滑块500的第一滑槽510受到楔块400第一导轨410的挤压，同时受到第二导轨210与第二滑槽520的相互约束，各滑块500将向靠近活塞推杆中心的方向移动。在此情况下，若工件位于各滑块500的内侧面，则各滑块500共同夹紧工件的外表面；若工件罩设于气动夹具的上方，且工件的内表面对应各滑块500的外侧面，则各滑块500的外侧面将离开工件的内表面，以便取下工件。

相反的，若气缸200的活塞推杆在气压作用下向下移动，活塞推杆末端的楔块400也将同步下降，如此，与活塞推杆滑动配合的滑块500的第一滑槽510受到楔块400第一导轨410的挤压，同时受到第二导轨210与第二滑槽520的相互约束，各滑块500将向远离活塞推杆中心的方向移动。在此情况下，若工件位于各滑块500的内侧面，则各滑块500的内侧面将离开工件的内表面，以便取下工件；若工件罩设于气动夹具的上方，且工件的内表面对应各滑块500的外侧面，则各滑块500共同夹紧工件的内表面。

请参阅图2，一实施例中，前置可回转型气动夹具10还包括一一对应各滑块500的多个软夹600，每个软夹600固定安装在滑块500的顶面，且软夹600的形状与滑块500的形状相适应。通过设置软夹600，在夹持工件时，由软夹600的内侧面或外侧面与工件直接抵接，如此，可减小工件被夹持时受到的损伤，进而降低工件不良率。本实施例中，软夹600可以由硅胶、橡胶或其他质地较软的弹性材料制成，弹性材料的使用，进一步增大了软夹600与工件夹持时的接触面积，且弹性材料可进一步压紧工件，避免工件脱落，提高了工件夹持的稳定性和可靠性。进一步的，软夹600与滑块500的顶面螺钉连接或粘接。优选的，软夹600与滑块500的顶面螺钉连接，滑块500的顶面设有用于螺钉安装软夹600的螺纹底孔，且软夹600的顶面高度大于楔块400向上滑动至最大位移量时的高度，也就是说，无论是在活塞上升还是下降的过程中，始终保持软夹600的顶面高于楔块400的顶面，以避免楔块400对工件的安装产生干涉。

需要说明的是，楔块400可以为多种形状，其既可以呈倒圆锥台结构，也可以呈倒多棱锥台结构，例如，楔块400呈倒三棱锥台、倒四棱锥台、倒五棱锥台或倒六棱锥台结构，当然，根据设计及使用需求，还可进一步调整楔块400的结构。优选的，本实施例中，楔块400呈倒四棱锥台，楔块400的各锥面上各设有一沿锥面母线方向延伸的第一导轨410，可以理解为，楔块400的四个锥面上各设有一第一导轨410，楔块400与四个第一导轨410共同形成十字形楔块400结构。滑块500、第二导轨210以及第二滑槽520的数量分别与第一导轨410的数量相同，即四者的数量一一对应，以保证滑块500的正常滑动。

一实施例中，第一导轨410为T型导轨，第一滑槽510的内表面形状与第一导轨410的外表面形状相适应。进一步的，第二导轨210的顶面宽度大于第二导轨210的底面宽度，第二滑槽520的内表面形状与第二导轨210的外表面形状相适应，也就是说，第二导轨210为燕尾滑轨，第二滑槽520为燕尾滑槽，二者槽精密配合以组成移动副。如此，可避免滑块500从楔块400及气缸200上脱落，以提升滑块500与楔块400及气缸200滑动配合的可靠性。本实施例中，第二滑槽520的底面设有凹槽521，该凹槽521用作滑块500相对于气缸200缸体顶面滑动时的排气孔，以削弱楔块400与滑块500之间的气体对滑块500滑动作业的干扰。

一实施例中，气缸200的活塞分隔气缸200内腔形成上腔体220和下腔体230，气孔包括用于向上腔体220通入压缩气体的第一通气孔310、以及用于向下腔体230通入压缩气体的第二通气孔320。进一步的，上腔体220处设置迷宫气道330，以避免气缸200内腔的气体自由经由气体管路反向流动。本实施例中，第一通气孔310和第二通气孔320交替间歇地向气缸200的内腔通入压缩气体，以实现对工件的夹持动作。工作时，气动夹具包括以下两种夹持状态：

当第一通气孔310处通入压缩空气，压缩空气经迷宫气道330进入上腔体220并推动气缸200的活塞带动楔块400下行，楔块400通过第一导轨410与滑块500的楔形配合，将各滑块500向外推出，并带动滑块500上方的软夹600内撑壳体工件的内腔，实现对工件的内撑夹持。

