CN203390787U - 一种径向锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种径向锁紧装置，包括推杆（8）、钢球（2）、滑柱（12）、定位座（10）、安装板（9），所述定位座（10）的轴心位置上开设有轴向孔，在垂直于所述轴向孔的定位座（10）上开设有至少一个径向孔，置于所述轴向孔内的推杆（8）推动钢球（2）继而带动所述滑柱（12）移动，滑柱（12）带动套在定位座（10）上的开口锁圈（11）张开，实现径向锁紧的功能。该径向锁紧装置结构简单紧凑、制造方便、体积小，具有免维修特性；产品装夹方便，圆周受力均匀，产品不会变形。

Description

一种径向锁紧装置

技术领域

本实用新型涉及夹具技术领域，具体是涉及一种径向锁紧装置。 

背景技术

为了提高生产效率，降低劳动强度，简化作业步骤，提高安全性，在工件的生产制造过程中，对加工对象加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。工件在被加紧并且定位后，再对其特定的部位进行再加工或深加工。使得工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求。对工件的定位与夹紧大多是通过夹具来完成的，或者是其他定位夹紧机构。 

夹具又称为卡具，是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。从广义上来说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具、固定进给机构等。其中机床夹具最为常见。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。 

申请号为：201210404101.6 的中国发明专利申请中公开了铣床夹具领域中的一种用于固定管件的定位夹具。管件定位夹具，其包括底板，垂直于底板设置有限位板，所述的限位板上设置有第一夹紧件，第一夹紧件的一侧设置有第二夹紧件，所述的第一夹紧件和第二夹紧件通过导柱连接，所述的第二夹紧件外侧的底板上设置有起锁紧功能的偏心凸轮，所述的第一夹紧件和第二夹紧件上对称设置有V型定位面。该夹具虽然能够快速对管件进行夹紧和松开，同时夹紧件能自动复位，便于待加工件的安装。但是，此种夹具占用的外围空间和作业范围较大、不利于提高工作效率。此外，通过该种夹具在对管状工件进行加紧时，无法对工件与加紧件的接触部位进行加工。如果需要对该接触面进行加工时，还需要对所述管件工件再次定位加紧，不利于提高加工精度，加工误差和或装配误差较大。 

又如，申请号为：88205293.4的中国实用新型专利公开了一种用于管子对接焊的管内衬垫装置,主要由分瓣式衬垫,拉杆,主弹簧及衬垫锁紧、取出机构构成。由于本装置可通过控制分瓣式衬垫的衬托面与管子内壁间的间隙来控制焊缝背面余高。虽然，采用该衬垫装置能够起到制成管体的作用、可保证焊透、不会出现焊瘤和余高超差,且背面成型均匀,提高成品率。但是，该装置中通过弹簧和衬托面支撑所述管子的内壁，容易导致管子内壁受力不够均匀、摩擦力不够。即使，可以通过多个分瓣式衬垫提高受力的均匀性以及增大摩擦力，但毕竟所述管子内的空间有限，不能够无限度的增加分瓣式衬垫的数量来提高受力的均匀性。此外，该管内衬垫装置只通过分瓣式衬垫来固定、限位所述管子，不能够起到很好的限位与固定作用。在对所述管子或具有管状结构的装置进行焊接或加工时，容易导致所述管子或具有管状结构的部件产生位移，造成制造或装配误差。 

再如，申请号为：85106224.5的日本国向中国专利局申请的发明专利中公开了一种从管内部夹紧管子的装置,该装置包括一个安置在中心轴线上,横穿过可以在管内移动的空心体的导杆,包括有压力腔,每个压力腔内有一个套管形的活塞,活塞安在导杆上并围绕导杆运动,压力腔安装在空心体的两侧;对应于每个压力腔,配置有流体输送口而输送口配置在空心体一侧,还包括安置在被焊管对应端上的许多可伸缩卡爪,卡爪围绕空心体大约在空心体的中间部位配置,卡爪由活塞驱动.该装置是从管内,依靠许多突出的卡爪来支承准备焊接的管子的,并使其边端夹持在预定的位置上。该装置虽然具有球形的主体结构能够较为有效地从被焊接或被加工的管状物体的内部进行夹紧。但该结构较为复杂、制造不便。 

