夹具及其定位机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种夹具及其定位机构，夹具还包括底座、第一气缸、第二气缸、进气管及出气管，定位机构包括定位本体、第一弹簧、第一定位柱及第二定位柱，定位本体上开设有定位槽，第一弹簧套设于第一定位柱上，当工件置于夹具的定位板上时，通过工件的定位孔穿设于第二定位柱的另一端，由于第二定位柱的另一端的直径沿远离第一定位柱的方向逐渐减小，因此能够适应各种不同大小的定位孔，以提高定位机构的适配性，提高定位机构与定位孔的匹配度。工件的定位孔的侧壁与第二定位柱的外周缘相抵，当压板对工件施加压力时，工件对第二定位柱施以压力，进而压迫第一弹簧，使第一弹簧压缩，进而减小工件与定位板的定位面之间的距离。
【专利说明】
夹具及其定位机构
技术领域
[0001]本发明涉及数控机床辅助工具技术领域，特别是涉及一种夹具及其定位机构。
【背景技术】
[0002]利用数控机床(CNC,Computer number control)加工电子产品(例如手机、平板电脑等)的外壳或中框时，通常会用到夹具，将需要加工的工件装夹在夹具上，然后再利用数控机床的刀具对工件进行加工。
[0003]工件装夹在夹具上时，通常工件的定位孔要与夹具的定位机构相配合。但是由于不同的工件，其定位孔大小不一致，导致传统定位机构无法与定位孔较好地匹配，影响位置尺寸(工件与定位板的定位面之间的距离)，容易影响定位精度。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要针对上述技术冋题，提供一种可以有效提尚定位精度的夹具及其定位机构。
[0005]—种定位机构，包括定位本体、第一弹簧、第一定位柱及第二定位柱，所述定位本体嵌设于所述夹具的定位板上，所述定位本体上开设有定位槽，所述第一定位柱收容于所述定位槽内，所述第一弹簧套设于所述第一定位柱上，所述第二定位柱的一端开设有收容槽，所述第二定位柱开设有收容槽的一端伸入所述定位槽，所述第二定位柱的另一端伸出于所述定位本体，且所述第二定位柱的另一端的直径沿远离所述第一定位柱的方向逐渐减小。
[0006]在其中一个实施例中，所述第二定位柱的另一端的侧面与端面之间设置倒圆角。
[0007]在其中一个实施例中，所述第二定位柱的另一端的端面向外突出形成有凸点。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一定位柱的高度大于所述第一弹簧处于自然状态时的高度，所述第二定位柱开设有收容槽的端部与所述第一弹簧处于自然状态时的一端相抵，所述收容槽的底部与所述第一定位柱之间具有间距。
[0009]在其中一个实施例中，所述第一定位柱的高度小于所述第一弹簧处于自然状态时的高度，所述收容槽的底部与所述第一弹簧处于自然状态时的一端相抵，所述收容槽的底部与所述第一定位柱之间具有间距。
[0010]在其中一个实施例中，所述定位槽贯穿所述定位本体的底面及顶面形成通孔，所述定位本体的底面还设置有挡板，所述挡板盖设于所述通孔上，所述第一弹簧及所述第一定位柱的一端均与所述挡板相抵接。
[0011]在其中一个实施例中，所述挡板上开设有第一螺纹孔，所述第一定位柱与所述挡板相抵的一端开设有第二螺纹孔，通过第一螺纹紧固件依次穿设于所述第一螺纹孔及所述第二螺纹孔内，将所述第一定位柱固定于所述挡板上。
[0012]在其中一个实施例中，所述挡板上还开设有第三螺纹孔，所述定位本体上开设有第四螺纹孔，通过第二螺纹紧固件依次穿设于所述第三螺纹孔与所述第四螺纹孔内。
[0013]在其中一个实施例中，所述定位槽的尺寸沿靠近所述定位本体的顶面的方向逐渐减小，所述第二定位柱伸入所述定位本体的一端的直径大于所述定位槽靠近所述顶面的直径。
[0014]一种夹具，包括:
[0015]底座，包括底板、定位板及压板，所述定位板包括定位面，所述定位面用于放置工件，所述定位板设置于所述定位板与所述压板之间；
[0016]第一气缸，其活塞杆的端部设置有夹爪，所述第一气缸用于驱动所述夹爪运动以对所述压板施加压力；
