CN111702512B - 一种数控机床用金属零件的定位夹具 - Google Patents

一种数控机床用金属零件的定位夹具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控机床用金属零件的定位夹具，包括第一安装板、底座、第二安装板和定位块，所述底座顶端的一侧设置有旋转机构，所述旋转机构的内部设置有第二安装板，所述底座顶端的另一侧设置有第一安装板，所述第一安装板和第二安装板的一侧均设置有限位结构，所述限位结构的一侧均设置有定位块。本发明通过设置调节机构，启动液压气缸可以带动伸缩杆的伸缩推动第二安装板在滑块与滑槽的辅助下，发生移动，改变第一安装板与第二安装板之间的间距，对一定范围内不同宽度的金属零件进行夹持固定，使用更加便捷，且液压气缸两侧活动杆会在伸缩杆伸缩时一同发生运动，使得第一安装板的移动更加稳固。

Description

一种数控机床用金属零件的定位夹具
技术领域
本发明涉及数控机床加工技术领域，具体为一种数控机床用金属零件的定位夹具。
背景技术
数控机床是一种可以对其进行控制的车床，将相应操作步骤的编码输入控制器中，再传输给车床让其对金属零件进行相应的加工，打造出所需的零件，且对金属加工的过程中为了对零件进行精准的加工，会使用定位夹具对其进行稳固固定再进行加工。
但是现有的定位夹具，使用时，不便于调节夹具间的间距，难以对一定范围不同长度的金属零件进行固定，所以现开发出一种数控机床用金属零件的定位夹具，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控机床用金属零件的定位夹具，以解决上述背景技术中提出难以对一定范围不同长度的金属零件进行固定的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机床用金属零件的定位夹具，包括第一安装板、底座、第二安装板和定位块，所述底座顶端的一侧设置有旋转机构，所述旋转机构的内部设置有第二安装板，所述底座顶端的另一侧设置有第一安装板，所述第一安装板的一侧设置有调节机构，所述调节机构包括固定座、滑块、滑槽、液压气缸、活动杆和伸缩杆，所述固定座固定连接于底座顶端的另一侧，所述固定座的顶端固定连接有液压气缸，所述液压气缸的一侧固定连接有伸缩杆，且伸缩杆贯穿于固定座的一侧与第一安装板的一侧固定连接，所述第一安装板和第二安装板的一侧均设置有限位结构，所述限位结构的一侧均设置有定位块。
优选的，所述伸缩杆的两端均设置有活动杆，且活动杆均贯穿于固定座的一侧与第一安装板的一侧固定连接，所述伸缩杆关于固定座的中轴线呈对称分布。
优选的，所述滑槽设置于底座内部的一侧，所述滑槽的内部设置有滑块，且滑块的顶端与第一安装板的底端固定连接，所述滑槽的内径大于滑块的外径，所述滑槽与滑块之间构成滑动结构。
优选的，所述限位结构包括握把、转杆、固定块和活动槽，所述固定块均匀固定连接于第一安装板和第二安装板一侧，且固定块在第一安装板和第二安装板的一侧呈环形分布，所述固定块的内部均设置有活动槽，且活动槽的内部均贯穿有转杆，且转杆的一侧均与定位块的一侧固定连接，所述转杆的一侧均固定连接有握把。
优选的，所述活动槽的内侧壁均匀设置有内螺纹，所述转杆的外侧壁均匀设置有外螺纹，所述转杆与活动槽之间构成螺纹移动结构。
优选的，所述旋转机构包括伺服电机、导向圈和电机座，所述电机座固定连接于底座顶端的一侧，所述电机座的顶端固定连接有伺服电机，且伺服电机的一侧通过转轴与第二安装板的一侧固定连接，所述导向圈设置于第二安装板的外侧壁。
优选的，还包括：过滤装置，所述过滤装置包括：
防护罩、连接管、第一连通管、支撑杆、风机、排气口、过滤箱以及吸附箱；
其中，所述防护罩的一端设置在第一安装板的顶端，防护罩的另一端设置在第二安装板的顶端，所述防护罩的上面设置有气孔，所述防护罩内部设置有风机；
所述连接管的一端与所述防护罩连接，所述连接管的另一端与第一连通管连接，所述第一连通管的另一端连接的过滤箱一端，所述过滤箱的另一端连接吸附箱的一端，所述吸附箱的另一端与排气口连接；
