夹具和数控机床的制作方法

文档序号:15824366发布日期:2018-11-02 23:29阅读:134来源:国知局

本发明涉及夹具技术领域,更具体地说,涉及一种夹具和数控机床。

背景技术

内框和外框类产品,通常采用四个卡爪同步活动的夹具,当两个相对的卡爪到位时,另外两个相对的卡爪也同样到位。由于产品存在尺寸公差,则产品与夹具的夹紧面之间较易存在间隙,导致夹具的可靠性较差,影响产品的加工质量。

另外,内框和外框类产品,其壁较薄,四个卡爪同时夹紧上述产品,较易损坏上述产品,特别是陶瓷类手机中框。

综上所述,如何提供一种夹具,以提高其可靠性,降低对产品加工质量的影响,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种夹具,以提高其可靠性,降低对产品加工质量的影响。本发明的另一目的是提供一种具有上述夹具的数控机床

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种夹具,包括:固定卡爪,与所述固定卡爪配合使用的活动卡爪,和驱动所述活动卡爪运动的驱动装置。

优选地,所述活动卡爪为两个,且两个所述活动卡爪的夹紧面之间具有夹角,所述驱动装置驱动两个所述活动卡爪同步运动且两个所述活动卡爪能够补偿待夹件的尺寸差异。

优选地,所述驱动装置包括:驱动部件,及将所述驱动部件的竖直驱动方向转换为水平驱动方向的驱动机构;其中,所述驱动机构与所述活动卡爪相连。

优选地,所述驱动机构包括:

两个滑动件,所述活动卡爪固定于所述滑动件;

横向组件,所述横向组件带动所述滑动件运动以使所述夹具能够夹紧和释放;

纵向连接件,所述纵向连接件由所述驱动部件驱动且带动所述横向组件沿水平方向运动;

其中,所述横向组件包括:横向活动件、及与所述横向活动件相连的横向连接件,两个所述滑动件分别与所述横向连接件的两端相连,所述横向活动件与所述纵向连接件相连,所述横向组件和所述滑动件均在水平面内运动。

优选地,所述纵向连接件设有第一驱动结构,所述横向活动件设有能够沿所述第一驱动结构移动的第一连接件;所述滑动件设有第二驱动结构,所述横向连接件设有能够沿所述第二驱动结构移动的第二连接件。

优选地,所述第一驱动结构为第一驱动孔,所述第二驱动结构为第二驱动孔;所述第一驱动孔和所述第二驱动孔均为条形孔;所述第一连接件和所述第二连接件均销钉。

优选地,所述纵向连接件与所述横向活动件相连的一端具有凹槽,所述凹槽中相对的两个槽壁设有所述第一驱动结构,所述第一连接件为两个且与所述第一驱动结构一一对应。

优选地,所述驱动部件驱动所述纵向连接件沿竖直方向向下运动以使所述纵向连接件通过所述横向组件和所述滑动件带动所述活动卡爪沿夹紧方向运动。

优选地,所述横向连接件贯穿所述横向活动件,且所述横向连接件与所述横向活动件间隙配合;

所述横向连接件设有导向孔,所述横向活动件设有与所述导向孔配合的第三连接件;所述导向孔的长度方向与所述横向连接件的贯穿方向相同。

优选地,上述夹具还包括限制所述横向活动件的运动行程的行程阻挡件。

优选地,上述夹具还包括:底座,与所述底座相连的支撑体,与所述支撑体顶端相连的盖板,与所述盖板相连且用于放置待夹件的顶板;

其中,所述盖板设有滑槽,所述滑动件与所述滑槽滑动配合;所述支撑体呈筒状,所述驱动装置位于所述支撑体内,且所述盖板具有供所述驱动装置外伸的让位结构,所述顶板遮挡所述驱动装置。

优选地,两个所述活动卡爪的夹紧面之间的夹角为90°,所述固定卡爪的夹紧面为直角面。

优选地,所述夹具为收紧式夹具。

优选地,所述夹具为外撑式夹具。

基于上述提供的夹具,本发明还提供了一种数控机床,该数控机床包括夹具,该夹具为上述任意一项所述的夹具。

本发明提供的夹具,将卡爪分为固定卡爪和活动卡爪,驱动装置仅驱动活动卡爪运动以实现夹具的夹紧和释放,这样,使得固定卡爪的夹紧面作为基准面,仅活动卡爪运动,较现有技术相比,降低了产品尺寸公差对夹具的影响,提高了夹具的可靠性,降低了夹具对产品加工质量的影响。

