精密3C加工安全夹持定位模块的制作方法

本申请涉及工件夹紧装置技术领域，具体而言，涉及精密3c加工安全夹持定位模块，主要用于3c加工夹持定位工况，尤其是针对目前智能手机、智能手表玻璃、中框和后盖等高精密配件加工。

背景技术：

近年来在3c行业，全球智能手机手表的更新换代速度较快，相关的生产配套、夹治具、工艺装备也都在快速迭代。后盖中框材质由铝→不锈钢→玻璃→陶瓷整个趋势在变化，根据加工难度及产品精度的提升，工艺工序结构特性也越来越复杂。现阶段玻璃和陶瓷材质的工件在加工过程中，易凝成粉末，长期堆积夹治具造成定位系统卡死。

目前用于生产的治具存在以下缺点：

治具结构通常采用气缸外加机械结构，结构靠楔形块驱动，虽然同步性好，但由于结构间隙，常造成工件x(y)方向夹紧之后，y(x)方向未到位的情况，定位精度较低；由于外加的楔形机构无法做防护，配合的位置易出现粉末堆积，常动作不到位，易造成卡死，导致维护成本高；外加机构的方式需要协助的资源较多，目前已经是工序细分的时代，整机的方案才更加高效。

申请内容

为了解决现有治具定位精度低、易卡死和无断气保护功能的技术问题，本申请提供了精密3c加工安全夹持定位模块，通过两气缸单独驱动夹紧手指，弹簧做夹持缓冲，精密防转解决定位精度；通过全密封设计对结构全防护，实现ip65等级防护，解决卡死问题；通过外加中位关闭电磁阀实现断气保持。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

精密3c加工安全夹持定位模块包括主动轴、从动轴和防转套，所述主动轴和从动轴通过楔形机构连接，所述主动轴设置有主动轴第一斜面，所述从动轴设置有从动轴第一斜面、防转切面，所述防转套安装在所述从动轴上，所述防转套内侧面与所述防转切面滑动接触。

作为其中一个实施例，所述防转套还设有防转限位部，用于增大与所述切面的接触面积。

作为其中一个实施例，所述从动轴与缸体内壁之间还安装有刮尘套。

作为其中一个实施例，所述刮尘套设置有沟槽，所述沟槽内安装有静密封圈。

作为其中一个实施例，从动轴设有圆环性沟槽，所述圆环性沟槽安装有动防护密封圈。

作为其中一个实施例，在从动轴底部还设有用于缓冲和复位的弹簧。

作为其中一个实施例，所述主动轴下端为阶梯轴，所述阶梯轴的细轴部安装有缓冲圈。

作为其中一个实施例，主动轴和从动轴的数量分别为两个。

作为其中一个实施例，两个从动轴垂直分布。

作为其中一个实施例，所述防转套外部为方环形。

实施本申请带来的有益效果是：

气缸本体内部结构靠楔形块驱动，同步性好，气缸本体内两个腔体，通过等距等体积的工艺气孔相连，形成等距气路，保证驱动气体通过时间一致，定位精度高；所有有泄漏的接口均采用密封措施，从动轴与刮尘套滑动配合间隙仅0.005mm，有刮尘功能，同时辅助动密封件，防护等级ip65以上，降低了维护成本；摒弃了外加机构的方式，一体化设计，提高了效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的主体结构剖视图；

图2为本申请实施例提供的立体结构图；

图3为本申请实施例提供的关键结构图；

图4为本申请实施例提供的驱动结构图；

图5为本申请实施例提供的从动轴结构图；

图6为本申请实施例提供的导向防转结构图；

图7为本申请实施例提供的导向密封结构图。

图中：气缸本体1；凹槽1a；安装孔1b；弹簧2；主动轴3；防转套4；防转限位部4a；刮尘套5；从动轴6；xy连接件7；活塞8；磁感安装座9；后盖10；螺纹密封垫11；动防护密封圈12；静密封圈13；主动轴第一斜面31；主动轴第二斜面32；从动轴第一斜面61；从动轴第二斜面62；防转切面63。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

参阅图1和图2，分别为本申请实施例提供的主体结构和立体结构图，包括气缸本体1、弹簧2、主动轴3、防转套4、刮尘套5、从动轴6、xy连接件7、活塞8、磁感安装座9和后盖10。

气缸本体1是整个驱动机构的结构载体，气缸本体1整体呈圆柱形，圆柱周边设有多个向内方凹陷的凹槽1a，凹槽1a向下延伸，凹槽1a底部设有安装孔1b，可以与机床工作台连接，为客户定制夹紧附件提供安装载体；气缸本体1侧面下部开设有用于进气和出气的a口和b口；气缸本体1侧面上部开设有用于容纳从动轴6的固定孔，l形的xy连接件7一端与从动轴6连接，另一端与气缸本体1上端面接触。

气缸本体1内部设有驱动机构，驱动机构包括用于驱动主动轴3的活塞8，活塞8和主动轴3通过活塞杆连接，活塞杆贯穿于活塞8，活塞8设有用于安装密封圈的圆环形沟槽，活塞杆的上端与主动轴连接，活塞杆的下端与磁感安装座9连接，磁感安装座9在活塞8的下部，磁感安装座9的下部安装有后盖10，后盖10设有用于安装密封圈的圆环形沟槽，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内，后盖10设有进排气通口，杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，延长气缸使用寿命。

