一种定位夹持装置的制作方法

1.本实用新型属于工件夹具领域，更具体而言，涉及一种定位夹持装置。


背景技术：

2.对粗加工工件进行后续的精加工时，一般需要夹持工件的至少两个不同的位置，以保证工件夹持的稳定。当前的夹具会在板桥上设置支撑柱（块）对工件从z轴上进行支撑限位，然后利用支撑柱（块）上方的夹臂向下施力于工件的待装夹位进行压紧夹持。支撑柱（块）的支撑面在多次装夹后必然磨损等表面缺陷，对于夹持的稳定性不利，此时则需要更换支撑柱（块）。然而，考虑到不同批次粗加工工件的对应待装夹位加工精度不一，其厚度（高度）等表面状况均有区别，为了适应不同厚度（高度）的待装夹位，则需更换不同尺寸的支撑柱（块），而支撑柱（块）为易损件，铸造、加工出不同尺寸的支撑柱（块）无疑不利于生产成本的节约。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种定位夹持装置，以利于节约成本。
4.本实用新型提供了一种定位夹持装置，包括
5.桥板，桥板的上表面设置有用于搭载待加工件的安装座，安装座的顶部设置有第一安装部和第二安装部，第一安装部和第二安装部在水平方向上错开；
6.第一调节垫块，设置在第一安装部上；
7.第二调节垫块，设置在第二安装部上；
8.至少两个标准载物块，所述标准载物块包括底端的装配面和顶端的承载面；
9.其中一个标准载物块的装配面接合第一调节垫块的顶面，且该标准载物块的承载面上方设置有第一夹臂；
10.另外一个标准载物块的装配面接合第二调节垫块的顶面，且该标准载物块的承载面上方设置有第二夹臂。
11.进一步优选的，所述第一调节垫块与第一安装部可分离，和/或所述第二调节垫块与第二安装部可分离。
12.进一步优选的，所述第一安装部包括第一安装平面，所述第一调节垫块的底面接合第一安装平面，所述第二安装部包括第二安装平面，所述第二调节垫块的底面接合第二安装平面，第一安装平面与第二安装平面共面，所述第一调节垫块的与第二调节垫块的高度不同。
13.进一步优选的，所述装配面和所述承载面平行设置，所述标准载物块上设置有若干个通孔，所述通孔用于穿过锁紧用的螺栓，所述通孔的轴线垂直于装配面。
14.进一步优选的，所述标准载物块包括主体，所述装配面设置在主体的底端，所述主体的顶端向上凸起设置有凸包，所述承载面设置在凸包顶端，凸包在装配面上的投影面积为装配面面积的1/2以下。
15.进一步优选的，所述通孔与凸包错开布置。
16.进一步优选的，所述第一调节垫块上设置有若干第一连接孔，所述第一安装部上设置有与第一连接孔连通的第一螺纹孔，对应于第一调节垫块的标准载物块上的通孔与所述第一螺纹孔、第一连接孔同轴心布置，和/或
17.所述第二调节垫块上设置有若干第二连接孔，所述第二安装部上设置有与第二连接孔连通的第二螺纹孔，对应于第二调节垫块的标准载物块上的通孔与所述第二螺纹孔、第二连接孔同轴心布置。
18.进一步优选的，所述安装座内可浮动的设置有定位销，定位销的轴线垂直于承载面，所述定位销的顶部设置有限位斜面，所述限位斜面穿出安装座的顶面。
19.进一步优选的，所述安装座的顶部设置有销孔，销孔的底部设置有弹簧，所述定位销的底端与弹簧连接，所述安装座的顶面还设置有第一凹腔和第二凹腔，所述第一安装部设置在第一凹腔内，所述第二安装部设置在第二凹腔内。
20.进一步优选的，所述桥板上设置有第一液压夹具，所述第一夹臂设置在第一液压夹具的输出端，所述桥板上设置有第二液压夹具，所述第二夹臂设置在第二液压夹具的输出端。
21.本实用新型上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本实用新型通过采用不同高度的调节垫块，配合相同规格的标准载物块，即可满足不同批次、不同表面状况的工件的装夹要求，如发生标准载物块的磨损，则仅更换标准载物块即可继续使用。为此，无需整体更换整个承载部分，也无需加工、配备多个不同规格的载物块，有利于节省材料和成本。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；
23.图1是定位夹持装置的结构示意；
24.图2是安装座的剖面示意图；
25.图3是安装座和承载部分的分解示意图。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指
