CN117798692A - 一种浮动支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动支撑装置，解决了浮动支撑件使用时费时费工，对于大工件无法拧紧螺钉的问题。具体包括由下至上依次平行设置的支撑底座、升降环和万向板，以及套装在升降环外的导向套、均匀设在升降环与支撑底座间的M个弹簧组件、设在导向套一侧的锁紧机构，M≥3；导向套与支撑底座固连，其侧壁上设有第一通孔；升降环与导向套间设有间隙，升降环外壁上设有第三倾斜面；升降环顶部为内锥形面，并嵌有多个滚珠；万向板底部为外锥形面，并与滚珠接触；万向板顶部设有N个顶销，N≥3；锁紧机构包括操作组件和锁紧销；操作组件一端与锁紧销固连，另一端为操作端；锁紧销另一端设有与第三倾斜面抵接的第四倾斜面；锁紧销设置在第一通孔内。

Description

一种浮动支撑装置

技术领域

本发明涉及浮动支撑技术，具体涉及一种浮动支撑装置。

背景技术

浮动支撑是机械加工中常用的夹具部件，图1为现有的浮动支撑件的结构示意图，如图1所示，现有的浮动支撑件包括支座01、顶销02、弹簧03和螺钉04；支座01上开设有圆形深槽011，圆形深槽011的侧壁上开设有螺纹孔012；弹簧03设置在圆形深槽011下端，顶销02设置在圆形深槽011上端；弹簧03的下端与圆形深槽011槽底相抵，其上端与顶销02的底端相抵；顶销02的顶端用于支撑工件；顶销02的侧壁上设有第一倾斜面021；该第一倾斜面021的下端靠近顶销02的轴心，上端远离顶销02的轴心；螺钉04设置在螺纹孔012内，其尾部设有第二倾斜面041，第一倾斜面021和第二倾斜面041相抵配合。使用时，对于一般的圆形工件则需至少三个上述的浮动支撑件绕其周向均匀分布，然后通过弹簧03做初始平衡调节，然后将每个浮动支撑件上的螺钉04拧紧，在进行拧紧时，第一倾斜面021抵压第二倾斜面041，则会使顶销02上移，从而顶紧并支撑工件。这样对于一个工件的支撑工作，全部拆装过程至少需要操作2×3＝6次，费时费工；而且该浮动支撑件通常设置在靠工件的中心处，对于较大的工件，人手无法伸入工件底部拧紧螺钉，给支撑工作带了诸多困扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮动支撑装置，以解决现有的浮动支撑件使用时费时费工，且对于较大的工件，人手无法伸入工件底部拧紧螺钉，给支撑工作带了诸多困扰的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种浮动支撑装置，其特殊之处在于：包括由下至上依次平行设置的支撑底座、升降环和万向板，以及套装在升降环外侧的导向套、设置在升降环与支撑底座之间的M个弹簧组件、设置在导向套一侧的锁紧机构，M≥3；

所述导向套与所述支撑底座固定连接，其侧壁上设有第一通孔；

M个所述弹簧组件绕升降环周向均匀分布，用于向升降环提供缓冲力；

所述升降环与导向套之间设有间隙，升降环外壁上设有与所述第一通孔对应且下端向其轴心方向倾斜的第三倾斜面；所述升降环顶部设置为大端向上的内锥形面，所述内锥形面上绕其周向均匀镶嵌多个滚珠；

所述万向板底部设置为大端向上的外锥形面，所述外锥形面与所述滚珠接触；所述万向板顶部绕其周向均匀分布有N个顶销，N≥3；N个顶销用于支撑工件；

所述锁紧机构包括操作组件和锁紧销；所述操作组件一端与锁紧销一端固定连接，另一端为操作端；所述锁紧销另一端设有第四倾斜面；所述锁紧销设置在所述第一通孔内，所述第四倾斜面与所述第三倾斜面抵接配合。