所述过滤箱的内部安装有过滤网，所述过滤箱的正面安装有防护盖，所述防护盖与所述过滤箱的连接处设置有密封圈；
所述固定座的顶端设置有支撑杆，所述支撑杆上方与第一连通管连接；
所述过滤箱内部设置有摄像头，所述连通管上设置有报警器和第一控制器；
其中，所述摄像头和所述报警器与所述第一控制器连接，所述第一控制器与所述伺服电机连接；
根据所述摄像头获取到的所述过滤网的图片信息，检测是否需要跟换过滤网，
若需要，所述第一控制器控制的报警器进行第一报警处理；
若不需要，所述第一控制器控制的报警器不进行报警。
优选的，还包括：散热装置，所述散热装置包括：
进水口、出水口、水泵、散热管和第二连通管，
其中，所述出水口设置在所述第一安装板上，所述出水口的另一端与散热管连通，所述散热管的另一端与第二连通管连通，所述第二连通管的另一端与进水口相连通；
所述限位结构上设置有温度传感器和第二控制器，水泵设置在所述散热管内，所述温度传感器和水泵与所述第二控制器连接；
所述第二控制器，用于计算金属零件基于散热装置散热率θ，具体包括：
根据如下公式计算温度传感器在第一时间点和第二时间点所测得的热量差ΔQ:
ΔQ＝ε*(T1-T2)*ρV
其中，T1表示在第一时间点所述温度传感器测得金属零件的温度，T2表示在第二时间点所述温度传感器测得金属零件的温度，ε表示所述金属零件的比热容，ρ表示所述金属零件的密度，V表示所述金属零件的体积；
根据如下公式计算所述金属零件基于散热装置的散热率θ：
Figure GDA0002968464400000041
其中，ΔQ表示在第一时间点和第二时间点所测得金属零件的热量差，Δt表示第一时间点和第二时间点的时间差，k表示所述散热管的换热系数，μ表示所述散热管的热导率，r表示所述散热管的半径，L表示所述散热管的长度，f表示所述散热管的摩擦因子，v表示所述散热管中水的流速；
基于计算所得散热率θ与预设值进行比较，当散热率大于或等于预设值时，所述控制器控制的报警器进行第二报警处理，同时，控制水泵开始抽水工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该数控机床用金属零件的定位夹具不仅实现了对一定范围内不同长度的金属零件进行固定，也同时实现了对零件进行旋转，便于对零件的不同角度进行加工和对一定范围不同宽度的金属零件进行固；
(1)通过在第二安装板的一侧设置调节机构，启动液压气缸可以带动伸缩杆的伸缩推动第二安装板在滑块与滑槽的辅助下，发生移动，改变第一安装板与第二安装板之间的间距，对一定范围内不同宽度的金属零件进行夹持固定，使用更加便捷，且液压气缸两侧活动杆会在伸缩杆伸缩时一同发生运动，使得第一安装板的移动更加稳固；
(2)通过在第一安装板的一侧设置有旋转机构，启动电机座上的伺服电机可以带动第二安装板在导向圈中发生稳固旋转，从而带动定位块夹持的金属零件发生旋转，便于对金属零件的不同角度进行数控加工，有效的节约了时间，提高了工作效率；
(3)通过在第一安装板和第二安装板的一侧均设置有限位结构，握住握把，转动转杆，带动转杆一侧的定位块发生移动，对金属零件进行夹持，使用方便，且便于对一定范围内不同宽度的物体进行夹持，有效的提高了该夹具的实用性。
附图说明
图1为本发明的正视剖面结构示意图；
图2为本发明的限位结构侧视结构示意图；
图3为本发明的调节机构俯视结构示意图；
图4为本发明的旋转机构侧视结构示意图；
图5为本发明的另一结构示意图；
图6为本发明的散热装置结构示意图。
图中：1、限位结构；101、握把；102、转杆；103、固定块；104、活动槽；2、第一安装板；3、调节机构；301、固定座；302、滑块；303、滑槽；304、液压气缸；305、活动杆；306、伸缩杆；4、底座；5、旋转机构；501、伺服电机；502、导向圈；503、电机座；6、第二安装板；7、定位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种数控机床用金属零件的定位夹具，包括第一安装板2、底座4、第二安装板6和定位块7；
