一种机械式装夹装置

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种机械式装夹装置，适用于提高零件的装夹工作效率。

背景技术

板类零件在机械加工时会经常用到，大量的长短不一、形状各异的板类零件在机床上加工成型，在加工时经常会遇到装夹和定位问题；在常见的板状零件加工过程中，板状零件的固定和装夹通常是在零件的多个部位用压块和螺栓进行固定。

中国专利：申请号201510734034.8的发明公开了一种 PCBA 自适应柔性卡具，其中，涡轮蜗杆传动机构与旋转工作台直接相连，实现旋转工作台的单向控制，旋转工作台上安装多个活动卡口用于装夹 PCBA 板，每个活动卡口都配有活动卡座用于与旋转工作台连接，但是活动卡口的装夹过程繁琐，工作效率低，且该柔性卡具不具备调平功能，容易因零部件装夹误差造成加工误差，导致不合格品增加。因此，现有技术存在装夹操作困难且工作效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种装夹操作简单、工作效率高的机械式装夹装置。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种机械式装夹装置，所述机械式装夹装置包括工作平台、基座、驱动组件、多个装夹机构，所述基座为顶端开口的桶形结构，所述工作平台设置在基座的顶端开口处，所述驱动组件设置在基座内部，其包括涡轮、涡杆，所述涡杆可转动的设置在基座底端内部，所述涡轮包括圆盘段、啮合段，所述圆盘段的顶端端面上开设有斜槽，所述斜槽至圆盘段中心的距离由其一端至其另一端逐渐增大，所述圆盘段的底端与啮合段的顶端固定连接，啮合段的外壁与涡杆的中部外壁相啮合，所述多个装夹机构绕基座顶端开口处的周圈均匀布置，装夹机构包括L型压块、复位弹簧、推杆，所述L型压块包括压块、竖块，所述压块的一端位于工作平台上方，压块的另一端与竖块的顶部垂直连接，所述竖块的中部通过销轴与基座顶端外壁活动连接，竖块的底部通过复位弹簧与基座中部外壁相连接，所述推杆的一端设置有可沿斜槽滑动的滑块，所述推杆另一端从基座底端侧壁上开设的出口伸出至竖块上位于销轴与复位弹簧之间的部位。

所述基座的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第一螺栓孔，所述工作平台的底端绕其周圈开设有多个第一安装槽，所述第一安装槽的内部设置有调平螺栓，所述调平螺栓的头部顶端与第一安装槽的顶端内壁相接触，调平螺栓的杆部与第一螺栓孔螺纹连接。

所述基座的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第二螺栓孔，所述第二螺栓孔与第一螺栓孔间隔设置，所述工作平台的顶端绕其周圈开设有多个第二安装槽，所述第二安装槽与第一安装槽间隔设置，第二安装槽内部设置有固定螺栓，所述固定螺栓的头部底端与第二安装槽的底端内壁相接触，固定螺栓的杆部穿过第二安装槽底端开设的第三螺栓孔后与第二螺栓孔螺纹连接。

所述机械式装夹装置还包括多个定位螺钉，所述工作平台的顶端绕其周圈设置有多个支架，所述支架与L型压块间隔设置，所述定位螺钉的杆部穿过支架上开设的第四螺纹孔后与放置在工作平台上的工件侧壁相抵接，定位螺钉的杆部套设有调节弹簧，所述调节弹簧的两端分别与定位螺钉的头部、支架的一侧相连接。

所述工作平台的顶端绕其周圈开设有多个燕尾槽，所述燕尾槽为弧形结构，所述支架的底端外壁与燕尾槽的内壁相配合，支架可沿燕尾槽滑动。

所述驱动组件还包括中间轴、定位套筒，所述中间轴包括第一段、第二段、第三段，所述第一段的底端通过第二段与第三段的顶端固定连接，第一段、第三段的直径均小于第二段的直径，第一段、第三段分别与工作平台的中部、定位套筒的顶端插入配合，所述定位套筒的底部安装在基座的底端中部，所述涡轮套设在定位套筒外部，涡轮与定位套筒之间设置有中间轴承。

