CN105171485B - 气压或液压自锁浮动辅助支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气压或液压自锁浮动辅助支撑，包括顶盖、上活塞杆、预紧弹簧、外夹紧套、缸体、回位弹簧、复位弹簧、下活塞杆、端盖、螺母和内夹紧套。本发明通过采用外夹紧套、内夹紧套的结构，实现了双锥面增力自锁，支撑锁紧力增大，相对于现有技术，结构极为简单但却达到了更好的技术效果，安全稳定性好，使用寿命长，工作效率极高，降低了大量的成本。

Description

气压或液压自锁浮动辅助支撑
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及一种气压或液压自锁浮动辅助支撑。
背景技术
随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的生产模式逐步被现代生产模式所取代，机械制造系统欲适应这种变化须具备较高的柔性。国外已把改进、完善工装夹具作为开发新产品、保证其批量生产中质量的稳定、工作的高效作为一种有效手段。工装夹具正向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展，并将其作为机械制造业的主要发展方向。
作为工装夹具系统的重要辅助工具附件――推力缸、拉力缸、旋转缸、连杆压紧缸、支撑缸等夹具附件在机械制造过程中应用非常广泛，是一种不可缺少和替代的产品。但就目前世界各国的工装夹具附件技术现状看，尚有许多不尽人意，亟需改进和完善的地方。
一、目前世界各国工装夹具附件的技术现状(以油压支撑缸为例)
现在世界各国在机械加工过程中使用的工装夹具附件全部是采用油压、气压技术，以工装夹具附件中结构最复杂制造成本最高的支撑缸为例，大致分两种。
一种是回缩支撑：即支撑缸在初始位置时，支撑头在内部弹簧的作用下处于最上端，再工作时依靠工件在下放时的重力下压支撑头使之同步向下，工件稳妥地放在工装夹具上时就停止下行，支撑头也停止下行。加油后支撑缸锁死，给工件提供支撑力，并停止运动。
另一种是上行支撑：即在初始位置时，支撑头位于最下端。工件放好后，给支撑缸加油压使支撑头上行，碰到工件时支撑头立刻停止上行，并直至锁死。这样支撑头就在这个位置给工件提供支撑并且停止运动。
世界主要几大制造生产工装夹具附件产品的公司有：
美国实用动力集团、美国威克泰克(VEKTEK)公司、德国ROEMHELD公司、日本Pascal公司，日本KOSMEK公司等。
就目前工装夹具的油压浮动辅助支撑缸来说，被公认性能最好的油压支撑是:日本Kosmek公司低压产品，德国Roemheld的高压浮动辅助支撑。低压浮动辅助支撑的市场远远大于高压辅助支撑，但是低压浮动辅助支撑的结构过于复杂、造价成本过高和稳定性不好。
截止目前，世界各国工装夹具附件所有的公司生产和开发的工装夹具附件，还都是沿用着现有的油压，气压技术，浮动辅助支撑缸也是如此，近年来还保持在传统的锥体套间加500-800个钢球，用来降低锥面自锁的摩擦力，防止钢球两面锥体自锁。高压辅助支撑是利用高压强行对薄壁套锁紧，近年逐渐被淘汰。
二、现有油压支撑缸技术的重大缺陷
1、需要复杂的工作控制系统，故障点多，稳定性差，对工作环境要求高。
2、寿命短，导致工作效率不高，无形中增加了生产成本。
3、结构复杂，组装非常难，造成产品制造成本非常高。
4、油压浮动辅支撑缸有时没支撑到位就夹紧停止，锁紧机构偶尔失灵，导致支头顶不住工件而停止工作。
5、辅助支撑工作状态的安全检测非常困难，自动化生产的安全性和稳定性无法保证。
发明内容
