一種五自由度臺虎鉗的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種五自由度臺虎鉗，包括由臺虎鉗鉗身、活動鉗臺、鉗身絲桿和搖柄組成的臺虎鉗，臺虎鉗鉗身的下部呈圓弧形結構，臺虎鉗鉗身的下部與設置有圓弧形卡槽的轉(zhuǎn)動盤相配合，轉(zhuǎn)動盤的底部與轉(zhuǎn)動底座轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)動盤上設置有用于固定臺虎鉗鉗身的壓塊和固定螺栓；轉(zhuǎn)動底座固定于鉗臺底板上，該鉗臺底板的下方設置主要由第一導軌、第一導軌滑塊和第一絲桿構成的X軸移動機構和主要由第二導軌、第二導軌滑塊和第二絲桿構成的Y軸移動機構，X軸移動機構和Y軸移動機構垂直設置，鉗臺底板與第一導軌滑塊聯(lián)動配合，X軸移動機構與第二導軌滑塊聯(lián)動配合，Y軸移動機構的下方設置主要由剪式千斤頂構成的升降機構。其優(yōu)點是：結構簡單，加工效率高。
【專利說明】—種五自由度臺虎鉗

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械加工【技術領域】，尤其指一種五自由度臺虎鉗。

【背景技術】
[0002]幾十年來，在數(shù)控機床向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，相應的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。夾具是機械加工不可缺少的部件之一；在機械加工中，臺虎鉗是一種及其常見的裝夾工具，它是利用兩鉗口作定位基準，靠絲桿，螺母傳送機械力的原理進行工作的。臺虎鉗分機用和手用兩種，臺虎鉗的結構簡單，而且裝夾迅速；加工過程省時省力，這樣不但提高了工作效率和加工精度而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]目前市場上針對機床加工的夾具種類很多，針對中小型數(shù)控機床的夾具中，臺虎鉗的應用非常廣泛。普通臺虎鉗的主要功能是夾緊工件，在加工過程中，只能完成固定作用，僅僅具有一個自由度；在對工件的多個面進行加工時，十分不便，在加工完一個面后，需要將工件從臺虎鉗上取下，轉(zhuǎn)換工件角度后再夾到臺虎鉗上。而在實際生產(chǎn)中，模具加工類并不僅僅局限于單一面的工件加工，而對于型面復雜的零件，都是通過四軸或者五軸數(shù)控加工中心來完成，而數(shù)控加工中心設備投入大，加工要求高。加工中心的機床設備有一定危險性，比如在鉆孔過程中，臺虎鉗經(jīng)常不固定在床身下端，如遇到切削力較大時，臺虎鉗會隨著零件的轉(zhuǎn)動而發(fā)生轉(zhuǎn)動，造成加工困難甚至造成人身傷亡事故。
[0004]機床加工的坐標系包括基本坐標系和回轉(zhuǎn)坐標系?；咀鴺讼凳侵钢本€進給運動的坐標軸，分別用X、Y、Z表示，坐標軸相互關系由右手定則決定?；剞D(zhuǎn)坐標系是指繞X軸、Y軸、Z軸轉(zhuǎn)動的圓進給坐標軸，分別用A、B、C表示，坐標軸相互關系由右手螺旋法則而定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，提供結構簡單，加工效率高，適用范圍廣的一種五自由度臺虎鉗。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:
