CN103182648A - 旋转气缸 - Google Patents

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Abstract

一种旋转气缸，其包括缸体、活塞头、与活塞头连接的活塞杆及套设于活塞杆远离活塞头一端的导向组件，活塞头、活塞杆及导向组件装设于缸体内，活塞杆的周壁上凹设有至少一个导向槽，导向槽包括一个直槽部、与直槽部靠近活塞头一端相连的第一螺旋槽部及与第一螺旋槽部相连的第二螺旋槽部，直槽部沿活塞杆的轴向在周壁上延伸，第一螺旋槽部沿活塞杆的径向在周壁上朝活塞杆与活塞头连接的一端延伸，第二螺旋槽部沿活塞杆的径向在周壁上朝远离活塞杆与活塞头连接的一端延伸。采用所述旋转气缸的夹紧装置避免了放置或取出工件时工件产生碰刮伤，保证了工件外观。

Description

旋转气缸
技术领域
本发明涉及一种气缸，尤其涉及一种旋转气缸。
背景技术
加工工件时，旋转气缸通常作为夹紧装置的部件用于装夹工件。旋转气缸通常采用一边旋转一边下压的工作方式，压板一般装设于活塞杆顶端上。活塞杆表面一般开设有平滑的90度螺旋槽，当活塞杆带动压板向下运动时，活塞杆带动压板转动90度，使压板压紧工件，工件加工完的后，活塞杆带动压板向上运动并回转90度，使压板松开工件，此时将已加工完的工件穿过活塞杆顶端和压板卸出，并将待加工工件穿过压板和活塞杆顶端装入。在该活塞杆的运动行程中，该活塞杆包括往下运动至压板夹紧工件，以及往上运动至压板松开工件及工件从活塞杆顶端和压板中卸出的两个限位点。然而，由于待加工工件装入活塞杆及已加工完的工件卸出活塞杆时，均需穿过活塞杆顶端和压板装入或卸出，从而容易导致工件装卸时与活塞杆刮碰，使工件表面产生不良。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种工件装入或卸出时不需穿过活塞杆，从而避免工件产生碰刮伤的旋转气缸及采用该旋转气缸的夹紧装置。
一种旋转气缸，其包括缸体、活塞头、与该活塞头连接的活塞杆及套设于该活塞杆远离该活塞头一端的导向组件，该活塞头、活塞杆及导向组件装设于该缸体内，该活塞杆的周壁上凹设有至少一个导向槽，该导向槽包括一个直槽部、与该直槽部靠近该活塞头一端相连的第一螺旋槽部及与该第一螺旋槽部相连的第二螺旋槽部，该直槽部沿该活塞杆的轴向在该周壁上延伸，该第一螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸，该第二螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝远离该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸。
一种旋转气缸，其包括缸体、活塞头、与活塞头连接的活塞杆及套设于该活塞杆远离该活塞头一端的导向组件，该活塞头、活塞杆及导向组件装设于该缸体内，该活塞杆的周壁上凹设有导向槽，该导向槽在该活塞杆的周壁上连续环绕设置，该导向槽包括两个在该活塞杆的周壁上间隔180度设置的直槽部，该两个直槽部之间分别凹设有两个第一螺旋槽部及两个第二螺旋槽部，且按照一直槽部、一第一螺旋槽部、一第二螺旋槽部、另一第一螺旋槽部、另一第二螺旋槽部及另一直槽部的顺序首尾连接，该直槽部沿该活塞杆的轴向在该周壁上延伸，该第一螺旋槽部与该直槽部靠近该活塞头的一端相连，且该第一螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸，该第二螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝远离该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸。
上述旋转气缸中，由于活塞杆上开设有导向槽，且该导向槽由直槽部、第一螺旋槽部及第二螺旋槽部组成，使得活塞杆在运动过程中具有三个限位点。将上述旋转气缸应用于夹紧装置中，当活塞杆处于第一限位点时，活塞杆带动压板位于支承板下方，可以将待加工工件或已加工完的工件直接放置于或取出支承板，从而避免了现有技术中必须穿过活塞杆顶端才能放置待加工工件或取出已加工完的工件，避免了工件在放置或取出时产生碰刮伤，保证了工件的外观完好。
附图说明
图1为本发明实施方式的旋转气缸、压板及支承板的立体示意图。
图2为图1所示旋转气缸的分解示意图，该旋转气缸包括活塞杆。
图3为图2所示旋转气缸的活塞杆的立体示意图。
图4为图3所示活塞杆的平面展开示意图。
图5为图1所示夹紧装置的旋转气缸沿Ⅴ-Ⅴ方向的剖面示意图。
主要元件符号说明
