CN109590771A - 工件固定装置及其使用方法 - Google Patents

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黄炜骞
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders

Abstract

本发明涉及一种工件固定装置及其使用方法，该工件固定装置包括：底座；本体，其在轴向方向上从底座开始由近端向远端延伸，包括：工件安装部，其朝向本体的远端开口并且构造为具有锥形内壁；拉杆腔，其靠近近端并与工件安装部连通，其中，拉杆腔中形成台阶部；拉杆，其从拉杆腔延伸进入工件安装部，包括：螺纹部，其位于拉杆的远端并且延伸进入工件安装部之内；凸起部，其构造为与台阶部相适配；以及延伸部，其构造为从拉杆腔延伸进入底座中；第一锥齿轮，其设置在底座中并且与延伸部啮合；以及第二锥齿轮，其与第一锥齿轮啮合并且设置在径向方向上，其中，底座的侧面上设置有开口，开口构造为面朝第二锥齿轮。

Description

工件固定装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一般装配工具领域，并且更具体而言，涉及一种工件固定装置，其用于将工件固定到旋转轴上，并且本发明还涉及上述工件固定装置的使用方法。
背景技术
已知的是，机床（例如，车床和加工中心）上常设置有用于固定工件的装置。这些工件固定装置通常追求工件的高精度定位和快速安装拆卸。典型的安装精度通常为小于0.003mm。
现有技术的工件固定装置常采用液压力来操作，因此需要复杂的液压管路和控制系统，不仅增加了成本和操作步骤，而且实际上并不是所有的工件都适合用液压系统来固定。
本领域中已经提出了一些解决方案来解决上述问题。例如，一种用于加工中心的常规工件更换解决方案涉及使用装配孔和销来固定工件，这可以降低成本和操作难度，但是其对工件的重复安装精度仅为0.03mm，不足以达到加工中心的工件固定精度要求。
然而，现有的工件固定装置具有结构复杂、维护困难等缺点。因此，所期望的是提供一种新的工件固定装置，其能够避免并克服现有技术中的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种工件固定装置。本发明的另一个目的在于提供上述工件固定装置的使用方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种工件固定装置，包括：
底座；
本体，其在轴向方向上从底座开始由近端向远端延伸，包括：
工件安装部，其朝向本体的远端开口并且构造为具有锥形内壁；
拉杆腔，其靠近近端并与工件安装部连通，其中，拉杆腔中形成台阶部；
拉杆，其从拉杆腔延伸进入工件安装部，包括：
螺纹部，其位于拉杆的远端并且延伸进入工件安装部之内；
凸起部，其构造为与台阶部相适配；以及
延伸部，其构造为从拉杆腔延伸进入底座中；
第一锥齿轮，其设置在底座中并且与延伸部啮合；以及
第二锥齿轮，其与第一锥齿轮啮合并且设置在径向方向上，其中，底座的侧面上设置有开口，开口构造为面朝第二锥齿轮。
可选地，螺纹部构造为与工件内的螺纹孔相适配，其中，工件具有与工件安装部的锥形内壁相对应的外部形状。
可选地，工件固定装置还包括扳手，扳手构造为具有弯曲形状并且通过开口插入并转动第二锥齿轮。
可选地，本体通过一个或多个螺钉来固定到底座上。
可选地，底座构造为连接到加工中心或机床的旋转轴上。
可选地，第二锥齿轮构造为顺时针旋转时趋向于使第一锥齿轮和拉杆加紧，并且在逆时针旋转时趋向于使第一锥齿轮和拉杆松开。
可选地，本体的外部设置有外壳。
可选地，外壳通过多组轴承来附接在本体上。
本发明提供了一种工件固定装置的使用方法，包括下列步骤：
1) 提供上述工件固定装置;
2) 将工件装入工件安装部内并且适配到拉杆的螺纹部上；
3) 将扳手通过开口来插入第二锥齿轮中，顺时针转动扳手，并将工件加紧就位。
可选地，还包括下列步骤：
4) 在加工完毕之后，将扳手通过开口来插入第二锥齿轮中，并逆时针转动扳手，以将工件推出工件安装部；
5) 将工件从拉杆的螺纹部卸下。
本发明的有益效果在于：本发明的工件固定装置及其使用方法具有结构简单、安装可靠、维护方便等优点，并且通过采用本发明的工件固定装置及其使用方法，能够快速地安装和拆卸工件，提高了工作效率和生产能力。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1是本发明的工件固定装置的横截面视图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。
此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。
应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。
图1是本发明的工件固定装置的横截面视图。其中，一种工件固定装置100包括：
底座101；
本体110，其在轴向方向A-A上从底座101开始由近端向远端延伸，包括：
工件安装部110a，其朝向本体110的远端开口并且构造为具有锥形内壁；
拉杆腔111，其靠近近端并与工件安装部110a连通，其中，拉杆腔111中形成台阶部111a；
拉杆120，其从拉杆腔111延伸进入工件安装部110a，包括：
螺纹部120a，其位于拉杆120的远端并且延伸进入工件安装部110a之内；
凸起部120b，其构造为与台阶部111a相适配；以及
延伸部120c，其构造为从拉杆腔111延伸进入底座101中；
第一锥齿轮113a，其设置在底座101中并且与延伸部120c啮合；以及
第二锥齿轮113b，其与第一锥齿轮113a啮合并且设置在径向方向B-B上，其中，底座101的侧面上设置有开口101a，开口101a构造为面朝第二锥齿轮113b。