[0017]第二气缸，用于驱动所述底板沿靠近所述定位板的方向运动；
[0018]进气管、出气管及如以上任意一项所述的定位机构，所述定位机构嵌设于所述定位板内，所述第二定位柱伸出于所述定位板的定位面，所述第二定位柱用于与工件的定位孔相配合。
[0019]上述夹具及其定位机构至少具有以下优点:
[0020]当工件置于夹具的定位板上时，通过工件的定位孔穿设于第二定位柱的另一端，由于第二定位柱的另一端的直径沿远离第一定位柱的方向逐渐减小，因此能够适应各种不同大小的定位孔，以提高定位机构的适配性，提高定位机构与定位孔的匹配度。当工件穿设于第二定位柱上时，工件的定位孔的侧壁与第二定位柱的外周缘相抵，当压板对工件施加压力时，工件对第二定位柱施以压力，进而压迫第一弹簧，使第一弹簧压缩，进而减小工件与定位板的定位面之间的距离。当第一弹簧压缩到一定程度，收容槽的底部与定义定位柱相抵触时，第一弹簧无法再被压缩，保证其位置尺寸(工件与定位板的定位面之间的距离)，进而提尚定位精度。
【附图说明】
[0021]图1为一实施方式中的夹具的结构示意图；
[0022]图2为图1所不夹具的分解不意图；
[0023]图3为图1所不夹具的另一视角的分解不意图；
[0024]图4为图2所不夹具的局部不意图；
[0025]图5为图2所不夹具的另一局部不意图；
[0026]图6为图2中定位机构的结构示意图；
[0027]图7为图2所不夹具的再一局部不意图；
[0028]图8为图2所不夹具的又一局部不意图；
[0029]图9为图1中气压延时阀的结构示意图；
[0030]图10为图9所示气压延时阀的分解示意图；
[0031]图11为图9中的局部不意图；
[0032]图12为图11所不的另一视角的分解不意图；
[0033]图13为图9所不气压延时阀的另一视角的结构不意图；
[0034]图14为沿图13中A-A线的剖视图；
[0035]图15为沿图13中B-B线的剖视图；
[0036]图16为一实施方式中的气压检测机构的分解不意图。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0038]需要说明的是，当元件被称为“固定于”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”、“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。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。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。
[0040]请参阅图1至图3，为一实施方式中的夹具10。该夹具10主要应用于智能数控机床上，用于固定工件20，例如手机外壳、中框等，以便对工件20进行进一步加工。具体到本实施方式中，夹具10包括底座100、定位机构200、第一气缸300、第二气缸400、进气管500、出气管600、气压延时阀700及气压检测机构800。
[0041]请一并参阅图4，底座100包括底板110、定位板120及压板130，定位板包括定位面121，定位面121用于放置工件20，定位板120设置于底板110与压板130之间。工件20放置于夹具10上时，工件20位于定位板120的定位面121与压板130之间。压板130的相对两侧面设置有拉手131，可以通过拉手131将压板130置于工件20上方，提高压板130的便利性。
[0042]底板110与压板130之间设置有定位杆140，且压板130上开设有第一开孔132，底板110上开设有第二开孔111，定位杆140的两端分别嵌设于第一开孔132内及第二开孔111内，以提高压板130与底板110之间的定位准确度。
