本發(fā)明涉及一種夾具，特別是涉及一種適合復(fù)雜形狀天然原玉加工的快速裝夾夾具。屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

復(fù)雜形狀的天然原玉具有較高的美學(xué)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值，所以經(jīng)常會(huì)被加工成為飾品。但是復(fù)雜形狀天然原玉往往是自然界天然形成，主要化學(xué)成分主要為二氧化硅，其次是少量的氧化鐵和微量的錳、銅等，這決定了復(fù)雜形狀天然原玉的形狀無規(guī)律、材質(zhì)不均勻以及硬度大的特性；其次復(fù)雜形狀天然原玉的加工還存在個(gè)性化、小批量的特點(diǎn)。天然原玉所具有的這些特性和特點(diǎn)決定了它難以被裝夾加工。

目前石材加工領(lǐng)域中，對(duì)石材的加工主要停留在形狀較為規(guī)律的石材上，如平板石材，圓柱形石材，球形石材的加工，在石材加工中的夾具主要使用常規(guī)的卡盤、壓塊、虎鉗等通用夾具。但是，針對(duì)形狀復(fù)雜、無規(guī)律性、獨(dú)一性、表面粗糙度低的沱江玉，其待加工面位置差異大，無法使用常規(guī)的卡盤、壓塊、虎鉗等通用夾具進(jìn)行定位。首先，造成沱江玉裝夾困難，裝夾可靠性難以保證，特別是批量加工時(shí)存在換件效率低、裝夾勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題；其次，在進(jìn)行精加工時(shí)主軸具有較高的轉(zhuǎn)速，一般為20000r/s以上，極易產(chǎn)生振動(dòng)造成原石的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，容易造成加工事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種適合復(fù)雜形狀天然原玉加工的快速裝夾夾具，解決裝夾方便和安全可靠的問題，以滿足復(fù)雜形狀天然原玉在加工過程中提高裝夾效率，避免加工事故。

實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種適合復(fù)雜形狀天然原玉加工的快速裝夾夾具，包括夾具基座和夾持機(jī)構(gòu)，所述夾具基座由底板和設(shè)于底板上并圍成多邊形的多個(gè)側(cè)板構(gòu)成，形成穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)；其中至少一塊或相鄰兩塊側(cè)板上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)通過設(shè)于側(cè)板上的螺紋孔進(jìn)行位置調(diào)整和固定；所述夾持機(jī)構(gòu)的夾頭與沒安裝夾持機(jī)構(gòu)的其它側(cè)板和底板共同限制被夾件在x、y和z方向移動(dòng)。

進(jìn)一步，所述夾持機(jī)構(gòu)由萬向支撐器和螺桿構(gòu)成，所述萬向支撐器包括球形頂桿和球形套筒，球形頂桿一端為3/4球狀，球狀部分與球形套筒通過球形配合連接（配合為小過盈），在球形套筒頂端還設(shè)有防滑層。

進(jìn)一步，所述沒有安裝夾持機(jī)構(gòu)的其它側(cè)板內(nèi)側(cè)和底板上設(shè)有柔性墊塊，與零件接觸時(shí)形成小曲面接觸，限制零件的x、y方向移動(dòng)自由度、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度且限制z軸轉(zhuǎn)動(dòng)度，并保護(hù)了零件表面不會(huì)因?yàn)閵A緊時(shí)損壞。

進(jìn)一步，所述螺紋孔為多個(gè)，分別設(shè)置在側(cè)板的不同水平方向和不同高度方向，以便根據(jù)被夾件的形狀或大小在水平和/或高度方向靈活調(diào)節(jié)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過設(shè)計(jì)穩(wěn)固的夾具基座和方便調(diào)節(jié)的夾持機(jī)構(gòu)，特別是通過萬向支撐器支撐頂端角度任意調(diào)整，伸出長(zhǎng)度可任意調(diào)整，可適應(yīng)不同外形、尺寸變化大的復(fù)雜天然原石，且與復(fù)雜形狀天然原石定位夾緊部位均采取柔性墊塊接觸，柔性墊塊在夾緊力作用下會(huì)從點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)換為面接觸，提高了裝夾穩(wěn)定性，并且不會(huì)損傷工件表面。

