CN220548114U - 杯体夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化程度高、适用范围广、加工效率高的杯体夹具，包括底座、前顶夹具、后顶夹具、推动机构和驱动机构；前顶夹具包括固定套、前顶楔形块、至少三个均布排列且与前顶楔形块斜面配合的等分涨紧块、固定在前顶楔形块外端的涨紧顶头、前顶弹簧、设于涨紧块外侧的弹性圈；后顶夹具包括爪座、后顶楔形块、至少三个均布排列且与后顶楔形块斜面配合的爪块、固定在后顶楔形块外端的后顶顶头、后顶弹簧、设于爪块外侧的自定心弹簧；在推动机构的推动下，后顶夹具带动杯体向前顶夹具靠近，后顶顶头和涨紧顶头分别与杯底和杯口内壁斜面抵触，在前顶楔形块、后顶楔形块斜面作用下，涨紧顶头、爪块伸出，分别顶住杯口内壁、杯底内壁。

Description

杯体夹具

技术领域

本实用新型涉及一种保温杯、壶等容器加工技术领域，尤其是一种杯体夹具。

背景技术

目前，杯体加工已逐渐趋于机械自动化生产，而杯体表面抛光加工时噪音大、粉尘多、环境比较恶劣，因此抛光工作也已经大部分被机械取代，但机械自动化抛光对夹具的要求极高，不适配、不合格的夹具都会造成抛光时杯体固定不稳、跳动，造成杯体表面产生振纹，导致抛光纹路缺陷。

CN 213731157U，公开了一种用于杯子抛光流水线中杯子的夹具，包括底座、设于底座上的夹持机构，夹持机构包括第一夹持端、第二夹持端，两夹持端中至少一个可向另一个夹持端往复运动，第一夹持端与第二夹持端夹住杯子时均随杯子一起转动，该夹紧可以夹住保温杯在流水线中工作，整个夹具通过将底座与流水线上的输送装置固定，在流水线抛光完成后通过控制器控制夹具松开杯子后取出杯子。一方面待加工杯子尺寸及形位未公差较大，采用这类专用夹具适配的杯体尺寸类型唯一，不能适应同款多尺寸类型杯体的夹持，适用范围很小；另一方面，专用夹具稍微磨损，与杯体配合间隙变大，就会造成杯体夹持不稳、跳动、夹具与杯体发生打滑的现象，极易擦伤杯体内外表面，且夹具成本高、返修率高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自动化程度高、适用范围广、加工效率高的杯体夹具。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种杯体夹具，包括底座、前顶夹具、与前顶夹具同轴的后顶夹具、推动后顶夹具往复运动的推动机构、驱动前顶夹具旋转的驱动机构；所述前顶夹具包括固定套、在固定套内轴向伸缩的前顶楔形块、至少三个呈环形均布排列且与前顶楔形块斜面配合径向伸缩的等分涨紧块、固定在前顶楔形块外端与杯口内壁斜面抵触的涨紧顶头、同轴设于固定套内并为前顶楔形块提供回复力的前顶弹簧、设于涨紧块外侧为其提供回复力的弹性圈；所述后顶夹具包括爪座、在爪座内轴向伸缩的后顶楔形块、至少三个呈环形均布排列且与后顶楔形块斜面配合径向伸缩的爪块、固定在后顶楔形块外端与杯底抵触的后顶顶头、同轴设于爪座内并为后顶楔形块提供回复力的后顶弹簧、设于爪块外侧为其提供回复力的自定心弹簧；在推动机构的推动下，后顶夹具带动杯体向前顶夹具靠近，后顶顶头和涨紧顶头分别与杯底和杯口内壁斜面抵触，在前顶楔形块、后顶楔形块斜面作用下，涨紧顶头、爪块伸出，分别顶住杯口内壁、杯底内壁。

优选的，所述驱动机构为电机，且电机主轴与前顶夹具的主轴通过同步轮和同步带连接；所述推动机构包括气缸、滑台和滑座，后顶夹具固定在滑台上且滑台与气缸伸出端连接；所述滑座固定在底座上滑台底部与滑座通过燕尾槽配合滑动。

