CN112757192B - 快换夹具自锁紧定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快换夹具自锁紧定位机构，包括定位套，该定位套上沿其轴向设有安装孔，该安装孔内安装有锁紧定位销，该锁紧定位销的外周具有一锥面，所述定位套上设有缺口，该缺口与所述安装孔连通，在所述定位套的缺口处通过第一销轴转动连接有锁紧凸轮，该锁紧凸轮的旋转面与所述锁紧定位销的轴心线相平行，所述锁紧凸轮具有一锁紧面，该锁紧面与所述锁紧定位销上的锥面相配合进行锁紧定位，所述第一销轴上套设有扭簧，该扭簧能够抵在所述锁紧凸轮上。本发明通过锁紧凸轮旋转后锁紧面与锁紧定位销上的锥面摩擦配合，通过扭簧作用于锁紧凸轮的作用力实现对锁紧定位销的锁紧，定位准确，锁紧牢固，整体结构简单，安装方便，成本较低。

Description

快换夹具自锁紧定位机构

技术领域

本发明涉及生产线快换夹具技术领域，具体涉及一种快换夹具自锁紧定位机构。

背景技术

生产线(尤其是自动化生产线)在生产系列化产品时，在产能允许的条件下，为了有效的控制成本，经常采用多种产品共线的生产方式。共线生产是指在生产线主体功能不变的前提下，通过快速更换一部分夹具部件，即可在一条生产线上生产出同系列的多种型号的产品。快换夹具最重要的两个功能就是要实现准确定位和快速锁紧。现有的快换定位锁紧方式主要分为自动型和手动旋钮型，自动型的用气缸、电机等提供动力驱动机构完成锁紧和开锁，优点是锁紧可靠、解锁方便；缺点是气缸、电机等执行元件加上快速换型专用的气、电连接器，不仅会增加很多成本，而且需要占用很多额外的安装空间，所以应用受到很大的限制。现有的手动锁紧方式多采用手动旋钮机构，其是依靠弹簧的弹性变形实现锁紧，锁紧力等于弹簧的变形力，锁紧力较小，定位销不可以承受轴向力，且制作和安装精度要求高，价格也比较高。

发明内容

针对目前存在的技术问题，本发明提供一种快换夹具自锁紧定位机构，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种快换夹具自锁紧定位机构，包括定位套，该定位套上沿其轴向设有安装孔，该安装孔内安装有锁紧定位销，该锁紧定位销的外周具有一锥面，所述定位套上设有缺口，该缺口与所述安装孔连通，在所述定位套的缺口处通过第一销轴转动连接有锁紧凸轮，该锁紧凸轮的旋转面与所述锁紧定位销的轴心线相平行，所述锁紧凸轮具有一锁紧面，该锁紧面与所述锁紧定位销上的锥面相配合进行锁紧定位，所述第一销轴上套设有扭簧，该扭簧能够抵在所述锁紧凸轮上。

上述技术方案，使用时将该自锁定位机构连接在快换夹具与设备上，或者其他需要锁紧定位的结构上，具体是通过定位套和锁紧定位销进行连接，锁紧定位销安装在定位套的安装孔内，转动锁紧凸轮，通过锁紧凸轮的锁紧面与锁紧定位销的锥面摩擦配合实现锁紧定位，扭簧抵在锁紧凸轮上提供锁紧力。

优选地，所述锁紧凸轮上设有容纳槽，所述扭簧位于该容纳槽内，且所述锁紧凸轮在转动过程中该扭簧的一端能够抵在该容纳槽上。

优选地，在所述定位套上位于所述安装孔两侧的位置分别设有一个连接螺孔。

如此设置，连接螺孔内和快换夹具上的螺孔内螺接螺钉，将定位套连接在快换夹具上。

优选地，在所述锁紧凸轮的上端转动连接有凸轮锁紧块，该凸轮锁紧块的一端通过第二销轴与所述锁紧凸轮转动连接，其另一端为自由端，在所述凸轮锁紧块的自由端设有第一锁紧部，锁紧状态时，该第一锁紧部抵在所述锁紧定位销的上端面上。

