CN216681867U - 一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，该装置包括压紧头、导向柱、导向销钉、导向座、连接架、连接杆、气缸等，导向柱安装在导向座内，压紧头安装在导向柱的顶部，气缸安装在导向座的底部，导向柱的底部与气缸的活塞转动连接，在气缸的驱动及导向销钉的作用下，使压紧头在升降的同时完成旋转换向。该装置在解决机械加工工件压紧的同时，还能解决压紧装置松开工件后不占用工件上方的空间，确保了工件上料或卸料时足够的操作空间。

Description

一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置

技术领域

本实用新型涉及机械设计及加工技术的领域，具体涉及一种用于金属板材压紧及压紧头换向的装置，该装置亦可用于其他机械加工及检测时的工件压紧。

背景技术

板材的机械加工过程中，常需要压紧工件(板材)的装置。在常用的压紧方式中，气动压紧方式，由于其结构简单、经济、易于实现，所以被广泛采用。

但气动压紧方式，其压紧头是在气缸活塞的驱动下，在垂直于工件表面的方向上下运动，以实现工件的压紧或松开。但是在压紧头松开后，更换工件时，压紧头还位于工件的上方，所以工件上方垂直方向的路径被压紧头遮挡，故老工件的移出和新工件的载入，只能从工作台和压紧头之间的缝隙中插入。这种情况限制了工件的载入和卸载的方式。比如，在激光切割中，板材载入可由真空吸附从上而下放置，显然，常用的垂直升降气动压紧方法，不能够满足要求。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种压紧头竖直升降并同步旋转的压紧装置，即在压紧状态和松开到位时，压紧头的方向改变90度，使得压紧头处于松开到位状态时，压紧头不在位于工件上方。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，包括设置在压紧头和气缸之间的导向机构，所述导向机构包括竖直安装在工作台侧面的导向座和导向柱，导向座内部设有贯穿上下端的圆柱形通道，导向柱安装在该通道中，可绕通道中轴转动，导向座的筒壁内设有突出的导向销钉，导向销钉嵌入形成在导向柱的侧表面的滑槽，滑槽包括两个平行于导向柱中轴的AB竖直段和CD竖直段，和连接AB竖直段的底端和CD竖直段的顶端的螺旋转向段，AB竖直段的底端高于CD竖直段的顶端；

所述气缸固定安装在导向座的底部，气缸的活塞与导向柱的底部转动连接，所述压紧头安装在导向柱的顶部，导向柱在气缸驱动下，相对导向销钉限制下上升或下降同时旋转；

所述压紧头随着导向柱运动，使得活塞伸出时压紧头上升且旋转一定角度后离开工作台上方空间，活塞缩回时压紧头下降且旋转一定角度后回到工作台上方空间。

所述滑槽中螺旋转向段竖直上升的高度为螺距的四分之一，AB竖直段和CD竖直段在导向柱表面相隔的距离为导向柱周长的四分之一，AB竖直段、CD竖直段、螺旋转向段光滑连接过渡。

所述导向座的外侧设有多个固定孔一，导向座通过标准件螺钉固定于工作台的侧面；在导向座的套筒侧壁中设有多个固定孔二，气缸通过固定孔二安装在导向座的底部。

所述导向座开设有贯穿筒壁的螺纹孔，导向销钉穿过螺纹孔与导向座螺纹连接。

所述压紧头包括悬臂段和旋转部，旋转部位于悬臂段的一端，且沿竖直方向贯穿有通孔，内六角螺钉M穿过通孔，将压紧头固定安装在导向柱的顶部，悬臂段的另一端向下延伸形成压脚。