采用以上结构能够节省工作时间，并节省人力资源，同时还提高了支撑操作的便利性。

进一步地，为了防止工件切削过程中的切屑对弹簧组件造成影响，本发明做了以下改进：

所述弹簧组件包括轴线位于同一直线上的防屑环、弹簧以及弹簧罩；

所述防屑环底部与所述支撑底座固定连接；

所述弹簧底端安装在所述防屑环内，顶端伸出所述防屑环；

所述弹簧罩罩在弹簧外，其顶部与升降环底部接触，底部套装在防屑环内；所述弹簧罩与支撑底座之间设有缓冲空间。

进一步地，为了提高弹簧组件的稳定性，并将导向套与支撑底座连接在一起，本发明做了以下改进：

所述导向套通过M个支撑组件与所述支撑底座固定连接；

M个支撑组件与M弹簧组件一一对应；

所述支撑组件包括支撑柱、上连接螺钉和下连接螺钉；所述支撑柱上下两端分别通过上连接螺钉和下连接螺钉与导向套和支撑底座固定连接；

所述防屑环、弹簧以及弹簧罩均套装在与之对应的所述支撑柱上。

进一步地，为了防止万向板在弹簧的作用力下脱出整个装置，本发明做了以下改进：

所述导向套顶部设有S型限位片；

所述限位片一端与导向套固定连接，另一端位于所述万向板上方，用于限制万向板的升降范围。

进一步地，为了避免万向板周向转动，本发明做了以下改进：

所述限位片为N个，且与N个所述顶销一一对应；

所述限位片另一端上设有凹槽；所述凹槽卡在与之对应的顶销圆周面外。

进一步地，为了使得滚珠的运行更加顺畅，本发明做了以下改进：

所述外锥形面设为与所述滚珠相匹配的弧形锥面。

进一步地，为了更加稳定的固定锁紧销，本发明做了以下改进：

所述锁紧机构还包括紧定螺钉；

所述导向套的顶部或底部设有与第一通孔连通的第二通孔；

所述锁紧销的侧壁上设有与第二通孔对应的平面；

所述紧定螺钉设置在所述第二通孔内，并与所述平面接触。

进一步地，为了提高操作组件的强度，本发明做了以下改进：

所述操作组件包括操作螺杆、传动螺钉、螺纹支座以及保护套；

所述操作螺杆一端与传动螺钉一端可拆卸连接，另一端为操作端；

所述传动螺钉另一端与锁紧销远离所述导向套的一端端面接触；

所述螺纹支座套装在所述传动螺钉另一端及锁紧销外；

所述保护套套装在所述螺纹支座、传动螺钉一端及操作螺杆外。

进一步地，所述传动螺钉包括轴线位于同一直线上的螺杆和螺头；

所述螺杆一端与锁紧销接触，另一端与螺头一端连接；所述螺头的半径大于螺杆的半径，使得螺头和螺杆间形成一个环形台阶面；

所述保护套内壁上绕其周向设有环状凸起；所述环状凸起与所述环形台阶面接触；

所述螺头另一端中心设有方形孔；

所述操作螺杆一端中心设有与所述方形孔相配合的方形柱。

进一步地，所述升降环的外壁上还设有限位槽，所述限位槽的长度方向与所述升降环的轴线平行；

所述导向套的侧壁上还设有与所述限位槽对应的第三通孔；

所述第三通孔内设有限位螺钉，所述限位螺钉靠近所述升降环的一端伸入所述限位槽内；

所述第三通孔和第一通孔分别位于所述导向套的直径两端。

本发明的有益效果：

1、本发明设置了相互平行的支撑底座、升降环以及万向板，并在升降环和支撑底座之间均匀布置了多个弹簧组件，万向板空载时，弹簧组件均处于完全释放状态，向万向板上方载入工件时，则工件自重产生的力向下传导至万向板，万向板在下压升降环的同时，也会调整自己的姿态趋向稳定，当工件重力和弹簧组件的弹簧力达到平衡状态时，则通过锁紧机构能够一次性将升降环锁紧。该浮动支撑装置拆装过程均仅需一次，总共需要两次，大大节省了工作时间以及人力成本，而且锁紧机构能够从工件底部伸出，使得锁紧操作更加容易，提高了其操作性。

