CN116423461A - 一种轮胎模具花纹块夹持装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎模具花纹块夹持装置及方法，涉及轮胎模具工装夹具领域，包括：工作台，其上安装有同步运动结构；同步运动结构，包括两个同步动作的驱动机构；自定心夹持结构，包括两个对称布置的夹持机构，夹持机构一一对应安装于驱动机构，每个夹持机构均设有转动连接夹持机构主体的夹紧块，夹紧块上设有卡合凹槽，两个卡合凹槽同时接触并夹持花纹块，针对目前对弧形结构的花纹块进行夹持加工时稳定性较差的问题，采用适配花纹块端部的夹紧块配合自定位结构，从花纹块的两侧分别接触并带动花纹块移动，利用夹紧块的转动来适配夹持花纹块过程中的位置调整，最终从花纹块两侧同步夹紧花纹块，达到对花纹块的稳定夹持。

Description

一种轮胎模具花纹块夹持装置及方法

技术领域

本发明涉及轮胎模具工装夹具领域，具体涉及一种轮胎模具花纹块夹持装置及方法。

背景技术

汽车轮胎上的花纹不仅可以使轮胎表面变得美观，而且关系到轮胎是否能够发挥轮胎的牵引、制动、转弯和排水等性能，轮胎中的花纹制作通常使用带有花纹块的轮胎模具完成。

轮胎模具中花纹圈是整个模具的重点和难点，并且花纹圈对精度要求较高。传统的花纹圈的制作方式是先将花纹圈成型，再将其切割为九等分的花纹块，但其切割过程中破坏了花纹块的连续性；目前采用的花纹制作方式是先将未加工的花纹圈切割为若干等分，然后对每个花纹块的内表面进行加工，但由于花纹块的内表面和外表面都呈现出弧形，因此在加工过程中难以固定。目前已有技术方案中采用花纹块的圆弧面进行定位夹持，但存在夹持稳定性较差的问题，容易出现晃动，从而影响到花纹块的加工精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种轮胎模具花纹块夹持装置及方法，采用夹紧块与自定位结构相结合的方式，以夹紧块适配花纹块的端部并带动其移动，通过夹紧块的转动，实现夹持花纹块时的位置调整，最终通过从两侧同步夹紧花纹块的方式，实现对花纹块的稳定夹持。

本发明的第一目的是提供一种轮胎模具花纹块夹持装置，采用以下方案：

包括：

工作台，其上安装有同步运动结构；

同步运动结构，包括两个同步动作的驱动机构；

自定心夹持结构，包括两个对称布置的夹持机构，夹持机构一一对应安装于驱动机构，每个夹持机构均设有转动连接夹持机构主体的夹紧块，夹紧块上设有卡合凹槽，卡合凹槽设有接触花纹块端面的第一接触面和接触花纹块外圆周面的第二接触面，两个卡合凹槽同时接触并夹持花纹块。

进一步的，所述夹持机构包括支撑块、安装架和夹紧块，支撑块连接于安装架形成夹持机构主体，夹紧块转动连接于支撑块，自定心夹持结构所对应两个夹持结构的两个安装架相对间隔布置，支撑块和夹紧块位于两个安装架之间。

进一步的，所述自定心夹持结构的两个夹紧块的卡合凹槽相对设置，两个卡合凹槽之间形成容纳花纹块的夹持部。

进一步的，所述夹紧块通过销轴安装于支撑块，夹紧块相对于支撑块绕销轴转动，以改变夹紧块与安装架的相对夹角，夹紧块绕销轴转动的轨迹所在平面与所夹持花纹块对应弧线轨迹所在平面平行或共面。

