分度夹具本申请是对中国发明专利申请号:201510043519.2,申请日:2015年1月28日,名
称:分度夹具的分案申请。
技术领域
本发明涉及夹具,尤其是涉及机床配套用来对工件分度加工的夹具。
背景技术
专利号为201420111322.9的中国专利,记载的分度夹具,包括夹具体,夹具体具有
容纳空间,工件装载于容纳空间之中,夹具体设有支承装置和压紧装置,支承装置用于支承
工件,压紧装置在支承装置支承工件后,对其施加压力使工件压紧后完成定位。该技术方案
目前存在的缺陷是因工件的形状各异,且表面凹凸不平,而压紧装置因为仅有压紧液压缸
的粗压紧作用,导致其压板和工件之间存在非必要间隙误差,影响加工精度,定位精确度不
足。而且由于现有的压板和工件一起回转,压板对与其接触的压紧装置会施加径向力,尤其
是该径向力会传递到压紧液压缸的活塞杆,导致压紧动作失效,极大影响加工精度,并带来
安全隐患。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明提供的分度夹具,在粗压紧作用的基础上增设精压紧作
用,减少定位后的非必要间隙,提高定位精确度,并能降低因回转带来的径向力影响。
本发明提供的分度夹具,包括夹具体,夹具体具有容纳空间,夹具体设有支承装置
和压紧装置,压紧装置包括压板、压紧液压缸、活塞杆、联杆,压紧液压缸和夹具体固定装
配,活塞杆相对压紧液压缸轴向活动装配,活塞杆受压紧液压缸驱使轴向活动,联杆和活塞
杆轴向固定装配,联杆和活塞杆轴向相对调距,联杆和压板轴向固定装配,压板相对联杆回
转装配,联杆与压板之间具有滚动球体,滚动球体和联杆抵接装配,滚动球体和压板抵接装
配,联杆设有联板槽,滚动球体与联板槽间隙配合装配,联杆设有联杆端面,联杆端面面向
压板,联板槽具有位于联杆端面的圆形口,圆形口直径小于滚动球体直径,联板槽轴向深度
大于滚动球体直径的二分之一,联板槽轴向深度小于滚动球体直径,压板包括压板端面和
压板槽,压板端面面向联杆,压板端面和联杆端面呈相互平行,压板槽包括位于压板端面的
开口,压板槽包括两个压板槽斜面,两个压板槽斜面轴向对称装配,滚动球体和两个压板槽
斜面抵接装配。
根据本发明提供的分度夹具,在工件装载于支承装置后,先是压紧液压缸动作,对
工件进行粗压紧作用,然后再通过操纵联杆进给,进一步将工件紧密压紧,精压紧作用填补
压紧液压缸动作定位的间隙,提高定位精确度,进而在工件加工时起到降低震动,提高加工
精度的效果。滚动球体被容纳在联板槽和压板槽之间,同时与两者滚动摩擦,且两者同时对
其有定位效果,当压板和工件一起回转时,压板相对联杆的少许径向移位,通过相互之间的
滚动摩擦来降低压板施加于联杆的径向力负面影响,保持联杆的轴向同心度,进而提高加
工精确度。
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是分度夹具实施例装载工件后的结构图。
图2是分度夹具实施例的立体图之一。
图3是分度夹具实施例的立体图之二。
图4是分度夹具实施例的结构图。
图5是图4的A-A向视图。
图6是分度夹具实施例A处结构放大图。
图7是图6拆卸滚动球体350后的结构图。
图8是是分度夹具实施例联杆340和滚动球体350第二种装配结构。
图9是分度夹具实施例的底座270的结构图。
具体实施方式
根据图1至图4,图6至图8所示,本发明的分度夹具实施例,包括夹具体100,夹具体
100具有容纳空间900,夹具体100设有支承装置200和压紧装置300,压紧装置300包括压板
310、压紧液压缸320、活塞杆330、联杆340,压紧液压缸320和夹具体100固定装配,活塞杆
330相对压紧液压缸320轴向活动装配,活塞杆330受压紧液压缸320驱使轴向活动,联杆340
和活塞杆330轴向固定装配,联杆340和活塞杆330轴向相对调距,联杆340和压板310轴向固
定装配,压板310相对联杆340回转装配,联杆340与压板310之间具有滚动球体350,滚动球
体350和联杆340抵接装配,滚动球体350和压板310抵接装配,联杆340设有联板槽341,滚动
