CN109986383B

CN109986383B - 一种自动定位锁紧装置

Info

Publication number: CN109986383B
Application number: CN201910298205.5A
Authority: CN
Inventors: 张鹏翀; 黄尧; 杜晓钟; 王荣军; 岳一领; 马立峰
Original assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Current assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2039-04-15
Also published as: CN109986383A

Abstract

本发明属于定位装置技术领域，具体涉及一种自动定位锁紧装置，包括顶盖和底座，顶盖与底座联接并形成内腔，内腔内设有弹簧和滑动芯子，滑动芯子与内腔的内壁滑动联接并形成介质腔，底座设有与介质腔联通的介质孔，弹簧位于滑动芯子与内腔的内壁之间，还包括锁紧球座，锁紧球座上设有锁紧凹臼，锁紧球座设有两个，两锁紧球座相对设置，滑动芯子套设在两锁紧球座外，滑动芯子内部设有与锁紧球座联接的斜面或圆弧面，通过滑动芯子的移动可实现两锁紧球座的开合，顶盖上设有联接通孔，锁紧销可以通过联接通孔与两锁紧球座联接。本发明整体结构简单、定位迅速、操作时间短、可有效提高工作效率；采用液压/气压实现定位夹紧，大大减轻劳动强度。

Description

一种自动定位锁紧装置

技术领域

本发明属于定位装置技术领域，具体涉及一种自动定位锁紧装置。

背景技术

目前，我国大部分工件、尤其是大型工件在机床上装夹的现状是：机床加工大部分采用虎钳、压板、专用工装、自制工装或拼装夹具等方式进行装夹固定，由于加工工件的结构差异大、品种多，工件从一个工位到另一个工位，一个工序到另一个工序，或一台机床到另一台机床，各类夹具在工件的装夹切换过程中由于工件装夹方式复杂，需要花大量时间去安装、找正，增加了机床不必要的停机时间；其次，装夹找正存在人为误差，不同设备夹具换装，存在重复定位精度低的问题；最后，在传统机床上装夹工件都是工人手动锁紧工件，这样增加了工人的劳动强度，操作时间较长，装夹过程中的夹紧力无法控制，有可能在夹紧的过程中损坏工件。这种生产模式难以实现精益快速生产，极大地影响了产品加工效率的提高。

另外，如瑞士威博（Vischer&Bolli）及德国AMF、雄克（Schunk GmbH & Co.KG）、ZeroClamp等公司均已设计出零点定位系统，实现工件、尤其是大型工件在机床上的自动快速定位锁紧。专利申请号为201220016459.7的实用新型专利公开了一种快速定位卡盘及夹具，其采用钢球对锁紧销进行固定，但钢球与锁紧销之间接触面积小，存在承载力差、容易磨损的问题，易发生定位失效现象。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种自动定位锁紧装置，该装置通过锁紧球座对锁紧销进行固定，两者之间接触面积大，保证联接的可靠。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种自动定位锁紧装置，包括顶盖和底座，所述顶盖与底座联接并形成内腔，所述内腔内设有弹簧和滑动芯子，所述滑动芯子与内腔的内壁滑动联接并形成介质腔，底座设有与介质腔联通的介质孔，弹簧位于滑动芯子与内腔的内壁之间，还包括锁紧球座，所述锁紧球座上设有锁紧凹臼，锁紧球座设有两个，两锁紧球座相对设置，两锁紧球座之间设有张开弹簧；滑动芯子套设在两锁紧球座外，滑动芯子内部设有与锁紧球座联接的斜面或圆弧面，通过滑动芯子的移动可实现两锁紧球座的开合，顶盖上设有联接通孔，锁紧销可以通过联接通孔与两锁紧球座联接。