2、本发明在升降环的外侧设置了导向套，通过导向套为升降环指引升降方向，使得升降环不会横向位移，提高了浮动支撑装置的稳定性。

3、本发明在升降环顶部设置了与万向板底部外锥形面向配合的内锥形面，还在内锥形面上设置了滚珠，这样使得万向板的姿态调整更加顺畅，其调整结果也更加稳定。

4、本发明的弹簧组件还设置了防屑环，避免了切削过程中产生的切屑进入弹簧罩内影响弹簧工作，也避免影响弹簧罩的运动。

5、本发明在导向套和支撑底座之间设置了支撑组件，不但将导向套和支撑底座固定连接在了一起，其中支撑柱还为弹簧及弹簧罩起到了导向作用，一举两得，该设计合理且巧妙。

6、本发明在导向套顶部设置了S型限位片，该限位片为对万向板的升降范围起到限位作用，能够避免万向板在弹簧组件的作用下脱离整个浮动支撑装置。

7、本发明在限位片另一端上还设置了凹槽，用于卡在与之对应的顶销圆周面外，能够避免万向板周向旋转，进而避免带动工件旋转，防止切削错误。

8、本发明中的外锥形面设为与滚珠相匹配的弧形锥面，能够使滚珠的滚动更顺畅，以便位于其上方的万向板顺利的调整姿态，并带动上方的工件处于最佳姿态。

9、本发明在导向套上设置了紧定螺钉，并在锁紧销上设置了与紧定螺钉对应的平面，增加的紧定螺钉与锁紧销的抵接面，提高了锁紧销锁紧后的稳定性。

10、本发明还在升降环外壁上设置了限位槽，并在导向套上设置了与限位槽相配合的限位螺钉，还将第三通孔和第一通孔分别设置在导向套的直径两端，也就是将限位螺钉和锁紧销设置在导向套的直径两端，这样能够提高升降环最终固定的稳定性。

附图说明

图1为现有的浮动支撑件的结构示意图；

附图标号：

01-支座，011-圆形深槽，012-螺纹孔，02-顶销，021-第一倾斜面，03-弹簧，04-螺钉，041-第二倾斜面，

图2是本发明一种浮动支撑装置的实施例结构示意图；

图3是本发明一种浮动支撑装置的实施例俯视图；

图4是本发明是图3中的浮动支撑装置A-A面剖视图；

图5是本发明图4中C处的放大图；

图6是本发明图3中的浮动支撑装置B-B面剖视图。

附图标号：

1-支撑底座；

2-升降环，21-第三倾斜面，22-内锥形面，23-滚珠，24-限位槽；

3-万向板，31-外锥形面，32-顶销；

4-导向套，41-第一通孔，42-第二通孔，43-第三通孔，44-限位螺钉，45-限位片，421-凹槽；

5-弹簧组件，51-防屑环，52-弹簧，53-弹簧罩；

6-锁紧机构，61-操作组件，611-操作螺杆，612-传动螺钉，6121-螺杆，6122-螺头，6123-方形孔，613-螺纹支座，614-保护套，6141-环状凸起，615-操作把手，62-锁紧销，621-第四倾斜面，622-平面，63-紧定螺钉；

7-支撑组件，71-支撑柱，72-上连接螺钉，73-下连接螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。

图2是本发明一种浮动支撑装置的实施例结构示意图，如图2所示，该浮动支撑装置包括由下至上依次平行设置的支撑底座1、升降环2和万向板3，以及套装在升降环2外侧的导向套4、设置在升降环2与支撑底座1之间的M个弹簧组件5、设置在导向套4一侧的锁紧机构6，本实施例中M＝6。

支撑底座上设有多个减重孔，以便于浮动支撑装置的移动或搬运。

图3是本发明一种浮动支撑装置的实施例俯视图，图4是本发明是图3中的浮动支撑装置A-A面剖视图，结合图3和图4所示，导向套4通过6个支撑组件7与支撑底座1固定连接，具体的，支撑组件7包括支撑柱71、上连接螺钉72和下连接螺钉73；支撑柱71上下两端分别通过上连接螺钉72和下连接螺钉73与导向套4和支撑底座1固定连接；导向套4侧壁上设有第一通孔41和第三通孔43，第一通孔41和第三通孔43分别位于导向套4的直径两端，导向套4的顶部或底部设有与第一通孔41连通的第二通孔42；

