工件夹紧装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械自动化技术领域，特别涉及一种工件夹紧装置。


背景技术：

2.在机械加工过程中，常需要对表面为曲面且呈环状的工件进行定位及夹紧。该类工件的外缘无定位基准，且自身柔软易变形。采用常规的夹具对上述工件进行夹紧定位时，夹紧力过小则固定不牢，工件易脱落；但当夹紧力过大时，又可能会导致上述工件变形。由此可见，针对上述工件的夹紧定位操作极为不便。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提供一种方便对表面为曲面且呈环状的工件进行夹紧定位的工件夹紧装置。
4.一种工件夹紧装置，包括：
5.用于承载工件的载具，所述载具具有突出于所述载具的承载面的抵持结构；
6.第一夹紧组件，包括第一抵持件，所述第一抵持件能够弹性抵持承载于所述载具的所述工件，并将所述工件抵压于所述抵持结构；及
7.第二夹紧组件，包括第二抵持件，所述第二抵持件能够沿承载于所述载具的所述工件的轴向弹性抵持所述工件，并将所述工件抵压于所述载具的承载面。
8.在其中一个实施例中，所述第一夹紧组件包括：
9.第一底座；
10.连接座，可滑动地安装于所述第一底座，所述第一抵持件安装于所述连接座上；
11.第一弹性件，对所述连接座提供弹性力，以使所述第一抵持件与所述工件弹性抵持。
12.在其中一个实施例中，所述第一夹紧组件还包括支座，所述支座安装于所述第一底座，所述第一弹性件夹持于所述连接座与所述支座之间，且所述支座与所述连接座之间的距离可调。
13.在其中一个实施例中，所述第一夹紧组件还包括固定于所述第一底座的弹簧调节座，所述支座安装于所述弹簧调节座且相对于所述弹簧调节座在所述第一弹性件(240)弹性力的方向上位置可调。
14.在其中一个实施例中，所述第二夹紧组件包括：
15.第二底座；
16.滑块座，沿与所述工件的轴向垂直的方向可滑动地安装于所述第二底座；
17.安装座，安装于所述滑块座，并能够相对于所述滑块座沿所述工件的轴向升降，所述第二抵持件安装于所述安装座；
18.第二弹性件，对所述安装座提供弹性力，以使所述第二抵持件与所述工件弹性抵持。
19.在其中一个实施例中，所述安装座包括固定座及安装于所述固定座的移动座，所述固定座安装于所述滑块座并能够沿所述工件的轴向升降，所述移动座沿所述工件的轴向在所述固定座的位置可调。
20.在其中一个实施例中，所述安装座上开设有沿所述工件的轴向延伸的凹槽，所述固定座上安装有导向辊，所述导向辊可滚动地设置于所述凹槽。
21.在其中一个实施例中，所述第二夹紧组件还包括：
22.轨迹座，固定于所述第二底座，所述轨迹座上设置有导向结构；
23.滚轮，安装于所述安装座，并在所述第二弹性件的作用下与所述导向结构滚动配合，所述滑块座沿垂直于所述工件的轴向的方向滑动，能够带动所述滚轮沿所述导向结构滚动，以驱动所述安装座沿所述工件的轴向升降。
24.在其中一个实施例中，还包括底板、旋转驱动机构及固定于所述旋转驱动机构的驱动端的旋转板，所述旋转驱动机构的驱动端能够绕所述工件的轴向旋转，所述载具、所述第一夹紧组件及所述第二夹紧组件均安装于所述旋转板的表面。
25.在其中一个实施例中，还包括固定于所述底板的打开驱动件，所述打开驱动件的驱动端设置有拉钩，所述第一夹紧组件及所述第二夹紧组件分别设置有第一连接块及第二连接块，所述旋转板能够旋转至使所述第一连接块及所述第二连接块与所述拉钩对接，所述打开驱动件能够通过所述第一连接块及所述第二连接块分别带动所述第一抵持件及所述第二抵持件远离所述工件。
26.上述工件夹紧装置，在对工件进行夹紧定位时，先将工件放置于载具的承载面。第一夹紧组件动作，使第一抵持件将工件弹性抵压于抵持结构，从而对工件实现侧向的夹紧及定位。接着，第二夹紧组件动作，使第二抵持件将工件弹性抵压于载具的承载面，从而对工件实现轴向的夹紧及定位。而且，第一抵持件及第二压持件分别沿侧向及轴向进行定位，且与工件弹性抵接，故无需施加太大的压紧力即可使工件在载具上保持位置的稳定，故在夹紧定位过程中也不易造成工件变形。由此可见，上述工件夹紧装置极大的方便了对表面为曲面且呈环状的工件进行夹紧定位。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型较佳实施例中工件夹紧装置主视图；
