CN110480379A - 一种智能工装夹具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于装夹工具技术领域，尤其为一种智能工装夹具及其使用方法，包括底座，所述底座的底端固定嵌合固定有环形电磁铁，底座的顶端固定设有分度转盘，分度转盘的顶面固定连接有水平导轨，水平导轨的两端嵌合有第一滑块和第二滑块，水平导轨的中部固定有轴承座，轴承座中横向贯穿有双向螺杆，水平导轨的一端固定有第一减速电机。本发明通过正向转动双向螺杆，带动第一夹持盘、第二夹持盘和两个夹合槽口夹持住定位芯棒的外圆面，然后对环形电磁铁通电，底座通过环形电磁铁产生的磁力固定于钻床的工作平台上，实现本智能工装夹具的定位和固定，松开芯棒后再次通过两组夹合槽口夹持圆柱形的工件或球形工件或矩形工件，就能够实现定心夹持。

Description

一种智能工装夹具及其使用方法

技术领域

本发明涉及装夹工具技术领域，具体为一种智能工装夹具及其使用方法。

背景技术

夹具是加工时用来迅速紧固工件，使机床、刀具、工件保持正确相对位置的工艺装置，例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等，其中机床夹具最为常见，因此工装夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济和智能的方向发展，从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具，在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件定位和夹牢，夹具通常由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体等组成。

目前的工装夹具存在下列问题：

1、目前的工装夹具只能对矩形平板等规则工件进行定位夹持，不能对圆柱形的工件或球形工件快捷的实现定心夹持。

2、目前的工装夹具在进行分度定位时，会因为结合面的缝隙产生振动，不能进行横向重载加工，以及重复定位不精确。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能工装夹具及其使用方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能工装夹具，包括底座，所述底座的底端固定嵌合固定有环形电磁铁，所述底座的顶端固定设有分度转盘，所述分度转盘的顶面固定连接有水平导轨，所述水平导轨的两端嵌合有第一滑块和第二滑块，所述水平导轨的中部固定有轴承座，所述轴承座中横向贯穿有双向螺杆，所述水平导轨的一端固定有第一减速电机，所述第一减速电机固定连接所述双向螺杆的一端，所述双向螺杆的另一端设有六角头，所述双向螺杆的中部对称螺合有两个螺母块，两个螺母块分别固定于所述第一滑块和所述第二滑块的底端，所述第一滑块的内侧通过第一水平短轴嵌合连接第一夹持盘，所述第二滑块的内侧通过第二水平短轴串联第二夹持盘，所述第一夹持盘和所述第二夹持盘相对的一侧分别对称设有两组夹合槽口，两组所述夹合槽口互相垂直交错设置。

其中，环形电磁铁通电时能够产生磁性吸合力，底座通过环形电磁铁产生的磁力固定于主要加工设备的工作平台上，手动通过六角头或对第一减速电机通电后，双向螺杆转动，分别通过两个螺母块带动第一滑块和第二滑块相对靠近或互相远离，当第一滑块和第二滑块相对靠近时，通过两组夹合槽口夹持圆柱形的工件，或球形工件或矩形工件，实现定心夹持。

在进一步的实施例中，所述分度转盘包含固定底盘和转动顶盘，所述固定底盘中部设有穿心锥孔，所述转动顶盘的底端设有锥台，所述锥台嵌合所述穿心锥孔，所述锥台的中部穿插有拉杆，所述拉杆的底端设有楔形孔，所述固定底盘底面的一侧固定有电磁伸缩销，所述电磁伸缩销的前端嵌入所述楔形孔中，所述电磁伸缩销的后端贯穿突出上述固定底盘的外壁并连接有拉环。

在常态下，电磁伸缩销的前端通过弹簧抵触楔形孔的底端，能够对拉杆施加一个向下的拉力，拉杆通过拉力将锥台压合于穿心锥孔中，此时固定底盘和转动顶盘紧固连接为一体状态，当对电磁伸缩销通电时，或人工在通过拉环施加一个横向拉力，电磁力或横向拉力克服电磁伸缩销的弹力，使电磁伸缩销的前端从楔形孔中抽出一段距离，解除对拉杆的拉力，令固定底盘和转动顶盘处于松开状态，此时就能够对转动顶盘以及其上方支撑的部件进行转动，因为固定底盘和转动顶盘之间为锥度连接，因此在连接为一体后组合体之间没有缝隙，且能够保持精确的定位精度。

