CN112475492A - 柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，包括夹具体、基座、端面定位法兰、涨套、芯轴等部件，在所述夹具体和端面定位法兰中设置有带动所述涨套沿夹具体轴线方向滑动的推拉环、推拉套、弹性件以及直线驱动机构，推拉套、推拉环、芯轴和涨套在夹具体的轴线方向上保持同轴连接；弹性件带动推拉套及涨套向后滑动，涨套在向后滑动时与芯轴作用径向涨开，定位夹紧工件；通过直线驱动机构带动推拉套及涨套向前滑动，涨套在向前移动时径向收缩松开工件。本方案具有定位夹紧精度高、工件可自动装卸、体积小、重量轻、造价低，可以防锈的优势，满足电加工机床为主体的柔性自动线上传送的要求。

Description

柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具

技术领域

本发明涉及电加工技术领域，具体涉及柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具。

背景技术

在柔性自动化电加工生产线中，需要用电加工机床针对多规格、小批量的套筒类零件进行加工，类似于液压阀的阀套、阀体等精密的套筒类零件，在这类套筒类零件柔性自动线的生产过程中，需要采用随行夹具，要求该随行夹具具有标准化、高精度的零点定位自动装卸机械接口，能在自动线上各个装备（线内、线外）之间都要求准确、可靠、高精度传递，同时，要求能够对工件进行高精度的定位夹紧、自动装卸。

中国专利CN104668593A于2015年6月3日公告授权了一件专利号为2013106200882，名称为《涨套式薄壁外套筒装夹工装》的实用新型专利（以下简称“对比文件1”）。该专利公开了一种涨套式薄壁外套筒装夹工装，设有夹具体1、涨紧塞2、张紧弹簧3和夹紧螺栓4，所述夹具体1是由定位板、夹紧套和涨紧套构成，所述定位板一端与张紧套固定连接，另一端与夹紧套固定连接。经分析研究该专利的工件由与夹具体一体的定位板进行定位，在工件放置到涨紧套中后由涨紧塞向涨紧套位移使涨紧套扩张，以使工件夹紧定位。但是该夹具涨紧塞无精确导向，在夹紧螺钉推送涨紧塞时，夹紧螺钉与涨紧塞的抵触端面会发生跳动，涨紧塞会发生偏斜，导致涨紧套周向变形不均匀，使得工件内孔不能高精度定位，同时，该夹具是通过人工操作实现工件的装夹，不能满足自动化的要求。

为了克服以上的定位精密问题并使其能应用于自动化生产线中，现有市场上也提供了标准精密涨套工件自动定位夹紧及换装夹具，但是此类夹具由于考虑在车、铣等大切削力状况在使用，需要夹紧力很大，不仅夹具的体积、重量都很大，不能防锈，夹具交换的零点定位***与电极等其它工具在线内交换的零点定位***也不一致，而且夹具价格昂贵。在考虑到电加工机床上对类似于液压阀的阀套、阀体等精密的套筒类零件进行加工时，对工件本身有着没有切削力、对夹紧力要求小，电加工机床本身的加工环境中需要使用水质工作液来起到消电离、冷却、排除电蚀产物等作用，因此对夹具本身的防锈功能有一定要求，同时，在电火花加工中要考虑到电火花加工机床的工作空间以及夹具本身的成本问题，也要考虑到在以电加工机床为主体的柔性自动生产线上传送时的便捷性、可靠性需求。很明显，现有市场上提供的标准精密涨套工件自动定位夹紧及换装夹具并不能满足在以电加工机床为主体的柔性自动生产线上传送的随行夹具的需求，其体积、重量都很大，应用在柔性自动生产线上时可能需要对电加工机床部件、传送装置进行适用性改造，改造周期长、成本高；不能防锈，不能适用于有水质工作液的电加工环境，要做防锈的成本过高，有可能会再度增加其体积、重量；在夹具进行线内、线外交换时，现有夹具的零点定位***与电极等其它工具在线内交换的零点定位***也不一致，给物料在线内的传送造成麻烦。

因此如何去解决现有技术中存在的常规的套筒类涨紧夹具其定位精度不达标，以及采用现有标准精密涨套工件自动定位夹紧及换装夹具存在的体积大、重量都很大、不能防锈、零点定位***与电极等其它工具在线内交换的零点定位***不一致等问题，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明提供柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其目的是要解决现有技术中存在的常规的套筒类涨紧夹具其定位精度不达标，以及采用现有标准精密涨套工件自动定位夹紧及换装夹具存在的体积大、重量都很大、不能防锈、零点定位***与电极等其它工具在线内交换的零点定位***不一致等问题，以满足在以电加工机床为主体的柔性自动生产线中作为高精度随行夹具使用，本随行夹具在自动线上传送不仅精度高，而且更为便捷、可靠，夹具本身及工件均可以实现自动化装卸、传送，该夹具还具有价格更便宜的优点，批量采用代价更小。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，包括夹具体、基座、端面定位法兰、涨套、芯轴、推拉套、推拉环、弹性体、拉钉、零点定位片以及支撑脚；

所述夹具体为筒状结构，夹具体内具有沿夹具体轴线方向前后设置的容置腔；

所述基座固定在夹具体的后端，基座实现与外部自动夹盘在X、Y、Z向精准零点定位和自动连接或脱卸，用于零点定位机械接口；

所述端面定位法兰固定在夹具体的前端，端面定位法兰上具有开孔；

所述涨套穿设于端面定位法兰的开孔内，涨套具有锥形内孔，该锥形内孔的轴线与所述夹具体的轴线方向一致，锥形内孔的孔径从前端到后端逐渐扩大；

所述芯轴的前端具有一锥体，该锥体的直径从前端到后端逐渐扩大；

所述端面定位法兰的朝前端面为定位端面，该定位端面与夹具体的轴线方向垂直，在所述夹具体和端面定位法兰中设置有带动所述涨套沿夹具体轴线方向滑动的推拉环、推拉套、弹性件以及直线驱动机构；