29.图2为图1所示工件夹紧装置的俯视图；
30.图3为图1所示工件夹紧装置中载具的俯视图；
31.图4为图3所示载具的主视图；
32.图5为图1所示工件夹紧装置中第一夹紧组件的主视图；
33.图6为图5所示第一夹紧组件的左侧视图；
34.图7为图5所示第一夹紧组件的俯视图；
35.图8为图1所示工件夹紧装置中第二夹紧组件的主视图；
36.图9为图8所示第二夹紧组件的左侧视图；
37.图10为图8所示第二夹紧组件的俯视图；
38.图11为本实用新型一个实施例中工件的主视图；
39.图12为图11所示工件的俯视图。
具体实施方式
40.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
41.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”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。在本实用新型的描述中，“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。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
46.请参阅图1及图2，本实用新型提供了一种工件夹紧装置10，工件夹紧装置10用于夹紧如图11及图12所示的工件20。工件20的上表面为曲面且呈环状，其底面一般为平面。其中，工件夹紧装置10包括载具100、第一夹紧组件200及第二夹紧组件300。
47.载具100用于承载工件20，且载具100具有突出于载具100的承载面的抵持结构110。抵持结构110可以是突出的柱状、块状或板状结构，能够沿工件20的侧向与工件20相抵持。抵持结构110一般设置有至少两个，并沿载具100的周向间隔设置。因此，在沿侧向抵持工件20时，载具100与工件20之间的支撑点也为至少两个，有利于使工件20在侧向上保持稳定。
48.请一并参阅图3及图4，载具100上设置有多个凸块120，多个凸块120的上表面共同构成载具100的承载面。而且，抵持结构110则是形成于凸块120的上的限位台阶。限位台阶与工件的接触面积较大，抵持效果更佳。
49.请一并参阅图5，第一夹紧组件200包括第一抵持件210，第一抵持件210能够将工件20弹性抵持于抵持结构110。如此，第一夹紧组件200便能够对工件20实现侧向的夹紧及定位。具体在本实施例中，第一抵持件210包括至少两个推杆211，推杆211沿工件20的轴向延伸。推杆211的高度较大，与工件20的接触面积较大，从而能够避免第一抵持件210与工件20接触后，工件20因沿轴向起伏而与第一抵持件210分离，提升抵持的可靠性。
50.请一并参阅图6及图7，在本实施例中，第一夹紧组件200还包括第一底座220、连接座230及第一弹性件240。
51.第一底座220对第一夹紧组件200起支撑作用。连接座230可滑动地安装于第一底座220，第一抵持件210安装于连接座230上。第一底座220上设置有线轨，连接座230通过滑块与线轨配合进行安装。连接座230可以是一体成型的结构，也可由多个结构共同构成，本实施例中的连接座230包括滑动设置于第一底座220的支撑座(图未标)、固定于支撑座上表面的安装座(图未标)及固定于安装座上表面的推杆安装座(图未标)，推杆211固定于则固定于推杆安装座的上表面。
52.具体的，连接座230沿工件20的径向滑动设置于第一底座220。连接座230沿工件20的径向朝向工件20滑动时，可带动第一抵持件210沿径向抵持工件20；而连接座230背向工件20滑动时，可带动第一抵持件210沿径向远离工件20，第一夹紧组件200打开，以便于将工件20放入载具100或从载具100中取出。
