一种锁紧机构及具有其的交换工作台

技术领域

本发明涉及加工机床技术领域，特别涉及一种锁紧机构及具有其的交换工作台。

背景技术

交换工作台是多个工作台可以在一个或多个基座快速定位夹紧，保证定位精度夹紧刚性。交换工作台应用于加工中心工作台，自动生产线，在一个零件加工，同时进行另外一个零件装夹，或装夹一次工件随工作台流转在不同机床上，完成全部工序加工。交换工作台可以提高加工效率，节省辅助时间，实现自动化。

目前交换工作台典型结构采用四个定位锥定位，制造难度高，仅有少数厂家可以生产，价格昂贵，这种结构的工作台及基座加工精度要求高，需要精密设备进行加工，普通设备无法保证精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷与不足，为此本发明提供了一种锁紧机构及具有其的交换工作台，能够降低加工精度要求，降低成本，提高通用性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种锁紧机构，其包括：拉紧轴、夹紧盘、推动机构和导向机构；所述夹紧盘上设置有通孔，所述拉紧轴上端设置有压紧部，所述压紧部的外形与所述通孔相匹配；

所述导向机构设置在所述拉紧轴的下端，所述推动机构被配置能够带动所述拉紧轴沿着所述导向机构进行竖直运动和旋转运动；

所述拉紧轴和夹紧盘被配置成当所述压紧部与所述通孔重合时，所述拉紧轴和夹紧盘为松开状态；当所述压紧部与所述通孔错开时，所述拉紧轴和夹紧盘为夹紧状态。

进一步地，所述通孔的轮廓为梅花形。

进一步地，所述导向机构包括底座，所述底座上设置有水平方向的导向销，所述拉紧轴的下端为中空圆柱，所述中空圆柱上设置有导向槽，所述导向销与导向槽滑动配合。

进一步地，所述导向槽从上到下包括相互平滑过渡的竖直槽和凸轮槽，所述凸轮槽用于使所述拉紧轴相对于所述导向销进行竖直运动和转转运动。

进一步地，所述推动机构为油缸。

本发明还提供了一种交换工作台，包括上述任意一项所述的锁紧机构。

进一步地，所述交换工作台还包括基座和托盘，所述基座和所述托盘之间设置有定位机构，所述定位机构被配置成保证所述托盘在更换过程中能够安装在同一个位置；所述拉紧轴与所述基座同轴滑动配合，所述底座同轴固定在所述基座的下端，所述夹紧盘固定在所述托盘的下端，所述油缸设置在所述基座的内部。

进一步地，所述定位机构包括相互匹配的上端齿盘和下端齿盘，所述上端齿盘固定在所述托盘上，所述下端齿盘固定在所述基座上；所述定位机构还包括若干个定位销，所述定位销固定在所述基座的上端；所述定位销上设置有相匹配的销座，所述销座固定在所述托盘的下端；若干个所述定位销分布在不同直径尺寸上。

进一步地，所述油缸包括活塞和油缸盖，所述油缸盖固定在所述基座的上端且与所述拉紧轴密封滑动连接，所述活塞固定在所述拉紧轴上且与所述基座密封滑动连接，所述活塞位于所述油缸盖的下方，所述活塞与所述油缸盖之间形成锁紧油腔，所述活塞与所述基座之间形成松开油腔，所述油缸盖内部设置有注油通道，所述锁紧油腔通过所述注油通道与进油口A连通，所述松开油腔与进油口B连通，所述进油口A和进油口B均设置在所述基座上。

进一步地，所述托盘的外部设置有防尘环，所述防尘环被配置成能够避免灰尘进入所述定位机构内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过锁紧机构能够实现托盘的交换，可进行各种机械加工、装配等工序，更换方便快捷，降低了制造成本；

2.通过定位机构，能够保证更换托盘时，托盘的安装位置唯一，保证了后续机床加工零件过程中的尺寸精度；

3.通过上端齿盘和下端齿盘配合，提高了托盘安装时定位精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中托盘部分的仰视图。

图3为图1中基座部分的俯视图。

图4为图1中导向槽的示意图。

图5为图1中A向的锁紧与松开状态图。

其中：1、基座；2、锁紧机构；3、定位机构；4、防尘环；5、托盘；11、进油口A；12、进油口B；21、拉紧轴；22、夹紧盘；23、活塞；24、油缸盖；25、底座；26、导向销；27、锁紧油腔；28、松开油腔；31、下端齿盘；32、上端齿盘；33、定位销；34、销座；211、导向槽；221、通孔；221-1、竖直槽；221-2、凸轮槽。

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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例

请参阅图1至图5，本发明提供了一种锁紧机构，包括拉紧轴21、夹紧盘22、推动机构和导向机构；其中，夹紧盘22上设置有通孔221，拉紧轴21上端设置有压紧部，压紧部的外形与通孔221相匹配；导向机构设置在拉紧轴21的下端，推动机构能够带动拉紧轴21沿着导向机构进行竖直运动和旋转运动；当压紧部与通孔221重合时，拉紧轴21和夹紧盘22为松开状态；当压紧部与通孔221错开时，拉紧轴21和夹紧盘22为夹紧状态。