实用新型内容

为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本实用新型提供一种结构简单紧凑、制造方便、体积小，具有免维修特性；产品装夹方便，圆周受力均匀，产品不会变形，质量稳定；操作简单，操作时直接打开气缸控制阀或旋转推杆, 使内部机械结构完成锁紧，锁紧力大，工作效率高，劳动强度低；可适用于类似结构装夹的各种圆形内壁径向锁紧的产品；本机构直接安装在机加工、装配、焊接等工装夹具上使用、产品频繁拆装后锁紧可靠性较高。 

为实现上述目的，本实用新型提供一种径向锁紧装置，包括推杆、钢球、滑柱、定位座、安装板，所述定位座的轴心位置上开设有轴向孔，在垂直于所述轴向孔的定位座上开设有三个径向孔，置于所述轴向孔内的推杆通过所述钢球与置于所述径向孔内的滑柱活动接触，所述滑柱与套在所述定位座上的开口锁圈活动接触。 

优选的是，所述轴向孔与所述径向孔导通。 

在上述任一方案中进一步优选的是，所述径向孔的轴线垂直于所述轴向孔的轴线。 

在上述任一方案中优选的是，所述推杆的圆周外壁为光滑的曲面。 

在上述任一方案中优选的是，轴向孔的圆周内壁为光滑的曲面。 

在上述任一方案中优选的是，所述推杆在所述轴向孔内的运动方式是直线无旋转运动。所述直线无旋转运动为：所述推杆置于所述轴向孔内，二者之间的为滑动摩擦且所述推杆不做旋转运动。也就是说，所述轴向孔与所述推杆的连接方式不是通过螺纹连接，二者之间存在间隙。为了减小二者之间的摩擦力，在间隙内涂有适量固态润滑油脂。 