如图所示，螺纹部120a构造为与工件200内的螺纹孔200a相适配，其中，工件200具有与工件安装部110a的锥形内壁相对应的外部形状。
可选地，工件固定装置100还包括扳手300，扳手300构造为具有弯曲形状并且通过开口101a插入并转动第二锥齿轮113b。
如图所示，本体110通过一个或多个螺钉140来固定到底座101上。
可选地，底座101构造为连接到加工中心或机床的旋转轴上。本领域技术人员还可根据实际需要将本发明的工件固定装置应用到其他工具上。
可选地，第二锥齿轮113b构造为顺时针旋转时趋向于使第一锥齿轮113a和拉杆120加紧，并且在逆时针旋转时趋向于使第一锥齿轮113a和拉杆120松开。然而，本领域技术人员也可根据实际需要采用其他设置。例如，上述工件固定装置可用于360°连续激光焊接工艺或高精度旋转测量工艺。
可选地，本体110的外部设置有外壳150。
可选地，外壳150通过多组轴承来附接在本体110上。在外壳150之内可形成冷却流体通道或其他合适的装置。
本发明还涉及一种工件固定装置的使用方法，其包括下列步骤：
1) 提供上文所描述的工件固定装置;
2) 将工件200装入工件安装部110a内并且适配到拉杆120的螺纹部120a上；
3) 将扳手300通过开口101a来插入第二锥齿轮113b中，顺时针转动扳手300，并将工件200加紧就位。
可选地，上述使用方法还包括下列拆卸步骤：
4) 在加工完毕之后，将扳手300通过开口101a来插入第二锥齿轮113b中，并逆时针转动扳手300，以将工件200推出工件安装部110a；
5) 将工件200从拉杆120的螺纹部120a卸下。
根据本发明的公开内容，本领域技术人员可容易地将本发明的工件固定装置应用于其他装置中，包括但不限于机床、车床等。
本发明的工件固定装置及其使用方法具有结构简单、安装可靠、维护方便等优点，并且能够在快速地安装和拆卸工件的同时确保，提高了工作效率和生产能力。
本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域中的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本发明请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工件固定装置(100)，其特征在于，包括：
底座(101)；
本体(110)，其在轴向方向(A-A)上从所述底座(101)开始由近端向远端延伸，包括：
工件安装部(110a)，其朝向所述本体(110)的远端开口并且构造为具有锥形内壁；
拉杆腔(111)，其靠近所述近端并与所述工件安装部(110a)连通，其中，所述拉杆腔(111)中形成台阶部(111a);
拉杆(120)，其从所述拉杆腔(111)延伸进入所述工件安装部(110a)，包括：
螺纹部(120a)，其位于所述拉杆(120)的远端并且延伸进入所述工件安装部(110a)之内；
凸起部(120b)，其构造为与所述台阶部(111a)相适配；以及
延伸部(120c)，其构造为从所述拉杆腔(111)延伸进入所述底座(101)中；
第一锥齿轮(113a)，其设置在所述底座(101)中并且与所述延伸部(120c)啮合；以及
第二锥齿轮(113b)，其与所述第一锥齿轮(113a)啮合并且设置在径向方向(B-B)上，其中，所述底座(101)的侧面上设置有开口(101a)，所述开口(101a)构造为面朝所述第二锥齿轮(113b)。
2.根据权利要求1所述的工件固定装置，其特征在于，所述螺纹部(120a)构造为与工件(200)内的螺纹孔(200a)相适配，其中，所述工件(200)具有与所述工件安装部(110a)的锥形内壁相对应的外部形状。
3.根据权利要求2所述的工件固定装置，其特征在于，所述工件固定装置(100)还包括扳手(300)，所述扳手(300)构造为具有弯曲形状并且通过所述开口(101a)插入并转动所述第二锥齿轮(113b)。
4.根据权利要求3所述的工件固定装置，其特征在于，所述本体(110)通过一个或多个螺钉(140)来固定到所述底座(101)上。
5.根据权利要求3所述的工件固定装置，其特征在于，所述底座(101)构造为连接到加工中心或机床的旋转轴上。
6.根据权利要求3所述的工件固定装置，其特征在于，所述第二锥齿轮(113b)构造为顺时针旋转时趋向于使所述第一锥齿轮(113a)和所述拉杆(120)加紧，并且在逆时针旋转时趋向于使所述第一锥齿轮(113a)和所述拉杆(120)松开。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的工件固定装置，其特征在于，所述本体(110)的外部设置有外壳(150)。
8.根据权利要求7中所述的工件固定装置，其特征在于，所述外壳(150)通过多组轴承来附接在所述本体(110)上。
9.一种工件固定装置的使用方法，其特征在于，包括下列步骤：
1) 提供根据上述权利要求1-8中的任一项所述的工件固定装置;
2) 将工件(200)装入所述工件安装部(110a)内并且适配到所述拉杆(120)的所述螺纹部(120a)上；
3) 将扳手(300)通过所述开口(101a)来插入所述第二锥齿轮(113b)中，顺时针转动所述扳手(300)，并将所述工件(200)加紧就位。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，还包括下列步骤：
4) 在加工完毕之后，将所述扳手(300)通过所述开口(101a)来插入所述第二锥齿轮(113b)中，并逆时针转动所述扳手(300)，以将所述工件(200)推出所述工件安装部(110a)；
5) 将所述工件(200)从所述拉杆(120)的所述螺纹部(120a)卸下。
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