适于夹持鼓包工件的夹持器及机械加工设备的制作方法

1.本发明涉及一种夹持器具，特别涉及一种适于夹持鼓包工件的夹持器。本发明还涉及一种安装有所述夹持器的机械加工设备。


背景技术：

2.在进行切割、冲孔等机械加工前，都需要通过定位装置对工件进行定位。针对不同结构特点的工件需要配置不同的定位装置，例如专利 cn201922493198.2中公开的一种塑料卷芯倒角用定位装置，包括：夹紧装置及定位组件，所述夹紧装置包括基台、位于所述基台上方的橡胶块及用于驱动所述橡胶块升降移动的气缸。所述基台上设置有v型槽和位于所述v型槽下方的方形通槽。所述定位组件包括能够在所述方形通槽内滑动的方形管、安装于所述方形管上的定位柱以及对所述方形管进行锁紧定位的锁紧螺钉。加工过程中，先推动放置于所述v型槽上的塑料卷芯抵接到所述定位柱上进行轴向定位，之后通过所述气缸驱动所述橡胶块下压夹紧塑料卷芯，最后旋松所述锁紧螺钉，取下所述定位柱和方形管后再切割塑料卷芯。切割的过程中，工件主要依靠自身与所述橡胶块、v型槽之间的摩擦阻力进行轴向定位，所述橡胶块、v型槽之间的上下夹紧力越大摩擦阻力则越大，工件的轴向定位越稳定，但是如果上下夹紧力过大会导致薄壁结构的工件收缩变形，而上下夹紧力不足又会导致工件轴向定位不稳定。另外，鼓包工件是异形工件，包括轴向前后延伸的主轴和径向凸出于所述主轴的外周壁之上的鼓包，其中，所述鼓包的形状可以是多样的，例如呈环形、半环形。使用所述定位装置定位鼓包工件时需要将鼓包悬空于所述v型槽之外，如上下夹持力不足，容易导致鼓包工件的端部上翘而破坏加工精度。


技术实现要素：

3.根据上述分析，专利 cn201922493198.2中公开的定位装置已不适用于夹持定位鼓包工件，需另行设置合适的定位夹持机构。如何在降低夹紧力对鼓包工件损坏程度的基础上，稳定地夹持定位鼓包工件是本发明的发明目的之一。
4.鉴于此，本发明提出适于夹持鼓包工件的夹持器，所述夹持器包括能够上下对接的上夹座和下夹座，所述上夹座与下夹座用于当所述上夹座和下夹座上下对接时形成对所述鼓包工件在上、下方向上的夹持定位；其特征在于，在所述下夹座的夹持工作面上设置有下凹型避让空间，所述下凹型避让空间用于接纳鼓包工件的鼓包并利用位于所述下凹型避让空间前后两边的夹持工作面对所述鼓包工件形成前后对称的支撑；在所述下夹座上还设置有前定位壁和后移动臂，所述前定位壁、后移动臂分置在所述下凹型避让空间的前后两侧，而且至少所述后移动臂的顶端部能够相对于所述前定位壁前后移动，所述前定位壁用于在前方定位鼓包工件，所述后移动臂用于当鼓包工件被夹持在所述上夹座和下夹座之间前至少能够利用所述后移动臂的顶端部在前后方向上顶压住鼓包工件的鼓包进而与所述前定位壁配合夹持住鼓包工件。
5.其中，所述上夹座和下夹座为能够相对升降移动的座体，当它们上下对接一起时
能够从上下方向夹持鼓包工件，而当它们分离后，可以解除对鼓包工件的上下夹紧定位作用。
6.其中，所述下凹型避让空间是朝所述下夹座的夹持工作面的下方延伸的容纳空间，其前后两边都设置有夹持工作面。在其中的一种应用中，在所述下夹座的夹持工作面上设置凹坑，所述凹坑具有左右侧壁和底壁，所述凹坑的坑内腔形成所述下凹型避让空间；又或者所述下夹座的夹持工作面上设置窗口部，所述窗口部所界定的上下贯通空间形成所述下凹型避让空间。如果鼓包工件的鼓包前后都延伸有主轴，这样当鼓包工件放置到所述下夹座的夹持工作面上并让鼓包沉入所述下凹型避让空间后，位于鼓包前后的主轴将分别搁置到所述下凹型避让空间的前后两边的夹持工作面上，此时鼓包工件得到平稳的承托。
