CN116851813A - 一种空心圆柱自定心工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心圆柱自定心工装及方法，本发明涉及空心圆柱工装固定的技术领域，它包括底板、固设于底板中部的圆柱，圆柱上套设有可沿其长度方向滑动的锥形块，锥形块的底表面与底板的顶表面之间固设有套设于圆柱上的垂向弹簧；底板上沿圆柱的圆周方向间隔设置有多个夹紧组件，夹紧组件包括固定块和活动块，活动块内开设有矩形槽，活动块的矩形槽套设在活动块的外部，且支撑在底板的顶表面上；活动块外侧端的顶表面上开设有弧形台阶面，弧形台阶面的顶表面上固设有弧形凸台，各个弧形凸台所围成的圆圈的直径小于空心圆柱的内径。本发明的有益效果是：结构紧凑、提高空心圆柱定心效率、提高空心圆柱工装固定效率。

Description

一种空心圆柱自定心工装及方法

技术领域

本发明涉及空心圆柱工装固定的技术领域，特别是一种空心圆柱自定心工装及方法。

背景技术

当一批量的空心圆柱生产成型后，工艺上要求采用立式铣床对空心圆柱的内壁进行加工，即在空心圆柱的内壁上铣削出多道环形槽。在加工前，需采用工装夹具将空心圆柱固定在工装台上，而后控制立式铣床的铣刀动作，以在空心圆柱的内壁上铣削加工出多道环形槽。该工装夹具的结构如图1~图2所示，它包括呈环形分布固设于工装台1台面上的螺纹杆2，每个螺纹杆2上均螺纹连接有压板3。

该工装夹具工装固定空心圆柱的方法是：

S1、工人取出一个如图3所示的待加工的空心圆柱4，将空心圆柱4支撑在工装台1的台面上，并且确保空心圆柱4处于各个螺纹杆2所围成的区域内；

S2、工人调整空心圆柱4的位置，以使空心圆柱4的中心线与立式铣床的主轴同轴；

S3、调整到位后，工人向下旋转各个螺纹杆2上的压板3，使压板3压在空心圆柱4的顶表面上，从而最终将空心圆柱4工装固定在工装台1上，如图4所示；

S4、操作立式铣床对空心圆柱4进行加工，加工后，向上旋转压板3，以使压板3与空心圆柱4分离，分离后，工人将得到的成品空心圆柱从工装台1上取走；

S5、如此重复步骤S1~S4的操作，即可连续地加工出多个成品空心圆柱。

然而，这种工装夹具虽然能够工装固定空心圆柱，但是在实际的操作中，仍然存在以下技术缺陷：

I、在步骤S2中，需要工人频繁调整空心圆柱4的位置，才能确保空心圆柱4的中心线与立式铣床的主轴同轴，调整时间长，从而降低了空心圆柱的定心效率，进而降低了空心圆柱的工装固定效率。

II、在步骤S4中，当成品空心圆柱加工后，还需要人工向上旋多个压板3，才能从工装台1上取走成品空心圆柱，这无疑是增加了对后续空心圆柱4的工装时间，降低了后续空心圆柱的工装固定效率。因此，亟需一种提高空心圆柱定心效率、提高空心圆柱工装固定效率的自定心工装及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高空心圆柱定心效率、提高空心圆柱工装固定效率的空心圆柱自定心工装及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种空心圆柱自定心工装，它包括底板、固设于底板中部的圆柱，所述圆柱上套设有可沿其长度方向滑动的锥形块，锥形块的外锥面倒立设置，锥形块的底表面与底板的顶表面之间固设有套设于圆柱上的垂向弹簧，圆柱的顶表面上焊接有螺纹柱，螺纹柱上螺纹连接有锁紧螺母，在垂向弹簧的弹力作用下，锥形块的顶端面抵压在锁紧螺母的底表面上；

所述底板上沿圆柱的圆周方向间隔设置有多个夹紧组件，夹紧组件包括固定块和活动块，固定块固设于底板的顶表面上，活动块内开设有矩形槽，活动块的矩形槽套设在活动块的外部，且支撑在底板的顶表面上，固定块的内侧壁与矩形槽的内壁之间固设有沿圆柱径向设置的径向弹簧，活动块的内侧壁上开设有锥形面，在径向弹簧的弹力作用下，活动块的锥形面抵靠在锥形块的外锥面上；所述活动块外侧端的顶表面上开设有弧形台阶面，弧形台阶面的顶表面上固设有弧形凸台，各个弧形凸台所围成的圆圈的直径小于空心圆柱的内径；

