CN111496560B - 一种机床用联动自锁紧装置 - Google Patents

Abstract

一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，包括锁销、锁体、联动锁紧机构，所述锁体是装置的主体，所述联动锁紧机构安装于锁体的内部，所述锁销可插入锁体中心的圆锥通孔中实现定位并带动联动锁紧机构运作，进而被联动锁紧机构锁紧；本发明所采用技术方案利用联动锁紧机构自身的运动特点和自锁特性实现了自动定位和快速稳定锁紧，不需依靠电气控制，适用性更强；锁销可与各类工装、夹具连接，通用性更好。

Description

一种机床用联动自锁紧装置

技术领域

本发明涉及机床自动化技术领域，特别涉及一种机床用联动自锁紧装置。

背景技术

伴随着我国机械制造技术的快速发展，通用性更好、适应多种加工工况的综合加工中心愈发普及。由于加工中心具有功能多、适用性强的特点，因此面临加工零件形式多样、外形不同的实际问题，为了适应各种零件的加工需求，就需要配套相对应的工装夹具；

例如专利号：201911398555的中国发明专利公开了一种CNC加工机床固定夹具，其在工作台上设置导轨，并在导轨上安装气缸驱动的夹具，通过导轨调整夹具位置，并利用气缸带动夹板实现对工件的夹紧固定，夹具的力度可通过调整气缸实现控制，夹具的位置和方向可进行调整，更具有适用性；

通过对上述发明和现有技术的研究，发现人们常采用电磁、气动等有源驱动方式实现工件的夹紧和固定，这种技术方案存在对电源较为依赖、使用场景受限的缺点，同时由于增加电气控制，一定程度上增加了产品成本；此外，工件的放置和锁紧步骤分离，容易造成工件定位不准等问题；

因此，我们急需发明一种能够无源使用、工件定位并放置完成后即实现锁定的快速锁紧装置来解决上述技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种机床用联动自锁紧装置，其通过联动锁紧机构实现锁销下落过程中的联动锁紧，同时锁体和锁销之间利用锥面自定位的特性，实现了锁销的自动定位，锁销完成插入动作后即完成定位和锁紧，同时联动锁紧机构利用凸轮的自锁特性，提供了稳固可靠的锁定状态。

本发明所使用的技术方案是：一种机床用联动自锁紧装置，包括锁销、锁体、联动锁紧机构，所述锁体是装置的主体，所述联动锁紧机构安装于锁体的内部，所述锁销可插入锁体中心的圆锥通孔中实现定位并带动联动锁紧机构运作，进而被联动锁紧机构锁紧；

所述联动锁紧机构为左右对称结构，两侧组成完全相同，其包括滑动销、上驱动杆、驱动摆杆、下驱动杆、卡钩、驱动齿轮、传动轴、带轮、驱动带、传动齿轮轴、传动齿轮、复位弹簧，所述滑动销安装在锁体上方的孔中，其可以沿着孔上下运动，所述滑动销一侧设置有半圆柱体凸起，另一侧加工有齿，所述驱动摆杆安装在锁体内部的圆柱转轴处，其可绕着圆柱转轴进行摆动，所述上驱动杆一端与驱动摆杆相联接，且能够沿着驱动摆杆轴线方向滑动，另一端紧贴在滑动销的半圆柱体凸起的圆面上，所述卡钩安装在锁体靠下的圆柱转轴处且可绕着圆柱转轴进行摆动，在卡钩上设置有滑槽，所述下驱动杆一端与驱动摆杆相联接，并且可以沿着驱动摆杆的轴线方向滑动，另一端与卡钩相联接，且驱动摆杆能够在卡钩的滑槽中滑动，所述下驱动杆与锁体之间安装有复位弹簧，所述传动轴转动安装在锁体中部的长圆通孔中，所述驱动齿轮固定安装于传动轴一端，并且与滑动销一侧的齿相啮合，所述带轮固定安装在传动轴的另一轴端，其与驱动齿轮可随着传动轴实现同步转动，所述传动齿轮轴上安装有带轮和传动齿轮，三者可实现同步运动，在传动齿轮轴的一侧轴端面上设置有沟槽，所述传动齿轮轴转动安装在锁体的圆孔中，所述传动齿轮与其对称设置的另一个传动齿轮相啮合，所述驱动带安装在两个带轮之上。