在导向柱的底部和气缸的活塞之间设有连接架，连接架包括插入杆和活动架，活动架包括两块相互隔开且同轴的圆盘，两块圆盘相对的一面通过连接件相连，圆盘均与通道间隙配合，插入杆顶端与导向柱底部轴心位置的内螺纹孔螺纹连接，插入杆的底端与活动架上侧的圆盘的中心固定连接，活动架下侧的圆盘开设有中心孔，中心孔沿径向延伸到圆盘边缘形成U形槽口；气缸的活塞上固定有连接杆，连接杆上端卡入连接架的U形槽口内，连接杆与U形槽口之间接触表面光滑，连接杆可在U型槽口内转动或移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：在现有的垂直升降式气动压紧的装置的基础上，对装置做出调整，在导向柱上开设有一定形状的滑槽，通过插入滑槽的销钉来限制导向柱的运动轨迹，使得压紧头在升降的同时完成旋转换向。该装置在解决机械加工工件压紧的同时，还能解决压紧装置松开工件后不占用工件上方的空间，确保了工件上料或卸料时足够的操作空间。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体装配式结构示意图；

图2为本实用新型装置中导向柱的结构示意图一；

图3为本实用新型装置中导向柱的结构示意图二；

图4为本实用新型装置中导向销钉的结构示意图。

图5为本实用新型装置中导向座的结构示意图。

图6为本实用新型装置中连接架的结构示意图。

图7为本实用新型装置中连接杆的结构示意图。

图8为本实用新型装置中压紧头的结构示意图。

图9为本实用新型装置压紧状态的示意图；

图10为本实用新型装置松开状态的示意图；

其中，1-内六角螺钉M6、2-压紧头、3-导向柱、4-导向销钉、5-导向座、6-连接架、7-连接杆、8-气缸、9-被压工件、10-工作台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实施例提供的一种压紧头竖直升降并同步旋转的压紧装置的结构，如图1～10所示，包括压紧头2、导向柱3、导向销钉4、导向套5、连接架6、连接杆7、气缸8及固定连接用的标准件螺钉。

如图2至图3所示，导向柱3的横截面为圆形，在导向柱3的侧表面开设有滑槽31，该滑槽31由三段组成，包括平行于导向柱3中轴的AB竖直段和CD竖直段，和连接AB竖直段的底部和CD竖直段的顶端的BC螺旋转向段，AB竖直段的底端高于CD竖直段的顶端，三段滑槽光滑连接过渡。如图2b和图3d所示，AB竖直段和CD竖直段在导向柱3表面相隔的距离为导向柱3周长的四分之一，如图2a所示，AB竖直段的底端高于CD竖直段的顶端3mm，即BC螺旋转向段若延长并盘绕导向柱3一周，其螺距为12mm。本实施例中，导向柱3直径为Φ26，开槽宽度为4mm，深4.5mm，滑槽螺距为12mm，旋转90度，高度提升3mm。AB段长度大于10mm，对应被夹工件厚度为0-10mm。材料选用45#钢，调质处理。

如图5b所示，导向座5为内部中空的圆柱套筒结构，其内可设有与导向柱3间隙配合的通道51；如图5a所示，在导向座5的外侧设有多个固定孔一52，通过标准件螺钉可将导向座5固定于工作台10的侧面；如图5c所示，在导向座5俯视图中，在导向座5的套筒侧壁中设有多个固定孔二53，通过固定孔二53，气缸8安装在导向座5的下端。本实施例中，导向座5内的通道51与导向柱3的配合选用H7/f6，中等精度的间隙配合。

如图1所示，导向座5的上部开设有贯穿套筒侧壁的螺纹孔54，导向销钉4通过螺纹孔54与导向座5螺纹连接，导向销钉4的前部导向端插入导向柱3中滑槽31内，与滑槽31内壁间隙配合，起导向作用。在导向销钉4的作用下，导向柱3的运动轨迹与滑槽31的竖直轴线相同。本实施例中，导向销钉4导向段直径Φ4，取负差。螺纹为M5。