所述第二段的中部外壁上设置有环形挡块，所述圆盘段的内孔顶部内壁上设置环形凸起，所述环形凸起位于环形挡块与定位套筒之间，环形凸起的底端端面与定位套筒的顶端端面相接触。

所述中间轴还包括第四段，所述第四段的顶端、底端分别与第一段的底端、第二段的顶端固定连接，第四段的直径大于第一段的直径且小于第二段的直径，第四段外部套设有挡板，所述挡板底端的内周与第二段的顶端相接触，挡板底端的外周与基座内壁上设置的台阶状结构相接触。

所述工作平台为网格状结构，所述涡轮为工字形结构，所述圆盘段的底端通过过渡段与啮合段的顶端固定连接。

所述涡杆的两端外部均套设有轴承，涡杆的一端依次通过连接销、连接器与动力机构相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种机械式装夹装置包括工作平台、基座、驱动组件、多个装夹机构，基座为顶端开口的桶形结构，工作平台设置在基座的顶端开口处，驱动组件设置在基座内部，其包括涡轮、涡杆，涡杆可转动的设置在基座底端内部，涡轮包括圆盘段、啮合段，圆盘段的顶端端面上开设有斜槽，斜槽至圆盘段中心的距离由其一端至其另一端逐渐增大，圆盘段的底端与啮合段的顶端固定连接，啮合段的外壁与涡杆的中部外壁相啮合，多个装夹机构绕基座顶端开口处的周圈均匀布置，装夹机构包括L型压块、复位弹簧、推杆，L型压块包括压块、竖块，压块的一端位于工作平台上方，压块的另一端与竖块的顶部垂直连接，竖块的中部通过销轴与基座顶端外壁活动连接，竖块的底部通过复位弹簧与基座中部外壁相连接，推杆的一端设置有可沿斜槽滑动的滑块，推杆另一端从基座底端侧壁上开设的出口伸出至竖块上位于销轴与复位弹簧之间的部位；需要压紧工件时，先将工件放置在工作平台，然后顺时针转动涡杆，涡杆带动涡轮旋转，涡轮旋转带动滑块由滑槽上靠近圆盘段中心的一端朝滑槽的另一端滑动，同时推杆伸出与竖块上位于销轴与过复位弹簧之间的部位相抵接，并推动竖块的底部抬起，位于竖块顶部的压块紧紧下压住工件，该设计通过涡轮、蜗杆带动多个装夹机构中的压块同时紧紧压住工件，装夹过程的一致性高，装夹操作简单、快速；加工结束后，逆时针转动涡杆，推杆回缩，竖块底部在复位弹簧的作用下复位，压块抬起，即可取下加工完成的工件。因此，本发明实现了工件的自动、快速装夹，操作简单，装夹效率和一致性高。

2、本发明一种机械式装夹装置中，基座的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第一螺栓孔，工作平台的底端绕其周圈开设有多个第一安装槽，第一安装槽的内部设置有调平螺栓，调平螺栓的头部顶端与第一安装槽的顶端内壁相接触，调平螺栓的杆部与第一螺栓孔螺纹连接，该设计通过调整调平螺栓旋进深度以实现工作平台的调平；基座的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第二螺栓孔，第二螺栓孔与第一螺栓孔间隔设置，工作平台的顶端绕其周圈开设有多个第二安装槽，第二安装槽与第一安装槽间隔设置，第二安装槽内部设置有固定螺栓，固定螺栓的头部底端与第二安装槽的底端内壁相接触，固定螺栓的杆部穿过第二安装槽底端开设的第三螺栓孔后与第二螺栓孔螺纹连接，该设计通过固定螺栓固定后调平后的工作平台，装夹精度好。因此，本发明实现了工作平台的调平以及调平后的固定，装夹精度好。