所述涨套的前端部位于端面定位法兰开孔的朝前一侧、所述涨套的后端部位于端面定位法兰开孔的朝后一侧，所述涨套前端部的外圆周表面用于涨紧工件，所述涨套的后端部周向上设置有第一连接部；

所述芯轴的后端与夹具体在轴线的向后方向上定位连接，所述芯轴前端的锥体与涨套的锥形内孔套接配合；

所述推拉套安装在夹具体的容置腔内并其外圆在夹具体轴线方向上与所述夹具体相应的内孔滑动配合，推拉套上设有用于抵靠弹性件的后推端面，该后推端面朝向夹具体的前方设置；对应后推端面在夹具体筒状结构的内部设有用于抵靠弹性件的前固定端面，前固定端面朝向夹具体的后方设置；推拉套在其前端部的周向上设置有第二连接部；

所述推拉环可以是对称设置的分体结构，推拉环上具有与第一连接部、第二连接部固定连接的第三连接部，推拉环中的第三连接部扣合在涨套周向上的第一套连接部、推拉套周向上的第二连接部，以使推拉套、推拉环和涨套在夹具体的轴线方向上保持连接固定；

在所述涨套、推拉环和推拉套三者中的至少一者上设置有轴向限位部；在所述夹具体和端面定位法兰二者中的至少一者上设置有轴向限位面；所述轴向限位部与轴向限位面接触配合以限制所述涨套相对于端面定位法兰在轴向上向前位移和向后位移的位置；

所述弹性件的一端抵靠在夹具体的前固定端面上，另一端抵靠在推拉套的后推端面上，所述推拉套在弹性件的弹性作用力及前固定端面的限位作用下对推拉套、推拉环和涨套形成沿夹具体轴线向后位移的推力；在常态下，弹性件带动推拉套及与推拉套固定的推拉环和涨套向后滑动，涨套在向后滑动一段距离后通过芯轴的锥体与涨套的锥形内孔相互作用径向涨开，实现对工件内孔的定位夹紧；

所述直线驱动机构与所述夹具体固定连接，直线驱动机构的驱动端朝前方延伸至夹具体的容置腔中并与所述推拉套固定连接；当需要松开涨套时，控制直线驱动机构带动推拉套及与推拉套连接的推拉环和涨套向前滑动，压缩弹性件，涨套在向前移动一段距离后与芯轴呈松开状态，涨套径向收缩放松工件内孔。

进一步的，所述基座的周向上开设两组互成90°的调节孔，所述调节孔中旋接有调心螺钉，调心螺钉可顶推夹具体周向的表面，可在互成90°的两个方向调节随行夹具前端工件定位夹紧机构轴线与后端零点定位接口轴线的同心度。

随行夹具后端采用的零点定位接口与线上传送的电极等有关其工具传递的零点定位接口相同，以实现线上相关物料的传送标准化，传送便捷可靠，所述基座上开设有固定孔，固定孔的轴线中心与夹具体的轴线中心重合，拉钉固定在固定孔中，，在所述基座的朝后端面上设置有零点定位片和支撑脚，由基座（2）后端设置的拉钉（24）、定点定位片（24）及支撑脚（26）形成该随行夹具的零点定位机械接口，，使线上机器人抓手可抓持拉钉（24），在线上传送，并与生产线上的自动夹盘自动装夹定位或脱卸。

本发明中随行夹具使用时与水质工作液接触的零件全部采用耐腐蚀材料制作，满足耐腐蚀防锈要求。

本发明通过在随行夹具的前端腔内设置弹性涨套，由弹性体后拉推拉套、推拉环，使得弹性涨套精密的锥形内孔沿芯轴精密锥体的轴向向后拉，弹性涨套涨开，涨紧套筒类工件的内孔，实现工件的精准定位；通过操控直线驱动机构沿夹具体轴线前推推拉套、推拉环，使得弹性涨套向前运动，弹性涨套收缩自动松开工件。随行夹具在夹具体和基座之间设置调中心机构，实现两者之间中心轴线的同轴调节。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，术语“向前”、“前端”、“前部”和“前方”中“前”的含义是指涨套伸出端面定位法兰向夹具体的轴线方向延伸的方向，用于装夹工件的方向；所述“向后”、“后端”、“后部”和“后方”中“后”的含义是指涨套伸出端面定位法兰向夹具体的轴线方向延伸的反方向；

2．上述方案中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

3．上述方案中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

4．上述方案中，为了让推拉环更好得将涨套和推拉套连接固定连接在一起，并且使这三者作为一个整体在滑动时更加顺畅、有序，且能有一个滑动的限制，使工件被涨紧后位移的距离恰当合适，也避免工件损坏，所述推拉环位于端面定位法兰内部，推拉环的外周向表面沿端面定位法兰的内孔滑动配合，轴向限位面包括轴向前限位面和轴向后限位面，轴向前限位面位于端面定位法兰的朝后表面上，轴向后限位面位于夹具体的朝前表面上，轴向限位部位于推拉环上；通过轴向限位部与轴向前限位面的接触配合，以限制涨套相对于端面定位法兰在轴向上向前滑动的位置；通过轴向限位部与轴向后限位面的接触配合，以限制涨套相对于端面定位法兰在轴向上向后滑动的位置。