在进一步的实施例中，所述第一夹持盘的背面同轴串接有蜗轮盘，所述第一滑块的底端串接有蜗杆轴，所述蜗杆轴啮合所述蜗轮盘的边侧，所述蜗杆轴的一端连接有第二减速电机。

第二减速电机通电后带动蜗杆轴转动，能够对蜗轮盘进行角度的自动调节，所述蜗杆轴的另一端为棱方结构，便于人工使用工具拧动蜗杆轴进行转动调节。

在进一步的实施例中，所述转动顶盘的边侧固定有从动齿轮，所述底座的一角固定有分度电机，所述分度电机的转子轴串接固定有主动齿轮，所述主动齿轮啮合所述从动齿轮。

当需要通过分度转盘自动对加工过程中的工件进行分度时，首先松开拉杆的拉力解除对固定底盘和转动顶盘的锁定状态，然后启动分度电机，分度电机依次通过主动齿轮和从动齿轮带动转动顶盘以及其上方夹持的工件进行转动，能够实现自动分度功能。

在进一步的实施例中，所述分度转盘的边角和所述蜗轮盘的边侧均设有角度刻度，使得工作人员能够快速的看清调节角度，便于操作，所述夹合槽口包含V型槽口结构或U型槽口结构或半圆槽口结构，能够对不同形状或直径的圆柱体、球体、矩形块进行定心固定。

一种智能工装夹具的使用方法，包括以下步骤：

S1：在钻床的主轴上夹持一根定心用的圆柱形芯棒，将本智能工装夹具放置于钻床的工作台面上，调节一组上述夹合槽口，使之与芯棒保持平行，然后正向转动所述双向螺杆，带动第一夹持盘、第二夹持盘以及两个夹合槽口互相靠近，直至两个夹合槽口夹持住芯棒的外圆面，然后对环形电磁铁通电，底座通过环形电磁铁产生的磁力固定于钻床的工作平台上，或者通过外部的压板压住底座的边角，实现本智能工装夹具的定位和固定；

S2：反向转动双向螺杆带动两个夹合槽口互相远离，解除对芯棒的夹持，然后取出芯棒并在钻床的主轴上安装钻头，再次正向转动双向螺杆夹持需要进行钻削加工的圆柱形或球形的工件，当工件被夹持之后，此工件的圆心与钻床主轴上的钻头轴心重合，如此钻头能够自动的重新定位此圆柱形或圆球形工件的中心，以便进行钻削操作；

S3：当需要进行角度的转动或进行铣削操作时，转动所述蜗杆轴，蜗杆轴通过所述蜗轮盘带动所述第一夹持盘转动，此时所述第二夹持盘以及夹持的工件就以主轴的中心转动，当转动设定的角度，例如垂直角度后停止，此时因为蜗轮蜗杆的自锁功能保持固定，然后就能够再次进行钻削操作，此时的钻孔与原钻孔在转动平面内互相垂直，从而实现了精确的垂直定位加工操作；

S4：当加工的工件不是圆柱单体而是盘面结构，例如对法兰盘的盘面进行钻孔时，首先使用S1所描述的方法通过第一夹持盘和第二夹持盘夹持一根辅助定心用的芯棒，将法兰盘的中心孔串接固定于芯棒中心，对第一个法兰盘的中心进行定位，然后通过分度转盘的转动来进行分度，此时对电磁伸缩销通电，或人工在通过拉环施加一个横向拉力，电磁力或横向拉力克服电磁伸缩销的弹力，使电磁伸缩销的前端从楔形孔中抽出一段距离，解除对拉杆的拉力，令固定底盘和转动顶盘处于松开状态，然后就能够对通过手动转动螺杆，或者通过分度电机的转子轴串接固定的所述主动齿轮带动所述从动齿轮转动，从而带动转动顶盘以及其上方支撑的部件进行分度转动。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种智能工装夹具及其使用方法，具备以下有益效果：

1、该智能工装夹具及其使用方法，首先正向转动双向螺杆，带动第一夹持盘、第二夹持盘和两个夹合槽口夹持住定位芯棒的外圆面，然后对环形电磁铁通电，底座通过环形电磁铁产生的磁力固定于钻床的工作平台上，实现本智能工装夹具的定位和固定，松开芯棒后再次通过两组夹合槽口夹持圆柱形的工件或球形工件或矩形工件，就能够实现定心夹持。