3、本发明一种机械式装夹装置还包括多个定位螺钉，工作平台的顶端绕其周圈设置有多个支架，支架与L型压块间隔设置，定位螺钉的杆部穿过支架上开设的第四螺纹孔后与放置在工作平台上的工件侧壁相抵接，定位螺钉的杆部套设有调节弹簧，调节弹簧的两端分别与定位螺钉的头部、支架的一侧相连接，该设计通过与L型压块间隔设置的定位螺钉实现对工件的定位；工作平台的顶端绕其周圈开设有多个燕尾槽，燕尾槽为弧形结构，支架的底端外壁与燕尾槽的内壁相配合，支架可沿燕尾槽滑动，该设计在面对异形零件时将支架沿燕尾槽滑动，调整支架至合适位置后再通过定位螺钉对工件进行定位，通用性高。因此，本发明能够实现对工件的定位，且通用性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中定位螺钉的纵向剖视图。

图3为本发明中调平螺栓、固定螺栓的纵向剖视图。

图4为本发明的横向剖视图。

图5为本发明中斜槽的结构示意图。

图6为本发明中中间轴的结构示意图。

上图中，工作平台1、第一安装槽11、调平螺栓12、第二安装槽13、固定螺栓131、支架14、燕尾槽15、基座2、出口21、第一螺栓孔22、第二螺栓孔23、台阶状结构24、驱动组件3、涡轮31、圆盘段311、啮合段312、斜槽313、环形凸起314、过渡段315、涡杆32、轴承321、连接销322、连接器323、中间轴33、第一段331、第二段332、第三段333、环形挡块334、第四段335、定位套筒34、中间轴承35、装夹机构4、L型压块41、压块411、竖块412、销轴413、滑块414、复位弹簧42、推杆43、定位螺钉5、调节弹簧51、挡板6

具体实施方式

下面结合具体实施方式以及附图对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种机械式装夹装置，所述机械式装夹装置包括工作平台1、基座2、驱动组件3、多个装夹机构4，所述基座2为顶端开口的桶形结构，所述工作平台1设置在基座2的顶端开口处，所述驱动组件3设置在基座2内部，其包括涡轮31、涡杆32，所述涡杆32可转动的设置在基座2底端内部，所述涡轮31包括圆盘段311、啮合段312，所述圆盘段311的顶端端面上开设有斜槽313，所述斜槽313至圆盘段311中心的距离由其一端至其另一端逐渐增大，所述圆盘段311的底端与啮合段312的顶端固定连接，啮合段312的外壁与涡杆32的中部外壁相啮合，所述多个装夹机构4绕基座2顶端开口处的周圈均匀布置，装夹机构4包括L型压块41、复位弹簧42、推杆43，所述L型压块41包括压块411、竖块412，所述压块411的一端位于工作平台1上方，压块411的另一端与竖块412的顶部垂直连接，所述竖块412的中部通过销轴413与基座2顶端外壁活动连接，竖块412的底部通过复位弹簧42与基座2中部外壁相连接，所述推杆43的一端设置有可沿斜槽313滑动的滑块414，所述推杆43另一端从基座2底端侧壁上开设的出口21伸出至竖块412上位于销轴413与复位弹簧42之间的部位。

所述基座2的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第一螺栓孔22，所述工作平台1的底端绕其周圈开设有多个第一安装槽11，所述第一安装槽11的内部设置有调平螺栓12，所述调平螺栓12的头部顶端与第一安装槽11的顶端内壁相接触，调平螺栓12的杆部与第一螺栓孔22螺纹连接。

所述基座2的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第二螺栓孔23，所述第二螺栓孔23与第一螺栓孔22间隔设置，所述工作平台1的顶端绕其周圈开设有多个第二安装槽13，所述第二安装槽13与第一安装槽11间隔设置，第二安装槽13内部设置有固定螺栓131，所述固定螺栓131的头部底端与第二安装槽13的底端内壁相接触，固定螺栓131的杆部穿过第二安装槽13底端开设的第三螺栓孔后与第二螺栓孔23螺纹连接。

所述机械式装夹装置还包括多个定位螺钉5，所述工作平台1的顶端绕其周圈设置有多个支架14，所述支架14与L型压块41间隔设置，所述定位螺钉5的杆部穿过支架14上开设的第四螺纹孔后与放置在工作平台1上的工件侧壁相抵接，定位螺钉5的杆部套设有调节弹簧51，所述调节弹簧51的两端分别与定位螺钉5的头部、支架14的一侧相连接。

