一种五金件通用夹具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种五金件通用夹具，主要包括固定设置的底座、用于卡紧工件的卡爪、与底座连接的夹具本体、用于驱动夹具本体合拢收缩夹紧工件的拉杆、以及驱动拉杆上下运动的气缸。所述气缸驱动拉杆向下运动，通过拉杆的凹锥形结构与支座的凸锥形结构配合使用，使每一瓣铁瓣都往中间合拢，固定在铁瓣上的卡爪将工件夹紧；松开工件时，只需驱动拉杆向上运动，每块铁瓣就会在弹簧的作用下从中间向外张开。本发明具有结构简单紧凑、操作方便快捷、夹紧和释放动作安全可靠、实用性强等优点。
【专利说明】
一种五金件通用夹具
技术领域
[0001]本发明涉及五金夹具领域，尤其涉及一种用于夹紧矩形或盘形五金件的自动化通用夹具。【背景技术】
[0002]夹具是指在机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。五金加工的零部件中大多数为矩形工件和盘形工件，矩形工件通常使用虎钳来夹紧，盘形工件通常使用卡爪来夹紧，但两种工件的安装和卸载均需要人工来操作， 步骤繁琐，浪费时间，大大降低了加工的效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、功能可靠、实用性强、通用性好的五金件通用夹具。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0005]—种五金件通用夹具，主要包括固定设置的底座、用于卡紧工件的卡爪、与底座连接的夹具本体、用于驱动夹具本体合拢收缩夹紧工件的拉杆、以及驱动拉杆上下运动的气缸。所述气缸驱动拉杆向下运动，通过拉杆的凹锥形结构与支座的凸锥形结构配合使用，使每一瓣铁瓣都往中间合拢，固定在铁瓣上的卡爪将工件夹紧;松开工件时，只需驱动拉杆向上运动，每块铁瓣就会在弹簧的作用下从中间向外张开。
[0006]具体的，所述夹具本体由夹紧圆盘、支座、以及固定座组成，所述夹紧圆盘的中部掏空，用于安装自动撑开铁瓣的弹性结构，所述支座的上端与夹紧圆盘连接，下端与固定座固定连接，所述固定座通过圆柱销与底座固定并定位。所述夹紧圆盘上设有经过圆心的开槽，开槽的深度从夹紧圆盘表面一直延伸至支座，所述开槽将夹具本体划分为若干铁瓣，所述铁瓣在外力作用下可向外张开，由于开槽并不贯穿整个夹具本体，固定座仍是一个整体， 与底座固定连接，因此，铁瓣只能向外张开一定幅度。所述支座内还设有与拉杆配合使用的凸锥形结构、以及用于松开工件的弹性结构。所述凸锥形结构设置在支座的管体内壁，与管体一体成型，向管体中心凸出，所述开槽穿过凸锥形结构，将凸锥形结构分割成若干块。所述弹性结构设置在凸锥形结构的上方，弹性结构的两端与相对的两块铁瓣连接，用于撑开铁瓣，将工件松开。所述卡爪设置在铁瓣上，用于卡紧工件。
[0007]其中，所述气缸设置在底座内，所述拉杆的一端穿进底座与气缸固定连接，另一端设有凹锥形结构并穿进支座内与凸锥形结构活动连接，该凹锥形结构的截面类似“T”形，向内凹陷，与凸锥形结构的凸面卡合。在气缸的驱动下，拉杆向下运动，拉杆上的凹锥形结构将铁瓣上的凸锥形结构卡住并向内合拢收缩，使铁瓣上的卡爪卡紧工件。
[0008]进一步的，所述底座包括用于固定整个夹具的底板、侧板和顶板。所述底板固定设置，侧板垂直设置在底板上，所述顶板设置在侧板上，与侧壁和底板一起形成密封的底座， 所述拉杆穿过顶板与位于底座内的气缸连接。
[0009]作为本发明的优选方案，所述开槽设置为两条，且互相垂直，开槽将夹具本体划分为四块相同的铁瓣。铁瓣在外力的作用下可以自由张开或合拢，具有一定的张合作用，通过设置弹簧装置便可实现对工件进行夹紧或松开，设计巧妙、结构简单紧凑。
[0010]进一步的，本发明所提供的通用夹具还包括用于引导拉杆上下运动的导向套和压块。所述顶板上设有阶梯孔，拉杆穿过阶梯孔与气缸连接。所述导向套固定设置在阶梯孔上将拉杆套住并进行引导，保证了拉杆的上下运动的直线度，使拉杆在运动过程中更顺畅。所述压块设置在导向套上，将导向套压紧。
