CN104972338B - 一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床 - Google Patents

Abstract

一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床；包括机床和设于机床上的槽状工件夹具，包括底座、连接板、固定轴、装夹板、定位压块、夹紧螺栓和推紧气缸，所述底座固定在所述工作台；两个所述连接板平行设置在所述底座，两个所述固定轴平行设置在两个所述连接板之间，且固定轴与连接板之间的位置关系为相互垂直；所述装夹板的两端分别可滑动串接在两个固定轴上，若干所述装夹板设置在两个连接板之间。装夹板的前后侧面限制了槽状工件在前后方向的运动；定位压块和夹紧螺栓限制了槽状工件在竖直方向的运动，最后通过推紧气缸将连接板推紧到一起，限制了连接板携带槽状工件在左右方向的运动，装夹稳定，方便加工。

Description

一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床

技术领域

本发明涉及夹具设备领域，特别是一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床。

背景技术

随着数控技术的发展，许多产品的零部件加工都由数控机床加工完成，机床上一般需要安装夹具来装夹槽状工件或引导刀具，其作用是将工件定位，以使槽状工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并将槽状工件可靠的夹紧。在槽状工件的加工中，槽状工件一般是采用左右两边气缸双固定夹持夹具进行装夹，槽状工件进行加工时，只受到Y向的径向夹持力，槽状工件在Z向的轴向容易发生窜动，影响加工的精度。另外，由于槽状工件的装夹接触面小，如果加大径向夹持力，槽状工件由可能会出现压损问题，使槽状工件的加工不精密，其成品合格率也不高。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，包括机床和设于机床上的槽状工件夹具；所述机床为多自由度机床，包括床身、床鞍、立柱、刀库、机头、主轴和工作台，所述工作台沿长度方向设置在所述床身，所述床鞍设置在所述工作台的一侧；

立柱和刀库排列设置在所述床鞍，所述立柱通过Y轴滑轨可滑动安装在所述床鞍，所述刀库和立柱相互独立，互相不承重；立柱沿竖直方向设有Z轴滑轨，所述机头由Z轴驱动电机驱动沿Z轴滑轨作直线运动；沿所述床身的长度方向设有X轴滑轨，所述床鞍沿着所述X轴滑轨在床身上作直线运动；

所述槽状工件夹具包括底座、连接板、固定轴、装夹板、定位压块、夹紧螺栓和推紧气缸，所述底座固定在所述工作台；

两个所述连接板平行设置在所述底座，两个所述固定轴平行设置在两个所述连接板之间，且固定轴与连接板之间的位置关系为相互垂直；所述装夹板的两端分别可滑动串接在两个固定轴上，若干所述装夹板设置在两个连接板之间；

所述装夹板为具有前侧面、后侧面、左侧面、右侧面、上侧面和下侧面组成的板状结构，所述前侧面和后侧面分别设有凹槽，所述凹槽为所述前侧面和后侧面的端面沿垂直于该端面的方向，向所述装夹板的内部凹陷形成，且所述凹槽沿所述装夹板的长度方向延伸；

所述定位压块是由横向块和竖直块两部分一体成型而成的L形结构，所述横向块卡装在所述上侧面与左侧面、右侧面交汇形成的弯角处，竖直块贴合在所述装夹板的相应的左侧面或右侧面，夹紧螺栓穿过所述竖直块将所述定位压块固定于相应的左侧面或右侧面；所述推紧气缸将若干装夹板向其中一个所述连接板的方向推动，将所有装夹板夹紧。