球体350与联板槽341间隙配合装配,联杆340设有联杆端面345,联杆端面345面向压板310,
联板槽341具有位于联杆端面345的圆形口347,圆形口347直径小于滚动球体350直径,联板
槽341轴向深度大于滚动球体350直径的二分之一,联板槽341轴向深度小于滚动球体350直
径,压板310包括压板端面312和压板槽313,压板端面312面向联杆340,压板端面312和联杆
端面345呈相互平行,压板槽313包括位于压板端面312的开口314,压板槽313包括两个压板
槽斜面315,两个压板槽斜面315轴向对称装配,滚动球体350和两个压板槽斜面315抵接装
配。
容纳空间900是用于装载工件800的空间,工件800从夹具体100的上方装载入容纳
空间900中。
活塞杆330相对压紧液压缸320轴向活动装配,活塞杆330是压紧液压缸320的活塞
杆,由于压紧液压缸320是固定安装在夹具体100的,活塞杆330就相对静止的压紧液压缸
320轴向活动,因此活塞杆330相对压紧液压缸320轴向活动装配应该理解为活塞杆330可以
相对压紧液压缸320轴向活动,并且其是受压紧液压缸320驱使的。
联杆340和活塞杆330轴向固定装配,联杆340和活塞杆330轴向相对调距,是指联
杆340和活塞杆330两者有轴向联动关系又有轴向相对移位关系,联杆340和活塞杆330是可
以受压紧液压缸320驱使轴向共同进退的联动关系,同时联杆340又可以单独相对活塞杆
330轴向进退,由此形成两者的轴向相对调距,联杆340和活塞杆330的联动即是所谓的对工
件粗压紧动作,而联杆340相对活塞杆330的单独调距即是所谓的对工件精压紧作用。
联杆340和压板310轴向固定装配,压板310相对联杆340回转装配,是指联杆340和
压板310两者有联动关系又有相对回转关系,联杆340和压板310也可以受压紧液压缸320驱
使轴向共同进退的联动关系,同时压板310又可以单独相对联杆340回转。
如图4、图6、图7所示,压板310相对联杆340滚动摩擦装配。是指这两者之间的相对
位移接触全部转化为滚动摩擦,具体来说,是当压板310和工件800一起回转时,压板310相
对联杆340的少许径向移位,通过相互之间的滚动摩擦来降低压板310施加于联杆340的径
向力负面影响,保持联杆340的轴向同心度,进而提高加工精确度。特别需要说明的是,联杆
340与压板310之间只有滚动摩擦接触,除此之外两者之间没有别的接触部位。
联杆340设有联杆端面345,联杆端面345面向压板310,联板槽341具有位于联杆端
面345的圆形口347,圆形口347直径小于滚动球体350直径,联板槽341轴向深度大于滚动球
体350直径的二分之一,联板槽341轴向深度小于滚动球体350直径,压板310包括压板端面
312和压板槽313,压板端面312面向联杆340,压板端面312和联杆端面345呈相互平行,压板
槽313包括位于压板端面312的开口314,压板槽313包括两个压板槽斜面315,两个压板槽斜
面315轴向对称装配,滚动球体350和两个压板槽斜面315抵接装配。
本实施例的联杆340与压板310之间具有滚动球体350,滚动球体350和联杆340抵
接装配,滚动球体350和压板310抵接装配。
可以说滚动球体350就是一个滚珠圆球,优选滚动球体350易于拆装和维修,有利
于降低成本。但是不应当将联杆340与压板310之间的抵接关系限定为滚动球体350,因为只
要可以实现两者的滚动摩擦即可。
联杆340设有联板槽341,滚动球体350与联板槽341间隙配合装配。联板槽341是有
利于拆装维修的一种结构,当然也可使用别的机构加以代替。比如,如图8所示,可以在联杆
340增设一横销349,横销349两端与联杆340相固定装配,而将滚动球体350设置有一通孔
355,将横销349穿过该滚动球体350的通孔355,滚动球体350可相对横销349转动,完成滚动
球体350和联杆340的装配,只是那样相比联板槽341会大幅提高成本,且拆装维修成本极
高。
联板槽341的结构和滚动球体350的尺寸决定了滚动球体350是无法轴向脱离联杆
