CN203330734U - 工件夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种工件夹具，其包括具有带滑动槽的接合面的基板。第一静立柱包括被配置为将工件与第一静立柱可拆卸连接的位置控制件。第二静立柱包括旋转控制件并被配置为将工件与第二静立柱可拆卸连接。动立柱被配置为通过自动、半自动或手动移动至与工件牢固接合来与工件邻接。动立柱与滑动槽滑动连接并且可在与具有不同定位部件和几何形状的不同工件相关联的多个位置之间操作。通过本实用新型的技术方案，能够使工件夹具适用于各种形状和大小的工件，从而消除了更换夹具的需求。

Description

工件夹具

技术领域

本实用新型总的来说涉及一种用于多棱零件的夹具，更具体地，涉及一种包括至少一个用于快速在不同零件或工件类型之间转换的活动立柱/定位垫/压片组件的夹具，从而消除更换夹具或夹具部件的需求。

背景技术

夹具在生产实践中用于加工工件。夹具必须稳定、坚固并能够在加工工件时将工件牢固保持在适当位置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够稳固夹持不同工件的工件夹具。

根据本实用新型的一个方面，一种工件夹具包括具有带滑动槽的接合面的基板。第一静立柱包括被配置为将工件可拆卸地连接至第一静立柱的位置控制件。第二静立柱包括被配置为将工件可拆卸地连接至第二静立柱的旋转控制件。动立柱被配置为邻接工件。动立柱与滑动槽滑动连接并且可在与具有不同定位特征和几何形状的不同工件相关联的多个位置之间操作。

优选地，动立柱活动连接至可升高支柱。

优选地，动立柱与线性电机活动连接。

优选地，动立柱与液压缸活动连接。

优选地，动立柱与机电***活动连接。

优选地，动立柱可沿直线路径移动。

优选地，动立柱可沿弧形路径移动。

优选地，第一静立柱、第二静立柱以及动立柱均包括可垂直延伸和旋转的固定压片。

根据本实用新型的另一个方面，工件夹具包括基板。第一静立柱和第二静立柱与基板接合，并且被配置为与工件在预定位置牢固接合。动立柱被配置为与工件活动接合。

优选地，动立柱活动连接至可升高支柱。

优选地，动立柱与线性电机活动连接。

优选地，动立柱与液压缸活动连接。

优选地，动立柱与气压缸活动连接。

优选地，动立柱与旋转臂活动连接。

优选地，动立柱可沿弧形路径移动。

优选地，第一静立柱、第二静立柱以及动立柱均包括可垂直延伸和旋转的固定压片。

优选地，每个固定压片均可在接合位置与未接合位置之间操作。

根据本实用新型的又一个方面，一种保持用于加工的工件的方法包括提供基板并将第一静立柱、第二静立柱与基板牢固接合。将动立柱调整至与未加工的初始工件固定接合。第一静立柱、第二静立柱与未加工的初始工件在预定位置接合。加工未加工的初始工件。

优选地，该方法还包括：使用液压缸和气压缸中的一个在基板上移动动立柱。

优选地，该方法还包括：通过将固定压片旋转至与工件上的凸耳脱离接合来将第一静立柱、第二静立柱与工件分开并将动立柱与工件分开；将第一静立柱、第二静立柱与未加工的第二工件在预定位置接合；以及将动立柱调整至与未加工的第二工件牢固接合。