[0011]作为本发明的优选方案，为了适应多种多样的五金工件，提高夹具的通用性，本发明所述卡爪包括用于爪住矩形工件的矩形卡爪和爪住圆形工件的圆形卡爪。卡爪分为四块从四个方向同时向内合拢，可以将大多数形状的工件夹紧，与现有技术相比，夹紧效果更好。
[0012]进一步的，本发明所提供的铁瓣和卡爪上均设有安装孔，所述卡爪通过安装孔与铁瓣可拆卸连接。所述铁瓣上安装孔的数量和位置是根据卡爪的大小和数量对应设置的， 使得卡爪的安装位置可以根据工件的大小来调整。安装时，只需将卡爪放好，对准相应的安装孔用螺钉固定即可;更换时，将螺钉拆下即可，该结构的实用性强，而且操作十分方便。
[0013]作为本发明的优选方案，所述弹性部件设为压簧，所述压簧的两端分别固定在相对的两块铁瓣上。由于压簧在不承受载荷时，圈与圈之间存在一定间隙，当压簧安装在相对的两块铁瓣上时，由于安装空间小于自身长度，因此在默认状态下，压簧会将铁瓣向外推开，使工件得到松解。
[0014]作为本发明的优选方案，所述开槽在支座上的一段要比位于夹紧圆盘上的一段要宽，这样设置有利于增加铁瓣向外张开的幅度，减少压簧的阻力，提高压簧的驱动效率。
[0015]本发明的工作过程和原理是:本发明提供的通用夹具是一种自动夹紧五金工件的装置，具体实现过程是气缸带动拉杆向下运动，通过拉杆上的凹锥形结构与夹具本体上的凸锥形结构的配合，使原本向外张开的四瓣铁瓣在拉杆作用下往中间合拢，安装在铁瓣上的卡爪将放在中间的工件卡住并夹紧，合拢过程快捷迅速、各铁瓣配合良好不产生干涉、夹紧效果好。工件加工完毕后，气缸驱动拉杆复位，四瓣铁瓣在弹性部件的作用下同时向外张开，卡爪与工件分离，取出工件进行后续加工，释放工件过程迅速、效率高。另外，本发明还提供用于夹持多种形状的工件的卡爪，如矩形卡爪、圆形卡爪等，这些卡爪带有安装孔，安装和拆卸都十分方便，可以提高生产效率，同时也大大提高了夹具的通用性。除此以外，本发明还具有结构简单紧凑、操作方便快捷、夹紧和释放动作安全可靠、实用性强等优点。
[0016]与现有技术相比，本发明还具有以下优点:
[0017](1)本发明通过四瓣铁瓣从四个不同的方向往中间合拢，对位于中间位置的工件进行夹紧，夹持效果好、夹持和释放所需时间短、效率高。
[0018](2)本发明的通用性和实用性强，通过在铁瓣上设有大量安装孔，可以更换不同类型的卡爪，并可以根据工件的尺寸大小对卡爪的安装位置进行调整，因此，可以适用于不同形状的工件。
[0019](3)本发明的设计独特、巧妙、结构紧凑，通过拉杆上的凹锥形结构与夹紧本体上的凸锥形结构的配合，使原本向外张开的铁瓣同时往中间合拢，对工件进行夹紧，所需时间短、效率高、合拢效果好、各铁瓣之间不会产生干涉。
[0020](4)本发明是通过控制气缸来驱动夹具进行夹紧或松开的自动装夹装置，配合机械手可以实现工件的自动上下料，明显提高了生产效率，减少了人工成本，进一步提升工业生产的自动化水平。【附图说明】[0021 ]图1是本发明所提供的通用夹具的立体结构图。
[0022]图2是本发明所提供的通用夹具的俯视图。
[0023]图3是本发明所提供的通用夹具A-A处的剖视图。
[0024]图4是本发明所提供的通用夹具B-B处的剖视图。
[0025]图5是本发明所提供的拉杆的局部剖视图。
[0026]图6是本发明所提供的夹具本体的立体剖视图。
[0027]图7是本发明所提供的通用夹具安装矩形卡爪的立体图。
[0028]图8是本发明所提供的通用夹具安装圆形卡爪的立体图。[〇〇29]上述附图中的标号说明:卜底板，2-气缸，3-侧板，4-顶板，5-夹具本体，51-铁瓣， 52-安装孔，53-凸锥形结构，6-拉杆，61-凹锥形结构，7-压块，8-螺钉，9-圆柱销，10-导向套；11-缸杆，12-螺栓，13-压簧，14-螺母，15-矩形卡爪，16-矩形工件，17-圆形卡爪，18-圆形工件。【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。