5．上述方案中，所述夹具体朝前一端的中心处开设有柱状的固定部，该固定部呈柱状且沿轴向延伸，固定部用于与芯轴的后端柱体固定连接，使芯轴柱***于夹具体中心处的固定部，确保涨套与芯轴的锥面涨紧配合时其受力均匀，因此也会使得工件在被涨紧时受径向的力更均匀，工件往定位端面处靠近时，工件端面与定位端面的作用力也能更加均匀，提高定位精度，避免工件因受力不均受损或定位偏移。

6．上述方案中，为了方便随行夹具的整体装配，使推拉套更好得在夹具体上做有导向的滑动配合，所述夹具体在固定部的四周开设有若干个对称的导向孔，所述推拉套的朝前端设有若干个与所述导向孔相对应的推拉爪，推拉爪装配到导向孔中以达成推拉套与夹具体的滑动配合，推拉爪在其周向的表面上开设第二连接部，第二连接部为向下凹陷的槽。

7．上述方案中，为了使推拉环更好得将涨套和推拉套连接固定在一起，使这三者保持同轴连接，所述涨套在朝后部位的周向上设置有的第一连接部是向下凹陷的槽，所述推拉环上的第三连接部为设置在推拉环内缘两端的凸起块，所述第三连接部***第一连接部、第二连接部，以使推拉套、推拉环和涨套在夹具体的轴线方向上保持连接。

8．上述方案中，为了让弹性件更好得与推拉套进行配合，使弹性件的形变作用力更加均匀、顺畅得作用到推拉套上，以使涨套更好得向后滑动进行涨紧，所述弹性件为弹簧，所述推拉套的内部开设有弹簧腔，后推端面设置在弹簧腔的后端，所述前固定端面位于夹具体与芯轴后端面上，弹性件位于弹簧腔内并由弹簧腔进行沿夹具体轴向的导向，弹性件形成对推拉套的向后推力。

9．上述方案中，在所述推拉套的朝后一侧设置有向周向外侧突出的推拉限位块，后推端面设置在推拉限位块上面向夹具体前方的侧面上，弹性件套设在推拉套的外侧并与推拉套的外缘的后退端面相抵触，使推拉套具有沿夹具体轴线向后位移的推力，采用这样的结构同样能让弹性件很好得与推拉套进行配合。

10．上述方案中，随行夹具的后端设置有拉钉、零点定位片和支撑脚，机器人的握爪能抓取拉钉，实现随行夹具再自动线内传送，并实现再设备自动夹盘上的精确零点定位和自动夹紧或脱卸。

本发明设计原理和技术构思是：为了可以满足在以电加工机床为主体的柔性自动生产线中的套筒类工件实现高精度定位和自动化传送的需求，根据零件在电加工中基本无切削力的特点，在采用弹性涨套对套筒类定位夹具的方案时，抛弃车、铣、磨等传统的金属切削加工工件需承受很大切削力，而必须采用大驱动力的较大规格的油缸、气缸拉动涨套的方法，改为采用具有一定拉力的弹簧拉涨涨套和小型的直线驱动机构松开涨套，使得随行夹具不仅对套筒类工件能够实现采用涨套高精度定位、可靠自动夹紧松开，而且夹具的结构明显简洁，大大减小了体积和重量，也大大降低了制造成本；同时配置标准的、与自动线上电极等其他相关工具传送相同的自动定位夹紧的高精度零点定位机械接口，实现随行夹具再线内可靠、精准、便捷传送，很好地满足了以电加工机床为主体的柔性自动线物料传送的要求。

由于上述方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1. 本发明的上述方案中，考虑该随行夹具在电加工机床上使用，没有切削力、对工件夹紧力要求小的特点，专门设计针对套筒工件采用涨套定位夹紧的定制夹具，体积小，重量轻，定制夹具采用不锈钢材料制作、防锈，满足采用水质工作液的电加工机床上使用要求。

2. 本发明的上述方案中，采用弹性件而不是其他复杂的气缸或电推机构来带动涨套向后滑动，在带动涨套向后滑动使其锥形内孔与芯轴外锥体相互作用，使涨套径向均匀涨开，在涨紧工件内孔的同时使工件随着涨套靠向端面定位法兰的定位端面，并与定位端面紧密、自适应得贴合，在这一过程中，涨套即能精确地将工件内孔定位夹紧，又能使工件朝后的端面与朝向前的法兰定位端面完美地贴合，既能使工件得到高精度的定位、又能保护工件不受损。

3. 本发明的上述方案中，由于对工件的装夹、涨紧是使用弹性件带动涨套的方式，其结构巧妙简洁、体积小、重量轻，可以明显减少随行夹具的成本，对于需要大量采用随行夹具的柔性自动线而言更可以大大降低建线成本。

4. 通过本发明的上述方案的应用，由于本发明的随行夹具可以有更小的体积、更轻的重量，就可以将该随行夹具中的一些部件采用耐腐蚀材料去制作，以满足采用水质工作液的电加工机床上使用要求。

5.由于本发明方案的随行夹具体积小、重量轻，使其在线内自动化传送更加便捷，对设备的工作空间要求更小。

6. 本发明的上述方案中，对套筒类工件的定位设置在端面定位法兰的定位端面上，同时在与夹具体、端面定位法兰固定的基座上设置零点定位片作为随行夹具零点定位***的定位基准，使得该随行夹具可以与生产线内的电极等工具所采用的零点定位***一致，在自动线上传送不仅精度高，而且更为便捷、可靠。