底座4顶端的另一侧设置有第一安装板2，第一安装板2的一侧设置有调节机构3，调节机构3包括固定座301、滑块302、滑槽303、液压气缸304、活动杆305和伸缩杆306，固定座301固定连接于底座4顶端的另一侧，固定座301的顶端固定连接有液压气缸304，该液压气缸304的型号可为J64RT2UNIVER，液压气缸304的输入端通过导线与控制面板的输出端电性连接，液压气缸304的一侧固定连接有伸缩杆306，且伸缩杆306贯穿于固定座301的一侧与第一安装板2的一侧固定连接，伸缩杆306的两端均设置有活动杆305，且活动杆305均贯穿于固定座301的一侧与第一安装板2的一侧固定连接，伸缩杆306关于固定座301的中轴线呈对称分布，滑槽303设置于底座4内部的一侧，滑槽303的内部设置有滑块302，且滑块302的顶端与第一安装板2的底端固定连接，滑槽303的内径大于滑块302的外径，滑槽303与滑块302之间构成滑动结构；
具体地，如图1和图3所示，使用该机构时，首先，当对不同宽度的长度的金属零件进行定位时，可以启动液压气缸304带动伸缩杆306的伸缩推动第一安装板2，使得第一安装板2通过滑块302在滑槽303中的滑动改变第一安装板2与第二安装板6之间的间距，调整到合适的间距后对金属零件进行固定；
底座4顶端的一侧设置有旋转机构5，旋转机构5的内部设置有第二安装板6，，旋转机构5包括伺服电机501、导向圈502和电机座503，电机座503固定连接于底座4顶端的一侧，电机座503的顶端固定连接有伺服电机501，该伺服电机501的型号可为ASD-A2，伺服电机501的输入端通过导线与控制面板的输出端电性连接，且伺服电机501的一侧通过转轴与第二安装板6的一侧固定连接，导向圈502设置于第二安装板6的外侧壁；
具体地，如图1和图4所示，使用该机构时，首先，当需要对金属零件的不同角度进行加工时，可以转动第一安装板2上的转杆102，带动定位块7与金属零件的分离，预留一定的旋转空间，而第二安装板6上则保持不动，接着启动伺服电机501，带动第二安装板6在导向圈502中发生稳定旋转，从而改变第一安装板2和第二安装板6上的夹持的金属零件的角度，便于对其进行数控加工；
第一安装板2和第二安装板6的一侧均设置有限位结构1，限位结构1的一侧均设置有定位块7，限位结构1包括握把101、转杆102、固定块103和活动槽104，固定块103均匀固定连接于第一安装板2和第二安装板6一侧，且固定块103在第一安装板2和第二安装板6的一侧呈环形分布，固定块103的内部均设置有活动槽104，且活动槽104的内部均贯穿有转杆102，且转杆102的一侧均与定位块7的一侧固定连接，转杆102的一侧均固定连接有握把101，活动槽104的内侧壁均匀设置有内螺纹，转杆102的外侧壁均匀设置有外螺纹，转杆102与活动槽104之间构成螺纹移动结构；
具体地，如图1和图2所示，使用该机构时，首先，将需要夹持的金属零件的一头放置在第一安装板2上的定位块7的中间，接着握住握把101依次通过固定块103中的活动槽104转动转杆102带动定位块7的移动，对金属零件的上下左右进行夹持固定，同样将金属零件的另一头放置在第二安装板6中间的定位块7中间，完成对金属零件的固定。
工作原理：使用时，该数控机床用金属零件定位夹具外接电源，首先，将需要夹持的金属零件的一头放置在第一安装板2上的定位块7的中间，接着握住握把101依次通过固定块103中的活动槽104转动转杆102带动定位块7的移动，对金属零件的上下左右进行夹持固定；
其次，启动液压气缸304带动伸缩杆306的伸缩推动第一安装板2，使得第一安装板2通过滑块302在滑槽303中的滑动改变第一安装板2与第二安装板6之间的间距，调整到合适的间距后对将金属零件未固定的一头放置在第一安装板2上的定位块7中，接着握住握把101依次通过固定块103中的活动槽104转动转杆102带动定位块7的移动，对金属零件的上下左右进行夹持固定，完成对金属零件的定位固定，便可以继续下一步加工；
