防錯柔性快速定位強(qiáng)力夾緊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于精密機(jī)械制造加工領(lǐng)域，涉及一種機(jī)床與工件間的柔性快
[0002]換定位夾持裝置，具體是一種防錯柔性快速定位強(qiáng)力夾緊裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]柔性快換定位夾持裝置最常用于夾緊帶有一個或多個工件的快換托板，可將工件固定于機(jī)床加工區(qū)的精確位置，而固定到機(jī)床加工區(qū)的連接件為基礎(chǔ)座，快換托板和基礎(chǔ)座相卡接。
[0004]中國專利201210387014.4公開了一種組合式氣動卡盤，其主要包括底座、卡持機(jī)構(gòu)和氣動機(jī)構(gòu)，其中卡持機(jī)構(gòu)是由滾珠、內(nèi)定位環(huán)、外定位環(huán)和彈簧等組成。該卡盤在工作時，利用外定位環(huán)的重力及彈簧的彈力作用向下，擠壓滾珠卡滯在內(nèi)定位環(huán)的滾珠安裝孔中，達(dá)到緊鎖電極的目的；通氣時氣體抬升外定位環(huán)及彈簧后，滾珠后退，消除對電極的緊鎖狀態(tài)，達(dá)到拆件的目的。該組合式氣動卡盤存在的問題在于，殼體內(nèi)壁和外定位環(huán)外壁屬于剛性密封配合，外定位環(huán)長時間往返移動會造成殼體內(nèi)壁和外定位環(huán)外壁磨損，造成氣密腔室密封性能下降造成氣體無法推動外定位環(huán)。由于內(nèi)定位環(huán)外壁與外定位環(huán)內(nèi)壁之間沒有采用密封措施，所以當(dāng)氣體推動外定位環(huán)移動時其他會沿內(nèi)定位環(huán)環(huán)壁設(shè)有的滾珠安裝孔泄出，無法推動活塞運動而無法實現(xiàn)夾緊機(jī)構(gòu)打開功能；其次外定位環(huán)在往返移動時由于沒有導(dǎo)向裝置，在彈簧扭力的作用下會發(fā)生以軸線為中心角向轉(zhuǎn)動，彈簧處于傾斜狀態(tài)而影響夾緊機(jī)構(gòu)穩(wěn)定和夾緊力，且會損壞彈簧，從而使夾緊功能失效造成安全事故發(fā)生。
[0005]中國專利03121636.6公開了一種連接裝置。該裝置包括卡盤和連接在卡盤上的可拆卸的工件架夾具，將具有夾緊銷的工件架固定在卡盤的夾具中，卡盤設(shè)有用于容納夾緊銷且具有錐形插入部分插入的中心孔，以及將夾緊銷夾緊并牢固地保持在中心孔中的夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊銷具有與卡盤的錐形插入部分貼合的基準(zhǔn)面，用于對工件架的X軸向或Y軸向定位。卡盤上端面設(shè)有Z向定位面,用于對工件架的Z軸向定位。該卡盤裝置存在的問題在于，只能對X軸向或Y軸向中的一個方向進(jìn)行定位，如需X軸向、Y軸向同時定位，就必需組合兩個或兩個以上的連接裝置一起使用，且組合裝置的安裝位置精度要求高。同時單個或多個卡盤夾緊工件架時無法對角向進(jìn)行定位，導(dǎo)致工件架或工件的角向處于自由狀態(tài)，無法起到精確定位的功能。由于上述的定位是剛性定位，定位精度不高，使該裝置不適合用作精密機(jī)械加工；其次當(dāng)工件托板與卡盤連接后，工件托板或工件只是對角向進(jìn)行了定位，但工件的X、Y軸正負(fù)方向不是唯一的狀態(tài)，如工件安裝錯誤會造成工件的報廢。
