CN105364506B - 一种四点基准万向切削加工夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种四点基准万向切削加工夹具，包括安装板，设置在该安装板上，绕垂直该安装板的X轴旋转的X轴旋转机构，设置在X轴旋转机构上，绕垂直X轴的Y轴旋转的Y轴旋转机构，设置在Y轴旋转机构上，绕垂直X轴和Y轴的Z轴旋转的Z轴旋转机构，设置在Z轴旋转机构上的气缸机构，以及设置在所述气缸机构上的夹具机构。所述四点基准万向切削加工夹具，对工件进行四点基准定位夹持，并设定基准轴线为工件加工的中心轴，可以在任意方向上调整工件的加工角度，使用方便，精度高。

Description

一种四点基准万向切削加工夹具

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，具体地，涉及一种四点基准万向切削加工夹具。

背景技术

现有的切削加工的夹具，工件放入夹具的夹爪后，在任意方向上调整工件的角度非常困难。往往需要采用调换工件的方位来进行多次装夹，或者在工件适当的位置增加垫片，甚至需要通过敲击移动工件。这样的夹具完全凭借操作人员的经验，操作精度小，产品质量难以保证，工作效率低下，尤其不适用与加工余量小，精度要求高的薄壁产品。

中国专利CN202804996U公开了一种夹具万向调整机构，包括工件夹持台(1)、底座(2)、基台(3)和多维运动平台(4)，所述的基台(3)与底座(2)连接，所述的多维运动平台(4)置于基台(3)上，所述的工件夹持台(1)安装在多维运动平台上；所述的基台与底座(2)之间设有上下调节杆(5)；所述基台的侧部设有带动多维运动平台左右运动的左右调节杆(6)；所述的多维运动平台内设有第一转动调节杆(7)和水平安装的第一转轴(8)；所述的多维运动平台内设有第二转动调节杆(9)和竖直安装的第二转轴(10)。该专利虽然可以在第一转轴(8)和第二转轴(10)方向上调整夹具的角度，然而，并不能达到在三维方向上任意调整夹具的角度。

另外，现有的夹具的夹持力度交底，工件容易从中脱落，造成工件损坏，甚至伤及工作人员，安全性能较底。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种四点基准万向切削加工夹具，对工件进行四点基准定位夹持，并设定基准轴线为工件加工的中心轴，从而使任意形状的工件都能够使用本夹具；另外，所述四点基准万向切削加工夹具具有三个相互垂直的旋转轴，可以在任意方向上调整工件的加工角度；所述四点基准万向切削加工夹具还采用双气缸辅助夹具夹紧工件，从而使工件稳固，不会脱落，使用安全方便，精度高。

本发明的技术方案如下：一种四点基准万向切削加工夹具，包括安装板，设置在该安装板上，绕垂直该安装板的X轴旋转的X轴旋转机构，设置在X轴旋转机构上，绕垂直X轴的Y轴旋转的Y轴旋转机构，设置在Y轴旋转机构上，绕垂直X轴和Y轴的Z轴旋转的Z轴旋转机构，设置在Z轴旋转机构上的气缸机构，以及设置在所述气缸机构上的夹具机构。

所述夹具机构具有夹持板和设置在该夹持板上的夹持组件；所述夹持组件包括一个定位轴和呈十字对称设置在所述夹持板上的四个夹具；所述夹具包括夹具座以及安装在该夹具座上的夹手，四个所述夹手围城圆环；所述定位轴具有圆锥座和设置在该圆锥座的锥顶一侧的手柄；所述圆锥座插接在四个所述夹手围城的圆环中，所述圆锥形座的锥底一侧和所述手柄的经向直径都大于所述圆环，从而使所述夹具不能从所述夹手中脱落；工件放置在所述夹具板，所述夹具和所述定位轴之间，四个所述夹手对所述工件进行四点基准夹持，所述定位轴的圆锥座的中心轴即为所述工件的加工轴心。