明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。
31.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同方案。
32.如图1-图3所示的定位夹持装置，用于搭载在数控机床上，包括桥板1、安装座2、第一调节垫块3、第二调节垫块4和标准载物块。
33.桥板1用于搭载待加工的工件，在桥板1的端部可以设置并未图示的“l”型的尾座，该尾座安装在旋转轴上，通过旋转轴驱动整个定位夹持装置沿水平轴转动。待装夹工件在需要装夹时，桥板处于水平状态，即桥板的上表面平行于水平面，以下实施方式均基于桥板处于水平状态进行说明。
34.其中，桥板1的上表面设置有安装座2，安装座2的底部设置与桥板上表面接合的接合平面，以保证安装座2也处于水平状态。安装座2的顶部设置有第一安装部21和第二安装部22，第一安装部21和第二安装部22在水平方向上错开。第一安装部21和第二安装部22的错开，是指两者在竖直方向朝向桥板的投影不存在重合，如图中3第一安装部21位于安装座2顶部的右端，第二安装部22位于安装座2顶部的左部。
35.上述的第一调节垫块3安装在第一安装部21上；上述的第二调节垫块4安装在第二安装部22上。第一调节垫块3和第二调节垫块4沿竖向均具有一定的厚度，其分别包括相对的顶平面和底平面，第一调节垫块3的底平面接合第一安装部21，第二调节垫块4的底平面接合第二安装部22。
36.定位夹持装置还包括两个标准载物块a、b，容易理解的，标准载物块a、b为标准件，其外形、尺寸基本一致，可以通过铸造、车削或其他加工方式批量生产，即标准载物块a和标准载物块b为具有相同结构、尺寸的标准件。每个标准载物块均包括底端的装配面51和顶端的承载面52，承载面52用于承载待加工的工件100。
37.标准载物块a的装配面51接合第一调节垫块3的顶面，且该标准载物块a的承载面52上方设置有第一夹臂6，第一夹臂6通过向下施加作用力将待加工的工件压紧在承载面52上。同理，标准载物块b的装配面接合第二调节垫块4的顶面，且该标准载物块b的承载面上方设置有第二夹臂7，通过向下施加作用力将待加工的工件压紧在标准载物块b的承载面上。
38.容易想到的，安装座2的顶部还可以设置相对第一安装部21、第二安装部22均错开的第三安装部，第三安装部上设置第三调节垫块，第三调节垫块的顶面接合有标准载物块c的装配面，而标准载物块c的承载面的上方设置有第三夹臂8。标准载物块c是与标准载物块a、b具有相同结构、尺寸的标准件。
39.夹具中用于承载待加工工件的部分会承受较高的压力；同时加工过程中桥板会带
动工件旋转，承载部分与工件之间形成静摩擦；而且带加工工件为粗加工，工件的表面不平整；这些均容易造成承载部分的磨损。当承载部分磨损则会形成表面的高度差，不利于夹持的稳定性，业内均会对承载部分进行更换。
40.本实施方式中，将承载部分设计成调节垫块与标准载物块叠加的方式，以方便更换。具体来说，对应于工件的不同装夹位置的第一安装部21和第二安装部22分别设置第一调节垫块3、第二调节垫块4，第一调节垫块3与工件之间安装标准载物块a，第二调节垫块4与工件之间安装标准载物块b，标准载物块a、b规格、尺寸一致，通过标准载物块a、b承载和接触工件，如发生标准载物块的磨损，则可以直接更换其他相同规格的标准载物块，其较为方便。
41.不仅如此，同一批次s1的经粗加工的工件，同一装夹位置的表面状况会基本一致，但是另一批次s2的经粗加工的工件，对应装夹位置的表面状况与批次s1对应装夹位置的表面状况会有所不同，具体体现在对应装夹位置的装夹的高度。本实施方式，对于不同批次s1、s2的对应装夹位置，因调节垫块不与工件接触，那么则不易产生磨损，可以长时间使用；通过采用不同高度的调节垫块（如不同高度的第一调节垫块3）来调节标准载物块的安装高度，配合相同规格的标准载物块a、b，即可满足不同批次、不同表面状况的工件的装夹要求，如发生标准载物块的磨损，则仅更换标准载物块即可继续使用。为此，无需整体更换整个承载部分，也无需加工、配备多个不同规格的载物块，有利于节省材料和成本。
