CN2609709Y

CN2609709Y - 夹具

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Publication number: CN2609709Y
Application number: CN 03251319
Authority: CN
Inventors: 万莉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-04-07
Anticipated expiration: 2013-04-25

Abstract

涉及一种夹具，尤其是用于具有柔性夹持机构的水晶多面体研磨机的夹具。设有拉杆、紧固套、定位销、夹具体、锥体、刻度盘、销轴、定位柱、夹爪、弹簧和紧固件，拉杆设于紧固套的顶部，弹簧设于拉杆上部，紧固套的下部由定位销与夹具体的上部连接，锥体设于紧固套与夹具体内，刻度盘设于夹具体上，定位柱位于夹具体轴向方向对工件进行定位，夹爪至少设2只，夹爪设于夹具体下部并与夹具体连接。由于采用柔性夹持系统，解决水晶多面体难以夹持的问题，提高了研磨强度和工效，适用范围较广。尤其对于现有设备无法加工的一些形体与待加工面面积较大的工件，可使被加工面自身作为定位基准，重复定位精度可以满足成品质量要求，更换工件时不必重新调整。

Description

夹具

(1)技术领域

本实用新型涉及一种夹具，尤其是一种用于具有柔性夹持机构的水晶多面体研磨机的夹具。

(2)背景技术

在灯饰等行业中，需要对大量的水晶多面体进行研磨，除了传统的人工研磨工艺以外，已有少量的专用研磨设备，它们采用松香将工件粘结在夹具上，由于水晶多面体的形体多异、质脆，难以夹持，又由于上述方法的粘结力小，因此仅能研磨一些加工面面积较小的水晶体，研磨强度受到限制，工件加工后，还要加热熔化松香，卸下工件，效率不高，而且仅适用于一次粘结多个待加工面的工件，适用范围受到很大限制。通常工件的重复定位精度低，在更换工件时，需重新调整夹具。这样如何解决水晶多面体的夹持问题是研磨机的关键。

(3)发明内容

本实用新型旨在提供一种可使工件被加工面自身作为定位基准、重复定位精度可以满足成品质量要求、更换工件时不必重新调整的夹具。尤其是适用于研磨强度与工效较高，加工工件形体与加工面面积可较大，适用范围较广，具有柔性夹持机构的水晶多面体研磨机夹具。

夹具设有拉杆、紧固套、定位销、夹具体、锥体、刻度盘、销轴、定位柱、夹爪、弹簧和紧固件，拉杆设于紧固套的顶部，弹簧设于拉杆上部，并由紧固件固定，紧固套的下部由定位销与夹具体的上部连接，锥体设于紧固套与夹具体内，刻度盘设于夹具体上，定位柱位于夹具体轴向方向对工件进行定位，夹爪至少设2只爪，夹爪设于夹具体下部并与夹具体连接。

在夹爪的端部和定位柱的端面可分别设弹性垫，例如采用硫化橡胶弹性垫，以防止碰伤、划伤工件。

本夹具可作为水晶多面体研磨机的夹具，这种水晶多面体研磨机可设有支撑固定装置，用于支撑与固定各部件，支撑固定装置设有立柱、框架和顶板；电机与传动装置，为水晶多面体研磨机提供动力；平面研磨盘，用于依需要设置不同的磨料对待加工工件进行研磨，平面研磨盘由传动装置与电机连接，平面研磨盘设心轴、磨料、轴承、轴承座以及紧固件等，磨盘固定在心轴上作平面旋转，磨料设于磨盘上方，心轴通过固定板固定在支撑固定装置上，心轴的下端通过轴承与传动装置连接，可采用皮带轮传动装置；夹头组，用于夹持夹具，设至少4只夹头，夹头由垂杆、导杆、弹簧和调整螺母组成，垂杆与导杆由导杆联块；夹具联结器，夹具联结器分别与夹头的导杆下端及夹具连接；夹头吊篮，包括吊篮盘、吊杆、吊杆套、调整螺母、导向柱、轴承与轴承座，(吊篮盘通过吊杆悬挂于支撑固定装置的立柱框架顶板上，轴承设于吊篮盘与吊杆之间，吊杆设于吊杆套内，夹头组的各垂杆的顶端对称分布紧固在吊篮盘上；导杆提升装置，用于提升夹头的导杆、夹具联结器、夹具和工件(使工件脱离平面研磨盘)，导杆提升装置的上部与支撑固定装置的上顶板连接，导杆提升装置的下部设于夹头导杆的上部；导杆悬停装置，设于夹头垂杆的上部且处于吊篮盘下方，设有悬挂杆、弹性夹块和紧固件，悬挂杆弹性夹块和紧固件固定在夹头垂杆上；冷却水装置，其喷头设于夹头吊篮的吊杆下方。

