装夹工具和装夹套件的制作方法

本实用新型涉及工件加工技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种装夹工件的解决方案。

背景技术：

在工件加工过程中，为了保证加工精度，在加工前，应确定工件在机床上的位置，并固定好，以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程，通常称为装夹。

现有技术中，通常使用夹具让工件在机床上定位、夹紧。然而，对于多边形工件车床加工，常规的夹具无法装夹。虽然现有技术中有针对多边形工件的专用夹具，但这类专用夹具存在装夹效率低等问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种能够克服现有技术的上述至少一个缺陷的装夹工件的解决方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种装夹工具，包括：

第一主体，其具有轴线和垂直于所述轴线的第一端部；

引导孔，其位于所述第一端部，在垂直于所述轴线的平面上，所述引导孔具有第一轮廓；以及

凹槽，其位于所述第一主体内部且开口端与所述引导孔连通，在垂直于所述轴线的平面上，所述凹槽具有第二轮廓；

其中，所述第二轮廓具有重叠段和承靠段，所述重叠段与所述第一轮廓的一部分重合；所述承靠段与旋转后的所述第一轮廓的一部分重合。

其中，所述第二轮廓还具有引导段，所述引导段连接所述重叠段和所述承靠段。

其中，所述第一轮廓呈多边形。

其中，所述第一轮廓具有多个顶点，所述引导段允许所述第一轮廓的所述顶点从所述重叠段围绕所述轴线旋转至对应的所述承靠段。

其中，在从所述重叠段旋转至对应的所述承靠段过程中，所述第一轮廓的所述顶点的移动轨迹与所述引导段的形状相吻合。

其中，所述第二轮廓的重叠段和承靠段限定了旋转角度，在旋转所述旋转角度后，可使得所述第一轮廓从一部分与所述重叠段重合的状态旋转至一部分与所述承靠段重合的状态。

其中，所述旋转角度不大于60°。

其中，所述引导孔具有侧壁，所述侧壁平行于所述轴线。

其中，所述凹槽具有垂直于所述轴线的底面和平行于所述轴线的侧壁。

其中，所述凹槽的沿着所述轴线方向上的深度与对应工件的底板厚度相吻合。

其中，所述第二轮廓具有至少两个承靠段。

其中，所述第一主体还具有第二端部，其位于所述第一端部相对一侧；

所述装夹工具还包括延伸部，所述延伸部通过所述第二端部与所述第一主体连接。

其中，所述第一轮廓为正多边形。

其中，所述第一轮廓为正方形。

其中，所述第二轮廓的所述承靠段的数目与所述第一轮廓的正多边形的边的数目相同。

其中，所述第一轮廓的所有的边均具有与之对应的所述重叠段和所述承靠段；对于所述第一轮廓的任一条边，该边的一部分与对应的所述重叠段重合，在旋转后该边的另一部分与对应的所述承靠段重合。

其中，所述第一轮廓为不规则多边形。

其中，所述第一轮廓具有凹陷的顶点，所述第一轮廓中，所述凹陷的顶点所属的边不具有对应的承靠段。所述引导段允许所述第一轮廓的非凹陷的所述顶点从所述重叠段围绕所述轴线旋转至对应的承靠段。

其中，所述第二轮廓的所述承靠段的数目与所述第一轮廓的不规则多边形的边的数目不相同。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种装夹套件，包括：

前述的任一实施例中的装夹工具，以及

所述装夹工具适配的工件，所述工件包括：第二主体和底板，所述底板的外形与所述第一轮廓相吻合。需要注意，在另一实施例中，底板的外形也可以与第一轮廓不完全吻合，只要第一轮廓可容纳所述底板即可。

根据本实用新型的又一方面，还提供了一种装夹套件，包括：工件，所述工件包括底板；以及与所述工件适配的装夹工具，所述装夹工具包括：第一主体，其具有轴线和垂直于所述轴线的第一端部；孔，其位于所述第一端部并可容纳所述底板通过；以及凹槽，其位于所述第一主体内部且开口端与所述孔连通，并在垂直于所述轴线的平面上具有第二轮廓；其中，所述第二轮廓具有重叠段和承靠段；所述重叠段与所述底板的轮廓的一部分重合；所述承靠段与旋转后的所述底板的轮廓的一部分重合，并且使得旋转后的所述底板与所述孔形成错位。

