專利名稱：夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種夾具，尤其是一種用于具有柔性夾持機(jī)構(gòu)的水晶多面體研磨機(jī)的夾具。
(2)背景技術(shù)在燈飾等行業(yè)中，需要對大量的水晶多面體進(jìn)行研磨，除了傳統(tǒng)的人工研磨工藝以外，已有少量的專用研磨設(shè)備，它們采用松香將工件粘結(jié)在夾具上，由于水晶多面體的形體多異、質(zhì)脆，難以夾持，又由于上述方法的粘結(jié)力小，因此僅能研磨一些加工面面積較小的水晶體，研磨強(qiáng)度受到限制，工件加工后，還要加熱熔化松香，卸下工件，效率不高，而且僅適用于一次粘結(jié)多個(gè)待加工面的工件，適用范圍受到很大限制。通常工件的重復(fù)定位精度低，在更換工件時(shí)，需重新調(diào)整夾具。這樣如何解決水晶多面體的夾持問題是研磨機(jī)的關(guān)鍵。
(3)發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種可使工件被加工面自身作為定位基準(zhǔn)、重復(fù)定位精度可以滿足成品質(zhì)量要求、更換工件時(shí)不必重新調(diào)整的夾具。尤其是適用于研磨強(qiáng)度與工效較高，加工工件形體與加工面面積可較大，適用范圍較廣，具有柔性夾持機(jī)構(gòu)的水晶多面體研磨機(jī)夾具。
夾具設(shè)有拉桿、緊固套、定位銷、夾具體、錐體、刻度盤、銷軸、定位柱、夾爪、彈簧和緊固件，拉桿設(shè)于緊固套的頂部，彈簧設(shè)于拉桿上部，并由緊固件固定，緊固套的下部由定位銷與夾具體的上部連接，錐體設(shè)于緊固套與夾具體內(nèi)，刻度盤設(shè)于夾具體上，定位柱位于夾具體軸向方向?qū)ぜM(jìn)行定位，夾爪至少設(shè)2只爪，夾爪設(shè)于夾具體下部并與夾具體連接。
在夾爪的端部和定位柱的端面可分別設(shè)彈性墊，例如采用硫化橡膠彈性墊，以防止碰傷、劃傷工件。
本夾具可作為水晶多面體研磨機(jī)的夾具，這種水晶多面體研磨機(jī)可設(shè)有支撐固定裝置，用于支撐與固定各部件，支撐固定裝置設(shè)有立柱、框架和頂板；電機(jī)與傳動(dòng)裝置，為水晶多面體研磨機(jī)提供動(dòng)力；平面研磨盤，用于依需要設(shè)置不同的磨料對待加工工件進(jìn)行研磨，平面研磨盤由傳動(dòng)裝置與電機(jī)連接，平面研磨盤設(shè)心軸、磨料、軸承、軸承座以及緊固件等，磨盤固定在心軸上作平面旋轉(zhuǎn)，磨料設(shè)于磨盤上方，心軸通過固定板固定在支撐固定裝置上，心軸的下端通過軸承與傳動(dòng)裝置連接，可采用皮帶輪傳動(dòng)裝置；夾頭組，用于夾持夾具，設(shè)至少4只夾頭，夾頭由垂桿、導(dǎo)桿、彈簧和調(diào)整螺母組成，垂桿與導(dǎo)桿由導(dǎo)桿聯(lián)塊；夾具聯(lián)結(jié)器，夾具聯(lián)結(jié)器分別與夾頭的導(dǎo)桿下端及夾具連接；夾頭吊籃，包括吊籃盤、吊桿、吊桿套、調(diào)整螺母、導(dǎo)向柱、軸承與軸承座，(吊籃盤通過吊桿懸掛于支撐固定裝置的立柱框架頂板上，軸承設(shè)于吊籃盤與吊桿之間，吊桿設(shè)于吊桿套內(nèi)，夾頭組的各垂桿的頂端對稱分布緊固在吊籃盤上；導(dǎo)桿提升裝置，用于提升夾頭的導(dǎo)桿、夾具聯(lián)結(jié)器、夾具和工件(使工件脫離平面研磨盤)，導(dǎo)桿提升裝置的上部與支撐固定裝置的上頂板連接，導(dǎo)桿提升裝置的下部設(shè)于夾頭導(dǎo)桿的上部；導(dǎo)桿懸停裝置，設(shè)于夾頭垂桿的上部且處于吊籃盤下方，設(shè)有懸掛桿、彈性夾塊和緊固件，懸掛桿彈性夾塊和緊固件固定在夾頭垂桿上；冷卻水裝置，其噴頭設(shè)于夾頭吊籃的吊桿下方。