42.对于同一批次s1的经粗加工的工件，不同装夹位置的表面状况也会不一致，如对应于第一安装部21的装夹高度可能高于对应于第二安装部22的装夹高度，那么可以在第一安装部21放入自身高度相对于第二调节垫块4自身高度高的第一调节垫块3，以及在第一调节垫块3上方、第二调节垫块4上方安装标准载物块a、b，来满不同装夹高度的要求。同样的，第一调节垫块3和第二调节垫块4不易磨损，亦无需更换，第一调节垫块3和第二调节垫块4上安装的是同规格尺寸的标准载物块，对磨损部分的替换更加方便，夹具成本和后期维护成本也更低。
43.在一些优选的实施方式中，第一调节垫块3与第一安装部21设计成可分离。对于每一批次的待加工工件，只需要对相应位置加工一块合适高度的第一调节垫块3即可满足该批次工件的后续加工、装夹要求。对于不同批次的工件，通过更换不同高度的第一调节垫块3亦能满足不同高度、不同表面状况的装夹要求。这种可分离的方式，使得夹持、加工较为灵活。
44.同样的，第二调节垫块4与第二安装部22亦设置成可分离。
45.上述的第一调节垫块3、第二调节垫块4为板状，其上表面（顶面）、下表面（底面）均为平行的平面，这样加工的效率和成本均较低，而且平面与其他部件的装配也较为稳定和方便。
46.在一些优选的实施方式中，第一安装部21包括朝向上设置的第一安装平面，第一安装平面与桥板上表面大致平行，第一调节垫块3的底面接合第一安装平面，第二安装部22包括第二安装平面，第二安装平面与桥板上表面大致平行，第二调节垫块4的底面接合第二安装平面。上述调节垫块与对应安装部采用平面接合的方式，有利于保证调节垫块的安装高度与调节垫块的水平度的精确。
47.上述，第一安装平面与第二安装平面相对于桥板处于相同的高度，两个平面作为
安装的基准面共面，第一调节垫块3与第二调节垫块4的高度不同。实施方式中，因为第一安装平面和第二安装平面共面，装夹调试时仅通过装入不同高度的第一调节垫块3、第二调节垫块4，就能方便调整各承载面的高度，适应装夹高度有差别的工件。
48.在一些优选的实施方式中，标准载物块设置成位于底端的装配面51和位于顶端的承载面52平行，在承载面52支撑工件也能保持工件大致处于水平状态，工件在未经夹持的状态时亦能良好定位。在标准载物块上设置有若干个通孔53，通孔53的轴线垂直于装配面51，该通孔53用于穿过锁紧用的螺栓。如图3中，并未图示的锁紧用的螺栓可以由上至下穿入通孔53中，之后进入第一调节垫块3，以连接标准载物块a和第一调节垫块3。采用螺栓连接标准载物块和第一调节垫块3，保证了装夹时两者的稳定，也提高了更换时两者拆卸的方便程度。
49.以下对标准载物块的均采用标准载物块a说明，标准载物块b均具有相同的构造。
50.在一些优选的实施方式中，标准载物块包括主体54，装配面51设置在主体54的底端，主体54的顶端面向上凸起设置有凸包55，承载面52设置在凸包55顶端，且承载面52平行于主体54的顶端面。主体54底端的装配面51与安装座2接合，需要有较大的表面积，以防止晃动，且提供待加工工件的稳定的承载力。但是，粗加工后待加工工件的表面必然存在表面缺陷，如毛刺，并且这些毛刺的分布不平均，高度亦不一。在承载面52承载待加工工件时，如表面积较大，则容易接触到较多的毛刺，一方面装夹完成后因为毛刺高度的不同可能形成装夹不平；另一方面，加工过程中，具有毛刺的位置也有可能塌陷，造成工件抖动。为此，将凸包55在装配面51上的投影面积设置为装配面51面积的1/2以下，减少承载面52与工件表面的接触部分，以尽可能减少因为工件表面不平造成的问题，提高装夹的稳定性和可靠性。
51.容易想到的，凸包55与主体54一体成型。
52.如图3所示，通孔53与凸包55错开布置。主体54上设置有四个通孔53，两两通孔53分别位于凸包55的两侧。本实施方式中，通孔53并不会开设在凸包55上，不会减少凸包55的强度，提高了承载面52支撑工件的稳定性和可靠性，也提高了标准载物块的使用寿命。凸包55为工件夹持过程的直接受力件，需要很高的结构强度，若在其上开设通孔，破坏了整体结构的完整性，尤其当凸包沿水平方向的截面面积做得较小时，设置通孔的这种“空心”结构，更容易导致可能发生的凸包损毁，严重影响标准载物块的使用寿命。
