CN109083912A - 防撞击保护螺丝钉、连接结构及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防撞击保护螺丝钉，包括螺丝头、定位面、螺丝主体和螺纹结构；螺丝头、定位面和螺丝主体依次同轴固定连接；定位面用于轴向定位；螺丝头和定位面上分别形成上圆锥台和下圆锥台，上圆锥台和下圆锥台的顶部固定连接；螺纹结构形成于螺纹主体上。本发明还公开了一种采用上述螺丝钉的防撞击保护连接结构。本发明还公开一种采用上述的连接结构的防撞击保护连接方法，包括以下步骤：步骤一：螺丝钉通过安装螺纹孔连接到下连接体上；步骤二：将螺丝钉插入定位销孔；步骤三：利用固定顶丝的锥端面和上圆锥台和下圆锥台相抵接。本发明不改变机械设备的原有外观，通过改进的螺丝钉、连接结构及其方法能够对机械主体起到撞击保护作用。

Description

防撞击保护螺丝钉、连接结构及其连接方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种防撞击保护螺丝钉、连接结构及其连接方法。

背景技术

随着光纤激光加工技术的普及，在激光加工过程中，激光加工头被撞击时常存在，撞击往往造成激光头主体变形，光路偏移，严重者会使激光加工头报废，且更换配件耗时耗力，成本很高。

现有激光加工头的防撞通常采用磁力、弹簧和负压三种设计。

其中磁力防撞，相关组件具有磁性，会吸附铁屑，且长时间使用后磁性会降低，防撞效果也会越来越差；弹簧防撞，结构复杂，需要在激光加工头主体上增加弹性过渡模组；负压防撞，需要增加辅助的气源和控制系统，成本太高。

以上几种防撞设计都存在主体和连接体之间刚性不足，导致连接体在高速运动时会晃动的缺点，且在实际应用中防撞组件只能安装在保护镜上方，在撞击发生后主体内的光学镜组容易受外界灰尘污染。

发明内容

为了避免受到撞击后，机械主体受到严重变形和损坏，本发明提出了一种防撞击保护螺丝钉、连接结构及其连接方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种防撞击保护螺丝钉，包括螺丝头、定位面、螺丝主体和螺纹结构；所述螺丝头、定位面和所述螺丝主体依次同轴固定连接；所述定位面用于轴向定位；所述螺丝头和所述定位面上分别形成上圆锥台和下圆锥台，所述上圆锥台和所述下圆锥台的顶部固定连接；所述螺纹结构形成于所述螺纹主体上。

较佳的，所述定位面在与所述螺丝主体的连接处具有定位轴肩。

较佳的，所述上圆锥台和所述下圆锥台的圆锥母线夹角为90°。

较佳的，所述螺丝头上具有内六角凹槽。

较佳的，所述定位面上具有紧固面。

一种防撞击保护连接结构，包括以上所述的螺丝钉。

较佳的，连接结构包括上连接体、下连接体和固定顶丝；所述下连接体的上端面开有安装螺纹孔；所述上连接体的下端面开有定位销孔，所述定位销孔的侧面开有与其连通的固定螺纹孔；所述螺纹结构与所述安装螺纹孔螺纹连接，所述定位面插入所述定位销孔，所述固定顶丝旋入所述固定螺纹孔，其锥端面与所述上圆锥台和所述下圆锥台的圆锥面形状相适配。

一种防撞击保护连接方法，采用以上所述的一种防撞击连接结构，所述螺丝头上具有内六角凹槽，所述定位面上具有紧固面，包括以下步骤：

步骤一：所述螺丝钉通过所述安装螺纹孔连接到所述下连接体上，利用所述内六角凹槽预紧所述螺丝钉，然后使用卡口扳手卡入所述紧固面最终固定所述螺丝钉；

步骤二：在所述定位销孔和所述定位面对齐后，将所述螺丝钉插入所述定位销孔；

步骤三：将所述固定顶丝旋入所述固定螺纹孔，利用所述固定顶丝的锥端面和所述上圆锥台和所述下圆锥台相抵接。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明可以不改变机械连接设备原有外观，通过使用新型的螺丝钉及连接方法就可以做到撞击发生时，能够对机械主体实现保护作用；同时零部件间使用螺丝连接可以保证机械主体的一体性和最大刚性，不会因为运动惯性而产生晃动，影响同轴度和加工效果；在发生撞击时还能够通过螺丝钉断裂的方式，分离连接零件，释放冲击力，保证机械主体的安全和完整。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的螺丝钉的立体图；