进一步的，设有夹紧弹簧，所述夹紧弹簧套装在所述夹紧螺栓后再依次穿过所述定位压块和装夹板的侧面后将槽状工件固定。

进一步的，所述横向块由两个侧爪组成，所述侧爪由所述竖直板一端的边缘沿水平方向延伸后形成，水平方向上的所述横向块为U型结构。

进一步的，所述装夹板与装夹板之间设有复位弹簧，所述复位弹簧串接在所述固定轴。

进一步的，所述推紧气缸设于所述连接板的外侧，推紧气缸的伸缩杆穿过所述连接板的连接通孔进入连接板内侧后与最近的装夹板固定连接。

进一步的，两个连接板通过连接螺栓连接，所述连接螺栓从连接板的外侧穿入，并从设置了所述推紧气缸的连接板穿出后通过螺帽固定。

进一步的，所述槽状工件夹具通过旋转气缸固定在所述底座，固定时，所述旋转气缸的水平压块与所述连接板的上表面接触挤压，所述底座的长度按照能同时设置两组及以上槽状工件夹具的规格设置。

进一步的，所述槽状工件夹具设置在所述底座时，处于内侧的连接螺栓通过轴承座设置在所述底座，所述旋转气缸设置在所述轴承座的对侧。

进一步的，所述底座设有通孔，所述通孔设置在所述槽状工件夹具的下方。

本发明的有益效果：槽状工件同时装夹在装夹板的上侧面和下侧面，装夹在上侧面时，将槽状工件直接倒扣在装夹板上，使槽状工件的内凹底面与装夹板的上侧面接触，槽状工件的两竖直内壁分别与前侧面和后侧面接触贴紧；再用定位压块将槽状工件的左右两侧夹紧，定位压块的横向块与倒扣的槽状工件的外底面贴紧，竖直块与相应的左侧面或右侧面接触贴紧，L形的定位压块卡装在所述上侧面与左侧面或右侧面交汇形成的弯角处，再把夹紧螺栓穿过所述竖直块将所述定位压块固定于相应的左侧面或右侧面即可；装夹板的前后侧面限制了槽状工件在前后方向的运动；定位压块和夹紧螺栓限制了槽状工件在竖直方向的运动，最后通过推紧气缸将连接板推紧到一起，限制了连接板携带槽状工件在左右方向的运动，装夹稳定，方便加工。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明中槽状工件夹具的一个实施例的结构示意图；

图3是图1中A部分的局部放大图；

图4是本发明中槽状工件与装夹板第一种安装方式的结构示意图；

图5是本发明中槽状工件与装夹板第二种安装方式的结构示意图；

图6是图5中B部分的局部放大图；

图7是本发明的一个实施例的俯视图。

其中：底座1；

槽状工件夹具2，连接板201，固定轴202；装夹板203，前侧面2031、右侧面2032、上侧面2033，凹槽2034；定位压块204，横向块2041，竖直块2042；夹紧螺栓205，推紧气缸206，连接螺栓207；

槽状工件3，夹紧弹簧4，侧爪5，复位弹簧6,旋转气缸7，轴承座8，通孔9，床身10，床鞍11，立柱12，刀库13，机头14，主轴15，工作台16，Y轴滑轨17，Z轴滑轨18，X轴滑轨19。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图2、图3及图7所示，一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，包括机床和设于机床上的槽状工件夹具；所述机床为多自由度机床，包括床身10、床鞍11、立柱12、刀库13、机头14、主轴15和工作台16，所述工作台16沿长度方向设置在所述床身10，所述床鞍11设置在所述工作台16的一侧；

立柱12和刀库13排列设置在所述床鞍11，所述立柱12通过Y轴滑轨17可滑动安装在所述床鞍11，所述刀库13和立柱相互独立，互相不承重；立柱12沿竖直方向设有Z轴滑轨18，所述机头14由Z轴驱动电机驱动沿Z轴滑轨18作直线运动；沿所述床身的长度方向设有X轴滑轨19，所述床鞍沿着所述X轴滑轨19在床身上作直线运动；

所述槽状工件夹具2包括底座1、槽状工件夹具2、连接板201、固定轴202、装夹板203、定位压块204、夹紧螺栓205和推紧气缸206；

两个所述连接板201平行设置在所述底座1，两个所述固定轴202平行设置在两个所述连接板201之间，且固定轴202与连接板201之间的位置关系为相互垂直；所述装夹板203的两端分别可滑动串接在两个固定轴202上，若干所述装夹板203设置在两个连接板201之间；