2、该智能工装夹具及其使用方法，对电磁伸缩销通电或人工拉动拉环后，使电磁伸缩销的前端从楔形孔中抽出一段距离，解除对拉杆的拉力，令固定底盘和转动顶盘处于松开状态，此时就能够对转动顶盘以及其上方支撑的部件进行转动，因为固定底盘和转动顶盘之间为锥度连接，因此在连接为一体后组合体之间没有缝隙，且能够保持精确的定位精度。

附图说明

图1为本发明主观结构一侧示意图；

图2为本发明主观结构另一侧示意图；

图3为本发明主观结构剖视示意图；

图4为本发明分度转盘分解结构示意图。

图中：1、底座；2、环形电磁铁；3、分度转盘；301、固定底盘；302、转动顶盘；303、穿心锥孔；304、锥台；305、拉杆；306、楔形孔；307、电磁伸缩销；308、拉环；309、从动齿轮；4、水平导轨；5、第一滑块；6、第二滑块；7、轴承座；8、双向螺杆；801、六角头；9、第一减速电机；10、第一水平短轴；11、第一夹持盘；12、第二水平短轴；13、第二夹持盘；14、夹合槽口；15、蜗轮盘；16、蜗杆轴；17、第二减速电机；18、分度电机；19、主动齿轮。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：包括底座1，底座1的底端固定嵌合固定有环形电磁铁2，底座1的顶端固定设有分度转盘3，分度转盘3的顶面固定连接有水平导轨4，水平导轨4的两端嵌合有第一滑块5和第二滑块6，水平导轨4的中部固定有轴承座7，轴承座7中横向贯穿有双向螺杆8，水平导轨4的一端固定有第一减速电机9，第一减速电机9固定连接双向螺杆8的一端，双向螺杆8的另一端设有六角头801，双向螺杆8的中部对称螺合有两个螺母块，两个螺母块分别固定于第一滑块5和第二滑块6的底端，第一滑块5的内侧通过第一水平短轴10嵌合连接第一夹持盘11，第二滑块6的内侧通过第二水平短轴12串联第二夹持盘13，第一夹持盘11和第二夹持盘13相对的一侧分别对称设有两组夹合槽口14，两组夹合槽口14互相垂直交错设置。

本实施例中，环形电磁铁2通电时产生磁性吸合力，底座1通过环形电磁铁2产生的磁力固定于主要加工设备的工作平台上，手动通过六角头801或对第一减速电机9通电后，双向螺杆8转动，分别通过两个螺母块带动第一滑块5和第二滑块6相对靠近或互相远离，当第一滑块5和第二滑块6相对靠近时，通过两组夹合槽口14夹持圆柱形的工件，或球形工件或矩形工件，实现定心夹持。

具体的，分度转盘3包含固定底盘301和转动顶盘302，固定底盘301中部设有穿心锥孔303，转动顶盘302的底端设有锥台304，锥台304嵌合穿心锥孔303，锥台304的中部穿插有拉杆305，拉杆305的底端设有楔形孔306，固定底盘301底面的一侧固定有电磁伸缩销307，电磁伸缩销307的前端嵌入楔形孔306中，电磁伸缩销307的后端贯穿突出上述固定底盘301的外壁并连接有拉环308。

本实施例中，在常态下，电磁伸缩销307的前端通过弹簧抵触楔形孔306的底端，对拉杆305施加一个向下的拉力，拉杆305通过拉力将锥台304压合于穿心锥孔303中，此时固定底盘301和转动顶盘302紧固连接为一体状态，当对电磁伸缩销307通电时，或人工在通过拉环308施加一个横向拉力，电磁力或横向拉力克服电磁伸缩销307的弹力，使电磁伸缩销307的前端从楔形孔306中抽出一段距离，解除对拉杆305的拉力，令固定底盘301和转动顶盘302处于松开状态，此时就能够对转动顶盘302以及其上方支撑的部件进行转动，因为固定底盘301和转动顶盘302之间为锥度连接，因此在连接为一体后组合体之间没有缝隙，且能够保持精确的定位精度。

具体的，第一夹持盘11的背面同轴串接有蜗轮盘15，第一滑块5的底端串接有蜗杆轴16，蜗杆轴16啮合蜗轮盘15的边侧，蜗杆轴16的一端连接有第二减速电机17。

本实施例中，第二减速电机17通电后带动蜗杆轴16转动，对蜗轮盘15进行角度的自动调节，蜗杆轴16的另一端为棱方结构，便于人工使用工具拧动蜗杆轴16进行转动调节。

具体的，转动顶盘302的边侧固定有从动齿轮309，底座1的一角固定有分度电机18，分度电机18的转子轴串接固定有主动齿轮19，主动齿轮19啮合从动齿轮309。

本实施例中，当需要通过分度转盘3自动对加工过程中的工件进行分度时，首先松开拉杆305的拉力解除对固定底盘301和转动顶盘302的锁定状态，然后启动分度电机18，分度电机18依次通过主动齿轮19和从动齿轮309带动转动顶盘302以及其上方夹持的工件进行转动，实现自动分度功能。

