工装夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种工装夹具，用于两个零件之间的相对定位，其特征在于，所述工装夹具包括：本体；与所述两个零件中的第一零件相配合的第一定位结构；与所述两个零件中的第二零件相配合的第二定位结构，所述第一和第二定位结构在所述本体上彼此位置固定；以及在所述第一定位结构相对于所述第一零件定位后能够释放地夹持固定于所述第一零件上的夹持结构。
【专利说明】工装夹具
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型大体上涉及用于实现两个零件之间的相对定位的工装夹具。
【背景技术】
[0002]在机械加工与制造领域，广泛需要将两个部件彼此之间相对精确地进行定位安装。例如，在将一个附属零件需要定心地安装在一个主体设备上时，需要分别在附属零件与主体设备上加工出定位销与定位孔。为了保证安装的定位精度，例如附属零件上的定位销或定位孔必须制造成非常精确地对应于主体设备上的定位孔或定位销。通常，在一个主体设备上有可能安装尺寸、规格各不相同的多种附属零件，在这种情况下，必须在附属零件或主体设备上加工出多种规格尺寸的定位销或定位孔，同时确保它们之间的精度。
[0003]可以想见，尺寸、规格不同的附属零件必然导致在主体设备上采用尺寸、规格各不相同的定位销或定位孔，这导致了加工与组装方面的成本提高。如果采用某种措施可以使得仅仅在主体设备上加工出少量标准规格的定位孔就可以安装尺寸、规格各不相同的附属零件的话，势必可以大大提高制造与组装的效率，显著降低成本。
[0004]另外，在大多数组装工序中，这种组装工作通常是由人工来完成的。因此，如果人手可以更方便地抓取附属零件的话，将会提高组装效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在解决以上所提到的现有技术中存在的问题。因此，本实用新型提出一种新颖的工装夹具设计。通过采用这种新颖的工装夹具，仅仅需要在主体设备上加工出标准规格的定位结构就可以准确地定位规格、尺寸各不相同的多种附属零件，降低了为了实现在主体设备上精确定位所付出的制造、加工成本；工装夹具可以快速地与附属零件夹紧定位，便于针对不同规格、尺寸的附属零件快速更换合适的工装夹具，提高了组装效率；工装夹具的结构、尺寸根据人体工程学来设计，便于工人抓持同时也提高了组装效率。
[0006]为此，本实用新型提出了一种用于实现两个零件之间的相对定位的工装夹具，其特征在于，所述工装夹具包括:
[0007]本体；
[0008]与所述两个零件中的第一零件相配合的第一定位结构；
[0009]与所述两个零件中的第二零件相配合的第二定位结构，所述第一和第二定位结构在所述本体上彼此位置固定；以及
[0010]在所述第一定位结构相对于所述第一零件定位后能够释放地夹持固定于所述第一零件上的夹持结构。
[0011 ] 优选地，所述第一定位结构包括至少两个定位销。
[0012]优选地，所述第二定位结构包括至少两个定位销。
[0013]优选地，所述夹持结构至少部分地在所述第一定位结构中设置。
[0014]优选地，所述第一定位结构的至少一个定位销为中空的定位销，所述夹持结构至少部分地在所述中空的定位销中设置。
[0015]优选地，所述夹持结构包括位于所述中空的定位销的开口端处且用于与所述第一零件夹持的夹持块、穿过所述中空的定位销且与所述夹持块相连的操作杆、与所述操作杆相连的手柄、以及在所述工装夹具的本体内设置的且作用于所述手柄上的复位弹簧，所述夹持块相对于所述中空的定位销偏心设置，并且在所述夹持结构处于闲置位置时，所述夹持块至少部分地径向伸出超过所述中空的定位销的外轮廓。
[0016]作为替代地，所述夹持结构独立于所述第一定位结构。
[0017]优选地，所述夹持结构为至少两个夹持结构。
