CN113070698A - 一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法 - Google Patents

一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法，包括：固定座；中心设置有心轴通孔的心轴，一端固定在固定座上，心轴的外周设置有多个镶块安装槽，镶块安装槽上开设有弹销安装槽；镶块与镶块安装槽可拆卸连接，且其上贯穿开设有弹销活动槽；弹销穿过弹销活动槽设置在弹销安装槽内，弹销靠近心轴通孔一侧设置有弹销斜面；固定块与心轴的另一端可拆卸连接，固定块上开设有一盲孔；弹性件设置在盲孔内，上端与固定块抵接；弹销压块位于心轴通孔内且与弹性件的下端连接；弹销压块的下表面设置有与弹销斜面相匹配的压块斜面。本发明提出的内胀夹紧机构，弹销同时受力，产品内壁胀力均匀，定位准确，产品自身定位尺寸及精度对检测影响很小。

Description

一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法
技术领域
本发明属于夹紧工装技术领域，特别涉及一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法。
背景技术
在制造行业中，经常需要对产品进行固定以便于后续加工。目前常用的各类夹紧或者锁紧机构，有例如手动夹紧工装夹钳、快夹、夹板，再如气动夹紧装置各类气缸、阀门等。由于产品在前道工序中不可避免地会产生的一定的尺寸公差，在利用这些工装固定产品时，往往无法彻底的消除这些尺寸公差带来的间隙误差，造成最终产品精度需取决于产品每道工序的尺寸精度。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构，通过在内胀夹紧机构的心轴上设置多个弹销来固定产品。使用时，该内胀夹紧机构的多个弹销同时受力，产品内壁胀力均匀，定位准确。
为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构，包括：
固定座；
心轴，其一端固定设置在所述固定座上，所述心轴的中心贯穿设置有心轴通孔，所述心轴的外周向设置有多个镶块安装槽，所述镶块安装槽的内壁上贯穿开设有弹销安装槽；
多个镶块，其与所述镶块安装槽可拆卸连接，且其上贯穿开设有弹销活动槽；
多个弹销，其穿过所述弹销活动槽设置在所述弹销安装槽内，所述弹销靠近所述心轴通孔一侧的顶部设置有一弹销斜面；
固定块，与所述心轴的另一端可拆卸连接，所述固定块的中心位置开设有一盲孔；
弹性件，设置在所述盲孔内，所述弹性件上端与所述固定块抵接；
弹销压块，与所述弹性件的下端固定连接，且位于所述心轴通孔内；所述弹销压块的下表面设置有与所述弹销斜面相匹配的压块斜面。
优选地，所述镶块安装槽为T型槽，所述镶块沿所述T型槽上端滑入，与所述心轴紧配。
优选地，所述镶块安装槽的个数为3个或以上，所述镶块安装槽沿所述心轴外周等间距分布。
优选地，所述弹性件为弹簧。
优选地，所述弹销的弹性端设置有弹性垫圈。
优选地，所述固定座的中心设置有与所述心轴通孔相匹配的凸台。
优选地，所述固定座上设置有固定孔，所述固定孔用于固定所述夹紧机构。
优选地，所述固定块上设置有螺孔，与所述心轴的另一端上设置的螺孔通过螺栓连接。
优选地，所述心轴通孔为圆角通孔。
本发明还提出一种应用上述自定心多轴联动式内胀夹紧机构的夹紧方法，包括如下步骤：
将待压紧固定的产品从所述内胀夹紧机构的上端套入心轴；
多个弹销受到产品压力向内同时滑动，并通过斜面将弹销压块顶起；
弹销压块被顶起导致弹性件受力并产生反向压力下压弹销压块，弹销压块通过压块斜面将力传到给弹销；
多个弹销受力后同时向外扩张，对产品进行内胀压紧并固定产品。
综上所述，本发明提出一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法，通过在内胀夹紧机构的心轴上设置多个弹销来固定产品，具有如下的有益效果：首先，多个弹销同时受力，使得产品内壁胀力均匀，定位准确，产品自身定位尺寸及精度对产品的后续加工或产品的检测结果的影响很小；其次，使用本发明的内胀夹紧机构对产品内胀固定后不会对产品产生压痕；再次，本发明的内胀夹紧机构，可以根据所需弹力的大小更换弹性件，拓展装置的使用范围；又，本本发明的内胀夹紧机构结构简单、便于加工，可以作为大部分模具、工装、夹检具等设备的辅助内胀夹紧使用，且可用于对各类异形件的固定。