7.本发明可以实现对工件的自动定位、夹紧脱卸，可以更灵活地满足工件装卸自动化的要求。

8. 综上所述，本发明根据电加工机床加工中无切削力、对工件的夹紧力要求小的特点进行设计的，采用本发明的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，具有体积小、重量轻的优势，可以采用不锈钢材料制作、防锈，满足采用水质工作液的电加工机床上使用要求，而且该随行夹具采用的零点定位***，与线内电极等工具交换所采用的零点定位***一致，在自动线上传送不仅精度高，更为便捷、可靠，而且还可以实现工件的自动定位装卸，再自动线上使用更加灵活、方便；该随行夹具还具有价格更便宜的优点，批量采用代价更小。所以，该定制夹具特别适合以电加工机床为主体的柔性自动生产线中作为高精度随行夹具使用。

附图说明

附图1为本发明实施例随行夹具的立体示意图；

附图2为本发明实施例的主视图；

附图3为图2中A-A向剖面示意图；

附图4为图3中的局部放大示意图；

附图5为本发明实施例的左视图；

附图6为图5中B-B向剖面示意图；

附图7为本发明实施例安装在自动夹盘上且装夹套筒类工件时的立体示意图；

附图8为本发明实施例安装在自动夹盘上且装夹套筒类工件时的主视图；

附图9为图8中C-C向剖面示意图；

附图10为本发明实施例中涨套、芯轴、推拉套、推拉环以及直线驱动机构的装配示意立体图；

附图11为本发明实施例中涨套、芯轴、推拉套、推拉环以及直线驱动机构的装配示意主视图；

附图12为图11中D-D向剖面示意；

附图13为本发明实施例中夹具体与端面定位法兰的的装配示意立体图；

附图14为本发明实施例中夹具体与端面定位法兰的装配示意主视图；

附图15为图14中E-E向剖面示意；

附图16为本发明实施例中夹具体的立体示意图；

附图17为本发明实施例中夹具体的主视图；

附图18为图17中F-F向剖面示意；

附图19为图17中G-G向剖面示意；

附图20为本发明实施例中涨套的立体示意图；

附图21为本发明实施例中涨套的主视图；

附图22为图21中H-H向剖面示意；

附图23为本发明实施例中推拉套的立体示意图；

附图24为本发明实施例中推拉套的主视图；

附图25为图24中I-I向剖面示意；

附图26为本发明实施例中推拉环的立体示意图；

附图27为本发明实施例中推拉环的主视图；

附图28为图27中J-J向剖面示意；

附图29为本发明实施例中将弹性件套设在推拉套外侧的结构示意图；

附图30为图29中夹具体、推拉套与弹性件的装配示意图。

以上附图中：

1、夹具体；11、容置腔；12、前固定端面；131、轴向后限位面；14、固定部；15、导向孔；

2、基座；21、调节孔；22、调心螺钉；23、固定孔；24、拉钉；25、零点定位片；26、支撑脚；

3、端面定位法兰；31、开孔；32、定位端面；33、轴向限位面；331、轴向前限位面；

4、涨套；41、锥形内孔；42、第一连接部；

5、芯轴；51、锥体；

6、推拉套；61、后推端面；62、推拉爪；63、第二连接部；64、弹簧腔；65、推拉限位块；

7、推拉环；71、第三连接部；72、轴向限位部；

8、弹性件；

9、直线驱动机构；

101、自动夹盘；

102、转台；

A、工件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，其中，为了方便说明，在图7中绘制了工件A、转台102、自动夹盘101，但是应知晓的是工件A、转台102和自动夹盘101并不属于本发明实施例随行夹具的部件。

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

参见附图1至附图3所示，本发明实施例提供了一种柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，该随行夹具包括夹具体1、基座2、端面定位法兰3、涨套4、芯轴5、直线驱动机构9；所述夹具体1为筒状结构，夹具体1内具有沿夹具体1轴线方向前后设置的容置腔11；所述基座2固定在夹具体1的后端，基座2用于零点定位机械接口；所述端面定位法兰3固定在夹具体1的前端，端面定位法兰3上具有开孔31；所述涨套4穿设于端面定位法兰3的开孔31内，涨套4具有锥形内孔41，该锥形内孔41的轴线与所述夹具体1的轴线方向一致，锥形内孔41的孔径从前端到后端逐渐扩大；所述芯轴5的前端具有一锥体51，该锥体51的直径从前端到后端逐渐扩大。

本发明实施例的创新描述如下：

参见附图1至附图15所示，本发明实施例中，所述端面定位法兰3的朝前端面为定位端面32，该定位端面32与夹具体1的轴线方向垂直，在所述夹具体1和端面定位法兰3中设置有带动所述涨套4沿夹具体1轴线方向滑动的推拉环7、推拉套6、弹性件8以及直线驱动机构9；

所述涨套4的前端部位于端面定位法兰3开孔31的朝前一侧、所述涨套4的后端部位于端面定位法兰3开孔31的朝后一侧，所述涨套4前端部的外圆周表面用于涨紧工件A，所述涨套4的后端部周向上设置有第一连接部42；

所述芯轴5的后端与夹具体1在轴线的向后方向上定位连接，所述芯轴5前端的锥体51与涨套4的锥形内孔41套接配合；

所述推拉套6安装在夹具体1的容置腔11内、其外圆在夹具体1的轴线方向上与所述夹具体1相应内孔滑动配合，推拉套6上设有用于抵靠弹性件8的后推端面61，该后推端面61朝向夹具体1的前方设置；对应后推端面61在夹具体1筒状结构的内部设有用于抵靠弹性件8的前固定端面12，前固定端面12朝向夹具体1的后方设置；推拉套6在其前端部的周向上设置有第二连接部63；