[0031]如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种五金件通用夹具，主要包括固定设置的底座、用于卡紧工件的卡爪、与底座连接的夹具本体5、用于驱动夹具本体5合拢收缩夹紧工件的拉杆6、以及驱动拉杆6上下运动的气缸2。所述气缸2驱动拉杆6向下运动，通过拉杆6的凹锥形结构61与支座的凸锥形结构53配合使用，使每一瓣铁瓣51都往中间合拢，固定在铁瓣51上的卡爪将工件夹紧;松开工件时，只需驱动拉杆6向上运动，每块铁瓣51就会在弹簧的作用下从中间向外张开。
[0032]具体的，结合图2、图3、图4和图6所示，所述夹具本体5由夹紧圆盘、支座、以及固定座组成，所述夹紧圆盘的中部掏空，用于安装自动撑开铁瓣51的弹性结构，所述支座的上端与夹紧圆盘连接，下端与固定座固定连接，所述固定座通过圆柱销9与底座固定并定位，该圆柱销9主要对夹具本体5进行定位，以确保夹具本体5和拉杆6同轴。所述夹紧圆盘上设有经过圆心的开槽，开槽的深度从夹紧圆盘表面一直延伸至支座，所述开槽将夹具本体5划分为若干铁瓣51，所述铁瓣51在外力作用下可向外张开，由于开槽并不贯穿整个夹具本体5， 支座底部仍是一个整体，与底座固定连接，因此，铁瓣51只能向外张开一定幅度。所述支座内还设有与拉杆6配合使用的凸锥形结构53、以及用于松开工件的弹性结构。所述凸锥形结构53设置在支座的管体内壁，与管体一体成型，向管体中心凸出，所述开槽穿过凸锥形结构 53,将凸锥形结构53分割成若干块。所述弹性结构设置在凸锥形结构53的上方，弹性结构的两端与相对的两块铁瓣51连接，用于撑开铁瓣51，将工件松开。所述卡爪设置在铁瓣51上， 用于卡紧工件。
[0033]其中，结合图3、图5和图6所示，所述气缸2设置在底座内，所述拉杆6的一端穿进底座与气缸2的缸杆11固定连接，另一端设有凹锥形结构61并穿进支座内与凸锥形结构5 3活动连接，该凹锥形结构61的截面类似“T”形，向内凹陷，与凸锥形结构53的凸面卡合。在气缸 2的驱动下，拉杆6向下运动，拉杆6上的凹锥形结构61将铁瓣51上的凸锥形结构53卡住并向内合拢收缩，使铁瓣51上的卡爪卡紧工件。
[0034]进一步的，如图1所示，所述底座包括用于固定整个夹具的底板1、侧板3和顶板4。 所述底板1固定设置，侧板3垂直设置在底板1上，所述顶板4设置在侧板3上，与侧壁和底板1 一起形成密封的底座，所述拉杆6穿过顶板4与位于底座内的气缸2连接。
[0035]作为本发明的优选方案，所述开槽设置为两条，且互相垂直，开槽将夹具本体5划分为四块相同的铁瓣51。铁瓣在外力的作用下可以自由张开或合拢，具有一定的张合作用， 通过设置弹簧装置便可实现对工件进行夹紧或松开，设计巧妙、结构简单紧凑。
[0036]进一步的，本发明所提供的通用夹具还包括用于引导拉杆6上下运动的导向套10 和压块7。所述顶板4上设有阶梯孔，拉杆6穿过阶梯孔与气缸2连接。所述导向套10固定设置在阶梯孔上将拉杆6套住并进行引导，保证了拉杆6的上下运动的直线度，使拉杆6在运动过程中更顺畅，同时也保证了拉杆6与夹具本体5在导向套10的限制下的同轴度。所述压块7设置在导向套10上，通过螺钉8将导向套10压紧。[〇〇37]作为本发明的优选方案，如图7和图8所示，为了适应多种多样的五金工件，提高夹具的通用性，本发明所述卡爪包括用于爪住矩形工件16的矩形卡爪15和爪住圆形工件18的圆形卡爪17。卡爪分为四块从四个方向同时向内合拢，可以将大多数形状的工件夹紧，与现有技术相比，夹紧效果更好。
[0038]进一步的，本发明所提供的铁瓣51和卡爪上均设有安装孔52,所述卡爪通过安装孔52与铁瓣51可拆卸连接。所述铁瓣51上安装孔52的数量和位置是根据卡爪的大小和数量对应设置的，使得卡爪的安装位置可以根据工件的大小来调整。安装时，只需将卡爪放好， 对准相应的安装孔52用螺钉固定即可;更换时，将螺钉拆下即可，该结构的实用性强，而且操作十分方便。