所述气缸机构包括第一气缸组件和第二气缸组件；

所述第一气缸组件包括第一气缸，第一活塞和第一推板，所述第一活塞的活塞杆与第一推板通过第一螺栓连接；所述第一气缸，所述第一活塞及其活塞杆和所述第一螺栓沿其中心轴线都设有第一通孔；

所述第二气缸组件包括第二气缸，第二活塞和第二推板；所述第二活塞的活塞杆与第二推板通过第二螺栓连接；所述第一气缸组件容置于所述第二气缸内；所述第二推板设置在所述第一推板相对所述第一气缸的一侧；所述第二活塞设置在所述第一气缸外部，所述第二活塞的活塞杆依次穿过所述第一气缸，所述第一活塞及其活塞杆和所述第一螺栓沿其中心轴线设置的第一通孔连接所述第二推板；

所述第一气缸组件和所述第二气缸组件通过智能控制系统控制，能够分别推动所述夹具机构，也能够同时做工推动所述夹具机构。

所述夹具机构还具有升降组件，所述升降组件包括设置在所述夹具板下表面间隔设置的四个连接块和四个限位块，所述连接块和所述限位块都呈十字形对称安装；所述连接块具有贯通上下面的第二通孔，其相对二侧面还设有连接孔；相邻所述连接块的连接孔之间设有连接轴，所述连接轴上枢接一升降杆；所述升降杆设置于相邻的两个所述连接块之间，所述升降杆的顶部设有顶球；所述限位块上挖设有限位孔，所述顶球容置于该限位孔中；

所述升降组件还具有对称地设置在第一推板上的两个第一支撑柱和两个第一支撑块，对称地设置在第二推板上的两个第二支撑柱和两个第二支撑块；两个所述第一支撑柱和两个所述第二支撑柱呈十字对称设置，两个所述第一支撑块和两个所述第二支撑块呈十字对称设置；所述第一支撑柱穿过所述第二推板插入所述连接块的第二通孔中；所述升降杆的自由端分别抵接所述第一支撑块和所述第二支撑块。

所述夹具机构还具有升降座，所述升降座为圆筒，圆筒一端与所述第二气缸密封连接，另一端与所述夹具板密封连接，所述升降组件容置于所述升降座中。

所述X轴旋转机构，所述Y轴旋转机构和所述Z轴旋转机构都分别具有伺服电机，转轴和转轴座；所述Y轴旋转机构的伺服电机固定设置在所述X轴旋转机构的转轴座上；所述Z轴旋转机构通过一个气缸座固定设置在所述Y轴旋转机构的转轴座上；所述伺服电机驱动转轴和转轴座绕分别绕X轴，Y轴或Z轴转动，从而带动所述夹具机构在X轴方向，Y轴方向或Z轴方向转动，实现万向可调节。

所述气缸座一侧面固定设置在所述Y轴旋转机构的转轴座上，所述气缸座的另一侧面固定连接所述Z轴旋转机构的转轴座，所述气缸机构沿Z轴方向固定安装在该气缸座上。

本发明的有益效果为：本发明所述四点基准万向切削加工夹具，对工件进行四点基准定位夹持，并设定基准轴线为工件加工的中心轴，可以在任意方向上调整工件的加工角度，使用方便，精度高。