而且,本发明提供的夹具,活动卡爪为两个,且两个活动卡爪的夹紧面之间具有夹角,驱动装置驱动两个活动卡爪同步运动且两个活动卡爪能够补偿待夹件的尺寸差异,则进一步降低了产品尺寸对夹具的影响,进一步提高了夹具的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的夹具为收紧式夹具时的分解示意图;

图2为本发明实施例提供的夹具为收紧式夹具时的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的夹具为外撑式夹具时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示,本发明实施例提供的夹具包括:固定卡爪9,与固定卡爪9配合使用的活动卡爪,和驱动活动卡爪运动的驱动装置。

可以理解的是,驱动装置驱动活动卡爪往复运动,以实现活动卡爪与固定卡爪9配合实现夹紧和释放。

本发明实施例提供的夹具,将卡爪分为固定卡爪9和活动卡爪,驱动装置仅驱动活动卡爪运动以实现夹具的夹紧和释放,这样,使得固定卡爪9的夹紧面作为基准面,仅活动卡爪运动,较现有技术相比,降低了产品尺寸公差对夹具的影响,提高了夹具的可靠性,降低了夹具对产品加工质量的影响。

对于固定卡爪9和活动卡爪的数目和形状,根据待夹件进行设计。优选地,上述活动卡爪为两个,且两个活动卡爪的夹紧面之间具有夹角。

具体地,两个活动卡爪分别为第一活动卡爪16和第二活动卡爪17。两个活动卡爪的夹紧面之间的夹角大于零度且小于180度。可以理解的是,两个活动卡爪相邻。当然,也可选择活动卡爪为三个以上,并不局限于上述实施例。

为了保证夹紧效果,上述驱动装置驱动两个活动卡爪同步运动且两个活动卡爪能够补偿待夹件的尺寸差异。可以理解的是,两个活动卡爪联动设置,使得两个活动卡爪能够补偿待夹件的尺寸差异以夹紧待夹件。

需要说明的是,因加工精度的原因,产品的尺寸与标准尺寸存在差异,尺寸差异是指产品的实际尺寸与产品的标准尺寸的差值;补偿待夹件的尺寸差异,是指,一个活动卡爪运动预设距离能够补偿产品的一个尺寸的尺寸差异,使得另一个活动卡爪亦移动预设距离以补偿产品的另一个尺寸的尺寸差异。具体地,一个活动卡爪运动预设距离能够补偿产品的长度尺寸的尺寸差异,使得另一个活动卡爪亦移动预设距离以补偿产品的宽度尺寸的尺寸差异。

上述夹具,实现了两个活动卡爪能够相互补偿尺寸差异,则进一步降低了产品尺寸对夹具的影响,进一步提高了夹具的可靠性。

为了便于驱动活动卡爪运动,上述驱动装置包括:驱动部件3,及将驱动部件3的竖直驱动方向转换为水平驱动方向的驱动机构;其中,驱动机构与活动卡爪相连。

进一步地,上述驱动机构包括:两个滑动件,横向组件和纵向连接件11;其中,活动卡爪固定于滑动件;横向组件带动滑动件运动以使夹具能够夹紧和释放;纵向连接件11由驱动部件3驱动且带动横向组件沿水平方向运动。

可以理解的是,滑动件与活动卡爪一一对应,两个滑动件分别为第一滑动件14和第二滑动件15。

上述横向组件包括:横向活动件13、及与横向活动件13相连的横向连接件6,两个滑动件分别与横向连接件6的两端相连,横向活动件13与纵向连接件11相连,横向组件和滑动件均在水平面内运动。

上述夹具中,通过驱动部件3驱动纵向连接件11沿竖直方向运动,以使横向组件沿水平方向运动,从而带动滑动件在水平面内运动,使得固定于滑动件上的活动卡爪运动,进而实现活动卡爪与固定卡爪9配合夹紧待夹件、及活动卡爪远离固定卡爪9实现释放待夹件。

上述驱动结构还可为其他结构,并不局限于上述实施例。

为了便于实现运动的传递,上述纵向连接件11设有第一驱动结构12,横向活动件13设有能够沿第一驱动结构12移动的第一连接件;滑动件设有第二驱动结构7,横向连接件6设有能够沿第二驱动结构7移动的第二连接件。