作为另一种替代方案优选的是，所述推杆的圆周外壁上开设有外螺纹。 

在上述任一方案中优选的是，所述轴向孔内开设有内螺纹。 

在上述任一方案中优选的是，所述推杆的外螺纹与所述轴向孔的内螺纹配合固定连接，使得推杆可以在所述轴向孔内做旋转运动。 

在上述任一方案中优选的是，所述推杆的一端与所述钢球活动接触，另一端为旋转钮。 

在上述任一方案中优选的是，所述旋钮上刻有网状花纹，所述花纹的作用在于，增大摩擦力，操作人员通过旋转所述旋钮，推杆在所述轴向孔内移动，推动所述钢球。 

作为另一种替代方案优选的是，所述推杆的一端与所述钢球活动接触，另一端通过螺母连接有动力装置。 

在上述任一方案中优选的是，所述动力装置为液压缸。 

在上述任一方案中优选的是，所述动力装置为电机。 

在上述任一方案中优选的是，所述电机为步进电机。 

在上述任一方案中优选的是，所述电机为伺服电机。 

在上述任一方案中进一步优选的是，所述推杆的一端与所述钢球活动接触，另一端通过与气缸固定连接。 

在上述任一方案中优选的是，所述定位座的一端开设有第一台阶圆、第二台阶圆，另一端设有圆柱形凸台。 

在上述任一方案中优选的是，所述圆柱形凸台的圆周外壁上开设有外螺纹。 

在上述任一方案中优选的是，所述安装板的中心位置上开设有贯通孔。 

在上述任一方案中优选的是，所述贯通孔内开设有内螺纹。 

在上述任一方案中优选的是，所述凸台通过其上的外螺纹与所述安装板上的内螺纹配合连接。 

在上述任一方案中优选的是，所述第一台阶圆上套有挡板。 

在上述任一方案中优选的是，所述挡板通过至少一个螺栓与所述定位座固定连接。 

在上述任一方案中优选的是，所述螺栓为沉头螺栓，采用沉头螺栓的好处在于，缩小该紧锁机构的体积、使外观更加美观。 

在上述任一方案中进一步优选的是，所述径向孔处于所述第二台阶圆上并与所述轴向孔导通。 

在上述任一方案中进一步优选的是，在所述定位座的第二台阶圆上套有开口锁圈。 

在上述任一方案中优选的是，所述挡板固定限位所述开口锁圈。 

在上述任一方案中进一步优选的是，所述挡板固定限位所述开口锁圈沿所述定位座的轴向位移。 

在上述任一方案中优选的是，所述开口锁圈与所述滑柱的一端活动接触，且所述滑柱与开口锁圈的接触端上开设有凹槽。 

在上述任一方案中优选的是，沿着所述定位座的圆周外壁上设有圆周凹槽。 

在上述任一方案中优选的是，所述开口锁圈同时套在所述凹槽、所述圆周凹槽上。 

在上述任一方案进一步中优选的是，所述圆周凹槽的宽度等于所述凹槽的宽度。 

在上述任一方案中优选的是，所述滑柱的一端与所述开口锁圈活动接触，另一端与所述轴向孔内的钢球活动接触。 

在上述任一方案中优选的是，所述滑柱与钢球接触的一端的端部为圆锥型且其横截面为扇形。 

在上述任一方案中优选的是，所述动力装置为气缸，所述气缸通过螺栓与所述安装板固定连接。 

在上述任一方案中优选的是，所述螺栓为内六角螺栓。 

在上述任一方案中优选的是，所述螺栓外部套有支承柱。 

在上述任一方案中优选的是，所述支承柱的一端与所述安装板活动接触，另一端与所述气缸活动接触。所述支承柱的的作用在于支撑安装板与气缸。 

在上述任一方案中优选的是，所述推杆与所述钢球的接触端上开设有凸台。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：改变了传统径向夹具的夹紧方式：套在定位座上的开口锁圈与被夹紧的管形或具有管形结构工件的圆周内壁之间的接触面较大。与传统的接触方式不同，本实用新型中的固定接触方式是面接触。可以根据对夹紧力的大小，改变所述开口锁圈的轴向面积，增大摩擦力。 

此外，本实用新型中的径向夹紧装置可以快速的实现紧锁功能，推杆可以固定连接有多种动力装置。例如，气缸、液压缸、电机等。也可以不连接有动力装置而是通过手动方式，代替动力装置。在手动方式中，将推杆制成类似于钉子形的结构，在丁字形结构的钉子帽上开设有花纹，便于手持旋转或推动所述推杆。 

采用本实用新型中的锁紧装置，结构具有简单紧凑、制造方便、体积小，具有免维修特性；产品装夹方便，圆周受力均匀，产品不会变形，质量稳定；操作简单，操作时直接打开气缸控制阀或旋转推杆, 使内部机械结构完成锁紧，锁紧力大，工作效率高，劳动强度低；可适用于类似结构装夹的各种圆形内壁径向锁紧的产品；本机构直接安装在机加工、装配、焊接等工装夹具上使用、产品频繁拆装后锁紧可靠性较高。 

附图说明

图1为按照本实用新型的径向锁紧装置一优选实施例的剖视结构示意图； 

图2为按照本实用新型的径向锁紧装置另一优选实施例的剖视结构示意图。

图中附图标记为： 

1、螺栓；2、钢球；3、螺栓4、螺母；5、螺栓；6动力装置；7、支撑柱；8、推杆；9、安装板；10、定位座； 11、开口锁圈；12、滑柱；13、档板；14、产品。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型中的径向锁紧装置做进一步阐述说明。 

