一种多工位转盘式精密平口钳的制作方法

1.本发明涉及一种平口钳，尤其涉及一种多工位转盘式精密平口钳。


背景技术：

2.精密平口钳是目前机械加工中应用最为广泛的通用工装夹具，其结构一般包括钳体、定钳口、动钳口、机械或带动力源的夹紧机构。在加工批量中小型工件时，目前机床上所用精密平口钳一般存在如下不足：一是通常一台平口钳只有一个工位，一次只能装夹一个工件，导致机床频繁停机或空载等待，生产效率低下；二是平口钳钳口功能单一，无法实现柔性多功能装夹，即同一台平口钳上无法实现装夹方料、棒料、板料装夹，为了实现多种形状工件的装夹，生产者需要备用多种类平口钳，这势必会增加了工装夹具的采购成和保管成本，而且当工件形状发生变化时，在机床上拆卸和更换平口钳，需要耗费大量的时间和人力，大幅降低了生产效率，提高了生产成本；三是平口钳体积较大，自身占用了较大的机床工作台有效工作面积，即便采用工作台上安装多台平口钳的方式，能够安装的平口钳数量较少，进而可装夹的工件较少，工作效率较低，这在批中小型工件加工时，机床工作台有效面积浪费尤为突出；四是目前市场上的多工位平口钳，钳体多固定于机床工作台，多个装夹工位垂直或平行固定排列于机床工作台，操作者在装夹离自己较远工位时，需要频繁走动或身体移动，增加了操作者的劳动强度，降低工作效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种多工位转盘式精密平口钳，一台该平口钳上可以实现多工位装夹，能够实现就近距离装配，能够实现方料、棒料、板料等不同形状工件装夹；节省空间，提高了机床工作台利用率；降低了劳动强度，提高工作效率。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种多工位转盘式精密平口钳，包括转盘基座、转盘钳体、多组平口钳、多个定位挡板、多个多功能钳口和转盘钳体离合机构；转盘基座中心开有工字型定位孔和与机床的固定机构；转盘钳体通过安装在转盘基座的工字型定位孔内的转盘钳体离合机构可相对旋转可固定地连接在转盘基座上，其中心开有上端部为正多边形定位孔、下端部为圆形安装孔的中心孔，其上端面均布有中心轴线为正多边形定位孔的边中心点和转盘钳体中心点的连线的多条凸字型导向槽；每组平口钳包括定钳口、动钳口、锁紧丝杠、固定块和垫板；定钳口下端部为与转盘钳体上部的正多边形定位孔相匹配的小正棱柱、上端部为与小正棱柱同中心轴且大于小正棱柱的大正棱柱，小正棱柱的各侧面在与转盘钳体凸字型导向槽相同高度位置上开有锁紧丝杠的定位槽，小正棱柱卡接在转盘钳体的正多边形定位孔内；动钳口下端与转盘钳体的凸字型导向槽相匹配，其下端开有与锁紧丝杠相匹配的螺纹孔，其下端置于凸字型导向槽内，与定钳口大正棱柱的其中一个侧面相对应的面为平面；锁紧丝杠水平置于转盘钳体的凸字型导向槽内，其柄部变径光轴可旋转地卡接在开有变径孔的固定块和垫板的光轴孔内，其螺纹连接在动钳口的螺
纹孔内，其顶端光轴可旋转地连接在定钳口的侧面定位槽内；固定块和垫板固定在转盘钳体的侧面上；多功能钳口一侧面为平面，该侧面固定在定钳口的大正棱柱相对应的棱柱面上或定钳口的内端面上，其另一侧面上有与工件的卡接位相匹配的卡接口，定钳口和多功能钳口通过螺钉固定在转盘钳体上端面上，工件被卡接在定钳口与动钳口之间或多功能钳口与动钳口之间或多功能钳口与多功能钳口之间；定位挡板可拆卸地固定在转盘钳体上端面上，其靠近定钳口的一个短边为定位面，该定位面与定钳口和动钳口的两向对面组成工件的三个定位面。
