一种多爪通用夹具的制作方法

本发明涉及工装夹具设备技术领域，具体是指一种多爪通用夹具。

背景技术：

目前，广泛使用的钣钳加工夹具是台钳（老虎钳）及其各种改进型号和变种。台钳通过定钳口和动钳口的双侧咬合施力对工件进行夹持，以便进行各种加工操作。

cn200810009007.4公开了一种快速虎钳方案，由基架、固定导轨、滑动导轨、快速夹紧机构等组成，实现了快速夹持功能，同时该方案中还有第二套夹具组件，方便在焊接等操作中保持两个零件的相对位置。该方案在夹持原理上仍然是传统台钳的双侧咬合施力方式，夹持应力集中，易造成零件变形。

cn201510845007.8公开了一种快卸式通用夹具，由花盘、定位环、顶紧部件、压紧部件等组成，能满足薄壁、易变形零件的装夹要求。该方案的顶紧、压紧部件呈间隔设置，在内外同时施力时，顶紧、压紧的应力无法直接抵消，产生的力矩易造成零件局部变形，且各活动部件都在各自轨道上滑动，夹持/松开时需要逐一进行紧固/松开，操作繁琐。

cn201610393088.7公开了一种五金件通用夹具，由底座、铁瓣、卡爪、拉杆、气缸等组成，气缸驱动拉杆上下运动，通过拉杆的凹锥结构与与支座的凸锥结构配合，实现四块铁瓣间的间隙控制，从而实现零件夹持。该方案的四块铁瓣是在同一支座上通过开槽的形式分割而成，因此间隙调整量有限，使用时需要频繁调整卡爪位置，以适应不同尺寸零件的夹持需要，此外，该方案采用气缸驱动，需要外接气源使用，限制了使用场合。

cn201821694109.x公开了一种用于夹持薄件的台钳，由内部开有槽的基座、封闭块、扳手插接头、丝杆、活动钳口等组成，通过扳手带动丝杆调节活动钳口的位置实现薄壁零件的夹持。该方案是针对特定零件和加工工艺的特定优化，夹持零件的种类和夹持方式较单一，通用性差，且薄壁零件夹持时只有定钳口、动钳口、基座三个方向的约束，夹持施力过大时易造成薄壁零件沿基座底面法线方向失稳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种夹持点位多、施力均匀、夹持方式灵活，不仅能对常规零件进行夹持操作，而且特别适合管材、棒材、薄壁零件加工过程中的夹持操作的多爪通用夹具。

本发明通过下述技术方案实现：一种多爪通用夹具，包括形状相互匹配的外底壳和上外壳，所述上外壳顶部设置有呈雪花状的六道滑槽，所述滑槽内均安装有滑轨，所述滑轨内安装有外夹紧头，所述滑轨外端还设置有调节外夹紧头位置的调节旋钮，滑轨内安装有内夹紧头，所述内夹紧头下部设由置于外底壳和上外壳内部的同步齿轮组，所述同步齿轮组通过安装在上外壳一侧的棘轮扳手驱动，通过棘轮扳手顺时针或逆时针转动，驱动同步齿轮组带动六个内夹紧头同步移动，调节内夹紧头与外夹紧头之间的间距。

本技术方案的工作原理为，棘轮扳手顺时针或逆时针转动，驱动同步齿轮组带动六个内夹紧头同步移动。另外每个滑轨中的外夹紧头都是由所对应的调节旋钮来控制位移，调节旋钮内壁攻有螺纹与外夹紧头上的丝杠啮合，正、反扭动调节旋钮即可调节对应外夹紧头与配对内夹紧头的距离。由内加紧头和外夹紧头配合，能够实现多点施力、针对性施力，能够避免夹持应力集中和夹持力矩导致的零件变形，可方便地夹持管状和带弧形的零件。

为更好的实现本发明，进一步地，还包括置于外底壳和上外壳内部的中央桥，所述中央桥两端固定在外壳地内，所述同步齿轮组安装在中央桥上。

为更好的实现本发明，进一步地，所述同步齿轮组包括所述中心齿轮通过第二固定轴固定在中央桥上表面的中部，所述中央桥上表面以中心齿轮为圆心设置有呈雪花状分布的六个支架，每个所述支架上部均安装有一个边缘齿轮，所述边缘齿轮通过螺纹与内夹紧头丝杠连接，每个边缘齿轮下部刚好能够与中心齿轮啮合；所述第二固定轴穿透中央桥的下表面安装有第三齿轮，所述中央桥下表面还通过第一固定轴固定有第一齿轮，所述第一齿轮与第三齿轮啮合，所述第一固定轴穿过中央桥的上部，并延伸出上外壳与棘轮扳手连接。