53.第一弹性件240可以是弹簧、拉簧以及弹片等结构。第一弹性件240对连接座230提供弹性力，以使第一抵持件210与工件20弹性抵持。也就是说，第一抵持件210沿径向抵持工件20时，其与工件20的侧面为弹性接触。如此，在第一抵持件210对工件20施加较小压紧力的前提下，也能够使第一抵持件210与工件20始终保持较好的接触，从而提升抵持的可靠性。
54.其中，通过对第一弹性件240的弹性力进行调节，还可对第一抵持件210作用于工件20的抵持力进行调节，从而根据工件20的类型调节夹紧力，以防止对工件20夹紧不牢或因夹紧力过大而导致工件20变形。
55.进一步的，在本实施例中，第一夹紧组件200还包括支座250，支座250安装于第一底座220，第一弹性件240夹持于连接座230与支座250之间，且支座250与连接座230之间的距离可调。
56.第一弹性件240一般采用压缩弹簧，通过调节支座250与连接座230之间的距离，可改变压缩弹簧的预压缩量。具体的，支座250与连接座230之间的距离增大，则压缩弹簧的预压缩量变小，弹性预紧力也相应变小，从而减小第一抵持件210作用于工件20的抵持力；而
支座250与连接座230之间的距离减小，则压缩弹簧的预压缩量变大，弹性预紧力也相应变大，从而增大第一抵持件210作用于工件20的抵持力。
57.具体的，连接座230上设置有螺杆(图未示)，该螺杆穿过支座250，且压缩弹簧套设于该螺杆。该螺杆的一侧螺接有螺母270，通过旋转螺母270，能够使支座250与连接座230彼此靠近或远离，从而对压缩弹簧的预压缩量进行调节。
58.支座250在第一底座220上的位置可以保持不变，也可根据需要进行调节。更进一步的，在本实施例中，第一夹紧组件200还包括固定于第一底座220的弹簧调节座260，支座250安装于弹簧调节座260且相对于弹簧调节座260沿在第一弹性件240弹性力的方向上位置可调。
59.具体的，第一弹性件240弹性力的方向即为工件20的径向。弹簧调节座260上转动安装有调节螺杆280，调节螺杆280与支座250螺接。弹簧调节座260上开设有沿工件20的径向延伸的腰形槽261，支座250可滑动地安装于腰形槽261，并通过锁紧螺钉251进行锁紧。锁紧螺钉251松开时旋转调节螺杆280，可带动支座250沿腰形槽261移动，从而对支座250的位置进行调节。调节到位后，再拧紧锁紧螺钉251即可。
60.在支座250与连接座230的相对位置固定时，通过调节支座250在第一底座220上的位置，还能够对第一抵持件210的位置进行调节。当所需夹紧定位的工件20的尺寸较小时，可将支座250的位置朝向工件20的中心，即图5所示的左侧调整，而当所需夹紧定位的工件20的尺寸较大时，则可反向调整支座250的位置。
61.请一并参阅图8，第二夹紧组件300包括第二抵持件310，第二抵持件310能够沿承载于载具100的工件20的轴向弹性抵持工件20，并将工件20抵持于载具100的承载面。如此，第二夹紧组件300便能够对工件20实现轴向的夹紧及定位。具体在本实施例中，第二夹紧组件300为至少两个，且至少两个第二夹紧组件300沿载具100的周向间隔设置。至少两个第二夹紧组件300能够从不同的位置对工件20施加沿轴向的作用力，从而对工件20的压紧更可靠。
62.更具体的，本实施例中的两个第二夹紧组件300沿载具100的周向间隔180度设置，第一夹紧组件200则设置于两个第二夹紧组件300之间。
63.请一并参阅图9及图10，在本实施例中，第二夹紧组件300还包括第二底座320、滑块座330、安装座340及第二弹性件350。
64.第二底座320对第二夹紧组件300起支撑作用。滑块座330沿与工件20的轴向垂直的方向可滑动地安装于第二底座320。具体的，第二底座320上设置有沿工件20的径向延伸线轨，滑块座330通过滑块与线轨配合进行安装。安装座340安装于滑块座330，并能够相对于滑块座330沿工件20的轴向，即图8所示的上下方向升降。第二抵持件310安装于安装座340。而且，为了提升压紧效果，本实施例中的安装座340上安装有两个第二抵持件310。