4.进一步优选地，所述转盘钳体离合机构包括定位轴套、功能转换器、中心丝杠、多个钢球、上、下盖板、轴承支撑座、导向销轴、上、下圆锥滚子轴承、碟簧组a ；定位轴套上端部均匀开有多个相同高度并与钢球直径间隙匹配的钢球过孔，其安装在转盘钳体的圆形安装孔内和转盘基座的工字型定位孔上端部内，与圆形安装孔间隙配合，与工字型定位孔过盈配合；功能转换器上端部为小圆台、中部为直径大于小圆台最大直径的圆柱、下端部为最小直径为圆柱直径的大圆台，其中心开有上端部为与中心丝杠的螺纹相匹配的螺纹孔、下端部为光孔的中心孔，两侧开有相对中心对称的导向轴孔；所述定钳口的中心还开有中心丝杠的变径安装光孔，其下端面开有与功能转换器的小圆台相匹配的圆台孔，圆台孔的两侧开有与功能转换器的导向轴孔贯通的导向轴螺纹孔；功能转换器安装在定位轴套内，上端的小圆台探入定钳口的圆台孔内并定心间隙配合，导向销轴上端螺纹固定在定钳口的导向轴螺纹孔内，下端穿在功能转换器的导向轴孔内；各钢球分别位于定位轴套的钢球过孔内，其一端置于功能转换器的大圆台面上，功能转换器上升到最顶端时，钢球分别顶在转盘钳体的圆形安装孔壁上；中心丝杠为变径杆，上端部有一台阶，中部有外螺纹，下端细部为光杆，其穿越定钳口的变径安装光孔，中部螺纹旋拧在功能转换器的螺纹孔内，下端细部穿在具有压力的碟簧组a上且下端穿在轴承支撑座中心孔内；轴承支撑座通过下圆锥滚子轴承安装在转盘基座的工字型定位孔和下盖板的中心孔内，支撑在下圆锥滚子轴承外套下端的下盖板固定在转盘基座的底面上；中心丝杠上端部通过上圆锥滚子轴承安装在定钳口的变径安装光孔内，上端由固定在定钳口上并套在中心丝杠上端部的上盖板压接固定。逆时针旋转中心丝杠，中心丝杠驱动功能转换器下移，直至压紧在轴承支撑座上，钢球内移，转盘钳体与定位轴套脱离，继续旋转中心丝杠，随着中心丝杠扭矩的加大，功能转换器上移，将定钳口顶起，与定钳口固定在一起的转盘钳体连同与转盘钳体固定连接的其它部件在定位轴套导向下提高0.1
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0.3mm，转盘钳体连同与其固定连接的所有部件沿定位轴套旋转，装配多功能钳口和装夹工件，直至所有工位装夹完毕。然后锁紧转盘钳体：先将转盘钳体与转盘基座进行初步定位，然后顺时针旋转中心丝杠，功能转换器与轴承支撑座脱离，转盘钳体在自身重力作用下行与转盘基座贴合，继续用力顺时针旋转中心丝杠，功能转换器与定位轴套钢球过孔内的钢球接触，并推动钢球向外等距离移动，直至钢球与转盘钳体底面中心定位孔内表面接触，此时各钢球对转盘钳体中心孔实现径向定位锁紧，同时各钢球也对功能转换器产生向下的反作用力，此作用力通过中心丝杠、定钳口传递给转盘钳体，使转盘钳体中心与转盘基座贴合并向下锁紧，然后将转盘钳体与转盘基座拧紧固定，下一步可以加工工件。此结构可以使操作者轻松转动转盘钳体，将待装配工位转至离自己近端，装配多功能钳口和装夹工件，直至所有工位装夹完毕，使用非常方便。
5.进一步优选地，所述转盘基座上与机床的固定机构是：转盘基座的底面开有彼此
垂直的两条径向定位槽，两条径向定位槽在台阶定位孔处断开，其侧面开有一圈压接槽。安装在机床上时，只要用安装在其径向定位槽内的定位键与机床工作台上的定位槽配合实现定位，用压板螺钉压在转盘基座侧面压接槽内，就将本发明紧固在机床工作台上，其固定结构简单，容易安装和拆卸。
6.进一步优选地，所述锁紧丝杠顶端光轴处有一挡位，在该挡位与定钳口侧面之间压紧有碟簧组b 。避免锁紧丝杠的窜动，延长各部件的使用寿命，保证工件装夹时和被夹持的稳定性。
7.进一步优选地，所述多功能钳口为v形钳口、角度钳口或台阶钳口；所述v形钳口一侧面为平面，另一侧面上有与工件的卡接位相匹配的v形卡接口；所述角度钳口为一侧面为平面的角形，另一侧面上有与工件的卡接位相匹配的斜面卡接口。如工件为方料，直接采用定钳口和动钳口即可；如工件为中心轴线垂直于工作台的棒料，需在定钳口上装配v形钳口；如工件为中心轴线平行于工作台的棒料，需在定钳口上装配角度钳口；如工件为板料或刀具需要从上至下贯穿工件的加工场合，需在定钳口和动钳口上装配同规格台阶钳口。