优选的，所述固定套内设有中空的柱塞筒，柱塞筒内设有轴向伸缩的柱塞销，前顶弹簧设于柱塞筒内且位于柱塞销内侧，柱塞销伸出端与前顶楔形块固定。

优选的，所述涨紧块内侧均连接有滑块，滑块内侧与前顶楔形块斜面配合；所述前顶楔形块上均布开有与滑块对应的滑槽，滑块内侧限位于滑槽内，且滑块与固定套内壁间设有为滑块提供回复力的前顶复位弹簧；所述滑块与涨紧块之间设有自适应弹簧。

优选的，所述涨紧块外侧靠近固定套的一端还设有杯口密封圈。

优选的，所述后顶夹具的爪座内还设有中空的固定座，后顶楔形块位于固定座内；所述爪座上设有与爪块对应的通槽，固定座上设有与通槽对应的固定部，爪块均设于固定部内；所述爪块内侧设有推块，推块伸入固定座中部并与后顶楔形块斜面配合；所述通槽边缘固定有挡块，自定心弹簧设于爪块外侧与挡块之间。

优选的，所述推块与爪块通过插销连接；所述爪块上与插销配合的插销孔为腰形孔，推块与爪块之间，位于自定心弹簧下方还设有后顶复位弹簧。

优选的，所述爪块上部为斜向上扬的夹持部；所述后顶楔形块外壁上设有与爪块对应的导向槽，爪块内侧限位于导向槽中。

优选的，所述涨紧块为六个，爪块为三个。

与现有技术相比本实用新型的有益效果：一是前顶夹具和后顶夹具都采用一个楔形块和多个与楔形块斜面配合的涨紧块或爪块，推动机构推动后顶夹具向前顶夹具移动，将杯体夹持，带动后顶楔形块、前顶楔形块的移动，并在斜面作用下，分别带动爪块伸出顶住杯底内壁、带动涨紧块顶住杯口内壁，确保杯体抛光时的同心度和稳定性，防止抛光时因夹具与杯体间打滑造成刮花内胆的现象发生，提高加工效率的同时，也能适应各种尺寸杯体加工，适用范围广，自动化程度高，实用性强；二是等分涨紧块的设置，扩大了夹具与杯口的接触面积，提高夹持力度的同时，也扩大了杯口适用范围；三是前顶夹具和后顶夹具的端部分别设有涨紧顶头、后顶顶头，涨紧顶头和涨紧块的配合、后顶顶头和爪块的配合，扩大夹具与杯体的接触面积，提高夹持作用力，将杯体牢牢夹持在前顶夹具和后顶夹具之间，夹持稳定性更高；四是楔形块和夹持单元分别通过弹簧和复位弹簧提供回复力，脱模更容易、快速。