[0039]作为本发明的优选方案，所述弹性部件设为压簧13,所述压簧13的两端通过螺栓 12和螺母14的配合分别固定在相对的两块铁瓣51上。由于压簧13在不承受载荷时，圈与圈之间存在一定间隙，当压簧13安装在相对的两块铁瓣51上时，由于安装空间小于自身长度， 因此在默认状态下，压簧13会将铁瓣51向外推开，使工件得到松解。
[0040]作为本发明的优选方案，所述开槽在支座上的一段要比位于夹紧圆盘上的一段要宽，这样设置有利于增加铁瓣51向外张开的幅度，减少压簧13的阻力，提高压簧13的驱动效率。
[0041]本发明的工作过程和原理是:本发明提供的通用夹具是一种自动夹紧五金工件的装置，具体实现过程是气缸2带动拉杆6向下运动，通过拉杆6上的凹锥形结构61与夹具本体 5上的凸锥形结构53的配合，使原本向外张开的四瓣铁瓣51在拉杆6作用下往中间合拢，安装在铁瓣51上的卡爪将放在中间的工件卡住并夹紧，合拢过程快捷迅速、各铁瓣51配合良好不产生干涉、夹紧效果好。工件加工完毕后，气缸2驱动拉杆6复位，四瓣铁瓣51在弹性部件的作用下同时向外张开，卡爪与工件分离，取出工件进行后续加工，释放工件过程迅速、 效率高。另外，本发明还提供用于夹持多种形状的工件的卡爪，如矩形卡爪、圆形卡爪等，这些卡爪带有安装孔52，安装和拆卸都十分方便，可以提高生产效率，同时也大大提高了夹具的通用性。除此以外，本发明还具有结构简单紧凑、操作方便快捷、夹紧和释放动作安全可靠、实用性强等优点。
[0042]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种五金件通用夹具，其特征在于，包括固定设置的底座、用于卡紧工件的卡爪、与 底座连接的夹具本体、用于驱动夹具本体合拢收缩夹紧工件的拉杆、以及驱动拉杆上下运 动的气缸；所述夹具本体由夹紧圆盘、支座、以及固定座组成，所述支座的上端与夹紧圆盘连接， 下端与固定座连接，所述固定座与底座固定连接;所述夹紧圆盘上设有经过圆心的开槽，开 槽的深度从夹紧圆盘表面一直延伸至支座，所述开槽将夹具本体的划分为若干铁瓣，所述 铁瓣在外力作用下可向外张开;所述支座内还设有与拉杆配合使用的凸锥形结构、以及用 于松开工件的弹性结构;所述凸锥形结构设置在支座的管体内壁，向管体中心凸出，所述弹 性结构设置在凸锥形结构的上方，弹性结构的两端与相对的两块铁瓣连接，用于撑开铁瓣， 将工件松开;所述卡爪设置在铁瓣上；所述气缸设置在底座内，所述拉杆的一端穿进底座与气缸固定连接，另一端设有凹锥 形结构并穿进支座内与凸锥形结构活动连接;在气缸的驱动下，拉杆向下运动，拉杆上的凹 锥形结构将铁瓣上的凸锥形结构卡住并向内合拢收缩，使铁瓣上的卡爪卡紧工件。2.根据权利要求1所述的五金件通用夹具，其特征在于，所述底座包括底板、侧板和顶 板;所述底板固定设置，侧板垂直设置在底板上，所述顶板设置在侧板上，与侧壁和底板一 起形成密封的底座，所述拉杆穿过顶板与位于底座内的气缸连接。3.根据权利要求2所述的五金件通用夹具，其特征在于，所述开槽设置为两条，且互相 垂直，开槽将夹具本体划分为四块相同的铁瓣。4.根据权利要求2所述的五金件通用夹具，其特征在于，还包括用于引导拉杆上下运动 的导向套和压块;所述顶板上设有阶梯孔，拉杆穿过阶梯孔与气缸连接，所述导向套设置在 阶梯孔上将拉杆套住并进行引导，所述压块设置在导向套上，将导向套压紧。5.根据权利要求1至4任一项所述的五金件通用夹具，其特征在于，所述卡爪包括爪住 矩形工件的矩形卡爪和爪住圆形工件的圆形卡爪。6.根据权利要求1至4任一项所述的五金件通用夹具，其特征在于，所述铁瓣和卡爪上 均设有安装孔，所述卡爪通过安装孔与铁瓣可拆卸连接。7.根据权利要求1至4任一项所述的五金件通用夹具，其特征在于，所述弹性部件设为 压簧，所述压簧的两端分别固定在相对的两块铁瓣上。8.根据权利要求1至4任一项所述的五金件通用夹具，其特征在于，位于支座上的开槽 的宽度比位于夹紧圆盘上的开槽宽。
【文档编号】B25B11/00GK106002682SQ201610393088
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】李明泽, 刘强, 刘浩, 喻里程, 卢诗毅
【申请人】广东工业大学