所述推拉环7可以是对称设置的分体结构，推拉环7上具有与第一连接部42、第二连接部63固定连接的第三连接部71，推拉环7中的第三连接部71扣合在涨套4周向上的第一套连接部、推拉套6周向上的第二连接部63，以使推拉套6、推拉环7和涨套4在夹具体1的轴线方向上保持连接固定；

在所述涨套4、推拉环7和推拉套6三者中的至少一者上设置有轴向限位部72；在所述夹具体1和端面定位法兰3二者中的至少一者上设置有轴向限位面33；所述轴向限位部72与轴向限位面33接触配合以限制所述涨套4相对于端面定位法兰3在轴向上向前位移和向后位移的位置；

所述弹性件8的一端抵靠在夹具体1的前固定端面12上，另一端抵靠在推拉套6的后推端面61上，所述推拉套6在弹性件8的弹性作用力及前固定端面12的限位作用下形成将推拉套6轴向后拉的推力；在常态下，弹性件8带动推拉套6及与推拉套6固定的推拉环7和涨套4向后滑动，涨套4在向后滑动一段距离后通过芯轴5的锥体51与涨套4的锥形内孔41相互径向作用涨开，实现对工件内孔的定位夹紧；

所述直线驱动机构9与所述夹具体1固定连接，直线驱动机构9的驱动端朝前方延伸至夹具体1的容置腔11中并与所述推拉套6固定连接；在需要松开涨套时，直线驱动机构9带动推拉套6及与推拉套6固定的推拉环7和涨套4向前滑动，涨套4在向前移动一段距离后与芯轴5呈松开状态，涨套径向收缩放松工件内孔。

本发明通过在随行夹具的前端腔内设置弹性涨套4，由弹性体8后拉推拉套6、推拉环7，使得弹性涨套4精密的锥形内孔41沿芯轴5精密锥体51的轴向向后拉，弹性涨套4涨开，涨紧套筒类工件A的内孔，实现工件A的精准定位；通过操控直线驱动机构9沿夹具体1轴线前推推拉套6、推拉环7，使得弹性涨套4向前运动，弹性涨套4收缩自动松开工件A。随行夹具在夹具体1和基座2之间设置调中心机构，实现两者之间中心轴线的同轴调节。

更具体的，通过以上实施例的实施，本发明将芯轴5定位安装在夹具体1上，使芯轴5相对于夹具体1在夹具体1在轴线方向上保持不动，将所述涨套4、推拉环7和推拉套6设置成在夹具体1的轴线方向上作为一个整体进行滑动，这个整体由弹性件8和直线驱动机构9来带动，并由涨套4位于端面定位法兰3朝前一侧的前端部装夹工件A。在涨套4中装夹上工件A需要进行涨紧并定位时，直线驱动机构9不用工作，在弹性件8的弹性作用下带动推拉套6、推拉环7和涨套4往夹具体1轴线的朝后方向滑动，此时涨套4带动其上的工件A往夹具体1轴线的朝后方向滑动一定的距离，工件A的表面自适应得与端面定位法兰3的定位端面32紧密贴合，以此来使得工件A得到精密的定位，同时，涨套4在芯轴5的涨紧作用下径向得涨紧工件A，使工件A牢固得装夹在涨套4上，采用这种简易、巧妙的涨紧结构，是因为在电加工的过程中工件A的装夹不需要考虑其切屑力，对涨紧力要求小，可以针对套筒类零件的结构特点，该随行夹具选用弹性涨套4的方式，以套筒类零件精密内孔为定位基准，将套筒类零件在随行夹具上进行紧固的、可靠的、便捷的定位夹紧；在需要松开工件A的时候，直线驱动机构9工作，直线驱动机构9带动推拉套6、推拉环7和涨套4往夹具体1轴线的朝前方向滑动，使涨套4向前移动一定距离以脱离与芯轴5的涨紧配合，此时工件A即可方便得从涨套4中取下，由此可见本发明中对直线驱动机构9的驱动精度要求、驱动力要求都非常低，其结构也不用太复杂，使得整体的随行夹具可以设计的体积更小、重量更轻，也能更好得做防锈，各会与水质工作液接触的部件可以采用不锈钢材料制得。因此本发明的技术方案既克服了常用套筒类夹具的定位精度不够的问题、也克服了采用标准精密涨套工件A自动定位夹紧及换装夹具存在的体积大、重量都很大、不能防锈、零点定位***与电极等其它工具在线内交换的零点定位***不一致等问题。

采用本发明实施例的一种柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，相较于现有的标准精密涨套工件自动定位夹紧及换装夹具，两者间的对比可以参照表1，其中将本发明实施例的一种柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具简称为“定制夹具”，将现有的标准精密涨套工件自动定位夹紧及换装夹具简称为“标准夹具”。

对比项目	定制夹具	标准夹具	结论
				零件自动涨紧定位精度	0.01mm	0.01mm	相当
夹具零点定位精度	0.003mm	0.003mm	相当
				换装夹具重量	～4kg	～20kg	定制夹具重量只有1/5
换装夹具尺寸	（95x95）*100	φ140*（68.5+100+20）	定制夹具尺寸明显小
				换装自动夹紧	拉钉、自动夹盘	四转动气缸	定制夹具简单
防锈	不锈钢制作、防锈	优质钢制作、不防锈	定制夹具防锈
				夹具零点定位***与线内电极等零点定位***融合度	与电极同是相同的零点定位***、线上传送融合	零点定位***不同	定制夹具线上传送便利
价格	约是标准夹具的40%	价格高	定制夹具价优

