一种夹具的制作方法

本申请涉及一种用于工件固定或者定位的装置，尤其涉及一种夹具。

背景技术：

1、近年来，半导体设备发展迅速，涉及半导体零部件、集成电路制造零部件等，而这些零部件主要是由在机床上通过机床自身及工装夹具的精度来保证加工精度而完成的。以一种要求同心度及圆度精度的回转体零件加工为例，在加工时以机床主轴为动力来源，将被加工零件夹装在与主轴连接的夹具上。在此过程中被加工零件与夹具之间需要进行多次调整，使被加工零件与夹具的各自轴线尽可能在重合在一起，保证了加工中零件的同心度与圆度达到机床主轴跳动精度。为了保证零件加工精度质量，零件与夹具需保证在同一条轴线上并与主轴轴线重合。

2、如图1和图2所示，现有机床找正零件中心夹具包括：主轴101、夹具盘102、找正夹爪103、零件104。通过螺栓结构将主轴101与夹具盘102连接固定，并将找正夹爪103使用螺栓副105通过平面螺纹副106与夹爪盘102连接，通过夹爪盘102上的与找正夹爪103相对应的螺栓副105来进行调整，实现零件104的加紧以及零件104轴线与夹具盘102以及主轴101轴线的重合。现有结构中，零件104主要是由找正卡爪103来进行夹紧，零件104靠外力及重力与找正卡爪103贴紧，贴紧后再通过夹爪盘102上的调整螺栓来逐个调整找正卡爪103，并进行夹紧，但是该类夹具普遍存在以下问题：

3、1、每个找正卡爪103在加工制作过程中均存在不确定误差，从而在多个找正卡爪103同时使用时会增加累计误差，最后导致零件104轴线与主轴101轴线偏移量增加；

4、2、螺纹副106在设计时为了保证螺纹副106之间能够顺畅位移，所以在设计时会留有一定的螺纹间隙量，导致零件与主轴轴线偏移增大，影响圆度和同心度精度。

5、市面上也具备一些采用自适应夹具轴心的夹具，如三爪离心力自定心卡盘，采用十字形铰链连接的夹爪配合弹性件实现自动夹紧，但是其结构相对复杂，其组件的制造精确要求高，同时夹具本身所需的装配较多导致装配误差叠加，成本也较高。

6、基于此，需要提供一种新的夹具。

技术实现思路

1、针对上述的技术问题，本申请的目的是通过提出一种夹具，实现可自适应调整与工件和夹具的轴线重合度，兼顾成本和结构复杂度，提高加工精度同时减少开发难度和降低开发时间。

2、在本申请的第一方面，提供一种夹具，包括旋转机构、安装盘、多个连杆机构以及夹爪结构；安装盘设置有内凹的弧形凹槽；多个连杆机构在弧形凹槽中沿安装盘的周向间隔设置，各连杆机构连接于安装盘，多个夹爪结构与多个连杆机构一一对应连接；旋转机构连接于安装盘并带动安装盘旋转运动，以使多个连杆机构在离心力作用下，带动多个夹爪结构朝旋转中心的方向上移动以夹紧工件。

3、在可选的方案中，安装盘为圆台状或者圆柱状，具体根据需求所设定；

4、在可选的方案中，弧形凹槽也可以采用弧形凸面等同替换；

5、在本申请优选的方案中，弧形凹槽的内壁面为球面。

6、在本申请进一步的方案中，连杆机构包括第一杆件和第二杆件；第一杆件的一端以及第二杆件的一端均转动连接于夹爪结构，第二杆件的另一端转动连接于弧形凹槽的内壁；第一杆件的另一端滑动连接于弧形凹槽的内壁，以在旋转机构的旋转作用下产生离心力，以使第一杆件推动夹爪结构靠近工件运动。

7、在可选的方案中，第一杆件和第二杆件均为直臂；

8、第一杆件为主要动杆，第二杆件作为支撑动杆，在可选的方案中，可无需第二杆件；

9、在本申请进一步的方案中，连杆机构还包括固定座，固定座固定于弧形凹槽的内壁；第二杆件的另一端通过固定座转动连接于弧形凹槽的内壁。

10、在本申请可选的方案中，固定座的一端连接在固定座的端点处，另一端向背离旋转中心的方向上倾斜延伸。

11、在本申请进一步的方案中，弧形凹槽的内壁设置有多个滑动凹槽，滑动凹槽沿弧形凹槽的径向设置第一杆件的另一端与对应的滑动凹槽配合，以在旋转机构的旋转作用下相对滑动凹槽滑动。