进一步地，所述的锁销主体结构为圆台，在小直径一端的侧面设置有卡槽，在锁销大直径一端加工有法兰。

进一步地，所述锁体为整个装置的主体，其外形为长方体形结构，所述锁体的中心位置有锥形通孔，锥形通孔的锥度与锁销的圆台侧面锥度相同，在锥形通孔内侧开有槽，在槽壁上设置有圆柱转轴，在锁体的前侧面设置有圆形通孔，在锁体的上侧面竖直设置有圆孔，在锁体内有容纳驱动摆杆摆动的空腔，空腔内壁上设置有圆柱转轴，在锁体上侧面圆孔与驱动摆杆所在空腔之间，加工有圆形通孔，在锥形通孔内侧的槽和驱动摆杆所在的空腔之间，加工有圆形通孔，在锁体上侧圆孔靠近中心一侧加工有圆柱形槽，所述锁体前侧面圆形通孔的内部加工有空腔，在此处空腔与锁体上侧圆孔处的圆柱形槽之间加工有圆形通孔。

进一步地，所述滑动销主体为圆柱体，一侧有半圆柱体凸台，相对的另一侧加工有齿，可与驱动齿轮相啮合。

进一步地，所述驱动摆杆为细长杆，驱动摆杆的中部有圆柱形凸台，圆柱形凸台的位置偏向上驱动杆一侧，使得驱动摆杆形成杠杆结构，圆柱形凸台中心有圆形通孔。

进一步地，所述驱动摆杆与上驱动杆、下驱动杆之间需能相对转动，转动轴线与驱动摆杆的转动轴线平行。

进一步地，所述复位弹簧为碳素弹簧钢制成的螺旋弹簧。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明利用滑动销、卡钩等构件组成的联动锁紧机构，实现了锁销在插入锁体中心锥形圆孔后的自动锁紧，同时锁销的法兰限制了滑动销的复位，形成了可靠的锁定状态，无需单独设置动力源，就达到了自动锁定、稳固可靠的良好技术效果；

（2）本发明利用联动锁紧机构中，滑动销和上驱动杆组成的凸轮机构在上驱动杆运动到半圆柱体凸台顶端位置时具有的自锁特性，实现了稳定锁定状态；

（3）本发明采用齿轮啮合可实现转向调整的特点，达到了两侧机构同时、同步运动的良好技术效果；

（4）本发明利用锁销圆台结构的锥面和锁体中心处锥形通孔相互配合，实现自动定位的良好技术效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明联动锁紧机构的结构示意图。

图3为本发明驱动摆杆所在截面的截面图。

图4为本发明传动轴所在截面的截面图。

图5为本发明驱动带所在空腔的截面图。

图6为本发明驱动带所在空腔的正视截面图。

图7为本发明锁销的结构示意图。

图8为本发明滑动销的结构示意图。

图9为本发明上驱动杆的结构示意图。

图10为本发明驱动摆杆的结构示意图。

图11为本发明下驱动杆的结构示意图。

图12为本发明传动齿轮、传动齿轮轴和带轮的组合部件示意图。

图13为本发明传动齿轮轴的结构示意图。

附图标号：1-锁销；2-锁体；3-联动锁紧机构；301-滑动销；302-上驱动杆；303-驱动摆杆；304-下驱动杆；305-卡钩；306-驱动齿轮；307-传动轴；308-带轮；309-驱动带；310-传动齿轮轴；311-传动齿轮；312-复位弹簧。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例，如图1-13所示，一种机床用联动自锁紧装置，包括锁销1、锁体2、联动锁紧机构3，锁体2是装置的主体，联动锁紧机构3安装于锁体2的内部，锁销1可插入锁体2中心的圆锥通孔中并带动联动锁紧机构3实现联动，进而被联动锁紧机构3锁紧；