表1

由表1可知，采用本发明实施例的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具相较于现有的标准夹具在保证零件自动涨紧定位精度和夹具零点定位精度均相当的情况下，其重量更轻、尺寸更小，其采用的换装自动夹紧采用拉钉24和自动夹盘101来完成，该部分的结构也能更加简单，可以采用不锈钢制作，适合有水质工作液的工作环境，夹具零点定位***与线内电极等零点定位***融合度与电加工机床上的电极的零点定位***相同，实现零点定位***、线上传送融合，因此更加适合应用在以电加工机床为主体的柔性自动生产线中作为高精度随行夹具使用，同时采用本发明实施例的随行夹具的价格也更加便宜，批量采用代价更小。

在本发明实施例中，为了确保夹具体1的中心线能够与基座2及自动夹盘101对准，在所述基座2的周向上开设有若干个贯穿的调节孔21，所述调节孔21中旋接有调心螺钉22，调心螺钉22与夹具体1周向的表面紧固贴合，通过调节调心螺钉22在调节孔21中的距离以调整夹具体1的中心线。调节孔21的数量可以是四个，两组互成90°的调节孔21，对称设置在基座2的周向上。

在本发明实施例中，为了让推拉环7更好得将涨套4和推拉套6连接在一起，并且使这三者作为一个整体在滑动时更加顺畅、有序，且能有一个滑动的限制，使工件A被涨紧后位移的距离恰当合适，也避免工件A损坏，所述推拉环7位于端面定位法兰3内部，推拉环7的周向表面沿端面定位法兰3的内缘滑动配合，轴向限位面33包括轴向前限位面331和轴向后限位面131，轴向前限位面331位于端面定位法兰3的朝后表面上，轴向后限位面131位于夹具体1的朝前表面上，轴向限位部72位于推拉环7上；通过轴向限位部72与轴向前限位面331的接触配合，以限制涨套4相对于端面定位法兰3在轴向上向前滑动的位置；通过轴向限位部72与轴向后限位面131的接触配合，以限制涨套4相对于端面定位法兰3在轴向上向后滑动的位置。

在本发明实施例中，所述夹具体1朝前一端的中心处开设有柱状的固定部14，该固定部14呈柱状且沿轴向延伸，固定部14用于与芯轴5的后端柱体固定连接，芯轴5的前端为锥体、后端为柱体；为了方便随行夹具的整体装配，使推拉套6更好得在夹具体1上做有导向的滑动配合，所述夹具体1在固定部14的四周开设有若干个对称的导向孔15，所述推拉套6的朝前端设有若干个与所述导向孔15相对应的推拉爪62，推拉爪62装配到导向孔15中以达成推拉套6与夹具体1的滑动配合，推拉爪62在其周向的表面上开设第二连接部63，第二连接部63为向下凹陷的槽。芯轴5位于夹具体1中心处的固定部14，确保涨套4与芯轴5的锥面涨紧配合时其受力均匀，因此也会使得工件A在被涨紧时受径向的力更均匀，工件A往定位端面32处靠近时，工件A端面与定位端面32的作用力也能更加均匀，提高定位精度，避免工件A因受力不均受损或定位偏移。

在本发明实施例中，为了使推拉环7更好得将涨套4和推拉套6连接固定在一起，使其紧密固定不发生在夹具体1轴线方向上的偏移，所述涨套4在朝后部位的周向上设置有的第一连接部42是向下凹陷的槽，所述推拉环7上的第三连接部71为设置在推拉环7内缘两端的凸起块，所述第三连接部71***第一连接部42、第二连接部63，以使推拉套6、推拉环7和涨套4在夹具体1的轴线方向上保持相对固定。

为了让弹性件8更好得与推拉套6进行配合，使弹性件8的形变作用更加均匀、顺畅得作用到推拉套6上，以使涨套4更好得向后滑动进行涨紧，所述弹性件8为弹簧，所述推拉套6的内部开设有弹簧腔64，后推端面61设置在弹簧腔64的后端，所述前固定端面12位于固定部14的后端面上，弹性件8位于弹簧腔64内并由弹簧腔64进行沿夹具体1轴向的导向。

在本发明实施例中，在所述推拉套6的朝后一侧设置有向周向外侧突出的推拉限位块65，后推端面61设置在推拉限位块65上面向夹具体1前方的侧面上，前固定端面12设置在位于所述推拉限位块65前方的夹具体1上，弹性件8套设在推拉套6的外侧并以推拉套6的外缘为导向，弹性件8的一端抵靠在夹具体1上、另一端抵靠在推拉限位块65上，使推拉套6具有沿夹具体1轴线向后位移的趋势，采用这样的结构同样能让弹性件8更好得与推拉套6进行配合。

在本发明实施例中，为了使该随行夹具在各工位间进行移动、传送时确保定位坐标系的统一，在所述基座2的朝后端面上设置有零点定位片25及支撑脚26，所述基座2上开设有固定孔23，固定孔23的轴线中心与夹具体1的轴线中心重合，所述固定孔23中固定有拉钉24，由基座2后端设置的拉钉24、定点定位片24及支撑脚26形成该随行夹具的零点定位机械接口，使线上机器人抓手可抓持拉钉24，在线上传送，并与生产线上的自动夹盘自动装夹定位或脱卸，基座2与自动夹盘101可快速得拆装。

本发明中随行夹具使用时与水质工作液接触的零件全部采用耐腐蚀材料制作，以满足耐腐蚀防锈要求，耐腐蚀材料可以是不锈钢，也可以是在钢中加入可以形成保护膜的铬、镍、铝、钛等合金镀层的耐腐蚀材料，具体的，夹具体1、端面定位法兰3、基座2 等零件可以做表面防锈涂层，芯轴5、推拉套6、推拉环7及涨套5则可以采用不锈钢制作，因为芯轴5、推拉套6、推拉环7及涨套5这些零件体积小，用不锈钢来做的代价不大，降低批量采用本随行夹具的成本，但是本发明不以此为限，由于采用本发明的随行夹具设计巧妙、体积较小，零件都不大，在制造中可根据实际情况选择。