340的永久装配关系,压板槽313的结构在压板310和联杆340配合时,会使滚动球体350容纳
在其中,使滚动球体350始终夹在两侧的联板槽341和压板槽313之间以起到稳定的滚阻件
的优秀功效。
联杆340依次设有配合端342、螺纹段343以及控制端344,螺纹段343和活塞杆330
螺纹配合装配,控制端344面向空腔331,空腔331和外界贯通装配,配合端342设有联杆端面
345、联板槽341以及垫圈346,压板310设有套圈311,套圈311相对联杆340套接装配,套圈
311和压板310固定装配,套圈311和垫圈346轴向固定装配,控制端344包括一字型槽348或
十字型槽,一字型槽或十字型槽面向空腔331。
联杆340两端分别设置为和压板310配合的配合端342,以及受工人操作的控制端
344,螺纹段343设置外螺纹和活塞杆330螺纹配合,压板310和联杆340通过分别设置的套圈
311和垫圈346完成轴向固定,从外界可以用操作工具如螺丝刀等介入空腔331,操作控制端
344的一字型槽348或十字型槽来方便旋动联杆340,使其可以和活塞杆330相对调距。
如图4所示,支承装置200也可参考现有的201420111322.9的中国专利中的相应部
分机构,其包括摆动液压缸210、连接板220、定位板230、锁紧液压缸240、动齿圈250以及静
齿圈260,摆动液压缸210和夹具体100固定装配,锁紧液压缸240和夹具体100固定装配,连
接板220相对摆动液压缸210回转装配,连接板220受摆动液压缸210驱使回转,连接板220和
定位板230固定装配,连接板220和动齿圈250固定装配,锁紧液压缸240和夹具体100固定装
配,静齿圈260相对锁紧液压缸240轴向活动装配,静齿圈260受锁紧液压缸240驱使轴向活
动,静齿圈260和动齿圈250包括抵接锁止状态和脱离解锁状态。
连接板220相对摆动液压缸210回转装配,是指连接板220安装在摆动液压缸210的
活塞杆上,进而受其驱使相对静止的摆动液压缸210回转,意味着摆动液压缸210只要带动
连接板220回转,即可同时带动与连接板220相固定在一起的定位板230和动齿圈250回转,
乃至定位板230和工件800也一同回转。压紧液压缸320的活塞杆和摆动液压缸210的活塞杆
中心对齐,呈一横向直线的同心安装。
静齿圈260相对锁紧液压缸240轴向活动装配,是指静齿圈260相对锁紧液压缸240
可轴向活动,因为静齿圈260安装在锁紧液压缸240的活塞杆,因此静齿圈260受锁紧液压缸
240驱使轴向活动。静齿圈260和动齿圈250之间的抵接锁止状态和脱离解锁状态,是其是通
过下述原理实现的:当静齿圈260处于脱离动齿圈250的解锁状态,也就是说此时的动齿圈
250是可回转的;当锁紧液压缸240的活塞杆推动静齿圈260进给直至其抵接在动齿圈250
时,动齿圈250的回转趋势就被静齿圈260阻止,形成了静齿圈260对动齿圈250的锁止功能。
同样是出于提高运行稳定性和降低加工振动的考虑,本实施例的动齿圈250和静
齿圈260均以摆动液压缸210为中心同心安装,而且也和现有的201420111322.9的中国专利
一样,夹具体100设有均匀分布在静齿圈260的圆周上的的三个锁紧液压缸240,静齿圈260
同时在三个锁紧液压缸240驱使作用下轴向进给。
特地补充说明的是:摆动液压缸210、锁紧液压缸240、压紧液压缸320这三者与夹
具体100的固定装配,都是指三者的缸体静止固定在夹具体100上,而三者的活塞杆是相对
其缸体活动的。锁紧液压缸240、压紧液压缸320是属于直线往复运动式液压缸,而摆动液压
缸210属于回转摆动式液压缸,都是市场上常见的液压缸。
如图4、图6、图7所示,压紧液压缸320包括活塞321,活塞杆330受活塞321驱使轴向
活动,活塞杆330包括活塞杆凸肩332,活塞杆凸肩332和活塞321之间设有弹性储能器360,
弹性储能器360和活塞杆凸肩332抵接装配,弹性储能器360和活塞321抵接装配。活塞杆凸
肩332可以视为活塞杆330外壁增设的凸环,活塞321套接在活塞杆330上,活塞321通过弹性