一種五自由度臺虎鉗,包括由臺虎鉗鉗身、活動鉗臺、鉗身絲桿和搖柄組成的臺虎鉗，其中，臺虎鉗鉗身的下部呈圓弧形結構，臺虎鉗鉗身的下部與設置有圓弧形卡槽的轉(zhuǎn)動盤相配合，轉(zhuǎn)動盤的底部與轉(zhuǎn)動底座轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)動盤上設置有用于固定臺虎鉗鉗身的壓塊和固定螺栓；轉(zhuǎn)動底座固定于鉗臺底板上，該鉗臺底板的下方設置主要由第一導軌、第一導軌滑塊和第一絲桿構成的X軸移動機構和主要由第二導軌、第二導軌滑塊和第二絲桿構成的Y軸移動機構，X軸移動機構和Y軸移動機構垂直設置，鉗臺底板與第一導軌滑塊聯(lián)動配合，X軸移動機構與第二導軌滑塊聯(lián)動配合，Y軸移動機構的下方設置主要由剪式千斤頂構成的升降機構；所述的五自由度臺虎鉗能夠完成X軸、Y軸方向的平移、Z軸方向的升降、繞Z軸轉(zhuǎn)動、繞X軸轉(zhuǎn)動、繞Y軸轉(zhuǎn)動五個自由度的調(diào)整。
[0007]優(yōu)化的技術措施還包括: 上述的X軸移動機構還包括一對第一軸承座，第一軸承座固定于支撐板上，第一絲桿穿置于第一軸承座上，并與固定在所述第一導軌滑塊上的第一絲桿螺母塊配合，所述第一導軌滑塊能滑動地置于所述第一導軌上，鉗臺底板固定于上底板上，該上底板與所述第一導軌滑塊固定配合。
[0008]上述的第一導軌的兩端分別設置有第一限位擋板；第一絲桿上設置有第一手輪。
[0009]上述的第一導軌為二條，二條第一導軌平行設置于所述第一軸承座的兩側。
[0010]上述的Y軸移動機構還包括一對第二軸承座，第二軸承座固定于中底板上，第二絲桿穿置于第二軸承座上，并與固定在所述第二導軌滑塊上的第二絲桿螺母塊配合，所述第二導軌滑塊能滑動地置于所述第二導軌上，第二導軌滑塊與所述支撐板固定配合。
[0011]上述的第二導軌的兩端分別設置有第二限位擋板；第二絲桿上設置有第二手輪。
[0012]上述的第二導軌為二條，二條第二導軌平行設置于所述第二軸承座的兩側。
[0013]上述的升降機構由并列設置的兩臺剪式千斤頂構成，兩臺剪式千斤頂?shù)目刂平z桿通過傳動鏈相聯(lián)動，其中一臺剪式千斤頂?shù)目刂平z桿上設置有控制手輪。
[0014]上述的剪式千斤頂?shù)纳喜抗潭ㄓ谇Ы镯旐斏w上，千斤頂?shù)装迮c中底板相固定；剪式千斤頂?shù)南虏抗潭ㄓ谇Ы镯數(shù)装迳?，千斤頂?shù)装迮c下底板相固定。
[0015]上述的轉(zhuǎn)動盤的上表面位于圓弧形卡槽的兩側設置圓弧形凹槽，壓塊的下表面與所述圓弧形凹槽相適配，所述壓塊的一端置于置于圓弧形凹槽上，其另一端相內(nèi)伸出與所述臺虎鉗鉗身相配合。
[0016]本發(fā)明一種五自由度臺虎鉗，包括由臺虎鉗鉗身、活動鉗臺、鉗身絲桿和搖柄組成的臺虎鉗，臺虎鉗鉗身的下部呈圓弧形結構，該圓弧形結構與設置有圓弧形卡槽的轉(zhuǎn)動盤相配合，并且轉(zhuǎn)動盤的底部與固定于鉗臺底板上的轉(zhuǎn)動底座轉(zhuǎn)動配合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)底座旋轉(zhuǎn)(繞Z軸轉(zhuǎn)動)、A俯仰(繞X軸轉(zhuǎn)動)和B俯仰(繞Y軸轉(zhuǎn)動)，在鉗臺底板的下方設置主要由第一導軌、第一導軌滑塊和第一絲桿構成的X軸移動機構和主要由第二導軌、第二導軌滑塊和第二絲桿構成的Y軸移動機構，X軸移動機構和Y軸移動機構垂直設置，從而實現(xiàn)X軸方向和Y軸方向的平移，并在Y軸移動機構的下方設置主要由剪式千斤頂構成的升降機構，以實現(xiàn)Z軸方向的升降；本五自由度臺虎鉗能夠?qū)崿F(xiàn)平移、升降、底座旋轉(zhuǎn)、A俯仰、B俯仰五個自由度，鉗口能夠處于空間任意角度，大大方便加工的進行，省時省力，能夠有效提高加工效率。
[0017]另外，第一導軌的兩端設置的第一限位擋板和第二導軌的兩端設置的第二限位擋板，能夠有效限制第一導軌滑塊和第二導軌滑塊的軸向位移，使其在有效行程內(nèi)活動，以保證裝置的正常運行。
[0018]升降機構由并列設置的兩臺剪式千斤頂構成，結構簡單，升降平穩(wěn)，操作方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的立體結構示意圖；
圖2是本發(fā)明的主視圖；
圖3是圖2的左視圖；
圖4是圖2的俯視圖。