通过本实用新型的技术方案，能够使工件夹具适用于各种形状和大小的工件，从而消除了更换夹具的需求。

本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本实用新型的这些和其它方面、目标和特征。

附图说明

在附图中：

图1A是本实用新型的工件夹具的一个实施例的俯视立体图；

图1B是具有用于移动立柱的移动装置的工件夹具的一个实施例的俯视图；

图1C是具有用于移动立柱的移动装置的工件夹具的另一个实施例的俯视图；

图1D是具有用于移动立柱的移动装置的工件夹具的又一个实施例的俯视图；

图1E是具有用于移动立柱的移动装置的工件夹具的再一个实施例的俯视图；

图1F是具有用于移动立柱的移动装置的工件夹具的再一个实施例的俯视图；

图2A是本实用新型的工件夹具的另一个实施例的俯视立体图；

图2B是图2A中的工件夹具的俯视图；

图3是图2A中的夹具的第一侧视图；

图4A是图2A中的夹具的第二侧视图；

图4B是图2A中的夹具的侧视图；

图5是工件夹具的另一个实施例的俯视立体图；

图6是图5中的工件夹具的第一侧视图；

图7是图6中的工件夹具的第二侧视图；

图8是图6中的工件夹具的俯视图；

图9是与待加工工件牢固接合的工件夹具的仰视立体图；

图10是图9中的工件夹具的第一俯视侧视立体图；以及

图11是图9中的工件夹具的第二俯视侧视立体图。

具体实施方式

出于说明的目的，词语“上”“下”“右”“左”“后”“前”“垂直”“水平”及其派生词语应当依据图1中所定向的实用新型。然而，应理解的是除非明确作出相反说明，本实用新型可呈现各种替代的定向。还应理解的是在附图中显示和在下列说明书中说明的具体设备和工艺仅仅为权利要求书中的权利要求所设定的创造性概念的示例性实施例。因此，涉及这里所公开的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限定，除非权利要求中作了其它明示。

参照图1A至图11，参考标号10总体表示工件夹具，其包括具有接合面14的基板12，接合面14带有滑动槽16。第一静立柱18包括诸如圆柱接合销20的位置控制件，其被配置为将工件22(图9至图11)可拆卸地连接至第一静立柱18。第二静立柱24包括诸如接合销26的旋转控制件，其具有菱形截面并被配置为将工件22可拆卸地连接至第二静立柱24。动立柱28与滑动槽16滑动连接并且可在与各种工件22关联的多个位置之间操作。

再次参照图1A，工件夹具10的第一和第二静立柱18、24固定连接至基板12的接合面14。第一和第二静立柱18、24被设计成仅在机械紧固件或将第一和第二静立柱18、24固定至基板12的其它机械部件被移除后进行移除。通常，如果第一和第二静立柱18、24需要重新定位来与不同的工件22接合，则整个基板12会被移除。第一和第二静立柱18、24均包括保持件，其被配置为使工件22相对第一和第二静立柱18、24的移动最小化或将其消除，从而使工件22牢固接合并在加工过程中不发生移位、振动或晃动。工件22包括诸如第一、第二和第三凸耳的定位部件，它们被配置为分别与第一静立柱、第二静立柱和动立柱牢固接合。

如上所述，第一静立柱18的接合销20包括被配置用于与第一静立柱18的支承垫44接合的圆柱结构。圆柱接合销20被配置为与设置在工件22上的第一凸耳接合。第一凸耳包括以紧密度公差(±13微米的量级)来紧密容纳圆柱接合销20的孔。第一凸耳可成形为工件22的一部分或者作为仅在工件22的加工过程中使用的可拆卸部分。第一凸耳可由多种材料制成，如铝或钢。

第二静立柱24包括接合销26和支承垫48。接合销26具有菱形截面。工件22的第二凸耳包括用于容纳具有菱形截面的接合销26的孔。动立柱28不包括销但包括支承垫58。

在将工件22安装到工件夹具10上的过程中，工件22的第一凸耳的孔与第一静立柱18的接合销20接合。同时，工件22的第二凸耳的孔与第二静立柱24的接合销26接合。工件22平滑移动到工件夹具10上的位置，从而使第一、第二和第三凸耳与第一、第二和第三支承垫44、48、58同时或快速连续接合。

