CN103990993A - 多件装夹多工位可旋转气动夹具 - Google Patents

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胡涛
赵文英
刘顺
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Abstract

本发明公开了一种多件装夹多工位可旋转气动夹具，包括夹具体、定位旋转机构和夹紧机构，夹具体包括有有两个相互平行的竖直立板，两个竖直立板上分别安装有定位旋转机构和夹紧机构，所述的两个竖直立板之间采用若干拉杆联接；定位旋转机构包括有驱动气缸，驱动气缸的输出轴联接齿条，齿条位于其中一个竖直立板的一侧，该竖直立板上均匀安装数个旋转轴，每个旋转轴上均通过键联接有一个圆柱齿轮，各个圆柱齿轮均与齿条啮合；夹紧机构包括有数个夹紧气缸，各个夹紧气缸分别传动联接一个滚动顶杆，滚动顶杆贯穿另一个竖直立板，各滚动顶杆的另一端分别固定有压块。本发明可有效发挥数控机床功能，提高工件加工效率，保证加工质量。

Description

多件装夹多工位可旋转气动夹具
技术领域
本发明属于数控机床夹具设计领域，具体涉及一种多件装夹多工位可旋转气动夹具。
背景技术
现代机械数控加工领域越来越面向于大规模定制和批量规模的生产，在汽车等制造产业中经常有各种多面体多工位加工要求的阀体、泵体和缸体等零件，采用高档四轴与五轴加工中心虽能实现工件一次装夹完成多工位加工，但不适应于批量生产模式，采用性价比良好的三轴加工中心需要多次装夹工件完成多工位表面加工，造成装卸次数多、操作麻烦，致使加工效率低，而且多次装夹造成累计误差大影响工件加工质量。
考虑到数控加工是高度工序集中的特点，高档四轴与五轴加工中心设备投入成本高，不适用于中小型制造企业，采用性价比良好的三轴加工中心，需要设计制造不同类型的夹具装置，采用本发明中多件装夹多工位可旋转夹具可有效解决三轴加工中心批量数控加工装夹问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多件装夹多工位可旋转气动夹具，可实现工件一次装夹多个工件的可转位夹具，以解决批量数控加工模式下的装夹难题。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种多件装夹多工位可旋转气动夹具，包括夹具体、定位旋转机构和夹紧机构，其特征在于：所述的夹具体包括有有两个相互平行的竖直立板，所述的两个竖直立板上分别安装有定位旋转机构和夹紧机构，所述的两个竖直立板之间采用若干拉杆联接，所述的拉杆两端用螺母调整和锁紧；拉杆均匀分布在两个竖直立板之间，保证安装定位旋转机构一侧的竖直立板刚性；所述的定位旋转机构包括有驱动气缸，驱动气缸的输出轴联接齿条，齿条位于其中一个竖直立板的一侧，该竖直立板上均匀安装数个旋转轴，每个旋转轴上均通过键联接有一个圆柱齿轮，各个圆柱齿轮均与齿条啮合；所述的夹紧机构包括有数个夹紧气缸，各个夹紧气缸分别传动联接一个滚动顶杆，滚动顶杆贯穿另一个竖直立板，各滚动顶杆的另一端分别固定有压块；所述的驱动气缸驱动齿条直线运动，齿条与圆柱齿轮啮合进而带动圆柱齿轮旋转，圆柱齿轮与旋转轴通过键联接，由圆柱齿轮带动旋转轴，所述旋转轴另一端安装有定位元件，从而带动定位元件上定位工件安装所需工位作旋转运动；工件定位后由夹紧气缸推动滚动顶杆和压块夹紧工件端面，当工件旋转时滚动顶杆和压块和工件一同旋转，从而避免夹紧时工件旋转产生相对摩擦或气缸内活塞相对气缸缸体产生相对旋转运动。
所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的定位元件采用用于工件定位的定位盘和定位轴销。