【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0021]如圖1至圖4所示為本發(fā)明的結構示意圖，
其中的附圖標記為:臺虎鉗鉗身11、活動鉗臺12、鉗身絲桿13、搖柄14、轉(zhuǎn)動盤2、圓弧形凹槽2a、壓塊21、固定螺栓22、轉(zhuǎn)動底座3、鉗臺底板31、X軸移動機構4、第一導軌41、第一導軌滑塊42、第一絲桿43、第一手輪43a、第一軸承座44、第一限位擋板45、支撐板46、Y軸移動機構5、第二導軌51、第二導軌滑塊52、第二絲桿53、第二手輪53a、第二軸承座54、第二限位擋板55、升降機構6、控制絲桿61、控制手輪61a、傳動鏈62、千斤頂頂蓋63、千斤頂?shù)装?4、上底板71、中底板72、下底板73。
[0022]如圖1至圖4所示，
一種五自由度臺虎鉗，包括由臺虎鉗鉗身11、活動鉗臺12、鉗身絲桿13和搖柄14組成的臺虎鉗，其中，臺虎鉗鉗身11的下部呈圓弧形結構，臺虎鉗鉗身11的下部與設置有圓弧形卡槽的轉(zhuǎn)動盤2相配合，轉(zhuǎn)動盤2的底部與轉(zhuǎn)動底座3轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)動盤2上設置有用于固定臺虎鉗鉗身11的壓塊21和固定螺栓22 ;轉(zhuǎn)動底座3固定于鉗臺底板31上，該鉗臺底板31的下方設置主要由第一導軌41、第一導軌滑塊42和第一絲桿43構成的X軸移動機構4和主要由第二導軌51、第二導軌滑塊52和第二絲桿53構成的Y軸移動機構5，X軸移動機構4和Y軸移動機構5垂直設置，鉗臺底板31與第一導軌滑塊42聯(lián)動配合，X軸移動機構4與第二導軌滑塊52聯(lián)動配合，Y軸移動機構5的下方設置主要由剪式千斤頂構成的升降機構6 ;所述的五自由度臺虎鉗能夠完成X軸、Y軸方向的平移、Z軸方向的升降、繞Z軸轉(zhuǎn)動、繞X軸轉(zhuǎn)動、繞Y軸轉(zhuǎn)動五個自由度的調(diào)整。
[0023]實施例中，X軸移動機構4還包括一對第一軸承座44，第一軸承座44固定于支撐板46上，第一絲桿43穿置于第一軸承座44上，并與固定在所述第一導軌滑塊42上的第一絲桿螺母塊配合，所述第一導軌滑塊42能滑動地置于所述第一導軌41上，鉗臺底板31固定于上底板71上，該上底板71與所述第一導軌滑塊42固定配合。
[0024]實施例中，第一導軌41的兩端分別設置有第一限位擋板45 ;第一絲桿43上設置有第一手輪43a。第一限位擋板45的設置，能夠保證第一導軌滑塊42在第一導軌41的有效行程內(nèi)，從而保證X軸移動機構4的正常運行。
[0025]實施例中，第一導軌41為二條，二條第一導軌41平行設置于所述第一軸承座44的兩側。實施例中，Y軸移動機構5還包括一對第二軸承座54，第二軸承座54固定于中底板72上，第二絲桿53穿置于第二軸承座54上，并與固定在所述第二導軌滑塊52上的第二絲桿螺母塊配合，所述第二導軌滑塊52能滑動地置于所述第二導軌51上，第二導軌滑塊52與所述支撐板46固定配合。
[0026]實施例中，第二導軌51的兩端分別設置有第二限位擋板55 ;第二絲桿53上設置有第二手輪53a。第二限位擋板55的設置，能夠保證第二導軌滑塊52在第二導軌51的有效行程內(nèi)，從而保證Y軸移動機構5的正常運行。
[0027]實施例中，第二導軌51為二條，二條第二導軌51平行設置于所述第二軸承座54的兩側。
[0028]X軸移動機構4和Y軸移動機構5均采用二條導軌平行設置，受力能力強，結構穩(wěn)定、可靠。
[0029]實施例中，升降機構6由并列設置的兩臺剪式千斤頂構成，兩臺剪式千斤頂?shù)目刂平z桿61通過傳動鏈62相聯(lián)動，其中一臺剪式千斤頂?shù)目刂平z桿61上設置有控制手輪61a。升降機構6結構簡單，使用方便，并且兩臺剪式千斤頂相聯(lián)動，能夠使升降平穩(wěn)、可靠。