7.其中，所述前定位壁、后移动臂分置在所述下凹型避让空间的前后两侧，上述特征定义了所述后移动臂位于所述前定位壁的后方，在没有夹持鼓包工件的情况下，所述后移动臂处于自然状态，从上往下看，所述后移动臂的顶端部有可能已经进入或没有进入到所述下凹型避让空间内，具体根据鼓包工件的鼓包结构以及所需配置的前后夹紧力大小适配设置。
8.其中，至少所述后移动臂的顶端部能够相对于所述前定位壁前后移动，上述特征隐含了可行的技术方案包括有：仅仅是所述后移动臂的顶端部相对于所述前定位壁前后移动，而所述后移动臂的尾端部不相对于所述前定位壁前后移动，例如所述后移动臂的尾端部铰接于所述下夹座上而只能定点转动的情形；又或者所述后移动臂整体相对所述前定位壁前后移动，例如所述后移动臂前后滑动设置在所述下夹座上的情形。当然还可以是其他的技术方案，不再一一列举。
9.其中，在所述后移动臂至少利用所述后移动臂的顶端部与所述前定位壁配合夹持住鼓包工件，从而对鼓包工件形成前后夹紧定位的过程中，鼓包或位于鼓包前面的其他特征体将顶靠于所述前定位壁上，前后方向的夹持力将作用于鼓包上，在鼓包上形成后方夹持着力点。
10.与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：第一，由于所述夹持器不仅能够通过所述上、下夹座对鼓包工件形成上下夹持定位，还能够通过所述前定位壁和后移动臂对鼓包工件形成前后夹持定位，即所述夹持器能够对鼓包工件从两个不同的方向进行双重定位夹紧，这样提高了所述夹持器对鼓包工件的定位精度，并且不需要为了阻止鼓包工件前后移动而加大上下夹紧力，从而可以减少对鼓包工件的损坏。第二，由于所述下凹型避让空间的前后两边的夹持工作面能够对所述鼓包工件形成前后对称的支撑，这样所述夹持器能够为鼓包工件提供平稳的承托，减少加工过程中鼓包工件的上下翘动。第三，由于利用鼓包工件的鼓包形成后方夹持着力点，即不需要利用鼓包工件上的延伸到鼓包后方的特征体作为后方夹持着力点，如此所述夹持器的应用不受鼓包工件的总长度限制，适用范围广。
11.下面针对本发明提出的所述夹持器作多方面的改进，下面的各改进方案可单独或混合应用于一实施例中。
12.进一步的技术方案还可以是，设置有一对所述后移动臂，一对所述后移动臂左右间隔布置。如此，一对所述后移动臂能够从鼓包工件的左右两侧顶压住鼓包工件的鼓包，进一步提高前后夹紧力的稳定性。
13.进一步的技术方案还可以是，从上往下看，所述下夹座的夹持工作面延伸到所述
后移动臂的后方。这样，增大了所述下夹座对鼓包工件的支撑面积，使鼓包工件定位更加稳定。
14.进一步的技术方案还可以是，所述下夹座的夹持工作面包括一对分别具有前后延伸长度并左右分置的夹持壁面，从后往前看，一对所述夹持壁面相对倾斜布置并界定了呈上大下小喇叭状的工件定位空间，一对所述夹持壁面能够协同承托一个鼓包工件并限定鼓包工件的中心轴线的位置；所述下凹型避让空间至少设置在一对所述夹持壁面上。其中，所述下凹型避让空间可以部分或整体设置在一对所述夹持壁面上。
15.进一步的技术方案还可以是，在所述下夹座的后侧壁上设置有缺口，所述缺口连通所述工件定位空间。这样，被夹持于所述夹持器上的鼓包件的非鼓包部分可以利用所述缺口延伸出所述夹持器从而便于后工序加工。
16.进一步的技术方案还可以是，所述前定位壁可前后调整位置。这样便于调整所述前定位壁与所述后移动臂之间的前后夹持空间的大小，从而可以适配于多种尺寸规格的鼓包工件，扩展所述夹持器的适用范围。但确定所述前定位壁的前后位置后，在前后夹持定位鼓包工件的过程中，所述前定位壁不移动。