附图说明
图1：本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一的剖视图。
图2：本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一的结构示意图。
图3：本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一A部分的放大图。
图4：本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一心轴的俯视图。
其中，1-固定座、11-固定座螺孔、12-凸台、13-固定孔、2-心轴、21-心轴通孔、22-镶块安装槽、23-弹销安装槽、24-心轴螺孔、3-镶块、31-弹销活动槽、4-弹销、41-弹销斜面、42-弹性垫圈、5-弹销压块、51-压块斜面、52-凹槽、6-弹性件、7-固定块、71-固定块螺孔、8-弹性件固定件。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1-图4所示，本发明的实施例一提出一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构，该自定心多轴联动式内胀夹紧机构可包括固定座1、心轴2、镶块3、弹销4、弹销压块5、弹性件6以及固定块7。
如图1所示，图1为本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一的结构示意图，在本实施例中，心轴2的一端固定设置在固定座1上，心轴2的中心位置贯穿设置有一心轴通孔21，心轴2的外周向设置有多个镶块安装槽22，镶块安装槽22的内壁上贯穿开设有弹销安装槽23。多个镶块3可拆卸地安装在多个镶块安装槽22内，镶块3上与弹销安装槽23相应的位置设置有弹销活动槽31。多个弹销4，穿过弹销活动槽31设置在弹销安装槽内23内，弹销4靠近心轴通孔21一侧的顶部设置有一弹销斜面41。固定块7与心轴2的另一端可拆卸连接，固定块2的中心位置开设有一盲孔，盲孔的开口方向朝向心轴通孔21。弹性件6设置在固定块2的盲孔内，且弹性件6的上端与固定块6抵接。弹销压块5设置在心轴通孔内且与弹性件6的下端固定连接，弹销压块5的下表面设置有与弹销斜面41相匹配的压块斜面51。
如图2、图4所示，图2为本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一的爆炸图，图4为本发明自定心多轴联动式内胀夹紧机构实施例一心轴的俯视图，在本发明的实施例一中，心轴2上贯穿地设置有心轴螺孔24，固定座1和固定块7上相应地设置有固定座螺孔11和固定块螺孔71，心轴2的一端通过该心轴螺孔24与固定座1上的固定座螺孔螺纹连接，心轴2的另一端通过该心轴螺孔24与固定块7上的固定块螺孔螺纹连接。当然，在其他的实施例中，连接方式可以是多样的，例如可以是在心轴2的两端非贯穿地分别设置与固定座1和固定块7连接的螺孔；又例如可以将心轴2与固定座1设置成一体结构，而仅心轴2的另一端通过心轴螺孔24与固定块7上的固定块螺孔螺纹连接。
如图1、图2所示，在本发明的实施例一中，在固定座1的中心位置可以设置例如一凸台12，该凸台12与心轴通孔21相匹配，即心轴通孔21可以套设在凸台12内，凸台12的设置可以方便实现心轴2在固定座1上的定位，将心轴通孔21套设在凸台12内，即可让固定座1上的固定座螺孔11自动与心轴螺孔24位置对齐，方便装配。
如图2所示，在本发明的实施例一中，在固定座1上还可以设置固定孔13，固定孔13用于将整个装置固定，例如可以通过固定孔13将装置固定在装配操作平台上，避免装置移动、翻到，便于操作。固定孔13可以是例如沿固定座四周均匀分布的多个固定孔。例如可以是图2中所示的沿圆形固定座圆周均匀分布的4个固定孔13，当然也可以其其他数量的固定孔13。当固定座1是其他形状时，固定孔13的分布方式也可以是不同的，例如正方形的固定座1，可以沿其四边上或者相对的两边上设置固定孔13。