65.滑块座330沿垂直于工件20的轴向的方向，即本实施例中工件20的侧向朝向工件20滑动，且安装座340沿轴向向下移动时，可带动第二抵持件310沿轴向压紧工件20；而滑块座330沿工件20的侧向背向工件20滑动且安装座340沿轴向上移动时，可带动第二抵持件210远离工件20，第二夹紧组件300打开，以便于将工件20放入载具100或从载具100中取出。
66.第二弹性件350弹簧、拉簧以及弹片等结构。第二弹性件350对安装座340提供弹性力，以使第二抵持件310与工件20弹性抵持。也就是说，第二抵持件310在沿轴向抵持工件20
时，其与工件20的为弹性接触。如此，在第二抵持件310对工件20施加较小压紧力的前提下，也能够使第二抵持件310与工件20始终保持较好的接触，从而提升抵持的可靠性。
67.为了进一步提升第二抵持件310与工件20抵持的可靠性，第二抵持件310弹性安装于安装座340。具体的，第二抵持件310可通过转轴可转动地安装于安装座340，并通过弹簧与安装座340连接。如此，第二抵持件310便能够相对于安装座340产生弹性浮动，从而更好地抵持工件20。
68.具体在本实施例中，安装座340包括固定座341及安装于固定座341的移动座342，固定座341安装于滑块座330并能够沿工件的轴向升降，移动座342沿工件20的轴向在固定座341的位置可调。
69.具体的，移动座342上转动安装有第二调节螺杆343，第二调节螺杆343与固定座341螺接。第二调节螺杆343沿工件20的轴向延伸。旋转第二调节螺杆343时，便能使移动座342相对固定座341沿上下方向移动。本实施例中，为了方便两个第二抵持件310的安装，滑块座330相对的两侧分别设置有一个固定座341，且每个固定座341上安装一个移动座342，每个移动座342上安装一个第二抵持件310。
70.通过沿工件20的轴向调节移动座342的位置，能够对安装于移动座342的第二抵持件310的高度进行单独调节，从而使得第二压紧组件300能够对表面存在高度差的工件20实现较好的压紧。
71.进一步的，在本实施例中，滑块座330上开设有沿工件20的轴向延伸的凹槽(图未示)，安装座340上安装有导向辊3411，导向辊3411可滚动地设置于凹槽。
72.具体的，两个固定座341之间固定连接有连杆(图未示)，导向辊3411可转动地安装于连杆。在安装座340升降时，导向辊3411能够沿凹槽滚动，故能够有效地避免滑块座330与安装座340之间出现卡死的情况，保证安装座340升降的顺畅。
73.需要指出的是，在其他实施例中，为了使安装座340能够沿工件20的轴向升降，安装座340与滑块座330之间还可通过导轨及滑块连接。
74.更进一步的，在本实施例中，第二夹紧组件300包括还包括轨迹座360及滚轮370。其中：
75.轨迹座360固定于第二底座320，轨迹座360上设置有导向结构(图未标)。轨迹座360可以是板状结构，可通过在轨迹座360上开设斜面、弧形面或斜槽以形成导向结构，本实施例中的导向结构为弧形面。
76.滚轮370安装于安装座340。具体的，滚轮370可通过滚轮支座(图未标)设于安装座340。滚轮370在第二弹性件350的作用下与导向结构滚动配合，即，滚轮370能够沿导向结构滚动。第二弹性件350具体为拉簧，拉簧的一端固定于滚轮支座，另一端固定于第二底座320。
77.滑块座330沿工件的径向滑动，能够带动滚轮370沿导向结构滚动，以驱动安装座340沿工件20的轴向升降。具体的，导向结构被构造为当滑块座330沿工件的径向背向工件20滑动时，滚轮370能够先带动安装座340沿工件20的轴向上升。因此，在需要打开第二夹紧组件300时，只需一个动力源驱动带动滑块座330沿工件20的径向远离工件20即可，驱动结构及驱动过程更简单。