为了便于加工和选材,上述第一驱动结构12为第一驱动孔,第二驱动结构7为第二驱动孔;第一驱动孔和第二驱动孔均为条形孔;第一连接件和第二连接件均销钉18。

可以理解的是,第一连接件沿与其对应的条形孔运动,第二连接件沿与其对应的条形孔运动。上述条形孔为盲孔或通孔。

需要说明的是,条形孔的延伸方向,根据实际需要传递的运动方向进行设计。

当然,第一驱动结构12、第二驱动结构7、第一连接件和第二连接件还可为其他结构,例如第一驱动结构12、第二驱动结构7均为滑轨,第一连接件和第二连接件为均滑块等。

为了提高稳定性,上述纵向连接件11与横向活动件13相连的一端具有凹槽,凹槽中相对的两个槽壁设有第一驱动结构12,第一连接件为两个且与第一驱动结构12一一对应。可以理解的是,横向活动件13位于凹槽内,两个第一连接件分别位于横向活动件13的两侧。这样,使得横向活动件13的两侧受力,提高了横向活动件13受力平衡性。

为了避免固定卡爪9和活动卡爪及其他部件干涉驱动装置,优先选择驱动部件3驱动纵向连接件11沿竖直方向向下运动以使纵向连接件11通过横向组件和滑动件带动活动卡爪沿夹紧方向运动。

此时,若上述第一驱动结构12为第一驱动孔,第二驱动结构7为第二驱动孔;第一驱动孔和第二驱动孔均为条形孔;第一连接件和第二连接件均销钉18。则第一驱动结构12的长度方向与竖直方向具有夹角,且第一驱动结构12自其底端至其顶端向远离活动卡爪的方向倾斜;第二驱动结构7的长度方向与横向活动件13的运动方向相倾斜,第二驱动结构7自其内端向其外端向远离横向活动件13的方向倾斜。

第二驱动结构7的内端是指第二驱动结构7靠近夹具中心的一端,第二驱动结构7的外端是指第二驱动结构7远离夹具中心的一端。

当然,上述夹具也可选择其他方式,例如驱动部件3驱动纵向连接件11沿竖直方向向上运动以使纵向连接件11通过横向组件和滑动件带动活动卡爪沿夹紧方向运动,并不局限于上述实施例。

为了便于安装,上述横向连接件6贯穿横向活动件13,且横向连接件6与横向活动件13间隙配合;上述横向连接件6设有导向孔,横向活动件13设有与导向孔配合的第三连接件;导向孔的长度方向与横向连接件6的贯穿方向相同。可以理解的是,第三连接件固定在横向活动件13上,且第三连接件贯穿导向孔。

上述结构中,横向连接件6能够绕第三连接件摆动,当待夹件的两个相邻边尺寸与标准尺寸不同步大小时,第一活动卡爪16锁紧(或撑开)超过标准的尺寸,第二活动卡爪17可通过横向连接件6绕第三连接件摆动松开(或收紧)相当的尺寸,实现尺寸差异的相互补偿,提高了夹紧可靠性;保证了待夹件紧贴夹具侧壁。

优选地,上述第三连接件为销钉18,当然,也可选择第三连接件18为其他部件,并不局限于此。

上述夹具中,为了方便使用,需要控制活动卡爪的行程。为了便于实现,通过控制横向活动件13的行程来控制活动卡爪的行程。具体地,上述夹具还包括限制横向活动件13的运动行程的行程阻挡件19。

可以理解的是,当夹具释放待夹件后,行程阻挡件19与横向活动件13相抵,即横向活动件13的行程最大时,阻挡件19与横向活动件13相抵。

当然,也可选择通过控制滑动件的行程来控制活动卡爪的行程,并不局限于上述实施例。

优选地,上述夹具还包括:底座1,与底座1相连的支撑体2,与支撑体2顶端相连的盖板4,与盖板4相连且用于放置待夹件的顶板8。

上述夹具在使用时,可将底座1安装在机床上,实现固定,方便了夹具的使用。可以理解的是,底座1、支撑体2、盖板4和顶板8依次固定连接。

为了保证滑动件的滑动方向,上述盖板4设有滑槽5,滑动件与滑槽5滑动配合。进一步地,滑动件与滑槽5间隙配合,且滑动件与滑槽5的配合间隙不大于0.01mm。

进一步地,上述支撑体2呈筒状,驱动装置位于支撑体2内,且盖板4具有供驱动机构外伸的让位结构,顶板8遮挡驱动装置。这样,实现了对驱动装置的遮挡,即实现了对驱动装置的保护,延长了驱动装置的使用寿命;也提高了美观度。

