本發(fā)明涉及夾具行業(yè)，尤其屬于氣動。

背景技術：

近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一組具有相似性特征的工件；能適用于精密加工的高精度機床夾具；能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具；采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；提高機床夾具的標準化程度。在國外進20多年來，有關氣動的行業(yè)發(fā)展迅速。70年代，液壓與氣動元件的產(chǎn)值比9:1，而20年后的今天，在工業(yè)發(fā)達的歐美、日本等國家，該比例已達到6:4。氣動夾具的價格要比液壓的夾具低的多，相信在不久的將來氣動行業(yè)必定超過液壓。所以氣動夾具也會慢慢的成為主流。日本的SMC、德國的FESTO、英國的NORGREN和美國的PARKER都是知名的啟動行業(yè)企業(yè)。隨著社會的發(fā)展，夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。同時隨加工制造業(yè)的發(fā)展高速切削的結果，機動工時大大縮短，勞動生產(chǎn)率提高；推廣氣動夾具是必要的，氣動夾具操作方便，能大大的減輕勞動強度；氣動反應速度快，因而生產(chǎn)中縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率；氣動夾具對氣動元件的要求不高，易于制造，同時氣動夾具便于現(xiàn)代化制造。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的地在于開發(fā)利用氣動夾具，設計雙向氣動夾具，使一個氣缸通過聯(lián)動機構實現(xiàn)夾緊機構三個自由度的運動實現(xiàn)兩個方向的夾緊，從而使工件完全定位，滿足加工要求。

利用兩個氣缸，其中一個提供從下向上的夾緊力，同時另外一個氣缸通過一套聯(lián)動機構實現(xiàn)對工件前端和右側面的夾緊。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的設計思路和技術方案如下：一種氣動夾具，其要點在于它包括前氣缸（6）、前氣缸頂桿（7）、螺紋銷（8）、前擺塊（9）、螺紋銷（10）、拉板（11）、滑塊（12）、頂塊（13）、底座（14）、蓋板（15）、拉桿（16）、拉塊（17）、定位塊（2），前氣缸頂桿（7）與前氣缸（6）連接，前氣缸（6）帶動前氣缸頂桿（7）實現(xiàn)前后伸縮，前氣缸頂桿（7）的中部具有開口槽（7-1），前擺塊（9）安裝在前氣缸頂桿（7）的開口槽（7-1）當中，用螺紋銷（8）通過后銷孔（7-2）和長槽孔（9-1）連接，此時前擺塊（9）具備一定的左右擺動量，在開口槽（7-1）中還固定有一個拉板（11），位于前擺塊（9）前方，用螺紋銷（10）穿過連接孔（7-3）和拉板孔（11-1）固定在開口槽（7-1）中，前擺塊（9）用于夾緊，拉板（11）用于松開，底座（14）位于前氣缸頂桿（7）的前方，底座（14）上設計有拉桿凹槽（14-1）、拉塊凹槽（14