如图2、图4所示，心轴2的外周向设置有多个镶块安装槽22，多个镶块安装槽22可以是沿心轴2的外周等间距地均匀分布的。镶块安装槽22的个数可以是3个或者以上，由于3点可以确定一个圆，从而可以确定唯一的圆心位置，因此可以确保本发明的夹紧机构实现精确定位。例如可以是图中所示的4个镶块安装槽22。
如图2、图4所示，在本发明的实施例一中，镶块安装槽22例如可以是T型槽，即在槽的两侧延伸出卡接部位，镶块3的两侧相应地延伸出侧边，镶块3从镶块安装槽22的上端滑入，镶块3上的侧边与T型槽两侧延伸出的卡接部位卡接，实现镶块3与心轴2的紧配。
如图1-图4所示，在心轴2的中心位置贯穿设置有心轴通孔21，心轴2的镶块安装槽22的内壁和镶块3上的相应位置分别设置有弹销安装槽23和弹销活动槽31，多个弹销4分别穿过对应的弹销安装槽23和弹销活动槽31设置，弹销4的弹性端设置在弹销活动槽31内。弹销4、弹销安装槽23和弹销活动槽31靠近弹销安装槽23一侧的高度相同且大于弹销4的弹性端的高度，弹销4的弹性端的高度与弹销活动槽31远离弹销安装槽23一侧的高度相同。
组装本发明的夹紧机构时，先将弹销4的非弹性端置入弹销安装槽23，并沿弹销安装槽23向心轴通孔21推进，使得弹销4的弹性端的端面不会高出弹销安装槽23内壁的壁面，然后将镶块3沿从镶块安装槽22的上端滑入，使得弹销安装槽23与弹销活动槽31对齐即可。
如图1-图4所示，在心轴2的中心位置贯穿设置有心轴通孔21，在弹销4靠近心轴通孔21一侧的顶部设置有一弹销斜面41，弹销斜面41的角度例如可以是45°。在心轴通孔21内设置有弹销压块5，在弹销压块5的下端设置有与弹销4的弹销斜面41相匹配的压块斜面51。当弹销压块5受到向下的压力时，压力通过压块斜面51传递给弹销4，使得弹销4受到向外的力而向外周胀开；相反，当弹销4受到向内的压力时，压力通过弹销斜面41传递给弹销压块5，使得弹销压块5受到向上的力而沿心轴通孔向上运动。
如图1-图3所示，在本发明的实施例一中，在弹销4的弹性端可以设置有弹性垫圈42，弹性垫圈42设置在弹销4的弹性端与镶块3的弹销活动槽31相接触的位置。
如图1-图3所示，在固定块7的中心位置设置有盲孔，盲孔的开口端设置在靠近弹销压块5的一侧。盲孔内设置有弹性件6，弹性件6的上端与固定块7抵接，弹性件6的下端与弹销压块连接。当产品需要被压紧固定时，将产品从本发明的自定心多轴联动式内胀夹紧机构的上端套入心轴2，此时沿心轴2的外周分布的多个弹销4受到产品向内的压力同时向心轴通孔21内滑动，并通过弹销斜面41将压力传给弹销压块5，从而将弹销压块5顶起，弹销压块5被顶起导致弹性件6收缩受力并产生反向压力，弹性件6上的反向压力下压弹销压块5，弹销压块5再通过弹销斜面51将反向压力传给弹销4，多个弹销4受力同时向外滑出，对产品进行内胀压紧并固定产品。
如图2所示，在本发明的实施例一中，心轴通孔21可以是正方形的，此时为了便于弹销压块5在心轴通孔21内上下移动，心轴通孔21可以是如图中所示的圆角通孔，弹销压块5可以是与之相匹配的圆角正方形的。在其他的实施例中，心轴通孔21也可以是其他多边形的或者圆形的。
如图1、图3所示，在本发明的实施例一中，弹销压块5的上表面与弹性件6连接处可以设置一凹槽52，弹性件6的下端设置在凹槽52内。将弹性件6的下端设置在凹槽52内可以防止弹性件6的下端在弹销压块5的上表面发生移动，导致弹性件6上的受力方向发生变化，从而影响装置固定产品的精确性。
如图3所示，在本发明的实施例一中，在弹销压块5的上方还可以例如设置一弹性件固定件8，弹性件6通过弹性件固定件8固定在弹销压块5上，例如固定在凹槽52内。弹性件固定件8例如可以是一固定销，固定销穿过弹性件6的下端且两端分别固定在弹销压块5的上表面上。在本发明的其他实施例中，弹性件固定件8例如还可以是固定片等。
如图1-3所示，在本发明的实施例一中，弹性件6可以是弹簧，例如螺旋弹簧、压力弹簧管等，弹性件6还可以是其他弹性件，例如片簧、波纹管等。