图2为本发明一实施例的上连接体和下连接体的剖视图；

图3为本发明一实施例的连接结构的剖视图；

图4为本发明一实施例的连接结构的爆炸图；

图5为本发明一实施例的连接结构在连接上连接体前的立体图；

图6为本发明一实施例的固定顶丝和螺丝钉相互作用的示意图；

图7为本发明一实施例的螺丝钉断裂后的示意图；

图8为本发明一实施例的连接结构在螺丝钉断裂后的立体图。

图中，1-上连接体；2-下连接体；3-螺丝钉；4-固定顶丝；101-定位销孔；102-固定螺纹孔；201-安装螺纹孔；301-螺丝主体；302-螺丝头；303-防撞保护结构；304-紧固面；305-螺纹结构；306-定位面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。本发明以激光加工头的防撞击保护作为例子进行说明，但是并不限制于激光加工头的防撞击保护。

实施例1

如图1所示，一种防撞击保护螺丝钉，包括螺丝头302、定位面306、螺丝主体301和螺纹结构305，螺丝头302、定位面306和螺丝主体301依次同轴固定连接。较佳的，螺丝头302、定位面306和螺丝主体301为一体成型结构。定位面306用于轴向定位，避免螺丝钉3的中心轴线位置发生偏移。较佳的，定位面306为圆柱面结构，但不以此为限。螺丝头302和定位面306之间形成一防撞保护结构303，防撞保护结构303包括上圆锥台和下圆锥台，上圆锥台和下圆锥台的顶部固定连接。上圆锥台和下圆锥台的顶部连接处的直径最小，为螺丝钉3撞击薄弱点，决定螺丝钉3所能承受的横向撞击力的临界阈值。同时螺丝钉3整体需要经过热处理硬化，增强其耐用性。螺纹主体上具有螺纹结构305。

在本发明的一个实施例中，定位面306上具有紧固面304，紧固面304用以卡紧卡口扳手，通过卡口扳手将螺丝钉3紧固在连接件上。

在本发明的一个实施例中，上圆锥台和下圆锥台的圆锥母线夹角为90°。

在本发明的一个实施例中，定位面306在与螺丝主体301的连接处具有定位轴肩。

在本发明的一个实施例中，螺丝头302上具有内六角凹槽，但不以此为限。

实施例2

如图2至图8所示，一种防撞击保护连接结构，包括实施例1中任意优选实施方式的螺丝钉3。

在本发明的一个实施例中，连接结构包括上连接体1、下连接体2和固定顶丝4，螺丝钉3用于连接上连接体1和下连接体2，螺丝钉3的一端与下连接体2螺纹连接，另一端通过固定顶丝4固定在上连接体1上。其中针对激光加工头，上连接体1包括准直、聚焦、保护镜等主要组件，下连接体2包括切割嘴、气体腔等非关键组件。

进一步地，下连接体2的上端面开有安装螺纹孔201，上连接体1的下端面开有定位销孔101，定位销孔101的侧面开有与其连通的固定螺纹孔102。螺纹结构305与安装螺纹孔201螺纹连接，旋拧螺丝钉3至定位面306的定位轴肩与下连接体2的上端面抵接，当螺丝钉3和下连接体2连接时，定位轴肩起到定位的作用效果。定位面306插入定位销孔101，定位面306和定位销孔101形状相适配，可以避免上连接体1沿径向出现松动现象。固定顶丝4旋入固定螺纹孔102，其锥端面与上圆锥台和下圆锥台的圆锥面的形状相适配，并且通过旋入固定顶丝4，使固定顶丝4的锥端面与上圆锥台和下圆锥台的圆锥面抵接，从而锁紧螺丝钉3在上连接体1上。