所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的齿条通过若干滑块与安装在夹具体上的导轨联接，可保证齿条刚性和齿条运动阻力小，使齿条齿轮副的运动平稳，所述的齿条和导轨上分别安装限位开关动定部件，所述的齿条外侧面制作均布的圆锥孔，每个圆锥孔的位置与限位开关所确定的位置相对应，所述的圆锥孔由定位气缸顶杆***实现工件准确定位。
所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的夹具体底部安装有定向键，可直接与机床工作台联接，保证整个夹具在机床上的位置准确。
所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的旋转轴、圆柱齿轮、夹紧气缸、滚动顶杆、压块的个数相等，均为6个。
定位旋转机构的工作过程：
由电气控制***发出信号，定位气缸顶杆从齿条外侧面圆锥孔缩回，同时驱动气缸推动齿条带动圆柱齿轮旋转，由圆柱齿轮带动旋转轴及其上定位元件（定位元件上安装工件）一同旋转，在工件旋转到所需工位时由安装在齿条和导轨上的限位开关发出信号，从而控制定位气缸顶杆推出***齿条外侧面的相应圆锥孔内实现准确定位，同时驱动气缸停止工作，待工件所有工位加工完成后，由电气控制***控制以上动作的元部件复位。
夹紧机构工作过程：
待工件定位安装后，由夹紧气缸推动滚动顶杆带动压块夹紧工件端面，工件在定位旋转机构带动旋转时，夹紧机构仍保持夹紧状态，目的是保证工件始终保持夹紧状态而不受转位影响定位。
本发明的优点是：
本发明所提供的动力源为绿色的气压传动，所发明的装置可一次装夹多个工件（本发明所提供的是可一次装夹6个工件），可实现多个工位旋转要求，适用于三轴数控加工中心批量加工的装夹要求，从而充分发挥数控加工中心机床功能，提高数控加工生产效率。
附图说明
图1是本发明一种多件装夹多工位可旋转夹具结构示意图。
图2是本发明中齿条与导轨的结构示意图。
图3是本发明中夹紧机构示意图。
图4是本发明中装夹工件的示意图。
图中标号：1-夹具体；2-滑块；3-限位开关；4-圆柱齿轮；5-旋转轴；6-定位气缸；7-齿条；8-导轨；9-定向键；10-拉杆；11-滚动顶杆；12-压块；13-夹紧气缸；14-驱动气缸；15-竖直立板；16-圆锥孔；17-行程挡块；18-联接套。
具体实施方式
实施例
参照图1~图4，本发明为一种能完成六个工件装夹四个工位旋转定位要求的气动夹具，包括具有两个平行竖直立板15的夹具体1；安装在夹具体1一侧竖直立板15的定位旋转机构，定位旋转机构由驱动气缸14、齿条7、滑块2、导轨8、限位开关3、定位气缸6、圆柱齿轮4、旋转轴5及对工件定位的定位盘、定位销等元部件组成；安装在夹具体1另一侧竖直立板15的夹紧机构，夹紧机构由夹紧气缸13、滚动顶杆11和压块12等元部件组成。
为保证夹具在机床工作台的位置准确，所述的夹具体1底部安装两个定向键9。
为保证夹具整体刚度和结构紧凑，避免在所述的夹具体1上设置加强肋板，采用若干拉杆10调整加强夹具刚度。
为拓展夹具装夹不同工件，所述的旋转轴5上安装定位盘，在定位盘上装配定位所需要的相应定位销等元件。
为保证所述的旋转轴5运动旋转平稳可靠，将旋转轴5通过推力轴承和单列向心圆柱滚子轴承装配在夹具体1竖直立板15的孔内。
如图2所示，为保证圆柱齿轮4与齿条7啮合传动准确、平稳，采用夹具体1上安装导轨8，在导轨8上安装若干滑块2支承齿条7。
为保证驱动气缸14推动齿条7带动圆柱齿轮4旋转准确定位，采用在齿条7外侧面制作若干定位圆锥孔16，由定位气缸6***圆锥孔16中实现准确旋转定位，定位气缸6的运动由安装在齿条7上的限位开关3和导轨8上的行程挡块17接触时发出的信号控制，要求齿条7外侧面上的圆锥孔16位置和限位开关3所控制的位置精确对应。