联动锁紧机构3为左右对称结构，两侧组成完全相同，其包括滑动销301、上驱动杆302、驱动摆杆303、下驱动杆304、卡钩305、驱动齿轮306、传动轴307、带轮308、驱动带309、传动齿轮轴310、传动齿轮311、复位弹簧312，滑动销301安装在锁体2上方的孔中，其可以沿着孔上下运动，滑动销301一侧设置有半圆柱体凸起，另一侧加工有齿，驱动摆杆303安装在锁体2内部的圆柱转轴处，其可绕着圆柱转轴进行摆动，上驱动杆302一端与驱动摆杆303相联接，且能够沿着驱动摆杆303轴线方向滑动，另一端紧贴在滑动销301的半圆柱体凸起的圆面上，卡钩305安装在锁体2靠下的圆柱转轴处且可绕着圆柱转轴进行摆动，在卡钩305上设置有滑槽，下驱动杆304一端与驱动摆杆303相联接，并且可以沿着驱动摆杆303的轴线方向滑动，另一端与卡钩305相联接，且驱动摆杆303能够在卡钩305的滑槽中滑动，下驱动杆304与锁体2之间安装有复位弹簧312，复位弹簧312为碳素弹簧钢制成的螺旋弹簧，具有很好的复位效果；传动轴307转动安装在锁体2中部的长圆通孔中，驱动齿轮306固定安装于传动轴307一端，并且与滑动销301一侧的齿相啮合，带轮308固定安装在传动轴307的另一轴端，其与驱动齿轮306可随着传动轴307实现同步转动，传动齿轮轴310上安装有带轮308和传动齿轮311，三者可实现同步运动，在传动齿轮轴310的一侧轴端面上设置有沟槽，传动齿轮轴310转动安装在锁体2的圆孔中，传动齿轮311与其对称设置的另一个传动齿轮311相啮合，驱动带309安装在两个带轮308之上；

当锁销1插入锁体2的中心处锥形通孔时，法兰下表面首先接触到滑动销301，在随后的下降过程中，滑动销301随着锁销1沿锁体2的圆形通孔向下移动，一侧的半圆柱体凸起推动上驱动杆302沿轴线方向滑动，滑动的上驱动杆302带动驱动摆杆303摆动，从而带动下驱动杆304沿轴线方向发生滑动，最终使卡钩305向锁体2中心方向摆动至贴合在锁销1的卡槽处，限制锁销1的向上移动，同时由于锁销1的法兰贴合在锁体2的上表面，限制锁销1继续向下移动，此时装置实现锁定；

当装置需要解锁时，使用但不限于十字螺丝刀的工具通过锁体2前侧面的圆形通孔，伸入至传动齿轮轴310处，顺时针拧动传动齿轮轴310，此时联动锁紧机构3带动滑动销301继续向下移动，在复位弹簧312的作用下，下驱动杆304向着初始位置方向运动，卡钩305离开锁销1回到槽内，联动锁紧装置3的锁定状态解除，可取出锁销1，完全取出锁销1后，反向旋拧传动齿轮轴310至滑动销301恢复初始位置，完成复位操作。

本发明实施例的一个可选实施方案中，如图7所示，除与上一个实施例相同的零件外，锁销1主体结构为圆台，在小直径一端的侧面设置有卡槽，在锁销1大直径一端加工有法兰，锁销1圆台结构的锥面可与锁体2中心处的锥形通孔相配合，从而当锁销1插入锁体2的中心处锥形通孔时，带动联动锁紧机构3实现联动，进而被联动锁紧机构3锁紧。