储能器360推动活塞杆凸肩332,弹性储能器360在活塞321作用下逐渐变形,直至到达临界
平衡点开始和活塞杆330一起轴向前进,弹性储能器360得以吸收的能量被用来保压,即是
在因泄露导致液压压力下降时释放所积蓄的压力,以补偿工件定位所需要的压力,使实施
例可正常工作。
弹性储能器360优选常见的蝶形弹簧,但不局限于此,任何的带有弹性的,可以将
压力转化为弹性势能的装置都可以替代它。
如图4、图6、图7所示,活塞杆330包括空腔331,联杆340相对空腔331轴向活动装
配,联杆340和活塞杆330螺纹配合装配。活塞杆330是中空的筒状,其内部形成空腔331,联
杆340相对空腔331轴向活动装配,是指空腔331静止,而联杆340可在空腔331之中轴向活
动,联杆340和活塞杆330螺纹配合装配,使得只要旋动联杆340,即可获得联杆340相对于活
塞杆330轴向活动的效果,结构简单而合理,同时便于装配。
如图4、图5、图9所示,支承装置200包括底座270,底座270包括支承块272和限位槽
271,支承块272和工件抵接装配,压板310相对限位槽271轴向活动装配。可以看出,工件800
在实施例中是具有三个方向的支承点的,分别是左侧的定位板230,右侧的压板310,以及下
侧的支承块272,支承块272理解为用来定位某些大体积大重量的工件所增设的超定位装
置,增强定位的精确度。限位槽271开设在底座270表面,本实施例是压板310的下端装配在
限位槽271,压板310和限位槽271间隙配合,受限位槽271两侧限位作用,压板310只能在限
位槽271中轴向进退,因此这便是压板310相对限位槽271轴向活动装配的释义。
如图4、图5、图9所示,底座270包括轴向斜面273,轴向斜面273是指沿着活塞杆330
的轴向逐渐倾斜的斜面。轴向斜面273和底座270固定装配,轴向斜面273相对底座270轴向
活动装配,也是与活塞杆330的轴向同一方向,是指轴向斜面273和底座270两者既有固定在
一起的锁紧状态,又有两者之间可相互轴向移位的解锁状态。支承块272和轴向斜面273抵
接装配,是指两者在装配后处于抵接接触。这样解锁状态时的轴向斜面273相对静止的底座
270轴向活动,进而推动支承块272沿着轴向斜面273升降,进而改变支承块272相对于底座
270的高度,调整完毕后再将轴向斜面273和底座270相互固定在一起锁紧,以便调整工件
800高度,以及适应不同工件的需求。
特别指出的是,本实施例是采用底座270固定,而轴向斜面273在底座270中活动的
结构。也可以采用轴向斜面273静止,而使底座270轴向活动,进而推动支承块272的结构,但
是那样必须解决的是支承块272的轴向移动误差,因此必须在底座270上再增设针对支承块
272的轴向位移量补偿装置,以补偿支承块272的轴向移动误差,虽是可行的方案,但是成本
高企。
如图5、图9所示,底座270包括径向滑道274、轴向滑道275以及滑块276,径向滑道
274和轴向滑道275相互贯通装配,支承块272相对径向滑道274径向活动装配,滑块276相对
轴向滑道275轴向活动装配,滑块276包括滑块配合端276a和滑块锁止端276b,轴向斜面273
位于滑块配合端276a,滑块锁止端276b包括滑块锁定销(图中未标示)和弹性胀孔276c,滑
块锁定销(图中未标示)和弹性胀孔276c包括胀紧锁止状态和缩松解锁状态。
因本实施例是采用底座270固定,那么支承块272受轴向斜面273作用相对于静止
的径向滑道274径向活动,滑块锁定销(图中未标示)是人工操作的。所谓的胀紧锁止状态和
缩松解锁状态,其目的都是为了使滑块276轴向活动以便调整支承块272相对于底座270的
高度位置,调整完毕后,可以将滑块锁定销(图中未标示)深插入弹性胀孔276c,直至弹性胀
孔276c膨胀撑开,与轴向滑道275的壁抵接产生摩擦而形成锁止状态,需要改变支承块272
高度,只需要滑块锁定销(图中未标示)拔离弹性胀孔276c,即可使弹性胀孔276c收缩,从而
解除摩擦完成滑块276的解锁动作。