[0043]请一并参阅图5及图6，定位机构200用于辅助工件20定位于定位板120上。定位机构200包括定位本体210、第一弹簧220、第一定位柱230及第二定位柱240，定位本体210嵌设于夹具10的定位板120上。例如，定位本体210可以大致呈长方体形状，其中两相邻侧边设有缺角以形成防呆结构。通过在定位板120上开设盲槽122，将定位机构200置于盲槽122内，以使定位本体210嵌设于夹具10的结构。
[0044]定位本体210上开设有定位槽211，第一定位柱230收容于定位槽211内。第一弹簧220套设于第一定位柱230上，第二定位柱240的一端开设有收容槽241，第二定位柱240开设有收容槽241的一端伸入定位槽211内，第二定位柱240的另一端伸出于定位本体210，且第二定位柱240的另一端的直径沿远离第一定位柱230的方向逐渐减小。定位槽211的尺寸沿靠近顶面的方向逐渐减小，第二定位柱240伸入定位本体210的一端的直径大于定位槽211靠近顶面的直径，防止第二定位柱240从定位槽211内脱离。
[0045]因此，当将工件20置于定位板120上时，通过工件20上的定位孔21穿设于第二定位柱240的另一端，以辅助工件20定位。而且由于第二定位柱240的另一端的直径沿远离第一定位柱230的方向逐渐减小，因此能够适应各种不同大小的定位孔21，以提高定位机构200的适配性，提高定位机构200与定位孔21的匹配度，提高定位精度。
[0046]第二定位柱240的另一端的侧面与端面之间设置倒圆角242，因此可以有效防止工件20的定位孔21穿设于第二定位柱240上时刮伤工件20。第二定位柱240的另一端的端面向外突出形成有凸点243，此时可在工件20上的定位孔21的底部设置一凹槽，以与凸台243相配合。
[0047]具体到本实施方式中，第一定位柱230的高度小于第一弹簧220处于自然状态时的高度，此时收容槽241的底部与第一弹簧220处于自然状态时的一端相抵，收容槽241的底部与第一定位柱230之间具有间距。当工件20穿设于第二定位柱240上时，工件20的定位孔21的侧壁与第二定位柱240的外周缘相抵。当压板130对工件20施加压力时，工件20对第二定位柱240施以压力，进而压迫第一弹簧220，使第一弹簧220压缩，进而减小工件20与定位板120的定位面121之间的距离。当第一弹簧220压缩到一定程度，收容槽241的底部与第一定位柱230相抵触时，第一弹簧220无法再被压缩。
[0048]当然，在其它的实施方式中，还可以使第一定位柱230的高度大于第一弹簧220处于自然状态时的高度，此时，第二定位柱240开设有收容槽241的端部与第一弹簧220处于自然状态时的一端相抵，收容槽241的底部与第一定位柱230之间具有间距。
[0049]具体到本实施方式中，定位槽211贯穿定位本体210的底面及顶面形成通孔，定位本体210的底面还设置有挡板250，挡板250盖设于通孔上，第一弹簧220及第一定位柱230的一端均与挡板250相抵。
[0050]挡板250上开设有第一螺纹孔，第一定位柱230与挡板250相抵的一端开设有第二螺纹孔，通过第一螺纹紧固件260依次穿设于第一螺纹孔内及第二螺纹孔内，将第一定位柱230固定于挡板250上。挡板250上还开设有第三螺纹孔，定位本体210上开设有第四螺纹孔，通过第二螺纹紧固件270依次穿设于第三螺纹孔与第四螺纹孔内，以将挡板250更稳固地固定于定位本体210的底部。
[0051 ] 本实施方式中定位机构200的安装方法如下:先将第二定位柱240通过通孔伸出定位本体210的顶面，然后将第一弹簧220及第一定位柱230组装至定位本体210内，最后将挡板250盖设于通孔上，有利于提高定位机构200组装的便利性。
[0052]夹具10还包括安装板900，通过安装板900固定于智能数控机床上，第一气缸300安装于安装板900上。请一并参阅图7，第一气缸300的活塞杆310的端部设置有夹爪320，第一气缸300用于驱动夹爪320运动以对压板130施加压力。