-2）、定位塊凹槽（14-3），拉桿（16）安裝在拉桿凹槽（14-1）中，拉塊凹槽（14-2）用于讓開頂塊（13），定位塊安裝于定位塊凹槽（14-3）中，定位塊（2）為“U”字形，用螺釘鎖在底座（14）上,工件放入定位塊（2）的U型槽（2-1）中，工件右側的開口方向為工件的加工面所在，工件第二基準面（1-2）與定位塊（2）的下平面（2-2）貼合實現(xiàn)上下方向的定位,定位塊（2）的前側上方設計有讓開頂塊（13）的讓位缺口（2-3）,頂塊（13）安裝在蓋板（15）的頂塊槽（15-2）中，側面上設計有與拉板（11）相配合的頂塊缺口（13-1），底面設計有頂塊鑲槽（13-2），拉塊（17）卡套在頂塊鑲槽（13-2）上，頂塊（13）的頂塊缺口（13-1）卡在拉板（11）上，另一端從定位塊（2）的讓位缺口（2-3）中穿過，拉塊（17）呈直角，拉塊（17）的左端面有拉塊斜面（17-1），與蓋板（15）強制斜面（15-3）相配合，貼合面（17-3）為與壓緊工件的面，拉塊右端面（17-2）為與拉桿（16）的配合面，滑塊（12）安裝在蓋板（15）的滑塊槽（15-1）中，滑塊（12）為長方體，側面上設計有與拉板（11）相配合的滑塊缺口（12-2），底面設計有斜槽（12-1），拉桿（16）為彎折的鉤狀，拉桿（16）上有與斜槽（12-1）相配合的拉桿凸起（16-2），滑塊（12）的滑塊缺口（12-2）卡在拉板（11）上，另一端通過斜槽（12-1）與拉桿（16）相接，拉桿（16）彎折的工作平面（16-1）與拉塊右端面（17-2）相配合，從右向左壓緊拉塊（17）進而迫使拉塊（17）壓緊工件右側面,蓋板（15）壓在滑塊（12）和頂塊（13）的上方，蓋板（15）有與滑塊（12）配合的滑塊槽（15-1），與頂塊（13）配合的頂塊槽（15-2），在頂塊槽（15-2）的側面上有強制斜面（15-3），前擺塊（9）的左右有兩個弧形凸起（9-2），兩個弧形凸起（9-2）分別推動滑塊（12）和頂塊（13）向前運動，滑塊（12）在向前運動過程中，其斜槽（12-1）通過與拉桿（16）的拉桿凸起（16-2）相互配合，迫使拉桿（16）在底座（14）的拉桿凹槽（14-1）內向左運動，而頂塊（13）在向前運動過程中其頂塊鑲槽（13-2）與拉塊（17）配合推動拉塊（17）向前運動，拉塊（17）剛開始運動時其拉塊斜面（17-1）尚未運動到蓋板強制斜面（15-3），此時拉塊左端面（17-3）與工件右端面在蓋板（15）的限制下始終保持一定的間隙，待拉塊（17）向前運動到其前端面開始超越工件前端夾緊面時，拉塊（17）的拉塊斜面（17-1）開始越過蓋板強制斜面（15-3），此時拉塊左端面（17-3）具備和工件（1）右側端面貼合的活動空間，而拉桿（16）由于在滑塊（12）的帶動下不斷向左運動，此時拉桿（16）的工作平面（16-1）開始與拉塊右端面（17-2）貼合，拉動拉塊（17）強制向左運動，直至拉塊左端面（17-3）與工件（1）的右端面貼合，實現(xiàn)對工件（1）從右向左方向的夾緊,此時頂塊（13）也以運動到位其前端頂住工件前端面，而工件的公差和各工件的加工誤差通過前擺塊的左右擺動來消除起對夾緊的影響確保兩個方向同時夾緊工件,通過上述機構的三個自由度的運動來實現(xiàn)對工件兩個方向的夾緊。