所述工作平台1的顶端绕其周圈开设有多个燕尾槽15，所述燕尾槽15为弧形结构，所述支架14的底端外壁与燕尾槽15的内壁相配合，支架14可沿燕尾槽15滑动。

所述驱动组件3还包括中间轴33、定位套筒34，所述中间轴33包括第一段331、第二段332、第三段333，所述第一段331的底端通过第二段332与第三段333的顶端固定连接，第一段331、第三段333的直径均小于第二段332的直径，第一段331、第三段333分别与工作平台1的中部、定位套筒34的顶端插入配合，所述定位套筒34的底部安装在基座2的底端中部，所述涡轮31套设在定位套筒34外部，涡轮31与定位套筒34之间设置有中间轴承35。

所述第二段332的中部外壁上设置有环形挡块334，所述圆盘段311的内孔顶部内壁上设置环形凸起314，所述环形凸起314位于环形挡块334与定位套筒34之间，环形凸起314的底端端面与定位套筒34的顶端端面相接触。

所述中间轴33还包括第四段335，所述第四段335的顶端、底端分别与第一段331的底端、第二段332的顶端固定连接，第四段335的直径大于第一段331的直径且小于第二段332的直径，第四段335外部套设有挡板6，所述挡板6底端的内周与第二段332的顶端相接触，挡板6底端的外周与基座2内壁上设置的台阶状结构24相接触。

所述工作平台1为网格状结构，所述涡轮31为工字形结构，所述圆盘段311的底端通过过渡段315与啮合段312的顶端固定连接。

所述涡杆32的两端外部均套设有轴承321，涡杆32的一端依次通过连接销322、连接器323与动力机构相连接。

实施例1：

参见图1至图6，一种机械式装夹装置，包括工作平台1、基座2、驱动组件3、多个装夹机构4，所述基座2为顶端开口的桶形结构，所述工作平台1设置在基座2的顶端开口处，所述驱动组件3设置在基座2内部，其包括涡轮31、涡杆32，所述涡杆32的两端外部均套设有轴承321，所述轴承321设置在基座2底端内部，所述涡杆32的一端依次通过连接销322、连接器323与动力机构相连接，所述涡轮31为工字形结构，所述涡轮31包括圆盘段311、过渡段315、啮合段312，所述圆盘段311的底端通过过渡段315与啮合段312的顶端固定连接，所述圆盘段311的顶端端面上开设有斜槽313，所述斜槽313至圆盘段311中心的距离由其一端至其另一端逐渐增大，所述圆盘段311的底端与啮合段312的顶端固定连接，啮合段312的外壁与涡杆32的中部外壁相啮合，所述多个装夹机构4绕基座2顶端开口处的周圈均匀布置，装夹机构4包括L型压块41、复位弹簧42、推杆43，所述L型压块41包括压块411、竖块412，所述压块411的一端位于工作平台1上方，压块411的另一端与竖块412的顶部垂直连接，所述竖块412的中部通过销轴413与基座2顶端外壁活动连接，竖块412的底部通过复位弹簧42与基座2中部外壁相连接，所述推杆43的一端固定有可沿斜槽313滑动的滑块414，所述推杆43另一端从基座2底端侧壁上开设的出口21伸出至竖块412上位于销轴413与复位弹簧42之间的部位。

上述机械式装夹装置通过螺栓固定在机床工作台上，其工作原理为：需要压紧工件时，先将工件放置在工作平台1上，然后通过动力机构顺时针转动涡杆32，涡杆32带动涡轮31正向旋转，涡轮31正向旋转则带动滑块414由滑槽313上靠近圆盘段311中心的一端朝滑槽313上远离圆盘段311中心的一端滑动，同时推杆43伸出，先与竖块412上位于销轴413与复位弹簧42之间的部位相抵接，然后推动竖块412的底部抬起，直至位于竖块412顶部的压块411紧紧下压住工件，完成工件装夹，进入后续工件加工；