6个弹簧组件5绕升降环周向均匀分布，用于向升降环2提供缓冲力；6个弹簧组件5与6个支撑组件7一一对应。具体的，弹簧组件5包括轴线位于同一直线上的防屑环51、弹簧52以及弹簧罩53；防屑环51底部与支撑底座1固定连接；弹簧52底端安装在防屑环51内，顶端伸出防屑环51；弹簧罩53罩在弹簧52外，其顶部与升降环2底部接触，底部套装在防屑环51内；弹簧罩53与支撑底座1之间设有缓冲空间。防屑环51、弹簧52以及弹簧罩53均套装在与之对应的支撑柱71上。支撑柱71的作用是连接导向套4与支撑底座1，构成整体框架，在支撑柱71外套装弹簧组件5，弹簧罩53的内半圆刚好托住升降环2，这样的设计最大限度的形成了中空的框架，结构巧妙，重量轻，工艺性好。

升降环2与导向套4之间设有间隙，使得升降环2能够上下移动，升降环2外壁上设有与第一通孔41对应且下端向其轴心方向倾斜的第三倾斜面21；升降环2顶部设置为大端向上的内锥形面22，内锥形面22上绕其周向均匀镶嵌多个滚珠23，该滚珠23可以是钢球；万向板3底部设置为大端向上的外锥形面31，外锥形面31与滚珠23接触；外锥形面31设置为与滚珠23相匹配的弧形锥面。升降环2顶面嵌入钢球与弧形锥面接触，能够使升降环2与万向板3之间的摩擦阻力减小，便于万向板3的姿态快速趋于稳定。万向板3顶部绕其周向均匀分布有N个顶销32，在本实施例中N＝3，三个顶销32用于支撑工件。

图6是本发明图3中的浮动支撑装置B-B面剖视图，结合图3和图6所示，升降环2的外壁上还设有限位槽24，限位槽24的长度方向与升降环2的轴线平行；导向套4的侧壁上的第三通孔43内设有限位螺钉44，限位螺钉44靠近升降环2的一端伸入升降环2外壁上的限位槽24内。可以理解的是限位螺钉44与锁紧机构6位于升降环的直径两端，这样通过限位螺钉44与锁紧机构6共同作用对升降环进行限位并锁紧，能够提高升降环的稳定性。

导向套4顶部三个设有S型限位片45；三个限位片45与三个顶销32一一对应；限位片45一端与导向套4固定连接，另一端位于万向板3上方，用于限制万向板3的升降范围。此外，限位片45另一端上设有凹槽421；凹槽421卡在与之对应的顶销32圆周面外。限位片45一方面防止万向板3脱出，结构散架，另一方面能够避免万向板3周向转动过大。

锁紧机构6包括操作组件61、锁紧销62和紧定螺钉63；操作组件61一端与锁紧销62一端固定连接，另一端为操作端；锁紧销62另一端设有第四倾斜面621；锁紧销62设置在第一通孔41内，第四倾斜面621与第三倾斜面21抵接配合，使得锁紧销62在锁紧过程中能够为升降环2提供一个向上的支撑力，进而使得位于其上方的万向板更好的支撑工件。锁紧销62的侧壁上设有与第二通孔42对应的平面622；紧定螺钉63设置在第二通孔42内，并与平面622接触，当锁紧销62将升降环2锁定之后，通过紧定螺钉63将锁紧销62紧定在第一通孔41内，避免其脱出，平面622能够增大紧定的稳定性。