附图说明：

图1为本发明所述四点基准万向切削加工夹具的结构示意图。

图2为本发明所述四点基准万向切削加工夹具的分解结构示意图。

图3为本发明所述四点基准万向切削加工夹具的气缸机构400和夹具机构500组合结构示意图。

图4为本发明所述四点基准万向切削加工夹具的气缸机构400的结构示意图。

图5为本发明所述四点基准万向切削加工夹具的气缸机构400的分解结构示意图。

图6为图3去除第二气缸421和升降座3的结构示意图。

图7为所述夹具机构500和所述第一气缸推板413和第二气缸推板423的组合结构示意图。

图8为所述夹持组件520分解结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，一种四点基准万向切削加工夹具，包括安装板1，设置在该安装板上绕垂直该安装板的X轴旋转的X轴旋转机构100，设置在X轴旋转机构上绕垂直X轴的Y轴旋转的Y轴旋转机构200，设置在Y轴旋转机构上绕垂直X轴和Y轴的Z轴旋转的Z轴旋转机构300，设置在Z轴旋转机构上的气缸机构400，以及设置在所述气缸机构上的夹具机构500。在伺服电机的作用下，X轴旋转机构100，Y轴旋转机构200和Z轴旋转机构300可分别绕其旋转轴旋转，从而从任意角度调整夹装在所述夹具机构500上的工件的加工角度。

所述X轴旋转机构100设置安装在所述安装板1上。所述X轴旋转机构100包括X轴伺服电机110，X转轴120和X转轴座130。所述X转轴120设置安装于所述X转轴座130中。所述X轴伺服电机110连接X转轴120并驱动X转轴120和X转轴座130绕X轴转动，从而实现所述夹具在X轴方向的转动。

所述Y轴旋转机构200固定安装在所述X轴旋转机构100上。所述Y轴旋转机构200包括Y轴伺服电机210，Y转轴220和Y转轴座230。所述Y轴伺服电机210固定设置安装在所述X转轴座130上。所述Y转轴220设置安装于所述Y转轴座230中，且所述Y转轴220与所述X转轴120垂直。所述Y轴伺服电机210连接Y转轴220并驱动Y转轴220和Y转轴座230转动，从而实现所述夹具在Y轴方向的转动。

所述Z轴旋转机构300固定安装在所述Y轴旋转机构200上。所述Z轴旋转机构300包括Z轴伺服电机310，Z转轴320和Z转轴座330。所述Z轴旋转机构300通过一个气缸座2固定设置在所述Y轴转轴座230上。所述气缸座2一侧面固定设置在所述Y轴转轴座230上，所述气缸座2的另一侧面固定连接所述Z轴转轴座330，所述气缸机构400沿Z轴方向固定安装在该气缸座2上。

所述Z转轴320设置安装于所述Z转轴座330中，且所述Z转轴320与所述Y转轴220和所述X转轴120垂直。所述Z轴伺服电机310连接Z转轴320并驱动Z转轴320和Z转轴座330转动，从而实现所述夹具在Z轴方向的转动。

参照图3，图4和图5，所述气缸机构400包括第一气缸组件410和第二气缸组件420。

所述第一气缸组件410包括第一气缸411，第一活塞412和第一推板413。所述第一活塞412容置于第一气缸411内，所述第一活塞412的活塞杆与第一推板413通过第一螺栓连接414。在第一气缸411内的压力推动下，第一活塞412的活塞杆推动所述第一推板413移动。所述第一气缸411，所述第一活塞412及其活塞杆和所述第一螺栓413沿其中心轴线都设有第一通孔。

所述第二气缸组件420包括第二气缸421，第二活塞422和第二推板423。所述第二活塞422容置于第二气缸421内，所述第二活塞422的活塞杆与第二推板423通过第二螺栓424连接。所述第一气缸组件410容置于所述第二气缸422内。所述第二推板423设置在所述第一推板413相对所述第一气缸411的一侧。所述第二活塞422的活塞杆依次穿过所述第一气缸411，所述第一活塞412及其活塞杆和所述第一螺栓413沿其中心轴线设置的第一通孔连接所述第二推板423。