如图8所示，压紧头2包括悬臂段21和旋转部22，悬臂段21具有向下延伸的压脚23，旋转部22沿竖直方向贯穿有通孔24，内六角螺钉M6穿过通孔24，将压紧头2固定安装在导向柱3的顶部，使得压紧头可导向柱3同步运动。在一个行程范围内，可实现压紧头2升降及换向90度的动作。当导向销钉4处于导向柱3上滑槽31的AB竖直段时，压紧头2处于压紧工位方向；当导向销钉4处于滑槽31的BC螺旋转向段时，压紧头2转向；当导向销钉4处于导向柱3上滑槽31的CD竖直段时，压紧头2处于避让工位方向。在整套装置装配的最后，安装调整并确定压紧头2的方向，将其与导向柱3固定。

如图6所示，连接架6包括插入杆61和活动架62，图6b为图6a在A-A处的剖视图，插入杆61竖直插入导向柱3底部轴心位置的内螺纹孔中，使得连接架6与导向柱3下端螺纹连接固定，活动架62为两块相互间隔且同轴的圆盘，两块圆盘相对的一面通过连接假案相连，圆盘与导向座5内的通道51间隙配合，活动架61上侧的圆盘的中心与插入杆61的底部固定连接，活动架62下侧的圆盘开设有中心孔，中心孔沿径向延伸至圆盘边缘形成U形槽口63。

导向座5底部固定安装的气缸8的活塞上的连接杆7伸入导向座5的通道5内，如图7所示，连接杆7呈工字形，可卡入连接架6的U形槽口63内，使得连接杆7与连接架6之间不是刚性连接，连接杆7与U形槽口63之间有足够的间隙且接触表面光滑，在气缸8作用下，连接杆7通过上顶或下拉，驱动导向柱3上升或下降，同时连接杆7与连接架6之间还可以相对转动，以保证导向柱3在通道51内的旋转活动。

装配时，首先将导向座5固定安装在工作台10的侧面，使得导向座5的螺纹孔54朝外；然后将导向柱3与连接架6连接固定，将气缸8活塞与连接杆7连接固定，然后将两者通过中间的连接架6和连接杆7连接(套住)，再将它们装入导向座5的通道51中；再通过螺钉将气缸8固定在导向座5的下端。调整过程，旋转导向柱3，将其上滑槽任意处对准导向座5上与导向销钉4连接的螺纹孔54，拧入导向销钉4，将其导向端插入滑槽，并在导向座5上固定。气缸8通气，双向伸缩，根据前述压紧头2的方向要求，安装调整并确定压紧头2的方向，并将其固定在导向柱3的顶部。本例中的标准件螺钉，均选用内六角圆柱头螺钉。

一种压紧头竖直升降并同步旋转的压紧装置的使用方法，它包括如下步骤：

步骤一：起始状态为压紧状态，此时气缸8活塞下降(缩入)，压紧头2压紧工件，此时导向销钉4处于导向柱3上滑槽的直线部分AB段的末端。

步骤二：在压紧状态下，完成工件9的加工。

步骤三：松开，此时气缸8活塞上升(伸出)，推动连接架6向上移动，导向柱3和压紧头2也被向上推动，此时导向销钉4相对于滑槽AB竖直段移动，导向柱3和压紧头2垂直上升且不旋转；当气缸8活塞继续上升，导向销钉4进入滑槽BC螺旋转向段时，导向柱3和压紧头2继续上升，同时沿螺旋部分旋转，旋转角度达到90度时，导向销钉4进入第二段滑槽31CD竖直段的起始点，此时压紧头2旋转90度，离开工作台的上料空间；当气缸8活塞继续上升，导向柱3和压紧头2继续向上升高，直至最高点。