以在推拉套6中设置弹簧腔64为例，本发明的随行夹具在装配时，将芯轴5固定安装到夹具体1前端中心处的固定部14中，推拉套6中装配好用于与直线驱动机构9固定连接的固定件、装配好弹性件8，然后将推拉套6的推拉爪62对准夹具体1中的导向孔15，将推拉套6往前推压并装配上涨紧套和推拉环7，然后装上端面定位法兰3，最好再安装其他部件；在装好基座2后，需要对夹具体1的中心线进行调整，调整由基座2上的调心螺钉22来实行即可。

针对上述实施例，本发明可能产生的变化描述如下：

1.在以上实施例中，轴向限位面33包括轴向前限位面331和轴向后限位面131，轴向前限位面331位于端面定位法兰3的朝后表面上，轴向后限位面131位于夹具体1的朝前表面上，轴向限位部72位于推拉环7上，本发明不以此为限，也可以将轴向限位面33全部设置在夹具体1的内缘上，在推拉套6上设置轴向限位部72，同样能够对推拉套6及与推拉套6联动的涨套4进行滑动位置的限制。

2.在以上实施例中，通过发明人测试及实际应用，涨套4在弹性件8的作用下向后位移2～3mm即可达到夹紧状态，也能完全对工件A进行精密定位，为使涨套4有这种效果，所采用的弹性件8的弹性作用力在15公斤～20公斤即可，因此，弹性件8可以采用符合要求的压缩弹簧，但是本发明不以此为限，弹性件8也可以采用蝶形弹簧等同样能为推拉套6提供弹性作用力的弹性件8。

3.在以上实施例中，在所述推拉套6的内部开设有弹簧腔64，后推端面61设置在弹簧腔64的后端，所述前固定端面12位于固定部14的后端面上，也可以在所述推拉套6的朝后一侧设置有向周向外侧突出的推拉限位块65，后推端面61设置在推拉限位块65上面向夹具体1前方的侧面上，前固定端面12设置在位于所述推拉限位块65前方的夹具体1上，本发明不以此为限，也可以将弹性件8固定在夹具体1的其他位置，弹性件8与推拉套6抵靠的后推端面61也可以通过与推拉套6连接的其他部件实现。

4.在以上实施例中，所述推拉环7为对称设置的分体结构，只有这样的结构才能与推拉套6、涨套4一起装配到夹具体1和端面定位法兰3中，为了方便结构设计及装配，如图9、图10所示，推拉环7分为上下对称的两块分体结构，本发明不以此为限，也可以是三等分或四等分结构。

5.在以上实施例中，如图15所示，夹具体1在固定部14的四周开设有四个对称的导向孔15，对应的在推拉套6上设置有四个也是对称的推拉爪62，本发明不以此为限，导向孔15也可以是其他的数目，保证推拉套6、推拉环7和涨套4在夹具体1的轴向方向上保持固定即可。

6.在以上实施例中，直线驱动机构9可以采用气缸，气缸前方的驱动杆来驱动推拉套6往前推送，本发明不以此为限，直线驱动机构9也可以采用电缸、液压缸等其他可以进行直线传动的结构。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，包括夹具体（1）、基座（2）、端面定位法兰（3）、涨套（4）、芯轴（5）、直线驱动机构（9）；

所述夹具体（1）为筒状结构，夹具体（1）内具有沿夹具体（1）轴线的前后方向设置的容置腔（11）；

所述基座（2）固定在夹具体（1）的后端，基座（2）用于零点定位机械接口；

所述端面定位法兰（3）固定在夹具体（1）的前端，端面定位法兰（3）上具有开孔（31）；

所述涨套（4）穿设于端面定位法兰（3）的开孔（31）内，涨套（4）具有锥形内孔（41），该锥形内孔（41）的轴线与所述夹具体（1）的轴线方向一致，锥形内孔（41）的孔径从前端到后端逐渐扩大；

所述芯轴（5）的前端具有一锥体（51），该锥体（51）的直径从前端到后端逐渐扩大；

其特征在于：所述端面定位法兰（3）的朝前端面为定位端面（32），该定位端面（32）与夹具体（1）的轴线方向垂直，在所述夹具体（1）和端面定位法兰（3）中设置有带动所述涨套（4）沿夹具体（1）轴线方向滑动的推拉环（7）、推拉套（6）、弹性件（8）；

所述涨套（4）的前端部位于端面定位法兰（3）开孔（31）的朝前一侧、所述涨套（4）的后端部位于端面定位法兰（3）开孔（31）的朝后一侧，所述涨套（4）前端部的外圆周表面用于涨紧工件，所述涨套（4）后端部的周向上设置有第一连接部（42）；

所述芯轴（5）的后端与夹具体（1）在轴线的向后方向上定位连接，所述芯轴（5）前端的锥体（51）与涨套（4）的锥形内孔（41）套接配合；

所述推拉套（6）安装在夹具体（1）的容置腔（11）内、其外圆在轴线方向上与所述夹具体（1）相应内孔滑动配合，推拉套（6）上设有用于抵靠弹性件（8）的后推端面（61），该后推端面（61）朝向夹具体（1）的前方设置；对应后推端面（61）在夹具体（1）筒状结构的内部设有用于抵靠弹性件（8）的前固定端面（12），前固定端面（12）朝向夹具体（1）的后方设置；推拉套（6）在其前端部的周向上设置有第二连接部（63）；