实施例一； 

如图1所示，一种径向紧锁装置，包括推杆8、钢球2、滑柱12、定位座10、安装板9，在所述定位座10的轴心位置上开设有一个轴向孔，所述轴向孔内插入有推杆8，在所述轴向孔内填装有直径小于所述轴向孔直径的钢球2。在垂直于所述轴向孔的定位座10上开设有至少一个径向孔。为了均匀的增加开口锁圈11的受力面积，可以适当的增加所述径向孔的数量。在所述径向孔内插入有滑柱12。置于所述轴向孔内的推杆8推动钢球2继而带动所述滑柱12移动，滑柱12的运动带动套在所述定位座10上的开口锁圈11张开。将所述径向紧锁装置中带有开口锁圈11的定位座10置于所述管状产品中，所述开口锁圈11与所述管状产品的圆周内壁接触，此接触方式可以为点接触也可以是面接触方式。当需要对管状产品14进行径向锁紧时，将该装置置于其内，推动所述推杆8，推杆8推着所述钢球2移动，钢球2的运动带动所述滑柱12上下移动。所述滑柱12的运动带动套在定位座10上的开口锁圈11张开。此时，开口锁圈11与被固定的管状内壁接触，通过所述滑柱12压紧开口锁圈实现径向夹紧的作用。

所述轴向孔与所述径向孔导通并且所述径向孔的轴线垂直于所述轴向孔的轴线。在本实施例中，所述推杆8的圆周外壁为光滑的曲面同时所述轴向孔的圆周内壁也为光滑的曲面。所述推杆8在所述轴向孔内的运动方式是直线无旋转运动。所述直线无旋转运动为：所述推杆置于所述轴向孔内，二者之间的为滑动摩擦且所述推杆不做旋转运动。也就是说，所述轴向孔与所述推杆的连接方式不是通过螺纹连接，二者之间存在间隙。为了减小二者之间的摩擦力，在间隙内涂有适量固态润滑油脂。所述推杆8的一端与所述钢球2接触，另一端连接有动力装置6，通过动力装置6可快速的实现径向夹紧的功能。该动力装置6为薄型气缸。 

实施例2；

如图2所示，一种手动径向锁紧装置，包括推杆8、钢球2、滑柱12、定位座10、安装板9，在所述定位座10的轴心位置上开设有一个轴向孔，所述轴向孔内插入有推杆8，在所述轴向孔内填装有直径小于所述轴向孔直径的钢球2。在垂直于所述轴向孔的定位座10上开设有至少一个径向孔。为了均匀的增加开口锁圈11的受力面积，可以适当的增加所述径向孔的数量。在所述推杆8的圆周外壁上开设有外螺纹，同样在所述轴向孔内开设有内螺纹。所述推杆8的外螺纹与所述轴向孔的内螺纹配合固定连接，使得所述推杆8可以在所述轴向孔内做旋转运动。所述推杆8的一端与所述钢球2活动接触，另一端为旋转钮。工作人员可以通过旋转所述推杆8，所述推杆8的运动带动所述钢球2运动，钢球2的运动使得所述滑柱12上下位移。

在所述径向孔内插入有滑柱12。置于所述轴向孔内的推杆8推动钢球2继而带动所述滑柱12移动，滑柱12的运动带动套在所述定位座10上的开口锁圈11张开。将所述径向紧锁装置中带有开口锁圈11的定位座10置于所述管状产品中，所述开口锁圈11与所述管状产品的圆周内壁接触，此接触方式可以为点接触也可以是面接触方式。当需要对管状产品14进行径向锁紧时，将该装置置于其内，推动所述推杆8，推杆8推着所述钢球2移动，钢球2的运动带动所述滑柱12上下移动。所述滑柱12的运动带动套在定位座10上的开口锁圈11张开。此时，开口锁圈11与被固定的管状内壁接触，通过所述滑柱12压紧开口锁圈实现手动方式的径向夹紧的作用。 

