一种夹装复杂曲面零件的夹具

摘要

本发明属于夹具技术领域，且公开了一种夹装复杂曲面零件的夹具。本发明的夹具通过液压油推动活塞杆，活塞杆以离散的形式贴合曲面零件，可以夹装不同曲面类型的零件，且不易损坏曲面零件。本发明的夹具具有四个夹装位，可以同时夹装四个同种类型的曲面零件或者同时夹装四个不同类型的曲面零件。通过夹持主轴还可将该夹具夹装在通用机床上。本发明的夹具除了可以夹装曲面零件还适用于普通平面零件。本发明通过液压提供夹紧力具有加紧力大，加紧、拆卸迅速，工件重复夹紧时可通过提供恒定的液压力来保证恒定的夹紧力等优点。此外，本发明的夹具还具有结构简单、通用性强、操作方便、动作快速等优点。

权利要求

1.一种夹装复杂曲面零件的夹具，其特征在于，所述的夹装复杂曲面零件的夹具包括夹持部(1)、外设供油管线(2)和夹持主轴(3)；

所述的夹持部(1)包括螺母(101)、顶盖(102)、活塞杆(103)、第一中间层(104)、第二中间层(105)、主架(106)和螺杆(107)；所述的主架(106)为圆柱体结构，其中一个端面上沿中轴开设有方体孔洞，用于安装顶盖(102)、第一中间层(104)和第二中间层(105)，端面方向上，方体孔洞的四个边的中心位置开设有方形孔洞作为夹装位(113)，用于夹装曲面零件；

方体孔洞底部所在的面称为主架(106)的A面，主架(106)的另一侧端面称为主架(106)的B面，主架(106)的中心设有圆形通孔，作为进油口a(109)；所述的顶盖(102)、第一中间层(104)和第二中间层(105)均为方形板状结构，外形尺寸与主架(106)中心的方体孔洞相同；

第一中间层(104)和第二中间层(105)的结构完全相同，中心设有方形通孔；顶盖(102)的内侧端面的中心同样开有方形口；顶盖(102)、第一中间层(104)、第二中间层(105)以及主架(106)方体孔洞的四角各设有多个贯穿的螺栓安装孔a(110)，位置相互对应，通过螺杆(107)和螺母(101)将顶盖(102)、第一中间层(104)、第二中间层(105)固定在主架(106)中的方体孔洞中，第一中间层(104)和第二中间层(105)的中心方形通孔与顶盖(102)的内侧端面以及主架(106)的A面之间形成的空间称为液压腔(115)；

顶盖(102)、第一中间层(104)和第二中间层(105)同样分为A和B两个端面；顶盖(102)的B面与第一中间层(104)的A面、第一中间层(104)的B面与第二中间层(105)的A面、第二中间层(105)的B面与主架(106)的A面，两两面之间相互配合；

第一中间层(104)的A面、第二中间层(105)的A面和主架(106)的A 面的结构完全相同，四角设有与B面贯穿的回油口a(108)，并设有一圈导油槽(111)，将四个回油口a(108)连通，导油槽(111)的内侧四周对称设有多个半圆柱形的活塞杆安装槽(112)，活塞杆安装槽(112)与端面的边沿相互垂直，活塞杆安装槽(112)的两端不设有挡肩；第一中间层(104)的B面和第二中间层(105)的B面的结构完全相同，且与第一中间层(104)的A面的结构的区别在于，活塞杆安装槽(112)的两端设有活塞杆挡肩(116)；顶盖(102)的B面与第一中间层(104)的B面的区别在于，顶盖(102)的B面上的回油口a(108)不是贯穿到顶盖(102)的A面的；相配合的两个面对合后，两个相对的活塞杆安装槽(112)形成完整的圆柱体空间，用于安装活塞杆(103)，活塞杆(103)沿活塞杆安装槽(112)前后移动，挡肩对活塞杆(103)进行限位；

所述的外设供油管线(2)为对称的U形结构，包括短油管(201)、短三通(202)、长三通(203)、长油管(204)和二通(205)；所述的长三通(203)的左右两端分别通过短油管(201)与短三通(202)的一端连接，短三通(202)的另一端通过长油管(204)与二通(205)连接；两个短三通(202)和两个二通(205)的位置分别与主架(106)的四个回油口a(108)相对应，相互连通；长三通(203)与夹持主轴(3)的长三通安装孔(302)的位置相对应，相互连通；