[0006]中國專利200410090540.X公開一種連接裝置。該裝置包括卡盤和工件托板，卡盤上設(shè)有至少3個中心銷，工件托板上設(shè)有與中心銷位置和形狀對應(yīng)的槽。工件托板以可裝卸的方式與卡盤連接，定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)均是剛性的，可承受一定的負(fù)荷。當(dāng)工件托板與卡盤連接時，兩者可互相配合從而確定前者相對于后者的Z向位置。卡盤的中心銷的寬度小于工件托板的槽寬，因此當(dāng)工件托板與卡盤連接進(jìn)行定位時，卡盤上的中心銷僅與對應(yīng)槽的單個側(cè)面接觸，中心銷與另一側(cè)面之間有間隙，所以四個槽的八個側(cè)面中只有四個貼合，這種定位屬于剛性定位，將導(dǎo)致定位的不確定、定位精度降低，使該裝置不適合做精確的重復(fù)定位裝置。此外，當(dāng)工件托板與卡盤連接后，工件托板或工件也只是對角向進(jìn)行了定位，但工件的X、Y軸正負(fù)方向不是唯一的狀態(tài)，如工件安裝錯誤會造成工件的報廢。
[0007]中國專利200810039898.8還公開一種連接裝置。該裝置由卡盤、工件托板和拉釘組成，卡盤上含四個定位齒，以徑向走向，均勻布列在卡盤的頂面的圓周上，相鄰的定位齒之間有四個以徑向走向的Z向止動面，工件托板上含凸臺、通槽和盲槽，四條通槽以徑向走向，均勻布列在工件托板的頂面的圓周上，把凸臺分割成四部分，每條通槽的兩邊有盲槽，通槽與盲槽之間為薄壁，使用時，四個定位齒與四條通槽接插在一起，四個凸臺頂面與四個Z向止動面緊貼，盲槽壁柔性變形，使固定在工件托板上的工件得到X軸向、Y軸向和Z軸向的柔性定位和剛性夾緊。但是該裝置存在問題是:1、當(dāng)工件托板與卡盤連接后，工件托板或工件只是對角向進(jìn)行了定位，但工件的X、Y軸正負(fù)方向不是唯一的狀態(tài)，如工件安裝錯誤會造成工件的報廢；該裝置在重加工中因會盲槽壁承重力下而造成定位X軸、Y軸方向精度降低；2、在Z向定位時該裝置采用為4個面的接觸，由于加工誤差等原因或造成其中有面無法與卡盤定位面完全接觸從而造成Z向定位精度降低；工件的載體或托板上設(shè)有的與卡盤定位齒配合的柔性定位槽屬薄壁結(jié)構(gòu)，在重切削時徑向受力大，會導(dǎo)致定位槽發(fā)生大的變形，造成定位精度降低。
[0008]綜上所述，已有的夾緊、連接裝置的缺點是:1、由于密封性能差，使用中容易出現(xiàn)卡盤的打不開問題；2、活塞軸向運動時會發(fā)生旋轉(zhuǎn)造成彈簧的損壞，影響夾緊機(jī)構(gòu)的加持功能；3、快換托板與卡盤連接時X軸、Y軸正負(fù)方向無防錯功能，會造成X軸、Y軸正負(fù)方向不是唯一的狀態(tài)，如工件安裝錯誤會造成工件的報廢；4、在Z向定位時裝置采用為4個面的接觸，由于加工誤差等原因或造成其中有面無法與卡盤定位面完全接觸從而造成Z向定位精度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種防錯柔性快速定位強(qiáng)力夾緊裝置，該裝置可實現(xiàn)柔性定位剛性夾緊、高強(qiáng)度、高精度及防錯加持，從而減少加工錯誤，提高加工精度和加工效率。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0011]一種防錯柔性快速定位強(qiáng)力夾緊裝置，包括基礎(chǔ)座和與基礎(chǔ)座配套連接的快換托板；基礎(chǔ)座包括基礎(chǔ)板、殼體和夾緊機(jī)構(gòu)，殼體固定在基礎(chǔ)板上，殼體的內(nèi)壁與基礎(chǔ)板形成腔體，夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)置在腔體內(nèi)部；殼體上表面設(shè)置有定位齒和定位面，快換托板的下表面設(shè)置有與定位齒對應(yīng)的定位槽和凹臺；夾緊機(jī)構(gòu)包括內(nèi)外套設(shè)的鋼珠套和活塞，鋼珠套上設(shè)置有容納若干鋼珠的鋼珠放置孔，活塞上端面和殼體內(nèi)腔下表面之間設(shè)置有彈簧組；防錯柔性快速定位強(qiáng)力夾緊裝置還包括防錯裝置，防錯裝置由防錯銷和防錯銷避讓槽組成；防錯銷設(shè)置在殼體上表面，防錯銷避讓槽設(shè)置在快換托板的下端面且與防錯銷相對應(yīng)；活塞的下端部內(nèi)周表面嵌入有第一密封圈與鋼珠套外圓柱面密封接觸，活塞下端部的外周表面嵌入有第二密封圈與殼體內(nèi)周表面密封接觸，殼體底面和基礎(chǔ)板的頂面之間還嵌設(shè)有第三密封圈；凹臺上設(shè)置有與定位面對應(yīng)的Z向定位柱，定位槽上還設(shè)有容納定位齒彈性形變的定位齒避讓槽，定位齒避讓槽沿定位槽底面中心線向兩端對稱分布。