当上述夹具具有行程阻挡件19时,行程阻挡件19固定于盖板4。具体地,行程阻挡件19通过固定件固定于盖板4,该盖板4设有供固定件使用的固定孔20。

上述夹具中,两个活动卡爪的夹紧面之间的夹角为90°,固定卡爪9的夹紧面为直角面。

当然,也可选择两个活动卡爪的夹紧面之间的夹角为其他数值、固定卡爪9的夹紧面为其他形状,只要保证能够夹紧待夹件即可,本发明实施例对此不做限定。

上述夹具可为收紧式夹具,即活动卡爪向固定卡爪9运动实现夹紧待夹件,适应于加工外框件;上述还可为外撑式夹具,即活动卡爪向远离固定卡爪9的方向运动实现夹紧待夹件,适应于加工框件外形。

上述夹具中,纵向连接件11向上运动,可以更换活动卡爪与固定卡爪9改为收紧式夹具或外撑式夹具,且第一驱动结构12长度必须小于驱动部件3的工作行程。

上述驱动部件3可为气缸,也可为电机。优选地,上述驱动部件3为气缸,该气缸具由进气管10和出气管21。当上述夹具具有支撑体2时,进气管10和出气管21外伸于支撑体2。

上述夹具中,对于两个活动卡爪相互补偿尺寸差异的行程,可根据实际需要进行设计,优选地,一活动卡爪张开的行程与另一活动卡爪补偿的收紧行程均为8.00mm,具体地,第二驱动结构7为条形孔时,该条形孔的长度为8.00mm。

本发明实施例提供的夹具,克服了长尺寸卡爪已经夹到位,而短尺寸因夹持件本身小而无法夹紧的缺陷,实现了两对卡爪同步运动并对夹持件尺寸差异的相互补偿,变驱动部件3的上下运动为活动卡爪的左右运动,分长短边夹紧待夹件,采用固定卡爪9做定位基准边,能保证好待夹件完全靠紧基准边加工。对待夹件的长尺寸、宽尺寸与理论尺寸差异大时,能完全夹紧待夹件,且待夹件侧壁完全贴紧夹具侧壁,保证了待夹件的内框因变形而加工产生的各种尺寸不规则现象,如刀具让刀,震纹与进刀印等。上述夹具的型腔与外形可以用机床加工出大小不一的产品尺寸,适应性强。上述夹具,装夹简单,速度较快,效率较高,实用性较好,成本较低,有效提高了实际生产能力,保证了产品的加工质量。

为了更为具体的说明本发明实施例提供的夹具,给出上述夹具的工作过程:

收紧式夹具实施大致过程如下:

1)打开压缩空气控制阀,气缸向下运动,纵向连接件11向下运动,拉动横向活动件13向右运动,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17分别固定在第一滑动件14与第二滑动件15上,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17向中心夹紧;

2)机床按待夹件的外形尺寸单边缩小0.40mm加工好夹具的内框尺寸,0.4mm作为过压量可以根据待夹件的变形量适当调整。

3)关闭压缩空气控制阀,气缸3向上运动,纵向连接件11向上运动,拉动横向活动件13向左运动,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17向外撑开;

4)调节固定行程阻挡件19的螺丝,让横向活动件13在适当范围内运动,使活动卡爪张开在产品刚好放下的位置。

5)打开压缩空气控制阀,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17向中心收紧,待夹件紧贴固定卡爪9,实现待夹件被夹紧。

外撑式夹具实施大致过程如下:

1)关闭压缩空气控制阀,气缸向上运动,纵向连接件11向上运动,拉动横向活动件13向左运动,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17分别固定在第一滑动件14与第二滑动件15上,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17向外部撑开;

2)调节固定行程阻挡件19的螺丝,让横向活动件13在适当范围内运动,使活动卡爪收紧与撑开有适当活动间隙,间隙要大于如下所述的过压量0.4mm;

3)活动卡爪在撑开状态下,机床按待夹件的内框尺寸单边放大0.40mm加工好夹具的外形尺寸,0.4mm作为过压量可以根据待夹件的变形量适当调整。

4)打开压缩空气控制阀,气缸3向下运动,纵向连接件11向下运动,拉动横向活动件13向右运动,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17向中心收紧;

5)关闭压缩空气控制阀,第一活动卡爪16与第二活动卡爪17向外撑开,待夹件内侧壁紧贴固定卡爪9,实现待夹件被撑开。

经实际检测,待夹件的长宽尺寸均能控制在0.03mm以内。

基于上述实施例提供的夹具,本发明实施例还提供了一种数控机床,该数控机床包括夹具,该夹具为上述任意一项所述的夹具。

由于上述夹具具有上述技术效果,本发明实施例提供的数控机床具有上述夹具,则本发明实施例提供的数控机床也具有相应的技术效果,本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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