8.使用时，先将本发明定位压紧在机床工作台上。再依据工件类型选择多功能钳口类型，如工件为方料，直接采用定钳口和动钳口即可；如工件为中心轴线垂直于工作台的棒料，需在定钳口上装配v形钳口；如工件为中心轴线平行于工作台的棒料，需在定钳口上装配角度钳口；如工件为板料或刀具需要从上至下贯穿工件的加工场合，需在定钳口和动钳口上装配同规格台阶钳口。转动转盘钳体离合机构，使转盘钳体连同与其固定连接的所有部件与转盘基座脱离，并围绕转盘钳体离合机构的中心相对转盘基座旋转，旋转转盘钳体，将待装配工位转至离自己近端，装配多功能钳口后再装夹工件，直至所有工位装夹完毕；反向转动转盘钳体离合机构，使转盘钳体连同与其固定连接的所有部件与转盘基座合在一起并拧紧固定；下一步就可以加工工件。
9.本发明在一台该平口钳上可以实现多工位装夹，可以在一台平口钳上一次进行一种多个工件的加工，也可以在一台平口钳上一次进行多种工件的加工，实现方料、棒料、板料等不同形状工件的装夹；能够实现就近距离装配多功能钳口和装夹工件，节省操作者的劳动强度，提高了装夹效率；本发明结构紧凑，节省空间。总之，本发明在一台该平口钳上可以实现多工位装夹，能够实现就近距离装配，能够实现方料、棒料、板料等不同形状工件装夹；节省空间，提高了机床工作台利用率；降低了劳动强度，提高工作效率。
附图说明
10.图1为本发明的俯视图；图2为图1的aa剖视图；图3为图1的bb旋转剖视图；图4为本发明的仰视图；图5为本发明的左视图；图6为本发明中转盘基座的俯视图；图7为图6的cc剖视图；图8为本发明中转盘钳体的主视图；图9为本发明中转盘钳体的俯视图；
图10为本发明中定钳口的主视图；图11为本发明中定钳口的俯视图；图12为本发明中定钳口的仰视图；图13为本发明中动钳口的主视图；图14为本发明中动钳口的左视图；图15为本发明中功能转换器的主视图；图16为本发明中功能转换器的俯视图；图17为本发明中定位轴套的主视图；图18为本发明中定位轴套的俯视图；图19为本发明中轴承支撑座的主视图；图20为本发明装夹工件后的俯视图；图21为本发明中v形钳口的主视图；图22为本发明中v形钳口的俯视图；图23为本发明中v形钳口和定钳口装配在一起的俯视图；图24为本发明中角度钳口的主视剖视图；图25为本发明中角度钳口的右视图；图26为本发明中角度钳口和定钳口装配在一起的主视剖视图；图27为本发明中台阶钳口的主视剖视图；图28为本发明中台阶钳口的右视图；图29为本发明中角度钳口和定钳口装配在一起的主视剖视图。
具体实施方式
11.下面结合附图和具体实施对本发明做进一步的描述。
12.如图1至图29所示，本实施例为八工位转盘式精密平口钳（也可根据需要设计2、3、4、5、6、7、9和10等多工位），包括转盘基座1、转盘钳体2、8组平口钳、8个定位挡板8、8个多功能钳口和转盘钳体离合机构。转盘基座1中心开有工字型定位孔101和与机床的固定机构。优选地，所述转盘基座2上与机床的固定机构是：转盘基座1的底面开有彼此垂直的两条径向定位槽102和103，两条径向定位槽102和103在台阶定位孔101处断开，其侧面开有一圈压接槽105；转盘基座1的上端面边缘还均匀开有多个角向定位槽104。转盘钳体2通过安装在转盘基座1的工字型定位孔101内的转盘钳体离合机构可相对旋转可固定地连接在转盘基座1上，其中心开有上端部为正八多边形定位孔201、下端部为圆形安装孔203的中心孔，其上端面均布有中心轴线为正八边形定位孔的边中心点和转盘钳体中心点的连线的8条凸字型导向槽202，其边缘还开有与角向定位槽104贯穿并匹配的角向定位孔204。转盘钳体2与转盘基座1由角向定位槽104和角向定位孔204通过角向定位螺钉22固定在一起。每组平口钳包括定钳口8、动钳口6、锁紧丝杠4、固定块3和垫板5。定钳口8下端部为与转盘钳体2上部的正八边形定位孔201相匹配的小正八棱柱801、上端部为与小正八棱柱801同中心轴且大于小八正棱柱801的大正八棱柱802，小正八棱柱801的各侧面在与转盘钳体2凸字型导向槽202相同高度位置上开有锁紧丝杠的定位槽803，小正八棱柱801卡接在转盘钳体的正八边形定位孔201内。动钳口6下端与转盘钳体2的凸字型导向槽202相匹配，其下端开有与锁紧