所述的夹持主轴(3)为三段的圆柱体结构，中间的圆柱体为筒体结构，其上设有回油口b(303)和进油口b(304)，内部设有相应的管路，使回油口b(303)与回油口a(108)相连通，进油口b(304)与进油口a(109)相连通；左右两侧的圆柱体，其中右侧圆柱体夹装在通用机床的卡盘中，左侧圆柱体上设有长三通安装孔(302)，用于安装长三通(203)，使外设供油管线(2)环绕在夹持主轴(3)上，且左侧圆柱体内部设有相应的管路，使长三通安装孔(302) 与回油口b(303)的管路相连通；左侧圆柱体的外端上设有法兰盘，法兰盘上设有多个螺栓安装孔b(301)，螺栓安装孔b(301)与主架(106)上的螺栓安装孔a(110)，通过螺杆(107)将法兰盘与主架(106)的B面固定为一体。

说明书

一种夹装复杂曲面零件的夹具

技术领域

[0001] 本发明属于夹持工具技术领域，具体涉及一种夹装复杂曲面零件的夹具。

背景技术

[0002] 复杂曲面零件的加工制造及再加工不仅对加工技术和加工装备提出了更高的要求，对夹具也提出了新的要求，需要夹具具有夹装稳定，加紧、拆装迅速，通用性强等特点。
当前，普通通用夹具不易夹装复杂曲面零件，而专用夹具只能适用于特定的零件，不具有通
用性。因此，设计一种既可以夹装复杂曲面零件，又能夹装普通零件的夹具具有重要的意
义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有夹具夹装曲面工件时易损坏工件，夹具加紧面与零件贴合不紧密，夹紧不稳定，不能同时夹装多个工件等，为此
提出一种夹装复杂曲面零件的夹具。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0005] 一种夹装复杂曲面零件的夹具，包括夹持部1、外设供油管线2和夹持主轴3。

[0006] 所述的夹持部1包括螺母101、顶盖102、活塞杆103、第一中间层104、第二中间层105、主架106和螺杆107。所述的主架106为圆柱体结构，其中一个端面上沿中轴开设有方体
孔洞，用于安装顶盖102、第一中间层104和第二中间层105，端面方向上，方体孔洞的四个边
的中心位置开还设有方形孔洞作为夹装位113，用于夹装曲面零件；方体孔洞底部所在的面
称为主架106的A面，主架106的另一侧端面称为主架106的B面，主架106的中心设有圆形通
孔，作为进油口a109；所述的顶盖102、第一中间层104和第二中间层105均为方形板状结构，
外形尺寸与主架106中心的方体孔洞相同；第一中间层104和第二中间层105的结构完全相
同，中心设有方形通孔；顶盖102的内侧端面的中心同样开有方形口；顶盖102、第一中间层
104、第二中间层105以及主架106方体孔洞的四角各设有多个贯穿的螺栓安装孔a110，位置
相互对应，通过螺杆107和螺母101将顶盖102、第一中间层104、第二中间层105固定在主架
106中的方体孔洞中，第一中间层104和第二中间层105的中心方形通孔与顶盖102的内侧端
面以及主架106的A面之间形成的空间称为液压腔115；

[0007] 顶盖102、第一中间层104和第二中间层105同样分为A和B两个端面；顶盖102的B面与第一中间层104的A面、第一中间层104的B面与第二中间层105的A面、第二中间层105的B
面与主架106的A面，两两面之间相互配合；

[0008] 第一中间层104、第二中间层105和主架106的A面的结构完全相同，四角设有与B面贯穿的回油口a108，并设有一圈导油槽111，将四个回油口a108连通，导油槽111的内侧四周
对称设有多个半圆柱形的活塞杆安装槽112，活塞杆安装槽112与端面的边沿相互垂直，活
塞杆安装槽112的两端不设有挡肩；第一中间层104和第二中间层105的B面的结构完全相
同，且与第一中间层104的A面的结构的区别在于，活塞杆安装槽112的两端设有活塞杆挡肩
116；顶盖102的B面与第一中间层104的B面的区别在于，顶盖102的B面上的回油口a108不是
贯穿到顶盖102的A面的；相配合的两个面对合后，两个相对的活塞杆安装槽112形成完整的
圆柱体空间，用于安装活塞杆103，活塞杆103沿活塞杆安装槽112前后移动，挡肩对活塞杆
103进行限位。