17.进一步的技术方案还可以是，所述下夹座上还安装有臂安装座，所述后移动臂的尾端部通过轴体铰接于所述臂安装座上；还包括有作用于所述后移动臂上的驱动器，所述驱动器用于向所述后移动臂的顶端部提供向前顶压的力矩从而能够顶压住鼓包工件的鼓包；还包括限位器，所述限位器布置在所述后移动臂的顶端部与所述臂安装座之间，所述限位器用于限制所述后移动臂绕所述轴体向后摆动的幅度。其中，所述驱动器可以为气缸、电机、弹簧等，而所述限位器可以为螺栓、软性连接带等。
18.进一步的技术方案还可以是，所述限位器为螺栓，所述驱动器为压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在所述螺栓上。这样，可以利用所述螺栓自身具有的连接功能便捷地实现所述后移动臂的顶端部与所述臂安装座之间的连接，还可以利用所述螺栓便捷地定位所述压缩弹簧，简化所述压缩弹簧的定位结构。在其中一种应用中，在所述臂安装座上设置有光孔，所述螺栓的螺杆穿过所述光孔与所述后移动臂的顶端部螺纹连接，又或者在所述后移动臂的顶端部上设置有光孔，所述螺栓的螺杆穿过所述光孔与所述臂安装座螺纹连接，如此当所述后移动臂的顶端部前后摆动时，所述螺栓的螺杆在所述光孔内前后移动，并限制所述后移动臂绕所述轴体向后摆动的幅度。
19.进一步的技术方案还可以是，所述臂安装座可前后调整位置从而调整所述后移动臂在前后方向上的位置。这样便于调整所述前定位壁与所述后移动臂之间的前后夹持空间的大小，从而可以适配于多种尺寸规格的鼓包工件，扩展所述夹持器的适用范围。
20.另外，本发明还提出一种安装有所述夹持器的机械加工设备，还包括有用于驱动所述夹持器动作的夹持驱动器，所述夹持驱动器包括有上安装臂、下安装臂以及动力装置，所述上夹座安装于所述上安装臂上，所述下夹座安装于所述下安装臂上，所述动力装置能够通过所述上安装臂、下安装臂驱动所述上夹座和下夹座上下对接或分离。
21.由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到适于夹持鼓包工件的夹持器及机械加工设备中。
附图说明
22.图1是鼓包工件的立体结构示意图，所述鼓包工件属于适用于本发明夹持器的其中一种；
23.图2是应用本发明技术方案的夹持器的立体结构示意图；
24.图3是下夹总成的立体结构示意图；
25.图4是所述下夹总成的俯视（从上往下看）结构示意图；
26.图5是所述下夹总成的主视（从后往前看）结构示意图；
27.图6是图5中的a
‑
a方向的剖视结构示意图；
28.图7是所述下夹总成的分解结构示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图对应用本发明技术方案的适于夹持鼓包工件的夹持器及机械加工设备的结构作进一步的说明。
30.如图1所示为鼓包工件1的立体结构示意图，所述鼓包工件1包括有前后延伸的主轴10以及径向凸出于所述主轴10外周边的鼓包11，其中所述主轴10包括分别延伸到所述鼓包11前、后方的前主轴101和后主轴102。为了便于切割所述主轴10的尾部，需要预先对所述鼓包工件1进行夹紧定位，鉴于此本发明提出一种适于夹持鼓包工件的夹持器200，所述夹持器200适用于夹持多种类型的鼓包工件，为了便于论述，以所述鼓包工件1为夹持对象，对所述夹持器200的结构作详细说明。
31.如图2～图7所示，所述夹持器200包括有上下分置的上夹座2和安装基座21，在所述安装基座21上安装有4个下夹总成300，如此一个所述夹持器200可以同时夹持四个鼓包工件。所述下夹总成300包括有下夹座3，所述上夹座2与下夹座3用于当所述上夹座2和下夹座3上下对接时形成对所述鼓包工件1在上、下方向上的夹持定位。在所述下夹座3的夹持工作面31上设置有呈通孔状的下凹型避让空间32（当然在其他实施方式中，所述下凹型避让空间32也可以呈盲孔状），所述下凹型避让空间32用于接纳所述鼓包工件1的鼓包11并利用所述下凹型避让空间32前后两边的前夹持工作面31a和后夹持工作面31b为所述鼓包工件1形成前后对称的支撑。这样，当所述鼓包工件1放置到所述下夹座3的夹持工作面31上并让所述鼓包11部分地沉入到所述下凹型避让空间32内后，所述前主轴101和后主轴102将分别搁置到所述下凹型避让空间32的前夹持工作面31a和后夹持工作面31b上，此时所述鼓包工件1得到平稳的承托。