所述底座内底部设有导向球座，锁紧球座与导向球座滑动联接，导向球座上端设有球形凸台，锁紧球座底部设有相应的导向凹臼。

所述导向球座与底座可拆卸联接。

所述锁紧球座与导向球座之间设有滚子。

所述球形凸台与导向球座滑动联接，导向球座上设有调节螺丝，通过调节螺丝推动球形凸台移动。

所述弹簧采用碟形弹簧。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

通过向介质腔中注入介质使滑动芯子因介质压力的作用向上移动，弹簧在介质的压力作用下被压紧。同时，两锁紧球座在张开弹簧的作用下张开；吊入需要锁紧的组合体；然后卸掉介质的压力，在弹簧的作用下，介质腔中的介质被排出。同时，滑动芯子在弹簧作用下向下移动，锁紧球座在滑动芯子斜向下的压力F作用下同时挤压张开弹簧，直到两锁紧球座锁住锁紧销。该装置可提供可靠的夹持力，拉紧力更大，夹持稳定、可靠；重复定位精度高；使用寿命长；可广泛适用于不同加工应用，兼容性高；可消除夹持过程人为因素导致的错误；装夹灵活，能够根据工件的不同形状及加工条件自行组合、重复使用。

本发明整体结构简单、定位迅速、操作时间短、可有效提高工作效率；采用液压/气压实现定位夹紧，大大减轻劳动强度。

附图说明

图1是本发明的爆炸图；

图2是本发明的半剖爆炸图；

图3是本发明半剖图；

图4是本发明的俯视图；

图5是图4中A-A向的剖视图；

图6是图4中B-B向的剖视图；

图7是本发明锁紧球座开启状态示意图；

图8是本发明锁紧球座闭合状态示意图；

图9是本发明锁紧球座的主视图；

图10是本发明锁紧球座的俯视图；

图11是本发明滚子的结构示意图；

图12是本发明导向球座调节状态示意图；

图13是本发明导向球座分体状态示意图

其中：1为底座，2为导向球座，21为球形凸台，3为滑动芯子，4为密封圈一，5为密封圈二，6为弹簧，7为顶盖，71为联接通孔，8为锁紧球座，81为锁紧凹臼，82为导向凹臼，9为张开弹簧，10为锁紧销，11为滚子，12为调节螺丝。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至4，9和10所示，一种自动定位锁紧装置，包括顶盖7和底座1，顶盖7与底座1联接并形成内腔，内腔内设有弹簧6和滑动芯子3，滑动芯子3与内腔的内壁滑动联接并形成介质腔，底座1设有与介质腔联通的介质孔，介质可以通过介质孔注入介质腔内，滑动芯子3在介质压力的作用下移动；弹簧6位于滑动芯子3与内腔的内壁（顶盖7）之间，滑动芯子3在移动过程中压迫弹簧6，使弹簧6产生弹性势能。顶盖7上设有联接通孔71，锁紧销10可以通过联接通孔71伸入两锁紧球座8的锁紧凹臼81内，使其与两锁紧球座8联接。

两锁紧球座8相对设置，两锁紧球座8之间设有张开弹簧9，两锁紧球座8上设有相应的孔；滑动芯子3套设在两锁紧球座8外，滑动芯子3内部为变径结构，其与锁紧球座8接触面为斜面或圆弧面，使得两锁紧球座8在滑动芯子3移动过程中受到斜向下的压力F，驱使两锁紧球座8闭合（压迫张开弹簧9），从而锁住锁紧销10。

如图5至8所示，具体使用如下：

第一步：在线下先将工件（图中未画出）装夹在工件装夹板上，然后将锁紧销10与工件装夹板固定在一起形成组合体，从而锁紧销10的定位锁紧即为组合体的定位锁紧。

第二步：将介质（气体或液体）从底座1的介质孔中注入介质腔，滑动芯子3因介质的压力作用向上移动，弹簧6在介质的压力作用下被压紧。同时，锁紧球座8在张开弹簧9的作用下张开。

第三步：将与锁紧销10连接在一体的组合体吊运至自动定位锁紧装置上方，然后放入自动定位锁紧装置。

第四步：卸掉介质腔中的压力，在弹簧6的作用下，介质腔中的介质通过介质孔被排出。同时，滑动芯子3在弹簧6作用下向下移动，锁紧球座8也会受到滑动芯子3斜向下的压力F的作用，使得两件锁紧球座8同时挤压张开弹簧9，直到锁紧球座8锁住锁紧销10，从而锁紧组合体。