2、裝夾過程中可以使用轉(zhuǎn)動(dòng)手輪快速夾緊和松開工件，由于螺紋的自鎖性，只需要手就可完成整體裝夾過程，裝夾效率高且裝夾可靠。

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、制造成本低，使裝夾效益高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1中底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：參見圖1，一種適合復(fù)雜形狀天然原玉加工的快速裝夾夾具，包括夾具基座1和夾持機(jī)構(gòu)2。所述夾具基座1由底板11和設(shè)于底板上并圍成矩形的四塊側(cè)板12構(gòu)成，形成穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)。其中，至少任意相鄰兩塊側(cè)板上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)2，所述夾持機(jī)構(gòu)2通過設(shè)于側(cè)板上的螺紋孔3進(jìn)行位置調(diào)整和固定；所述夾持機(jī)構(gòu)2的夾頭與沒安裝夾持機(jī)構(gòu)2的其它側(cè)板和底板11共同限制被夾件在x、y和z方向移動(dòng)。

所述底板11上設(shè)有一、二或三個(gè)夾持機(jī)構(gòu)2。

所述夾持機(jī)構(gòu)2由萬向支撐器21和螺桿22構(gòu)成，所述萬向支撐器21包括球形頂桿和球形套筒，球形頂桿一端為3/4球狀，球狀部分與球形套筒通過球形配合連接（配合為小過盈），在球形套筒頂端還設(shè)有第一柔性墊層4。所述沒有安裝夾持機(jī)構(gòu)的其它側(cè)板內(nèi)側(cè)和底板上設(shè)有第二柔性墊層5，與零件接觸時(shí)形成小曲面接觸，限制零件的x、y方向移動(dòng)自由度、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度且限制z軸轉(zhuǎn)動(dòng)度，并保護(hù)了零件表面不會(huì)因?yàn)閵A緊時(shí)損壞。在側(cè)板上設(shè)置用于安裝夾持機(jī)構(gòu)2的螺紋孔3為多個(gè)，分別在水平方向和/或高度方向均勻設(shè)置，根據(jù)被夾件的形狀和大小選擇夾持機(jī)構(gòu)2的數(shù)量，并使在水平方向和高度方向調(diào)節(jié)夾持機(jī)構(gòu)。為了方便裝夾，所述螺桿22的端頭還設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)手輪5。

所述底板11上設(shè)置有貫穿底板厚度方向的“u”形槽13，“u”形槽13對(duì)稱設(shè)置于底板11橫向的兩個(gè)邊部，底板11的u型槽與機(jī)床工作平面的t型槽通過螺桿連接固定。另外，所述安裝夾持機(jī)構(gòu)的側(cè)板12上設(shè)有觀察條孔并用于節(jié)省材料和減重。

實(shí)施例2：（省略附圖），一種適合復(fù)雜形狀天然原玉加工的快速裝夾夾具，包括夾具基座和夾持機(jī)構(gòu)。所述夾具基座由底板和設(shè)于底板上并圍成三角形的三塊側(cè)板構(gòu)成，形成穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)。其中，其中任一側(cè)板上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)由萬向支撐器和螺桿構(gòu)成，所述螺桿穿過螺紋孔并與該側(cè)板垂直，通過設(shè)于上的進(jìn)行位置調(diào)整和固定；所述夾持機(jī)構(gòu)2的夾頭與沒安裝夾持機(jī)構(gòu)的其它側(cè)板和底板11共同限制被夾件在x、y和z方向移動(dòng)。

