[实用新型]气动快换夹具

说明书

本实用新型公开了一种气动快换夹具，包括主动部和换装部，主动部和换装部之间通过主动部上多个圆周分布的滚珠与换装部上的配合孔形成气动卡合连接；配合孔的孔壁上形成有接纳滚珠的环形圆弧凹槽。采用本发明，配合孔的孔壁上形成有接纳滚珠的环形圆弧凹槽，在气压力足够时，滚珠与换装部之间不仅具有由正压力生成的摩擦阻力，还通过径向的重叠部分承载工件和换装部的重力形成的轴向力；可显著增大快换夹具的载荷，能够满足大中型零部件使用要求，且结构简单、加工方便。

技术领域

本实用新型涉及一种夹具，特别涉及一种气动快换夹具。

背景技术

当工件需要变化加工方位和操作机位时，采用人工操作和换装工位的方式效率低下，操作困难。为了解决这一问题，引入了由机器人替代人工的自动换装方式，其通过机器人上固定连接的主动部与固定连接在工件上的换装部之间的气动快换结构实现快速换装，从而通过机器人带动工件运动实现产品在加工设备上的装夹，或随机器人的设定运动轨迹运动实现打磨、焊接等加工目的；并利用换装部与不同工件连接实现工件更换目的。现有气动快换结构通常采用胀紧或夹紧两种结构形式，由设在主动部上的气动胀紧或夹紧构件与换装部上的胀紧孔或夹持轴颈形成胀紧或夹紧固定连接。在胀紧结构中大致包括弹性胀套结构和滚珠卡合结构，胀套结构适用于工件质量大，相主动部和换装部结构尺寸大的情形，滚珠卡合结构由于换装部上的张紧孔为直孔，且与钢珠接触面小，大多只用于重量较轻，主动部和换装部结构尺寸相对较小的情形。相对而言滚珠卡合结构的主动部和换装部之间的连接和分离响应时间更短，换装速度更快，效率更高，更符合于机器人作业的高效、快捷要求。因此，基于滚珠卡合结构响应速度优势，将其应用于大中型工件的气动快换夹具中，已成为行业中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中滚珠卡合结构不适于大中型气动快换夹具的不足，提供一种主动部与换装部连接牢固的滚珠卡合式气动快换夹具。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种气动快换夹具，包括主动部和换装部，主动部和换装部之间通过主动部上多个圆周分布的滚珠与换装部上的配合孔形成气动卡合连接；配合孔的孔壁上形成有接纳滚珠的环形圆弧凹槽。

采用上述技术方案的本实用新型，由于配合孔的孔壁上形成有接纳滚珠的环形圆弧凹槽，主动部和换装部连接时，滚珠在气压动力作用下径向伸出，其悬出主动部的前端抵靠在凹槽槽底，以在二者形成自动定心的同时也形成了轴向位置的相对固定，并且凹槽与滚珠之间形成了具有径向重叠的搭接部分，在气压力足够时，滚珠与换装部之间不仅具有由正压力生成的摩擦阻力，还通过径向的重叠部分承载工件和换装部的重力形成的轴向力。因此，本方案可显著增大快换夹具的载荷，能够满足大中型零部件使用要求，且结构简单、加工方便。

进一步地，主动部和换装部均呈圆环结构，主动部上具有包括活塞的气缸结构，主动部包括圆环本体，圆环本体的一侧形成有环形凸起，环形凸起和圆环本体共同形成气缸的缸体；滚珠通过环形凸起上径向延伸的滚珠滑道设置，滚珠滑道与设置活塞的气缸内腔连通，活塞通过斜楔面推动滚珠径向伸出；换装部的圆环内构成孔配合孔。主动部和换装部均呈圆环结构可有效减轻结构重量，适用于大中型工件的大尺寸快换夹具；其中，气缸的内腔和活塞均呈环状结构，气缸内腔在通入压力气体后，推动活塞轴向前进，活塞通过斜楔面推动滚珠径向外伸，继而在环形圆弧凹槽阻止下与换装部形成胀紧式固定连接；在气体卸压后，滚珠失去支撑，可在凹槽内壁弧面推动下回缩，从而解除与主动部与换装部之间的固定连接状态；斜楔面可以是倾斜的平面，也可以是圆锥面。

进一步地，活塞呈具有外锥的圆锥套结构，活塞的外圆锥面构成斜楔面。圆锥面可方便的通过车削或磨削加工完成，且多个与滚珠接触的部位尺寸精度一致性好，利于胀紧时形成高精度的自动定心。

进一步地，气缸内腔具有与活塞的外锥面相契合的内锥面，该内锥面位于外锥面的小端部。以形成对活塞推动钢珠运行的限位，避免过载造成钢珠或换装部内孔损坏。