[0018]优选地，每个夹持结构包括细长杆形的本体，其自所述工装夹具的本体伸出，并且能够相对于所述工装夹具的本体摆动；用于夹持在所述第一零件上的抵靠部；以及在所述工装夹具的本体内设置的复位弹簧，使得所述夹持结构在闲置位置时相对于所述工装夹具的本体偏斜。
[0019]优选地，所述第一定位结构和所述第二定位结构沿相反的方向延伸。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本实用新型的前述及其它方面。在附图中:
[0021]图1以汽车油阀为例示意性示出了其安装有根据本实用新型一个实施例的工装夹具的立体图；
[0022]图2示意性示出了如图1中所示的工装夹具的立体图；
[0023]图3示意性示出了该工装夹具的细节放大图；
[0024]图4示意性示出了该工装夹具的俯视图；
[0025]图5示意性示出了根据本实用新型另一个实施例的工装夹具在汽车油阀上的安装立体图；
[0026]图6示意性示出了根据该另一个实施例的工装夹具的立体图；并且
[0027]图7示意性示出了如图5所示的工装夹具的局部剖切图。
【具体实施方式】
[0028]在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。
[0029]以下仅仅以汽车油阀作为附属零件为例来说明其如何通过采用根据本实用新型的工装夹具定位固定在主体设备(如机架)上的。本领域技术人员应当清楚，根据本实用新型思路所设计的工装夹具可以在任何附属零件需要在主体设备上精确定位的场合应用。
[0030]如图1所示，在汽车油阀I上可拆卸地安装有根据本实用新型的一个优选实施的工装夹具2。该工装夹具2用于使得汽车油阀I可以相对于(未示出的)机架精确定位，例如可以使得汽车油阀的阀门中心相对于机架上的油路共轴线地精确定位。
[0031]具体如图2所示，工装夹具2包括本体3 ;在所述本体3上设置的第一定位销5a、5b ;以及在所述本体3上设置的且与所述第一定位销5a、5b指向相反的第二定位销4a、4b。在该具体的实施例中，本体3大体上为环形，从而确保汽车油阀I的阀门可以贯通。但是，针对其它形状以及要求的附属零件，本领域技术人员可以想到本体3还能采用任何其它合适的形状，例如实心盘形等。
[0032]如图2所示，本体3大体上包括两个彼此平行的平坦表面。第一定位销为一对定位销5a、5b，它们大体垂直地在一个平坦表面上延伸，用于实现工装夹具2本身与汽车油阀I之间的精确定位。这对定位销5a、5b之间的距离、相对于本体3的位置可以根据具体的附属零件来设计。在汽车油阀I中设有与这对定位销5a、5b相配合的定位孔(未示出)。
[0033]第二定位销也为一对定位销4a、4b，它们大体上垂直地在另一个平面上方向与定位销5a、5b相反地延伸，用于实现工装夹具2与(未示出的)机架之间的精确定位。这对定位销4a、4b之间的距离、相对于(未示出的)机架的位置可以标准化设计。采用这样的设计，可以在(未示出的)机架上设置标准化规格的定位孔用来接收定位销4a、4b，从而只要工装夹具2可以安装在汽车油阀I上然后再将工装夹具2安装在机架上的话，则该汽车油阀I就可以相对于机架被精确地定位。以这种方式，仅仅需要事先在主体设备上加工出标准化规格的定位孔并事先在一系列能够与不同的附属零件相配的工装夹具上加工出标准化规格的互补的定位销，这样通过简单地更换相配的工装夹具就可以实现不同的附属零件相对于主体设备的精确定位，显著地降低了制造与组装成本。
[0034]为了实现工装夹具在附属零件上的可拆卸快速安装从而选配合适的工装夹具，工装夹具2还设有用于在汽车油阀I上夹持固定的夹持结构。具体地如图3所示，夹持结构位于一个定位销5b处。该定位销5b为一中空的定位销。夹持结构包括在中空的定位销5b的开口端部伸出的夹持块6。该夹持块6用于夹持在汽车油阀I的相应位置处，从而使得工装夹具2相对于汽车油阀I固定。夹持结构还包括一个穿过定位销5b的、图中看不见的操作杆，该操作杆与夹持块6固定相连。一手柄7也与所述操作杆固定相连，该手柄7从工装夹具2的本体3伸出，例如可以由操作者的手指操作使得操作杆、尤其夹持块6相对于定位销5b绕其中心轴线旋转。