再次参见图2，在所述推杆8的旋钮上雕刻有网状花纹，所述花纹的作用在于，增大摩擦力，操作人员通过旋转所述旋钮，推杆8在所述轴向孔内移动，推动所述钢球运动继而带动滑柱12支撑所述开口锁圈11。所述滑柱12的一端与所述开口锁圈11活动接触，另一端与所述轴向孔内的钢球2活动接触。所述开口锁圈11与所述滑柱12的一端活动接触且在所述滑柱12与开口锁圈11的接触端上开设有凹槽。同时，沿着所述定位座10的圆周外壁上设有圆周凹槽，开口锁圈11同时套在所述凹槽、所述圆周凹槽上，这样做的好处在于固定开口锁圈11,使其不会产生晃动，影响定位效果。特别是，所述圆周凹槽的宽度等于所述凹槽的宽度。为了增强运动的连贯性，将所述滑柱12与钢球2接触的一端的端部设为圆锥型且其横截面为扇形。钢球2与所述滑柱12的圆锥形端部接触时，力的传递是平稳的，不会产生过大的振动。 

实施例3； 

一种径向快速锁紧装置，

如图1所示，本实施例中的快速紧锁装置中，安装板9、支撑柱7、气缸、内六角螺栓5、螺母4、推杆8组装成一个传动机构，在气缸的作用下推动推杆8往复前进后退形成动力源；由定位座10、钢球2、滑柱12、开口锁圈11、档板13、沉头螺栓1组成一个内胀器；在六角螺栓3作用下，将锁紧装置所述定位座固定在安装板9上，组成一个完整的内部径向快速锁紧装置，实现快速拆装产品。

原理是：径向紧锁装置中，包括推杆8、钢球2、滑柱12、定位座10、安装板9，在所述定位座10的轴心位置上开设有一个轴向孔，所述轴向孔内插入有推杆8，在所述轴向孔内填装有直径小于所述轴向孔直径的钢球2。在垂直于所述轴向孔的定位座10上开设有至少三个径向孔。气缸为动力推动推杆8实现径向快速锁紧，适用于机加工或径向锁紧力要求大的场合；通过控制阀（图中为示出）将气缸的活塞杆（图中为示出）往外推出，带动推杆8前进从而使钢球2与滑柱12的锥面接触，三个所述径向孔内分别设有三根滑柱12，钢球2同时作用在三根滑柱12的锥面上，在气缸的作用下使三根滑柱12同步往外移出，带动开口锁圈11均匀张开，使产品快速锁紧；工作结束后，只需搬动控制阀将气缸的活塞杆带动推杆8退回并在开口锁圈11的自身弹力作用下，带动三根滑柱12同步往内退回，从而解除对该产品的锁紧，取下产品，进入下一工作状态。 

具体是，在本实施例中，置于所述轴向孔内的推杆8推动钢球2继而带动所述滑柱12移动，三个滑柱12的运动带动套在所述定位座10上的开口锁圈11张开。将所述径向紧锁装置中带有开口锁圈11的定位座10置于所述管状产品中，所述开口锁圈11与所述管状产品的圆周内壁接触，此接触方式可以为点接触也可以是面接触方式。当需要对管状产品14进行径向锁紧时，将该装置置于其内，推动所述推杆8，将所述推杆8与钢球2的接触端的端部设置成为凸台结构，轴向孔内留有一定的空隙。推杆8推着所述钢球2移动，钢球2的运动带动所述三个滑柱12上下移动。所述三个滑柱12的运动带动套在定位座10上的开口锁圈11张开。此时，开口锁圈11与被固定的管状内壁接触，通过所述三个滑柱12压紧开口锁圈实现径向夹紧的作用。 

