CN223236095U - 一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，由精准定位装置、固定夹紧装置、十字滚珠丝杠导轨组成；所述精准定位装置，通过膨胀气缸控制膨胀气缸活塞杆的移动，向上运动挤压胶球，使胶球沿径向均匀膨胀，直至充紧薄壁件小孔，实现薄壁件的精准定位；所述固定夹紧装置，通过夹紧气缸控制压头，施加一定的压力夹紧薄壁件；所述十字滚珠丝杠导轨，由两个垂直布置的滚珠丝杠导轨与小型气缸配合实现小型气缸活塞杆X、Y、Z方向上的运动，使该装置能从多方位、不同角度支撑薄壁件刚度薄弱处，提高薄壁件的加工质量。

Description

一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具

技术领域

本实用新型涉及薄壁件加工技术领域，具体来说涉及一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具。

背景技术

在机械制造领域，薄壁件的金属切削加工一直较为困难。薄壁件在加工时，若不能被充分固定夹紧，易产生较大的加工变形，且批量生产薄壁件时，原料的初始定位十分重要。在实际生产时，需要对薄壁件进行定位夹紧，再进行切削加工，由于部分薄壁件上仅有小孔，采用圆柱销进行定位时，为方便取放工件，通常圆柱销直径略小于小孔直径，难以完全卡紧薄壁件，也难以在圆柱销与小孔间添加材料卡紧，致使薄壁件在平面方向存在微小移动，薄壁件难以精准定位。采用圆锥销定位时，由于小孔加工存在一定误差和圆锥销摆放位置影响，可能使薄壁件与圆锥销的接触点不在同一水平面，导致薄壁件存在一定的倾斜。这两种传统定位方式难以使仅有小孔的薄壁件达到精准定位的效果，因此，设计一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术中薄壁件小孔定位难以精准的技术问题，提供一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，包括薄壁件、精准定位装置、固定加紧装置、十字滚珠丝杠导轨，所述精准定位装置包括支撑块、膨胀气缸缸体、T形连接杆、气孔、胶球、膨胀气缸活塞杆、密封圈、螺纹孔，所述支撑块包括支撑块上板、支柱、支撑块下板，支撑块上板中心位置设置通孔，并从上至下设置一段螺纹，所述膨胀气缸缸体上部分外径设置一段螺纹，与支撑块上板连接配合，下部分内径设置两段或一段螺纹，既可与气管连接，也可与T形连接杆连接，T形连接杆尾端设置螺纹，沿轴向靠近尾端处，沿径向设置气孔，所述胶球置于T形连接杆与膨胀气缸活塞杆中间，所述密封圈与T形连接杆尾端螺纹绑定。

所述固定夹紧装置包括夹紧气缸缸体、夹紧气缸活塞杆、压头。

所述十字滚珠丝杠导轨包括下方滚珠丝杠导轨、小型气缸缸体、小型气缸活塞杆、垫块、上方滚珠丝杠导轨、滑台，所述下方滚珠丝杠导轨包括下方导轨、下方螺杆、下方电机，所述垫块包括钢轮、钢轮轴、垫板，所述上方滚珠丝杠导轨包括上方导轨、上方螺杆、上方电机，所述上方导轨侧面设置3个通孔，中间的通孔设置螺纹，与下方导轨上的两根导柱和下方螺杆装配，所述滑台侧面同样设置3个通孔，中间的通孔设置螺纹，所述小型气缸缸体通过底面与滑台顶面固定连接。

进一步地，所述支撑块包括支撑块上板、支柱、支撑块下板,所述支撑块上板中心设置通孔，并从上之至下设置一段螺纹，此处与膨胀气缸缸体外螺纹连接，支撑块上板与支撑块下板之间设置四根支柱。

进一步地，所述膨胀气缸缸体顶部和底部中心处设置通孔，底部设置两段螺纹，从上至下，第一段螺纹与T形连接杆连接固定，第二段螺纹与气管连接，气管充气提供动力，所述T形连接杆沿轴向靠近尾端处，垂直轴向设置气孔，气孔直径小于T形连接杆外径，且T形连接杆尾端中心设置孔，尾端螺纹最上方绑定一个密封圈，所述膨胀气缸活塞杆头部外径与T形连接杆最大外径相等，且膨胀气缸活塞杆达到下行极限时，尾端不得越过气孔，此时胶球处于T形连接杆杆头与膨胀气缸活塞杆杆头中间，为正常状态。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，具有以下有益效果：

1.该实用新型通过两个或三个精准定位装置与薄壁件上小孔配合，进而防止薄壁件在水平方向上移动，实现了薄壁件加工的精准定位，提高了生产效率，保证了薄壁件的质量达到生产要求。

2.该实用新型通过多个十字滚珠丝杠导轨从不同方向与角度布置在薄壁件刚度薄弱处，实现了薄壁件的进一步固定夹紧，避免了薄壁件加工时产生过大的应力变形。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具的立体图。