[0035]如图3所示，扭簧9在本体3内设置，该扭簧9在本体3内绕一筒体8缠绕。该扭簧9的一端抵靠着本体3固定不动，且另一端抵靠着手柄7，从而在闲置时手柄7总是相对于本体3被径向向外地推压。
[0036]夹持结构的操作杆本身的旋转中心与中空的定位销5b的中心轴线并不重合，从而在手柄7处于闲置位置时，从横截面方向观察，夹持块6部分地从中空的定位销5b伸出。另外，夹持块6的横截面尺寸设置成小于或等于该定位销的横截面外轮廓尺寸，同时夹持块6至少能够旋转到某一角度，使得其在横截面方向观察位于定位销5b的外轮廓内。
[0037]在将工装夹具2安装到汽车油阀I上时，操作者首先用手指(例如拇指)向内按压手柄7，从而使得夹持结构的操作杆在中空的定位销5b内旋转，造成夹持块6完全进入到中空的定位销5b的外轮廓内。然后，将两个定位销5a和5b分别插入到汽车油阀I的相应定位孔中。在工装夹具2与汽车油阀I之间的位置确定之后，释放手柄7，从而在扭簧9的驱动下夹持块6回到如图3所示的偏心位置。此时，从横截面方向观察，该偏心的夹持块6至少部分地伸出超过定位销5b的外轮廓。在汽车油阀I的定位孔附近相应地设有凸缘，该伸出的夹持块6恰好可以抵接所述凸缘，从而确保工装夹具2夹持固定于汽车油阀I上。
[0038]在将工装夹具2从汽车油阀I上释放时，操作者首先也用拇指向内按压手柄7，从而使得夹持结构的操作杆在中空的定位销5b内旋转，造成夹持块6完全进入到中空的定位销5b的外轮廓内。在这种情况下，定位销5a和5b可以顺利地从汽车油阀I的相应定位孔中拔出。然后，拇指从手柄7上释放，从而在扭簧9的驱动下夹持块6再次回到如图3所示的偏心位置。
[0039]采用以上根据本实用新型的工装夹具2，其可以方便快速地装于汽车油阀I上，从而确保后者与机架的快速定位。这样，在机架上只需设置标准规格的定位结构与工装夹具配合并且同时事先制造一系列能够与不同类型的汽车油阀配合的工装夹具，通过选用合适的工装夹具就可以实现不同类型的汽车油阀在机架上的准确定位，无需针对每种具体的汽车油阀重新在机架上设计对应的定位结构。采用本实用新型工装夹具的设计理念，可以显著降低制造组装成本。
[0040]在上述具体实施例中，夹持结构部分地在一个定位销5b中设置。但作为替代地，另一个定位销5a也可以与如上所述类似地设置有相同的夹持结构。即，该定位销5a也如图3所示采用中空的定位销的形式，同时如图所示类似的夹持块、手柄和扭簧等在该定位销处设置，从而在工装夹具2与汽车油阀I之间提供附加的夹持点，增强二者之间的夹持固定效果O
[0041]图4示意性示出了工装夹具2的俯视图。该工装夹具2根据人体工程学来设计，便于操作者单手抓握。以图4为例，当一个操作者用右手抓握工装夹具2时，其大拇指可以自然地从图中所示的下方抵接手柄7，同时其食指可以自然地接触本体3的与手柄7相反的大体平坦的一侧(即，图4中的本体3的右侧)。当然，可以想到的是操作者采用其它姿态抓握工装夹具2也是完全允许的。在手柄7的附近，本体3设有向内凹陷的按压区域，用于允许手指将手柄7向内按压。采用这种设计的工装夹具，可以更好地确保操作者单手抓握，提高组装效率。
[0042]图5示出了根据本实用新型另一个优选实施例的工装夹具20安装在汽车油阀10上。
[0043]工装夹具20包括本体21。该本体21的形状可以与前一个实施例的工装夹具的本体基本上相同。工装夹具20还包括在所述本体21上设置的第一定位销22a、22b ;以及在所述本体21上设置的且与所述第一定位销22a、22b指向相反的第二定位销23a、23b。