本发明为解决上述不足问题，提供一种气压或液压自锁浮动辅助支撑。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：气压或液压自锁浮动辅助支撑，包括顶盖、上活塞杆、预紧弹簧、外夹紧套、缸体、回位弹簧、复位弹簧、下活塞杆、端盖、螺母和内夹紧套；内夹紧套包括套体和柔性夹条，套体为金属空腔结构，套体壁上延母线方向开设有若干条开口，开口内安装有柔性夹条，内夹紧套的外壁设有外锥面，内夹紧套的内壁设有内锥面；外夹紧套为上、下圆柱体构成的阶梯式空腔结构，外夹紧套的内腔与内夹紧套的外锥面相接触处对应设置为圆锥腔结构；缸体的内腔安装有外夹紧套，外夹紧套的上圆柱体与缸体之间密封，外夹紧套的内腔安装有上活塞杆，上活塞杆的上部伸出外夹紧套的顶端且与缸体之间密封，上活塞杆与外夹紧套之间安装有内夹紧套，内夹紧套位于端盖的顶部，上活塞杆底部外壁与内夹紧套的内锥面相接触处对应为锥面结构，端盖的上部与外夹紧套的内腔之间密封，端盖的下部与缸体的内腔之间密封，端盖的外壁上套装有复位弹簧，缸体与外夹紧套、端盖之间构成动力腔，端盖的底部端口处安装有O型圈，端盖的底部端面开设有导通孔且导通孔与动力腔连通，端盖的内腔安装有下活塞杆且密封，下活塞杆上套装有回位弹簧，下活塞杆的上部伸出端盖的顶端并与位于上活塞杆内的螺母螺纹连接，螺母为阶梯式圆柱体结构，螺母上套装有预紧弹簧，预紧弹簧的顶端与固定在上活塞杆顶部的顶盖相接触。
进一步的，外夹紧套的上圆柱体与缸体之间通过挡圈、O型圈密封。
进一步的，上活塞杆的上部伸出外夹紧套的顶端且与缸体之间通过防尘圈密封。
进一步的，内夹紧套与端盖为分体式结构或者一体式结构。
进一步的，端盖的上部与外夹紧套的内腔之间通过O型圈密封，端盖的下部与缸体的内腔之间通过O型圈密封。
进一步的，端盖的内腔安装有下活塞杆且通过挡圈、O型圈密封。
本发明通过采用外夹紧套、内夹紧套的结构，实现了双锥面增力自锁，支撑锁紧力增大，相对于现有技术，结构极为简单但却达到了更好的技术效果，安全稳定性好，使用寿命长，工作效率极高，降低了大量的成本。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是内夹紧套轴侧图；
图3是内夹紧套剖视图；
图4是内夹紧套俯视图。
其中：1.顶盖，2.上活塞杆，3.预紧弹簧，4.挡圈，5.外夹紧套，6.缸体，7.O型圈，8.回位弹簧，9.复位弹簧，10.下活塞杆，11.端盖，12.螺母，13.内夹紧套，14.防尘圈。
具体实施方式
如图1-图4所示，气压或液压自锁浮动辅助支撑，包括顶盖1、上活塞杆2、预紧弹簧3、外夹紧套5、缸体6、回位弹簧8、复位弹簧9、下活塞杆10、端盖11、螺母12和内夹紧套13；内夹紧套13包括套体和柔性夹条，套体为金属空腔结构，套体壁上延母线方向开设有若干条开口，开口内安装有柔性夹条，内夹紧套13的外壁设有外锥面，内夹紧套13的内壁设有内锥面；外夹紧套5为上、下圆柱体构成的阶梯式空腔结构，外夹紧套5的内腔与内夹紧套13的外锥面相接触处对应设置为圆锥腔结构；缸体6的内腔安装有外夹紧套5，外夹紧套5的上圆柱体与缸体6之间通过挡圈4、O型圈7密封，外夹紧套5的内腔安装有上活塞杆2，上活塞杆2的上部伸出外夹紧套5的顶端且与缸体6之间通过防尘圈14密封，上活塞杆2与外夹紧套5之间安装有内夹紧套13，内夹紧套13位于端盖11的顶部，内夹紧套13与端盖11为分体式结构或者一体式结构，上活塞杆2底部外壁与内夹紧套13的内锥面相接触处对应为锥面结构，端盖11的上部与外夹紧套5的内腔之间通过O型圈7密封，端盖11的下部与缸体6的内腔之间通过O型圈7密封，端盖11的外壁上套装有复位弹簧9，缸体6与外夹紧套5、端盖11之间构成动力腔，端盖11的底部端口处安装有O型圈7，端盖11的底部端面开设有导通孔且导通孔与动力腔连通，端盖11的内腔安装有下活塞杆10且通过挡圈4、O型圈7密封，下活塞杆10上套装有回位弹簧8，下活塞杆10的上部伸出端盖11的顶端并与位于上活塞杆2内的螺母12螺纹连接，螺母12为阶梯式圆柱体结构，用于限位、导向及连接，螺母12上套装有预紧弹簧3，预紧弹簧3的顶端与固定在上活塞杆2顶部的顶盖1相接触。