步骤四：卸料或上料。

步骤五：压紧，此时气缸8活塞下降(缩入)，拉动导向柱3和压紧头2下降，此时导向销钉4的位置先后位于滑槽CD竖直段、BC螺旋转向段、AB竖直段，在滑螺旋转向段，导向柱3和压紧头2完成90度转向，压紧头2回到压紧工位方向。当导向销钉4在滑槽AB竖直段某处，压紧头2位于工件上方，开始触碰工件9最终压紧。被夹工件的厚度范围由滑槽AB竖直段的长度决定，同时，气缸8的行程也要与之匹配。本实施例中，气缸行程大于20mm。

以上仅为本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员依据发明的方案及思路在实际实施时做出适当的变化，但不影响本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，包括设置在压紧头(2)和气缸(8)之间的导向机构，其特征在于，

所述导向机构包括竖直安装在工作台(10)侧面的导向座(5)和导向柱(3)，导向座(5)内部设有贯穿上下端的圆柱形通道(51)，导向柱(3)安装在该通道(51)中，可绕通道(51)中轴转动，导向座(5)的筒壁内设有突出的导向销钉(4)，导向销钉(4)嵌入形成在导向柱(3)的侧表面的滑槽(31)，滑槽(31)包括两个平行于导向柱(3)中轴的AB竖直段和CD竖直段，和连接AB竖直段的底端和CD竖直段的顶端的螺旋转向段，AB竖直段的底端高于CD竖直段的顶端；

所述气缸(8)固定安装在导向座(5)的底部，气缸(8)的活塞与导向柱(3)的底部转动连接，所述压紧头(2)安装在导向柱(3)的顶部，导向柱(3)在气缸(8)驱动下，相对导向销钉(4)限制下上升或下降同时旋转；

所述压紧头(2)随着导向柱(3)运动，使得活塞伸出时压紧头(2)上升且旋转一定角度后离开工作台(10)上方空间，活塞缩回时压紧头(2)下降且旋转一定角度后回到工作台(10)上方空间。

2.根据权利要求1所述的一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，其特征在于，所述AB竖直段和CD竖直段在导向柱(3)表面相隔的距离为导向柱(3)周长的四分之一，AB竖直段、CD竖直段、螺旋转向段光滑连接过渡。

3.根据权利要求1所述的一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，其特征在于，所述导向座(5)的外侧设有多个固定孔一(52)，导向座(5)通过标准件螺钉固定于工作台(10)的侧面；在导向座(5)的套筒侧壁中设有多个固定孔二(53)，气缸(8)通过固定孔二(53)安装在导向座(5)的底部。

4.根据权利要求1或权利要求3所述的一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，其特征在于，所述导向座(5)开设有贯穿筒壁的螺纹孔(54)，导向销钉(4)穿过螺纹孔(54)与导向座(5)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，其特征在于，所述压紧头(2)包括悬臂段(21)和旋转部(22)，旋转部(22)位于悬臂段(21)的一端，且沿竖直方向贯穿有通孔(24)，内六角螺钉M6穿过通孔(24)，将压紧头(2)固定安装在导向柱(3)的顶部，悬臂段(21)的另一端向下延伸形成压脚(23)。

6.根据权利要求1所述的一种压紧头升降并同步旋转的压紧装置，其特征在于，在导向柱(3)的底部和气缸(8)的活塞之间设有连接架(6)，连接架(6)包括插入杆(61)和活动架(62)，活动架(62)包括两块相互隔开且同轴的圆盘，两块圆盘相对的一面通过连接件相连，圆盘均与通道(51)间隙配合，插入杆(61)顶端与导向柱(3)底部轴心位置的内螺纹孔螺纹连接，插入杆(61)的底端与活动架(62)上侧的圆盘的中心固定连接，活动架(62)下侧的圆盘开设有中心孔，中心孔沿径向延伸到圆盘边缘形成U形槽口(63)；气缸(8)的活塞上固定有连接杆(7)，连接杆(7)上端卡入连接架(6)的U形槽口(63)内，连接杆(7)与U形槽口(63)之间接触表面光滑，连接杆(7)可在U型槽口(63)内转动或移动。

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