优选地，通孔221的轮廓为梅花形。

此外，通孔221的轮廓也可以为多边形、椭圆形等非圆形状，具体不再赘述。整体上，通孔221的轮廓为梅花形时，锁紧效果最佳。

作为本发明的一个实施例，导向机构包括底座25，该底座25上设置有水平方向的导向销26，拉紧轴21的下端为中空圆柱，中空圆柱上设置有导向槽211，导向销26与导向槽211滑动配合。

优选地，导向槽211从上到下包括相互平滑过渡的竖直槽211-1和凸轮槽211-2，凸轮槽211-2用于使拉紧轴21相对于导向销26进行竖直运动和转转运动。

作为本发明的另一个实施例，推动机构为油缸。

本发明还提供了一种交换工作台，安装使用了上刷任意一种锁紧机构2。

作为本发明的一个实施例，交换工作台还包括基座1和托盘5，基座1和托盘5之间设置有定位机构3，该定位机构3保证托盘5在更换过程中能够安装在同一个位置；拉紧轴21与基座1同轴滑动配合，底座25同轴固定在基座1的下端，夹紧盘22固定在托盘5的下端，油缸设置在基座1的内部。

优选地，定位机构3包括相互匹配的上端齿盘32和下端齿盘31，上端齿盘32固定在托盘5上，下端齿盘31固定在基座1上；定位机构3还包括若干个定位销33，定位销33固定在基座1的上端；定位销33上设置有相匹配的销座34，销座34固定在托盘5的下端；若干个定位销33分布在不同直径尺寸上。这里的定位销33必须插入销座34内。

优选地，油缸包括活塞23和油缸盖24，其中，油缸盖24固定在基座1的上端且与拉紧轴21密封滑动连接，活塞23固定在拉紧轴21上且与基座1密封滑动连接，活塞23位于油缸盖24的下方，活塞23与油缸盖24之间形成锁紧油腔27，活塞23与基座1之间形成松开油腔28，油缸盖24内部设置有注油通道，锁紧油腔27通过注油通道与进油口A11连通，松开油腔28与进油口B12连通，进油口A11和进油口B12均设置在基座1上。值得说明的是，托盘5的夹紧是采用液压方式，基座1内置油缸，保证控制简单，同时液压提供足够的刹紧力，满足托盘5使用过程的高刚性要求。

作为本发明的另一个实施例，托盘5的外部设置有防尘环4，防尘环4能够避免灰尘进入定位机构3内。具体地，当使用上端齿盘32和下端齿盘31时，能够避免灰尘进入上端齿盘32和下端齿盘31的齿啮合区域。

综上所述，上端齿盘32和下端齿盘31均为端面带齿结构，可以采购双联齿盘，用于托盘5的定位。

更具体地，上端齿盘32和下端齿盘31上各齿尺寸形状一致，为避免啮合角度错位，在基座1上布置两个定位销33，定位销33分布在不同直径尺寸上，在托盘5落到基座1上时，定位销33必须先插到托盘5上销座34的孔中，上端齿盘32和下端齿盘31再进入啮合，保证托盘5唯一的定位位置。值得说明的，托盘5是一种用于加工零件的工作台。

更具体地，上述基座1可以安装在数控转台的工作台上或者直接装在数控转台主轴上，做成数控交换回转工作台；托盘5与基座1也可以加上液压快换接头，托盘5可安装液压夹具，具体不再赘述。

本发明的工作过程是基座1上进油口B12通液压油，液压油进入松开油腔28中，活塞23带动拉紧轴21上升，同时由于拉紧轴21下端的凸轮槽211与导向销26作用下，拉紧轴21上升过程的同时还进行旋转运动，在活塞23与油缸盖24接触时，达到了最高点，此时拉紧轴21上的压紧部与托盘5上的夹紧盘22的形状重合对正，这时可将托盘5移走，再把另外一个托盘5搬运过来，在更换过程中，基座1由两个定位销33先对到托盘5上的销座34中，如果托盘5的型号或放置方向不正确，托盘5将落不下去。两个定位销33到位后，托盘5确定位置，托盘5开始下降，这时上端齿盘32与下端齿盘31进行啮合；然后，基座1上的进油口A11通液压油，液压油进入锁紧油腔27中，活塞23带动拉紧轴21下降，并逐渐旋转一个角度，直到拉紧轴21上的压紧部与托盘5上的夹紧盘22上通孔221错开不重合，拉紧轴21旋转到位，拉紧轴21与夹紧盘22进行端面接触，通过液压油提供的作用力将托盘5夹紧。更换的托盘5保持与上一个托盘5在同一位置，并且托盘5与基座1联成一体，实现工作台的交换，可进行各种机械加工、装配等工序。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。