如图5及图6所示，所述装夹板203为具有前侧面2031、后侧面、左侧面、右侧面2032、上侧面2033和下侧面组成的板状结构，所述前侧面2031和后侧面分别设有凹槽2034，所述凹槽2034为所述前侧面2031和后侧面的端面沿垂直于该端面的方向，向所述装夹板203的内部凹陷形成，且所述凹槽2034沿所述装夹板203的长度方向延伸；

所述定位压块204是由横向块2041和竖直块2042两部分一体成型而成的L形结构，所述横向块2041卡装在所述上侧面2033与左侧面、右侧面2032交汇形成的弯角处，竖直块2042贴合在所述装夹板203的相应的左侧面或右侧面2032，夹紧螺栓205穿过所述竖直块2042将所述定位压块204固定于相应的左侧面或右侧面2032；所述推紧气缸206将若干装夹板203向其中一个所述连接板201的方向推动，将所有装夹板203夹紧。

本技术方案中，槽状工件3在所述装夹板203上有两种不同的装夹方式：

第一种装夹方式：如图3及图4所示，槽状工件3可同时装夹在装夹板203的上侧面2033和下侧面，以装夹在上侧面2033的情况为例进行说明，将槽状工件3直接倒扣在装夹板203上，使槽状工件3的内凹底面与装夹板203的上侧面2033接触，槽状工件3的两竖直内壁分别与前侧面2031和后侧面接触贴紧；再用定位压块204将槽状工件3的左右两侧夹紧，定位压块204的横向块2041与倒扣的槽状工件3的外底面贴紧，竖直块2042与相应的左侧面或右侧面2032接触贴紧，L形的定位压块204卡装在所述上侧面2033与左侧面或右侧面2032交汇形成的弯角处，再把夹紧螺栓205穿过所述竖直块2042将所述定位压块204固定于相应的左侧面或右侧面2032即可；装夹板203的前后侧面限制了槽状工件3在前后方向的运动；定位压块204和夹紧螺栓205限制了槽状工件3在竖直方向的运动，最后通过推紧气缸206将连接板203推紧到一起，限制了连接板203携带槽状工件3在左右方向的运动。

第二种装夹方式：如图5及图6所示，槽状工件3可同时装夹在装夹板203的上侧面2033和下侧面，以装夹在上侧面2033的情况为例进行说明第二种装夹方式——两个槽状工件3可同时装夹在装夹板203的前后两侧(以装夹在前侧面2031的情况为例进行说明)，先将槽状工件3躺倒放置，使得槽状工件3的内凹底面正对于前侧面2031，再将槽状工件3的处于下方的槽边***所述凹槽2034内，处于上方的槽边卡装在上侧面2033和前侧面2031交汇形成的弯角处，后侧面上的槽状工件3按照相同方式装夹；然后再用定位压块204将槽状工件3的左右两侧夹紧，定位压块204的横向块2041与槽状工件3的处于上方的槽边贴紧，竖直块2042与相应的左侧面或右侧面2032接触贴紧，L形的定位压块204卡装在所述上侧面2033与左侧面或右侧面2032交汇形成的弯角处，再把夹紧螺栓205穿过所述竖直块2042将所述定位压块204固定于相应的左侧面或右侧面2032即可；装夹板203的前后侧面限制了槽状工件3在前后方向的运动；定位压块204和夹紧螺栓205限制了槽状工件3在竖直方向的运动，最后通过推紧气缸206将连接板203推紧到一起，限制了连接板203携带槽状工件3在左右方向的运动；这样的装夹方式用于加工槽状工件的槽边时使用，一块装夹板203上同时装夹4个工件，大大提高了装夹的效率和加工效率。

将X轴驱动电机(图未示)驱动床鞍11在X轴滑轨19上作直线运动，Y轴驱动电机(图未示)驱动立柱12在Y轴滑轨17上作直线运动，Z轴驱动电机(图未示)驱动机头14在Z轴滑轨18上作直线运动，从而完成机头14上刀具对工件的准确定位，再而进行加工，提高加工效率；不同型号的刀具通过刀库13提供，一次装夹可完成多种种类的加工。