最后，当需要对金属不同的角度进行加工时，可以先转动第一安装板2上的转杆102，带动定位块7与金属零件的分离，预留一定的旋转空间，而第二安装板6上则保持不动，接着启动伺服电机501，带动第二安装板6在导向圈502中发生稳定旋转，从而改变第一安装板2和第二安装板6上的夹持的金属零件的角度，便于对其进行数控加工，最终完成金属零件的定位工作。
本发明提供了一种实施例：一种数控机床用金属零件的定位夹具，如图5所示，还包括：过滤装置8，所述过滤装置8包括：
防护罩806、连接管805、第一连通管804、支撑杆809、风机807、排气口801、过滤箱803以及吸附箱802；
其中，所述防护罩806的一端设置在第一安装板2的顶端，防护罩806的另一端设置在第二安装板6的顶端，所述防护罩806的上面设置有气孔808，所述防护罩806内部设置有风机807；
所述连接管805的一端与所述防护罩806连接，所述连接管805的另一端与第一连通管804连接，所述第一连通管804的另一端连接的过滤箱803一端，所述过滤箱803的另一端连接吸附箱802的一端，所述吸附箱802的另一端与排气口801连接；
所述过滤箱802的内部安装有过滤网，所述过滤箱的正面安装有防护盖，所述防护盖与所述过滤箱的连接处设置有密封圈；
所述固定座301的顶端设置有支撑杆809，所述支撑杆上方与第一连通管804连接；
所述过滤箱803内部设置有摄像头，所述连通管804上设置有报警器和第一控制器；
其中，所述摄像头和所述报警器与所述第一控制器连接，所述第一控制器与所述伺服电机501连接；
根据所述摄像头获取到的所述过滤网的图片信息，检测是否需要跟换过滤网，
若需要，所述第一控制器控制的报警器进行第一报警处理；
若不需要，所述第一控制器控制的报警器不进行报警。
上述设计方案的有益效果是：在对金属零件进行加工时，启动风机将加工时产生的废气通过连通管吸入过滤箱内，废气经过过滤箱和吸附箱最后通过排气口输出；此过程利用风机将加工过程中产生的废气经过过滤箱过滤掉其中的固体杂质和有害气体，再经过吸附箱吸附掉废气中的异味，避免了对人体的伤害，增加了该定位夹具的环保性。
本发明提供了一种实施例：一种数控机床用金属零件的定位夹具，如图6所示，还包括：散热装置9，所述散热装置9包括：
进水口901、出水口905、水泵903、散热管904和第二连通管902，
其中，所述出水口905设置在所述第一安装板2上，所述出水口905的另一端与散热管904连通，所述散热管904的另一端与第二连通管902连通，所述第二连通管的902另一端与进水口901相连通；
所述限位结构1上设置有温度传感器和第二控制器，水泵903设置在所述散热管904内，所述温度传感器和水泵903与所述第二控制器连接；
所述第二控制器，用于计算金属零件基于散热装置9散热率θ，具体包括：
根据如下公式计算温度传感器在第一时间点和第二时间点所测得的热量差ΔQ:
ΔQ＝ε*(T1-T2)*ρV
其中，T1表示在第一时间点所述温度传感器测得金属零件的温度，T2表示在第二时间点所述温度传感器测得金属零件的温度，ε表示所述金属零件的比热容，ρ表示所述金属零件的密度，V表示所述金属零件的体积；
根据如下公式计算所述金属零件基于散热装置的散热率θ：
Figure GDA0002968464400000101
其中，ΔQ表示在第一时间点和第二时间点所测得金属零件的热量差，Δt表示第一时间点和第二时间点的时间差，k表示所述散热管904的换热系数，μ表示所述散热管904的热导率，r表示所述散热管904的半径，L表示所述散热管904的长度，f表示所述散热管904的摩擦因子，v表示所述散热管904中水的流速；
基于计算所得散热率θ与预设值进行比较，当散热率大于或等于预设值时，所述控制器控制的报警器进行第二报警处理，同时，控制水泵开始抽水工作。
