CN102152162A - 一种便携式拼接导轨及对接方法和工装夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式拼接导轨及对接方法和工装夹具，拼接导轨沿横截面方向分为相互对接的基段部分、延长段和末段部分，其中，对接面采用相互交错的连接方式，避免了同一水平面上对接稳定性差、连接强度低、精度不易保证的缺点。采用导轨体对接面上两对定位销和定位孔间准确定位，位置连接可靠，引导柱和引导面的相互配合，提高了插接的准确性，辅助销钉轴的固定连接保证了拼接导轨的结构稳定性和整体性，而专门设计的工装夹具使导轨对接过程更准确、更易操作。整个拼装导轨结构简单，对接方便，不需专业人员即可完成拆卸组装，延长后的导轨扩大了产品加工的适用范围，适于在各行业领域中推广使用。

Description

一种便携式拼接导轨及对接方法和工装夹具
技术领域
本发明涉及一种便携式拼接导轨及其对接方法，以及为制作此导轨而设计的工装夹具，属于机械加工设备领域。
背景技术
随着工业化生产的需要，对加工机械的运输和使用要求越来越高，其加工的适用范围也越来越宽广。其中，便携式导轨就是为提高运输性、降低体积和减少重量而产生的。便携式导轨通常由一定长度的导轨和横梁组成，横梁采用铝塑型材制成，结构稳定、重量轻，导轨和横梁间可以为分体结构，在现场进行组装、拼接，也可以为一体结构，以保证导轨与横梁的连接精度，由于其结构简单、移动方便、组装灵活，同时还可具有较高的加工精度，故在各个行业的加工设备中已被普遍使用。如现在使用较多、适用范围较广的各种带有便携式导轨的数控切割机，就已在铁路、机械制造、金属构件、压力容器、模型制作业、广告业等领域使用。
现有便携式数控切割机采用导轨直接支撑工作头移动、定位的方式，完成对工件的开放式数控切割过程，整个机器结构简单、拆装方便，控制过程完全自动进行，加工精度高，使用灵活。但随着适用范围的增加，其结构也反应出了不足之处：即受导轨长度的限制，加工工件尺寸不能太大。虽然也可对现有导轨进行拼接，但拼接过程需要专业技术人员操作才进，拼接速度慢、拼接质量不能保证，给企业使用带来麻烦，也给售后工作增加负担，从而间接影响了机器的使用和销售。
如何对此类便携式导轨进行改进，改善其拼接性能，简化拼接过程，就成为本发明要解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有现有技术的不足，本发明旨在提供一种拼接简单、使用方便，不需要专业技术人员就可自行拼接的便携式拼接导轨及其对接方法，以提高其使用性能，扩大适用范围。同时，还为拼接导轨的加工提供了一种简单、可靠的工装夹具，以满足其生产和使用需要。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种便携式拼接导轨，包括导轨体、铝塑横梁和齿条，齿条固定在铝塑横梁一侧，导轨体固定在铝塑横梁上，拼接导轨沿横截面方向又分为相互对接的基段部分和末段部分，基段部分和末段部分的对接面相互交错，对接面上与导轨体相对的位置设有两对相互配合的定位销和定位孔，定位销嵌于一端导轨体的内部，定位销与导轨体外端设有引导面，定位孔对应于另一端导轨体外侧突出的引导柱顶部，铝塑横梁的对接面上还设有销钉轴，销钉轴两端分别插接在相对的铝塑横梁通孔内，并通过紧固螺钉固定在两端铝塑横梁上，两端齿条的对接处与对接面相互错开。
所述销钉轴的数量为一个以上，一个以上的销钉轴分别插接在两端相对的铝塑横梁的各个连接通孔内。
一种便携式拼接导轨，还包括一个或一个以上可插接在基段部分与末段部分之间的延长段，所述延长段两端分别与基段部分和末段部分的对接面相匹配。
所述拼接导轨为H型，在H型拼接导轨的两侧竖直方向分别设有导轨体和铝塑横梁，齿条固定在一侧铝塑横梁上，拼接导轨的末段部分为一个U型堵头。