由于采用夹头吊篮与夹头组以及专用夹具组成柔性夹持系统，解决了水晶多面体难以夹持的问题，提高了研磨强度和工效，适用范围较广。尤其对于现有设备无法加工的一些形体较大，待加工面面积较大的工件，本实用新型的优点更加突出，在以下的实施例中，将结合附图给予更具体的说明。

(4)附图说明

图1为夹具实施例的结构图。

图2为图1的D向视图。

图3为图1的A-A剖面图。

图4为图1的B-B剖面图。

图5为图1的C-C剖面图。

图6为夹具实施例的安装图。

图7为水晶多面体研磨机实施例的结构图。

图8为图7的俯视图。

图9为夹具联结器结构图。

图10为图9的仰视图。

(5)具体实施方式

如图1～6所示，夹具设有拉杆111’、垫圈112、紧固套113、定位销114、夹具体115、锥体116、刻度盘117、销轴118、定位柱1110、夹爪1111、弹性垫1112和1113、弹簧1115、紧固件119和1116等，拉杆设于紧固套的顶部，弹簧设于拉杆上部，并由紧固件固定，紧固套的下部由定位销与夹具体的上部连接，锥体设于紧固套与夹具体内，定位柱位于夹具体轴向方向对工件进行定位，夹爪至少设2只爪，夹爪设于夹具体下部并与夹具体连接。

在夹爪的端部和定位柱1110的端面分别设弹性垫1112、1113，例如采用硫化橡胶弹性垫，可防止碰伤、划伤工件。

通常，水晶多面体的毛坯是采用压铸工艺成形，毛坯的形位和尺寸精度较高；经研磨加工后的成品，对表面质量要求较高，形位和尺寸精度要求不高。本设计采用被加工面自身作为定位基准、重复定位精度可以满足成品的质量要求。作为1个实施例，给出1个八角珠专用夹具(见图1，2)。利用锥体的斜面原理和夹爪的杠杆原理将工件夹紧(见图1)，当锥体向上运动时，斜面推动夹爪上端部向外运动，这时夹爪下端爪部夹紧工件。锥体向下运动时，夹爪松开，锥体下部运动到夹具体内孔下部时，触动夹爪在夹体内孔的突出部，使夹爪向外张开。定位柱1110在夹具体轴向方向对工件进行定位。

在夹爪下部7～12mm处设计有一个5mm长的斜面，其与垂直于夹具轴线的工件中心平面的夹角为32°，当工件中心平面不垂直于夹具轴线时，斜面迫使工件回到正确位置。当中心平面上的八角形发生扭转时，夹爪会对八角珠产生二对立偶，迫使其回到正确位置。保证了工件的重复定位精度，在更换工件时不必重新调整夹具。

由于八角珠有8个三角形面和8个五边形面，其与工件中心平面的夹角不同，硫化橡胶弹性垫可以对夹角差起补偿作用。

弹簧1115使拉杆从拉紧工位到松开工位顺利切换。在夹爪的上端部3mm的长度段加工出一个比锥体的半锥角大的斜面，该斜面与弹簧1115以及锥体下端圆柱段共同对夹具制造误差起补偿作用。