[0044]本体21大体上包括两个彼此平行的平坦表面。第一定位销为一对定位销22a、22b，它们大体垂直地在一个平坦表面上延伸，用于实现工装夹具20本身与汽车油阀10之间的精确定位。这对定位销22a、22b之间的距离、相对于本体21的位置可以根据具体的附属零件来设计。在汽车油阀10中设有与这对定位销22a、22b相配合的定位孔(未示出)。
[0045]第二定位销也为一对定位销23a、23b，它们大体上垂直地在另一个平面上方向与定位销22a、22b相反地延伸，用于实现工装夹具20与(未示出的)机架之间的精确定位。与如图1至4所示的实施例相同，这对定位销23a、23b之间的距离、相对于(未示出的)机架的位置可以标准化设计。采用这样的设计，可以在(未示出的)机架上设置标准化规格的定位孔用来接收定位销23a、23b，从而只要工装夹具20可以安装在汽车油阀10上然后再将工装夹具20安装在机架上的话，则该汽车油阀10就可以相对于机架被精确地定位。以这种方式，仅仅需要事先在主体设备上加工出标准化规格的定位孔并事先在一系列能够与不同的附属零件相配的工装夹具上加工出标准化规格的互补的定位销，这样通过简单地更换相配的工装夹具就可以实现不同的附属零件相对于主体设备的精确定位，显著地降低了制造与组装成本。[0046]图6单独地示出了如图5所示的工装夹具20。与如图1至4所示的实施例不同，该工装夹具20包括与第一定位销22a、22b隔开设置的夹持结构24、25。具体地如图6所示，工装夹具20包括两个夹持结构24、25，它们分别邻近对应的定位销22a、22b。
[0047]图7以其中一个夹持结构24为例示出了工装夹具20的局部剖视图。如图所示，夹持结构24具有大体细长杆形的本体24a。该本体24a的一部分位于本体21内，且其余大部分自本体21的表面向上伸出。在该本体24a的从本体21伸出的那部分中设有抵靠部24b。该抵靠部24b为相对于本体24a的纵向轴线倾斜的斜面，用于抵靠着在汽车油阀10中相应设置的凸台IOa (如图5所示)，使得工装夹具20夹持固定于汽车油阀10上。
[0048]如图7所示，在夹持结构24的本体24a上还一体地设置有轴销24c，该轴销容纳在工装夹具20的本体21中设置的接收孔内，使得夹持结构24、具体地其本体24a可以相对于工装夹具20的本体21来回摆动。夹持结构24的本体24a还一体地设置有弹簧推压部24d，用于在工装夹具20的本体21内抵接相应设置的弹簧26。弹簧26在弹簧推压部24d与本体21之间施加张力，从而使得夹持结构24在闲置位置时总是相对于工装夹具20的本体21径向向外稍微偏斜，例如夹持结构24的本体24a可以相对于工装夹具20的本体21的法线方向径向向外偏斜大约9度。具体地，在如图6所示的视图中，夹持结构24和25在闲置位置时分别径向向外偏斜。
[0049]在将工装夹具20安装到汽车油阀10上时，操作者首先用手指向内按压这两个夹持结构24、25，从而使得夹持结构的细长本体绕着各自的轴销径向向内摆动到与工装夹具20的本体21大体上垂直的位置。然后，将第一定位销22a和22b分别与汽车油阀10的相应定位孔对正并插入其中。在工装夹具20与汽车油阀10之间的位置确定之后，夹持结构24,25也穿过在汽车油阀10中相应设置的凸台(在图5中仅仅示出了其中一个凸台10a)，并且在弹簧的作用下各夹持结构径向向外偏斜，使得各自的抵靠部会抵靠着凸台的边缘，从而确保工装夹具20夹持固定于汽车油阀10上。
[0050]每个夹持结构的本体设置成在其插入汽车油阀10的对应凸台中后，至少会有一部分从凸台露出，从而确保在释放工装夹具20时可以用手指拨动夹持结构。
[0051]在将工装夹具20从汽车油阀10上释放时，操作者首先用手指拨动夹持结构24、25的从对应凸台露出的那部分，使得夹持结构24、25向内摆动，造成夹持结构的抵靠部与凸台的边缘脱离。在这种情况下，定位销22a和22b可以顺利地从汽车油阀10的相应定位孔中拔出。在工装夹具20从汽车油阀10卸下后，夹持结构24、25在弹簧的作用下恢复到各自相对于工装夹具20的本体21径向向外偏斜的状态。