[0030]實施例中，剪式千斤頂?shù)纳喜抗潭ㄓ谇Ы镯旐斏w63上，千斤頂?shù)装?3與中底板72相固定；剪式千斤頂?shù)南虏抗潭ㄓ谇Ы镯數(shù)装?4上，千斤頂?shù)装?4與下底板73相固定。
[0031]剪式千斤頂是通過改變構成菱形結構的千斤頂肋板的張角大小以實現(xiàn)升降的目的。
[0032]實施例中，轉(zhuǎn)動盤2的上表面位于圓弧形卡槽的兩側設置圓弧形凹槽2a，壓塊21的下表面與所述圓弧形凹槽2a相適配，所述壓塊21的一端置于置于圓弧形凹槽2a上，其另一端相內(nèi)伸出與所述臺虎鉗鉗身11相配合。
[0033]工作原理:
本五自由度臺虎鉗可以分為上部、中部、下部三個部分，上底板71以上部分為上部，上底板71與中底板72之間部分的中部，中底板72與下底板73之間部分的下部。
[0034]上部:松動壓塊21上的固定螺栓22，臺虎鉗鉗身11下部的圓弧形結構與轉(zhuǎn)動盤2上圓弧形卡槽相配合，使該圓弧形結構能夠在圓弧形卡槽內(nèi)滑動，以改變臺虎鉗鉗身11俯仰角度。同時，由于固定螺栓22松開，轉(zhuǎn)動盤2連同安裝于轉(zhuǎn)動盤2上面的臺虎鉗能夠在轉(zhuǎn)動底座3上轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)臺虎鉗繞Z軸轉(zhuǎn)動的目的。由于Z軸和X軸、Y軸所成平面垂直，通過轉(zhuǎn)動盤2的轉(zhuǎn)動和臺虎鉗鉗身11在圓弧形卡槽的滑動，實現(xiàn)A俯仰(繞X軸轉(zhuǎn)動)和B俯仰(繞Y軸轉(zhuǎn)動)。
[0035]中部:通過操作X軸移動機構4的第一手輪43a，使連接于第一導軌滑塊42上的整個上部結構在X軸方向上移動；通過操作Y軸移動機構5的第二手輪53a，使整個上部結構連同X軸移動機構4在Y軸方向上移動；X軸移動機構4和Y軸移動機構5垂直設置，通過X軸移動機構4和Y軸移動機構5的配合，實現(xiàn)整個上部結構在X軸、Y軸構成的平面內(nèi)移動。
[0036]下部:通過升降機構6上的控制手輪61a操作控制絲桿61，并通過傳動鏈62使兩個剪式千斤頂發(fā)生聯(lián)動，使兩個剪式千斤頂同時上升或者下降，以帶動整個上部結構和中部結構一同上升或者下降，從而實現(xiàn)Z軸方向的升降。
[0037]本五自由度臺虎鉗具有平移(X軸、Y軸)、升降(Z軸)、底座旋轉(zhuǎn)(繞Z軸轉(zhuǎn)動)、A俯仰(繞X軸轉(zhuǎn)動)、B俯仰(繞Y軸轉(zhuǎn)動)五個自由度，使臺虎鉗的鉗口能夠處于空間任意角度，方便使用；適用于單件研發(fā)與適制、中小批量的生產(chǎn)，特別適用儀器、儀表、電器電子裝置等的裝配及復雜工件的加工和維修。鉗口空間角度的調(diào)整大大方便了生產(chǎn)、加工的進行，省時省力，降低生產(chǎn)成本、提高工作效率、減輕操作人員的勞動強度、提高企業(yè)收益。
[0038]本發(fā)明的最佳實施例已闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型都不會脫離本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1.一種五自由度臺虎鉗，包括由臺虎鉗鉗身(11)、活動鉗臺(12)、鉗身絲桿(13)和搖柄(14)組成的臺虎鉗，其特征是:所述的臺虎鉗鉗身(11)的下部呈圓弧形結構，臺虎鉗鉗身(11)的下部與設置有圓弧形卡槽的轉(zhuǎn)動盤(2)相配合，所述的轉(zhuǎn)動盤(2)的底部與轉(zhuǎn)動底座(3)轉(zhuǎn)動配合，所述的轉(zhuǎn)動盤(2)上設置有用于固定臺虎鉗鉗身(11)的壓塊(21)和固定螺栓(22);所述的轉(zhuǎn)動底座(3)固定于鉗臺底板(31)上，該鉗臺底板(31)的下方設置主要由第一導軌(41)、第一導軌滑塊(42)和第一絲桿(43)構成的X軸移動機構(4)和主要由第二導軌(51)、第二導軌滑塊(52)和第二絲桿(53)構成的Y軸移動機構(5)，所述的X軸移動機構(4)和Y軸移動機構(5)垂直設置，所述的鉗臺底板(31)與第一導軌滑塊(42)聯(lián)動配合，所述的X軸移動機構(4)與第二導軌滑塊(52)聯(lián)動配合，所述的Y軸移動機構(5)的下方設置主要由剪式千斤頂構成的升降機構(6);所述的五自由度臺虎鉗能夠完成X軸、Y軸方向的平移、Z軸方向的升降、繞Z軸轉(zhuǎn)動、繞X軸轉(zhuǎn)動、繞Y軸轉(zhuǎn)動五個自由度的調(diào)整。