进一步的有益效果：一是后顶夹具底部采用燕尾槽配合的滑台和滑座结构，在推动气缸作用下，后顶夹具通过滑台在滑座上来回滑动进退，燕尾槽的滑动结构更加稳定，提高前顶夹具和后顶夹具的同心度，提高加工效率和加工质量；二是前顶楔形块与柱塞销连接，柱塞销在柱塞筒内往复运动，且前顶弹簧设于柱塞筒内为柱塞销提供弹性回复力，这样前顶楔形块斜面磨损只需更换安装在柱塞销端部的前顶楔形块即可，无需拆卸前顶主轴等，维修简单方便，也极大程度地降低夹具维修成本；三是前顶楔形块上开有与滑块对应的滑槽，滑块被限制在滑槽内滑动，确保了涨紧块伸出的一致性、同轴性，提高夹持同心度；四是滑块与固定套内壁间设有前顶复位弹簧，便于脱模时滑块复位，在滑块与涨紧块间设有自适应弹簧起到自定心涨紧作用，而且能够避免涨紧块过载涨紧，有效保护涨紧块和杯口，此外，自适应弹簧的设置也能进一步扩大适用范围，满足多种尺寸杯口的涨紧；五是涨紧块外侧设有杯口密封圈，能够在夹持中密封杯口，防止抛光作用产生的灰、屑等异物进入杯体内，提高杯体加工质量；六是爪块与推块连接并限位于固定座的固定部中，推块内侧与后顶楔形块斜面配合，后顶楔形块在与推块斜面作用下带动爪块向外伸出，由固定部和通槽同时提供导向作用，爪块伸出稳定性更高，而且爪块磨损仅更换爪块即可，便于维修的同时，也大大降低夹具维修成本；八是爪块与推块间采用插销连接，且爪块上的插销孔为腰形孔，腰形孔的设置使推块和爪块之间具有一定的移动空间，加上爪块和挡块之间的自定心弹簧配合，使爪块与杯底内壁之间的配合更为紧密，适应因加工误差导致的不同尺寸杯底；九是爪块和挡块之间还设有后顶复位弹簧，后顶复位弹簧弹力大于自定心弹簧，更利于脱模时爪块和推块的复位，而且自定心弹簧也起到极限过载回缩的作用，有效保护杯底内壁和爪块。

附图说明

图1是本实用新型杯体夹具未夹持杯体时的剖视结构示意图；

图2是本实用新型杯体夹具夹持杯体时的剖视结构示意图；

图3是前顶夹具的立体结构示意图；

图4是前顶夹具的剖视结构示意图；

图5是后顶夹具的立体分解结构示意图；

图6是后顶夹具的立体结构示意图；

图7是后顶楔形块与推块、爪块配合状态的立体机构示意图；

图8是后顶夹具的剖视结构示意图；

图9是本实用新型杯体夹具安装到机械手上时的立体结构示意图；

其中，1、底座，2、前顶夹具，3、后顶夹具，4、前顶主轴，5、后顶主轴，6、前顶轴承座，7、后顶轴承座，8、滑台，9、滑座，10、气缸，11、连接杆，12、伺服电机，13、行星减速机，14、主同步轮，15、同步带，16、从同步轮，17、涨紧顶头，18、后顶顶头，19、前顶弹簧，20、后顶弹簧，21、深沟球轴承，22、调心球轴承，23、前顶楔形块，24、涨紧块，25、柱塞筒，26、柱塞销，27、固定套，28、滑槽，29、自适应弹簧，30、滑块，31、凹槽，32、弹性圈，33、杯口密封圈，34、前顶复位弹簧，35、后顶楔形块，36、爪座，37、固定座，38、固定部，39、推块，40、爪块，41、挡块，42、后顶复位弹簧，43、自定心弹簧，44、导向槽，45、通槽，46、插销，47、腰形孔，100、机械手，200、杯体，300、杯口，400、杯底。

实施方式

为了使本实用新型的技术方案更加清晰，以下结合附图1-9，对本实用新型进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型的保护范围。

一种杯体夹具，参照附图1、2，包括底座1、前顶夹具2、后顶夹具3、驱动机构和推动机构；所述底座1为框架式结构；所述前顶夹具2、后顶夹具3、驱动机构和推动机构均固定在底座1上；所述前顶夹具2和后顶夹具3同心设置；所述前顶夹具2设于驱动机构上方，并由驱动机构驱动前顶夹具2旋转；所述后顶夹具3设于推动机构上方，且由推动机构推动其向前顶夹具2做往复运动；所述驱动机构包括伺服电机12、行星减速机13、主同步轮14、从同步轮16和同步带15，伺服电机12通过行星减速机13连接主同步轮14，从同步轮16设于主同步轮14上方且由同步带15连接，从同步轮16和主同步轮14之间通过同步带15连接传输动力；所述从同步轮16固定在前顶夹具2的前顶主轴4上，伺服电机12通过行星减速机13再通过主同步轮14、同步带15和从同步轮16将动力传输到前顶夹具2，控制前顶夹具2转动。