實(shí)施例3：（省略附圖），一種適合復(fù)雜形狀天然原玉加工的快速裝夾夾具，包括夾具本體和伸縮機(jī)構(gòu)，所述夾具為呈多邊形的中空結(jié)構(gòu)，且上方為開放式結(jié)構(gòu)以形成用于將被夾持工件放入的置物口，在夾具本體上的與置物口所在平面垂直的且彼此相鄰的至少兩個(gè)側(cè)面上均設(shè)置有伸縮機(jī)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)的做功方向垂直于其所在的面并指向夾具本體的內(nèi)部，在伸縮機(jī)構(gòu)的內(nèi)端連接有萬向支撐器，所述伸縮機(jī)構(gòu)推動(dòng)萬向支撐器沿伸縮機(jī)構(gòu)做功方向運(yùn)動(dòng)使得萬向支撐器同與萬向支撐器相對(duì)的面以及與遠(yuǎn)離置物口的面共同形成一個(gè)大小可變的夾緊空間，在與萬向支撐器相對(duì)的面上以及萬向支撐器的內(nèi)端面上均設(shè)置有柔性墊塊。

通過調(diào)整伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮量以使得萬向支撐器與夾具本體之間所形成的夾緊空間的大小可變，從而使得整個(gè)夾具能夠適應(yīng)不同尺寸的工件，具有更好的適用性。其次在與萬向支撐器相對(duì)的面上以及萬向支撐器的內(nèi)端面上均設(shè)置有柔性墊塊。被夾持工件直接與柔性墊塊接觸，在夾緊力的作用下萬向支撐器上的柔性墊塊以及連接于夾具本體上的柔性墊塊變形以形成與被夾持工件外表面相匹配的曲面，被夾持工件與萬向支撐器之間以及被夾持工件與夾具本體之間由點(diǎn)接觸變?yōu)槊娼佑|，從而加大了被夾持工件的受理面積?？梢允沟帽粖A持工件的的裝夾剛性增加，裝夾的可靠性增加，能夠使得被夾持工件不會(huì)因切削震動(dòng)而松動(dòng)，更加的安全可靠。還能夠起到保護(hù)工件的作用，工件上的與夾具接觸的面不易受到損傷，有利于保持工件的完整性，提高加工質(zhì)量。萬向支撐器支撐頂端角度任意調(diào)整，伸出長(zhǎng)度可任意調(diào)整，可適應(yīng)不同外形、尺寸變化大的復(fù)雜工件，萬向支撐器具有自動(dòng)調(diào)整位置的功能，能夠快速高效的對(duì)工件進(jìn)行裝夾，還可以提高裝夾效率。

實(shí)施例4：本具體實(shí)施方案中，所述夾具本體包括水平布置的底板、連接于底板上表面的且橫向間隔設(shè)置的兩塊長(zhǎng)側(cè)板、連接于底板上表面的且縱向間隔設(shè)置的兩塊短側(cè)板，所述底板、長(zhǎng)側(cè)板以及短側(cè)板三者共同圍成用于放置被夾持工件的作業(yè)空間，所述作業(yè)空間上的遠(yuǎn)離底板的一端為用于將被夾持工件放入的開放式結(jié)構(gòu)，所述伸縮機(jī)構(gòu)為連接于其中一組相互垂直的長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板的螺桿，螺桿的一端伸入作業(yè)空間內(nèi)部并與萬向支撐器相連，螺桿推動(dòng)萬向支撐器沿螺桿的軸向運(yùn)動(dòng)使得萬向支撐器與另一組長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板之間形成一個(gè)大小可變的夾緊空間，并且在與萬向支撐器相對(duì)的且相互垂直的一組長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有柔性墊塊。