参照图3，图6和图7，所述夹具机构500包括升降组件510，夹持组件520以及升降座3。

所述升降组件510具有夹具板511，所述夹具板511下表面间隔设置有4个连接块512和4个限位块517，四个所述连接块512和四个所述限位块517都呈十字形对称设置。所述连接块512具有贯通上下面的第二通孔5121，其二侧面还设有连接孔5122。相邻所述连接块512的连接孔5122之间设有连接轴5123，所述连接轴5123上枢接一升降杆518。所述升降杆518设置于相邻的两个所述连接块512之间，所述升降杆518的顶部设有顶球5181。所述顶球5181容置于所述限位块517上的限位孔5171中。所述升降组件510还具有对称地设置在第一推板413上的两个第一支撑柱513和两个第一支撑块514，对称地设置在第二推板423上的两个第二支撑柱515和两个第二支撑块516。两个第一支撑柱513和两个第二支撑柱515呈十字对称设置，两个第一支撑块514和两个第二支撑块516呈十字对称设置。所述第一支撑柱513穿过所述第二推板423插入所述连接块512的第二通孔5121中。所述升降杆512的自由端分别抵接所述第一支撑块514和所述第二支撑块516。

所述升降座3为圆筒，其一端与所述第二气缸422密封连接，另一端与所述夹具板511密封连接。所述升降组件510容置于所述升降座3中。

在所述第一气缸组件410做工时，所述第一推板413推动所述第一支撑柱513和所述升降杆512相上移动，所述第一支撑柱513在所述第二通孔5121中向上滑动从而抵持并推动所述夹具板511，所述升降杆512在所述第一支撑块514的推动下，绕所述连接轴5123转动并升高，从而使其顶球5121上升抵持并推动所述夹具板511。所述夹具板511在所述第一支撑柱513和所述升降杆512的推动下相上运动。当所述第一气缸组件410不做工时，所述第一支撑柱513和所述升降杆512在重力的作用下下降，所述夹具板511也下降。

当所述第二气缸组件420做工时，所述第二推板423推动所述第二支撑柱515和所述升降杆512相上移动，所述第二支撑柱515在所述第二通孔5121中向上滑动从而抵持并推动所述夹具板511，所述升降杆512在所述第二支撑块516的推动下，绕所述连接轴5123转动并升高，从而使其顶球5121上升抵持并推动所述夹具板511。所述夹具板511在所述第二支撑柱515和所述升降杆512的推动下相上运动。当所述第二气缸组件420不做工时，所述第二支撑柱515和所述升降杆512在重力的作用下下降，所述夹具板511也下降。

所述第一气缸组件410和所述第二气缸组件420通过智能控制系统控制，所述第一气缸组件410和所述第二气缸组件420既可以分别推动所述夹具机构500，也可以同时做工推动所述夹具机构500，因而，所述第一气缸组件410和所述第二气缸组件420既可以分别独立的控制所述升降组件510上升和下降，也可同时控制所述升降组件510上升和下降。

参照图8，所述夹持组件520设置在所述夹具板511的上表面，包括一个定位轴521和呈十字对称设置的四个夹具522。所述夹具522包括设置在所述夹具板511上表面的夹具座5221，以及安装在所述夹具座5221上的夹手5222。四个所述夹手5222围城圆环。所述定位轴521包括圆锥座5211和设置在圆锥座5211的锥顶一侧的手柄5212。所述圆锥座5211插入四个所述夹手5222围城的圆环中，所述圆锥座5211的锥底一侧和所述手柄5212的经向直径都大于所述圆环，从而使所述定位轴521不能从所述夹手5222中脱落。使用时，所述工件放置在所述夹具板511，所述夹具522和所述定位轴521之间。四个所述夹手5222对工件进行四点基准夹持，所述定位轴521的圆锥座5211的中心轴即为所述工件的加工轴心。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种四点基准万向切削加工夹具，其特征在于，包括安装板，设置在该安装板上，绕垂直该安装板的X轴旋转的X轴旋转机构，设置在X轴旋转机构上，绕垂直X轴的Y轴旋转的Y轴旋转机构，设置在Y轴旋转机构上，绕垂直X轴和Y轴的Z轴旋转的Z轴旋转机构，设置在Z轴旋转机构上的气缸机构，以及设置在所述气缸机构上的夹具机构；所述夹具机构具有夹具板和设置在该夹具板上的夹持组件；所述夹持组件包括一个定位轴和呈十字对称设置在所述夹具板上的四个夹具；所述夹具包括夹具座以及安装在该夹具座上的夹手，四个所述夹手围成圆环；所述定位轴具有圆锥座和设置在该圆锥座的锥顶一侧的手柄；所述圆锥座插接在四个所述夹手围城的圆环中，所述圆锥座的锥底一侧和所述手柄的径向直径都大于所述圆环，从而使所述夹具不能从所述夹手中脱落；工件放置在所述夹具板，所述夹具和所述定位轴之间，四个所述夹手对所述工件进行四点基准夹持，所述定位轴的圆锥座的中心轴即为所述工件的加工轴心。