当第二通气孔320处通入压缩空气，压缩气体进入下腔体230，压缩空气推动气缸200的活塞向上运动，上腔体220收缩并将气体经迷宫气道330排出，气缸200的活塞上行并将楔块400抬起，滑块500收缩并向内运行，以带动软夹600收缩并夹持工件外表面，实现对工件的外夹。

一实施例中，气缸200缸体的环侧面、活塞以及活塞推杆分别套设有橡胶密封圈700，以提高气缸200的气密性，防止出现漏气。需要说明的是，本实施例中，气缸200包括固定在底座100上且顶面凹陷以形成容置腔的气缸体240、通过沉头螺钉固定在汽缸体上且中部开设孔洞的气缸盖250、收容于容置腔且分隔容置腔形成上腔体220和下腔体230的活塞260、以及与活塞260的中部固定连接并穿设气缸200盖中部孔洞的活塞推杆270，楔块400通过沉头螺钉固定在活塞260推杆的顶部，各第二导轨210环绕孔洞均匀设置在气缸200盖上，气缸体240的环侧面与配气环300的配合部、活塞260与气缸体240内表面的配合部、气缸200盖与气缸体240的配合部以及活塞260推杆与气缸200盖孔洞的配合部均设有橡胶密封圈700。本实施例中，橡胶密封圈700为O形橡胶密封圈，气缸体240的环侧面与配气环300配合部设置的橡胶密封圈700用于保证第一通气孔310和第二通气孔320处的气密性，防止该处漏气。

实施本实用新型的前置可回转型气动夹具10，配气环300与机床的固定设置，避免了气体管路与回转台转动的干涉，通过气缸200与配气环300转动配合形成旋转副，可满足随机床回转工作台面转动的需求；气动夹具直接固定在回转工作台的台面上，取代将气液台钳、弹性夹具固定在工作台面上的方式，减小对机台Z轴空间(高度方向)的占用，避免了机床在Z轴空间的浪费，提高了机床的空间利用率；采用气缸200推动滑块500移动，以通过各滑块500的内侧面或外侧面共同夹紧工件，实现外夹和内撑两种自定心夹持方式，减小装夹成本和精度损失的同时，提升夹具互换性、机床加工效率和工件良率；通过气动夹紧工件的方式，保证了夹持的稳定性和高定位精度，多个滑块500的设置能够均匀地对工件施加夹持力，避免了工件脱落或受力不均造成的损坏。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种前置可回转型气动夹具，其特征在于，包括用于安装在机床回转工作台上的底座、固定在底座顶面的气缸、套设于气缸的环侧面并分别与气缸和底座转动配合的配气环、与气缸的活塞推杆末端固定连接的楔块、以及分别与气缸的缸体顶面和楔块滑动配合的多个滑块，所述配气环固定在机床上，且配气环上开设有用于调节气缸内腔气压的气孔，所述楔块呈倒锥台结构，楔块的锥面设有沿锥面母线方向延伸的多个第一导轨，气缸的缸体顶面设有以气缸的活塞推杆为中心径向延伸的多个第二导轨，所述滑块的内侧面开设有一一对应与各第一导轨滑动适配的多个第一滑槽，滑块的底面开设有一一对应与各第二导轨滑动适配的多个第二滑槽；各所述滑块的内侧面或各滑块的外侧面共同用于提供前置可回转型气动夹具的夹持部。

2.根据权利要求1所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，还包括一一对应各所述滑块的多个软夹，每个所述软夹固定安装在滑块的顶面，且软夹的形状与滑块的形状相适应。

3.根据权利要求2所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，所述软夹与滑块的顶面螺钉连接或粘接。

4.根据权利要求3所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，所述楔块呈倒三棱锥台、倒四棱锥台、倒五棱锥台或倒六棱锥台结构，楔块的各锥面上各设有一沿锥面母线方向延伸的第一导轨，所述滑块、第二导轨以及第二滑槽的数量分别与第一导轨的数量相同。

5.根据权利要求4所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，所述第一导轨为T型导轨，第一滑槽的内表面形状与第一导轨的外表面形状相适应。

6.根据权利要求5所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，所述第二导轨的顶面宽度大于第二导轨的底面宽度，第二滑槽的内表面形状与第二导轨的外表面形状相适应。

7.根据权利要求6所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，第二滑槽的底面设有凹槽。

8.根据权利要求7所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，气缸的活塞分隔气缸内腔形成上腔体和下腔体，所述气孔包括用于向所述上腔体通入压缩气体的第一通气孔、以及用于向所述下腔体通入压缩气体的第二通气孔。

9.根据权利要求8所述的前置可回转型气动夹具，其特征在于，气缸缸体的环侧面、活塞以及活塞推杆分别套设有橡胶密封圈。

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