操作时，操作拉杆111，四爪1111卡紧工件，调整定位柱1110对工件在夹具的轴向方向进行定位。松开夹具联结器螺母122、螺轴128和回转套螺母124、127，使夹具联结器绕轴128转动，并使回转套绕螺栓轴127摆动，这时将八角珠的待加工面紧贴磨具平面，锁紧螺母124、122和螺栓轴127、128，这样夹具将与工件一起完成定位。操作导杆悬停装置，使完成定位的夹具处于悬停状态，当夹头吊篮上8组夹具完成定位后，拨转夹头吊篮，悬停机构自动解开，8组夹具上的工件逐个进入加工状态。吊篮转动一周后，已研磨好的工件即进入操作者位置，这时拔起定位销125，将夹具转动90°，再插入定位销125，拨动吊篮，工件再次进入加工状态，而下一种完成研磨的工件又进入操作者位置，重复上述操作，完成一个又一个待加工面的研磨。

夹具一次定位后，可对八角珠两侧8个几何形状相同，中心对称的面进行加工。八角珠有2种几何形状不同的待加工面，可在相邻2根导杆上安装2组夹具，分别按2种不同加工面进行调整定位，分工序分别研磨2种不同的加工面。

当更换工件时，不必重新调整夹具。夹具的重复定位精度可以满足工件的要求。

本设计可适用于相类似的多边形水晶球以及玻璃行业相关工件的加工，夹爪可以更换，可根据工件特点进行设计。

本设计的结构，也可设计为二爪、三爪。

由于有7个工件同时在研磨，当夹头吊篮转动一周时，工件上的一个加工面完成研磨。因此四爪夹具每转动90°就完成一个面的加工。假设夹具转动一次的操作时间为5s，转动16次则需要80s，假设设备的调整、夹具的定位、更换工件等操作时间均按每个工件40s计算，则一个工件的加工时间平均为2min，1h可加工八角球30件。

某些灯饰企业进口的设备，每天工作10h，可加工八角珠90-100件，手工加工每天工作10h，可加工八角珠30件。比照这些数据，本设计的工效是进口设备的2.7倍，是人工工效的9倍。

由图7，8可知，实施例所提供的水晶多面体研磨机由支撑固定装置11、平面研磨盘12、夹头与夹头吊篮13、导杆提升装置14、冷却水装置15、夹具联结器16、电机与传动装置17和导杆悬停装置18组成。支撑固定装置设有立柱111和顶板112等，用于支撑与固定各个相应的部件。电机通过皮带轮传动装置带动平面研磨盘工作。平面研磨盘在水平平面旋转，对水晶体待加工面进行研磨，可根据研磨工艺的需要选择不同的磨料。通过改变皮带轮的传动比，可选择2种不同的转速，选择研磨强度。平面研磨盘设有固定板(包括台板、槽板、底板、压板)、磨料、磨盘、上盖板、轴承、心轴、轴承等。心轴由台板、槽板、底板、压板、上盖板、轴承等固定在支撑固定装置的立柱111等上面，磨盘固定在心轴上，磨料设于磨盘上，心轴的下端接传动装置的皮带轮。

夹头由垂杆、导杆、弹簧、调整螺母等组成，垂杆与导杆垂直并排，弹簧套于导杆上，并位于导杆联块与导杆联块之间。夹头通过设于导杆下端的夹具联结器夹持专用夹具。当调整螺母位于垂直方向时，可以改变工件与磨具之间的正压力，选择适当的研磨强度。同时在研磨过程中保持工件与磨具之间弹性接触与正压力的稳定。夹头吊篮由吊篮盘、吊杆、吊杆套、调整螺母、导向柱、轴承、轴承座等组成，由8个夹头组成的夹头组的垂杆顶端对称分布紧固在吊篮盘的上表面。吊篮盘通过吊杆悬挂在支撑固定装置的立柱框架顶板上，吊篮盘与吊杆之间设有圆锥滚柱轴承，使吊篮盘可绕吊杆旋转，平面止推轴承可使吊篮盘不会在吊杆上轴向窜动，锁紧螺母将吊杆、吊篮盘、轴承锁紧在一起，并可调整轴承间隙。吊杆的悬挂长度由螺母调整，即调整导杆下端与磨盘的垂直距离，以适应不同尺寸的夹具与工件。导向柱使吊杆可以在垂直方向升降，而不发生旋转。由于工件研磨过程中的正压力不大，吊篮的自重远大于研磨的正压力，吊杆在垂直方向不会产生向上窜动，不设计约束构件。为避免吊篮各向受力不均产生偏摆，设计了较长的吊杆套，吊杆套内的吊杆有一段圆柱面，以防止吊杆作径向偏摆。