上述设计方案的有益效果是：基于第二控制器控制水泵对加工中的金属零件进行降温处理，其过程为水从进水口进入到散热管中，当需要进行降温时，控制器控制水泵将水排出到出水口，同时温度传感器对金属零件的温度进行检测，是否达到降温效果，通过报警器进行报警提醒，控制器控制水泵调整出水量直到达到预期降温效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种数控机床用金属零件的定位夹具，包括第一安装板（2）、底座（4）、第二安装板（6）和定位块（7），其特征在于：所述底座（4）顶端的一侧设置有旋转机构（5），所述旋转机构（5）的内部设置有第二安装板（6），所述底座（4）顶端的另一侧设置有第一安装板（2），所述第一安装板（2）的一侧设置有调节机构（3），所述调节机构（3）包括固定座（301）、滑块（302）、滑槽（303）、液压气缸（304）、活动杆（305）和伸缩杆（306），所述固定座（301）固定连接于底座（4）顶端的另一侧，所述固定座（301）的顶端固定连接有液压气缸（304），所述液压气缸（304）的一侧固定连接有伸缩杆（306），且伸缩杆（306）贯穿于固定座（301）的一侧与第一安装板（2）的一侧固定连接，所述第一安装板（2）和第二安装板（6）的一侧均设置有限位结构（1），所述限位结构（1）的一侧均设置有定位块（7）；
还包括散热装置（9），所述散热装置（9）包括：
进水口（901）、出水口（905）、水泵（903）、散热管（904）和第二连通管（902），
其中，所述出水口（905）设置在所述第一安装板（2）上，所述出水口（905）的另一端与散热管（904）连通，所述散热管（904）的另一端与第二连通管（902）连通，所述第二连通管（902）的另一端与进水口（901）相连通；
所述限位结构（1）上设置有温度传感器和第二控制器，水泵（903）设置在所述散热管（904）内，所述温度传感器和水泵（903）与所述第二控制器连接；
所述第二控制器，用于计算金属零件基于散热装置（9）散热率
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，具体包括：
根据如下公式计算温度传感器在第一时间点和第二时间点所测得的热量差
Figure 731896DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 282963DEST_PATH_IMAGE004
表示在第一时间点所述温度传感器测得金属零件的温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示在第二时间点所述温度传感器测得金属零件的温度，
Figure 82291DEST_PATH_IMAGE006
表示所述金属零件的比热容，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示所述金属零件的密度，
Figure 402414DEST_PATH_IMAGE008
表示所述金属零件的体积；
根据如下公式计算所述金属零件基于散热装置（9）的散热率
Figure DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 927199DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示在第一时间点和第二时间点所测得金属零件的热量差，
Figure 231141DEST_PATH_IMAGE012
表示第一时间点和第二时间点的时间差，k表示所述散热管（904）的换热系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示所述散热管（904）的热导率，r表示所述散热管（904）的半径，L表示所述散热管（904）的长度，f表示所述散热管（904）的摩擦因子，v表示所述散热管（904）中水的流速；
基于计算所得散热率
Figure 303002DEST_PATH_IMAGE014