如此设置，锁紧凸轮转动过程中，一方面通过锁紧凸轮上的锁紧面与锁紧定位销上的锥面摩擦配合进行锁紧，另一方面锁紧凸轮转动带动凸轮锁紧块转动，凸轮锁紧块上的第一锁紧部会抵在锁紧定位销的上端面上进行轴向锁紧，整体锁紧效果较好。

优选地，在所述锁紧凸轮上设第一挡沿，在所述凸轮锁紧块上设第二挡沿，旋转过程中该第二挡沿能够与所述第一挡沿相抵，以限制所述锁紧凸轮与所述凸轮锁紧块的进一步相对转动。

优选地，在所述定位套的上端面上位于所述缺口的两侧的位置处分别设有一个卡槽，两个该卡槽相对设置；

所述凸轮锁紧块的自由端还设有第二锁紧部，该第二锁紧部距离所述第二转销的距离小于所述第一锁紧部距离所述第二转销的距离，同时所述卡槽的宽度大于所述第二锁紧部的宽度，当所述凸轮锁紧块与所述锁紧凸轮处于自锁状态时，所述第二锁紧部抵在所述卡槽的侧壁上。

如此设置，需解除锁定时将凸轮锁紧块向外推动，凸轮锁紧块和锁紧凸轮绕第一销轴和第二销轴顺时针旋转，第二锁紧部移动至卡槽并沿卡槽移动，当第一锁紧部脱离锁紧定位销的上端面后移动到与锁紧定位销外周接触时，锁紧凸轮上的锁紧面脱离锁紧定位销的锥面，此时移动锁紧定位销即可；当移动锁紧定位销后，凸轮锁紧块在扭簧的力作用下逆时针旋转，第二锁紧部沿卡槽反方向移动，直至抵在卡槽的侧壁上时，实现凸轮锁紧块与锁紧凸轮的自锁状态，此时第一锁紧部是伸入锁紧定位销的安装孔内的；当重新穿入锁紧定位销时，锁紧定位销向上顶出第一锁紧部，凸轮锁紧块和锁紧凸轮绕第一销轴和第二销轴顺时针旋转，锁紧定位销装入定位套的安装孔内，在扭簧的作用下锁紧凸轮上的锁紧面与锁紧定位销的锥面摩擦配合进行锁紧，第一锁紧部抵在锁紧定位销的上端面上进行轴向锁紧。

优选地，所述第二锁紧部共两个，分别位于所述凸轮锁紧块的两侧，且两个所述第二锁紧部之间的距离大于所述第一锁紧部的宽度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过锁紧凸轮旋转后锁紧面与锁紧定位销上的锥面摩擦配合，通过扭簧作用于锁紧凸轮的作用力实现对锁紧定位销的锁紧定位，定位准确，锁紧牢固，在穿销定位的同时可完成自动锁紧，操作更加流畅便捷，整体结构简单，安装方便，成本较低，锁紧有效。