[0009] 所述的外设供油管线2为对称的U形结构，包括短油管201、短三通202、长三通203、长油管204和二通205。所述的长三通203的左右两端分别通过短油管201与短三通202的一
端连接，短三通202的另一端通过长油管204与二通205连接。两个短三通202和两个二通205
的位置分别与主架106的四个回油口a108相对应，相互连通；长三通203与夹持主轴3的长三
通安装孔302的位置相对应，相互连通。

[0010] 所述的夹持主轴3为三段的圆柱体结构，中间的圆柱体为筒体结构，其上设有回油口b303和进油口b304，内部设有相应的管路，使回油口b303与回油口a108相连通，进油口
b304与进油口a109相连通；左右两侧的圆柱体，其中右侧圆柱体夹装在通用机床的卡盘中，
左侧圆柱体上设有长三通安装孔302，用于安装长三通203，使外设供油管线2环绕在夹持主
轴3上，且左侧圆柱体内部设有相应的管路，使长三通安装孔302与回油口b303的管路相连
通；左侧圆柱体的外端上设有法兰盘，法兰盘上设有多个螺栓安装孔b301，螺栓安装孔b301
与主架106上的螺栓安装孔a110，通过螺杆107将法兰盘与主架106的B面固定为一体。

[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

[0012] 1.本发明可以夹装不同的曲面零件，夹装时活塞杆能根据零件曲面结构以离散的形式贴合曲面，可以夹装不同曲面类型的零件，通用性高，且不宜损坏零件。

[0013] 2.本发明具有四个夹装位，最多可以同时夹装四个同种类型的曲面零件或者同时夹装四个不同类型的曲面零件。也可以只使用其中的一个或两个或三个夹装位。通过夹持
主轴还可将该夹具夹装在通用机床上。除了可以夹装曲面零件还适用于夹装普通平面零
件。