[0053]具体到本实施方式中，夹爪320可转动地设置于活塞杆310的端部。例如，夹爪320的一端通过第一转轴330设置于活塞杆310上，第一气缸300上设置有定位块340，夹爪320的中部通过连杆350可转动地设置于定位块340上，夹爪320的另一端为自由端。活塞杆310伸出时，驱动夹爪320的一端转动，进而使夹爪320的自由端转动，压在压板130上。当然，在其它的实施方式中，也可以通过活塞杆310的伸缩直接带动夹爪320上下直线运动，压住压板130。
[0054]第一气缸300的数量为多个，多个第一气缸300均匀分布于定位板120的周围，多个第一气缸300的进气口相互并联且均与进气管500相连通，进气管500通入的高压气体可以直接通过第一气缸300的进气口进入第一气缸300，第一气缸300驱动夹爪对压板130施加压力。多个第一气缸300的出气口相互并联且均与出气管600相连通。例如，第一气缸300的数量为六个，三个第一气缸300设置于定位板120的一侧，另外三个第一气缸300位于定位板120的另一侧。
[0055]请一并参阅图8，第二气缸400用于驱动底板110沿靠近定位板120的方向运动。具体地，第二气缸400的数量为两个，第二气缸400通过支撑板410及气缸安装板420固定于安装板900上，气缸安装板420设置于支撑板410上，支撑板410设置于安装板900上。第二气缸400的活塞杆与底板110相抵触，能够驱动底板110沿靠近定位板120的方向运动。
[0056]各个第二气缸400的进气口相互并联，各个第二气缸400的出气口相互并联。且第二气缸400通过一气压延时阀与进气管500及出气管600连接。
[0057]请一并参阅图9至15，气压延时阀700包括主体承接管710、活塞720、真空管730、第二弹簧740、排气阀750、调节组件760、过滤圈770及端盖780。主体承接管710呈中空状，包括第一端711及第二端712，第一端711设有进气口 710a及出气口 710b。进气口 710a处设置有进气接头713，例如进气接头713可通过螺纹方式设于进气口 710a处。出气口 71b处设置有出气接头714，例如出气接头714可通过螺纹方式设于出气口 710b处。
[0058]出气口 710b位于第一端710的侧壁，进气口 710a位于第一端711的端面或者侧壁，第二端712的侧壁上设有通气孔710c，出气口 710b位于进气口 710a与通气孔710c之间。例如，具体到本实施方式中，进气口 710a位于第一端的端面。气压延时阀700的进气口 710a与第一气缸300的进气口并联，且均与进气管500相连通。气压延时阀700的出气口 710b与第二气缸400的进气口串联，第一气缸300的出气管600与第二气缸400的出气口并联且均与出气管600相连通。
[0059]活塞720收容于主体承接管710内。例如，还可以在活塞720与主体承接管710的内侧壁之间设置密封圈，以增加活塞720与主体承接管710之间的密封性。位于初始状态时，活塞720密封气压延时阀700的出气口 710b。
[0060]真空管730收容于主体承接管710内。活塞720的一端插设于真空管730内，当高压气体从进气口 710a进入主体承接管710内时，驱动活塞720沿插入真空管730内的方向运动。主体承接管710的内侧壁上向内突出形成有限位台阶715，出气口 710b位于限位台阶715与进气口 710a之间，真空管730内插入有活塞720的一端与限位台阶715相抵，因此真空管730无法向靠近进气口的方向移动。活塞720伸入真空管730的一端能够与限位台阶715相抵，防止活塞720从主体承接管710脱离。
[0061]第二弹簧740收容于真空管730内，第二弹簧740的一端抵接于活塞720上。排气阀750收容于真空管730内，第二弹簧740的另一端抵接于排气阀750上。排气阀750上开设有排气孔751，排气孔751的直径小于进气口 710a的直径。例如，排气孔751可以为直径较小的细孔。排气阀750的侧壁上开设有进气槽752，进气槽752与排气孔751相连通。
[0062]调节组件760包括调节阀761、卡扣762及调节螺杆763。排气阀750通过卡扣762固定于调节阀761上，调节阀761上开设有与进气槽752相连通的通气槽7611，调节螺杆763的一端贯穿端盖780连接于调节阀761上。
