快速定位夹持装置的制作方法

本发明涉及机械辅助加工技术领域，特别地，涉及一种快速定位夹持装置。

背景技术：

在机械制造业的自动化进程中，夹具的标准化和自动化处于非常重要的位置。夹具的设计、制造、安装以及更换占用了大量的人力资源和时间，极大限制了自动化生产的发展，直接影响着产品的生产进度和加工质量。为解决这些问题，引发了多项技术的产生，其中零点快速定位基准夹具因其精度高、操作简单的优点，被广泛运用于各行业的机械加工。零点快速定位基准夹具可以实现工装夹具与机床之间的快速定位和夹紧，减少机械加工中的辅助时间。进一步地，夹具和机床与零点定位系统基准夹具的有效结合，使企业可以有效地实现生产自动化。目前，国内外所使用的零点快速定位夹具存在重复定位精度不高、结构复杂、维护不便、使用寿命短的问题，这些直接影响自动化生产的顺利进行，严重影响机械制造业的经济效益。

技术实现要素：

本发明提供了一种快速定位夹持装置，以解决夹持装置重复定位精度不高、结构复杂、维修不便、使用寿命短的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种快速定位夹持装置，包括零点定位器和定位接头，所述零点定位器包括上壳体、下壳体、弹性夹头、定位滑块和碟形弹簧；所述上壳体设有第一腔体，所述第一腔体的一端设有定位接头连接口，所述第一腔体的另一端设有下壳体安装口，所述下壳体安装于所述下壳体安装口，所述上壳体还设置有限位台阶孔和气体流道，所述弹性夹头安装于所述限位台阶孔内，所述气体流道用于填充或释放气体控制所述定位滑块的运动，所述定位滑块安装于所述上壳体与所述下壳体之间，所述定位滑块与所述上壳体之间形成压力腔体，所述定位滑块与所述下壳体之间形成弹簧腔体，所述定位滑块设有中心孔，所述中心孔的上端与所述弹性夹头配合相接；所述碟形弹簧安装于所述弹簧腔体内，用于控制所述定位滑块的运动，实现所述零点定位器的夹持和松开。

进一步地，所述上壳体与下壳体之间用螺钉和圆柱销连接。上壳体与下壳体、上壳体与定位滑块、下壳体与定位滑块之间均设置有防漏密封圈。

进一步地，所述上壳体的气体流道的一端接供气系统，气体流道的另一端连通所述压力腔体，用于通入气体控制快速定位夹持装置的夹持和松开作业，同时经过气体的吹扫还可以清除接触面的灰尘和切屑等多余物。

进一步地，所述上壳体上端面的周向设置有相间分布的支靠凸台，用于支靠其他夹具或者零件，每一个支靠凸台中心均与气体流道相通，夹持瞬间气体吹扫起到清除多余物的作用。

进一步地，所述上壳体设置有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽设置有第一限位凸台，所述定位滑块上开设有用于与第一限位凸台相匹配以限制所述定位滑块轴向移动范围的第三环形凹槽。

进一步地，所述第一环形凹槽与气体流道相通，用于通过气体流道向所述第一环形凹槽内填充或释放气体以利用气压控制定位滑块的轴向移动。

进一步地，所述下壳体设有第二腔体，所述第二腔体四周封闭、两端开口，用于排放切屑和切削液，所述第二腔体的一端设有螺纹孔，用于与其他夹具连接，另一端设有定位接头台阶孔，用于容纳定位接头。

进一步地，所述下壳体设置有气体流道，所述气体流道的一端连通所述定位接头台阶孔，所述气体流道的另一端与所述上壳体的气体流道连通。气体流道通入气体可以吹扫和清除弹性夹头位置的多余物。

进一步地，所述下壳体设置有第二环形凹槽，所述碟形弹簧安装于所述第二环形凹槽内，所述第二环形凹槽设置有第二限位凸台，用于对所述定位滑块进行轴向限位。

进一步地，所述弹性夹头为由锁片和弹簧片沿周向相间分布组合而成的环状结构，所述锁片为扇形结构，两端具有对称的u型槽，所述弹簧片为腰形实体结构，安装在两个所述锁片之间。优选地，所述弹性夹头为由锁片和弹簧片沿周向均匀分布组合而成的环状结构。