本发明实施例的一个可选实施方案中，除与上一个实施例相同的零件外，锁体2为整个装置的主体，其外形为长方体形结构，锁体2的中心位置有锥形通孔，锥形通孔的锥度与锁销1的圆台侧面锥度相同，在锥形通孔内侧开有槽，在槽壁上设置有圆柱转轴，联动缩进机构的卡钩305转动安装在圆柱转轴上，并能绕圆柱转轴实现摆动，在锁体2的前侧面设置有圆形通孔，传动齿轮轴310带有沟槽的一端朝向圆形通孔并转动安装在圆形通孔内，在锁体2的上侧面竖直设置有圆孔，圆孔两侧对称开有方形通槽，滑动销301有齿一侧朝向锁体2的锥形通孔，滑动销301滑动安装在圆孔中，在锁体2内有容纳驱动摆杆303摆动的空腔，空腔内壁上设置有供安装驱动摆杆303使用的圆柱转轴，在锁体2上侧面圆孔与驱动摆杆303所在空腔之间，加工有圆形通孔，在锥形通孔内侧的槽和驱动摆杆303所在的空腔之间，加工有圆形通孔，在锁体2上侧圆孔靠近中心一侧加工有圆柱形槽，用于安装驱动齿轮306，锁体2前侧面圆形通孔的内部加工有空腔，空腔内安装有带轮308、驱动带309、传动齿轮轴310和传动齿轮311，在此处空腔与锁体2安装驱动齿轮306的圆柱形槽之间加工有圆形通孔，用于安装传动轴307，从而将使整个机构布置合理，锁紧动作可靠。

本发明实施例的一个可选实施方案中，如图8所示，除与上一个实施例相同的零件外，滑动销301主体为圆柱体，一侧有半圆柱体凸台，与上驱动杆302配合形成凸轮机构，相对的另一侧加工有齿，可与驱动齿轮306相啮合，滑动销301和上驱动杆302组成的凸轮机构在上驱动杆302运动到半圆柱体凸台顶端位置时具有的自锁特性，实现了稳定锁定状态。

本发明实施例的一个可选实施方案中，如图10所示，除与上一个实施例相同的零件外，驱动摆杆303为细长杆，驱动摆杆303的中部有圆柱形凸台，圆柱形凸台的位置偏向上驱动杆302一侧，使得驱动摆杆303形成杠杆结构，凸台中心有圆形通孔，驱动摆杆303与上驱动杆302、下驱动杆304之间需能相对转动，转动轴线与驱动摆杆303的转动轴线平行，滑动销301一侧的半圆柱体凸起推动上驱动杆302沿轴线方向滑动，滑动的上驱动杆302带动驱动摆杆303摆动，从而带动下驱动杆304沿轴线方向发生滑动，最终使卡钩305向锁体2中心方向摆动至贴合在锁销1的卡槽处，限制锁销1的向上移动，同时由于锁销1的法兰贴合在锁体2的上表面，限制锁销1继续向下移动，此时装置实现锁定。

Claims (7)

1.一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，包括：锁销（1）、锁体（2）和联动锁紧机构（3）；所述锁体（2）是装置的主体，所述联动锁紧机构（3）安装于锁体（2）的内部，所述锁销（1）可插入锁体（2）中心的圆锥通孔中实现定位并带动联动锁紧机构（3）运作，进而被联动锁紧机构（3）锁紧；

所述联动锁紧机构（3）为左右对称结构，两侧组成完全相同，其包括：滑动销（301）、上驱动杆（302）、驱动摆杆（303）、下驱动杆（304）、卡钩（305）、驱动齿轮（306）、传动轴（307）、带轮（308）、驱动带（309）、传动齿轮轴（310）、传动齿轮（311）和复位弹簧（312）；所述滑动销（301）安装在锁体（2）上方的孔中，所述滑动销（301）一侧设置有半圆柱体凸起，另一侧加工有齿，所述驱动摆杆（303）安装在锁体（2）内部的圆柱转轴处，所述上驱动杆（302）一端与驱动摆杆（303）相联接，且能够沿着驱动摆杆（303）轴线方向滑动，另一端与滑动销（301）的半圆柱体凸起相接触；