图2为本实用新型实施例提供的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具中精准定位装置与薄壁件装配的剖视图。

图3为本实用新型实施例提供的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具中固定夹紧装置结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具中十字滚珠丝杠导轨结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具中垫块俯视图。

图中：

1、薄壁件；2、精准定位装置；3、固定夹紧装置；4、十字滚珠丝杠导轨。

21、支撑块；22、膨胀气缸缸体；23、T形连接杆；24、气孔；25、胶球；26、膨胀气缸活塞杆；27、密封圈；31、夹紧气缸缸体；32、夹紧气缸活塞杆；33、压头；41、下方滚珠丝杠导轨；42、小型气缸缸体；43、小型气缸活塞杆；44、垫块；45、上方滚珠丝杠导轨；46、滑台。

211、支撑块上板；212、支柱；213、支撑块下板；411、下方导轨；412、下方螺杆；413、下方电机；441、钢轮；442、钢轮轴；443、垫板；451、上方导轨；452、上方螺杆；453、上方电机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图1至附图5对本发明作进一步的详细介绍。

一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，包括薄壁件1、精准定位装置2、固定夹紧装置3、十字滚珠丝杠导轨4，所述精准定位装置2包括支撑块21、膨胀气缸缸体22、T形连接杆23、气孔24、胶球25、膨胀气缸活塞杆26、密封圈27，所述支撑块21包括支撑块上板211、支柱212、支撑块下板213，支撑块上板211中心位置设置通孔，并从上至下设置一段螺纹，所述膨胀气缸缸体22上部分设置一段螺纹，与支撑块上板211连接配合，所述支柱212有4根，连接支撑块上板211与支撑块下板213。

所述膨胀气缸缸体22在下部分内孔上设置一段螺纹，可与气管连接，提供动力实现膨胀气缸活塞杆26的上下移动，所述T形连接杆23尾端设置螺纹，与膨胀气缸缸体22连接，且沿轴向靠近尾端处，沿径向设置气孔24，在T形连接杆23小端面设置孔，孔深超过气孔所在位置一段距离，所述胶球25置于T形连接杆23与膨胀气缸活塞杆26中间，当气管向膨胀气缸缸体22内充气时，膨胀气缸活塞杆26向上移动，使胶球25沿径向均匀膨胀，所述密封圈27与T形连接杆23尾端螺纹绑定，保证装置的气密性。

所述精准定位装置2装配完成后，放置两个或三个在薄壁件1的下方，使薄壁件1对准T形连接杆23放置，达到一个粗定位的效果，接着在气路作用下，膨胀气缸活塞杆26向上移动，使胶球25沿径向逐渐均匀膨胀，直至胶球25充紧小孔，实现薄壁件1的精准定位。

所述固定夹紧装置3包括夹紧气缸缸体31、夹紧气缸活塞杆32、压头33，通过气路作用实现压头33竖直方向的上下运动或水平方向的旋转运动，将压头运动到贴紧薄壁件1处，继续施加一定的压力，使薄壁件1被固定夹紧。

所述十字滚珠丝杠导轨4包括下方滚珠丝杠导轨41、小型气缸缸体42、小型气缸活塞杆43、垫块44、上方滚珠丝杠导轨45、滑台46，所述下方滚珠丝杠导轨41包括下方导轨411、下方螺杆412、下方电机413，所述上方滚珠丝杠导轨45包括上方导轨451、上方螺杆452、上方电机453，上方导轨451侧面设置3个通孔，中间的通孔设置螺纹，与下方导轨411上的两根导柱和下方螺杆412装配，两者垂直放置，所述滑台46侧面同样设置3个通孔，中间的通孔设置螺纹，与上方导轨451装配，启动下方电机413，带动下方螺杆412旋转，下方螺杆通过内部滚珠作用，可使上方导轨进行往复运动，上方滚珠丝杠导轨工作原理与其一致，带动滑台46往复运动，所述小型气缸缸体42通过底面与滑台46顶面固定连接，下方滚珠丝杠导轨411与上方滚珠丝杠导轨451配合使用，实现小型气缸在X、Y方向上的移动，驱动小型气缸，使小型气缸活塞杆423在Z方向上移动，使十字滚珠丝杠导轨4调整到薄壁件1刚度薄弱处，起到辅助固定与夹紧薄壁件1的作用，提高加工质量。

所述垫块44包括钢轮441、钢轮轴442、垫板443，钢轮442与钢轮443轴装配，垫板443上设置孔与滚轮轴442装配，垫块44顶面与上方电机453底面连接，既可以支撑上方电机453，又可使下方电机413驱动下方螺杆412带动上方导轨451运动得更快捷。