为更好的实现本发明，进一步地，所述同步齿轮组包括所述中心齿轮通过第二固定轴固定在中央桥上表面的中部，所述中央桥上表面以中心齿轮为圆心设置有呈雪花状分布的六个支架，每个所述支架上部均安装有一个边缘齿轮，所述边缘齿轮通过螺纹与内夹紧头丝杠连接，每个边缘齿轮下部刚好能够与中心齿轮啮合；所述第二固定轴穿透中央桥的下部安装有第三齿轮，所述中央桥下表面还通过第一固定轴固定有第一齿轮；所述第一齿轮与第三齿轮之间还设有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与第三齿轮啮合，且第一齿轮不与第三齿轮接触；所述第二齿轮通过第三固定轴固定在中央桥下表面；所述第一固定轴穿过中央桥的上部，并延伸出上外壳与棘轮扳手连接。

为更好的实现本发明，进一步地，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮分别通过螺母固定在第一固定轴、第三固定轴、第二固定轴上。

为更好的实现本发明，进一步地，所述内夹紧头呈l型，较短的一端为夹持端，所述夹持端表面设有环形纹路，且沿径向对称刻有两道用于和滑轨连接的v形卡槽；内夹紧头较长的一端为安装端，所述安装端外部设置有与边缘齿轮内部的螺纹相匹配的外螺纹，安装端的端部还安装有限位螺钉；内夹紧头通过安装端与边缘齿轮丝杠连接。

为更好的实现本发明，进一步地，所述中央桥上表面的六个支架，每个支架上均设有轴承座和轴承盖，所述轴承座与轴承盖的两端通过紧固螺钉和紧固螺母配合固定轴承，所述轴承内部通过固定螺母紧固嵌套在边缘齿轮上。

为更好的实现本发明，进一步地，所述外底壳内部的两端分别还设置有第一固定螺钉和第二固定螺钉，所述中央桥的两端均设置有通孔，通过第一固定螺钉和第二固定螺钉固定在外底壳内部。

为更好的实现本发明，进一步地，所述外底壳和上外壳接触的外沿周围分布有至少三个安装耳，每个安装耳内均安装有外壳螺钉，将外底壳和上外壳封闭连接起来。

为更好的实现本发明，进一步地，所述滑轨一侧设置有与内夹紧头连接的卡齿，中部设置有安放外夹紧头的凹槽，另一侧设置有安装调节旋钮的u型槽。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过设置结构精巧的同步滑轮组，使得六个内加紧头能够同步向中心或外围移动，配合六个能够活动调节的外加紧头，能够实现多点施力、针对性施力，避免夹持应力集中和夹持力矩导致的零件变形，可方便地夹持管状和带弧形的零件；

（2）本发明中一般外加紧头的位置不会轻易进行调整，在夹持大多数零件过程中，仅通过棘轮扳手顺时针或逆时针旋转，即可实现对零件的夹持，操作简单便捷，技术门槛低，方便技术工人熟悉，快速上手作业；

（3）本发明中全部的结构均通过机械结构完成，无需额外的外源驱动设备，基本没有场地限制，使用范围广泛，另外，外加紧头的位置可以调节，也使得夹持的间隙范围更广，进一步提高其使用范围；

（4）本发明能够适用于各种零件的夹持，通用性好，其固定的约束结构较多，夹持零件的稳定性较好，适宜广泛推广应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中外壳的拆分立体结构示意图；

图3为本发明中内部结构的俯视立体结构示意图；

图4为本发明中内部结构的仰视立体结构示意图；

图5为本发明中的中央桥立体结构示意图；

图6为本发明中边缘齿轮的部分剖视图；

图7为本发明中滑轨的立体结构图；

图8为本发明中内、外夹紧头与中心齿轮连接关系示意图；

图9为本发明夹持柱形零件时的使用结构示意图；

图10为本发明夹持环形/薄壁零件时的使用结构示意图；

图11为本发明夹持矩形零件时的使用结构示意图；

图12为本发明夹持板形零件时的使用结构示意图。

其中：1—外壳螺钉，2—外底壳，3—上外壳，4—调节旋钮，5—滑轨，6—外夹紧头，7—内夹紧头，8—棘轮扳手，9—限位螺钉，10—固定螺母，11—紧固螺钉，12—轴承盖，13—边缘齿轮，14—中心齿轮，15—第一固定轴，16—扳手轴承，17—中央桥，18—第一齿轮，19—第二齿轮，20—紧固螺母，21—轴承，22—第三齿轮，23—螺母，24—第二固定轴，25—第三固定轴，26—第一固定螺钉，27—第二固定螺钉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。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”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地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例的主要结构，如图1所示，包括形状相互匹配的外底壳2和上外壳3，所述上外壳3顶部设置有呈雪花状的六道滑槽，所述滑槽内均安装有滑轨5，所述滑轨5内安装有外夹紧头6，所述滑轨5外端还设置有调节外夹紧头6位置的调节旋钮4，滑轨5内安装有内夹紧头7，所述内夹紧头7下部设由置于外底壳2和上外壳3内部的同步齿轮组，所述同步齿轮组通过安装在上外壳3一侧的棘轮扳手8驱动，通过棘轮扳手8顺时针或逆时针转动，驱动同步齿轮组带动六个内夹紧头7同步移动，调节内夹紧头7与外夹紧头6之间的间距。