根据本实用新型的又一方面，还提供了一种利用上述装夹套件的装夹方法，包括：

使所述工件的底板穿过所述引导孔进入所述装夹工具的所述凹槽；以及

旋转工件使得所述工件的底板紧靠所述凹槽的所述承靠段。

其中，所述工件的所述底板具有底板侧壁、连接所述第二主体的第三端部以及远离所述第二主体的第四端部；在使所述工件的底板进入所述凹槽的步骤中，使所述第四端部抵靠所述凹槽的底面；在旋转工件的步骤中，完成旋转后，所述工件的所述底板侧壁紧靠所述凹槽的承靠段，并且所述底板与所述引导孔形成错位，使所述工件卡在所述凹槽内。

与现有技术相比，本实用新型具有下列至少一个技术效果：

1、操作迅速方便。

2、定位精度较高、稳定性高。

3、生产效率高。

附图说明

在参考附图中示出示例性实施例。本文中公开的实施例和附图应被视作说明性的，而非限制性的。

图1示出了本实用新型一个实施例的适配正方形工件的装夹工具的剖面示意图；其中，所述剖面经过所述装夹工具的轴线；如未做特别说明，下文中的其它附图中的剖面均指经过所述装夹工具的轴线的剖面；

图2示出了图1所示实施例的装夹工具的侧视示意图；该图中示出了图1所示装夹工具的右端部的平面视图，该平面视图的平面垂直于所述装夹工具的轴线，图中虚线表示位于装夹工具主体内部的凹槽轮廓线；如未做特别说明，下文中的其它附图中的侧视示意图均指右视示意图；

图3示出了本实用新型一个实施例中的正方形工件的主视角示意图；

图4示出了图3所示实施例的正方形工件的侧视示意图；

图5示出了图3和图4所示的正方形工件装入图1和图2所示的装夹工具的剖面示意图；

图6示出了图3和图4所示的正方形工件在图1和图2所示的装夹工具内旋转的侧视示意图；

图7示出了图3和图4所示的正方形工件旋转完毕后的剖面示意图；

图8示出了图3和图4所示的正方形工件旋转完毕后的侧视示意图；

图9示出了本实用新型另一个实施例中的适配不规则工件的装夹工具的剖面示意图；其中，所述剖面经过所述装夹工具的轴线；

图10示出了图9所示实施例的装夹工具的侧视示意图；图中虚线表示位于装夹工具主体内部的凹槽轮廓线；

图11示出了本实用新型一个实施例中的不规则工件的主视角示意图；

图12示出了图11所示不规则工件的侧视示意图；

图13示出了图11和图12所示的不规则工件装入图9和图10所示的装夹工具的剖面示意图；

图14示出了图11和图12所示的不规则工件在图9和图10所示的装夹工具内旋转的侧视示意图；

图15示出了图11和图12所示的正方形工件旋转完毕后的剖面示意图；

图16示出了图11和图12所示的正方形工件旋转完毕后的侧视示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了本实用新型一个实施例的适配正方形工件的装夹工具的剖面示意图；其中，所述剖面经过所述装夹工具的轴线；如未做特别说明，下文中的其它附图中的剖面均指经过所述装夹工具的轴线的剖面。图2示出了图1所示实施例的装夹工具的侧视示意图；该图中示出了图1所示装夹工具的右端部的平面视图，该平面视图的平面垂直于所述装夹工具的轴线，图中虚线表示位于装夹工具主体内部的凹槽轮廓线；如未做特别说明，下文中的其它附图中的侧视示意图均指右视示意图。

参考图1和图2，本实施例提供了一种装夹工具，包括第一主体1、引导孔2和凹槽3。第一主体1具有轴线和垂直于所述轴线的第一端部。引导孔2位于所述第一端部，在垂直于所述轴线的平面上，所述引导孔2具有第一轮廓21。凹槽3位于所述第一主体1内部且开口端与所述引导孔2连通，在垂直于所述轴线的平面上，所述凹槽3具有第二轮廓31，所述第二轮廓31具有重叠段32和承靠段33。其中，所述第一轮廓21可在所述第二轮廓31内旋转；所述重叠段32与所述第一轮廓21的一部分重合；所述承靠段33与旋转后的所述第一轮廓21的一部分重合。

本实施例中，所述第二轮廓31还具有引导段34，所述引导段34连接所述重叠段32和所述承靠段33。所述第一轮廓21呈多边形，具有多个顶点，所述引导段34允许所述第一轮廓21的各个顶点从所述重叠段32围绕所述轴线旋转至对应的承靠段33。在从所述重叠段32旋转至对应的所述承靠段33过程中，所述第一轮廓21的各个顶点的移动轨迹与所述引导段34的形状相吻合。