所述十字滚珠丝杠导轨4可设置多个，布置于薄壁件1刚度薄弱处。

所述支撑块21数量可多于需要进行精准定位小孔的数量，用作支撑薄壁件1。

本实用新型的工作过程主要分为精准定位、固定夹紧与辅助固定支撑：

精准定位：采用两到三个精准定位装置2与薄壁件1装配完成，T形连接杆23实现薄壁件的粗定位，同时或分别启动膨胀气缸，带动膨胀气缸活塞杆26上下运动，胶球25被T形连接杆23与膨胀气缸活塞杆26挤压，沿径向均匀膨胀，直至完全充满夹紧薄壁件1小孔，使薄壁件1在水平方向上固定，实现精准定位。

固定夹紧：通过气路作用实现压头33竖直方向的上下运动或水平方向的旋转运动，将压头运动到贴紧薄壁件1处，继续施加一定的压力，使薄壁件1被固定夹紧。

辅助固定支撑：辅助固定支撑装置4装配完成后，可从不同的方向和角度布置多个该装置，驱动下方电机413，使上方导轨451在Y方向上的移动，驱动上方电机453，使滑台46带着小型气缸在X方向上移动，在气路作用下，小型气缸活塞杆43在Z方向移动，使十字滚珠丝杠导轨4可调整到薄壁件1刚度薄弱处，起到辅助固定支撑薄壁件1的效果。

本案例通过压缩胶球完成薄壁件的精准定位，也可在保证胶球与膨胀气缸活塞杆、T形连接杆连接紧固的条件下，采用先拉伸胶球后回弹的方式进行薄壁件的精准定位。

本领域技术人员可以理解的是，其他类似连接方式也可以实现本实用新型，例如焊接、粘接或者螺接等方式，其他类似的动力装置也可以实现本实用新型，例如液压装置等方式，该装置可用于薄壁件小孔精准定位与固定夹紧，可更换对应零件尺寸，也可运用薄壁件大孔的精准定位与固定夹紧。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (3)

1.一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，其特征在于，包括薄壁件(1)、精准定位装置(2)、固定夹紧装置(3)、十字滚珠丝杠导轨(4)，所述精准定位装置(2)包括支撑块(21)、膨胀气缸缸体(22)、T形连接杆(23)、气孔(24)、胶球(25)、膨胀气缸活塞杆(26)、密封圈(27)，所述支撑块(21)包括支撑块上板(211)、支柱(212)、支撑块下板(213)，支撑块上板(211)中心位置设置通孔，并从上至下设置一段螺纹，所述膨胀气缸缸体(22)上部分设置一段螺纹，与支撑块上板(211)连接配合，下部分内径设置两段或一段螺纹，既可与气管连接，也可与T形连接杆(23)连接，T形连接杆(23)尾端设置螺纹，沿轴向靠近尾端处，沿径向设置气孔(24)，所述胶球(25)置于T形连接杆(23)与膨胀气缸活塞杆(26)中间，所述密封圈(27)与T形连接杆(23)尾端螺纹绑定；

所述固定夹紧装置(3)包括夹紧气缸缸体(31)、夹紧气缸活塞杆(32)、压头(33)；

所述十字滚珠丝杠导轨(4)包括下方滚珠丝杠导轨(41)、小型气缸缸体(42)、小型气缸活塞杆(43)、垫块(44)、上方滚珠丝杠导轨(45)、滑台(46)，所述下方滚珠丝杠导轨(41)包括下方导轨(411)、下方螺杆(412)、下方电机(413)，所述垫块(44)包括钢轮(441)、钢轮轴(442)、垫板(443)，所述上方滚珠丝杠导轨(45)包括上方导轨(451)、上方螺杆(452)、上方电机(453)，所述上方导轨(451)侧面设置3个通孔，中间的通孔设置螺纹，与下方导轨(411)上的两根导柱和下方螺杆(412)装配，所述滑台(46)侧面同样设置3个通孔，中间的通孔设置螺纹，所述小型气缸缸体(42)通过底面与滑台(46)顶面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，其特征在于，所述支撑块(21)包括支撑块上板(211)、支柱(212)、支撑块下板(213),所述支撑块上板(211)中心设置通孔，并从上之至下设置一段螺纹，此处与膨胀气缸缸体(22)外螺纹连接，支撑块上板(211)与支撑块下板之间设置四根支柱(212)。

3.根据权利要求1所述的一种基于薄壁件上小孔实现精准定位的工装夹具，其特征在于，所述膨胀气缸缸体(22)顶部和底部中心处设置通孔，底部设置一段或两段螺纹；从上至下的连接方式依次为：第一段螺纹与T形连接杆(23)连接固定，第二段螺纹与气管连接，气管充气提供动力；所述T形连接杆(23)沿轴向靠近尾端处，沿径向设置气孔(24)，气孔(24)直径小于T形连接杆(23)外径，且T形连接杆(23)尾端中心设置孔，尾端螺纹最上方绑定一个密封圈(27)，所述膨胀气缸活塞杆(26)头部外径与T形连接杆(23)最大外径相等，且膨胀气缸活塞杆(26)达到下行极限时，尾端不得越过气孔(24)，此时胶球(25)处于T形连接杆(23)杆头与膨胀气缸活塞杆(26)杆头中间，为正常状态。