由于采用夾頭吊籃與夾頭組以及專用夾具組成柔性夾持系統(tǒng)，解決了水晶多面體難以夾持的問題，提高了研磨強(qiáng)度和工效，適用范圍較廣。尤其對于現(xiàn)有設(shè)備無法加工的一些形體較大，待加工面面積較大的工件，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)更加突出，在以下的實(shí)施例中，將結(jié)合附圖給予更具體的說明。
(4)
圖1為夾具實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1的D向視圖。
圖3為圖1的A-A剖面圖。
圖4為圖1的B-B剖面圖。
圖5為圖1的C-C剖面圖。
圖6為夾具實(shí)施例的安裝圖。
圖7為水晶多面體研磨機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖8為圖7的俯視圖。
圖9為夾具聯(lián)結(jié)器結(jié)構(gòu)圖。
圖10為圖9的仰視圖。
(5)具體實(shí)施方式
如圖1～6所示，夾具設(shè)有拉桿111’、墊圈112、緊固套113、定位銷114、夾具體115、錐體116、刻度盤117、銷軸118、定位柱1110、夾爪1111、彈性墊1112和1113、彈簧1115、緊固件119和1116等，拉桿設(shè)于緊固套的頂部，彈簧設(shè)于拉桿上部，并由緊固件固定，緊固套的下部由定位銷與夾具體的上部連接，錐體設(shè)于緊固套與夾具體內(nèi)，定位柱位于夾具體軸向方向?qū)ぜM(jìn)行定位，夾爪至少設(shè)2只爪，夾爪設(shè)于夾具體下部并與夾具體連接。
在夾爪的端部和定位柱1110的端面分別設(shè)彈性墊1112、1113，例如采用硫化橡膠彈性墊，可防止碰傷、劃傷工件。
通常，水晶多面體的毛坯是采用壓鑄工藝成形，毛坯的形位和尺寸精度較高；經(jīng)研磨加工后的成品，對表面質(zhì)量要求較高，形位和尺寸精度要求不高。本設(shè)計(jì)采用被加工面自身作為定位基準(zhǔn)、重復(fù)定位精度可以滿足成品的質(zhì)量要求。作為1個(gè)實(shí)施例，給出1個(gè)八角珠專用夾具(見圖1，2)。利用錐體的斜面原理和夾爪的杠桿原理將工件夾緊(見圖1)，當(dāng)錐體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，斜面推動(dòng)夾爪上端部向外運(yùn)動(dòng)，這時(shí)夾爪下端爪部夾緊工件。錐體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，夾爪松開，錐體下部運(yùn)動(dòng)到夾具體內(nèi)孔下部時(shí)，觸動(dòng)夾爪在夾體內(nèi)孔的突出部，使夾爪向外張開。定位柱1110在夾具體軸向方向?qū)ぜM(jìn)行定位。
在夾爪下部7～12mm處設(shè)計(jì)有一個(gè)5mm長的斜面，其與垂直于夾具軸線的工件中心平面的夾角為32°，當(dāng)工件中心平面不垂直于夾具軸線時(shí)，斜面迫使工件回到正確位置。當(dāng)中心平面上的八角形發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，夾爪會對八角珠產(chǎn)生二對立偶，迫使其回到正確位置。保證了工件的重復(fù)定位精度，在更換工件時(shí)不必重新調(diào)整夾具。
由于八角珠有8個(gè)三角形面和8個(gè)五邊形面，其與工件中心平面的夾角不同，硫化橡膠彈性墊可以對夾角差起補(bǔ)償作用。
彈簧1115使拉桿從拉緊工位到松開工位順利切換。在夾爪的上端部3mm的長度段加工出一個(gè)比錐體的半錐角大的斜面，該斜面與彈簧1115以及錐體下端圓柱段共同對夾具制造誤差起補(bǔ)償作用。