具体的，分度转盘3的边角和蜗轮盘15的边侧均设有角度刻度，夹合槽口14包含V型槽口结构或U型槽口结构或半圆槽口结构。

本实施例中，分度转盘3的边角和蜗轮盘15的边侧均设有角度刻度，使得工作人员能够快速的看清调节角度，便于操作，夹合槽口14包含V型槽口结构或U型槽口结构或半圆槽口结构能够对不同形状或直径的圆柱体、球体、矩形块进行定心固定。

一种智能工装夹具的使用方法，包括以下步骤：

S1：在钻床的主轴上夹持一根定心用的圆柱形芯棒，将本智能工装夹具放置于钻床的工作台面上，调节一组上述夹合槽口14，使之与芯棒保持平行，然后正向转动双向螺杆8，带动第一夹持盘11、第二夹持盘13以及两个夹合槽口14互相靠近，直至两个夹合槽口14夹持住芯棒的外圆面，然后对环形电磁铁2通电，底座1通过环形电磁铁2产生的磁力固定于钻床的工作平台上，或者通过外部的压板压住底座1的边角，实现本智能工装夹具的定位和固定；

S2：反向转动双向螺杆8带动两个夹合槽口14互相远离，解除对芯棒的夹持，然后取出芯棒并在钻床的主轴上安装钻头，再次正向转动双向螺杆8夹持需要进行钻削加工的圆柱形或球形的工件，当工件被夹持之后，此工件的圆心与钻床主轴上的钻头轴心重合，如此钻头能够自动的重新定位此圆柱形或圆球形工件的中心，以便进行钻削操作；

S3：当需要进行角度的转动或进行铣削操作时，转动蜗杆轴16，蜗杆轴16通过蜗轮盘15带动第一夹持盘11转动，此时第二夹持盘13以及夹持的工件就以主轴的中心转动，当转动设定的角度，例如垂直角度后停止，此时因为蜗轮蜗杆的自锁功能保持固定，然后就能够再次进行钻削操作，此时的钻孔与原钻孔在转动平面内互相垂直，从而实现了精确的垂直定位加工操作；

S4：当加工的工件不是圆柱单体而是盘面结构，例如对法兰盘的盘面进行钻孔时，首先使用S1所描述的方法通过第一夹持盘11和第二夹持盘13夹持一根辅助定心用的芯棒，将法兰盘的中心孔串接固定于芯棒中心，对第一个法兰盘的中心进行定位，然后通过分度转盘3的转动来进行分度，此时对电磁伸缩销307通电，或人工在通过拉环308施加一个横向拉力，电磁力或横向拉力克服电磁伸缩销307的弹力，使电磁伸缩销307的前端从楔形孔306中抽出一段距离，解除对拉杆305的拉力，令固定底盘301和转动顶盘302处于松开状态，然后就能够对通过手动或者通过分度电机18的转子轴串接固定的主动齿轮19带动从动齿轮309转动，从而带动转动顶盘302以及其上方支撑的部件进行分度转动。

本实施例中环形电磁铁2和电磁伸缩销307为已经公开的广泛运用于日常工业生产的已知技术。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能工装夹具，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的底端固定嵌合固定有环形电磁铁（2），所述底座（1）的顶端固定设有分度转盘（3），所述分度转盘（3）的顶面固定连接有水平导轨（4），所述水平导轨（4）的两端嵌合有第一滑块（5）和第二滑块（6），所述水平导轨（4）的中部固定有轴承座（7），所述轴承座（7）中横向贯穿有双向螺杆（8），所述水平导轨（4）的一端固定有第一减速电机（9），所述第一减速电机（9）固定连接所述双向螺杆（8）的一端，所述双向螺杆（8）的另一端设有六角头（801），所述双向螺杆（8）的中部对称螺合有两个螺母块，两个螺母块分别固定于所述第一滑块（5）和所述第二滑块（6）的底端，所述第一滑块（5）的内侧通过第一水平短轴（10）嵌合连接第一夹持盘（11），所述第二滑块（6）的内侧通过第二水平短轴（12）串联第二夹持盘（13），所述第一夹持盘（11）和所述第二夹持盘（13）相对的一侧分别对称设有两组夹合槽口（14），两组所述夹合槽口（14）互相垂直交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种智能工装夹具，其特征在于：所述分度转盘（3）包含固定底盘（301）和转动顶盘（302），所述固定底盘（301）中部设有穿心锥孔（303），所述转动顶盘（302）的底端设有锥台（304），所述锥台（304）嵌合所述穿心锥孔（303），所述锥台（304）的中部穿插有拉杆（305），所述拉杆（305）的底端设有楔形孔（306），所述固定底盘（301）底面的一侧固定有电磁伸缩销（307），所述电磁伸缩销（307）的前端嵌入所述楔形孔（306）中，所述电磁伸缩销（307）的后端贯穿突出上述固定底盘（301）的外壁并连接有拉环（308）。