旋转气缸 200
压板 300
支承板 400
缸体 10
活塞头 30
活塞杆 50
导向组件 70
通孔 401
缸筒 11
盖体 17
收容腔 111
第一端 112
第二端 113
第一通气孔 114
第二通气孔 115
紧固孔 118
第一连接孔 301
第二连接孔 303
轴体 51
连接部 53
导向槽 511
直槽部 5111
第一螺旋槽部 5113
第二螺旋槽部 5114
固定件 71
导向件 75
配合孔 713
切平面 715
安装孔 717
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1、图2及图5，本发明实施方式的旋转气缸200用于夹紧装置（图未示）中对待加工工件（图未示）进行夹紧。夹紧装置包括旋转气缸200、压板300及支承板400。压板300固设于旋转气缸200上端，支承板400设置于旋转气缸200上方。旋转气缸200包括缸体10、活塞头30、活塞杆50及导向组件70。活塞头30与活塞杆50的一端连接，并与活塞杆50一起活动装设于缸体10内。导向组件70与活塞头30相对地固定设置于缸体10内，活塞杆50可滑动地穿设于导向组件70上。压板300固定设置于活塞杆50远离活塞头30的一端。支承板400上开设有通孔401，用于供旋转气缸200的活塞杆50及压板300来回穿过。本实施方式中，通孔401大致为环形跑道形状。压板300的形状与通孔401的形状相似，且压板300的尺寸小于通孔401的尺寸，以使压板300可以穿过通孔401。当压板300旋转90度时，压板300无法穿过通孔401。
缸体10包括缸筒11及盖体17。缸筒11上沿轴向方向贯通开设有收容腔111，用以装设活塞头30、活塞杆50及导向组件70。缸筒11包括相对设置的第一端112及第二端113。缸筒11的一个侧面上贯通开设有与收容腔111相通的第一通气孔114、第二通气孔115及紧固孔118。第一通气孔114邻近第一端112设置，第二通气孔115邻近第二端113设置。紧固孔118位于第一通气孔114与第二通气孔115之间，并相对邻近第一通气孔114。盖体17密封地封盖于缸筒11的第二端13。
活塞头30装设于缸体10的收容腔111内，并可沿缸体10的内壁滑动。活塞头30的端面上开设有第一连接孔301。第一连接孔301的底壁上开设有与第一连接孔301相通的第二连接孔303。活塞头30通过第一连接孔301及第二连接孔303与活塞杆50连接。
请同时参阅图3及图4，活塞杆50包括轴体51及形成于轴体51一端的连接部53。连接部53穿设于第二连接孔303中，轴体51邻近连接部53的一端容纳于第一连接孔301中，以使活塞杆50与活塞头30连接。
轴体51的周壁上凹设有导向槽511。导向槽511于轴体51的周壁上连续环绕设置。导向槽511包括直槽部5111、第一螺旋槽部5113及第二螺旋槽部5114，直槽部5111沿轴体51的轴向在周壁上延伸，第一螺旋槽部5113沿轴体51的径向在周壁上朝连接部53方向延伸，第二螺旋槽部5114沿轴体51的径向在周壁上朝远离连接部53方向延伸。本实施方式中，导向槽511包括两个在轴体51的周壁上相对设置的直槽部5111，即两个直槽部5111在周壁上间隔180度设置。两个直槽部5111之间的距离所对应的活塞杆50的直线行程为活塞杆50从最低点到最高点的一个来回。两个直槽部5111之间的周壁上设置有两个第一螺旋槽部5113及两个第二螺旋槽部5114，且依次按照一直槽部5111、一第一螺旋槽部5113、一第二螺旋槽部5114、另一第一螺旋槽部5113、另一第二螺旋槽部5114及另一直槽部5111的顺序首尾连接。
导向组件70包括固定件71及导向件75。固定件71大致呈中空圆柱状，其端部中央位置开设有配合孔713，导向件75装设于固定件71的配合孔713的内壁上，用以与导向槽511配合导向活塞杆50的运动。本实施方式中，对应于活塞杆50上的两个直槽部5111，配合孔713的内壁上装设有两个导向件75。导向件75为滚珠。
固定件71的侧面上形成有一切平面715，切平面715上开设有与缸体10的紧固孔118相对应的安装孔717。固定件71设置于缸筒11的收容腔111中邻近第一端112的位置处，切平面715对应设置于第一通气孔114处，以使压缩气体可以从第一通气孔114处进入或排出收容腔111。固定件71与缸筒11通过紧固件(图未示)穿过紧固孔118及安装孔717固定连接。
组装旋转气缸200时，首先将盖体17密封装设于缸筒11的第二端113，再将活塞头30连接于活塞杆50的一端，并将活塞头30与活塞杆50装设于缸体10的收容腔111中。之后，将导向组件70套设于活塞杆50上并装设于收容腔111中，且将导向件74对应设置于活塞杆50的导向槽511中，通过紧固件将固定件71与缸筒11固定连接。