操作時(shí)，操作拉桿111，四爪1111卡緊工件，調(diào)整定位柱1110對工件在夾具的軸向方向進(jìn)行定位。松開夾具聯(lián)結(jié)器螺母122、螺軸128和回轉(zhuǎn)套螺母124、127，使夾具聯(lián)結(jié)器繞軸128轉(zhuǎn)動(dòng)，并使回轉(zhuǎn)套繞螺栓軸127擺動(dòng)，這時(shí)將八角珠的待加工面緊貼磨具平面，鎖緊螺母124、122和螺栓軸127、128，這樣夾具將與工件一起完成定位。操作導(dǎo)桿懸停裝置，使完成定位的夾具處于懸停狀態(tài)，當(dāng)夾頭吊籃上8組夾具完成定位后，撥轉(zhuǎn)夾頭吊籃，懸停機(jī)構(gòu)自動(dòng)解開，8組夾具上的工件逐個(gè)進(jìn)入加工狀態(tài)。吊籃轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，已研磨好的工件即進(jìn)入操作者位置，這時(shí)拔起定位銷125，將夾具轉(zhuǎn)動(dòng)90°，再插入定位銷125，撥動(dòng)吊籃，工件再次進(jìn)入加工狀態(tài)，而下一種完成研磨的工件又進(jìn)入操作者位置，重復(fù)上述操作，完成一個(gè)又一個(gè)待加工面的研磨。
夾具一次定位后，可對八角珠兩側(cè)8個(gè)幾何形狀相同，中心對稱的面進(jìn)行加工。八角珠有2種幾何形狀不同的待加工面，可在相鄰2根導(dǎo)桿上安裝2組夾具，分別按2種不同加工面進(jìn)行調(diào)整定位，分工序分別研磨2種不同的加工面。
當(dāng)更換工件時(shí)，不必重新調(diào)整夾具。夾具的重復(fù)定位精度可以滿足工件的要求。
本設(shè)計(jì)可適用于相類似的多邊形水晶球以及玻璃行業(yè)相關(guān)工件的加工，夾爪可以更換，可根據(jù)工件特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，也可設(shè)計(jì)為二爪、三爪。
由于有7個(gè)工件同時(shí)在研磨，當(dāng)夾頭吊籃轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，工件上的一個(gè)加工面完成研磨。因此四爪夾具每轉(zhuǎn)動(dòng)90°就完成一個(gè)面的加工。假設(shè)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)一次的操作時(shí)間為5s，轉(zhuǎn)動(dòng)16次則需要80s，假設(shè)設(shè)備的調(diào)整、夾具的定位、更換工件等操作時(shí)間均按每個(gè)工件40s計(jì)算，則一個(gè)工件的加工時(shí)間平均為2min，1h可加工八角球30件。
某些燈飾企業(yè)進(jìn)口的設(shè)備，每天工作10h，可加工八角珠90-100件，手工加工每天工作10h，可加工八角珠30件。比照這些數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)的工效是進(jìn)口設(shè)備的2.7倍，是人工工效的9倍。
由圖7，8可知，實(shí)施例所提供的水晶多面體研磨機(jī)由支撐固定裝置11、平面研磨盤12、夾頭與夾頭吊籃13、導(dǎo)桿提升裝置14、冷卻水裝置15、夾具聯(lián)結(jié)器16、電機(jī)與傳動(dòng)裝置17和導(dǎo)桿懸停裝置18組成。支撐固定裝置設(shè)有立柱111和頂板112等，用于支撐與固定各個(gè)相應(yīng)的部件。電機(jī)通過皮帶輪傳動(dòng)裝置帶動(dòng)平面研磨盤工作。平面研磨盤在水平平面旋轉(zhuǎn)，對水晶體待加工面進(jìn)行研磨，可根據(jù)研磨工藝的需要選擇不同的磨料。通過改變皮帶輪的傳動(dòng)比，可選擇2種不同的轉(zhuǎn)速，選擇研磨強(qiáng)度。平面研磨盤設(shè)有固定板(包括臺板、槽板、底板、壓板)、磨料、磨盤、上蓋板、軸承、心軸、軸承等。心軸由臺板、槽板、底板、壓板、上蓋板、軸承等固定在支撐固定裝置的立柱111等上面，磨盤固定在心軸上，磨料設(shè)于磨盤上，心軸的下端接傳動(dòng)裝置的皮帶輪。