[0052]应当清楚，根据本实用新型的工装夹具2、20中的定位销的数量可以是任意的，例如可以是两个或两个以上。可以想到，工装夹具2或20中也可以采用定位孔的形式，而在主体设备和附属零件中采用定位销的形式。例如，工装夹具2中的定位销4a、4b或工装夹具20中的定位销22a、22b、23a、23b替换为定位孔，而在相应的主体设备或附属零件中设置尺寸规格对应的定位销。
[0053]还应当清楚，图1至4所示的实施例可以与图5至7所示的实施例相互结合。例如，在图6所示的工装夹具20中，将其中一个定位销22b和一个夹持结构25由如图2所示的定位销5b和夹持结构替代，以此进一步确保夹持可靠性。
[0054]本说明书仅仅以示意性、但非限制性的方式说明了夹持结构的具体实例。上述的夹持结构的主要作用是用于实现工装夹具在附属零件上的快速夹持或释放。本领域技术人员应当清楚，任何可以实现快速夹持或释放的结构均可以在根据本实用新型的工装夹具中采用。例如，夹持结构可以是在工装夹具的本体外周处设置的一个或多个挂钩，所述挂钩在本体内相应设置的弹簧作用下径向向内偏斜，从而在工装夹具与附属零件之间定位之后挂钩可以扣合在附属零件的外表面上实现二者之间的夹持固定。
[0055]尽管这里详细描述了本实用新型的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本实用新型的范围构成限制。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。
【权利要求】
1.一种工装夹具，用于两个零件之间的相对定位，其特征在于，所述工装夹具包括: 本体； 与所述两个零件中的第一零件相配合的第一定位结构； 与所述两个零件中的第二零件相配合的第二定位结构，所述第一和第二定位结构在所述本体上彼此位置固定；以及 在所述第一定位结构相对于所述第一零件定位后能够释放地夹持固定于所述第一零件上的夹持结构。
2.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于，所述第一定位结构包括至少两个定位销。
3.根据权利要求1或2所述的工装夹具，其特征在于，所述第二定位结构包括至少两个定位销。
4.根据权利要求1或2所述的工装夹具，其特征在于，所述夹持结构至少部分地在所述第一定位结构中设置。
5.根据权利要求4所述的工装夹具，其特征在于，所述第一定位结构的至少一个定位销为中空的定位销，所述夹持结构至少部分地在所述中空的定位销中设置。
6.根据权利要求5所述的工装夹具，其特征在于，所述夹持结构包括位于所述中空的定位销的开口端处且用于与所述第一零件夹持的夹持块、穿过所述中空的定位销且与所述夹持块相连的操作杆、与所述操作杆相连的手柄、以及在所述工装夹具的本体内设置的且作用于所述手柄上的复位弹簧，所述夹持块相对于所述中空的定位销偏心设置，并且在所述夹持结构处于闲置位置时，所述夹持块至少部分地径向伸出超过所述中空的定位销的外轮廓。
7.根据权利要求3所述的工装夹具，其特征在于，所述夹持结构独立于所述第一定位结构。
8.根据权利要求7所述的工装夹具，其特征在于，所述夹持结构为至少两个夹持结构。
9.根据权利要求8所述的工装夹具，其特征在于，每个夹持结构包括细长杆形的本体，其自所述工装夹具的本体伸出，并且能够相对于所述工装夹具的本体摆动；用于夹持在所述第一零件上的抵靠部；以及在所述工装夹具的本体内设置的复位弹簧，使得所述夹持结构在闲置位置时相对于所述工装夹具的本体偏斜。
10.根据权利要求1或2所述的工装夹具，其特征在于，所述第一定位结构和所述第二定位结构沿相反的方向延伸。
【文档编号】B25B11/02GK203542448SQ201320633142
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】陈荣琴, 周健 申请人:博世汽车部件(苏州)有限公司