一种便携式拼接导轨的对接方法，具体步骤包括：首先，将预连接延长段的销钉轴一端插接在基段部分铝塑横梁的通孔中，通过紧固螺钉和位于铝塑横梁侧面通槽中的方形螺母片将销钉轴一端固定；接着，将对接面上对应于导轨体处的定位销在引导柱和引导面的配合引导下与另一端导轨体内侧的定位孔定位、连接，同时，将外露的销钉轴另一端插入到对接面另一侧对应的铝塑横梁通孔中，再次通过紧固螺钉和方形螺母片将销钉轴另一端固定，延长段连接完成，齿条对接处与对接面相错开并正好实现相互对接，依此类推，直至拼接导轨的连接长度达到使用要求；最后，将末段部分以同样方式对接在最后一个延长段对接面上，导轨拼接完成。
一种用于制作便携式拼接导轨的工装夹具，包括一个作为基准面的基梁、两个作为校对面的校对梁和一个固定在基梁上的定位齿条，基梁上设有紧固件，两个校对梁通过直角连接片垂直连接在基梁两端，校对梁可相对基梁做水平位置调整，定位齿条垂直连接在基梁上，定位齿条内端突出于基梁并与校对梁同向。
一种用于制作便携式拼接导轨的工装夹具，还包括一个基准块，基准块固定在基梁上，基准块位于两个校对梁之间。
所述基梁和校对梁为铝塑型材，校对梁通过直角连接片垂直连接在基梁侧壁的通槽上。
本发明所述的一种便携式拼接导轨，利用基段部分、延长段和末段部分的相互拼接，使导轨长度不断延长，满足了产品尺寸的加工需要，扩大了适用范围。其中，对接面采用相互交错的连接方式，避免了同一水平面上对接过程的稳定性差、连接强度低、精度不易保证的缺点。对接过程采用导轨体对接面上两对定位销和定位孔间准确定位，保证了连接位置的唯一性和可靠性，结合引导柱和引导面的配合提高了插接过程的准确性；而辅助销钉轴进行铝塑横梁间的固定连接，保证了拼接导轨的整体性和结构稳定性，连接紧固。整个对接过程简单、方便，不需专业人员操作即可完成，大大简化了售后服务的工作强度，提高了使用灵活性。而专门为拼接导轨设计的工装夹具，结构简单、实用，在保证检测质量的前提下，使用方便、灵活，确保了拼接导轨的拼接质量，保证了导轨对接后的传动精度，使拼接过程更简单、更易操作，降低了对操作人员的技术要求，具有良好的装配性能。本发明所述的便携式拼接导轨重量轻、拆卸组装方便，利于长途运输，可广泛适用于各行业领域中，具有广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明所述便携式拼接导轨的拼接示意图；
图2为对接面的结构示意图；
图3为本发明所述工装夹具的校对过程结构示意图。
具体实施方式
本发明的中心思想：通过对便携式拼接导轨的对接面进行改进，利用相互交错的定位销和定位孔，以及连接用销钉轴进行准确定位，实现了非专业人员简单、快捷、可靠的导轨对接操作过程，扩大了产品加工尺寸的适用范围，提高了使用性能，简化了拆装，降低了售后人员的劳动强度。
下面以用于便携式数控切割机上的H型拼接导轨为例，结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，一种便携式拼接导轨，拼接导轨的整体形状为H型，包括沿H型拼接导轨两侧竖直方向分别设置的一组导轨体2和铝塑横梁1，以及一条连接在其中一个铝塑横梁1一侧的齿条11，其中，导轨体2固定在铝塑横梁1上，数控切割机主体通过齿条11和H型拼接导轨实现双轨引导下的水平移动。
为扩大切割产品尺寸的适用范围，拼接导轨沿横截面方向又被分为相互对接的基段部分23和末段部分21，以及用于延长导轨长度的延长段22。末段部分21为一个U型堵头，用于封堵导轨端部并将H型拼接导轨两侧连接，形成一个结构稳定的整体。延长段22两端分别与基段部分23和末段部分21的对接面相匹配，从而形成一个基段部分23、延长段22、末端部分21顺序连接的完整拼接导轨。由于每个对接面的结构形状完全相同，延长段22的数量可根据需要任意拼接，使导轨长度不断增加。当然，当不需要延长段22时，末段部分21也可直接拼接在基段部分23上，构成一个最基本的拼接导轨单元。
下面详细描述一下基段部分与延长段之间对接面的结构连接情况。