所述推动机构设于后顶夹具3下方，推动机构包括气缸10、滑台8和滑座9；所述气缸10和滑座9均固定在底座1上，滑台8固定在后顶夹具3下方，滑台8底部与滑座9通过燕尾槽配合滑动；所述滑座9中间开有通孔，滑台8底部固定有连接杆11，连接杆11穿过通孔与气缸10伸缩端连接，在气缸10作用下，后顶夹具3可以随滑台8在滑座9上来回滑动进退；所述滑台8上还固定有后顶轴承座7，后顶轴承座7内设有后顶主轴5，后顶夹具3固定在后顶主轴5端部，后顶主轴5与后顶轴承座7之间设有调心球轴承22，通过调心球轴承22实现后顶夹具3的转动。

所述前顶夹具2固定在前顶主轴4端部；所述底座1上固定有前顶轴承座6，前顶主轴4通过深沟球轴承21设于前顶轴承座6上；所述前顶主轴4前端固定从同步轮16，后端固定连接前顶夹具2；参照附图3、4所示，所述前顶夹具2包括固定套27、柱塞筒25、柱塞销26、涨紧顶头17、前顶楔形块23、前顶弹簧19、涨紧块24、前顶复位弹簧34和自适应弹簧29；所述固定套27固定连接于前顶主轴4后端，固定套27为中空结构且固定套27与前顶主轴4同轴；所述固定套27内设有中空的柱塞筒25，柱塞销26位于柱塞筒25内，且柱塞筒25和柱塞销26通过台阶配合限位，限制柱塞销26在前顶弹簧19作用下向外移动；所述柱塞筒25的空腔内，位于前顶主轴4和柱塞销26之间设有前顶弹簧19，前顶弹簧19为柱塞销26提供弹性回复力；所述柱塞销26伸出端与前顶楔形块23端部连接，前顶楔形块23的另一个端部固定连接与杯口300内壁适配的涨紧顶头17，且涨紧顶头17上设有与杯口300内壁斜面配合的锥面；所述前顶楔形块23能够在固定套27内轴向移动；所述前顶楔形块23外侧呈环形均布设有至少三个，与前顶楔形块23斜面配合的等分涨紧块24，本实施例以六个涨紧块为例；所述每个涨紧块24与前顶楔形块23之间均通过滑块30连接，滑块30均限位于固定套27内，涨紧块24均径向伸出固定套27；所述滑块30和固定套27内壁间，设有为滑块30提供回复力的前顶复位弹簧34；所述前顶楔形块23上均布开有与滑块30对应的滑槽28，滑块30一端设于滑槽28内并与滑槽28斜面配合，滑块30另一端设有沉孔，沉孔内设有自适应弹簧29，且涨紧块24和滑块30之间通过自适应弹簧29连接，起到自定心涨紧作用，确保适用于因加工误差导致的不同尺寸的杯口；所述涨紧块24外侧设有一圈凹槽31，且凹槽31内设有弹性圈32用于为涨紧块24提供弹性回复力；所述涨紧块24外侧靠近固定套27的一端（即远离涨紧顶头17的一侧），还设有杯口密封圈33，用于密封杯口300防止抛光灰进入保温杯内腔；所述涨紧顶头17与杯口内壁斜面抵触后，前顶楔形块23压缩前顶弹簧19向内移动，滑块30在前顶楔形块23斜面作用下同时带动涨紧块24径向向外移动涨紧杯口内壁。