进一步的，所述夹紧块转动行程的末端和首端分别设置止挡，安装板上设置两个间隔布置的支撑块，夹紧块设置在两个支撑块之间，销轴分别与两个支撑块上预设的销孔同轴配合。

进一步的，所述驱动机构包括承载板、滑轨和伸缩件，滑轨安装于工作台的台面，承载板滑动安装于滑轨，伸缩件连接承载板，伸缩件驱动承载板并在滑轨约束下移动。

进一步的，所述承载板上设置同步齿条，两个承载板上对应的两个同步齿条啮合同一同步齿轮，且两个同步齿条啮合于同步齿轮轴线的异侧。

进一步的，所述工作台上设有承载架，承载架上安装有用于接触花纹块的支撑架，承载架下方预留供驱动机构移动的通道。

本发明的第二目的是提供一种轮胎模具花纹块夹持装置的工作方法，包括：

将花纹块置于两个夹持机构之间，夹持机构上夹紧块的卡合凹槽朝向花纹块；

驱动机构带动两个夹持机构同步移动，夹紧块逐渐靠近并接触花纹块，夹紧块转动并带动花纹块调整位置；

当两个夹紧块的第一接触面与花纹块端面贴合，同时第二接触面与花纹块外圆周面接触时，夹紧块完成对花纹块的稳定夹持。

进一步的，在夹紧块接触花纹块并逐渐将花纹块夹紧过程中，夹紧块卡合凹槽的第二接触面与花纹块的外圆周面接触，第一接触面先与花纹块的端面保持间距；当两个夹持机构逐渐靠近时，花纹块会保持在中间位置，并沿着花纹块径向移动；夹紧块转动，直至第一接触面与花纹块的端面接触，第一接触面和第二接触面同时接触花纹块。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

（1）针对目前对弧形结构的花纹块进行夹持加工时稳定性较差的问题，采用适配花纹块端部的夹紧块配合自定位结构，从花纹块的两侧分别接触并带动花纹块移动，利用夹紧块的转动来适配夹持花纹块过程中的位置调整，最终从花纹块两侧同步夹紧花纹块，达到对花纹块的稳定夹持。

（2）夹紧块上的卡合凹槽形状与花纹块端部的形状相适配，卡合凹槽设有接触花纹块端面的第一接触面和接触花纹块外圆周面的第二接触面，第一接触面和第二接触面呈夹角布置，当夹紧块逐渐靠近花纹块并接触时，夹紧块会逐渐转动，直至卡合凹槽与花纹块的端部完全匹配，达到自定心夹持的目的。

（3）将两个驱动机构对应的滑轨对接，两个承载板沿滑轨的移动路径共线，两个承载板所对应连接的两个伸缩件同步动作，达到两个承载板的同步靠近或同步远离，驱动承载板上夹持机构的同步靠近或同步远离，从而实现对花纹块的夹持或释放。

（4）采用同步齿轮和同步齿条来对两个承载板的运动来进行强制同步，确保夹持机构对花纹块进行同步夹紧。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1和2中轮胎模具花纹块夹持装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1和2中花纹块的结构示意图。

图3为本发明实施例1和2中花纹块的剖面示意图。

图4为本发明实施例1和2中自定心夹持结构的示意图。

图5为本发明实施例1和2中同步运动结构的示意图。

图6为本发明实施例1和2中工作台的结构示意图。

其中，1.花纹块，2.承载架，3.机架，4.自定心夹持结构，5.同步运动结构，6.工作台，41.销轴，42.第一支撑块，43.止挡，44.第二支撑块，45.安装板，46.夹紧块，51.承载板，52.同步齿轮，53.齿轮轴，54.同步齿条，55.伸缩件，56.滑块，57.滑轨，61.台面，62.除尘器，63.支撑板，64.气嘴，65.支撑架，66.支腿，67.加固件，68.收集槽。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图6所示，给出一种轮胎模具花纹块夹持装置。

目前加工花纹圈是先将花纹圈切割成若干等分得到花纹块1，再对花纹块1内表面进行加工。由于花纹块1的内表面和外表面均为弧形，在加工时难以装夹，导致稳定性较差，影响加工精度。

基于此，本实施例中提供一种轮胎模具花纹块夹持装置，采用适配花纹块1端部的夹紧块46配合自定位结构，从花纹块1的两侧分别接触并带动花纹块1移动，利用夹紧块46的转动来适配夹持花纹块1过程中的位置调整，最终从花纹块1两侧同步夹紧花纹块1，达到对花纹块1的稳定夹持。

下面，结合附图对上述轮胎模具花纹块夹持装置进行详细说明。

参见图1，轮胎模具花纹块夹持装置主要包括工作台6、自定心夹持结构4和同步运动结构5；同步运动结构5安装于工作台6，自定心夹持结构4安装于同步运动结构5，自定心夹持结构4包括两个对称布置的夹持机构，同步运动结构5包括两个驱动机构，驱动机构与夹持机构一一对应连接，驱动机构带动夹持机构靠近或远离夹持机构的对称面，同步运动结构5的两个驱动机构之间为同步动作，能够驱动两个夹持机构同步靠近或同步远离。

每个夹持机构上均设有夹紧块46，夹紧块46上设有匹配花纹块1端部的卡合凹槽，夹紧块46位于两个夹持机构的卡合凹槽之间，夹紧块46能够相对于夹持机构的主体结构转动，在夹持花纹块1过程中，能够随着两个夹持机构的靠近而转动，调整夹紧块46与花纹块1的相对位置，实现对夹紧块46的自定位。