具体的，图5是本发明图4中C处的放大图，结合图4和图5所示，操作组件61包括操作螺杆611、传动螺钉612、螺纹支座613以及保护套614；操作螺杆611一端与传动螺钉612一端可拆卸连接，另一端设有操作把手615，即操作端；传动螺钉612另一端与锁紧销62远离导向套4的一端端面接触；螺纹支座613套装在传动螺钉612及锁紧销62外；保护套614套装在螺纹支座613、传动螺钉612及操作螺杆611外，以防止螺纹支座613、传动螺钉612及操作螺杆611弯曲；螺纹支座613独立设计以及操作螺杆611末端通过传动螺钉传动，是由于螺纹频繁使用，出现损耗后更换的成本较低；传动螺钉612包括轴线位于同一直线上的螺杆6121和螺头6122；螺杆6121一端与锁紧销62接触，另一端与螺头6122一端连接；螺头6122的半径大于螺杆6121的半径，使得螺头6122和螺杆6121间形成一个环形台阶面；保护套614内壁上绕其周向设有环状凸起6141；环状凸起6141与环形台阶面接触；螺头6122另一端中心设有方形孔6123；操作螺杆611一端中心设有与方形孔6123相配合的方形柱6111。这样能够将整个操作组件61加长并加固，便于在工件外面进行操作；装卸工件时只需各操作1次即可，提高了工作效率，减少了劳动强度。

本发明提供的浮动支撑装置的工作方法是，当万向板3空载时，在弹簧力的作用下，万向板3处于限位片45的最高限位位置，顶销32升至最高。由于3个限位片45的高度误差，3个顶销32的顶点不一定处于同一高度；装入工件时，工件与顶销32接触，也由于工件表面高度的误差，工件不一定能与3个顶销32同时接触。此时工件自重产生的力向下传导至万向板3，万向板3在下压升降环2的同时，也会调整自己的姿态趋向稳定，这样最终会使3个顶销32全部接触到工件的表面，在工件重力与弹簧力的双向作用下达到平衡状态。此时转动操作把手615，通过一系列的螺纹传动作用到锁紧销62上，锁紧销62上的第四倾斜面621与升降环2上的第三倾斜面21贴合，将升降环2锁紧在导向套4上。具体实时过程中，可以根据支撑的总高度、工作状态所需的支撑力、所有运动部件的重量等预设支撑条件，计算出各个设计参数，最终确定弹簧52的选型。本发明提供的浮动装置可作为一种标准化、系列化的模块，可以应用到不同大小的产品上(不仅限于圆形)。只需要更改万向板的规格尺寸即可。具有很好的推广价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种浮动支撑装置，其特征在于：包括由下至上依次平行设置的支撑底座(1)、升降环(2)和万向板(3)，以及套装在升降环(2)外侧的导向套(4)、设置在升降环(2)与支撑底座(1)之间的M个弹簧组件(5)、设置在导向套(4)一侧的锁紧机构(6)，M≥3；

所述导向套(4)与所述支撑底座(1)固定连接，其侧壁上设有第一通孔(41)；

M个所述弹簧组件(5)绕升降环周向均匀分布，用于向升降环(2)提供缓冲力；

所述升降环(2)与导向套(4)之间设有间隙，升降环(2)外壁上设有与所述第一通孔(41)对应且下端向其轴心方向倾斜的第三倾斜面(21)；所述升降环(2)顶部设置为大端向上的内锥形面(22)，所述内锥形面(22)上绕其周向均匀镶嵌多个滚珠(23)；

所述万向板(3)底部设置为大端向上的外锥形面(31)，所述外锥形面(31)与所述滚珠(23)接触；所述万向板(3)顶部绕其周向均匀分布有N个顶销(32)，N≥3；N个顶销(32)用于支撑工件；

所述锁紧机构(6)包括操作组件(61)和锁紧销(62)；所述操作组件(61)一端与锁紧销(62)一端固定连接，另一端为操作端；所述锁紧销(62)另一端设有第四倾斜面(621)；所述锁紧销(62)设置在所述第一通孔(41)内，所述第四倾斜面(621)与所述第三倾斜面(21)抵接配合。