本实用新型对工件的定位采用待加工面自身定位的设计方案(即以待加工面自身为定位基准)，因此工件与磨具之间的弹性接触与压力的可调性是工件实现夹具夹持的重要一步。

导杆提升装置由提升螺杆、螺旋套、弧形斜铁及紧固件组成，螺旋套与弧形斜铁套于提升螺杆上，用于提升夹头的导杆。拨动夹头的垂杆，转动夹头吊篮，使夹头进入操作者位置。当工件进入操作位置时，通过弧形斜铁与夹头导杆上的滚轮将工件提升约50mm，使工件脱离平面磨盘，这时操作者可以进行更换工件、变换工件的加工面、调整夹具、装卸夹具、或其它必要的操作。当工件离开操作位置后，导杆下降，工件进入研磨状态。这时导杆上弹簧使工件在下降过程中不会产生冲击。

导杆悬停装置设悬挂杆、弹性夹块和紧固件。当夹头进入操作位置，导杆提升50mm时，拨动悬挂杆使其处于水平位置，当导杆下降时将悬停空中，不会继续下降。转动夹头吊篮，如上操作，可以使8个夹头同时悬停空中，继续转动夹吊篮，当夹头再次被提升时，悬挂杆会因重心下摆回到垂直位置，这时夹头可再进入工作状态。参见图9，10，由上述可知，夹具联结器用于联结导杆与夹具，可通过孔91与弧形槽92联结于导杆下端部组成柔性夹持系统。夹具联结器设计成可以组合各种夹具构件，并能在磨盘中心轴线与导杆轴线确定的平面内与导杆轴线的夹角作0°-90°的调整，以适应不同工件的夹持要求。螺孔93用于联结夹具。

当一个工件需要采用不同的夹具研磨8个形状不同的加工面时，可根据工序按顺序安装8个不同的夹具，每个工件依次进行研磨，8个工件，8道工序同时进行研磨，这是本实用新型的又一个优点。

当需要更换磨具时，可使8个夹头处于悬停状态，转动螺母提升夹头吊篮更换磨具。

冷却水可通过吊杆的中心孔分四路加到平面研磨盘的磨盘上，最后流入槽中，经排污口排出。由于冷却水用量少，可以用管道排出，也可以用桶承接。

本设计研磨一个加工面的时间，一般不会超过5s，对于一个有16个加工面的工件，仅需80s，计算进开机前夹具的安装调试时间，平均每个工件加工时间为2min(即1/3用于辅助工时)，1h可加工30件，这是人工工效的10倍，是现有专用设备的3倍。

以下给出各附图的有关标记：

图1～6：111、拉杆；112、垫圈；113、紧固套；114、定位销；115、夹具体；116、锥体；117、刻度盘；118、销轴；119、螺母；1110、定位柱；1111、爪；1112、弹性垫；1113、弹性垫；1114、垫圈；1115、弹簧；1116、螺母；1117、螺栓付；121、联结器；122、锁紧螺母；123、弹簧垫圈；124、锁紧螺母；125、定位销；126、回转套；127、螺栓轴；128、螺栓轴。

图7，8：11、支撑固定装置；12、平面研磨盘；13、夹头吊篮；14、导杆提升装置；15、冷却水装置；16、夹具联结器；17、电机与传动装置；18、导杆悬停装置；111、立柱；112、顶板。

图9：91、孔；92、弧形槽；93、螺孔。

Claims

1、夹具，其特征在于设有拉杆、紧固套、定位销、夹具体、锥体、刻度盘、销轴、定位柱、夹爪、弹簧和紧固件，拉杆设于紧固套的顶部，弹簧设于拉杆上部，并由紧固件固定，紧固套的下部由定位销与夹具体的上部连接，锥体设于紧固套与夹具体内，刻度盘设于夹具体上，定位柱位于夹具体轴向方向对工件进行定位，夹爪至少设2只爪，夹爪设于夹具体下部并与夹具体连接。

2、如权利要求1所述的夹具，其特征在于在夹爪的端部和定位柱的端面分别设弹性垫。