花纹块1为近似扇环体形状，如图2所示，花纹块1朝向其轴线一侧的内圈轨迹为圆弧，远离其轴线一侧的外圈轨迹也为圆弧，花纹块1所对应圆弧的弦的垂直平分线和花纹块1的轴线共同确定一个平面作为花纹块1的对称面，该对称面同样作为花纹块1完成夹持定位后两个夹持机构对称布置的基准面。花纹块1的端面与外圆周面靠近端面一端切线的夹角为θ。

花纹块1朝向其轴线一侧的内圈上设有成型轮胎花纹的特征，如图3所示，特征根据所设计的轮胎花纹进行加工，使加工后轮胎的牵引、制动、转弯和排水等性能满足需求。

花纹块1的内圈轨迹的圆弧长度小于外圈轨迹的圆弧长度，在夹持时，由于内圈上设有特征结构，本实施例中，夹紧块46上的卡合凹槽接触花纹块1端面和花纹块1外圆弧面进行定位，避让花纹块1内圈的特征分布区域，两个夹持机构同时接触花纹块1后实现对花纹块1的夹持。

区别于利用弧形定位面的工装来匹配花纹块1的外圆弧面进行定位的方式，本实施例中从花纹块1的两端进行定位，活动的夹紧块46能够适应花纹块1的姿态而提高定位效率，避免花纹块1在定位后与夹紧块46之间产生错动，提高夹持的稳定性。

如图1和图4所示，夹持机构包括支撑块、安装架和夹紧块46，支撑块连接于安装架形成夹持机构主体，夹紧块46转动连接于支撑块，自定心夹持结构4所对应两个夹持结构的两个安装架相对间隔布置，支撑块和夹紧块46位于两个安装架之间，两个夹紧块46的卡合凹槽相对设置，两个卡合凹槽之间形成容纳花纹块1的夹持部。

具体的，夹紧块46通过销轴41安装于支撑块，夹紧块46相对于支撑块绕销轴41转动，从而改变夹紧块46与安装架的相对夹角，夹紧块46绕销轴41转动的轨迹所在平面与所夹持花纹块1对应弧线轨迹所在平面平行或共面，夹紧块46转动过程中能够调节其上卡合凹槽的开口方向，适应花纹块1所处位置。

夹紧块46上的卡合凹槽形状与花纹块1端部的形状相适配，卡合凹槽设有接触花纹块1端面的第一接触面和接触花纹块1外圆周面的第二接触面，第一接触面和第二接触面呈夹角布置，此夹角值也为θ，等于端面与外圆周面靠近端面一端切线的夹角。

在夹紧块46接触花纹块1并逐渐将花纹块1夹紧过程中，夹紧块46卡合凹槽的第二接触面与花纹块1的外圆周面接触，第一接触面先与花纹块1的端面保持间距，在两个夹持机构同步靠近过程中，花纹块1保持在中间位置，同时向花纹块1的外圆周面一侧移动，即沿花纹块1径向向外移动，并带动夹紧块46绕销轴41转动，直至第一接触面与花纹块1的端面接触，第一接触面和第二接触面同时接触花纹块1，限制夹紧块46的转动，达到从两端对夹紧块46的夹持。

在夹紧块46逐渐靠近花纹块1并接触的过程中，夹紧块46能够逐渐转动直至匹配花纹块1的端部，达到自定心夹持的目的。

如图4所示，在夹紧块46转动行程的末端和首端分别设置止挡43，限制夹紧块46的转动范围，使其既能够进行转动来达到自定心夹持，又能够避免转动过度而导致夹持失效的问题。

夹紧块46的夹持凹槽呈V形结构，夹紧块46与销轴41相连接，销轴41与支撑块上预设的销孔转动配合。考虑夹紧块46对花纹块1夹持的稳定性，可选的，在安装板45上设置两个间隔布置的支撑块，分别为第一支撑块42和第二支撑块44，夹紧块46设置在两个支撑块之间，销轴41分别与两个支撑块上预设的销孔同轴配合。

安装板45的结构如图4所示，采用L型板件，安装板45的第一部分连接同步运动结构5，安装板45的第二部分连接支撑块，同一自定心夹持结构4对应两个安装板45的第二部分相对且平行布置，夹持部位于两个第二部分之间。

为了提高安装板45的强度，在安装板45的第一部分和第二部分之间可以设置肋板等加强结构，保证同步运动结构5的夹持力能够通过安装板45稳定传递并通过夹紧块46施加于花纹块1。