[0063]具体地，调节阀761呈中空状且一端开口，且开口端沿其轴向向外突出形成有固定柱7612，固定柱7612的内侧壁上开设有第一卡槽7613，卡扣762开设于第一卡槽7613内，排气阀750位于卡扣762于调节阀761之间，通气槽7611开设于调节阀761上与其开口端相对的另一端。固定柱7612的端面开设有第二卡槽7614，第二弹簧740的一端卡设于第二卡槽7614内。
[0064]调节阀761的另一端沿其轴向向外突出形成限位柱7615，限位柱7615上开设有限位槽7616，调节螺杆763的一端卡入限位槽7616内。例如，在限位柱7615的周缘开设限位槽7616，调节螺杆76 3的一端设置卡台，通过卡台卡入限位槽内7616，以将调节螺杆763设置在调节阀761的一端。调节螺杆763是用来调节活塞720的后端至气压延时阀700的出气口 710b的距离的，该距离的长短决定调节延时的长短。
[0065]过滤圈770收容于主体承接管710外，且位于开设有通气孔710c的侧壁外侧，过滤圈770主要是起到过滤作用，防止外界灰尘进入主体承接管710内，避免其进入真空管730内。端盖780盖设于第二端712的端部。例如，端盖780可以螺设于第二端712的端部。
[0066]工作时，高压气体通入进气管500，进而进入第一气缸300的进气口及气压延时阀700的进气口 710a，高压气体进入第一气缸300后驱使其活塞杆伸出进而带动夹爪320转动，夹爪320压住压板130，将工件20固定在压板130与定位板120之间，同时高压气体进入气压延时阀700，驱动活塞720向继续伸入真空管730的方向运动，活塞720的运动推动第二弹簧740使其压缩，且在推动的过程中在真空管730内产生气压，气压推动排气阀750运动，此时排气阀750周缘被真空管730的内侧壁密封，气体只能通过排气孔751进而通过进气槽752再通过通气孔710c排出，由于排气孔751的直径小于进气口710a的直径，活塞720在被推动的过程中受阻，开始放缓速度，达到延时作用，当活塞720被推过出气口 710b时，高压气体从出气口 710b排出到达第二气缸400，从而第二气缸400驱动定位板120向上运动，仅采用一个气压延时阀700控制，避免气压阀过多，而且该气压延时阀700严格按照先驱动第一气缸300向下压，再驱动第二气缸400向上顶的方式，有效避免安全隐患。
[0067]当断开高压气体时，第二弹簧740推动活塞720使真空管730内产生负压，这时带动空气经过过滤圈770、主体承接管710的通气孔710c、调节阀761的通气槽7611，使空气进入到真空管730内，活塞720复位。
[0068]请一并参阅图16，气压检测机构800用于通过检测气压以检测出工件20是否装夹到位及定位板120的定位面121是否清洁。定位板120上开设有贯穿定位面121的定位气孔123。气压检测机构800包括压力电磁阀810、三通管820、密封圈830及气压调节阀840。
[0069]三通管820包括相互连通的第一开口、第二开口及第三开口。压力电磁阀810与第一开口相连通，第二开口与夹具10的进气管500相连通，第三开口与定位气孔123相连通。密封圈830设置于定位气孔123处，且位于定位板120的定位面121。气体经第三开口进入三通管820后作用于定位气孔123上，第一开口连接的压力电磁阀810用于检测三通管820内的气压以确定是否装夹到位。
[0070]气压调节阀840设置于第二开口与夹具10的进气管500之间，并连通第二开口与夹具10的进气管500。气压调节阀840主要是为了确保气压检测机构的稳定性。气压检测机构800还包括警示机构，警示机构与压力电磁阀810电连接，当压力电磁阀810检测到气压变小时，警示机构发出警报。