具体实施方式为，通过调节旋钮4调整外加紧头6在滑轨5中的位置并固定，然后顺时针或逆时针转动棘轮扳手8，通过同步至齿轮组，使六个内夹紧头7同步移动，对不同形状和结构的零件进行夹持。

夹持柱形零件时，如图9所示，转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆周方向移动，将柱形零件置于上外壳3中部，即六个内加紧头7中部，然后转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆心方向移动，通过六个逐渐向圆心移动的内夹紧头7夹紧圆柱零件。

夹持环形/薄壁零件时，如图10所示，先转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆心方向移动，然后将环形/薄壁零件置于上外壳3上，通过调节旋钮4，使环形/薄壁零件的圆心与六个内夹紧头7所在圆周的圆心重合，并通过外加紧头6从六个方向抵住环形/薄壁零件的外壁，然后转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆周方向移动，直至抵住环形/薄壁零件的内壁，实现环形/薄壁零件的夹紧。

夹持矩形零件时，如图11所示，先转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆心方向移动，然后将矩形零件置于上外壳3上，通过调节旋钮4，使矩形零件的中心与六个内夹紧头7所在圆周的圆心重合，并通过外加紧头6抵住矩形零件的外壁，然后转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆周方向移动，直至有内加紧头抵住矩形零件的内壁，实现对矩形零件的夹紧。

夹持板形零件时，如图12所示，先转动棘轮扳手8，使得六个内夹紧头7同步向圆心方向移动，然后将板形零件置于上外壳3上，使板形零件置于相邻两个滑轨5之间，通过调节旋钮4，使外加紧头6均处于同一圆周上并固定，令板形零件的外壁抵住任意相邻两个外加紧头6，然后转动棘轮扳手8，使得内侧的两个内夹紧头7同步向圆周方向移动，直至有内加紧头抵住板形零件的内壁，实现对板形零件的夹紧。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地增设中央桥17，如图3，图4，图5所示，还包括置于外底壳2和上外壳3内部的中央桥17，所述中央桥17两端固定在外壳地2内，所述同步齿轮组安装在中央桥17上。中央桥17的作用是将夹具各零部件固定在恰当的相对位置上，并将夹持零件和夹具自身的重量传递到外底壳上。同时中央桥17也是同步齿轮组的支撑和安装结构。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定了同步齿轮组的结构，如图3，图4，图8所示，所述同步齿轮组包括所述中心齿轮14通过第二固定轴24固定在中央桥17上表面的中部，所述中央桥17上表面以中心齿轮14为圆心设置有呈雪花状分布的六个支架，每个所述支架上部均安装有一个边缘齿轮13，所述边缘齿轮13通过螺纹与内夹紧头7丝杠连接，每个边缘齿轮13下部刚好能够与中心齿轮14啮合；所述第二固定轴24穿透中央桥17的下表面安装有第三齿轮22，所述中央桥17下表面还通过第一固定轴15固定有第一齿轮18，所述第一齿轮18与第三齿轮22啮合，所述第一固定轴15穿过中央桥17的上部，以及固定在中央桥17的扳手轴承16，延伸出上外壳3与棘轮扳手8连接。

其中，边缘齿轮13的结构如图6所示，边缘齿轮13是十二齿的锥状齿轮，沿齿轮轴向有两种半径的通孔，在较小半径的通孔处攻有内螺纹，用于安装内夹紧头7。

边缘齿轮13内部的螺纹与外夹紧头6的螺纹组合成丝杠结构，中心齿轮14的旋转带动边缘齿轮13转动，实现内夹紧头7沿中心齿轮14的径向移动。滑轨5端头的卡齿嵌在内夹紧头7的卡槽中，当内夹紧头7移动时，带动滑轨5及其内部的外夹紧头6和调节旋钮4一同沿中心齿轮14的径向移动。外夹紧头6的螺纹与调节旋钮4的螺纹组成丝杠结构，通过转动调节旋钮4实现外夹紧头6在滑轨5中的移动。