如图5中所示的同步运动结构5，两个驱动机构的结构基本相同，驱动机构包括承载板51、滑轨57和伸缩件55，滑轨57安装于工作台6的台面61，承载板51滑动安装于滑轨57，伸缩件55连接承载板51，伸缩件55驱动承载板51并在滑轨57约束下移动。

夹持机构与驱动机构一一对应，夹持机构的安装架连接于承载板51并随承载板51移动；为了满足夹持机构作用于花纹块1实现自定心夹持的需求，需要将两个驱动机构配置为同步运动。

对此，可选的，将两个驱动机构对应的滑轨57对接，两个承载板51沿滑轨57的移动路径共线，两个承载板51所对应连接的两个伸缩件55同步动作，达到两个承载板51的同步靠近或同步远离，驱动承载板51上夹持机构的同步靠近或同步远离，满足夹持或释放花纹块1的需求。

伸缩件55可以采用气缸、油缸、电缸等元件，也可以根据需求配置其他形式的伸缩件55，比如电机驱动齿轮配合齿条带动承载板51沿滑轨57移动的结构等。

需要指出的是，伸缩件55在驱动承载板51移动时，两个伸缩件55本身的驱动同步性会对承载板51的动作精度产生影响，对此，本实施例中在承载板51上设置同步齿条54，两个承载板51上对应的两个同步齿条54啮合同一同步齿轮52，且两个同步齿条54啮合于同步齿轮52轴线的异侧，采用同步齿轮52和同步齿条54来对两个承载板51的运动来进行强制同步，保证承载板51上夹紧件对花纹块1夹紧的同步。

可选的，如图4所示，承载板51朝向工作台6的一面连接有滑块56，承载板51通过滑块56与滑轨57配合。滑轨57可以设置一条或多条，两个承载板51共用滑轨57，以便于保证两个承载板51移动路径的共线。同步齿轮52设有齿轮轴53，齿轮轴53连接于工作台6，对同步齿轮52位置进行约束，使同步齿轮52能够绕齿轮轴53的轴线转动。

以采用两条滑轨57为例，两条滑轨57平行分布在工作台6上，每个承载板51上分别设有两组滑块56，每组两个，位于同侧的同组滑块56配合同一滑轨57，同组滑块56间隔布置，约束承载板51沿滑轨57轴向稳定移动。

可选的，承载板51上设有避让另一承载板51上同步齿条54的避让部；伸缩件55输出端连接于承载板51后，伸缩件55输出端的移动路径与滑轨57轴线相平行。

在其他可选的实施方式中，滑块56一侧开设有滑槽，另一侧连接承载板51，滑槽与滑轨57截面一致，滑块56通过滑槽配合于滑轨57。滑块56与承载板51之间可以通过螺栓连接，滑轨57轴线为直线，两个承载板51的同步动作相对于基准面对称。

任一承载板51在伸缩件55的带动下沿滑轨57滑动，承载板51上的同步齿条54会带动同步齿轮52转动，同步齿轮52转动的同时，与另一承载板51上的同步齿条54啮合，带动另一承载板51同步反向等距运动，两承载板51分别带动固定在上面的自定心夹持结构4同步反向等距运动，保证两夹紧块46距工作台6底板长边中心距离相等，保证夹紧后，花纹块1的位置处于工作台6的台面61长边中心位置，实现花纹块1位置的自定位功能。

花纹块1两端通过夹紧块46进行夹持后，底部由工作台6上设置的支撑架65承载，支撑架65通过承载架2安装于工作台6的台面61，承载架2架设于工作台6的台面61上，承载架2下方预留供驱动机构移动的通道。

如图6所示，承载架2上还设有气嘴64，气嘴64接入外部气源，在支撑架65上的花纹块1进行加工的过程中，通过气嘴64对花纹块1进行吹扫，去除加工过程中附着的碎屑。

工作台6一侧连接有收集槽68，收集槽68开口朝上，收集吹扫后的碎屑。收集槽68的侧板上连接有除尘器62，除尘器62连通收集槽68，抽取收集槽68内的碎屑并排出工作区域外；收集槽68内设有加固件67，加固件67设置于收集槽68内靠近工作台6的一侧，加固件67位置设置有连接件，通过连接件将加固件67和收集槽68本体共同连接于工作台6。可选的，除尘器62可以选用现有的带有滤网的除尘元件等。

承载架2包括支撑板63和支腿66，支撑板63通过支腿66架设在工作台6上方，支腿66位于承载板51移动范围外，以避免干涉承载板51的移动，支撑架65安装于支撑板63上。