与预设值进行比较，当散热率大于或等于预设值时，所述控制器控制的报警器进行第二报警处理，同时，控制水泵开始抽水工作。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床用金属零件的定位夹具，其特征在于：所述伸缩杆（306）的两端均设置有活动杆（305），且活动杆（305）均贯穿于固定座（301）的一侧与第一安装板（2）的一侧固定连接，所述伸缩杆（306）关于固定座（301）的中轴线呈对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床用金属零件的定位夹具，其特征在于：所述滑槽（303）设置于底座（4）内部的一侧，所述滑槽（303）的内部设置有滑块（302），且滑块（302）的顶端与第一安装板（2）的底端固定连接，所述滑槽（303）的内径大于滑块（302）的外径，所述滑槽（303）与滑块（302）之间构成滑动结构。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床用金属零件的定位夹具，其特征在于：所述限位结构（1）包括握把（101）、转杆（102）、固定块（103）和活动槽（104），所述固定块（103）均匀固定连接于第一安装板（2）和第二安装板（6）一侧，且固定块（103）在第一安装板（2）和第二安装板（6）的一侧呈环形分布，所述固定块（103）的内部均设置有活动槽（104），且活动槽（104）的内部均贯穿有转杆（102），且转杆（102）的一侧均与定位块（7）的一侧固定连接，所述转杆（102）的一侧均固定连接有握把（101）。
5.根据权利要求4所述的一种数控机床用金属零件的定位夹具，其特征在于：所述活动槽（104）的内侧壁均匀设置有内螺纹，所述转杆（102）的外侧壁均匀设置有外螺纹，所述转杆（102）与活动槽（104）之间构成螺纹移动结构。
6.根据权利要求1所述的一种数控机床用金属零件的定位夹具，其特征在于：所述旋转机构（5）包括伺服电机（501）、导向圈（502）和电机座（503），所述电机座（503）固定连接于底座（4）顶端的一侧，所述电机座（503）的顶端固定连接有伺服电机（501），且伺服电机（501）的一侧通过转轴与第二安装板（6）的一侧固定连接，所述导向圈（502）设置于第二安装板（6）的外侧壁。
7.根据权利要求6所述的一种数控机床用金属零件的定位夹具，其特征在于：还包括：过滤装置（8），所述过滤装置（8）包括：
防护罩（806）、连接管（805）、第一连通管（804）、支撑杆（809）、风机（807）、排气口（801）、过滤箱（803）以及吸附箱（802）；
其中，所述防护罩（806）的一端设置在第一安装板(2)的顶端，防护罩（806）的另一端设置在第二安装板(6)的顶端，所述防护罩（806）的上面设置有气孔（808），所述防护罩（806）内部设置有风机（807）；
所述连接管（805）的一端与所述防护罩（806）连接，所述连接管（805）的另一端与第一连通管（804）连接，所述第一连通管（804）的另一端连接的过滤箱（803）一端，所述过滤箱（803）的另一端连接吸附箱（802）的一端，所述吸附箱（802）的另一端与排气口（801）连接；
所述过滤箱（803 ）的内部安装有过滤网，所述过滤箱的正面安装有防护盖，所述防护盖与所述过滤箱的连接处设置有密封圈；
所述固定座（301）的顶端设置有支撑杆（809），所述支撑杆上方与第一连通管（804）连接；
所述过滤箱（803）内部设置有摄像头，所述第一连通管（804）上设置有报警器和第一控制器；
其中，所述摄像头和所述报警器与所述第一控制器连接，所述第一控制器与所述伺服电机（501）连接；
根据所述摄像头获取到的所述过滤网的图片信息，检测是否需要跟换过滤网，
若需要，所述第一控制器控制的报警器进行第一报警处理；
若不需要，所述第一控制器控制的报警器不进行报警。
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