本实施方式的旋转气缸200工作时，压缩气体首先通过第一通气孔114进入缸体10的收容腔111，当气体压强到达预设值时，活塞头30被推动朝向盖体17运动，导向件75在导向槽511的直槽部5111内运动，活塞杆50被活塞头30带动朝向盖体17运动，此时活塞杆50朝向盖体17做直线运动。当活塞头30被推动抵持盖体17时，活塞杆50及压板300运动到最低点，即本实施方式中的活塞杆50的第一限位点，此时，活塞杆50带动压板300位于通孔401下方，且可将待加工工件直接放置于支承板400上。本实施方式中，待加工工件上开设有与通孔401形状相似的通孔，以供活塞杆50及压板300穿过。
然后压缩气体通过第二通气孔115充气，同时通过第一通气孔114排气，活塞头30被推动朝向固定件71运动，导向件75在导向槽511的直槽部5111内运动，活塞杆50及压板300被活塞头30推动朝向支承板400做直线运动。当导向件75由直槽部5111运动至第一螺旋部5113时，活塞杆50带动压板300穿过通孔401；随着导向件75沿第一螺旋部5113运动，活塞杆50带动压板300在朝向支承板400做直线运动的同时开始做旋转运动，直至活塞杆50及压板300相对第一限位点旋转过45度，活塞杆50及压板300运动至最高点，即本实施方式中的活塞杆50的第二限位点，此时活塞杆50穿过支承板400的通孔401及放置于支承板400上的待加工工件，压板300位于待加工工件的上方。
然后压缩气体通过第一通气孔114充气，同时通过第二通气孔115排气，活塞头30被推动朝向盖体17运动，导向件75从第一螺旋部5113运动至第二螺旋部5114，随着导向件75沿第二螺旋部5114运动，活塞杆50和压板300开始朝向盖体17做直线运动，同时活塞杆50和压板300被导向件75带动做旋转运动，直至活塞杆50和压板300相对第二限位点旋转过45度，相对第一限位点旋转过90度，即本实施方式中的活塞杆50的第三限位点，此时由于压板300相对待加工工件旋转过90度，压板300无法通过待加工工件的通孔，则活塞杆50带动压板300压紧放置于支承板400上的待加工工件。
当工件加工完的后，压缩气体通过第二通气孔115充气，同时通过第一通气孔114排气，活塞头30被推动朝向固定件71运动，导向件75从第二螺旋部5114进入第一螺旋部5113，随着导向件75沿第一螺旋部5113运动，活塞杆50和压板300朝远离支承板400做直线运动和旋转运动，直至活塞杆50和压板300相对第三限位点旋转过45度，相对第一限位点旋转过135度，活塞杆50带动压板300松开已加工完的工件，即活塞杆50回复至第二限位点。然后压缩气体通过第一通气孔114充气，同时通过第二通气孔115排气，活塞头30被推动朝向盖体17运动，导向件75先从第一螺旋部5113进入第二螺旋部5114，再进入直槽部5111，当导向件75从第一螺旋部5113进入第二螺旋部5114时，活塞杆50带动压板300朝向盖体17做直线运动和旋转运动，压板300穿过已加工完的工件的通孔和支承板400的通孔401，当导向件75从第二螺旋部5114进入直槽部5111时，活塞杆50带动压板300做直线运动直至活塞杆50回复至第一限位点，此时，可以从支承板400上取走已加工完的工件，并重新在支承板400上放置待加工工件。
上述采用旋转气缸200夹紧待加工工件及取出已加工完的工件的一个循环过程中，活塞杆50的直线行程为从第一限位点、第二限位点到第三限位点，再从第三限位点、第二限位点回到第一限位点；活塞杆50的旋转行程为绕轴向朝同一方向旋转180度。当上述过程循环时，活塞杆50重复上述直线行程，且活塞杆50继续绕轴向朝同一方向旋转。
可以理解，导向槽511也可以不连续环绕设置于轴体51的周壁上，轴体51的周壁上可以设置一个、二个、三个或四个导向槽511。每个导向槽511包括一个直槽部5111时，导向槽511包括一个直槽部5111、与直槽部5111相连的一个第一螺旋槽部5113及与第一螺旋槽部5113相连的一个第二螺旋槽部5114，当导向件75从直槽部5111、第一螺旋槽部5113运动至第二螺旋槽部5114时，活塞杆50的直线行程从第一限位点、第二限位点到第三限位点，且活塞杆50绕轴向朝同一方向旋转90度；当活塞杆50继续运动时，导向件75沿第二螺旋槽部5114、第一螺旋槽部5113及直槽部5111返回运动，则活塞杆50的直线行程从从第三限位点、第二限位点回到第一限位点，而活塞杆50则绕轴向朝反方向旋转90度。如此旋转气缸200完成一个动作循环。