還具有一個下氣缸，通過中間傳力機構從工件的下方向上頂，使工件的第二基準面與定位塊的下平面貼合，氣缸通過下氣缸頂桿實現(xiàn)上下伸縮，在下氣缸頂桿上端通過螺紋銷連接一個擺塊，通過擺塊上端弧形凸起頂工件的下平面，這樣由于擺塊的自動找正作用，可以確保工件的基準面能夠與定位塊下端面完全貼合，采用兩個氣缸通過中間傳力機構實現(xiàn)對工件的三個方向的夾緊。

底座左右兩端分別有一個定位塊凹槽，可同時安裝兩個工件。

本發(fā)明的優(yōu)點：體積小，通過兩個氣缸完成三個方向的夾緊，有效地減少了氣缸數(shù)量，提高了同一設備工件裝夾數(shù)量，簡化生產(chǎn)過程，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為可使用本夾具加工的工件毛坯圖

圖2為工件裝在定位塊中的示意圖

圖3為定位塊的結構示意圖

圖4為圖3的仰視圖

圖5為前端夾緊機構的示意圖

圖6為前端夾緊機構去除蓋板15后的示意圖

圖7為前氣缸頂桿的結構示意圖

圖8為前擺塊的結構示意圖

圖9為拉板的結構示意圖

圖10為滑塊的結構示意圖

圖11為頂塊的結構示意圖

圖12為底座的結構示意圖

圖13為蓋板的結構示意圖

圖14為拉桿的結構示意圖

圖15為拉塊的結構示意圖

圖16為下端夾緊機構的示意圖

圖17為擺塊3的結構示意圖

圖18為本發(fā)明在GX710三軸數(shù)控加工中心上的使用狀態(tài)圖

基中：1工件1-1第一基準面1-2第二基準面1-3 加工部位1-4工件的下平面2定位塊2-1U形槽 2-2定位塊的下平面2-3讓位缺口2-11 U形槽左端面 2-12 U形槽后端面3擺塊 3-1擺塊上端弧形凸起4下氣缸頂桿5下氣缸6前氣缸7前氣缸頂桿7-1開口槽7-2后銷孔7-3連接孔8螺紋銷9前擺塊9-1長槽孔9-2弧形凸起10螺紋銷11拉板11-1拉板孔12滑塊12-1斜槽12-2滑塊缺口13頂塊13-1頂塊缺口 13-2頂塊鑲槽14底座14-1拉桿凹槽 14-2拉塊凹槽 14-3定位塊凹槽15蓋板15-1滑塊槽15-2頂塊槽15-3蓋板強制斜面16拉桿16-1工作平面16-2拉桿凸起17拉塊17-1拉塊斜面17-2拉塊右端面17-3拉塊左端面。

具體實施方式

下面結合視圖對本發(fā)明進行詳細的描述，所列舉的實施例可以使本專業(yè)的技術人員更理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。

如圖1-15所示，本發(fā)明所設計的夾具主要是針對如圖1所示的需要一套聯(lián)動機構來實現(xiàn)兩個方向、三個自由度的運動，實現(xiàn)對工件兩個方向的夾緊，這一類型的工件加工使用。

本夾具所定位的工件毛坯圖如圖1所示，1為該加工工件，其中1-1和1-2分別為第一、第二基準面，為工件產(chǎn)品圖中與加工部位相關的高度方向和水平方向的尺寸基準，而夾具設計要求設計基準、工藝基準、定位基準應盡可能統(tǒng)一，故在該工件加工工藝中我們將第一、第二基準面1-1和1-2為定位基準，這樣產(chǎn)品加工后產(chǎn)品圖相關尺寸均能得到有效保證。而1-3為加工部位。

加工本工件選用的機床為GX710三軸數(shù)控加工中心。由選用的機床要求和工件加工部位、定位基準面等客觀因素，同時在設計夾具時為確保定位可靠，要求夾具定位部位盡可能為固定件以確保定位準確可靠，這就要求我們的工件只能從定位塊U型槽開口方向插入夾具內在完成夾緊。而夾具設計中要求完全定位，針對該工件，我們在設計時采用從前端、下端、和右側三個方向同時夾緊，這樣工件六個自由度全部被約束且無過定位和欠定位現(xiàn)象的出現(xiàn)。加工中選用直柄立銑刀，可以滿足銑削要求。

該工件定位面為第一、第二基準面1-1和1-2。根據(jù)實際加工要求，該工件定位時需限制六個自由度。在擬定定位方案時，仍需對其進行分析和研究，考察定位基準的選擇能否滿足工件位置精度的要求，夾具的結構能否實現(xiàn)。故定位塊為一固定在夾具上的工件，與工件左側面和前后兩個小臺階面貼合，同時工件兩側面與定位塊2的U形槽2-1為間隙配合，確保工件能夠從側面順利插入夾具。工件裝入定位塊中的位置圖如圖2所示，定位塊2形狀圖如圖3、4所示。

由圖2-4可知，工件1裝入定位塊2后由定位塊2下端面2-2與工件1的第二基準面1-2貼合，定位塊2的U形槽左端面2-11與工件側面貼合，定位塊2U形槽后端面2-12與工件1第一基準面1-1貼合，這樣工件的定位基準與設計基準完全一致。

除前端面需直接通過頂塊頂柱工件前端面外，在左側由于工件要從左側插入定位塊槽，故在夾緊時左側機構要實現(xiàn)向前和向右兩個方向的運動，而在松開時需想實現(xiàn)向右和向后兩個方向的運動。故設計了一套聯(lián)動機構來實現(xiàn)兩個方向、三個自由度的運動，實現(xiàn)對工件前端面和左側面的夾緊。由于通過一個氣缸實現(xiàn)對工件兩個端面的夾緊，增加了力的方向，為確保有足夠大的夾緊力，前氣缸6我們選用缸徑為100的氣缸。