每相邻两个活动块所围成区域的相对立处均设置有固设于底板上的条形块，条形块的顶表面上固设有立板，立板的内端面上开设有弧形槽，弧形槽与空心圆柱的外壁相配合。

所述夹紧组件沿圆柱均匀分布。

所述底板的顶表面上开设有位于圆柱外部的下环形槽，锥形块的底表面上开设有上环形槽，所述垂向弹簧的下端部固设于下环形槽的槽底，垂向弹簧的上端部固设于上环形槽的槽底。

所述底板的中部开设有中心孔，所述圆柱的下端部焊接于中心孔内。

所述固定块的内端面上开设有环形凹槽，所述径向弹簧的一端固设于环形凹槽的槽底。

所述固定块经锁紧螺钉固定于底板上。

所述底板的底表面上固设有多个垫块。

一种空心圆柱自定心的工装方法，它包括以下步骤：

S1、工人取出一个空心圆柱，将空心圆柱由上往下套设于各个弧形凸台所围成的圆圈上，并且将空心圆柱的底表面支撑在各个活动块的弧形台阶面上，从而实现了空心圆柱的初步定位，此时空心圆柱的内壁与各个弧形凸台的外弧形面相对立，同时空心圆柱的外壁与各个弧形槽相对立；

S2、工人沿着螺纹柱向下旋转锁紧螺母，锁紧螺母向下压锥形块，锥形块沿着圆柱的轴线向下运动，并且锥形块向下压垂向弹簧，在锥形块的外锥面与各个活动块的锥形面相配合下，活动块相对于固定块沿远离圆柱方向运动，活动块压缩径向弹簧，当工人无法再向下旋转锁紧螺母时，各个弧形凸台的外弧形面均与空心圆柱的内壁相接触，此时空心圆柱的中心线刚好与立式铣床的主轴同轴，即实现了对空心圆柱的自动定心，同时空心圆柱被夹紧于弧形凸台的外弧形面与立板的弧形槽之间，即实现了空心圆柱的工装固定；

S3、操作立式铣床对空心圆柱进行加工，加工后，即可得到成品空心圆柱；工人向上旋锁紧螺母，各个活动块在对应的径向弹簧的恢复力作用下，朝向圆柱方向运动，各个弧形凸台的外弧形面与空心圆柱的内壁相分离，此时工人即可将成品空心圆柱取走；

S4、如此重复步骤S1~S3的操作，即可连续地加工出多个成品空心圆柱。

本发明具有以下优点：结构紧凑、提高空心圆柱定心效率、提高空心圆柱工装固定效率。

附图说明

图1 为某车间内所使用的工装夹具的结构示意图；

图2 为图1的俯视图；

图3 为空心圆柱的结构示意图；

图4 为将空心圆柱工装固定在工装台上的示意图；

图5 为本发明的结构示意图；

图6 为图5的俯视图；

图7 为图6的A-A剖视图；

图8 为锥形块的结构示意图；

图9 为固定块的结构示意图；

图10为活动块的结构示意图；

图11为图10的俯视图；

图12为条形块与立板的连接示意图；

图中，1-工装台，2-螺纹杆，3-压板，4-空心圆柱， 6-底板，7-圆柱，8-锥形块，9-外锥面，10-垂向弹簧，11-螺纹柱，12-锁紧螺母，13-夹紧组件，14-固定块，15-活动块，16-矩形槽，17-径向弹簧，18-锥形面，19-弧形台阶面，20-弧形凸台，21-条形块，22-立板，23-弧形槽，24-下环形槽，25-上环形槽，26-环形凹槽，27-外弧形面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图5~图12所示，一种空心圆柱自定心工装，它包括底板6、固设于底板6中部的圆柱7，底板6的中部开设有中心孔，所述圆柱7的下端部焊接于中心孔内，底板6的底表面上固设有多个垫块，所述圆柱7上套设有可沿其长度方向滑动的锥形块8，锥形块8的外锥面9倒立设置，锥形块8的底表面与底板6的顶表面之间固设有套设于圆柱7上的垂向弹簧10，圆柱7的顶表面上焊接有螺纹柱11，螺纹柱11上螺纹连接有锁紧螺母12，在垂向弹簧10的弹力作用下，锥形块8的顶端面抵压在锁紧螺母12的底表面上。