可以理解，导向件75也可以不为滚珠，导向件75可以为直接形成于配合孔713内壁上的凸起。
可以理解，支承板400的通孔401、压板300及待加工工件的通孔不局限于跑道形状，通孔401及压板300的形状可以随着待加工工件的通孔的形状不同而改变。
本实施方式的旋转气缸200，由于活塞杆50上开设有导向槽511，且该导向槽511由直槽部5111、第一螺旋槽部5113及第二螺旋槽部5114组成，使得活塞杆50在运动过程中具有三个限位点，而当活塞杆50处于第一限位点时，活塞杆50带动压板300位于通孔401下方，可以将待加工工件或已加工完的工件直接放置于或取出支承板400，从而避免了现有技术中必须穿过活塞杆50顶端才能放置待加工工件或取出已加工完的工件，避免了工件在放置或取出时产生碰刮伤，保证了工件的外观完好。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转气缸，其包括缸体、活塞头、与该活塞头连接的活塞杆及套设于该活塞杆远离该活塞头一端的导向组件，该活塞头、活塞杆及导向组件装设于该缸体内，该活塞杆的周壁上凹设有至少一个导向槽，其特征在于：该导向槽包括一个直槽部、与该直槽部靠近该活塞头一端相连的第一螺旋槽部及与该第一螺旋槽部相连的第二螺旋槽部，该直槽部沿该活塞杆的轴向在该周壁上延伸，该第一螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸，该第二螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝远离该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸。
2.如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该导向组件包括固定件和导向件，该固定件开设有配合孔，该导向件装设于该配合孔的内壁上。
3.如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该缸体包括缸筒及盖体，该缸筒开设有收容腔，该活塞头、活塞杆及导向组件装设于该收容腔中。
4.如权利要求3所述的旋转气缸，其特征在于：该缸筒包括相对设置的第一端及第二端，该缸筒的侧面上贯通开设有与该收容腔相通的第一通气孔、第二通气孔及紧固孔，该第一通气孔邻近该第一端设置，该第二通气孔邻近该第二端设置，该紧固孔设置于该第一通气孔与该第二通气孔之间。
5.如权利要求4所述的旋转气缸，其特征在于：该固定件呈中空圆柱状，该固定件的侧面上形成有切平面，该切平面上相对该紧固孔开设有安装孔，该固定件与该缸体通过该紧固件穿过该紧固孔及安装孔固定连接。
6.一种旋转气缸，其包括缸体、活塞头、与该活塞头连接的活塞杆及套设于该活塞杆远离该活塞头一端的导向组件，该活塞头、活塞杆及导向组件装设于该缸体内，该活塞杆的周壁上凹设有导向槽，其特征在于：该导向槽在该活塞杆的周壁上连续环绕设置，该导向槽包括两个在该活塞杆的周壁上间隔180度设置的直槽部，该两个直槽部之间分别凹设有两个第一螺旋槽部及两个第二螺旋槽部，且依次按照一直槽部、一第一螺旋槽部、一第二螺旋槽部、另一第一螺旋槽部、另一第二螺旋槽部及另一直槽部顺序相互连接，该直槽部沿该活塞杆的轴向在该周壁上延伸，该第一螺旋槽部与该直槽部靠近该活塞头的一端相连，且该第一螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸，该第二螺旋槽部沿该活塞杆的径向在该周壁上朝远离该活塞杆与该活塞头连接的一端延伸。
7.如权利要求6所述的旋转气缸，其特征在于：该导向组件包括固定件和导向件，该固定件开设有配合孔，该导向件装设于该配合孔的内壁上。
8.如权利要求6所述的旋转气缸，其特征在于：该缸体包括缸筒及盖体，该缸筒开设有收容腔，该活塞头、活塞杆及导向组件装设于该收容腔中。
9.如权利要求8所述的旋转气缸，其特征在于：该缸筒包括相对设置的第一端及第二端，该缸筒的侧面上贯通开设有与该收容腔相通的第一通气孔、第二通气孔及紧固孔，该第一通气孔邻近该第一端设置，该第二通气孔邻近该第二端设置，该紧固孔设置于该第一通气孔与该第二通气孔之间。
10.如权利要求9所述的旋转气缸，其特征在于：该固定件呈中空圆柱状，该固定件的侧面上形成有切平面，该切平面上相对该紧固孔开设有安装孔，该固定件与该缸体通过该紧固件穿过该紧固孔及安装孔固定连接。
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