2.根据权利要求1所述的浮动支撑装置，其特征在于：所述弹簧组件(5)包括轴线位于同一直线上的防屑环(51)、弹簧(52)以及弹簧罩(53)；

所述防屑环(51)底部与所述支撑底座(1)固定连接；

所述弹簧(52)底端安装在所述防屑环(51)内，顶端伸出所述防屑环(51)；

所述弹簧罩(53)罩在弹簧(52)外，其顶部与升降环(2)底部接触，底部套装在防屑环(51)内；所述弹簧罩(53)与支撑底座(1)之间设有缓冲空间。

3.根据权利要求2所述的浮动支撑装置，其特征在于：所述导向套(4)通过M个支撑组件(7)与所述支撑底座(1)固定连接；

M个支撑组件(7)与M弹簧组件(5)一一对应；

所述支撑组件(7)包括支撑柱(71)、上连接螺钉(72)和下连接螺钉(73)；所述支撑柱(71)上下两端分别通过上连接螺钉(72)和下连接螺钉(73)与导向套(4)和支撑底座(1)固定连接；

所述防屑环(51)、弹簧(52)以及弹簧罩(53)均套装在与之对应的支撑柱(71)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的浮动支撑装置，其特征在于：所述导向套(4)顶部设有S型限位片(45)；

所述限位片(45)一端与导向套(4)固定连接，另一端位于所述万向板(3)上方，用于限制万向板(3)的升降范围。

5.根据权利要求4所述的浮动支撑装置，其特征在于：所述限位片(45)为N个，且与N个所述顶销(32)一一对应；

所述限位片(45)另一端上设有凹槽(421)；所述凹槽(421)卡在与之对应的顶销(32)圆周面外。

6.根据权利要求5所述的浮动支撑装置，其特征在于：

所述外锥形面(31)设为与所述滚珠(23)相匹配的弧形锥面。

7.根据权利要求6所述的浮动支撑装置，其特征在于：所述锁紧机构(6)还包括紧定螺钉(63)；

所述导向套(4)的顶部或底部设有与第一通孔(41)连通的第二通孔(42)；

所述锁紧销(62)的侧壁上设有与第二通孔(42)对应的平面(622)；

所述紧定螺钉(63)设置在所述第二通孔(42)内，并与所述平面(622)接触。

8.根据权利要求7所述的浮动支撑装置，其特征在于：

所述操作组件(61)包括操作螺杆(611)、传动螺钉(612)、螺纹支座(613)以及保护套(614)；

所述操作螺杆(611)一端与传动螺钉(612)一端可拆卸连接，另一端为操作端；

所述传动螺钉(612)另一端与锁紧销(62)远离所述导向套(4)的一端端面接触；

所述螺纹支座(613)套装在所述传动螺钉(612)另一端及锁紧销(62)外；

所述保护套(614)套装在所述螺纹支座(613)、传动螺钉(612)一端及操作螺杆(611)外。

9.根据权利要求8所述的浮动支撑装置，其特征在于：

所述传动螺钉(612)包括轴线位于同一直线上的螺杆(6121)和螺头(6122)；

所述螺杆(6121)一端与锁紧销(62)接触，另一端与螺头(6122)一端连接；所述螺头(6122)的半径大于螺杆(6121)的半径，使得螺头(6122)和螺杆(6121)间形成一个环形台阶面；

所述保护套(614)内壁上绕其周向设有环状凸起(6141)；所述环状凸起(6141)与所述环形台阶面接触；

所述螺头(6122)另一端中心设有方形孔(6123)；

所述操作螺杆(611)一端中心设有与所述方形孔(6123)相配合的方形柱(6111)。

10.根据权利要求9所述的浮动支撑装置，其特征在于：

所述升降环(2)的外壁上还设有限位槽(24)，所述限位槽(24)的长度方向与所述升降环(2)的轴线平行；

所述导向套(4)的侧壁上还设有与所述限位槽(24)对应的第三通孔(43)；

所述第三通孔(43)内设有限位螺钉(44)，所述限位螺钉(44)靠近所述升降环(2)的一端伸入所述限位槽(24)内；

所述第三通孔(43)和第一通孔(41)分别位于所述导向套(4)的直径两端。