活塞8上方凹陷呈凹字形，主动轴3下端设有阶梯轴，主动轴3的粗轴部与活塞8凹陷处内壁滑动接触；

进一步的，为了减小应力，降低冲击力，主动轴3的细轴部安装有缓冲圈。缓冲圈位于细轴部的轴外与活塞8内壁之间。

参阅图4，主动轴3与从动轴6为楔形机构，主动轴3顶部设有主动轴第一斜面31，主动轴第二斜面32；

参阅图5，从动轴6设有从动轴第一斜面61和从动轴第二斜面62；

当b口进气，活塞8驱动主动轴3，主动轴3通过楔形机构带动从动轴6，主动轴第一斜面31与从动轴第一斜面61接触，主动轴3和从动轴6构成相对运动的滑动摩擦副，主动轴3向上运动的力转化为从动轴6向左运动的力(以图1作为参考)，从动轴6连接有xy连接件7，从而实现夹紧手指在气缸本体1上端面的移动。

在本申请的一个实施例中，主动轴3和从动轴6的数量均为两个，两个从动轴垂直分布。

进一步的，为了料现断气复位和降低从动轴6与缸体间的冲击力，在从动轴6底部还设有弹簧2，当夹紧工件时起到缓冲，柔性着陆的功能，打开时辅助复位。

进一步的，为了提高精度，参阅图5，从动轴6还设有防转切面63和与之配合的防转套4，使从动轴6在移动时不发生旋转，防转套4配合从动轴6高精密配合，保证夹紧精度，且特殊的防转套结构，保证有限空间的面积最大化；

参阅图5，防转套4主体结构外部呈方环形状，外部边角为圆角过渡，圆角相比棱角对可以减小应力，对人体也更加安全，在工业生产中也使产品更加容易组装，防转切面63与方环的内侧面接触，起到防止转动的效果；

参阅图6，防转套4设有防转限位部4a，主要的作用是增加与防转切面63接触面积，进一步增强防转性能，另外还可以起到限位作用，限制主动轴3的行程，避免出现过度移动。

可以看出，弹簧2可以缓冲和复位作用，防转结构可以有效提高夹紧精度，防转套4为方环形本体加一个限位块，方形相邻两边连接处为圆角，为圆角矩形的环，有效减小应力，提高产品的抗疲劳特性。

进一步的，为了消除灰尘的影响，防止灰尘进入缸体内部，参阅图3和图7，从动轴6与缸体内壁之间还安装有刮尘套5；刮尘套5位于气缸本体1内，刮尘套5外方内圆，外部边角为圆角过渡；从动轴6可相对于刮尘套5相对运动，与刮尘套5密闭连接；从动轴6与刮尘套5滑动配合间隙为0.005mm，刮尘效果好；

进一步的，刮尘套5设置有方环形沟槽，沟槽内安装有静密封圈13，通过静密封圈13与气缸本体1内腔密闭连接；

进一步的，为了增强气密性，参阅图4和图7，从动轴6设有圆环性沟槽，圆环性沟槽安装有动防护密封圈12，可以使从动轴6在缸体内移动时避免灰尘的影响。

xy连接件7通过沉头螺丝与从动轴6连接，沉头螺丝与从动轴6的连接孔内还设有螺纹密封垫11。

螺纹密封垫11呈圆环形状，套在螺丝上装入，相当于一个垫片，防止两金属面接触产生应力、形变和撕裂现象。

可以看出，使用刮尘套5和动防护密封件12，由此及时清理轴端杂质，避免粘附凝固，避免受灰尘因素影响导致精度下降。采用刮尘套5且同时辅助动密封件，使防护等级ip65以上。

为实现断气复位功能，采用中位关闭的气控阀控制，断气复位，中位置保持。

工作原理：

参阅图2，气缸本体1设有气孔a和气孔b，该产品通过1个中位关闭气控阀控制a口、b口。自然状态，气缸处于打开状态；b口进气，活塞8驱动主动轴3，带动从动轴6，实现xy连接件夹紧状态；a口进气，活塞8退回，从动轴6复位，处于打开状态。

同步性实现方式：本体上的腔体通过等距等体积的工艺气孔相连，保证驱动气体通过时间一致。

驱动力：z轴设计驱动腔，可将驱动面积做到最大化，该驱动力通过45°楔形面等比转换到x轴和y轴，夹持力最大化。

定位精度：夹紧状态时，活塞离行程末端有冗余，楔形面始终保持平面接触，另外防转套4与从动轴6滑动配合间隙仅0.005mm，偏摆精度高。

密封性：由上述实施例看可以看出，所有有泄漏的接口均采用密封措施，从动轴6与刮尘套5滑动配合间隙仅0.005mm，有刮尘功能，同时辅助动密封件，防护等级ip65以上。

断气保持：采用中位关闭的气控阀控制，紧急断气时实现断气复位功能，中位置保持。

与现有技术相比，实施本申请带来的有益效果是：

气缸本体内部结构靠楔形块驱动，同步性好，气缸本体内两个腔体，通过等距等体积的工艺气孔相连，形成等距气路，保证驱动气体通过时间一致，定位精度高；所有有泄漏的接口均采用密封措施，从动轴与刮尘套滑动配合间隙仅0.005mm，有刮尘功能，同时辅助动密封件，防护等级ip65以上，降低了维护成本；摒弃了外加机构的方式，一体化设计，提高了效率。

尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。