丝杠4相匹配的螺纹孔，其下端置于凸字型导向槽202内，与定钳口8大正八棱柱802的其中一个侧面相对应的面为平面；锁紧丝杠4水平置于转盘钳体2的凸字型导向槽202内，其柄部变径光轴可旋转地卡接在开有变径孔的固定块和垫板的光轴孔内，其螺纹连接在动钳口6的螺纹孔内，其顶端光轴可旋转地连接在定钳口8的侧面定位槽803内；固定块3和垫板5固定在转盘钳体2的侧面上。优选地，所述锁紧丝杠4顶端光轴处有一挡位，在该挡位与定钳口8侧面之间压紧有碟簧组b 7。多功能钳口一侧面为平面，该侧面固定在定钳口8的大正八棱柱802相对应的棱柱面上或定钳口6的内端面上，其另一侧面上有与工件的卡接位相匹配的卡接口，定钳口8和多功能钳口通过螺钉固定在转盘钳体2上端面上，工件被卡接在定钳口8与动钳口6之间或多功能钳口与动钳口6之间或多功能钳口与多功能钳口之间。优选地，所述多功能钳口为v形钳口29、角度钳口30或台阶钳口31；所述v形钳口一侧面为平面，另一侧面上有与工件的卡接位相匹配的v形卡接口292，291为固定孔；所述角度钳口30为一侧面为平面的角形，另一侧面上有与工件的卡接位相匹配的斜面卡接口302，301为固定孔。如工件为方料35，直接采用定钳口8和动钳口6即可；如工件为中心轴线垂直于工作台的棒料33，需在定钳口8上装配v形钳口29；如工件为中心轴线平行于工作台的棒料34，需在定钳口8上装配角度钳口30；如工件为板料32或刀具需要从上至下贯穿工件的加工场合，需在定钳口8和动钳口上装配同规格台阶钳口31；311为固定孔，312为台阶。优选地，所述转盘钳体离合机构包括定位轴套16、功能转换器13、中心丝杠12、多个钢球15、上、下盖板9、17、轴承支撑座20、导向销轴14、上、下圆锥滚子轴承11、19、碟簧组a 21；定位轴套16上端部均匀开有8个相同高度并与钢球15直径间隙匹配的钢球过孔161，其安装在转盘钳体2的圆形安装孔203内和转盘基座1的工字型定位孔101上端部内，与圆形安装孔203间隙配合，与工字型定位孔101过盈配合；功能转换器13上端部为小圆台131、中部为直径大于小圆台最大直径的圆柱132、下端部为最小直径为圆柱直径的大圆台133，其中心开有上端部为与中心丝杠12的螺纹相匹配的螺纹孔134、下端部为光孔的中心孔，两侧开有相对中心对称的两个（也可是三个）导向轴孔135；所述定钳口8的中心还开有中心丝杠12的变径安装光孔804，其下端面开有与功能转换器13的小圆台131相匹配的圆台孔806，圆台孔806的两侧开有与功能转换器13的导向轴孔135贯通的导向轴螺纹孔805；功能转换器13安装在定位轴套16内，上端的小圆台131探入定钳口8的圆台孔806内并定心间隙配合，导向销轴14上端螺纹固定在定钳口8的导向轴螺纹孔805内，下端穿在功能转换器13的导向轴孔135内；各钢球15分别位于定位轴套16的钢球过孔161内，其一端置于功能转换器13的大圆台133面上，功能转换器13上升到最顶端时，钢球15分别顶在转盘钳体2的圆形安装孔203壁上；中心丝杠12为变径杆，上端部有一台阶，中部有外螺纹，下端细部为光杆，其穿越定钳口8的变径安装光孔804，中部螺纹旋拧在功能转换器13的螺纹孔134内，下端细部穿在具有压力的碟簧组a 21上且下端穿在轴承支撑座20中心孔201内；轴承支撑座20通过下圆锥滚子轴承19安装在转盘基座1的工字型定位孔101和下盖板17的中心孔内，支撑在下圆锥滚子轴承19外套下端的下盖板17固定在转盘基座1的底面上；中心丝杠12上端部通过上圆锥滚子轴承11安装在定钳口8的变径安装光孔804内，上端由固定在定钳口8上并套在中心丝杠12上端部的上盖板9压接固定。定位挡板28由两定位销25、26和锁定螺钉27可拆卸地固定在转盘钳体2上端面上，其靠近定钳口8的一个短边为定位面281，该定位面281与定钳口8和动钳口6的两向对面组成工件的三个定位面。10、18、23和24都是固定螺钉。
13.当然，本发明还有其它多种实施例，在不违背本发明精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于等同技术的改进，属于本发明权利要求的保护范围。