本发明还提出一种应用上述自定心多轴联动式内胀夹紧机构的夹紧方法，包括：
将待压紧固定的产品从自定心多轴联动式内胀夹紧机构的上端套入心轴；
多个弹销受到产品内壁的压力同时向内滑动，并通过弹销斜面将压力传递给弹销压块，使弹销压块受到向上的推力，从而将弹销压块顶起；
弹销压块被顶起导致弹性件受力并产生反向压力下压弹销压块，弹销压块通过压块斜面将力传到给弹销；
多个弹销受力后同时向外扩张，对产品进行内胀压紧并固定产品。
综上所述，本发明提出一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构及夹紧方法，通过在内胀夹紧机构的心轴上设置多个弹销来固定产品，可以使多个弹销同时受力，使得产品内壁受到的胀力均匀，定位准确，从而使得产品自身定位尺寸及精度对产品的后续加工或产品的检测结果的影响很小；同时，使用本发明的内胀夹紧机构对产品内胀固定后不会对产品产生压痕，不会对产品造成损伤；再次，本发明的内胀夹紧机构，可以根据所需弹力的大小更换弹性件，装置的使用范围广；又，本本发明的内胀夹紧机构结构简单、便于加工，可以作为大部分模具、工装、夹检具等设备的辅助内胀夹紧使用，且可用于对各类异形件的固定。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，包括：
固定座；
心轴，其一端固定设置在所述固定座上，所述心轴的中心贯穿设置有心轴通孔，所述心轴的外周向设置有多个镶块安装槽，所述镶块安装槽的内壁上贯穿开设有弹销安装槽；
多个镶块，其与所述镶块安装槽可拆卸连接，且其上贯穿开设有弹销活动槽；
多个弹销，其穿过所述弹销活动槽设置在所述弹销安装槽内，所述弹销靠近所述心轴通孔一侧的顶部设置有一弹销斜面；
固定块，与所述心轴的另一端可拆卸连接，所述固定块的中心位置开设有一盲孔；
弹性件，设置在所述盲孔内，所述弹性件上端与所述固定块抵接；
弹销压块，与所述弹性件的下端固定连接，且位于所述心轴通孔内；所述弹销压块的下表面设置有与所述弹销斜面相匹配的压块斜面。
2.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述镶块安装槽为T型槽，所述镶块沿所述T型槽上端滑入，与所述心轴紧配。
3.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述镶块安装槽的个数为3个或以上，所述镶块安装槽沿所述心轴外周等间距分布。
4.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述弹销压块上表面与所述弹性件连接处设置有一凹槽。
5.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
6.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述弹销的弹性端设置有弹性垫圈。
7.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述固定座的中心设置有与所述心轴通孔相匹配的凸台。
8.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述固定座上设置有固定孔，所述固定孔用于固定所述夹紧机构。
9.根据权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构，其特征在于，所述固定块上设置有螺孔，与所述心轴的另一端上设置的螺孔通过螺栓连接。
10.一种应用如权利要求1所述的自定心多轴联动式内胀夹紧机构的夹紧方法，其特征在于，包括如下步骤：
将待压紧固定的产品从所述内胀夹紧机构的上端套入心轴；
多个弹销受到产品压力向内同时滑动，并通过弹销斜面将弹销压块顶起；
弹销压块被顶起导致弹性件受力并产生反向压力下压弹销压块，弹销压块通过压块斜面将力传到给弹销；
多个弹销受力后同时向外扩张，对产品进行内胀压紧并固定产品。
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