本实施例中，所述第二轮廓31具有预设的旋转角度，在旋转所述旋转角度后，可使得所述第一轮廓21从一部分与所述重叠段32重合的状态旋转至一部分与所述承靠段33重合的状态。其中，所述旋转角度的优选不大于60°。在一个优选实施例中，所述旋转角度为45°。

在一个实施例中，所述引导孔2具有侧壁，所述侧壁平行于所述轴线。所述凹槽3具有垂直于所述轴线的底面和平行于所述轴线的侧壁。

在图1和图2所示的实施例中，第一轮廓21为正方形。第二轮廓31具有四个承靠段33。也就是说，第二轮廓31的所述承靠段33的数目与第一轮廓21的正方形的边的数目相同。进一步地，第一轮廓21的所有的边均具有与之对应的重叠段32和承靠段33；对于所述第一轮廓21的任一条边，该边的一部分与对应的重叠段32重合，在旋转后该边的另一部分与对应的承靠段33重合。

需要说明，在本实用新型的其它实施例中，前述实施例中第一轮廓也可以采用正方形以外的其它正多边形。例如正三角形、正五边形、正六边形等。第一轮廓也可以是其它形式的规则多边形，例如长方形、菱形等。

在本实用新型的其它实施例中，第二轮廓所具有的承靠段的数目也可以少于正多边形的边数，只要承靠段的数目足以稳定地限定所适配工件的位置，在所需的自由度内起到夹紧工件的作用即可。

理论上说，单个承靠段也可以在一定的自由度内限定所适配工件的位置。但在常见的应用场景下，第二轮靠具有至少两个承靠段。

进一步地，仍然参考图1，在一个实施例中，所述第一主体1还具有第二端部。第二端部位于所述第一端部相对的另一侧。所述装夹工具还包括延伸部4，所述延伸部4通过所述第二端部与所述第一主体1连接。延伸部4可作为便于握持的手柄，也可作为连接机床的连接部。

进一步地，在一个实施例中，还提供了与图1和图2所示的装夹工具适配的正方形工件，该正方形工件可与装夹工具组成装夹套件。图3示出了本实施例中的正方形工件的主视角示意图。图4示出了图3所示实施例的正方形工件的侧视示意图。

参考图3和图4，该正方形工件包括第二主体6和底板5。所述底板5的外形与装夹工具的引导孔2的轮廓(即所述第一轮廓21)相吻合，从而便于待加工或待检测工件的定位。所述第二主体6可以是工件的待加工的主体，也可以是工件的待检测的主体。

工件的底板5具有底板侧壁、连接所述第二主体6的第三端部以及远离所述第二主体6的第四端部。所述凹槽3的沿着所述轴线方向上的深度与工件的底板5的厚度相吻合。

进一步地，在一个实施例中，还提供了基于正方形工件及其装夹工具的装夹方法。图5示出了图3和图4所示的正方形工件装入图1和图2所示的装夹工具的剖面示意图。图6示出了图3和图4所示的正方形工件在图1和图2所示的装夹工具内旋转的侧视示意图。参考图5和图6，工件的底板可从装夹工具的引导孔2进入装夹工具的卡扣槽(即所述凹槽3)，并使第四端部抵靠卡扣槽的底面。当第四端部抵靠卡扣槽的底面时，工件的底板5可在装夹工具内部的卡扣槽内旋转。

进一步地，图7示出了图3和图4所示的正方形工件旋转完毕后的剖面示意图。图8示出了图3和图4所示的正方形工件旋转完毕后的侧视示意图。参考图7和图8，工件旋转完成后，底板侧壁紧靠卡扣槽的承靠段33。这样，底板5与引导孔2形成错位，从而使所述工件的底板5卡在卡扣槽内。图8中用加粗线条示出了工件旋转后的暴露在外的底板5的轮廓，未暴露的轮廓未在图中示出。可以看出，由于底板5与引导孔2形成错位，装夹工具可起到夹紧工件的效果。