一種氣動夾具，它包括前氣缸6、前氣缸頂桿7、螺紋銷8、前擺塊9、螺紋銷10、拉板11、滑塊12、頂塊13、底座14、蓋板15、拉桿16、拉塊17、定位塊2，前氣缸頂桿7與前氣缸6連接，前氣缸6帶動前氣缸頂桿7實現(xiàn)前后伸縮，前氣缸頂桿7的中部具有開口槽7-1，前擺塊9安裝在前氣缸頂桿7的開口槽7-1當中，用螺紋銷8通過后銷孔7-2和長槽孔9-1連接，此時前擺塊9具備一定的左右擺動量，在開口槽7-1中還固定有一個拉板11，位于前擺塊9前方，用螺紋銷10穿過連接孔7-3和拉板孔11-1固定在開口槽7-1中，前擺塊9用于夾緊，拉板11用于松開，底座14位于前氣缸頂桿7的前方，底座14上設計有拉桿凹槽14-1、拉塊凹槽14-2、定位塊凹槽14-3，拉桿16安裝在拉桿凹槽14-1中，拉塊凹槽14-2用于讓開頂塊13，定位塊安裝于定位塊凹槽14-3中，定位塊2為“U”字形，用螺釘鎖在底座14上,工件放入定位塊2的U型槽2-1中，工件右側的開口方向為工件的加工面所在，工件第二基準面1-2與定位塊2的下平面2-2貼合實現(xiàn)上下方向的定位,定位塊2的前側上方設計有讓開頂塊13的讓位缺口2-3,頂塊13安裝在蓋板15的頂塊槽15-2中，側面上設計有與拉板11相配合的頂塊缺口13-1，底面設計有頂塊鑲槽13-2，拉塊17卡套在頂塊鑲槽13-2上，頂塊13的頂塊缺口13-1卡在拉板11上，另一端從定位塊2的讓位缺口2-3中穿過，拉塊17呈直角，拉塊17的左端面有拉塊斜面17-1，與蓋板15強制斜面15-3相配合，貼合面17-3為與壓緊工件的面，拉塊右端面17-2為與拉桿16的配合面，滑塊12安裝在蓋板15的滑塊槽15-1中，滑塊12為長方體，側面上設計有與拉板11相配合的滑塊缺口12-2，底面設計有斜槽12-1，拉桿16為彎折的鉤狀，拉桿16上有與斜槽12-1相配合的拉桿凸起16-2，滑塊12的滑塊缺口12-2卡在拉板11上，另一端通過斜槽12-1與拉桿16相接，拉桿16彎折的工作平面16-1與拉塊右端面17-2相配合，從右向左壓緊拉塊17進而迫使拉塊17壓緊工件右側面,蓋板15壓在滑塊12和頂塊13的上方，蓋板15有與滑塊12配合的滑塊槽15-1，與頂塊13配合的頂塊槽15-2，在頂塊槽15-2的側面上有強制斜面15-3，前擺塊9的左右有兩個弧形凸起9-2，兩個弧形凸起9-2分別推動滑塊12和頂塊13向前運動，滑塊12在向前運動過程中，其斜槽12-1通過與拉桿16的拉桿凸起16-2相互配合，迫使拉桿16在底座14的拉桿凹槽14-1內向左運動，而頂塊13在向前運動過程中其頂塊鑲槽13-2與拉塊17配合推動拉塊17向前運動，拉塊17剛開始運動時其拉塊斜面17-1尚未運動到蓋板強制斜面15-3，此時拉塊左端面17-3與工件右端面在蓋板15的限制下始終保持一定的間隙，待拉塊17向前運動到其前端面開始超越工件前端夾緊面時，拉塊17的拉塊斜面17-1開始越過蓋板強制斜面15-3，此時拉塊左端面17-3具備和工件1右側端面貼合的活動空間，而拉桿1由于在滑塊12的帶動下不斷向左運動，此時拉桿16的工作平面16-1開始與拉塊右端面17-2貼合，拉動拉塊17強制向左運動，直至拉塊左端面17-3與工件1的右端面貼合，實現(xiàn)對工件1從右向左方向的夾緊,此時頂塊13也以運動到位其前端頂住工件前端面，而工件的公差和各工件的加工誤差通過前擺塊的左右擺動來消除起對夾緊的影響確保兩個方向同時夾緊工件,通過上述機構的三個自由度的運動來實現(xiàn)對工件兩個方向的夾緊。