进一步地，所述弹性夹头为上大下小的倒圆锥台结构，所述定位滑块设置有中心孔，所述中心孔一端设置有第一定位锥面，所述弹性夹头与所述第一定位锥面配合相接，用于控制弹性夹头的径向移动。

进一步地，所述弹性夹头内孔一端设置有锁紧倒角，所述定位接头的下端设置有定位倒角，所述锁紧倒角与所述定位倒角配合连接以锁紧定位接头。

进一步地，所述定位接头连接口为上大下小的倒锥形孔，其设有锥形定位面，所述定位接头的中部设置有第二定位锥面，所述第二定位锥面与所述锥形定位面配合相接，用于定位接头的轴向定位。

进一步地，所述倒锥形孔的周向与气体流道相通，通气装夹的瞬间气体吹扫起到清除多余物的作用。

进一步地，所述定位接头为整体式结构，设有第三腔体，所述第三腔体的一端设置有螺纹孔，用于连接其他夹具，另一端设置有台阶孔。

本发明具有以下有益效果：

本发明的快速定位夹持装置工作原理为：供气系统供气时，气体沿气体流道进入压力腔体，在气压作用下，定位滑块压缩碟形弹簧沿轴向向下移动，定位滑块与弹性夹头滑动分离，弹性夹头作径向向外运动，此时将定位接头装入上壳体的定位接头连接口，关闭供气系统，在碟形弹簧的弹力作用下定位滑块轴向向上运动，压力腔体内气体被挤压沿气体流道排放，压力腔体内气压下降小于弹簧力，定位滑块与弹性夹头接触，定位滑块继续向上运动，弹性夹头被压缩，锁紧定位接头。打开供气系统，气体进入压力腔体，在压力作用下，定位滑块向下滑动，定位滑块与弹性夹头滑动分离，弹性夹头径向向外扩张，弹性夹头与定位接头分离，即可将定位接头拆卸。

本发明提供的快速定位夹持装置，上壳体、下壳体、定位接头、定位滑块均为一体式结构设计，并将弹性夹头、定位滑块和碟形弹簧依次安装在上、下壳体之间，装置的零部件数量少，结构简单，便于保证制造精度，解决了以往结构复杂、维修不便的问题，同时，采用碟形弹簧和通入气流气动控制定位滑块的上下滑动，利用弹性夹头与定位滑块的上下滑动分离锁紧和松开定位接头，实现了定位接头的精确定位，解决了快速定位装置重复定位精度不高的技术问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明快速定位夹持装置优选实施例的俯视图；以及

图2是图1中快速定位夹持装置的a-a剖切示意图；

图3是图1中快速定位夹持装置的上壳体的放大示意图；

图4是图1中快速定位夹持装置的下壳体的放大示意图；

图5是图1中快速定位夹持装置的弹性夹头的放大示意图；

图6是图5中快速定位夹持装置的弹性夹头的俯视图；

图7是图1中快速定位夹持装置的定位滑块的放大示意图；

图8是图1中快速定位夹持装置的定位接头的放大示意图；

图例说明：

100、零点定位器；1、上壳体；110、第一腔体；111、定位接头连接口；112、下壳体安装口；113、限位台阶孔；114、气体流道；115、第一环形凹槽；116、第一限位凸台；117、锥形定位面；118、支靠凸台；119、螺纹孔；120、气体流道口一；121、气体流道口二；2、下壳体；21、第二腔体；22、定位接头台阶孔；23、第二环形凹槽；24、第二限位凸台；3、弹性夹头；31、锁片；32弹簧片；33、u形槽；34、锁紧倒角；4、定位滑块；41、中心孔；42、第一定位锥面；43、第三环形凹槽；5、碟形弹簧；6、定位接头；61、定位倒角；62、螺纹孔；63、第二定位锥面；64、第三腔体；65、台阶孔；7、压力腔体；8、弹簧腔体；9、防漏密封圈；10、螺钉；11、圆柱销。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明快速定位夹持装置优选实施例的俯视图；以及图2是图1中快速定位夹持装置的a-a剖切示意图