因此，工件22不仅在x和y方向被固定(通过第一静立柱18的圆柱接合销20)，同时也被旋转固定(通过具有菱形截面的接合销26)。换句话说，圆柱接合销20将工件22沿着与基板12的接合面14平行的平面横向定位。同时，接合销26限制工件22的旋转。一旦第一静立柱18的支承垫44和第二静立柱24的支承垫48与工件22邻接，第二静立柱24上的固定压片46、50会分别向下压来与第一和第二凸耳牢固接合。同时，动立柱28上的固定压片60将工件22锁定至支承垫58。此时工件22分别与第一和第二静立柱18、24以及动立柱28牢固接合。此时，工件夹具10对工件22进行牢固控制，从而工件22可被进一步处理、加工或抛光。一旦工件22被处理、加工或抛光完毕，就可松开固定压片46、50和60以允许工件22从工件夹具10移除。在示出的实施例中，固定压片46、50和60可垂直延伸和旋转。然而，还可以想到，也可用其它固定装置来固定工件22。

在初始工件22从工件夹具10移除之后，动立柱28可自动、半自动或手动移动到与待加工的新工件22接合的位置。动立柱28移动直到新工件22的第三凸耳与动立柱28的支承垫58对齐邻接。动立柱28上的固定压片60将新工件22锁定至支承垫58。此时，新工件22分别与第一和第二静立柱18、24以及动立柱28牢固接合。此时，工件夹具10对工件22进行牢固控制，从而工件22可被进一步处理、加工或抛光。

通常可以想到，如本文通常略述的，工件夹具10可通过使用自动***、半自动***或手动***移动动立柱28。在一个实施例中，工件夹具10的动立柱28基于用户提供的引导动立柱28移动到与具体工件22接合的位置的输入来自动移动。因此，自动***不需要用户交互并通过工件夹具10操作之前的预设数据来操作。在另一个实施例中，动立柱28在工件夹具10上半自动调整。更具体地，用户通过计算机向动立柱28提供指令使之移动到与具体工件22接合的预定位置。在这种情况下，用户可能需要确定哪个新工件即将被加工并将指令录入计算机***从而将动立柱28移动到合适位置。另一个实施例包括动立柱28在工件夹具10上的手动移动。在这种情况下，用户将动立柱手动移动到与具体工件22的尺寸和结构关联的位置。对上述的每个***来说，通常可以想到，动立柱28可在工件22设置为与第一和第二静立柱18、24以及动立柱28牢固接合之前就移动到适当位置。然而，还可以想到，工件22可在动立柱28移动到与工件22邻接接合之前放置到与第一和第二静立柱18、24倚靠的位置。

可以想到，动立柱28可被配置成以各种方式在基板12上移动。例如，如图1B至图1E通常示出的，动立柱28可连接至线性电机70A、诸如机械螺杆或涡轮70B的机电***、诸如液压(气压)缸70C的液压或气压***、旋转电机70D、伺服电机或其它用于将动立柱28移动到适当位置以固定主体工件22来进行进一步加工的移动装置。出于本公开的目的，液压***包括使用加压液体的***，气压***是包括压缩气体的***。基板12的尺寸允许动立柱28的移动横跨5英寸以上的距离。因此，一旦工件22与第一和第二静立柱18、24固定接合，就只需将动立柱28固定至工件22。此外，可以想到，在加工之前，动立柱28可以直线路径(图1C与图1D)移动至与工件22牢固接合，或者可以经过弧形或径向路径(图1B和图1E)与工件22接合。在一个实施例中，移动动立柱28的移动装置设置在基板12内侧。然而，还可想到，动立柱28可以沿可升高支柱70E(图1F)缩回至基板12或从基板12伸出。可选地，在另一个实施例中，可以想到，移动动立柱28的移动装置设置在耳轴74(图4B)的壁72(图4B)中，耳轴74通过位于基板12下方的定位装置76与基板12固定接合。在任意一种情况下，均可通过耳轴74为移动装置提供动力。如本文所述，通常可以想到，不同移动装置的各个部件可结合使用(即，移动装置70E与图1C中机械螺杆70B的结合)。可以想到，用于这些***的驱动方法可以是气压或液压致动器以及电机或电动电机。