32.在所述下夹座3上还设置有前定位壁5和后移动臂4，所述前定位壁5、后移动臂4分置在所述下凹型避让空间32的前后两侧，所述前定位壁5用于在前方定位鼓包工件1。所述前定位壁5与所述下夹座3之间为分体结构，所述前定位壁5上设置有前后延伸的长条孔51，紧固件穿过所述长条孔51可将所述前定位壁5安装到所述下夹座3上。拧松紧固件即可调整所述前定位壁5的前后位置。这样便于调整所述前定位壁5与所述后移动臂4之间的前后夹持空间的大小，使所述夹持器200适配于多种尺寸规格的鼓包工件，扩展所述夹持器200的适用范围。但确定所述前定位壁5的前后位置后，在前后夹持定位所述鼓包工件1的过程中，所述前定位壁5不移动。当然在其他的实施方式中还可以是，所述前定位壁5与所述下夹座3一体成型而不能调整位置。
33.所述下夹座3上设置有左右分置的左侧夹臂总成400a和右侧夹臂总成400。它们具有对称的结构，下面以所述右侧夹臂总成400为例作介绍。所述右侧夹臂总成400包括有臂安装座41和后移动臂4。所述臂安装座41安装于所述下夹座3上，所述后移动臂4的尾端部通过轴体43铰接于所述臂安装座41上。还包括有作用于所述后移动臂4上的驱动器45，所述驱动器45用于向所述后移动臂4的顶端部40提供向前顶压的力矩从而能够顶压住所述鼓包工件1的鼓包11；还包括限位器42，所述限位器42布置在所述后移动臂4的顶端部40与所述臂安装座41之间，所述限位器42用于限制所述后移动臂4绕所述轴体43向后摆动的幅度。在本实施方式中，所述限位器42为螺杆42，所述驱动器45为压缩弹簧45。在所述臂安装座41上设置有光孔410，在所述后移动臂4上设置有螺纹孔，所述螺栓42的螺杆421穿过所述光孔410后与所述后移动臂4上的螺纹孔螺纹连接。在所述螺栓42的螺杆421上还设置有一对前后分置的第一平垫圈44和第二平垫圈44a，所述压缩弹簧45套设在所述螺栓42上并位于所述第一平垫圈44和第二平垫圈44a之间。所述压缩弹簧45的首端通过所述第一平垫圈44顶压所述螺栓42的帽头422，所述压缩弹簧45的尾端通过所述第二平垫圈44a顶压所述臂安装座41。所述后移动臂4能够绕所述轴体43前后摆动，这样，所述后移动臂4的顶端部40能够相对于所述前定位壁5前后移动。所述后移动臂4用于当鼓包工件1被夹持在所述上夹座2和下夹座3之间前能够利用所述后移动臂4的顶端部40在前后方向上顶压住鼓包工件1的鼓包11进而与所述前定位壁5配合夹持住所述鼓包工件1。在没有夹持鼓包工件的情况下，所述后移动臂4处于自然状态，从上往下看，所述后移动臂4的顶端部40已经进入所述下凹型避让空间32内，当然所述后移动臂4的顶端部40也可以位于所述下凹型避让空间32之外，具体根据鼓包工件的鼓包结构以及所需配置的前后夹紧力大小适配设置。在其它的实施方式中还可以是，所述压缩弹簧45不穿套在所述螺栓42上，但顶压于所述臂安装座41与所述后移动臂4之间；又或者，所述驱动器为气缸、电机等能够向所述后移动臂4的顶端部40提供向前顶压的力矩的装置，而所述限位器可以为软性连接带等布置在所述后移动臂4的顶端部40与所述臂安装座41之间而又不阻碍所述后移动臂4的顶端部40向前顶压住所述鼓包工件1的鼓包11的装置；又或者，所述后移动臂4不采用上述摆动结构，而采用整体滑动设置在所述后移动臂4上的结构，这样，所述后移动臂4能够整体相对于所述前定位壁5前后移动，除此之外，所述后移动臂4还可以采用其它的连接结构，只要实现至少所述后移动臂4的顶端部40能够相对于所述前定位壁5前后移动即可。