[0071]当工件20置于定位板120的定位面121后，进气管500的高压气体通过第二开口、第三开口通入到定位气孔123内，如果工件20装夹到位及定位板120的定位面121清洁，工件20的表面与密封圈830的密封性能较好，此时定位气孔123不会漏气，压力电磁阀810检测到预定气压值，智能数控机床正常启动；如果定位板120未装夹到位和/或定位板120的定位面121不清洁，则定位板120上的定位气孔123漏气，压力电磁阀810检测到的气压值会变小，此时智能数控机床不能启动。由于本实施方式中，仅设置一气压延时阀700，因此气压检测机构800也只要对应设置一个即可对整个夹具10进行检测。
[0072]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种定位机构，其特征在于，包括定位本体、第一弹簧、第一定位柱及第二定位柱，所述定位本体嵌设于所述夹具的定位板上，所述定位本体上开设有定位槽，所述第一定位柱收容于所述定位槽内，所述第一弹簧套设于所述第一定位柱上，所述第二定位柱的一端开设有收容槽，所述第二定位柱开设有收容槽的一端伸入所述定位槽，所述第二定位柱的另一端伸出于所述定位本体，且所述第二定位柱的另一端的直径沿远离所述第一定位柱的方向逐渐减小。2.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述第二定位柱的另一端的侧面与端面之间设置倒圆角。3.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述第二定位柱的另一端的端面向外突出形成有凸点。4.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述第一定位柱的高度大于所述第一弹簧处于自然状态时的高度，所述第二定位柱开设有收容槽的端部与所述第一弹簧处于自然状态时的一端相抵，所述收容槽的底部与所述第一定位柱之间具有间距。5.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述第一定位柱的高度小于所述第一弹簧处于自然状态时的高度，所述收容槽的底部与所述第一弹簧处于自然状态时的一端相抵，所述收容槽的底部与所述第一定位柱之间具有间距。6.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述定位槽贯穿所述定位本体的底面及顶面形成通孔，所述定位本体的底面还设置有挡板，所述挡板盖设于所述通孔上，所述第一弹簧及所述第一定位柱的一端均与所述挡板相抵接。7.根据权利要求6所述的定位机构，其特征在于，所述挡板上开设有第一螺纹孔，所述第一定位柱与所述挡板相抵的一端开设有第二螺纹孔，通过第一螺纹紧固件依次穿设于所述第一螺纹孔及所述第二螺纹孔内，将所述第一定位柱固定于所述挡板上。8.根据权利要求7所述的定位机构，其特征在于，所述挡板上还开设有第三螺纹孔，所述定位本体上开设有第四螺纹孔，通过第二螺纹紧固件依次穿设于所述第三螺纹孔与所述第四螺纹孔内。9.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述定位槽的尺寸沿靠近所述定位本体的顶面的方向逐渐减小，所述第二定位柱伸入所述定位本体的一端的直径大于所述定位槽靠近所述顶面的直径。10.一种夹具，其特征在于，包括: 底座，包括底板、定位板及压板，所述定位板包括定位面，所述定位面用于放置工件，所述定位板设置于所述定位板与所述压板之间； 第一气缸，其活塞杆的端部设置有夹爪，所述第一气缸用于驱动所述夹爪运动以对所述压板施加压力； 第二气缸，用于驱动所述底板沿靠近所述定位板的方向运动； 进气管、出气管及如权利要求1至9中任意一项所述的定位机构，所述定位机构嵌设于所述定位板内，所述第二定位柱伸出于所述定位板的定位面，所述第二定位柱用于与工件的定位孔相配合。
【文档编号】F15B19/00GK106002396SQ201610404275
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】刘剑霞
【申请人】广东长盈精密技术有限公司