参照附图5-8所示，所述后顶夹具3包括爪座36、固定座37、后顶楔形块35、后顶弹簧20、后顶顶头18、推块39、爪块40、挡块41、后顶复位弹簧42、自定心弹簧43；所述爪座36同轴固定在后顶主轴5端部，中空的固定座37同轴设于爪座36内；所述后顶楔形块35同轴设于固定座37的中部空腔内，后顶楔形块35与爪座36间设有为后顶楔形块35提供回复力的后顶弹簧20，且后顶楔形块35能轴向移动；所述后顶顶头18固定在后顶楔形块35外端；所述固定座37周向均匀设有至少三个固定部38，本实施例以固定座37径向向外延伸有三个固定部38为例，爪座36上设有与固定部38对应的通槽45；所述每个固定部38处均设有推块39、爪块40、挡块41、自定心弹簧43和后顶复位弹簧42；所述推块39内侧伸入固定座37内并与后顶楔形块35斜面配合，推块39外侧连接爪块40；所述推块39一端与后顶楔形块35的锥面相抵触，且其接触面也为相配合的斜面；所述后顶楔形块35还可以周向均匀设置三个导向槽44，推块39的一端设于导向槽44内且与导向槽44底斜面配合，可以限位推块39仅在导向槽44方向移动；所述推块39另一端与爪块40通过插销46连接，具体地说爪块40上设有插孔，推块39另一端也对应设有插孔并通过插销46与爪块40连接，装配快速；所述爪块40上的插孔为腰形孔47，使推块39和爪块40之间可以具有一定的移动空间；所述爪块40上部为斜向上扬的夹持部，下部为垂直向下延伸的挡部，中部与推块39连接；所述挡块41固定在爪座36的通槽45处，爪块40中部与挡块41之间设有自定心弹簧43，配合爪块40上腰型孔47的设置，使得爪块40与杯底400之间的配合更为紧密，可以适应因加工误差导致的不同尺寸的杯底；所述爪块40下部与挡块41之间设有后顶复位弹簧42，后顶复位弹簧42位于自定心弹簧43下方，且后顶复位弹簧42的弹力大于自定心弹簧43，用于脱模时爪块40和推块39的复位；气缸10推动后顶夹具3靠近保温杯杯底400，后顶顶头18接触杯底400后带动后顶楔形块35继续靠杯体200移动，压缩后顶弹簧20向内移动，后顶楔形块35在斜面作用下带动推块39向外移动，使爪块40向外移动顶住杯底400的内壁。

上述杯体夹具可以安装在保温杯加工流水线上，与流水线上的输送装置固定，在流水线抛光完成后通过控制器控制夹具松开杯子后取出杯子即可。

上述杯体夹具还可以安装到机械手的输出端，参照附图9所示，机械手100为现有技术，机械手100可以设置在抛光工位处；杯体夹具安装到机械手输出端时的使用方法，包括以下步骤：

①机械手100带动底座1上的前顶夹具2、后顶夹具3靠近流水线上待加工杯体200两端；

②推动机构启动，推动后顶夹具3向杯底400靠近，后顶夹具3的后顶顶头18接触杯底400后，继续推动杯体200向前顶夹具2移动，涨紧顶头17逐渐进入杯口300内，直至与杯口300斜面抵触，杯口斜面挤压涨紧顶头17，带动前顶楔形块23向内移动压缩前顶弹簧19，滑块30在前顶楔形块23的斜面作用下向外移动，带动涨紧块24向外撑开涨紧杯口300，同时压缩后顶弹簧20，推块39在后顶楔形块35斜面作用下向外移动，带动爪块40向外移动顶住杯底400内壁，完成杯体夹持；

③驱动机构的伺服电机12启动，驱动前顶夹具2旋转，带动杯体200和后顶夹具3同步旋转；

④机械手100移动，带动杯体200到抛光工位进行抛光作业；

⑤抛光作业完成后，机械手100移动杯体200到流水线上，驱动机构关闭；

⑥推动机构带动后顶夹具3退回，在前顶弹簧19、前顶复位弹簧34、弹性圈32、后顶弹簧20、自定心弹簧43、后顶复位弹簧42作用下，前顶楔形块23、涨紧块24、后顶楔形块35、爪块40复位，前顶夹具2和后顶夹具3松开杯体200后复位。