所述刀库13设置在所述床鞍11且位于所述立柱12的一侧；由于刀库13内部安装有十几把金属刀具，其体积大，重量大，现有技术中为了节省空间将刀库13直接安装在立柱12，所以在加工过程中立柱12要承受刀库13的重量和惯性，而且刀库13必然是设置于立柱12的一侧，对立柱12有翻转的扭力，使立柱12受力不平衡，因此对立柱12的加工精度具有较大影响。为了避免此问题，将刀库13和立柱12相互独立，立柱12的受力不平衡情况完全避免，从而提高了加工精度，延长了机床的寿命。

一个以上所述底座1排列设置在所述工作台16，加工完一个槽状工件3后，驱动所述床鞍11沿X轴方向移动，依次加工各底座1夹持的槽状工件3；加工完的工件及时卸掉，换上新的待加工工件，在床鞍11往回运动的过程中继续加工，大大地提高了工作效率。

设有夹紧弹簧4，所述夹紧弹簧4套装在所述夹紧螺栓205后再依次穿过所述定位压块204和装夹板203的侧面后将槽状工件3固定。

夹紧螺栓205穿过定位压块204、装夹板203的侧面后，夹紧弹簧207被压缩在定位压块204和夹紧螺栓205的盖体之间，弹簧被压缩后向其两端产生的回复力增强了定位压块204和装夹板203之间的夹紧力，保证装夹的稳定性。

所述横向块2041由两个侧爪5组成，所述侧爪5由所述竖直板2042一端的边缘沿水平方向延伸后形成，水平方向上的所述横向块2041为U型结构。

用两个侧爪5代替整块板的结构，减少了横向块2041与槽状工件3的接触面积，在力相当的情况下，增加了压强，同时避免了夹紧时力对槽状工件3表面的损坏。

所述装夹板203与装夹板203之间设有复位弹簧6，所述复位弹簧6串接在所述固定轴202。装夹板203夹紧时，装夹板203与装夹板203挤压其间的复位弹簧，被压缩的复位弹簧为了恢复形变所产生的回复力作用在其两侧的装夹板203上，提高了装夹板203夹紧时的稳定性；另一方面，槽状工件3加工完成后需要卸载时，推紧气缸206的伸缩杆回缩后，装夹板203在复位弹簧的回复力作用下被弹开，使得各装夹板203之间有间隙配合。

所述推紧气缸206设于所述连接板201的外侧，推紧气缸206的伸缩杆穿过所述连接板201的连接通孔进入连接板201内侧后与最近的装夹板203固定连接。将推进气缸206设置在连接板201的外侧，便于安装，且更充分地利用了连接板201内侧空间用于设置装夹板203。

两个连接板201通过连接螺栓207连接，所述连接螺栓207从连接板201的外侧穿入，并从设置了所述推紧气缸206的连接板201穿出后通过螺帽固定。

推紧气缸206将所有装夹板203向对侧的连接板201推动，将所有装夹板203夹紧，此连接板201也受到来自连接板201的推动力，本技术方案中，将螺栓从此端***，防止最终固定的螺帽在上述推动力的作用下松动或脱落，保证夹具的使用。

所述槽状工件夹具2通过旋转气缸7固定在所述底座1，固定时，所述旋转气缸7的水平压块与所述连接板201的上表面接触挤压，所述底座1的长度按照能同时设置两组及以上槽状工件夹具2的规格设置。

通过旋转气缸7固定槽状工件夹具2，限制槽状工件夹具2在竖直方向的运动，装夹稳定；再直接将底座1放到机床上对工件进行加工，方便操作。

所述槽状工件夹具2设置在所述底座1时，处于内侧的连接螺栓207通过轴承座8设置在所述底座1，所述旋转气缸7设置在所述轴承座8的对侧。

一组槽状工件夹具2设置在底座1上，将槽状工件3分别固定在装夹板203的上下端，加工时，先将处于同一平面的槽状工件3加工完成，再将旋转气缸7松开，将整个槽状工件夹具2抬起，使得连接螺栓207绕着轴承座8内的轴承转动180度后，之前处于下部平面的未加工的槽状工件3置换到上部平面，可以继续进行加工，而加工好的工件处于下部平面。