为了确保工件22合适地定位为分别与第一静立柱18的支承垫44、第二静立柱24的支承垫48以及动立柱28的支承垫58相倚的位置，可采用气动元件定位***。该气动元件定位***(APS，air part seating)与平稳气流或喷气结合，来分别验证工件22是否与第一静立柱18的支承垫44、第二静立柱24的支承垫48以及动立柱28的支承垫58合适地接合。空气泄漏表明工件22未合适定位，而无空气泄漏表明工件22在支承垫44、48和58上处于合适位置。如果发现空气泄漏，则固定压片46、50和60可由与第一、第二和第三凸耳接合的位置抬起，工件22可以重新定位。如果工件22再一次定位失败，该过程可重复进行。

工件夹具10通常设置成用来容纳、定位和压紧各种形状和尺寸的工件。工件22的实例包括变速箱、变速器壳体、液压控制体、变速箱延伸壳体、动力输出单元、后轮驱动单元、分动箱、行星架、气缸体、气缸盖、轴承环、前盖、进气歧管、排气歧管、支架及箱体。第一和第二静立柱18、24在使用中通常相对基板12保持在一个位置，而第三立柱(即动立柱28)沿着一个平面移动。本实用新型适应具有限定点或限定的定位点窗的模型。工件夹具10通常可快速变换。此外，一个工件夹具10可用于固定多种工件22。更具体地，在一些实例中，由工件夹具10接合的工件22可在很短时间内(通常少于28秒)自动重新布置，从而大幅减小或潜在消除模型转换造成的停工时间。第一和第二静立柱18、24、动立柱28以及固定压片46、50和60全部高度准确及精确地移动以将工件22静态地约束在工件夹具10中来抵抗所有加工力。固定压片46、50和60通常在与工件22接触的较低接合位置和与工件22脱离的升起未接合位置之间移动。在示出的实施例中，固定压片46、50和60通常配置成旋转大约90度。然而，可以想到，固定压片46、50和60可以与工件22接合和与工件22脱离接合的任意预定量旋转。可以想到，工件22可通过移动来适应对工件22每一侧的加工。工件夹具10被配置为消除对工件22造成扭曲和破坏的可能性。此外，可利用APS和夹紧力监测来确定工件22的合适位置以及工件22的约束水平。

在另一个实施例中，将静立柱18和静立柱24中的一个或多个也配置为动态的(连同动立柱28)。在这种情况下，利用多个如前所述的部件将第一和第二静立柱18、24中的一个或两个移动至与基板12上的工件22牢固接合。如图1C至图1E中总体示出的，第一和第二静立柱18、24包括移动装置。此外，在加工过程中可用工作支承件80为工件22提供额外支承。

现在参照图5至图11，在另一个实施例中，示出了四立柱工件夹具100。在此实施例中，一个或多个立柱102是静态的，而剩下的立柱保持动态配置。更具体地，一个或多个立柱102相对基板104保持在固定位置，而剩下的立柱在各种工件22被移入和移出与四立柱工件夹具100接合的位置时相对基板104移动，其中工件夹具100可固定至耳轴。动态立柱可结合有前面提到的任何一个***。如前所述，可以想到，基于自动化加工或用户提供的指令，工件夹具将重置来固定任何特定工件22。

计算机数控加工(CNC)机器的引入为用于各种工件的操作和刀具轨迹提供了巨大的灵活性。然而，传统的工件夹具典型地设计成专用于单一零件类型并需要完全改变来适应不同零件。为了使机床能够适应具有不同定位或压紧点的多种零件类型，当前工艺通常需要整个机床夹具在机械方面物理替换或夹具的部分定位细节需要手动再布置。虽然完成了替换或再布置，但是机床必须脱离工作状态，这会导致严重的生产损失。这些脱机时间可能会超过1小时，有时达到8个小时来完成。