12、在本申请中，滑块凹槽和弧面凹槽保持一致的弧度，即滑块凹槽和弧形凹槽的曲率保持一致。

13、在本申请进一步的方案中，滑动凹槽、第一杆件、第二杆件设置于同一平面。

14、在本申请可选的方案中，夹爪结构在数量上为三个，且三个夹爪结构在周向上间隔120°设置。

15、夹爪结构也可以为四个或者六个，具体根据需求制定接口。

16、在本申请进一步的方案中，夹爪结构包括：安装部，设置有铰链安装孔，安装部通过铰链安装孔转动连接于第一杆件和第二杆件；以及夹持部，连接于安装部，且夹持部和工件的表面形状相互适配。

17、在本申请进一步的方案中，滑动凹槽的内侧面设置有沿滑动凹槽方向上的限位槽，限位槽用于限制滚动件在滑动凹槽内的运动范围。

18、在本申请进一步的方案中，夹具还包括锁紧结构，锁紧结构通过铰链安装孔连接第一杆件和第二杆件。

19、在本申请进一步的方案中，旋转机构包括主轴以及驱动件，主轴连接在安装盘背离弧形凹槽的一面，主轴和安装盘同轴设置，驱动件用于带动主轴旋转。

20、综上，本申请提供一种夹具，该夹具包括安装盘、多个连杆机构以及旋转机构；通过在安装盘上设置弧形凹槽，将多个连杆机构连接在弧形凹槽内，旋转机构连接于安装盘并带动安装盘旋转运动，以使多个连杆机构在离心力作用下带动多个夹爪结构朝靠近工件的方向上运动，自适应消除夹爪结构和工件表面的间隙，调整夹具和工件的轴线重合度，与现有技术相比可消除螺纹夹紧而产生的螺纹间隙误差，保证工件在加工过程中保持稳定的位置和角度，提高加工精度；同时该夹具还具备结构和连接关系简单，稳定性高，成本较低，具有较长的使用寿命和稳定的性能等优势；且由于此夹具操作简单，可在工业生产中得到广泛应用，大幅度降低现有技术在使用时对人员技术能力的要求，并且提高找正零件中心的效率。

21、本发明实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。

技术特征：

1.一种夹具，其特征在于，包括旋转机构、安装盘、多个连杆机构以及多个夹爪结构；

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述弧形凹槽的内壁面为球面。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述固定座的一端连接在滑动凹槽的端点处，另一端向背离旋转中心的方向上倾斜延伸。

7.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述夹爪结构包括：

8.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括锁紧结构，所述锁紧结构通过所述铰链安装孔连接所述第一杆件和所述第二杆件。

10.根据权利要求1～9任一项所述的夹具，其特征在于，所述旋转机构包括主轴以及驱动件，所述主轴连接在所述安装盘背离所述弧形凹槽的一面，所述主轴和所述安装盘同轴设置，所述驱动件用于带动所述主轴旋转。

技术总结
本申请涉及一种用于工件固定或者定位的装置，尤其涉及一种夹具，夹具包括旋转机构、安装盘、多个连杆机构以及多个夹爪结构；安装盘设置有内凹的弧形凹槽；多个连杆机构在弧形凹槽中沿安装盘的周向间隔设置，各连杆机构连接于安装盘，多个夹爪结构与多个连杆机构一一对应连接；旋转机构连接于安装盘并带动安装盘旋转运动，以使多个连杆机构在离心力作用下，带动多个夹爪结构朝旋转中心的方向上移动以夹紧工件。与现有技术相比可消除螺纹夹紧而产生的螺纹间隙误差，保证工件在加工过程中保持稳定的位置和角度，提高加工精度；同时该夹具还具备结构和连接关系简单，稳定性高，成本较低，具有较长的使用寿命和稳定的性能等优势。

技术研发人员：王鑫
受保护的技术使用者：东方晶源微电子科技（北京）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15