[發明專利]一種氣動快換夾具

在審

• 申請號: 202010152402.9
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111215941A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 李沛海;甘能
• 申請（專利權）人: 重慶長征重工有限責任公司
• 主分類號: B23Q3/08
• 分類號: B23Q3/08
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 劉代春

本發明公開了一種氣動快換夾具，包括主動部和換裝部，主動部和換裝部之間通過主動部上多個圓周分布的滾珠與換裝部上的配合孔形成氣動卡合連接；配合孔的孔壁上形成有接納滾珠的環形圓弧凹槽。采用本發明，配合孔的孔壁上形成有接納滾珠的環形圓弧凹槽，在氣壓力足夠時，滾珠與換裝部之間不僅具有由正壓力生成的摩擦阻力，還通過徑向的重疊部分承載工件和換裝部的重力形成的軸向力；可顯著增大快換夾具的載荷，能夠滿足大中型零部件使用要求，且結構簡單、加工方便。

技術領域

本發明涉及一種夾具，特別涉及一種氣動快換夾具。

背景技術

當工件需要變化加工方位和操作機位時，采用人工操作和換裝工位的方式效率低下，操作困難。為了解決這一問題，引入了由機器人替代人工的自動換裝方式，其通過機器人上固定連接的主動部與固定連接在工件上的換裝部之間的氣動快換結構實現快速換裝，從而通過機器人帶動工件運動實現產品在加工設備上的裝夾，或隨機器人的設定運動軌跡運動實現打磨、焊接等加工目的；并利用換裝部與不同工件連接實現工件更換目的。現有氣動快換結構通常采用脹緊或夾緊兩種結構形式，由設在主動部上的氣動脹緊或夾緊構件與換裝部上的脹緊孔或夾持軸頸形成脹緊或夾緊固定連接。在脹緊結構中大致包括彈性脹套結構和滾珠卡合結構，脹套結構適用于工件質量大，相主動部和換裝部結構尺寸大的情形，滾珠卡合結構由于換裝部上的張緊孔為直孔，且與鋼珠接觸面小，大多只用于重量較輕，主動部和換裝部結構尺寸相對較小的情形。相對而言滾珠卡合結構的主動部和換裝部之間的連接和分離響應時間更短，換裝速度更快，效率更高，更符合于機器人作業的高效、快捷要求。因此，基于滾珠卡合結構響應速度優勢，將其應用于大中型工件的氣動快換夾具中，已成為行業中亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術中滾珠卡合結構不適于大中型氣動快換夾具的不足，提供一種主動部與換裝部連接牢固的滾珠卡合式氣動快換夾具。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種氣動快換夾具，包括主動部和換裝部，主動部和換裝部之間通過主動部上多個圓周分布的滾珠與換裝部上的配合孔形成氣動卡合連接；配合孔的孔壁上形成有接納滾珠的環形圓弧凹槽。

采用上述技術方案的本發明，由于配合孔的孔壁上形成有接納滾珠的環形圓弧凹槽，主動部和換裝部連接時，滾珠在氣壓動力作用下徑向伸出，其懸出主動部的前端抵靠在凹槽槽底，以在二者形成自動定心的同時也形成了軸向位置的相對固定，并且凹槽與滾珠之間形成了具有徑向重疊的搭接部分，在氣壓力足夠時，滾珠與換裝部之間不僅具有由正壓力生成的摩擦阻力，還通過徑向的重疊部分承載工件和換裝部的重力形成的軸向力。因此，本方案可顯著增大快換夾具的載荷，能夠滿足大中型零部件使用要求，且結構簡單、加工方便。

進一步地，主動部和換裝部均呈圓環結構，主動部上具有包括活塞的氣缸結構，主動部包括圓環本體，圓環本體的一側形成有環形凸起，環形凸起和圓環本體共同形成氣缸的缸體；滾珠通過環形凸起上徑向延伸的滾珠滑道設置，滾珠滑道與設置活塞的氣缸內腔連通，活塞通過斜楔面推動滾珠徑向伸出；換裝部的圓環內構成孔配合孔。主動部和換裝部均呈圓環結構可有效減輕結構重量，適用于大中型工件的大尺寸快換夾具；其中，氣缸的內腔和活塞均呈環狀結構，氣缸內腔在通入壓力氣體后，推動活塞軸向前進，活塞通過斜楔面推動滾珠徑向外伸，繼而在環形圓弧凹槽阻止下與換裝部形成脹緊式固定連接；在氣體卸壓后，滾珠失去支撐，可在凹槽內壁弧面推動下回縮，從而解除與主動部與換裝部之間的固定連接狀態；斜楔面可以是傾斜的平面，也可以是圓錐面。

進一步地，活塞呈具有外錐的圓錐套結構，活塞的外圓錐面構成斜楔面。圓錐面可方便的通過車削或磨削加工完成，且多個與滾珠接觸的部位尺寸精度一致性好，利于脹緊時形成高精度的自動定心。

進一步地，氣缸內腔具有與活塞的外錐面相契合的內錐面，該內錐面位于外錐面的小端部。以形成對活塞推動鋼珠運行的限位，避免過載造成鋼珠或換裝部內孔損壞。