一种液压蓄能气动快换夹具

1.本实用新型属于气动快换夹具领域，尤其涉及一种液压蓄能气动快换夹具。


背景技术：

2.目前国内外著名夹具制造商均有开发以实现工件快速更换的夹具系统。较为知名的国外品牌有：瑞士erowa、瑞典3r、德国雄克、德国amf等，国内较为成熟品牌有：精钻、好视莱等。从结构上看，大多采用拉钉锁紧定位一体化设计，它包括两部分：零点定位器（锁紧装置）和定位接头（拉钉）。现有的这一类夹具都大多采用拉钉锁紧定位一体化设计，结构复杂，使得机床垂直向加工空间受限，体积较大，成本较高，并且采用锁紧拉钉与定位一体设计，重复定位精度不够高，多为≤0.005mm。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种液压蓄能气动快换夹具，旨在解决现有技术中夹具都大多采用拉钉锁紧定位一体化设计，结构复杂，使得机床垂直向加工空间受限，体积较大，成本较高，并且采用锁紧拉钉与定位一体设计，重复定位精度不够高的技术问题。
4.本实用新型是这样实现的，一种液压蓄能气动快换夹具，所述液压蓄能气动快换夹具包括设置在机床工作台上的基座，设置在所述基座内部且顶部贯穿所述基座用于提供动力的蓄能机构，设置在所述蓄能机构上用于起锁止作用的球锁机构，及设置在所述基座上底部带有凹陷槽、且所述球锁机构置于所述凹陷槽内、用于夹持工件的更换夹持机构。
5.本实用新型的进一步技术方案是：所述更换夹持机构包括设置在所述基座上能更换的托盘，及设置在所述托盘上用于夹持工件的夹持单元；所述凹陷槽设置在所述托盘底部。
6.本实用新型的进一步技术方案是：所述蓄能机构包括设置在所基座内部的气缸腔，设置在所述气缸腔内带有活塞环且顶杆贯穿所述基座顶部的气缸活塞，设置在所述基座上带有密封圈用于密封所述气缸腔的气缸端盖，设置在所述基座侧面与所述气缸腔底部连通用于注入压缩空气使气缸活塞向上运动的空气管道，及设置在所述基座内部且置于所述气缸腔两侧通过液压通道与所述气缸腔顶部连接用于液压蓄能使所述气缸活塞向下运动的蓄能单元。
7.本实用新型的进一步技术方案是：所述蓄能单元包括设置在所述基座内部且与所述液压通道连接的蓄能缸腔，设置在所述蓄能缸腔内部且带有密封圈用于蓄能的蓄能缸活塞，设置在所述蓄能缸活塞上且置于所述蓄能缸腔内的蓄能弹簧，及设置在所述蓄能弹簧上带有排气孔用于封住所述蓄能缸腔的蓄能调节螺栓。
8.本实用新型的进一步技术方案是：所述球锁机构包括设置在所述蓄能机构上且置于所述基座上呈凸字结构的支撑钢套，设置在所述支撑钢套上且置于所述凹陷槽内用于对所述支撑钢套限位的限位螺套，设置在所述限位螺套上置于所述凹陷槽内且顶部内侧带有受压槽的受压钢环，若干设置在所述支撑钢套顶部且均匀置于所述支撑钢套四周上用于挤
压所述受压钢环锁紧所述更换夹持机构的钢球，设置在所述蓄能机构顶部且置于所述支撑钢套内部配合所述钢球使用带有避让凹槽用于驱动钢球运动的钢球压环，及设置在所述支撑钢套内部用于将所述钢球压环固定在所述蓄能机构顶部的压环螺栓。
9.本实用新型的进一步技术方案是：所述液压蓄能气动快换夹具还包括设置在所述基座与所述更换夹持机构上用于起定位作用的定位机构。
10.本实用新型的进一步技术方案是：所述定位机构包括设置在所述基座上的定位销，及设置在所述更换夹持机构上的定位销套。
11.本实用新型的有益效果是：此种液压蓄能气动快换夹具采用液压蓄能，将蓄能机构旁置，可灵活调整锁紧力，同时减小夹具在垂直方向所占空间，增加了机床在垂直方向的工作行程，采用定位与锁紧结构分离设计，水平方向有容错浮动设计的球锁机构，是垂直方向锁紧时不会对定位机构产生影响，从而提高了定位精度，可达0.003mm，并且采用了较多的标准件，使得结构简单，从而降低了成本。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例提供的一种液压蓄能气动快换夹具的结构剖面图；
13.图2是本实用新型实施例提供的一种液压蓄能气动快换夹具的基座俯视剖面图。
具体实施方式
14.附图标记：1-基座 2-托盘 3-气缸端盖 4-支撑钢套 5-定位销 6-活塞环 7-密封圈 8-蓄能缸腔 9-气缸腔 10-压环螺栓 11-钢球压环 12-钢球 13-凹陷槽 14-受压钢环 15-限位螺套 16-定位销套 17-液压通道 18-蓄能缸活塞 19-气缸活塞 20-蓄能弹簧 21-蓄能调节螺栓 22-排气孔 23-夹持单元 24-工件 25-受压槽 26-避让凹槽。
15.图1-2示出了本实用新型提供的一种液压蓄能气动快换夹具，所述液压蓄能气动快换夹具包括设置在机床工作台上的基座1，设置在所述基座1内部且顶部贯穿所述基座1用于提供动力的蓄能机构，设置在所述蓄能机构上用于起锁止作用的球锁机构，及设置在所述基座1上底部带有凹陷槽13、且所述球锁机构置于所述凹陷槽13内、用于夹持工件24的更换夹持机构。