詳細介紹本發(fā)明的運動過程如下：

1、夾緊過程為：前氣缸6推動前氣缸頂桿7向前運動。前擺塊9放在前氣缸頂桿7的開口槽7-1當中，用螺紋銷8連接。前氣缸頂桿7推動前擺塊9后端弧形面，前擺塊9的左右有兩個弧形凸起9-2分別推動滑塊12和頂塊13向前運動，滑塊12在向前運動過程中，其斜槽12-1通過與拉桿16的拉桿凸起16-2相互配合，迫使拉桿16在底座14的拉桿凹槽14-1內向左運動，而頂塊13在向前運動過程中其頂塊鑲槽13-2與拉塊17配合推動拉塊17向前運動，拉塊17剛開始運動時其拉塊斜面17-1尚未運動到蓋板強制斜面15-3，此時拉塊左端面17-3與工件右端面在蓋板15的限制下始終保持一定的間隙，待拉塊17向前運動到其前端面開始超越工件前端夾緊面時，拉塊17的拉塊斜面17-1開始越過蓋板強制斜面15-3，此時拉塊左端面17-3具備和工件1右側端面貼合的活動空間，而拉桿16由于在滑塊12的帶動下不斷向左運動，此時拉桿16的工作平面16-1開始與拉塊右端面17-2貼合，拉動拉塊17強制向左運動，直至拉塊左端面17-3與工件1的右端面貼合，實現(xiàn)對工件1從右向左方向的夾緊。此時頂塊13也以運動到位其前端頂住工件前端面。而工件的公差和各工件的加工誤差通過擺塊的左右擺動來消除起對夾緊的影響確保兩個方向同時夾緊工件。通過上述機構的三個自由度的運動來實現(xiàn)對工件兩個方向的夾緊。

2、松開過程為：在前氣缸6的作用下，前氣缸頂桿7向后運動。由于拉板11放置在前氣缸頂桿7的開口槽7-1當中通過連接孔7-3用螺紋銷10連接。前氣缸拉桿7向后運動時帶動拉板11向后運動，而拉板11通過與滑塊12的滑塊缺口12-2和頂塊13的頂塊缺口13-1配合拉動滑塊12和頂塊13向后運動，此時頂塊13松開了工件1，而由于滑塊12向后運動，通過斜槽12-1帶動拉桿16向右運動，此時拉桿16松開拉塊17，從而使拉塊17不再對工件施加從右向左的夾緊力。由于頂塊13的向后運動，在頂塊鑲槽13-2的作用下帶動拉塊17向后運動從而使工件1可以從右端取出并裝入新的未加工工件1。待拉塊17向后運動一小段距離后，拉塊斜面17-1在蓋板強制斜面15-3的強制作用下向右運動，迫使拉塊17的貼合面17-3與工件1的右端面保持適當?shù)淖笥曳较虻拈g隙，而此時拉塊17的右端面17-2與拉桿16的工作平面16-1間保持一定的活動空間，整個機構不會抱死。

通過以上過程，完成了對工件1的夾緊和松開，滿足了實際加工需求。

如圖16、17所示，除上述兩個方向的固定外，本發(fā)明還需要一個Z軸方向的夾緊力，因此還具有一個下氣缸5，通過中間傳力機構從工件1的下方向上頂，使工件1的第二基準面1-2與定位塊的下平面2-2貼合，下氣缸通過下氣缸頂桿4實現(xiàn)上下伸縮，在下氣缸頂桿上端通過螺紋銷連接一個擺塊3，通過擺塊上端弧形凸起3-1頂工件的下平面1-4，這樣由于擺塊3的自動找正作用，可以確保工件1的第二基準面1-2能夠與定位塊2下端面2-2完全貼合，采用兩個氣缸通過中間傳力機構實現(xiàn)對工件1的三個方向的夾緊。

氣動元件的選擇：

氣動元器件可采用亞德客公司提供的產(chǎn)品綜合型錄中所列出的元器件或其它公司類似產(chǎn)品。根據(jù)夾緊力大小、控制器原理等參數(shù)選取合適的氣動元器件。

底座14左右兩端分別有一個定位塊凹槽14-3，可同時安裝兩個工件1。圖18所使用的設備為GX710，機床工作臺較大，工作行程710毫米，為了提高勞動效率，同時兼顧操作者操作方便，故設計的夾具一次裝夾四個工件，采用八個氣缸，四個氣閥。夾具三維總裝配圖如圖18所示。