进一步的，所述臂安装座41可前后调整位置从而调整所述后移动臂4在前后方向上的位置。另外，根据上述技术方案，所述左侧夹臂总成400a的后移动臂4a和右侧夹臂总成400的后移动臂4是左右间隔布置的。如此，能够从所述鼓包工件1的左右两侧顶压住所述鼓包11，进一步提高前后夹紧力的稳定性。
34.与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：第一，由于所述夹持器200不仅能够通过所述上夹座2和下夹座3对所述鼓包工件1形成上下夹持定位，还能够通过所述前定位壁5和后移动臂4对所述鼓包工件1形成前后夹持定位，即所述夹持器200能够对所述鼓包工件1从两个不同的方向进行双重定位夹紧，这样提高了所述夹持器200对所述鼓包工件1的定位精度，并且不需要为了阻止所述鼓包工件1前后移动而加大上下夹紧力，从而可以减少夹持过程中对所述鼓包工件1的损坏。第二，由于所述下凹型避让空间32的前后两边的前夹持工作面31a和后夹持工作面31b对所述鼓包工件1形成前后对称的支撑，这样所述夹持器200能够为所述鼓包工件1提供平稳的承托，减少加工过程中所述鼓包工件1的上下翘动。
第三，由于利用所述鼓包工件1的鼓包11形成后方夹持着力点，即不需要利用所述鼓包工件1上的延伸到所述鼓包11后方的特征体作为后方夹持着力点，如此所述夹持器200的应用不受所述鼓包工件1的总长度限制，适用范围广。
35.从上往下看（所得视图为图4），所述下夹座3的夹持工作面31延伸到所述后移动臂4的后方。这样，增大了所述下夹座3对所述鼓包工件1的支撑面积，使所述鼓包工件1定位更加稳定。所述下夹座3的夹持工作面31包括一对分别具有前后延伸长度并左右分置的左夹持壁面311和右夹持壁面312，以及连接于所述左夹持壁面311和右夹持壁面312之间底夹持壁面313。从后往前看（所得视图为图5），所述左夹持壁面311和右夹持壁面312相对倾斜布置并界定了呈上大下小喇叭状的工件定位空间33，所述左夹持壁面311和右夹持壁面312能够协同承托一个所述鼓包工件1并限定所述鼓包工件1的中心轴线的位置。所述下凹型避让空间32设置在所述左夹持壁面311、右夹持壁面312和底夹持壁面313上。当然在其他的实施方式中，可省略所述底夹持壁面313，而让所述左夹持壁面311、右夹持壁面312直接连接一起，此时所述下凹型避让空间32设置在所述左夹持壁面311、右夹持壁面312上。进一步的，在所述下夹座3的后侧壁上设置有缺口34，所述缺口34连通所述工件定位空间33。如此，能够让所述鼓包工件1的后主轴102即非鼓包部分穿过所述缺口34延伸出所述夹持器200从而便于后工序加工。
36.另外，本发明还提出一种安装有所述夹持器200的机械加工设备（图中未显示），还包括有用于驱动所述夹持器200动作的夹持驱动器，所述夹持驱动器包括有上安装臂、下安装臂以及动力装置，所述上夹座2安装于所述上安装臂上，所述下夹座3安装于所述下安装臂上，所述动力装置能够通过所述上安装臂、下安装臂驱动所述上夹座2和下夹座3上下对接或分离。工作过程如下：所述动力装置先通过所述上安装臂驱动所述上夹座2向上移动离开所述下夹座3；然后把所述鼓包工件1放置于所述下夹座3的夹持工作面31上，让所述前定位壁5与所述后移动臂4a的顶端部40a、后移动臂4的顶端部40前后夹持所述鼓包工件1；最后，所述动力装置通过所述上安装臂驱动所述上夹座2向下移动与所述下夹座3对接上下夹持所述鼓包工件1。