螺丝钉3的工作原理为：在下连接体2发生撞击时将力量传递到螺丝钉3，螺丝钉3因受到固定顶丝4的限制，螺丝钉3会在上圆锥台和下圆锥台的直径最小处发生断裂，断裂导致上连接体1和下连接体2分离，以保护激光加工头本体不会收到损坏。

撞击发生后，只需要更换螺丝钉3，然后重新锁紧就可以正常使用了。因为螺丝钉3具有定位销的功能，所以在重新安装后不会影响激光加工头精度。同时由于本发明的结构简单灵活，可以将下连接体2置于激光加工头保护镜的下方，这样在撞击分离后，保护镜仍能防止灰尘进入光学内腔，就不会造成昂贵的聚焦镜片受到污染。

实施例3

一种防撞击保护连接方法，采用实施例2的任意优选实施方式的连接结构，其中螺丝头302上具有内六角凹槽，定位面306上具有紧固面304，连接方法包括以下步骤：

步骤一：螺丝钉3通过安装螺纹孔201连接到下连接体2上，利用内六角凹槽预紧螺丝钉3，然后使用卡口扳手卡入紧固面304最终固定螺丝钉3；

步骤二：在定位销孔101和定位面306对齐后，将螺丝钉3插入定位销孔101；此步骤是将螺丝钉3上的定位面306作为定位柱销，用来固定零件间的相对位置；

步骤三：将固定顶丝4旋入固定螺纹孔102，利用固定顶丝4的锥端面和上圆锥台和下圆锥台的圆锥面上的挤压力将上连接体1和下连接体2固定成一体。

本发明对螺丝钉进行了改进，这样可以在不改变激光加工头原有设计的情况下就能够达到防撞保护功能。同时零部件间使用螺丝钉连接可以保证激光加工头的一体性和最大刚性，不会因为运动惯性而产生晃动，影响光学同轴度和加工效果。在发生撞击时还能够通过螺丝钉断裂的方式，分离连接零件，释放冲击力，保证激光切割头主体的安全和完整。

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揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种防撞击保护螺丝钉，其特征在于，包括螺丝头、定位面、螺丝主体和螺纹结构；所述螺丝头、定位面和所述螺丝主体依次同轴固定连接；所述定位面用于轴向定位；所述螺丝头和所述定位面上分别形成上圆锥台和下圆锥台，所述上圆锥台和所述下圆锥台的顶部固定连接；所述螺纹结构形成于所述螺纹主体上。

2.根据权利要求1所述的一种防撞击保护螺丝钉，其特征在于，所述定位面在与所述螺丝主体的连接处具有定位轴肩。

3.根据权利要求1所述的一种防撞击保护螺丝钉，其特征在于，所述上圆锥台和所述下圆锥台的圆锥母线夹角为90°。

4.根据权利要求1所述的一种防撞击保护螺丝钉，其特征在于，所述螺丝头上具有内六角凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种防撞击保护螺丝钉，其特征在于，所述定位面上具有紧固面。

6.一种防撞击保护连接结构，其特征在于，包括如权利要求1所述的螺丝钉。

7.根据权利要求6所述的一种防撞击保护连接结构，其特征在于，包括上连接体、下连接体和固定顶丝；所述下连接体的上端面开有安装螺纹孔；所述上连接体的下端面开有定位销孔，所述定位销孔的侧面开有与其连通的固定螺纹孔；所述螺纹结构与所述安装螺纹孔螺纹连接，所述定位面插入所述定位销孔，所述固定顶丝旋入所述固定螺纹孔，其锥端面与所述上圆锥台和所述下圆锥台的圆锥面形状相适配。

8.一种防撞击保护连接方法，采用如权利要求7所述的一种防撞击连接结构，所述螺丝头上具有内六角凹槽，所述定位面上具有紧固面，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：所述螺丝钉通过所述安装螺纹孔连接到所述下连接体上，利用所述内六角凹槽预紧所述螺丝钉，然后使用卡口扳手卡入所述紧固面最终固定所述螺丝钉；

步骤二：在所述定位销孔和所述定位面对齐后，将所述螺丝钉插入所述定位销孔；

步骤三：将所述固定顶丝旋入所述固定螺纹孔，利用所述固定顶丝的锥端面和所述上圆锥台和所述下圆锥台相抵接。