再次参见图1，在本实施例中，在所述定位座10的一端开设有第一台阶圆、第二台阶圆，另一端设有圆柱形凸台，在圆柱形凸台的圆周外壁上开设有外螺纹。在所述安装板9的中心位置上开设有贯通孔。所述贯通孔内开设有内螺纹。所述圆柱形凸台通过其上的外螺纹与所述安装板9上的内螺纹配合连接固定所述定位座10。在所述第一台阶圆上套有挡板13，挡板13通过至少一个沉头螺栓1与所述定位座10固定连接。特别是，所述径向孔处于所述第二台阶圆上并与所述轴向孔导通。在所述定位座10的第二台阶圆上套有开口锁圈11，挡板13的作用就在于固定限位所述开口锁圈11，使得，开口锁圈11不能沿所述定位座10的轴向方向上产生位移。三个滑柱12与钢球2接触的一端的端部为圆锥型且其横截面为扇形。所述气缸通过内六角螺栓5与所述安装板9固定连接。在所述内六角螺栓上套有支承柱7，支承柱7的一端与所述安装板9活动接触，另一端与所述气缸活动接触。通过气缸的作用实现本实施例中径向紧锁装置的快速加紧工件的作用。 

在本实施例中，所述推杆8的圆周外壁为光滑的曲面同时所述轴向孔的圆周内壁也为光滑的曲面。所述推杆8在所述轴向孔内的运动方式是直线往复运动，所述推杆与所述轴向孔二者之间的为滑动摩擦且所述推杆不做旋转运动。也就是说，所述轴向孔与所述推杆的连接方式不是通过螺纹连接，二者之间存在间隙。为了减小二者之间的摩擦力，在间隙内涂有固态润滑油脂。 

实施例4：在实施例中与实施例2所不同的是，所述动力装置6为液压缸，在本实施中，所述轴向孔的圆周内壁和所述推杆8的圆周外壁设有螺纹结构。 

实施例5：在实施例中与实施例2所不同的是，所述动力装置6为普通电机。在本实施中，所述轴向孔的圆周内壁和所述推杆8的圆周外壁设有螺纹结构。 

实施例6：在实施例中与实施例2所不同的是，所述动力装置6为步进电机。在本实施中，所述轴向孔的圆周内壁和所述推杆8的圆周外壁设有螺纹结构。 

实施例7：实施例中与实施例2所不同的是，所述动力装置6为伺服电机。在本实施中，所述轴向孔的圆周内壁和所述推杆8的圆周外壁设有螺纹结构。 

需要说明的是，本实用新型所举实施例只是为了更清楚地表达本实用新型，并不用于限制本实用新型本身。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围。此外，在发明的具体实施方式当中并没有事无巨细的一一示出相关部件，但并不影响本领域技术人员对本实用新型的技术理解与再现。 

Claims (10)

1.一种径向锁紧装置，包括推杆（8）、钢球（2）、滑柱（12）、定位座（10）、安装板（9），其特征在于：定位座（10）的轴心位置上开设有轴向孔，在垂直于所述轴向孔的定位座（10）上开设有至少一个径向孔，置于所述轴向孔内的推杆（8）通过钢球（2）与置于所述径向孔内的滑柱（12）活动接触，所述滑柱（12）与套在所述定位座（10）上的开口锁圈（11）活动接触。

2.如权利要求1所述的径向锁紧装置，其特征在于：所述轴向孔与所述径向孔导通。

3.如权利要求1或2所述的径向锁紧装置，其特征在于：所述径向孔的轴线垂直于所述轴向孔的轴线。

4.如权利要求1所述的径向锁紧装置，其特征在于：推杆（8）的圆周外壁为光滑的曲面。

5.如权利要求3所述的径向锁紧装置，其特征在于：所述轴向孔的圆周内壁为光滑的曲面。

6.如权利要求5所述的径向锁紧装置，其特征在于：推杆（8）在所述轴向孔内的运动方式是直线无旋转运动。

7.如权利要求1所述的径向锁紧装置，其特征在于：推杆（8）的圆周外壁上开设有外螺纹。

8.如权利要求3所述的径向锁紧装置，其特征在于：所述轴向孔内开设有内螺纹。

9.如权利要求8所述的径向锁紧装置，其特征在于：推杆（8）的外螺纹与所述轴向孔的内螺纹配合固定连接，使得推杆（8）可以在所述轴向孔内做旋转运动。

10.如权利要求1所述的径向锁紧装置，其特征在于：推杆（8）的一端与所述钢球（2）活动接触，另一端为旋转钮。

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