夾頭由垂桿、導(dǎo)桿、彈簧、調(diào)整螺母等組成，垂桿與導(dǎo)桿垂直并排，彈簧套于導(dǎo)桿上，并位于導(dǎo)桿聯(lián)塊與導(dǎo)桿聯(lián)塊之間。夾頭通過設(shè)于導(dǎo)桿下端的夾具聯(lián)結(jié)器夾持專用夾具。當(dāng)調(diào)整螺母位于垂直方向時(shí)，可以改變工件與磨具之間的正壓力，選擇適當(dāng)?shù)难心?qiáng)度。同時(shí)在研磨過程中保持工件與磨具之間彈性接觸與正壓力的穩(wěn)定。夾頭吊籃由吊籃盤、吊桿、吊桿套、調(diào)整螺母、導(dǎo)向柱、軸承、軸承座等組成，由8個(gè)夾頭組成的夾頭組的垂桿頂端對稱分布緊固在吊籃盤的上表面。吊籃盤通過吊桿懸掛在支撐固定裝置的立柱框架頂板上，吊籃盤與吊桿之間設(shè)有圓錐滾柱軸承，使吊籃盤可繞吊桿旋轉(zhuǎn)，平面止推軸承可使吊籃盤不會在吊桿上軸向竄動(dòng)，鎖緊螺母將吊桿、吊籃盤、軸承鎖緊在一起，并可調(diào)整軸承間隙。吊桿的懸掛長度由螺母調(diào)整，即調(diào)整導(dǎo)桿下端與磨盤的垂直距離，以適應(yīng)不同尺寸的夾具與工件。導(dǎo)向柱使吊桿可以在垂直方向升降，而不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于工件研磨過程中的正壓力不大，吊籃的自重遠(yuǎn)大于研磨的正壓力，吊桿在垂直方向不會產(chǎn)生向上竄動(dòng)，不設(shè)計(jì)約束構(gòu)件。為避免吊籃各向受力不均產(chǎn)生偏擺，設(shè)計(jì)了較長的吊桿套，吊桿套內(nèi)的吊桿有一段圓柱面，以防止吊桿作徑向偏擺。
本實(shí)用新型對工件的定位采用待加工面自身定位的設(shè)計(jì)方案(即以待加工面自身為定位基準(zhǔn))，因此工件與磨具之間的彈性接觸與壓力的可調(diào)性是工件實(shí)現(xiàn)夾具夾持的重要一步。
導(dǎo)桿提升裝置由提升螺桿、螺旋套、弧形斜鐵及緊固件組成，螺旋套與弧形斜鐵套于提升螺桿上，用于提升夾頭的導(dǎo)桿。撥動(dòng)夾頭的垂桿，轉(zhuǎn)動(dòng)夾頭吊籃，使夾頭進(jìn)入操作者位置。當(dāng)工件進(jìn)入操作位置時(shí)，通過弧形斜鐵與夾頭導(dǎo)桿上的滾輪將工件提升約50mm，使工件脫離平面磨盤，這時(shí)操作者可以進(jìn)行更換工件、變換工件的加工面、調(diào)整夾具、裝卸夾具、或其它必要的操作。當(dāng)工件離開操作位置后，導(dǎo)桿下降，工件進(jìn)入研磨狀態(tài)。這時(shí)導(dǎo)桿上彈簧使工件在下降過程中不會產(chǎn)生沖擊。
導(dǎo)桿懸停裝置設(shè)懸掛桿、彈性夾塊和緊固件。當(dāng)夾頭進(jìn)入操作位置，導(dǎo)桿提升50mm時(shí)，撥動(dòng)懸掛桿使其處于水平位置，當(dāng)導(dǎo)桿下降時(shí)將懸?？罩校粫^續(xù)下降。轉(zhuǎn)動(dòng)夾頭吊籃，如上操作，可以使8個(gè)夾頭同時(shí)懸?？罩校^續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)夾吊籃，當(dāng)夾頭再次被提升時(shí)，懸掛桿會因重心下擺回到垂直位置，這時(shí)夾頭可再進(jìn)入工作狀態(tài)。參見圖9，10，由上述可知，夾具聯(lián)結(jié)器用于聯(lián)結(jié)導(dǎo)桿與夾具，可通過孔91與弧形槽92聯(lián)結(jié)于導(dǎo)桿下端部組成柔性夾持系統(tǒng)。夾具聯(lián)結(jié)器設(shè)計(jì)成可以組合各種夾具構(gòu)件，并能在磨盤中心軸線與導(dǎo)桿軸線確定的平面內(nèi)與導(dǎo)桿軸線的夾角作0°-90°的調(diào)整，以適應(yīng)不同工件的夾持要求。螺孔93用于聯(lián)結(jié)夾具。