附图说明：

图1为本发明的结构图；

图2为图1中的内部剖视图；

图3为图1中的定位套的结构示意图；

图4为图3的另一个角度的结构示意图；

图5为图1中的锁紧凸轮和凸轮锁紧块的结构示意图；

图6为锁紧凸轮与锁紧定位销在锁紧状态的配合示意图；

图7为图1中的凸轮锁紧块的结构示意图；

图8为锁紧凸轮与凸轮锁紧块处于自锁状态时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如附图1-附图8所示的快换夹具自锁紧定位机构，包括定位套1，定位套1整体呈圆盘状或柱状或带凸沿的盘状，该定位套1的中心沿其轴向设有安装孔11，在定位套1上位于安装孔11两侧的位置分别设有一个连接螺孔12，连接螺孔12内螺接螺钉将定位套1连接在快换夹具上。安装孔11内安装有锁紧定位销7，锁紧定位销7可以是圆柱销也可以是菱形销，锁紧定位销7的下端沿轴向上设螺孔72，该螺孔72内螺接螺钉将锁紧定位销7连接设备上，也就是将快换夹具与设备连接起来，该锁紧定位销7的外周具有一锥面71，定位套1上设有缺口13，该缺口13与安装孔11连通，在定位套1的缺口13处通过第一销轴2转动连接有锁紧凸轮3，即在定位套1上位于缺口13处相对的两个面上分别设有穿孔14，第一销轴2的两端分别安装在对应端的穿孔14内，第一销轴2的轴心线与水平面平行，使锁紧凸轮3在竖直面内旋转，即锁紧凸轮3的旋转面与锁紧定位销7的轴心线相平行，锁紧凸轮3具有一锁紧面34，锁紧状态时该锁紧面34与锁紧定位销7上的锥面71摩擦配合进行锁紧定位。

锁紧凸轮3的偏心量为1～2mm，其自锁角为7°，即锁紧力的方向与锁紧定位销7的锥面71的法线方向形成大约7°的夹角，小于钢材的理论自锁角8.5°，锁紧后将形成自锁，如果不反向转动锁紧凸轮3，锁紧定位销7无法从定位套1中拔出。

第一销轴2上套设有扭簧4，旋转过程中该扭簧4能够抵在锁紧凸轮3上。具体为在锁紧凸轮3上设有容纳槽31，扭簧4位于该容纳槽31内，且锁紧凸轮3在转动过程中该扭簧4的一端能够抵在该容纳槽31上，旋转到一定角度后，扭簧4抵在锁紧凸轮3的容纳槽31内能够向锁紧凸轮3提供一定的反向作用力进行锁紧。

在锁紧凸轮3的上端转动连接有凸轮锁紧块6，锁紧凸轮3上靠近其下端的位置设第一连接孔32，靠近其上端的位置处设第二连接孔33，第一销轴2穿设在第一连接孔32内，第二连接孔33内穿设有第二销轴5，该凸轮锁紧块6的一端通过第二销轴5与锁紧凸轮3转动连接，其另一端为自由端，凸轮锁紧块6上设第三连接孔64，第二转销5连接在第三连接孔64内，在凸轮锁紧块6的自由端设有第一锁紧部61和第二锁紧部62，第一锁紧部61和第二锁紧部62均向下延伸，该第二锁紧部62距离第二转销5的距离小于第一锁紧部61距离第二转销5的距离，即第一锁紧部61位于外端，第二锁紧部62位于第一锁紧部61与第三连接孔64之间的位置，第二锁紧部62共两个，分别位于凸轮锁紧块6的两侧，且两个第二锁紧部62之间的距离大于第一锁紧部61的宽度。

在定位套1的上端面上位于缺口13的两侧的位置处分别设有一个卡槽15，两个该卡槽15相对设置，卡槽15的宽度大于第二锁紧部62的宽度，使第二锁紧部62能够在卡槽15内沿其宽度方向前后移动。

在锁紧凸轮3上朝向凸轮锁紧块6的一侧设第一挡沿35，在凸轮锁紧块6上设第二挡沿63，旋转过程中该第二挡沿63能够与第一挡沿35相抵，以限制锁紧凸轮3与凸轮锁紧块6的进一步相对转动。

本发明原理如下：

锁紧状态时，第一锁紧部61抵在锁紧定位销7的上端面上，锁紧凸轮3的锁紧面34与锁紧定位销7的锥面71摩擦配合，扭簧4抵在锁紧凸轮3的容纳槽31内进行锁紧定位(如图2所示)；

需解除锁定时将凸轮锁紧块6向外/右推动，凸轮锁紧块6和锁紧凸轮3绕第一销轴2和第二销轴5顺时针旋转，第二锁紧部62向右移动至卡槽15内并沿卡槽15移动，当第一锁紧部61脱离锁紧定位销7的上端面后移动到与锁紧定位销7的外周接触时，锁紧凸轮3上的锁紧面34脱离锁紧定位销7的锥面71，此时向下移动锁紧定位销7即可；