如本文所述的，本实用新型提供了至少一种活动压紧/定位垫/立柱组件，其经由液压缸、气压缸或机电伺服电机沿着由位于固定基板上、中或安装至固定基板的槽或线性导轨限定的路径来致动至可变位置。活动立柱/压片/垫组件可使得夹具位置快速的再配置，这消除当前完成模型改变所需的夹具更换或再布置导致的停工时间。

本领域的技术人员还应理解，所述实用新型描述的结构和其它部件的结构不限于任何具体材料。本实用新型在此公开的其它示例性实施例可由多种材料制成，除非文中有其它说明。出于本公开的目的，术语“连接”(以其所有形式，连接前、连接中、连接后等)通常意味着将两个部件(电子的或机械的)直接或间接地相互连接。这样的连接在本质上可以是固定连接或活动连接。这种接合可以通过任何其他中间件与这两个部件(电子的或机械的)之一或这两个部件结合成为单个整体来实现。除非有其它描述，这样的连接在本质上可以是永久的、可移除的或可释放的。

还应当注意，本实用新型在示例性实施例中示出的元件的结构和布置仅是示例性的。尽管在本公开中仅详细描述了本实用新型的若干实施例，但是本领域技术人员在阅读说明书之后会很容易想到很多可能的修改(例如，各个元件的尺寸、直径、结构、形状和性能改变，参数值改变、安装布局改变，所使用的材料、颜色和方位改变)，而实质上不偏离本实用新型教化和所述主题的优势。例如，由于多个元件可以整体成形，所述整体成形的元件可以由所示多个零件或元件构造而成；界面的操作可以反向或以其他方式改变；结构和/或元件或连接件或***的其他元件的长度或宽度可以改变；元件之间的可调位置的性质和数量可以改变。应当注意，***的元件和/或组件可以由提供足够强度或耐用性的多种材料构造，以多种颜色、质地和其组合构造。因此，所有这些修改都意在包括在本实用新型的范围内。其他替代、修改、变化和省略可以在理想实施例和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置方式上进行，而不偏离本实用新型的精神。

应当理解，所述工艺中的任意工艺或步骤可以与其他公开的工艺或步骤结合以形成本实用新型范围的结构。本文所公开的示例性结构和工艺仅用于说明目的，而不解释为限定。

应该理解，在不背离本实用新型内容的情况下，可以对上述结构进行变化和修改，并且可以进一步理解，除非另外指定，否则这些内容被权利要求所覆盖。

Claims (17)

1.一种工件夹具，其特征在于，包括：

基板，包括具有滑动槽的接合面；

第一静立柱，包括被配置为将工件可拆卸地连接至所述第一静立柱的位置控制件；

第二静立柱，包括被配置为将所述工件可拆卸地连接至所述第二静立柱的旋转控制件；以及

动立柱，被配置为与所述工件邻接，所述动立柱与所述滑动槽滑动连接并且可在与具有不同定位部件和几何形状的不同工件相关联的多个位置之间操作。

2.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱活动连接至可升高支柱。

3.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与线性电机活动连接。

4.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与液压缸活动连接。

5.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与机电***活动连接。

6.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱可沿直线路径移动。

7.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱可沿弧形路径移动。

8.根据权利要求1所述的工件夹具，其特征在于，所述第一静立柱、所述第二静立柱以及所述动立柱均包括可垂直延伸和旋转的固定压片。

9.一种工件夹具，其特征在于，包括：

基板；

第一静立柱和第二静立柱，与所述基板接合并且被配置为将工件牢固接合在预定位置；以及

动立柱，被配置为与所述工件活动接合。

10.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱活动连接至可升高支柱。

11.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与线性电机活动连接。

12.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与液压缸活动连接。

13.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与气压缸活动连接。

14.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱与旋转臂活动连接。

15.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述动立柱可沿弧形路径移动。

16.根据权利要求9所述的工件夹具，其特征在于，所述第一静立柱、所述第二静立柱以及所述动立柱均包括可垂直延伸和旋转的固定压片。

17.根据权利要求16所述的工件夹具，其特征在于，每个所述固定压片均可在接合位置与未接合位置之间操作。

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