這樣，夾具本體的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，均為板材，加工制造方便，夾具本體所具有的的作業(yè)空間的位置更加合理。伸縮裝置為連接于其中一組相互垂直的長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板的螺桿，伸縮裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可直接轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿以調(diào)整夾緊空間的大小，通過調(diào)整夾緊空間的大小以適應(yīng)對(duì)不同形狀尺寸的待夾持工件的裝夾，在工件被夾緊后還可轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿調(diào)整夾緊力使得被夾緊工件適應(yīng)不同的切削加工。整個(gè)裝夾操作過程簡(jiǎn)單高效，加工完成后拆卸方便迅速。在夾具本體上的另一組相互垂直的長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有柔性墊塊，被夾持工件在夾緊加工時(shí)，工件始終與柔性墊塊接觸，柔性墊塊在工件被夾緊的過程中受力變形以形成匹配工件上被夾持面的曲面，這樣，工件在夾緊時(shí)由點(diǎn)接觸變?yōu)槊娼佑|，使得裝夾的可靠性增加，使得被夾持工件不會(huì)因切削震動(dòng)而松動(dòng)，更加的安全可靠。還還能夠起到保護(hù)工件的作用，工件上的與夾具接觸的面不易受到損傷，有利于保持工件的完整性。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)，所述伸縮機(jī)構(gòu)可以為氣缸、液壓缸或電子推桿，螺紋連接于長(zhǎng)側(cè)板的螺桿以及螺紋連接于短側(cè)板的螺桿可以是多個(gè)，同樣屬于本裝置可實(shí)施的范圍。

本具體實(shí)施方案中，在與螺桿連接的長(zhǎng)側(cè)板上設(shè)有多個(gè)螺紋孔并且至少有兩根螺桿螺紋連接于長(zhǎng)側(cè)板上的螺紋孔內(nèi)，在與螺桿連接的短側(cè)板上也設(shè)有多個(gè)螺紋孔且至少有兩根螺桿螺紋連接于短側(cè)板上的螺紋孔內(nèi)。

這樣，通過使用不同數(shù)量的萬向支撐器，讓工件能夠與更多的萬向支撐器接觸，可以使得整個(gè)夾具在定位時(shí)更加的準(zhǔn)確，提高夾具的可靠性。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)，可以在相鄰的一組長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板上設(shè)置截面呈階梯型的條形孔，并且在條形孔內(nèi)滑動(dòng)連接滑塊，螺桿螺紋連接于滑塊，同樣屬于本裝置可實(shí)施的范圍。

本具體實(shí)施方案中，螺桿2的外端延伸至作業(yè)空間的外部并在螺桿2的外端固定連接有手輪5。這樣，裝夾過程中可以使用手柄快速夾緊和松開工件，由于螺紋的自鎖性，只需要手就可完成整體裝夾過程，裝夾效率高且裝夾可靠。操作更加方便，更加省力。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)，可將螺桿的外端彎折形成動(dòng)力輸入的手柄，同樣屬于本裝置可實(shí)施的范圍。

在底板11上設(shè)置有貫穿底板厚度方向的“u”形槽111，“u”形槽111對(duì)稱設(shè)置于底板11橫向的兩個(gè)邊部，并且兩個(gè)短側(cè)板13縱向間隔設(shè)置于底板11上的縱向分布的“u”形槽111之間。這樣，方便將整套夾具安裝于機(jī)床的工作臺(tái)上進(jìn)行夾緊，使得整套夾具具有更好的推廣性。

本具體實(shí)施方案中，在與螺桿相連的長(zhǎng)側(cè)板上設(shè)置有貫穿長(zhǎng)側(cè)板厚度方向的呈跑道形的縱向孔，在與螺桿相連的短側(cè)板上設(shè)置有貫穿短側(cè)板厚度方向的呈跑道形的橫向孔，并且所述縱向孔和橫向孔均為兩個(gè)。這樣，在減輕整套夾具重量的同時(shí)，還能方便觀察工件的裝夾情況。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)，長(zhǎng)側(cè)板和短側(cè)板上可以設(shè)置方孔或圓孔，同樣屬于本裝置可實(shí)施的范圍。

本具體實(shí)施方案中在底板上的作業(yè)空間對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置有貫穿底板厚度方向的呈跑道形的切除部，并且所述切除部在水平面上的投影與墊板在水平面上的投影相互垂直。這樣，可以使得墊板的耗材最少，達(dá)到降低重量的目的，其次，還能方便清除切屑。