如图1-8所示，本实施例的快速定位夹持装置，包括零点定位器100和定位接头6，零点定位器100包括上壳体1、下壳体2、弹性夹头3、定位滑块4和碟形弹簧5；上壳体1设有第一腔体110，第一腔体110的一端设有定位接头连接口111，另一端设有下壳体安装口112，下壳体2安装于下壳体安装口112，上壳体1还设置有限位台阶孔113和气体流道114，弹性夹头3安装于限位台阶孔113内；气体流道114用于填充或释放气体以控制定位滑块4的运动；定位滑块4安装于上壳体1与下壳体2之间，定位滑块4与上壳体1之间形成压力腔体7，定位滑块4与下壳体2之间形成弹簧腔体8，定位滑块4设有中心孔41，中心孔41的上端与弹性夹头3配合相接；碟形弹簧5安装于弹簧腔体8内，用于控制定位滑块4的运动，实现零点定位器100的夹持和松开。

本实施例的快速定位夹持装置工作原理为：供气系统供气时，气体沿气体流道进入压力腔体7，在气压作用下，定位滑块4压缩碟形弹簧5沿轴向向下移动，定位滑块4与弹性夹头3滑动分离，弹性夹头3作径向向外扩张，此时将定位接头6装入上壳体1的定位接头连接口111，关闭供气系统，在碟形弹簧5的弹力作用下定位滑块4轴向向上运动，压力腔体7内气体被挤压沿气体流道排放，压力腔体7内气压下降小于弹簧力，定位滑块4与弹性夹头3接触，定位滑块4继续向上运动，弹性夹头3被压缩，锁紧定位接头6。打开供气系统，气体进入压力腔体7，在压力作用下，定位滑块4向下滑动，定位滑块4与弹性夹头3滑动分离，弹性夹头3径向向外扩张，弹性夹头3与定位接头6分离，即可将定位接头6拆卸。

本实施例提供的快速定位夹持装置，上壳体、下壳体和定位滑块均为整体式结构设计，弹性夹头采用环形结构设计，并将弹性夹头、定位滑块、碟形弹簧和下壳体依次按序连接在上壳体的腔体内，结构简单，零部件少，易于制造和维修，同时，采用碟形弹簧和通入气流气动控制定位滑块的上下滑动，利用弹性夹头与定位滑块的上下滑动分离锁紧和松开定位接头，实现零点定位器的快速夹持和松开，解决了快速定位装置重复定位精度不高的技术问题。

本实施例中，上壳体1与下壳体2之间用螺钉10和圆柱销11连接。上壳体1与下壳体2、上壳体1与定位滑块4、下壳体2与定位滑块4之间均设置有防漏密封圈9，用于防止液体在连接处渗漏。其中，防漏密封圈9的材料优选为聚四氟乙烯、聚氨酯或其他新型合成材料，耐磨性高，弹性好，使用寿命长。

本实施例中，上壳体1的气体流道连接供气系统，气体流道的其中一个气体流道口一120连通压力腔体7，用于通入气体控制快速定位夹持装置的夹持和松开作业，同时经过气体的吹扫还可以清除接触面的灰尘和切屑等多余物。

本实施例提供的快速定位夹持装置，通过采用气压的方式，能够提高快速定位夹持装置的使用寿命和工件装夹定位精度。

可选地，上壳体1的上端面还周向设置有相间分布的支靠凸台118，用于支靠其他夹具或者零件，每一个支靠凸台118中心均与气体流道相通，夹持瞬间气体吹扫起到清除灰尘和切屑等多余物的作用。

如图3所示，本实施例的快速定位夹持装置，上壳体1设置有第一环形凹槽115，第一环形凹槽115设置有第一限位凸台116，定位滑块4上开设有用于与第一限位凸台116相匹配以限制定位滑块4轴向移动范围的第三环形凹槽43。第一环形凹槽115与气体流道相通，用于通过气流通道向所述第一环形凹槽115内填充或释放气体以利用气压控制定位滑块的轴向移动。

如图4所示，本实施例的快速定位夹持装置，下壳体2设有第二腔体21，第二腔体21四周封闭、两端开口，用于排放切屑和切削液，第二腔体21的一端设有螺纹孔，用于与其他夹具连接，另一端设有定位接头台阶孔22，用于容纳定位接头6。下壳体2设置有气体流道，气体流道的一端连通定位接头台阶孔22，气体流道的另一端与上壳体1的气体流道连通。气体流道通入气体可以吹扫和清除弹性夹头位置的多余物。下壳体2还设置有第二环形凹槽23，碟形弹簧5安装于第二环形凹槽23内，第二环形凹槽23设置有第二限位凸台24，用于对定位滑块4进行轴向限位。