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的X軸移動機構⑷還包括一對第一軸承座(44)，所述的第一軸承座(44)固定于支撐板(46)上，所述的第一絲桿(43)穿置于第一軸承座(44)上，并與固定在所述第一導軌滑塊(42)上的第一絲桿螺母塊配合，所述第一導軌滑塊(42)能滑動地置于所述第一導軌(41)上，所述的鉗臺底板(31)固定于上底板(71)上，該上底板(71)與所述第一導軌滑塊(42)固定配合。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的第一導軌(41)的兩端分別設置有第一限位擋板(45);所述的第一絲桿(43)上設置有第一手輪(43a)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的第一導軌(41)為二條，二條第一導軌(41)平行設置于所述第一軸承座(44)的兩側。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的Y軸移動機構(5)還包括一對第二軸承座(54)，所述的第二軸承座(54)固定于中底板(72)上，所述的第二絲桿(53)穿置于第二軸承座(54)上，并與固定在所述第二導軌滑塊(52)上的第二絲桿螺母塊配合，所述第二導軌滑塊(52)能滑動地置于所述第二導軌(51)上，所述的第二導軌滑塊(52)與所述支撐板(46)固定配合。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的第二導軌(51)的兩端分別設置有第二限位擋板(55);所述的第二絲桿(53)上設置有第二手輪(53a)。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的第二導軌(51)為二條，二條第二導軌(51)平行設置于所述第二軸承座(54)的兩側。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的升降機構(6)由并列設置的兩臺剪式千斤頂構成，兩臺剪式千斤頂?shù)目刂平z桿￠1)通過傳動鏈￠2)相聯(lián)動，其中一臺剪式千斤頂?shù)目刂平z桿出1)上設置有控制手輪^la)。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的剪式千斤頂?shù)纳喜抗潭ㄓ谇Ы镯旐斏w￠3)上，千斤頂?shù)装濉?)與中底板(72)相固定；所述的剪式千斤頂?shù)南虏抗潭ㄓ谇Ы镯數(shù)装濉?)上，千斤頂?shù)装濉?)與下底板(73)相固定。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種五自由度臺虎鉗，其特征是:所述的轉(zhuǎn)動盤(2)的上表面位于圓弧形卡槽的兩側設置圓弧形凹槽(2a)，所述的壓塊(21)的下表面與所述圓弧形凹槽(2a)相適配，所述壓塊(21)的一端置于置于圓弧形凹槽(2a)上，其另一端相內(nèi)伸出與所述臺虎鉗鉗身(11)相配合。
【文檔編號】B23Q3/06GK104148963SQ201410388132
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權日:2014年8月8日
【發(fā)明者】陳罡, 劉斌, 祝光源 申請人:浙江紡織服裝職業(yè)技術學院