3.根据权利要求1所述的一种智能工装夹具，其特征在于：所述第一夹持盘（11）的背面同轴串接有蜗轮盘（15），所述第一滑块（5）的底端串接有蜗杆轴（16），所述蜗杆轴（16）啮合所述蜗轮盘（15）的边侧，所述蜗杆轴（16）的一端连接有第二减速电机（17）。

4.根据权利要求2所述的一种智能工装夹具，其特征在于：所述转动顶盘（302）的边侧固定有从动齿轮（309），所述底座（1）的一角固定有分度电机（18），所述分度电机（18）的转子轴串接固定有主动齿轮（19），所述主动齿轮（19）啮合所述从动齿轮（309）。

5.根据权利要求1所述的一种智能工装夹具，其特征在于：所述分度转盘（3）的边角和所述蜗轮盘（15）的边侧均设有角度刻度，所述夹合槽口（14）包含V型槽口结构或U型槽口结构或半圆槽口结构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种智能工装夹具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在钻床的主轴上夹持一根定心用的圆柱形芯棒，将本智能工装夹具放置于钻床的工作台面上，调节一组上述夹合槽口（14），使之与芯棒保持平行，然后正向转动所述双向螺杆（8），带动第一夹持盘（11）、第二夹持盘（13）以及两个夹合槽口（14）互相靠近，直至两个夹合槽口（14）夹持住芯棒的外圆面，然后对环形电磁铁（2）通电，底座（1）通过环形电磁铁（2）产生的磁力固定于钻床的工作平台上，或者通过外部的压板压住底座（1）的边角，实现本智能工装夹具的定位和固定；

S2：反向转动双向螺杆（8）带动两个夹合槽口（14）互相远离，解除对芯棒的夹持，然后取出芯棒并在钻床的主轴上安装钻头，再次正向转动双向螺杆（8）夹持需要进行钻削加工的圆柱形或球形的工件，当工件被夹持之后，此工件的圆心与钻床主轴上的钻头轴心重合，如此钻头能够自动的重新定位此圆柱形或圆球形工件的中心，以便进行钻削操作；

S3：当需要进行角度的转动或进行铣削操作时，转动所述蜗杆轴（16），蜗杆轴（16）通过所述蜗轮盘（15）带动所述第一夹持盘（11）转动，此时所述第二夹持盘（13）以及夹持的工件就以主轴的中心转动，当转动设定的角度，例如垂直角度后停止，此时因为蜗轮蜗杆的自锁功能保持固定，然后就能够再次进行钻削操作，此时的钻孔与原钻孔在转动平面内互相垂直，从而实现了精确的垂直定位加工操作；

S4：当加工的工件不是圆柱单体而是盘面结构，例如对法兰盘的盘面进行钻孔时，首先使用S1所描述的方法通过第一夹持盘（11）和第二夹持盘（13）夹持一根辅助定心用的芯棒，将法兰盘的中心孔串接固定于芯棒中心，对第一个法兰盘的中心进行定位，然后通过分度转盘（3）的转动来进行分度，此时对电磁伸缩销（307）通电，或人工在通过拉环（308）施加一个横向拉力，电磁力或横向拉力克服电磁伸缩销（307）的弹力，使电磁伸缩销（307）的前端从楔形孔（306）中抽出一段距离，解除对拉杆（305）的拉力，令固定底盘（301）和转动顶盘（302）处于松开状态，然后就能够对通过手动或者通过分度电机（18）的转子轴串接固定的所述主动齿轮（19）带动所述从动齿轮（309）转动，从而带动转动顶盘（302）以及其上方支撑的部件进行分度转动。