如图2所示，为实现对接的准确性、可靠性和方便性，基段部分23与延长段22的对接面上与导轨体2相对的位置设有两对相互配合的定位销3和定位孔5，定位销3嵌于导轨体2的内部，定位销3与导轨体2外端之间设有弧形引导面4，定位孔5对应于导轨体2外侧突出的引导柱6顶部，引导柱6在引导面4的引导下插入，定位孔5套在定位销3上。由于导轨体2两侧有两对定位销3和定位孔5，使得导轨的定位过程准确、可靠，精确度高。同样，位于H型拼接导轨另一侧的导轨体2也按此方式实现准确对接，保证了H型拼接导轨的整体性。
为使拼接导轨在对接面上实现紧固连接，形成一个整体的导轨结构。在铝塑横梁1的对接面上还设有多个连接用销钉轴7，受铝塑横梁1结构的影响，在此，每对铝塑横梁1间包括两个销钉轴7。连接时，销钉轴7一端首先通过紧固螺钉和方形螺母片8，以及利用铝塑横梁1侧壁上的通槽10固定连接在基段部分23对接面端铝塑横梁1的通孔9内，随着定位孔5与定位销3的对接，销钉轴7的另一端插入到需连接延长段22对接面上铝塑横梁的通孔后，再次通过紧固螺钉和方形螺母片8将销钉轴另一端固定在延长段22上。同样，位于H型拼接导轨另一侧的铝塑横梁1也利用此方式进行连接，从而完成了基段部分23与延长段22的有效固定连接，使拼接导轨形成一个固定的、可靠的整体。
当然，由于基段部分23和延长段22上齿条11位置已经设定的缘故，导轨体2对接后，位于两端的齿条11也能正好实现对接，并且对接处与对接面相互错开，保证了对接齿条连接的可靠性。
下面对具体拼接方法作进一步的详细描述。
如图2所示，一种便携式拼接导轨的对接方法，首先，将销钉轴7一端插接在基段部分23铝塑横梁1的通孔9中，通过紧固螺钉和位于铝塑横梁1侧面通槽10中的方形螺母片8将销钉轴7一端固定，方形螺母片8受通槽10的限制，连接固定时不会旋转，销钉轴7一端位置固定准确、可靠。受铝塑横梁2结构的限制和H型拼接导轨形状的影响，连接在铝塑横梁2间的销钉轴7一共为四个，四个销钉轴7分别对应插接在铝塑横梁2的通孔中。接着，在延长段22上引导面4的引导作用下，将基段部分23上外突的引导柱6插入，引导柱6在弧形引导面4的引导下插入准确、位置可靠，并使定位孔5与定位销3完成配合连接。由于一个导轨体2对应有两对相互配合的定位销3和定位孔5，所以H型拼接导轨在四对定位销3和定位孔5的配合下可以完成准确的定位、对接，对接质量高、效果好，有利的保证了导轨的对接精度，简化了对接过程。在进行定位销3和定位孔5对接时，外露的四个销钉轴7外端也同时被插入到对接面另一侧延长段22的铝塑横梁通孔中，由于销钉轴7只起到固定连接的作用，其插接精度要求较低。插入后的销钉轴7外端再次通过紧固螺钉和方形螺母片8固定在铝塑横梁2上，延长段22连接完成，依此类推，可将多个延长段22不断连接，形成一个满足使用要求的较长的拼接导轨。由于结构的设计，在导轨体2对接完成时，位于基段部分23和延长段22上的齿条11也正好完成对接，只是齿条11的对接处与对接面相错开。最后，将末段部分以同样方式对接在延长段22的对接面上，使拼接导轨形成一个结构稳定的整体，导轨拼接完成。
拼接导轨的对接面保持相互交错状态，位置定位准确、可靠，连接简单，提高了拼接导轨的结构稳定性，保证了导轨的拼接精度。
如图3所示，一种用于制作便携式拼接导轨的工装夹具，包括一个作为基准面的基梁31、两个作为校对面的校对梁35、一个固定在基梁31上的定位齿条33以及一个用于确定H型拼接导轨37宽度的基准块34。基梁31、校对梁35和基准块34采用铝塑型材制成，基梁31上设有紧固件32，紧固件32用于将整个工装夹具固定，基梁31作为基准面用于将拼接导轨中铝塑横梁的外端对齐。两个校对梁35通过直角连接片36垂直连接在基梁31侧壁的通槽上，校对梁35可通过调整直角连接片36实现在基梁31上水平位置的调整。定位齿条33垂直连接在基梁31上方，定位齿条33内端突出于基梁31并与校对梁35同向，定位齿条33用于限定拼接导轨上齿条伸出的长度，同时，对齿条的位置做进一步的比对。基准块34固定在基梁31内侧，基准块34位于两个校对梁35之间，基准块34的长度作为确定H型拼接导轨37的宽度使用。