[0012]其特征進(jìn)一步在于，活塞的下端面與基礎(chǔ)板上端面還設(shè)置有導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置為設(shè)置在基礎(chǔ)板上端面的導(dǎo)向銷和設(shè)置在活塞下端面的導(dǎo)向孔。
[0013]其中，鋼珠放置孔的縱切面帶有錐度，其內(nèi)端孔的直徑小于鋼珠的直徑，外端孔的直徑大于鋼珠的直徑。
[0014]其中，定位槽槽邊斜面角度比定位齒側(cè)表面斜角小1-2°。
[0015]其中，防錯銷避讓槽為盲孔。
[0016]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點和效果:
[0017]1、本實用新型的基礎(chǔ)座內(nèi)分別從內(nèi)到外設(shè)置三道密封圈，保證殼體內(nèi)夾緊機(jī)構(gòu)具有良好的氣密性，密封性能更穩(wěn)定可靠，通過氣路孔系統(tǒng)的配合使其在使用過程中不宜漏氣，氣密性良好。
[0018]2、本實用新型的夾緊機(jī)構(gòu)通過在活塞底部和基礎(chǔ)座之間增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和在活塞和殼體之間設(shè)置彈簧放置孔，消除了彈簧扭力造成活塞軸線轉(zhuǎn)動，容易使彈簧發(fā)生傾斜損壞的問題，保證夾緊機(jī)構(gòu)的良好的穩(wěn)定性能。
[0019]3、本實用新型通過在基礎(chǔ)座和快換托板之間增加防錯裝置，使工件在安裝時X、Y軸正負(fù)方向只處于一種安裝位置，能有效地防止零件在加工時方向裝反造成的廢品。
[0020]4、本實用新型的凹臺上設(shè)置有與定位面對應(yīng)的Z向定位柱，使得傳統(tǒng)的面定位成柱支撐定位，Z向定位更加穩(wěn)定可靠，同時殼體上表面設(shè)有的定位齒齒角度比快換托板的定位槽槽角度大，在夾緊機(jī)構(gòu)提供最高至15000N拉釘時快換托板定位槽發(fā)生彈性形變，使定位槽與定位齒面貼合達(dá)到精準(zhǔn)定位，重復(fù)定位精度0.002mm ;同時快換托板定位槽上設(shè)有的定位齒避讓槽，使彈性變形達(dá)到柔性定位效果，通過有限元分析，定位槽避讓后側(cè)向受力可達(dá)到5000N更適合重切削加工場合使用。
[0021]5、本實用新型柔性快換定位夾緊、連接裝置，該裝置不僅能提供穩(wěn)定的夾持力，定位系統(tǒng)具有很高的重復(fù)定位精度，而且實現(xiàn)了零件在加工中的快速換裝，將零件的裝夾找正時間減少至最少，從而縮短了零件的加工周期，有效地提高了機(jī)床的利用率，并且降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型基礎(chǔ)座的王視圖；
[0023]圖2是本實用新型基礎(chǔ)座的俯視圖；
[0024]圖3是圖2的A-A剖視圖；
[0025]圖4是本實用新型快換托板的主視圖；
[0026]圖5是本實用新型快換托板的俯視圖；
[0027]圖6是本實用新型中定位齒與定位槽未夾緊狀態(tài)的橫疊面放大視圖；
[0028]圖7是本實用新型定位齒與定位槽夾緊狀態(tài)的橫疊面放大視圖。
[0029]其中:1_定位齒，2_定位面,3_定位槽,4_凹臺，5_活塞,6_彈黃組,7_鋼珠,8_導(dǎo)向銷，9-防錯銷，10-清潔氣孔，11-連接螺栓，12-基礎(chǔ)板，13-殼體，14-清潔氣路工藝孔，15-防錯銷避讓槽，16-緊固螺釘，17-氣路孔系統(tǒng)，18-鋼珠避讓槽，19-定位齒避讓槽，20-夾緊拉釘，21-拉釘固定