16.所述更换夹持机构包括设置在所述基座1上能更换的托盘2，及设置在所述托盘2上用于夹持工件24的夹持单元23；所述凹陷槽13设置在所述托盘2底部。夹持单元23可以根据工件24的不同进行选择性的安装，并且加持单元23均为市面上比较常见的用来加持工件24的，因此不做过多叙述。
17.所述蓄能机构包括设置在所基座1内部的气缸腔9，设置在所述气缸腔9内带有活塞环6且顶杆贯穿所述基座1顶部的气缸活塞19，设置在所述基座1上带有密封圈7用于密封所述气缸腔9的气缸端盖3，设置在所述基座1侧面与所述气缸腔9底部连通用于注入压缩空气使气缸活塞19向上运动的空气管道（图中未示出），及设置在所述基座1内部且置于所述气缸腔9两侧通过液压通道17与所述气缸腔9顶部连接用于液压蓄能使所述气缸活塞19向下运动的蓄能单元。
18.所述蓄能单元包括设置在所述基座1内部且与所述液压通道17连接的蓄能缸腔8，设置在所述蓄能缸腔8内部且带有密封圈7用于蓄能的蓄能缸活塞18，设置在所述蓄能缸活
塞18上且置于所述蓄能缸腔8内的蓄能弹簧20，及设置在所述蓄能弹簧20上带有排气孔22用于封住所述蓄能缸腔8的蓄能调节螺栓21。
19.所述球锁机构包括设置在所述蓄能机构上且置于所述基座1上呈凸字结构的支撑钢套4，设置在所述支撑钢套4上且置于所述凹陷槽13内用于对所述支撑钢套4限位的限位螺套15，设置在所述限位螺套15上置于所述凹陷槽13内且顶部内侧带有受压槽25的受压钢环14，若干设置在所述支撑钢套4顶部且均匀置于所述支撑钢套4四周上用于挤压所述受压钢环14锁紧所述更换夹持机构的钢球12，设置在所述蓄能机构顶部且置于所述支撑钢套4内部配合所述钢球12使用带有避让凹槽26用于驱动钢球12运动的钢球压环11，及设置在所述支撑钢套4内部用于将所述钢球压环11固定在所述蓄能机构顶部的压环螺栓10。
20.所述液压蓄能气动快换夹具还包括设置在所述基座1与所述更换夹持机构上用于起定位作用的定位机构。所述定位机构包括设置在所述基座1上的定位销5，及设置在所述更换夹持机构上的定位销套16。
21.在工作时，将夹持单元23安装于本托盘2上，待加工的工件24安装于夹持单元23上。或通过其他夹持、定位元件将工件24安装于托盘2上。再将基座1固定在机床工作台上，校平并固定锁死，一套夹具配两个托盘2，托盘2连同安装在其上面的夹持单元23一起可实现快速更换。
22.让托盘2处于松开状态的工作原理：通过空气管道向气缸腔9下腔体注入压缩空气，压缩空气推动气缸活塞19向上运动，并挤压气缸腔9上腔体内的液压油通过液压通道17推动蓄能缸活塞18，蓄能缸活塞18推动蓄能弹簧20进行压缩蓄能，同时，在气缸活塞19的向上运动作用下，钢球压环11向上运动，使得钢球12可容纳进钢球压环11的避让凹槽26内，钢球12不再处于向外挤压状态，不再挤压受压钢环14，受压钢环14和托盘2之间会出现小的间隙，此时托盘2处于松开状态，可顺利取下托盘2连同上面的夹持单元23，并放置另一个托盘2连同上面的夹持单元23。
23.让托盘2处于夹紧状态的工作原理：在托盘2处于松开状态下，更换另一个托盘2连同上面的夹持单元23，将另一个托盘2连同上面夹持单元23的安放于基座1上，使基座1的定位销5与托盘2上的定位销套16契合，实现托盘2与基座1的精密定位，通过控制阀释放气缸腔9下腔体的压缩空气，在蓄能弹簧20及蓄能缸活塞18释放所蓄能量的作用下，液压油通过液压通道17回到气缸腔9上腔体内，并推动气缸活塞19向下运动，受气缸活塞19连接的压环螺栓10限制，钢球压环11向下运动，并压迫钢球12向外挤压，此时，被限位螺套15限制在托盘2内的受压钢环14，在受压槽25处受到钢球12的挤压作用，向四周膨胀，并将托盘2 锁紧。
24.加工完成后，只需通过控制阀重新注入压缩空气，即可释放托盘2，更换另一套准备好的托盘2，即可快速完成产品重复定位和装夹，大大提高产品装夹和切换效率。
25.钢球压环11及受压钢环14均为水平方向浮动设计，在锁紧和定位过程中，不对定位机构产生影响；通过调整蓄能调节螺栓21，可改变蓄能弹簧20的预压量，从而获得不同的蓄能反馈（即锁紧力）；排气孔22的设计确保压缩蓄能效果不受干扰。
26.此种液压蓄能气动快换夹具摒弃目前传统快换夹具的机械弹簧直接蓄能的结构，将蓄能机构旁置，通过液压推动蓄能机构蓄能，通过蓄能机构的旁置设计，可实现灵活的预调整夹具的锁紧力，同时减小夹具在垂直方向所占空间，增加了机床在垂直方向的工作行程，采用定位与锁紧分离设计，在水平方向有容错浮动设计的球锁机构，仅实现垂直方向锁
紧，而不对由弹性定位销和定位销套组成的定位机构产生影响，实现了整个夹具的快速装夹和精密重复定位，定位精度，可达0.003mm；通过摒弃了锁紧力方向的机械蓄能机械后，减少了锁紧方向的设计空间，实现了夹具的轻薄化，增加了机床z轴的加工空间；并且采用了较多的标准件，使得结构简单，从而降低了成本。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。