当对H型拼接导轨37进行校对时，首先利用紧固件32将基梁31固定在水平面上，将预校对的H型分布的铝塑横梁外端顶在基梁31内侧，保证两个铝塑横梁外端水平；通过调整直角连接片36将两个校对梁35贴紧在铝塑横梁外侧面上，校对H型分布的铝塑横梁间的平行度和垂直度。在移动校对梁35对两个铝塑横梁平行度进行校对的同时，H型分布的两个铝塑横梁的内侧会与基准块34两端接触，基准块34长度尺寸为一个标准尺寸，基准块34的长度就可确定出两个铝塑横梁的间距是否符合标准，保证H型拼接导轨37宽度的准确性。而位于基梁31上方的定位齿条33，其外露端则可单独与固定在H型拼接导轨37一侧的齿条位置进行比对，以确定出H型拼接导轨37上齿条位置固定的准确性和使用的可靠性，保证实际拼接过程中齿条对接的顺利进行，至此，整个校对过程完成。

Claims (8)

1.一种便携式拼接导轨，包括导轨体、铝塑横梁和齿条，齿条固定在铝塑横梁一侧，导轨体固定在铝塑横梁上，其特征在于，所述拼接导轨沿横截面方向又分为相互对接的基段部分和末段部分，基段部分和末段部分的对接面相互交错，所述对接面上与导轨体相对的位置设有两对相互配合的定位销和定位孔，所述定位销嵌于一端导轨体的内部，定位销与导轨体外端设有引导面；所述定位孔对应于另一端导轨体外侧突出的引导柱顶部；所述铝塑横梁的对接面上还设有销钉轴，销钉轴两端分别插接在相对的铝塑横梁通孔内，并通过紧固螺钉固定在两端铝塑横梁上；所述两端齿条的对接处与对接面相互错开。
2.根据权利要求1所述的一种便携式拼接导轨，其特征在于，所述销钉轴的数量为一个以上，一个以上的销钉轴分别插接在两端相对的铝塑横梁的各个连接通孔内。
3.根据权利要求1所述的一种便携式拼接导轨，其特征在于，还包括一个或一个以上可插接在基段部分与末段部分之间的延长段，所述延长段两端分别与基段部分和末段部分的对接面相匹配。
4.根据权利要求1或3所述的一种便携式拼接导轨，其特征在于，所述拼接导轨为H型，在H型拼接导轨的两侧竖直方向分别设有导轨体和铝塑横梁，齿条固定在一侧铝塑横梁上；所述拼接导轨的末段部分为一个U型堵头。
5.一种便携式拼接导轨的对接方法，其特征在于，具体步骤包括：首先，将预连接延长段的销钉轴一端插接在基段部分铝塑横梁的通孔中，通过紧固螺钉和位于铝塑横梁侧面通槽中的方形螺母片将销钉轴一端固定；接着，将对接面上对应于导轨体处的定位销在引导柱和引导面的配合引导下与另一端导轨体内侧的定位孔定位、连接，同时，将外露的销钉轴另一端插入到对接面另一侧对应的铝塑横梁通孔中，再次通过紧固螺钉和方形螺母片将销钉轴另一端固定，延长段连接完成，齿条对接处与对接面相错开并正好实现相互对接，依此类推，直至拼接导轨的连接长度达到使用要求；最后，将末段部分以同样方式对接在最后一个延长段对接面上，导轨拼接完成。
6.一种用于制作便携式拼接导轨的工装夹具，其特征在于，包括一个作为基准面的基梁、两个作为校对面的校对梁和一个固定在基梁上的定位齿条，所述基梁上设有紧固件；所述两个校对梁通过直角连接片垂直连接在基梁两端，校对梁可相对基梁做水平位置调整；所述定位齿条垂直连接在基梁上，定位齿条内端突出于基梁并与校对梁同向。
7.根据权利要求6所述的一种用于制作便携式拼接导轨的工装夹具，其特征在于，还包括一个基准块，所述基准块固定在基梁上，基准块位于两个校对梁之间。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于制作便携式拼接导轨的工装夹具，其特征在于，所述基梁和校对梁为铝塑型材，校对梁通过直角连接片垂直连接在基梁侧壁的通槽上。
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