在本技术方案的描述中，需要说明的是，术语如“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。

同时，在本技术方案的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“配合”、应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本技术方案的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术方案的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术方案的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种杯体夹具，包括底座(1)、前顶夹具(2)、与前顶夹具(2)同轴的后顶夹具(3)、推动后顶夹具(3)往复运动的推动机构、驱动前顶夹具(2)旋转的驱动机构，其特征在于：所述前顶夹具(2)包括固定套(27)、在固定套(27)内轴向伸缩的前顶楔形块(23)、至少三个呈环形均布排列且与前顶楔形块(23)斜面配合径向伸缩的等分涨紧块(24)、固定在前顶楔形块(23)外端与杯口内壁斜面抵触的涨紧顶头(17)、同轴设于固定套(27)内并为前顶楔形块(23)提供回复力的前顶弹簧(19)、设于涨紧块(24)外侧为其提供回复力的弹性圈(32)；所述后顶夹具(3)包括爪座(36)、在爪座(36)内轴向伸缩的后顶楔形块(35)、至少三个呈环形均布排列且与后顶楔形块(35)斜面配合径向伸缩的爪块(40)、固定在后顶楔形块(35)外端与杯底抵触的后顶顶头(18)、同轴设于爪座(36)内并为后顶楔形块(35)提供回复力的后顶弹簧(20)、设于爪块(40)外侧为其提供回复力的自定心弹簧(43)；在推动机构的推动下，后顶夹具(3)带动杯体向前顶夹具(2)靠近，后顶顶头(18)和涨紧顶头(17)分别与杯底和杯口内壁斜面抵触，在前顶楔形块(23)、后顶楔形块(35)斜面作用下，涨紧顶头(17)、爪块(40)伸出，分别顶住杯口内壁、杯底内壁。

2.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述驱动机构为电机，且电机主轴与前顶夹具的主轴通过同步轮和同步带连接；所述推动机构包括气缸(10)、滑台(8)和滑座(9)，后顶夹具(3)固定在滑台(8)上且滑台(8)与气缸(10)伸出端连接；所述滑座(9)固定在底座(1)上，滑台(8)底部与滑座(9)通过燕尾槽配合滑动。

3.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述固定套(27)内设有中空的柱塞筒(25)，柱塞筒(25)内设有轴向伸缩的柱塞销(26)，前顶弹簧(19)设于柱塞筒(25)内且位于柱塞销(26)内侧，柱塞销(26)伸出端与前顶楔形块(23)固定。

4.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述涨紧块(24)内侧均连接有滑块(30)，滑块(30)内侧与前顶楔形块(23)斜面配合；所述前顶楔形块(23)上均布开有与滑块(30)对应的滑槽(28)，滑块(30)内侧限位于滑槽(28)内，且滑块(30)与固定套(27)内壁间设有为滑块(30)提供回复力的前顶复位弹簧(34)；所述滑块(30)与涨紧块(24)之间设有自适应弹簧(29)。

5.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述涨紧块(24)外侧靠近固定套(27)的一端还设有杯口密封圈(33)。

6.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述后顶夹具(3)的爪座(36)内还设有中空的固定座(37)，后顶楔形块(35)位于固定座(37)内；所述爪座(36)上设有与爪块(40)对应的通槽(45)，固定座(37)上设有与通槽(45)对应的固定部(38)，爪块(40)均设于固定部(38)内；所述爪块(40)内侧设有推块(39)，推块(39)伸入固定座(37)中部并与后顶楔形块(35)斜面配合；所述通槽(45)边缘固定有挡块(41)，自定心弹簧(43)设于爪块(40)外侧与挡块(41)之间。

7.根据权利要求6所述的杯体夹具，其特征在于：所述推块(39)与爪块(40)通过插销(46)连接；所述爪块(40)上与插销(46)配合的插销孔为腰形孔(47)，推块(39)与爪块(40)之间，位于自定心弹簧(43)下方还设有后顶复位弹簧(42)。

8.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述爪块(40)上部为斜向上扬的夹持部；所述后顶楔形块(35)外壁上设有与爪块(40)对应的导向槽(44)，爪块(40)内侧限位于导向槽(44)中。

9.根据权利要求1所述的杯体夹具，其特征在于：所述涨紧块(24)为六个，爪块(40)为三个。