2.如权利要求1所述的四点基准万向切削加工夹具，其特征在于，所述气缸机构包括第一气缸组件和第二气缸组件；所述第一气缸组件包括第一气缸，第一活塞和第一推板，所述第一活塞的活塞杆与第一推板通过第一螺栓连接；所述第一气缸，所述第一活塞及其活塞杆和所述第一螺栓沿其中心轴线都设有第一通孔；所述第二气缸组件包括第二气缸，第二活塞和第二推板；所述第二活塞的活塞杆与第二推板通过第二螺栓连接；所述第一气缸组件容置于所述第二气缸内；所述第二推板设置在所述第一推板相对所述第一气缸的一侧；所述第二活塞设置在所述第一气缸外部，所述第二活塞的活塞杆依次穿过所述第一气缸，所述第一活塞及其活塞杆和所述第一螺栓沿其中心轴线设置的第一通孔连接所述第二推板；所述第一气缸组件和所述第二气缸组件通过智能控制系统控制，能够分别推动所述夹具机构，也能够同时做功推动所述夹具机构。

3.如权利要求2所述的四点基准万向切削加工夹具，其特征在于，所述夹具机构还具有升降组件，所述升降组件包括设置在所述夹具板下表面间隔设置的四个连接块和四个限位块，所述连接块和所述限位块都呈十字形对称安装；所述连接块具有贯通上下面的第二通孔，其相对二侧面还设有连接孔；相邻所述连接块的连接孔之间设有连接轴，所述连接轴上枢接一升降杆；所述升降杆设置于相邻的两个所述连接块之间，所述升降杆的顶部设有顶球；所述限位块上挖设有限位孔，所述顶球容置于该限位孔中；所述升降组件还具有对称地设置在第一推板上的两个第一支撑柱和两个第一支撑块，对称地设置在第二推板上的两个第二支撑柱和两个第二支撑块；两个所述第一支撑柱和两个所述第二支撑柱呈十字对称设置，两个所述第一支撑块和两个所述第二支撑块呈十字对称设置；所述第一支撑柱穿过所述第二推板插入所述连接块的第二通孔中；所述升降杆的自由端分别抵接所述第一支撑块和所述第二支撑块。

4.如权利要求3所述的四点基准万向切削加工夹具，其特征在于，所述夹具机构还具有升降座，所述升降座为圆筒，圆筒一端与所述第二气缸密封连接，另一端与所述夹具板密封连接，所述升降组件容置于所述升降座中。

5.如权利要求1、3或4所述的四点基准万向切削加工夹具，其特征在于，所述X轴旋转机构、所述Y轴旋转机构和所述Z轴旋转机构都分别具有伺服电机、转轴和转轴座；所述Y轴旋转机构的伺服电机固定设置在所述X轴旋转机构的转轴座上；所述Z轴旋转机构通过一个气缸座固定设置在所述Y轴旋转机构的转轴座上；所述伺服电机驱动转轴和转轴座绕分别绕X轴、Y轴或Z轴转动，从而带动所述夹具机构在X轴方向、Y轴方向或Z轴方向转动，实现万向可调节。

6.如权利要求5所述的四点基准万向切削加工夹具，其特征在于，所述气缸座一侧面固定设置在所述Y轴旋转机构的转轴座上，所述气缸座的另一侧面固定连接所述Z轴旋转机构的转轴座，所述气缸机构沿Z轴方向固定安装在该气缸座上。