所述底板6上沿圆柱7的圆周方向间隔设置有多个夹紧组件13，夹紧组件13沿圆柱7均匀分布，夹紧组件13包括固定块14和活动块15，固定块14固设于底板6的顶表面上，固定块14经锁紧螺钉固定于底板6上，活动块15内开设有矩形槽16，活动块15的矩形槽16套设在活动块15的外部，且支撑在底板6的顶表面上，固定块14的内侧壁与矩形槽16的内壁之间固设有沿圆柱7径向设置的径向弹簧17，活动块15的内侧壁上开设有锥形面18，在径向弹簧17的弹力作用下，活动块15的锥形面18抵靠在锥形块8的外锥面9上；所述活动块15外侧端的顶表面上开设有弧形台阶面19，弧形台阶面19的顶表面上固设有弧形凸台20，各个弧形凸台20所围成的圆圈的直径小于空心圆柱的内径；每相邻两个活动块15所围成区域的相对立处均设置有固设于底板6上的条形块21，条形块21的顶表面上固设有立板22，立板22的内端面上开设有弧形槽23，弧形槽23与空心圆柱的外壁相配合。

所述底板6的顶表面上开设有位于圆柱7外部的下环形槽24，锥形块8的底表面上开设有上环形槽25，所述垂向弹簧10的下端部固设于下环形槽24的槽底，垂向弹簧10的上端部固设于上环形槽25的槽底。所述固定块14的内端面上开设有环形凹槽26，所述径向弹簧17的一端固设于环形凹槽26的槽底。

一种空心圆柱自定心的工装方法，它包括以下步骤：

S1、工人取出一个空心圆柱，将空心圆柱由上往下套设于各个弧形凸台20所围成的圆圈上，并且将空心圆柱的底表面支撑在各个活动块15的弧形台阶面19上，从而实现了空心圆柱的初步定位，此时空心圆柱的内壁与各个弧形凸台20的外弧形面27相对立，同时空心圆柱的外壁与各个弧形槽23相对立；

S2、工人沿着螺纹柱11向下旋转锁紧螺母12，锁紧螺母12向下压锥形块8，锥形块8沿着圆柱7的轴线向下运动，并且锥形块8向下压垂向弹簧10，在锥形块8的外锥面9与各个活动块15的锥形面18相配合下，活动块15相对于固定块14沿远离圆柱7方向运动，活动块15压缩径向弹簧17，当工人无法再向下旋转锁紧螺母12时，各个弧形凸台20的外弧形面27均与空心圆柱的内壁相接触，此时空心圆柱的中心线刚好与立式铣床的主轴同轴，即实现了对空心圆柱的自动定心，同时空心圆柱被夹紧于弧形凸台20的外弧形面27与立板22的弧形槽23之间，即实现了空心圆柱的工装固定；

其中，从步骤S2可知，工人只需向下旋转锁紧螺母12，即可使各个活动块15的弧形凸台20的外弧形面27同时朝向空心圆柱的内壁方向运动，从而实现了在短时间内将空心圆柱定心，该自定心工装相比如图1、图2和图4所示的工装夹具，极大的提高了空心圆柱的定心效率，进而极大的提高了空心圆柱的工装固定效率。

S3、操作立式铣床对空心圆柱进行加工，加工后，即可得到成品空心圆柱；工人向上旋锁紧螺母12，各个活动块15在对应的径向弹簧17的恢复力作用下，朝向圆柱7方向运动，各个弧形凸台20的外弧形面27与空心圆柱的内壁相分离，此时工人即可将成品空心圆柱取走；

其中，从该步骤S3中，工人只需向上旋锁紧螺母12，即可使各个活动块15的弧形凸台20的外弧形面27同时与空心圆柱的内壁分离，相比于如图1~图2所示的工装夹具无需工人旋出多个压板，从而极大的缩短了对后续空心圆柱的工装时间，进而极大的提高了对后续空心圆柱的工装固定效率。

S4、如此重复步骤S1~S3的操作，即可连续地加工出多个成品空心圆柱。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：它包括底板（6）、固设于底板（6）中部的圆柱（7），所述圆柱（7）上套设有可沿其长度方向滑动的锥形块（8），锥形块（8）的外锥面（9）倒立设置，锥形块（8）的底表面与底板（6）的顶表面之间固设有套设于圆柱（7）上的垂向弹簧（10），圆柱（7）的顶表面上焊接有螺纹柱（11），螺纹柱（11）上螺纹连接有锁紧螺母（12），在垂向弹簧（10）的弹力作用下，锥形块（8）的顶端面抵压在锁紧螺母（12）的底表面上；