53.在一些优选的实施方式中，第一调节垫块3上设置有若干第一连接孔31，第一安装部21上设置有与第一连接孔31连通的第一螺纹孔211，标准载物块a上的通孔53与第一螺纹孔211、第一连接孔31同轴心布置。并未图示的螺栓依次穿过通孔53、第一连接孔31后螺接在第一螺纹孔211处，由此将标准载物块a、第一调节垫块3可拆卸的锁紧在安装座2上。通过螺栓锁定连接的方式，保证了第一调节垫块3与安装座2的连接可靠性，保证了第一调节垫块3与标准载物块a的连接可靠性，同时也方便了三者的拆装，第一载物块a的更换较为容易。
54.另外，第二调节垫块4上设置有若干第二连接孔，第二安装部22上设置有与第二连接孔连通的第二螺纹孔，对应于第二调节垫块4的标准载物块上的通孔53与第二螺纹孔、第二连接孔同轴心布置。
55.如图1中所示，标准载物块a和标准载物块b为具有相同规格、尺寸的载物块，在安装于安装座2时，可以根据装夹的实际需要调整其朝向，如，标准载物块a的凸包与标准载物
块c的凸包则朝向相反的方向。
56.在一些优选的实施方式中，安装座2内设置有定位销9，定位销9的轴线垂直于承载面52，也垂直于桥板的上表面。该定位销9的作用在于在水平方向上限定待加工的工件。如图1中所示，待加工的工件100上设置有两个工艺孔101，在进行装夹的初步定位时，先将工艺孔分别对准安装座2上的不同位置的定位销9，使得定位销9的至少部分插入工艺孔中，此时工件的水平方向的位置基本确定，同时承载面52亦支撑工件，之后再进行装夹。
57.同一批次的粗加工后的工件中，上述工艺孔的孔径可能不同，不同批次的工件，上述工艺孔的孔径亦可能不同，即工艺孔会存在误差，对于位置固定的定位销9来说，无法同时满足水平方向位置限定以及准确对准工艺孔两种要求。实施方式中，将定位销9设置成可在安装座2内上下浮动（伸缩），并且将定位销9设置成包括柱状体91和设置在柱状体91顶部的限位斜面92，该限位斜面92所在的部分横街面积为从柱状体91向上方逐渐缩小，且限位斜面92穿出安装座2的顶面。定位销9的外径设置成大于工艺孔的内径，工件放入时，定位销9的限位斜面92伸工艺孔内并抵接工艺孔的下端部，受到工艺孔下端部的压力而向下压缩，该过程中，限位斜面92始终支撑工艺孔下端部且沿水品方向限制工艺孔的水平自由度。若工艺孔的孔径较大，限位斜面92与其抵接的位置会更靠近柱状体91，限位销向下缩入较小距离；如工艺孔的孔径偏小，限位斜面92与其抵接的位置会远离柱状体91而更靠近限位斜面92的上部，位销向下缩入较长距离。为此通过能够上浮的定位销9以及限位斜面92的设置，工件工艺孔的误差即能别克服工件工艺孔的误差，达到工件良好定位的功能。
58.具体的，安装座2的顶部设置有竖向的销孔23，该销孔23的轴线垂直于桥板1的上表面。销孔23为盲孔，底部设置有弹簧93，定位销9的底端与弹簧93连接，销孔23作为定位销9的导向部分。工件放入而工艺孔被定位时，定位销9受到压力而压缩弹簧93，定位销9在销孔23内向下移动；工件释放后，定位销9受到弹簧93的回复力而向上伸出复位。定位销9的外壁还设置有限位槽94，该限位槽94沿竖向设置，安装座2的侧壁上开设有通向限位槽94的限位孔24，穿过限位孔24的限位槽94与限位槽94可滑动的连接，用于限制定位销9竖向的位移。
59.上述，安装座2的顶面还设置有第一凹腔和第二凹腔，第一安装部21设置在第一凹腔内，第二安装部22设置在第二凹腔内。定位销9设置在安装座2的销孔23内，因其需要利用销孔23作为导向和水平方向的限位，销孔23则需要设置一定的深度；另外，定位销9在安装座2顶面伸出长度不能过长，否则易发生刚性折断的可能，那么限位斜面92与工艺孔的接触位置则在安装座2上方的高度有限。实施方式中，在安装座2上设置第一凹腔和第二凹腔，将调节垫块和标准安装块的装配位置设置在凹腔内，由此在满足标准安装块具有一定厚度和结构强度的前提下，支撑面相对于安装座2的位置可以设置得较低，在一定程度上对于定位销9的寿命提供了保障。
60.在一些优选的实施方式中，桥板1上设置有第一液压夹具，第一夹臂6设置在第一液压夹具的输出端，桥板1上设置有第二液压夹具，第二夹臂7设置在第二液压夹具的输出端。通过设置液压夹具，降低了手装装夹时工人的劳动强度，提高了装夹效率，而且，液压装夹每次夹紧力一致，工件的装夹稳定且不易受压变形，提高了工件加工后产品的品质稳定性。
61.第一液压夹具、第二液压夹具可以采用市面上直接购得的产品，对其具体结构，实
施方式不进行额外的说明。
62.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。