支撑工件时，从端盖11的底端注入油或者气，同时，部分油或者气通过导通孔进入动力腔内；油压或者气压使下活塞杆10向上运动，压缩回位弹簧8，预紧弹簧3带动上活塞杆2向上运动，直至下活塞杆10遇到端盖11限位处停止或顶盖1在上升中途预见任何外力或工件，会因为外力或工件重力大于预紧弹簧3的弹簧力，而使上活塞杆2停止运动，预紧弹簧3压缩，预紧弹簧3设计的压缩行程大于下活塞杆10的有效行程(下活塞杆10从最下端到最顶端的限位行程)；外夹紧套5受动力腔中的油压或者气压作用，向里压缩并向下运动，压缩复位弹簧9，通过相接触的锥面将力传递给内夹紧锥套13，内夹紧套13向里压缩，将力传递给上活塞杆2并锁紧。放松工件时，卸回油或者气，复位弹簧9复位，外夹紧套5向外并向上运动，内夹紧套13向外拉伸复位，松开上活塞杆2，上活塞杆2通过回位弹簧8、预紧弹簧3的复位向下运动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.气压或液压自锁浮动辅助支撑，其特征在于：包括顶盖(1)、上活塞杆(2)、预紧弹簧(3)、外夹紧套(5)、缸体(6)、回位弹簧(8)、复位弹簧(9)、下活塞杆(10)、端盖(11)、螺母(12)和内夹紧套(13)；内夹紧套(13)包括套体和柔性夹条，套体为金属空腔结构，套体壁上延母线方向开设有若干条开口，开口内安装有柔性夹条，内夹紧套(13)的外壁设有外锥面，内夹紧套(13)的内壁设有内锥面；外夹紧套(5)为上、下圆柱体构成的阶梯式空腔结构，外夹紧套(5)的内腔与内夹紧套(13)的外锥面相接触处对应设置为圆锥腔结构；
缸体(6)的内腔安装有外夹紧套(5)，外夹紧套(5)的上圆柱体与缸体(6)之间密封，外夹紧套(5)的内腔安装有上活塞杆(2)，上活塞杆(2)的上部伸出外夹紧套(5)的顶端且与缸体(6)之间密封，上活塞杆(2)与外夹紧套(5)之间安装有内夹紧套(13)，内夹紧套(13)位于端盖(11)的顶部，上活塞杆(2)底部外壁与内夹紧套(13)的内锥面相接触处对应为锥面结构，端盖(11)的上部与外夹紧套(5)的内腔之间密封，端盖(11)的下部与缸体(6)的内腔之间密封，端盖(11)的外壁上套装有复位弹簧(9)，缸体(6)与外夹紧套(5)、端盖(11)之间构成动力腔，端盖(11)的底部端口处安装有O型圈(7)，端盖(11)的底部端面开设有导通孔且导通孔与动力腔连通，端盖(11)的内腔安装有下活塞杆(10)且密封，下活塞杆(10)上套装有回位弹簧(8)，下活塞杆(10)的上部伸出端盖(11)的顶端并与位于上活塞杆(2)内的螺母(12)螺纹连接，螺母(12)为阶梯式圆柱体结构，螺母(12)上套装有预紧弹簧(3)，预紧弹簧(3)的顶端与固定在上活塞杆(2)顶部的顶盖(1)相接触。
2.根据权利要求1所述的气压或液压自锁浮动辅助支撑，其特征在于：所述外夹紧套(5)的上圆柱体与缸体(6)之间通过挡圈(4)、O型圈(7)密封。
3.根据权利要求1所述的气压或液压自锁浮动辅助支撑，其特征在于：所述上活塞杆(2)的上部伸出外夹紧套(5)的顶端且与缸体(6)之间通过防尘圈(14)密封。
4.根据权利要求1所述的气压或液压自锁浮动辅助支撑，其特征在于：所述的内夹紧套(13)与端盖(11)为分体式结构或者一体式结构。
5.根据权利要求1所述的气压或液压自锁浮动辅助支撑，其特征在于：所述端盖(11)的上部与外夹紧套(5)的内腔之间通过O型圈(7)密封，端盖(11)的下部与缸体(6)的内腔之间通过O型圈(7)密封。
6.根据权利要求1所述的气压或液压自锁浮动辅助支撑，其特征在于：所述端盖(11)的内腔安装有下活塞杆(10)且通过挡圈(4)、O型圈(7)密封。
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