所述卡钩（305）安装在锁体（2）靠下的圆柱转轴处，在卡钩（305）上设置有滑槽，所述下驱动杆（304）一端与驱动摆杆（303）相联连接，另一端与卡钩（305）相联接，所述下驱动杆（304）与锁体（2）之间安装有复位弹簧（312），所述传动轴（307）转动安装在锁体（2）中部的长圆通孔中，所述驱动齿轮（306）固定安装于传动轴（307）一端，并且与滑动销（301）一侧的齿相啮合；

所述带轮（308）固定安装在传动轴（307）的另一轴端，其与驱动齿轮（306）可随着传动轴（307）实现同步转动，所述传动齿轮轴（310）上安装有带轮（308）和传动齿轮（311），在传动齿轮轴（310）的一侧轴端面上设置有沟槽，所述传动齿轮轴（310）转动安装在锁体（2）的圆孔中，所述传动齿轮（311）与对称设置的另一个传动齿轮（311）相啮合，所述驱动带（309）安装在两个带轮（308）之上；

所述锁销（1）插入锁体（2）的中心处锥形通孔时，法兰下表面首先接触到滑动销（301），在进一步下降过程中，滑动销（301）随着锁销（1）沿锁体（2）的圆形通孔向下移动，一侧的半圆柱体凸起推动上驱动杆（302）沿轴线方向滑动，滑动的上驱动杆（302）带动驱动摆杆（303）摆动，从而带动下驱动杆（304）沿轴线方向发生滑动，最终使卡钩（305）向锁体（2）中心方向摆动至贴合在锁销（1）的卡槽处，限制锁销（1）向上移动，同时由于锁销（1）的法兰贴合在锁体（2）的上表面，限制锁销（1）继续向下移动，从而装置实现锁定。

2.根据权利要求1所述一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，所述的锁销（1）主体结构为圆台，在小直径一端的侧面设置有卡槽，在锁销（1）大直径一端加工有法兰。

3.根据权利要求1所述一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，所述锁体（2）的外形为长方体形结构，所述锁体（2）的中心位置有锥形通孔，锥形通孔的锥度与锁销（1）的圆台侧面锥度相同，在锥形通孔内侧开有槽，在槽壁上设置有圆柱转轴，在锁体（2）的前侧面设置有圆形通孔，在锁体（2）的上侧面竖直设置有圆孔，在锁体（2）内有容纳驱动摆杆（303）摆动的空腔，空腔内壁上设置有圆柱转轴，在锁体（2）上侧面圆孔与驱动摆杆（303）所在空腔之间，加工有圆形通孔，在锥形通孔内侧的槽和驱动摆杆（303）所在的空腔之间，加工有圆形通孔，在锁体（2）上侧圆孔靠近中心一侧加工有圆柱形槽；所述锁体（2）前侧面圆形通孔的内部加工有空腔，在此处空腔与锁体（2）上侧圆孔处的圆柱形槽之间加工有圆形通孔。

4.根据权利要求1所述一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，所述滑动销（301）主体为圆柱体，一侧有半圆柱体凸台，相对的另一侧加工有齿，可与驱动齿轮（306）相啮合。

5.根据权利要求1所述一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，所述驱动摆杆（303）为细长杆，驱动摆杆（303）的中部有圆柱形凸台，圆柱形凸台的位置偏向上驱动杆（302）一侧，使得驱动摆杆（303）形成杠杆结构，圆柱形凸台中心有圆形通孔。

6.根据权利要求1所述一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，所述驱动摆杆（303）与上驱动杆（302）、下驱动杆（304）之间能相对转动，其转动轴线与驱动摆杆（303）的转动轴线平行。

7.根据权利要求1-6任意一项权利要求所述一种机床用联动自锁紧装置，其特征在于，所述复位弹簧（312）为碳素弹簧钢制成的螺旋弹簧。

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