當(dāng)一個(gè)工件需要采用不同的夾具研磨8個(gè)形狀不同的加工面時(shí)，可根據(jù)工序按順序安裝8個(gè)不同的夾具，每個(gè)工件依次進(jìn)行研磨，8個(gè)工件，8道工序同時(shí)進(jìn)行研磨，這是本實(shí)用新型的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)需要更換磨具時(shí)，可使8個(gè)夾頭處于懸停狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母提升夾頭吊籃更換磨具。
冷卻水可通過吊桿的中心孔分四路加到平面研磨盤的磨盤上，最后流入槽中，經(jīng)排污口排出。由于冷卻水用量少，可以用管道排出，也可以用桶承接。
本設(shè)計(jì)研磨一個(gè)加工面的時(shí)間，一般不會超過5s，對于一個(gè)有16個(gè)加工面的工件，僅需80s，計(jì)算進(jìn)開機(jī)前夾具的安裝調(diào)試時(shí)間，平均每個(gè)工件加工時(shí)間為2min(即1/3用于輔助工時(shí))，1h可加工30件，這是人工工效的10倍，是現(xiàn)有專用設(shè)備的3倍。
以下給出各附圖的有關(guān)標(biāo)記圖1～6111、拉桿；112、墊圈；113、緊固套；114、定位銷；115、夾具體；116、錐體；117、刻度盤；118、銷軸；119、螺母；1110、定位柱；1111、爪；1112、彈性墊；1113、彈性墊；1114、墊圈；1115、彈簧；1116、螺母；1117、螺栓付；121、聯(lián)結(jié)器；122、鎖緊螺母；123、彈簧墊圈；124、鎖緊螺母；125、定位銷；126、回轉(zhuǎn)套；127、螺栓軸；128、螺栓軸。
圖7，811、支撐固定裝置；12、平面研磨盤；13、夾頭吊籃；14、導(dǎo)桿提升裝置；15、冷卻水裝置；16、夾具聯(lián)結(jié)器；17、電機(jī)與傳動(dòng)裝置；18、導(dǎo)桿懸停裝置；111、立柱；112、頂板。
圖991、孔；92、弧形槽；93、螺孔。
權(quán)利要求1.夾具，其特征在于設(shè)有拉桿、緊固套、定位銷、夾具體、錐體、刻度盤、銷軸、定位柱、夾爪、彈簧和緊固件，拉桿設(shè)于緊固套的頂部，彈簧設(shè)于拉桿上部，并由緊固件固定，緊固套的下部由定位銷與夾具體的上部連接，錐體設(shè)于緊固套與夾具體內(nèi)，刻度盤設(shè)于夾具體上，定位柱位于夾具體軸向方向?qū)ぜM(jìn)行定位，夾爪至少設(shè)2只爪，夾爪設(shè)于夾具體下部并與夾具體連接。
2.如權(quán)利要求1所述的夾具，其特征在于在夾爪的端部和定位柱的端面分別設(shè)彈性墊。
專利摘要涉及一種夾具，尤其是用于具有柔性夾持機(jī)構(gòu)的水晶多面體研磨機(jī)的夾具。設(shè)有拉桿、緊固套、定位銷、夾具體、錐體、刻度盤、銷軸、定位柱、夾爪、彈簧和緊固件，拉桿設(shè)于緊固套的頂部，彈簧設(shè)于拉桿上部，緊固套的下部由定位銷與夾具體的上部連接，錐體設(shè)于緊固套與夾具體內(nèi)，刻度盤設(shè)于夾具體上，定位柱位于夾具體軸向方向?qū)ぜM(jìn)行定位，夾爪至少設(shè)2只，夾爪設(shè)于夾具體下部并與夾具體連接。由于采用柔性夾持系統(tǒng)，解決水晶多面體難以夾持的問題，提高了研磨強(qiáng)度和工效，適用范圍較廣。尤其對于現(xiàn)有設(shè)備無法加工的一些形體與待加工面面積較大的工件，可使被加工面自身作為定位基準(zhǔn)，重復(fù)定位精度可以滿足成品質(zhì)量要求，更換工件時(shí)不必重新調(diào)整。
文檔編號B23Q3/06GK2609709SQ03251319
公開日2004年4月7日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者萬莉 申請人:萬莉