所述底座1设有通孔9，所述通孔9设置在所述槽状工件夹具2的下方。加工产生的废削费渣通过通孔9落到机床的排削装置上，方便清理。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，包括机床和设于机床上的槽状工件夹具，其特征在于：所述机床为多自由度机床，包括床身、床鞍、立柱、刀库、机头、主轴和工作台，所述工作台沿长度方向设置在所述床身，所述床鞍设置在所述工作台的一侧；

立柱和刀库排列设置在所述床鞍，所述立柱通过Y轴滑轨可滑动安装在所述床鞍，所述刀库和立柱相互独立，互相不承重；立柱沿竖直方向设有Z轴滑轨，所述机头由Z轴驱动电机驱动沿Z轴滑轨作直线运动；沿所述床身的长度方向设有X轴滑轨，所述床鞍沿着所述X轴滑轨在床身上作直线运动；

所述槽状工件夹具包括底座、连接板、固定轴、装夹板、定位压块、夹紧螺栓和推紧气缸，所述底座固定在所述工作台；

两个所述连接板平行设置在所述底座，两个所述固定轴平行设置在两个所述连接板之间，且固定轴与连接板之间的位置关系为相互垂直；所述装夹板的两端分别可滑动串接在两个固定轴上，若干所述装夹板设置在两个连接板之间；

所述装夹板为具有前侧面、后侧面、左侧面、右侧面、上侧面和下侧面组成的板状结构，所述前侧面和后侧面分别设有凹槽，所述凹槽为所述前侧面和后侧面的端面沿垂直于该端面的方向，向所述装夹板的内部凹陷形成，且所述凹槽沿所述装夹板的长度方向延伸；

所述定位压块是由横向块和竖直块两部分一体成型而成的L形结构，所述横向块卡装在所述上侧面与左侧面、右侧面交汇形成的弯角处，竖直块贴合在所述装夹板的相应的左侧面或右侧面，夹紧螺栓穿过所述竖直块将所述定位压块固定于相应的左侧面或右侧面；所述推紧气缸将若干装夹板向其中一个所述连接板的方向推动，将所有装夹板夹紧；

两个连接板通过连接螺栓连接，所述连接螺栓从连接板的外侧穿入，并从设置了所述推紧气缸的连接板穿出后通过螺帽固定；所述槽状工件夹具通过旋转气缸固定在所述底座，固定时，所述旋转气缸的水平压块与所述连接板的上表面接触挤压，所述底座的长度按照能同时设置两组及以上槽状工件夹具的规格设置；所述槽状工件夹具设置在所述底座时，处于内侧的连接螺栓通过轴承座设置在所述底座，所述旋转气缸设置在所述轴承座的对侧。

2.根据权利要求1所述的一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，其特征在于：设有夹紧弹簧，所述夹紧弹簧套装在所述夹紧螺栓后再依次穿过所述定位压块和装夹板的侧面后将槽状工件固定。

3.根据权利要求1所述的一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，其特征在于：所述横向块由两个侧爪组成，所述侧爪由所述竖直板一端的边缘沿水平方向延伸后形成，水平方向上的所述横向块为U型结构。

4.根据权利要求1所述的一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，其特征在于：所述装夹板与装夹板之间设有复位弹簧，所述复位弹簧串接在所述固定轴。

5.根据权利要求1所述的一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，其特征在于：所述推紧气缸设于所述连接板的外侧，推紧气缸的伸缩杆穿过所述连接板的连接通孔进入连接板内侧后与最近的装夹板固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种配置槽状工件高效夹具的多自由度机床，其特征在于：所述底座设有通孔，所述通孔设置在所述槽状工件夹具的下方。