工作台6安装于机架3，由机架3承载工作台6、自定心夹持结构4和同步运动结构5。

实施例2

本发明的另一典型实施方式中，如图1-图6所示，给出一种轮胎模具花纹块夹持装置的工作方法。

利用如实施例1中所述的轮胎模具花纹块夹持装置，包括以下步骤：

将花纹块1置于两个夹持机构之间，夹持机构上夹紧块46的卡合凹槽朝向花纹块1；

驱动机构带动带动两个夹持机构移动，夹紧块46逐渐靠近并接触花纹块1，夹紧块46转动并带动花纹块1调整位置；

当两个夹紧块46的第一接触面与花纹块1端面贴合，同时第二接触面与花纹块1外圆周面接触时，夹紧块46完成对花纹块1的稳定夹持。

在夹紧块46接触花纹块1并逐渐将花纹块1夹紧过程中，夹紧块46卡合凹槽的第二接触面与花纹块1的外圆周面接触，第一接触面先与花纹块1的端面保持间距；当两个夹持机构逐渐靠近时，花纹块1会保持在中间位置，并沿着花纹块1径向移动；夹紧块46转动，直至第一接触面与花纹块1的端面接触，第一接触面和第二接触面同时接触花纹块1。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，包括：

工作台，其上安装有同步运动结构；

同步运动结构，包括两个同步动作的驱动机构；

自定心夹持结构，包括两个对称布置的夹持机构，夹持机构一一对应安装于驱动机构，每个夹持机构均设有转动连接夹持机构主体的夹紧块，夹紧块上设有卡合凹槽，卡合凹槽设有接触花纹块端面的第一接触面和接触花纹块外圆周面的第二接触面，两个卡合凹槽同时接触并夹持花纹块。

2.如权利要求1所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述夹持机构包括支撑块、安装架和夹紧块，支撑块连接于安装架形成夹持机构主体，夹紧块转动连接于支撑块，自定心夹持结构所对应两个夹持结构的两个安装架相对间隔布置，支撑块和夹紧块位于两个安装架之间。

3.如权利要求2所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述自定心夹持结构的两个夹紧块的卡合凹槽相对设置，两个卡合凹槽之间形成容纳花纹块的夹持部。

4.如权利要求2所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述夹紧块通过销轴安装于支撑块，夹紧块相对于支撑块绕销轴转动，以改变夹紧块与安装架的相对夹角，夹紧块绕销轴转动的轨迹所在平面与所夹持花纹块对应弧线轨迹所在平面平行或共面。

5.如权利要求4所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述夹紧块转动行程的末端和首端分别设置止挡，安装板上设置两个间隔布置的支撑块，夹紧块设置在两个支撑块之间，销轴分别与两个支撑块上预设的销孔同轴配合。

6.如权利要求1所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述驱动机构包括承载板、滑轨和伸缩件，滑轨安装于工作台的台面，承载板滑动安装于滑轨，伸缩件连接承载板，伸缩件驱动承载板并在滑轨约束下移动。

7.如权利要求6所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述承载板上设置同步齿条，两个承载板上对应的两个同步齿条啮合同一同步齿轮，且两个同步齿条啮合于同步齿轮轴线的异侧。

8.如权利要求1所述的轮胎模具花纹块夹持装置，其特征在于，所述工作台上设有承载架，承载架上安装有用于接触花纹块的支撑架，承载架下方预留供驱动机构移动的通道。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的轮胎模具花纹块夹持装置的工作方法，其特征在于，包括：

将花纹块置于两个夹持机构之间，夹持机构上夹紧块的卡合凹槽朝向花纹块；

驱动机构带动两个夹持机构同步移动，夹紧块逐渐靠近并接触花纹块，夹紧块转动并带动花纹块调整位置；

当两个夹紧块的第一接触面与花纹块端面贴合，同时第二接触面与花纹块外圆周面接触时，夹紧块完成对花纹块的稳定夹持。

10.如权利要求9所述的轮胎模具花纹块夹持装置的工作方法，其特征在于，在夹紧块接触花纹块并逐渐将花纹块夹紧过程中，夹紧块卡合凹槽的第二接触面与花纹块的外圆周面接触，第一接触面先与花纹块的端面保持间距；当两个夹持机构逐渐靠近时，花纹块会保持在中间位置，并沿着花纹块径向移动；夹紧块转动，直至第一接触面与花纹块的端面接触，第一接触面和第二接触面同时接触花纹块。

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