第二齿轮固定轴的一端安装第三齿轮，另一端安装中心齿轮；第三齿轮固定轴用于安装和固定第二齿轮；第一齿轮固定轴的一端安装第一齿轮，另一端安装棘轮扳手。中央桥的半圆形卡座和轴承盖组成的六个轴承槽中分别安装一个轴承，每个轴承内孔嵌有一个边缘齿轮。边缘齿轮内孔中攻有螺纹，与内夹紧头上的丝杠啮合。中心齿轮同时与六个边缘齿轮啮合，并与第三齿轮保持同步转动。第三齿轮与第二齿轮啮合、第二齿轮与第一齿轮啮合，第一齿轮由棘轮扳手带动，通过扳动棘轮扳手带动第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和中心齿轮转动，控制六个边缘齿轮同步转动，实现六个内夹紧头同步的向中心齿轮轴心或外侧移动。每个内夹紧头上开有齿槽，滑轨的卡齿嵌入其中，内夹紧头移动时，同时带动滑轨以及滑轨中的外夹紧头、调节旋钮移动。每个滑轨中的外夹紧头都是由所对应的调节旋钮来控制位移，调节旋钮内壁攻有螺纹与外夹紧头上的丝杠啮合，正、反扭动调节旋钮即可调节对应外夹紧头与配对内夹紧头的距离。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，提供了另一种同步齿轮组的结构，如图3，图4，图6，图8所示，所述同步齿轮组包括所述中心齿轮14通过第二固定轴24固定在中央桥17上表面的中部，所述中央桥17上表面以中心齿轮14为圆心设置有呈雪花状分布的六个支架，每个所述支架上部均安装有一个边缘齿轮13，所述边缘齿轮13通过螺纹与内夹紧头7丝杠连接，每个边缘齿轮13下部刚好能够与中心齿轮14啮合；所述第二固定轴24穿透中央桥17的下部安装有第三齿轮22，所述中央桥17下表面还通过第一固定轴15固定有第一齿轮18；所述第一齿轮18与第三齿轮22之间还设有第二齿轮19，所述第一齿轮18与第二齿轮19啮合，第二齿轮19与第三齿轮22啮合，且第一齿轮18不与第三齿轮22接触；所述第二齿轮19通过第三固定轴25固定在中央桥17下表面；所述第一固定轴15穿过中央桥17的上部，以及固定在中央桥17的扳手轴承16，延伸出上外壳3与棘轮扳手8连接。

本实施相较于实施例4，则在一齿轮18与第三齿轮22之间增设了第二齿轮19，使得棘轮扳手8传动距离和力矩增大，减小操作难度，同时使得结构更为合理。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定了各齿轮与固定轴的固定结构，如图4所示，所述第一齿轮18、第二齿轮19、第三齿轮22分别通过螺母23固定在第一固定轴15、第三固定轴25、第二固定轴24上。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定内加紧头7的结构，如图8所示，所述内夹紧头7呈l型，较短的一端为夹持端，所述夹持端表面设有环形纹路，且沿径向对称刻有两道用于和滑轨5连接的v形卡槽；内夹紧头7较长的一端为安装端，所述安装端外部设置有与边缘齿轮13内部的螺纹相匹配的外螺纹，安装端的端部还安装有限位螺钉9；内夹紧头7通过安装端与边缘齿轮13丝杠连接。内夹紧头7整体呈l形，在工作端，刻有环形纹路，增加夹持时的摩擦力，沿径向对称刻有两道v形卡槽，用于和滑轨5连接；在安装端攻有外螺纹。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定中央桥17的结构，如图5，所述中央桥17上表面的六个支架，每个支架上均设有轴承座和轴承盖12，所述轴承座与轴承盖12的两端通过紧固螺钉11和紧固螺母20配合固定轴承21，所述轴承21内部通过固定螺母10紧固嵌套在边缘齿轮13上。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定中央桥17与外底壳2的固定方式，如图2，所述外底壳2内部的两端分别还设置有第一固定螺钉26和第二固定螺钉27，所述中央桥17的两端均设置有通孔，通过第一固定螺钉26和第二固定螺钉27固定在外底壳2内部。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例9：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定外壳地2与上外壳3的结构，如图2所示，所述外底壳2和上外壳3接触的外沿周围分布有至少三个安装耳，每个安装耳内均安装有外壳螺钉1，将外底壳2和上外壳3封闭连接起来。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例10：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步地限定滑轨5的结构，如图7所示，所述滑轨5一侧设置有与内夹紧头7连接的卡齿，中部设置有安放外夹紧头6的凹槽，另一侧设置有安装调节旋钮4的u型槽。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

可以理解的是，根据本发明一个实施例的通用夹具结构，例如轴承21和齿轮等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。