基于上文的描述，本实施例中，基于正方形工件及其装夹工具的装夹方法包括下列步骤：

步骤1：基于所述装夹工具的引导孔对所述工件定位；由于装夹工具引导孔的轮廓与工件底板的轮廓吻合，因此可以方便高效地实现定位。

步骤2：使所述工件的底板穿过所述孔进入所述装夹工具的所述凹槽，所述第四端部抵靠所述凹槽的底面。凹槽的深度与工件底板的厚度吻合，因此工件底板可在凹槽内旋转。

步骤3：旋转工件使得所述工件的底板紧靠所述凹槽的所述承靠段，完成旋转后，所述工件的所述底板侧壁紧靠所述凹槽的承靠段，并且所述底板与所述孔形成错位，使所述工件卡在所述凹槽内。凹槽具有平行于轴线的侧壁，该侧壁具有对应于第二轮廓的承靠段的承靠面，当工件底板旋转至预设旋转角度时，工件底板的侧壁的一部分紧靠所述承靠面，在若干个(例如四个)承靠面的作用下，工件底板被稳定地高精度地卡扣在装夹工具的凹槽内，从而实现工件的装夹。

进一步地，本实用新型的另一实施例中，还提供了可适配不规则形状工件的装夹工具。图9示出了本实用新型另一个实施例中的适配不规则工件的装夹工具的剖面示意图；其中，所述剖面经过所述装夹工具的轴线。图10示出了图9所示实施例的装夹工具的侧视示意图；图中虚线表示位于装夹工具主体内部的凹槽轮廓线。

参考图9和图10，该实施例中，引导孔的第一轮廓21为不规则多边形。所述第一轮廓21不仅具有常见的外凸的顶点，还具有凹陷的顶点。凹陷的顶点并不会影响工件在卡扣槽内的旋转。因此，本实施例中，引导段34只需要允许所述第一轮廓的非凹陷的顶点从重叠段32围绕所述轴线旋转至对应的承靠段33。所述第一轮廓21中，所述凹陷的顶点所属的边不具有对应的承靠段。

本实施例中，第二轮廓31的承靠段的数目与所述第一轮廓21的不规则多边形的边的数目不相同。实际上，第二轮廓31所具有的承靠段的数目少于第一轮廓的边数(即不规则多边形的边数)。此时，只要承靠段的数目足以稳定地限定所适配工件的位置，在所需的自由度内起到夹紧工件的作用即可。本实施例中，承靠段的数目为四个。理论上说，单个承靠段也可以在一定的自由度内限定所适配工件的位置。但在常见的应用场景下，第二轮廓31具有至少两个承靠段。

进一步地，图11示出了本实用新型一个实施例中的不规则工件的主视角示意图。图12示出了图11所示不规则工件的侧视示意图。可以看出，该不规则工件的底板5形状与装夹工具的引导孔2的第一轮廓21相吻合。

图13示出了图11和图12所示的不规则工件装入图9和图10所示的装夹工具的剖面示意图。图14示出了图11和图12所示的不规则工件在图9和图10所示的装夹工具内旋转的侧视示意图。参考图13和图14，工件的不规则形状的底板可从装夹工具的引导孔进入装夹工具的卡扣槽(即所述凹槽)，并使第四端部抵靠卡扣槽的底面。当第四端部抵靠卡扣槽的底面时，工件的底板可在装夹工具内部的卡扣槽内旋转。

进一步地，图15示出了图11和图12所示的正方形工件旋转完毕后的剖面示意图。图16示出了图11和图12所示的正方形工件旋转完毕后的侧视示意图。参考图15和图16，不规则形工件旋转完成后，不规则的底板的三个侧壁紧靠卡扣槽的三个承靠段。这样，底板与引导孔形成错位，从而使所述工件的底板卡在卡扣槽内。图16中用加粗线条示出了工件旋转后的暴露在外的底板的轮廓，未暴露的轮廓未在图中示出。可以看出，由于底板与引导孔形成错位，装夹工具可起到夹紧工件的效果。

基于不规则形工件及其装夹工具的装夹方法与前文所述的基于正方形工件及其装夹工具的装夹方法一致，此处不再赘述。

需要说明，本实用新型中，工件底板的外形也可以与第一轮廓不完全吻合，只要第一轮廓可容纳所述底板即可。例如，在另一实施例中，还提供了一种装夹套件，包括：工件以及与所述工件适配的装夹工具。所述工件包括底板。所述装夹工具包括第一主体，其具有轴线和垂直于所述轴线的第一端部；引导孔，该引导孔位于所述第一端部并可容纳所述底板通过；以及凹槽，所述凹槽位于所述第一主体内部且开口端与所述孔连通，并在垂直于所述轴线的平面上具有第二轮廓。其中，所述第二轮廓具有重叠段和承靠段；所述重叠段与所述底板的轮廓的一部分重合；所述承靠段与旋转后的所述底板的轮廓的一部分重合，并且使得旋转后的所述底板与所述引导孔形成错位。