78.更具体的，上述导向结构包括两个弧形面及连接两个弧形面的突出部。当滑块座
330沿工件的径向背向工件20滑动时，滚轮370由前一个弧形面(图8左侧)滚向突出部，安装座340沿工件20的轴向逐渐上升，直至第二抵持件310离开载具100表面。接着，滚轮370由突出部滚向后一个弧形面(图8右侧)，安装座340沿工件20的轴向逐渐下降，从降低第二抵持件310的高度，以方便进行工件20的放入或取出。
79.请再次参阅图1及图2，在本实施例中，工件夹紧装置10还包括底板400、旋转驱动机构500及旋转板600。
80.底板400起支撑作用，旋转驱动机构500固定于底板400。旋转驱动机构500可以是dd(direct driver)马达，即直驱电机。而且，旋转驱动机构500的驱动端能够绕工件20的轴向旋转。旋转板600固定于旋转驱动机构500的驱动端，载具100、第一夹紧组件200及第二夹紧组件300均安装于旋转板600的表面。当工件20被夹紧定位于载具100后，旋转驱动机构500还可带动工件20旋转，从而能够更加方便地测量工件20的尺寸及形位误差。
81.在本实施例中，工件夹紧装置10还包括固定于底板400的打开驱动件700。打开驱动件700可以是气缸，也可是电缸，本实施例中的打开驱动件700采用的是气缸，气缸可通过侧支座(图未标)固定于底板400。打开驱动件70能够快速打开第一夹紧组件200及第二夹紧组件300，以方便将工件20放入载具200或从载具100取出。
82.进一步的，打开驱动件700的驱动端设置有拉钩710，第一夹紧组件200及第二夹紧组件300分别设置有第一连接块290及第二连接块380。拉钩710可以被构成呈l形的钩状结构，第一连接块290及第二连接块380的形状与拉钩710相匹配。
83.旋转板600旋转时，第一连接块290及第二连接块380随之转动。而且，通过对拉钩710的形状及位置进行预先设计，第一连接块290及第二连接块380能够随旋转板600旋转至与拉钩710对接。打开驱动件700设置有多个，与第一连接块290及第二连接块380一一对应。第一连接块290及第二连接块380与拉钩710对接完成后，打开驱动件700能够通过第一连接块290及第二连接块380分别带动第一抵持件210及第二抵持件310远离工件20。
84.具体的，第一连接块290与连接座230固定连接。当打开驱动件700收缩，能够带动连接座230在第一底座220上沿工件20的径向背向工件20滑动，从而使第一抵持件210远离工件20。第二连接块380与滑块座330固定连接。当打开驱动件700收缩，能够带动滑块座330在第二底座320上沿工件20的径向背向工件20滑动。同时，滑块座330带动滚轮370沿轨迹板360上的导向结构滚动，以使安装座340沿工件20的轴向远离工件，从而最终使第二抵持件210远离工件20。
85.打开驱动件700在需要打开第一夹紧组件200及第二夹紧组件300时，可通过拉钩710与第一连接块290及第二连接块380对接，故打开驱动件700无需始终与第一夹紧组件200及第二夹紧组件300保持连接。因此，打开驱动件700能够保持位置的固定而无需随着旋转板600转动，从而方便安装及布局。
86.上述工件夹紧装置10，在对工件20进行夹紧定位时，先将工件20放置于载具100的承载面。第一夹紧组件200动作，使第一抵持件210将工件弹性抵压于抵持结构110，从而对工件20实现侧向的夹紧及定位。接着，第二夹紧组件300动作，使第二抵持件310将工件20弹性抵压于载具100的承载面，从而对工件20实现轴向的夹紧及定位。而且，第一抵持件210及第二压持件分别沿侧向及轴向进行定位，且与工件弹性抵接，故无需施加太大的压紧力即可使工件20在载具100上保持位置的稳定，故在夹紧定位过程中也不易造成工件20变形。由
此可见，上述工件夹紧装置10极大的方便了对表面为曲面且呈环状的工件20进行夹紧定位。
87.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。