拆卸操作：

需要将组合体取下时，进行安装操作的第二步后即可将组合体吊离。

联接通孔71为圆柱孔及锥形孔的组合孔，锁紧销10的一端加工有与锁紧球座8上的锁紧凹臼81半径相同的球；同时，还加工有与顶盖7上设置的圆柱孔直径相同的圆柱及与锥形孔尺寸和锥度相同的锥轴。通过锁紧销10与顶盖7上设置的锥度相同的锥形导向结构及直径相同的圆柱体可实现定位功能。

进一步，底座1与滑动芯子3之间布置有密封圈一4及密封圈二5，防止介质腔中介质漏出。

进一步，底座1内底部设有导向球座2，锁紧球座8与导向球座2滑动联接，导向球座2上端设有球形凸台21，锁紧球座8底部设有相应的导向凹臼82。通过球形凸台21与导向凹臼82配合，可以实现锁紧球座8的扇形开合，利于拆卸和装夹。

进一步，底座1与导向球座2可以为一体结构，优选采用分体结构，导向球座2与底座1可拆卸联接，具体可以通过螺栓进行联接。

进一步，如图11所示，为了减小锁紧球座8与导向球座2之间的摩擦力，在锁紧球座8与导向球座2之间设有滚子11。滚子11可采用滚珠或滚柱。具体的，滚子11的数量可以根据实际情况设定，锁紧球座8或导向球座2上设有与滚子11配合的凹槽。

进一步，球形凸台21与导向球座2可为一体结构（如图5、图6和图11所示），优选采用分体结构（如图12和图13所示），球形凸台21与导向球座2滑动联接，导向球座2上通过螺纹联接有调节螺丝12，调节螺丝12的一端伸出导向球座2顶部并与球形凸台21向接触，通过转动调节螺丝12推动球形凸台21移动。球形凸台21的移动可以带动锁紧球座8也相应移动，进而起到微调的作用。

进一步，弹簧6优选采用碟形弹簧。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自动定位锁紧装置，包括顶盖（7）和底座（1），所述顶盖（7）与底座（1）联接并形成内腔，所述内腔内设有弹簧（6）和滑动芯子（3），所述滑动芯子（3）与内腔的内壁滑动联接并形成介质腔，底座（1）设有与介质腔联通的介质孔，弹簧（6）位于滑动芯子（3）与内腔的内壁之间，其特征在于：还包括锁紧球座（8），所述锁紧球座（8）上设有锁紧凹臼（81），锁紧球座（8）设有两个，两锁紧球座（8）相对设置，两锁紧球座（8）之间设有张开弹簧（9）；滑动芯子（3）套设在两锁紧球座（8）外，滑动芯子（3）内部设有与锁紧球座（8）联接的斜面或圆弧面，通过滑动芯子（3）的移动可实现两锁紧球座（8）的开合，顶盖（7）上设有联接通孔（71），锁紧销（10）可以通过联接通孔（71）与两锁紧球座（8）联接；

所述底座（1）内底部设有导向球座（2），锁紧球座（8）与导向球座（2）滑动联接，导向球座（2）上端设有球形凸台（21），锁紧球座（8）底部设有相应的导向凹臼（82）。

2.根据权利要求1所述的一种自动定位锁紧装置，其特征在于：所述导向球座（2）与底座（1）可拆卸联接。

3.根据权利要求1所述的一种自动定位锁紧装置，其特征在于：所述锁紧球座（8）与导向球座（2）之间设有滚子（11）。

4.根据权利要求1所述的一种自动定位锁紧装置，其特征在于：所述球形凸台（21）与导向球座（2）滑动联接，导向球座（2）上设有调节螺丝（12），通过调节螺丝（12）推动球形凸台（21）移动。

5.根据权利要求1所述的一种自动定位锁紧装置，其特征在于：所述弹簧（6）采用碟形弹簧。