所述推拉环（7）上具有与第一连接部（42）、第二连接部（63）固定连接的第三连接部（71），推拉环（7）中的第三连接部（71）扣合在涨套（4）周向上的第一套连接部、推拉套（6）周向上的第二连接部（63）上，以使推拉套（6）、推拉环（7）和涨套（4）三者间在轴线方向上保持连接固定；

在所述涨套（4）、推拉环（7）和推拉套（6）三者中的至少一者上设置有轴向限位部（72）；在所述夹具体（1）和端面定位法兰（3）二者中的至少一者上设置有轴向限位面（33）；所述轴向限位部（72）与轴向限位面（33）接触配合以限制所述涨套（4）相对于端面定位法兰（3）在轴向上向前位移和向后位移的位置；

所述弹性件（8）的一端抵靠在夹具体（1）的前固定端面（12）上，另一端抵靠在推拉套（6）的后推端面（61）上，所述推拉套（6）在弹性件（8）的弹性作用力及前固定端面（12）的限位作用下形成将推拉套（6）轴向后拉的推力；在常态下，弹性件（8）带动推拉套（6）及与推拉套（6）连接的推拉环（7）和涨套（4）向后滑动，涨套（4）在向后滑动一段距离后通过芯轴（5）的锥体（51）与涨套（4）的锥形内孔（41）相互径向作用涨开，实现对工件内孔的定位夹紧；

所述直线驱动机构（9）与所述夹具体（1）定位连接，直线驱动机构（9）的驱动端朝前方延伸至夹具体（1）的容置腔（11）中并与所述推拉套（6）固定连接；在需要松开涨套（4）时，控制直线驱动机构（9）带动推拉套（6）及与推拉套（6）固定的推拉环（7）和涨套（4）向前滑动，压缩弹性件（8），涨套（4）在向前移动一段距离后与芯轴（5）呈松开状态，涨套（4）径向收缩放松工件内孔。

2.根据权利要求1所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述推拉环（7）位于端面定位法兰（3）内部，推拉环（7）的外周向表面沿端面定位法兰（3）的内孔滑动配合；轴向限位面（33）包括轴向前限位面（331）和轴向后限位面（131），轴向前限位面（331）位于端面定位法兰（3）的朝后表面上，轴向后限位面（131）位于夹具体（1）的朝前表面上，轴向限位部（72）位于推拉环（7）上；通过轴向限位部（72）与轴向前限位面（331）的接触配合，以限制涨套（4）相对于端面定位法兰（3）在轴向上向前滑动的位置；通过轴向限位部（72）与轴向后限位面（131）的接触配合，以限制涨套（4）相对于端面定位法兰（3）在轴向上向后滑动的位置。

3.根据权利要求1所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述夹具体（1）朝前一端的中心处开设有固定部（14），该固定部（14）呈柱状且沿轴向延伸，固定部（14）用于与芯轴（5）的后端固定连接。

4.根据权利要求3所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述夹具体（1）在固定部（14）的四周开设有若干个对称的导向孔（15），所述推拉套（6）的朝前端设有若干个与所述导向孔（15）相对应的推拉爪（62），推拉爪（62）装配到导向孔（15）中以达成推拉套（6）与夹具体（1）的滑动配合，推拉爪（62）在其周向的表面上开设第二连接部（63），第二连接部（63）为向下凹陷的槽。

5.根据权利要求4所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述涨套（4）在朝后部位的周向上设置有的第一连接部（42）是向下凹陷的槽，所述推拉环（7）上的第三连接部（71）为设置在推拉环（7）内缘两端的凸起块，所述第三连接部（71）***第一连接部（42）、第二连接部（63），以使推拉套（6）、推拉环（7）和涨套（4）在夹具体（1）的轴线方向上保持三者间的连接固定。

6.根据权利要求1所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述弹性件（8）为弹簧，所述推拉套（6）的内部开设有弹簧腔（64），后推端面（61）设置在弹簧腔（64）的后端，所述前固定端面（12）位于固定部（14）的后端面上，弹性件（8）位于弹簧腔（64）内并由弹簧腔（64）进行沿夹具体（1）轴向的导向。

7.根据权利要求1所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：在所述推拉套（6）的朝后一侧设置有向周向外侧突出的推拉限位块（65），后推端面（61）设置在推拉限位块（65）上面向夹具体（1）前方的侧面上，在位于所述推拉限位块（65）前方的夹具体（1）上设置前固定端面（12），弹性件（8）套设在推拉套（6）的外侧并以推拉套（6）的外缘为导向，弹性件（8）的一端抵靠在夹具体（1）上、另一端抵靠在推拉限位块（65）上，对推拉套（6）形成沿夹具体（1）轴线向后位移的推力。

8.根据权利要求1所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：在所述基座（2）的朝后端面上设置有零点定位片（25）及支撑脚（26）。

9.根据权利要求8所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述基座（2）上开设有固定孔（23），固定孔（23）的轴线中心与夹具体（1）的轴线中心重合，所述固定孔（23）中固定有拉钉（24）。

10.根据权利要求9所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：由基座（2）后端设置的拉钉（24）、定点定位片（24）及支撑脚（26）形成该随行夹具的零点定位机械接口，使线上机器人抓手可抓持拉钉（24）在线上传送，并与生产线上的自动夹盘自动装夹定位或脱卸。

11.根据权利要求10所述的柔性自动化电加工生产线用套筒类工件随行夹具，其特征在于：所述基座（2）的周向上开设两组互成90°的调节孔（21），所述调节孔（21）中旋接有调心螺钉（22），调心螺钉（22）顶推夹具体（1）周向的表面，用于调节夹具体（1）轴线与基座（2）零点定位中心轴线的同轴度。

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