当向下移动锁紧定位销7后，凸轮锁紧块6在扭簧4的力作用下逆时针旋转，第二锁紧部62沿卡槽15反方向(向左)移动，直至抵在卡槽15的左侧壁上时，实现凸轮锁紧块6与锁紧凸轮3的自锁状态(如图8所示)，此时第一锁紧部61是伸入定位套1的安装孔11内的；

当重新穿入锁紧定位销7时，锁紧定位销7向上顶出第一锁紧部61，凸轮锁紧块6和锁紧凸轮3绕第一销轴2和第二销轴5顺时针旋转，锁紧定位销7装入定位套1的安装孔11内，在扭簧4的作用下锁紧凸轮3上的锁紧面34与锁紧定位销7上的锥面71摩擦配合进行锁紧、同时第一锁紧部61抵在锁紧定位销7的上端面上进行轴向锁紧。

以上描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种快换夹具自锁紧定位机构，其特征在于：包括定位套（1），该定位套（1）上沿其轴向设有安装孔（11），该安装孔（11）内安装有锁紧定位销（7），该锁紧定位销（7）的外周具有一锥面（71），所述定位套（1）上设有缺口（13），该缺口（13）与所述安装孔（11）连通，在所述定位套（1）的缺口（13）处通过第一销轴（2）转动连接有锁紧凸轮（3），该锁紧凸轮（3）的旋转面与所述锁紧定位销（7）的轴心线相平行，所述锁紧凸轮（3）具有一锁紧面（34），该锁紧面（34）与所述锁紧定位销（7）上的锥面（71）相配合进行锁紧定位，所述第一销轴（2）上套设有扭簧（4），该扭簧（4）能够抵在所述锁紧凸轮（3）上；

在所述锁紧凸轮（3）的上端转动连接有凸轮锁紧块（6），该凸轮锁紧块（6）的一端通过第二销轴（5）与所述锁紧凸轮（3）转动连接，其另一端为自由端，在所述凸轮锁紧块（6）的自由端设有第一锁紧部（61），锁紧状态时，该第一锁紧部（61）抵在所述锁紧定位销（7）的上端面上。

2.根据权利要求1所述的快换夹具自锁紧定位机构，其特征在于：所述锁紧凸轮（3）上设有容纳槽（31），所述扭簧（4）位于该容纳槽（31）内，且所述锁紧凸轮（3）在转动过程中该扭簧（4）的一端能够抵在该容纳槽（31）上。

3.根据权利要求1所述的快换夹具自锁紧定位机构，其特征在于：在所述定位套（1）上位于所述安装孔（11）两侧的位置分别设有一个连接螺孔（12）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的快换夹具自锁紧定位机构，其特征在于：在所述锁紧凸轮（3）上设第一挡沿（35），在所述凸轮锁紧块（6）上设第二挡沿（63），旋转过程中该第二挡沿（63）能够与所述第一挡沿（35）相抵，以限制所述锁紧凸轮（3）与所述凸轮锁紧块（6）的进一步相对转动。

5.根据权利要求4所述的快换夹具自锁紧定位机构，其特征在于：在所述定位套（1）的上端面上位于所述缺口（13）的两侧的位置处分别设有一个卡槽（15），两个该卡槽（15）相对设置；

所述凸轮锁紧块（6）的自由端还设有第二锁紧部（62），该第二锁紧部（62）距离所述第二销轴（5）的距离小于所述第一锁紧部（61）距离所述第二销轴（5）的距离，同时所述卡槽（15）的宽度大于所述第二锁紧部（62）的宽度，当所述凸轮锁紧块（6）与所述锁紧凸轮（3）处于自锁状态时，所述第二锁紧部（62）抵在所述卡槽（15）的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的快换夹具自锁紧定位机构，其特征在于：所述第二锁紧部（62）共两个，分别位于所述凸轮锁紧块（6）的两侧，且两个所述第二锁紧部（62）之间的距离大于所述第一锁紧部（61）的宽度。

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