工件加工结束后，通过动力机构逆时针转动涡杆32，涡杆32带动涡轮31反向旋转，涡轮31反向旋转带动滑块414由滑槽313上远离圆盘段311中心的一端朝滑槽313上靠近圆盘段311中心的一端滑动，同时推杆43回缩，所述竖块412的底部在复位弹簧42的作用下复位，所述压块411抬起，即可取下加工完成的工件。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

所述基座2的顶端开口处绕其周圈轴向开设有多个第一螺栓孔22、多个第二螺栓孔23，所述第二螺栓孔23与第一螺栓孔22间隔设置，所述工作平台1的底端绕其周圈开设有多个第一安装槽11，工作平台1的顶端绕其周圈开设有多个第二安装槽13，所述第二安装槽13与第一安装槽11间隔设置；所述第一安装槽11的内部设置有调平螺栓12，所述调平螺栓12的头部顶端与第一安装槽11的顶端内壁相接触，调平螺栓12的杆部与第一螺栓孔22螺纹连接，所述第二安装槽13内部设置有固定螺栓131，所述固定螺栓131的头部底端与第二安装槽13的底端内壁相接触，固定螺栓131的杆部穿过第二安装槽13底端开设的第三螺栓孔后与第二螺栓孔23螺纹连接。

装夹前先调节调平螺栓12的高度，使得工作平台1保持水平，调平后将固定螺栓131与第二螺栓孔23旋紧，以实现工作平台1调平后的固定。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：

所述工作平台1的顶端绕其周圈开设有多个燕尾槽15，所述燕尾槽15为弧形结构，所述机械式装夹装置还包括多个定位螺钉5，所述工作平台1的顶端绕其周圈设置有多个支架14，所述支架14与L型压块41间隔设置，支架14的底端外壁与燕尾槽15的内壁相配合，支架14可沿燕尾槽15滑动，所述定位螺钉5的杆部穿过支架14顶端开设的第四螺纹孔后与放置在工作平台1上的工件侧壁相抵接，定位螺钉5的杆部套设有调节弹簧51，所述调节弹簧51的两端分别与定位螺钉5的头部、支架14的一侧相连接。

装夹后先将支架14沿燕尾槽15滑动，调整好支架14的位置后，旋进定位螺钉5使其杆部与放置在工作平台1上的工件侧壁相抵接，实现工件的定位，所述调节弹簧用于防止定位螺钉5因后续加工时工件振动而松脱。

实施例4：

与实施例1的不同之处在于：

所述驱动组件3还包括中间轴33、定位套筒34，所述中间轴33包括第一段331、第二段332、第三段333、第四段335，所述第一段331的底端依次通过第四段335、第二段332与第三段333的顶端固定连接，所述第四段335的直径与第三段333的直径相等，所述第一段331的直径小于第四段335的直径，所述第二段332的直径大于第四段335的直径，所述第一段331、第三段333分别与工作平台1的中部、定位套筒34的顶端插入配合，所述定位套筒34的底部与基座2的底端中部设置的凸起插入配合，所述涡轮31套设在定位套筒34外部，涡轮31与定位套筒34之间设置有中间轴承35；所述第二段332的中部外壁上设置有环形挡块334，所述圆盘段311的内孔顶部内壁上设置环形凸起314，所述环形凸起314位于环形挡块334与定位套筒34之间，环形凸起314的底端端面与定位套筒34的顶端端面相接触，所述第四段335外部套设有挡板6，所述挡板6底端的内周与第二段332的顶端相接触，挡板6底端的外周与基座2内壁上设置的台阶状结构24相接触，所述工作平台1为网格状结构。

所述中间轴33置于装夹装置的中间位置，其第一段331置于工作平台1中心对工作平台1限位，其第三段333置于定位套筒34内部进行自身定位，以保证工作平台1在工件加工时不发生变形而影响加工精度，所述基座2内壁上设置有台阶状结构24，所述挡板6置于台阶状结构24处，防止加工时产生的切削废料从网格状结构的工作平台1落入装夹装置内部，通过挡板6储存切削废料，适用于铣削加工和钻孔。