如图6所示，本实施例的快速定位夹持装置，弹性夹头3为由锁片31和弹簧片32周向均匀分布组合而成的环状结构，锁片31为扇形结构，两端具有对称的u型槽33，弹簧片32为腰形实体结构，安装在两个锁片31之间。在其他实施例中，弹簧片也可以为长条形柱体结构，安装在两个锁片之间组成环状结构。

如图5、图7所示，定位滑块4的中心孔41一端设置有第一定位锥面42，弹性夹头3为上大下小的倒圆锥台结构，外表面形成定位锥面，弹性夹头3的定位锥面与定位滑块4的第一定位锥面42配合相接，用于控制弹性夹头3的径向移动。通过采用锥面定位的方式，增大了定位面积，进一步提高了快速定位夹持装置的工件装夹定位精度。

弹性夹头3内孔一端设置有锁紧倒角34，定位接头6的下端设置有定位倒角61，锁紧倒角34与定位倒角61配合连接以锁紧定位接头。通过锁紧倒角锁紧定位接头的方式，进一步提高了快速定位夹持装置的定位精度和使用寿命。

如图3、图8所示，本实施例的快速定位夹持装置，定位接头连接口111为上大下小的倒锥形孔，其设有锥形定位面117，定位接头6的中部设置有第二定位锥面63，第二定位锥面63与锥形定位面117配合相接。通过采用锥面定位的方式，增大了定位面积，进一步提高了快速定位夹持装置的工件装夹定位精度。

可选地，锥形孔的周向与气体流道相通，通气装夹的瞬间气体吹扫起到清除多余物的作用。

如图8所示，本实施例的快速定位夹持装置，定位接头6为整体式结构，设有第三腔体64，第三腔体64的一端设置有螺纹孔62，用于连接其他夹具，另一端设置有台阶孔。

本实施例提供的快速定位夹持装置，通过对上壳体、下壳体和定位滑块采用整体式结构设置，弹性夹头采用环形结构，增大锁紧接触面积，提高快速定位夹持装置的重复定位精度和稳定性，同时便于对快速定位夹持装置的加工，降低成本。

进一步，参见图1至图8，本实施例的快速定位夹持装置，工作过程如下所述：

快速定位夹持装置的下壳体2与机床工作台或其他夹具相连接，上壳体1的螺纹孔119与供气系统相连接，定位接头6上端与其他夹具或者工件相连接。供气系统供气时，气体沿气体流道114进入压力腔体7，在气压作用下，定位滑块4压缩碟形弹簧5沿轴向向下移动，定位滑块4的第一定位锥面42与弹性夹头3的定位锥面滑动分离，弹性夹头3的锁片31在弹簧片32的弹力作用下作径向向外运动，此时将定位接头6装入上壳体1的定位接头连接口111，定位接头6的第二定位锥面63与上壳体1的锥形定位面117接触；关闭供气系统，在碟形弹簧5的弹力作用下定位滑块4轴向向上运动，压力腔体7内气体被挤压沿气体流道114排放，压力腔体7内气压下降小于弹簧力，定位滑块4的第一定位锥面42与弹性夹头3的定位锥面接触，定位滑块4继续向上运动，弹性夹头3的弹簧片32被压缩，锁片31沿径向收缩，弹性夹头的锁紧倒角34与定位接头的定位倒角61接触，锁紧定位接头6。在供气系统供气的时候，气体沿着气体流道114经气体流道口一120、气体流道口二121对上壳体的定位接头连接口111和弹性夹头3进行清洁处理。切屑、灰尘等多余物可经下壳体的第二腔体21排出。打开供气系统，气体进入压力腔体7，在压力作用下，定位滑块4向下滑动，定位滑块的第一定位锥面42与弹性夹头3的定位锥面滑动分离，弹性夹头3的锁片31在弹簧片32的弹力作用下作径向向外运动，弹性夹头的锁紧倒角34与定位接头的定位倒角61分离，即可将定位接头6拆卸。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。