通过定位旋转机构完成工件所有工位的加工要求后，以上所述的定位旋转机构上所有运动元部件复位，卸下已加工工件进入下一次工件装夹工作。
如图3所示，所述的夹紧机构由夹紧气缸13、联接套18、滚动顶杆11和压块12组成，所述的滚动顶杆11采用滚动顶尖标准装置，在滚动顶尖的圆柱表面均匀制造出螺钉孔，压块12圆柱环面上设置对应的孔，通过若干沉头螺钉安装联接，当工件所夹紧端面为实体端面时，可将压块12卸下，直接通过滚动顶尖夹紧。
结合图1~图4所示，本发明具体的操作实施方式为：
将六个工件安装定位在夹具体1竖直立板15一侧的定位元件上，通过手动控制按钮电气控制***开始工作，首先使六个夹紧气缸13推动相应的滚动顶杆11由压块12夹紧工件端面，待工件第一个工位完成加工后，电气***控制相应电磁阀，驱动气缸14驱动定位旋转机构动作，待限位开关3接触到行程挡块17时发出信号控制定位气缸6***齿条7外侧圆锥孔16实现精确定位，待工件第二个工位完成加工后，重复以上运动工作过程，直至工件所有要求工位加工后定位旋转机构和夹紧机构复位，本发明所提供的工件是四个工位，每相邻工位之间夹角为90°。
以上描述和显示了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可对工件定位处、定位旋转机构及夹紧机构等做出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种多件装夹多工位可旋转气动夹具，包括夹具体、定位旋转机构和夹紧机构，其特征在于：所述的夹具体包括有两个相互平行的竖直立板，所述的两个竖直立板上分别安装有定位旋转机构和夹紧机构，所述的两个竖直立板之间采用若干拉杆联接；所述的定位旋转机构包括有驱动气缸，驱动气缸的输出轴联接齿条，齿条位于其中一个竖直立板的一侧，该竖直立板上均匀安装数个旋转轴，每个旋转轴上均通过键联接有一个圆柱齿轮，各个圆柱齿轮均与齿条啮合；所述的夹紧机构包括有数个夹紧气缸，各个夹紧气缸分别运动联接一个滚动顶杆，滚动顶杆贯穿另一个竖直立板，各滚动顶杆的另一端分别固定有压块；所述的驱动气缸驱动齿条直线运动，进而带动圆柱齿轮旋转，再由圆柱齿轮带动旋转轴旋转，所述旋转轴另一端安装有定位元件，从而带动定位元件上定位工件安装所需工位作旋转运动；工件定位后由夹紧气缸推动滚动顶杆和压块夹紧工件端面，当工件旋转时滚动顶杆、压块和工件一同旋转。
2.根据权利要求1所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的拉杆两端用螺母调整和锁紧。
3.根据权利要求1所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的定位元件采用用于工件定位的定位盘和定位轴销。
4.根据权利要求1所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的齿条通过若干滑块与安装在夹具体上的导轨联接，所述的齿条和导轨上分别安装限位开关动定部件，所述的齿条外侧面制作均布的圆锥孔，每个圆锥孔的位置与限位开关所确定的位置相对应，所述的圆锥孔由定位气缸顶杆***实现工件准确定位。
5.根据权利要求1所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的夹具体底部安装有定向键，可直接与机床工作台联接。
6.根据权利要求1所述的多件装夹多工位可旋转气动夹具，其特征在于：所述的旋转轴、圆柱齿轮、夹紧气缸、滚动顶杆、压块的个数相等，个数均为6个。
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