[0014] 3.本发明通过液压提供夹紧力，具有加紧力大，加紧、拆卸迅速，工件重复夹紧时可通过提供恒定的液压力来保证恒定的夹紧力等优点。

[0015] 4.本发明具有结构简单、操作方便、动作快速等优点。

附图说明

[0016] 图1(a)是本发明装置的三维总装示意图；

[0017] 图1(b)是本发明装置的三维总装右视图；

[0018] 图2是夹持部安装爆炸示意图；

[0019] 图3是外设供油管线安装示意图；

[0020] 图4是夹持主轴结构示意图；

[0021] 图5是顶盖结构示意图；

[0022] 图6是A型配合面结构示意图；

[0023] 图7是B型配合面结构示意图；

[0024] 图8是第一中间层结构剖视图；

[0025] 图9是主架俯视图；

[0026] 图10是主架结构剖视图；

[0027] 图11是夹持主轴轴向剖视图；

[0028] 图12是活塞杆结构示意图；

[0029] 图13是活塞杆轴向剖视图；

[0030] 图14是短三通结构示意图；

[0031] 图15是二通结构示意图；

[0032] 图16是长三通结构示意图；

[0033] 图17是该夹具夹装曲面零件示意图；

[0034] 图18是夹装曲面零件时局部示意图。

[0035] 图中：1夹持部；2外设供油管线；3夹持主轴；101螺母；102顶盖；103活塞杆；104第一中间层；105第二中间层；106主架；107螺杆；108回油口a；109进油口a；110螺栓安装孔a；
111导油槽；112活塞杆安装槽；113装夹位；114基准面；115液压腔；116活塞杆挡肩；201短油
管；202短三通；203长三通；204长油管；205二通；301螺栓安装孔b；302长三通安装孔；303回
油口b；304进油口b。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施实例中的附图，对本发明实施实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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0037] 一种夹装复杂曲面零件的夹具，包括夹持部1、外设供油管线2和夹持主轴3三大部分，如图1(a)所示。夹持部1包括螺母101、顶盖102、活塞杆103、第一中间层104、第二中间层
105、主架106和螺杆107，如图2所示。外设供油管线包括短油管201、短三通202、长三通203、
长油管204、二通205，如图3所示。主架106与第二中间层105、第二中间层105与第一中间层
104、第一中间层104与顶盖102之间的配合面分为A型配合面和B型配合面，如图2所示。A型
配合面设有导油槽111，贯穿形回油口a108，导油槽111与回油口a108相接；还设有半圆形活
塞杆安装槽112，半圆形活塞杆安装槽112两端无活塞杆挡肩，如图6所示。B型配合面设有导
油槽111，贯穿形回油口a108，导油槽111与回油口a108相接；还设有半圆形活塞杆安装槽
112，半圆形活塞杆安装槽112两端设有活塞杆挡肩116，如图7所示，剖视图如图8所示。主架
106的A面与第二中间层105的B面、第二中间层105的A面与第一中间层104的B面、第一中间
层104的A面与顶盖102的B面之间的半圆形活塞杆安装槽112在各面相互扣合贴紧后，两个
相对的活塞杆安装槽112形成完整的圆柱体空间，完整的圆柱体空间与活塞杆103间隙配
合，如图1(a)和图1(b)所示。第二中间层105与第一中间层104具有相同的结构尺寸，安装后
第二中间层105、第一中间层104、顶盖102均内切于主架106。顶盖102的结构如图5所示。主
架106的剖视图如图10所示。活塞杆103的结构如图12和图13所示。

[0038] 在安装夹持部1时，先将活塞杆103分别置入主架106的A面、第二中间层105的A面和第一中间层104的A面的半圆形活塞杆安装槽112，活塞杆103的A端抵在靠近液压腔115侧
的活塞杆挡肩上。然后，在主架106、第二中间层105和第一中间层104的配合面的接触外表
面涂刷密封胶，半圆形活塞杆安装槽112和导油槽111中不涂刷密封胶。最后，将置入活塞杆
103的第二中间层105，置入活塞杆103的第一中间层104和顶盖102依次嵌入主架106中，并
通过螺杆107和螺母101与螺栓安装孔a110以及螺栓安装孔b301的配合将主架106安装在夹
持主轴3上，并紧固，安装完成后如图1(a)和图1(b)所示。在安装外设供油管线2时，先将长
三通203通过螺栓连接安装在夹持主轴3的长三通安装孔302，然后分别将短三通202和二通
205通过螺栓连接安装在主架106的B面的回油口a108，最后用短油管201通过通用接头将长
三通203和短三通202连接起来，用长油管204通过通用接头将短三通202和二通205连接起
来，如图3所示。图14是短三通202的结构如图14所示，二通205的结构如图15所示，长三通
203的结构如图16所示。

[0039] 夹持主轴3的结构如图4和图11所示。夹紧时，液压油从夹持主轴3的进油口b304供入，通过主架106的进油口a109进入主架106液压腔115，进一步液压油将同时推动各层间的
活塞杆103的A端，使其向外移动，直至活塞杆103的B端被导油槽111侧的活塞杆挡肩抵住，
此时活塞杆103处于最大行程处。卸载时，液压油从夹持主轴3的回油口b303供入，液压油依
次通过夹持主轴3的回油口b303、长三通203、短油管201和短三通202供入主架106的回油口
a108，其中部分液压油在短三通202处分流至长油管204，经过二通205供入主架106的回油
口a108。进一步液压油将依次通过第二中间层105和第一中间层104的回油口a108以及通入
主架106、第二中间层105、第一中间层104的导油槽111。进一步液压油将同时推动各层间的
活塞杆103的B端，使其向内移动，直至活塞杆103的A端被靠近液压腔115侧的活塞杆挡肩抵
住，此时活塞杆103被收回。

[0040] 在夹装曲面零件时，先将夹持主轴3的B端夹装在通用机床的卡盘中，进油口b304和回油口b303连接液压源，再将曲面零件置入夹装位113中，并以主架106的基准面114定
位，夹装位113和基准面114的位置如图9所示。在夹紧动作中，未承载的活塞杆103优先移动
至最大行程处，起到辅助定位作用。承载的活塞杆103的C端抵住曲面零件，进一步加紧曲面
零件，如图18所示，此时活塞杆103同时起到定位和夹紧作用，如图17所示。在卸载动作中，
活塞杆103依次被收回，零件可以从夹装位中取出。

[0041] 可以根据不同的使用工况和夹装的曲面零件的类型来设置活塞杆103的数量和结构尺寸以及设计对应的半圆形活塞杆安装槽112的数量和阵列布局方式。