所述底板（6）上沿圆柱（7）的圆周方向间隔设置有多个夹紧组件（13），夹紧组件（13）包括固定块（14）和活动块（15），固定块（14）固设于底板（6）的顶表面上，活动块（15）内开设有矩形槽（16），活动块（15）的矩形槽（16）套设在活动块（15）的外部，且支撑在底板（6）的顶表面上，固定块（14）的内侧壁与矩形槽（16）的内壁之间固设有沿圆柱（7）径向设置的径向弹簧（17），活动块（15）的内侧壁上开设有锥形面（18），在径向弹簧（17）的弹力作用下，活动块（15）的锥形面（18）抵靠在锥形块（8）的外锥面（9）上；所述活动块（15）外侧端的顶表面上开设有弧形台阶面（19），弧形台阶面（19）的顶表面上固设有弧形凸台（20），各个弧形凸台（20）所围成的圆圈的直径小于空心圆柱的内径；

每相邻两个活动块（15）所围成区域的相对立处均设置有固设于底板（6）上的条形块（21），条形块（21）的顶表面上固设有立板（22），立板（22）的内端面上开设有弧形槽（23），弧形槽（23）与空心圆柱的外壁相配合。

2.根据权利要求1所述的一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：所述夹紧组件（13）沿圆柱（7）均匀分布。

3.根据权利要求2所述的一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：所述底板（6）的顶表面上开设有位于圆柱（7）外部的下环形槽（24），锥形块（8）的底表面上开设有上环形槽（25），所述垂向弹簧（10）的下端部固设于下环形槽（24）的槽底，垂向弹簧（10）的上端部固设于上环形槽（25）的槽底。

4.根据权利要求3所述的一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：所述底板（6）的中部开设有中心孔，所述圆柱（7）的下端部焊接于中心孔内。

5.根据权利要求4所述的一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：所述固定块（14）的内端面上开设有环形凹槽（26），所述径向弹簧（17）的一端固设于环形凹槽（26）的槽底。

6.根据权利要求5所述的一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：所述固定块（14）经锁紧螺钉固定于底板（6）上。

7.根据权利要求6所述的一种空心圆柱自定心工装，其特征在于：所述底板（6）的底表面上固设有多个垫块。

8.一种空心圆柱自定心的工装方法，采用权利要求7所述空心圆柱自定心工装，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、工人取出一个空心圆柱，将空心圆柱由上往下套设于各个弧形凸台（20）所围成的圆圈上，并且将空心圆柱的底表面支撑在各个活动块（15）的弧形台阶面（19）上，从而实现了空心圆柱的初步定位，此时空心圆柱的内壁与各个弧形凸台（20）的外弧形面（27）相对立，同时空心圆柱的外壁与各个弧形槽（23）相对立；

S2、工人沿着螺纹柱（11）向下旋转锁紧螺母（12），锁紧螺母（12）向下压锥形块（8），锥形块（8）沿着圆柱（7）的轴线向下运动，并且锥形块（8）向下压垂向弹簧（10），在锥形块（8）的外锥面（9）与各个活动块（15）的锥形面（18）相配合下，活动块（15）相对于固定块（14）沿远离圆柱（7）方向运动，活动块（15）压缩径向弹簧（17），当工人无法再向下旋转锁紧螺母（12）时，各个弧形凸台（20）的外弧形面（27）均与空心圆柱的内壁相接触，此时空心圆柱的中心线刚好与立式铣床的主轴同轴，即实现了对空心圆柱的自动定心，同时空心圆柱被夹紧于弧形凸台（20）的外弧形面（27）与立板（22）的弧形槽（23）之间，即实现了空心圆柱的工装固定；

S3、操作立式铣床对空心圆柱进行加工，加工后，即可得到成品空心圆柱；工人向上旋锁紧螺母（12），各个活动块（15）在对应的径向弹簧（17）的恢复力作用下，朝向圆柱（7）方向运动，各个弧形凸台（20）的外弧形面（27）与空心圆柱的内壁相分离，此时工人即可将成品空心圆柱取走；

S4、如此重复步骤S1~S3的操作，即可连续地加工出多个成品空心圆柱。