一种用于氢气瓶缠绕的充气装夹装置

技术领域

本发明属于充气装夹装置技术领域，具体涉及一种用于氢气瓶缠绕的充气装夹装置。

背景技术

氢气瓶是一种需要耐受超高压的特种压力容器，其主要的结构组成为气瓶内胆、碳纤维缠绕加强层。现阶段气瓶内胆一般为铝合金材质(Ⅲ型氢气瓶)，但随着市场需求变化和技术革新，Ⅳ型氢气瓶应运而生，Ⅳ型氢气瓶内胆为塑料材质。氢气瓶缠绕时，需要将碳纤维按特定的张力缠绕到模具内胆上，为防止塑料内胆受压变形，需要在缠绕过程中在线按工艺要求逐步充入压缩气体，保证塑料内胆内部压力。现阶段我们的缠绕机充气装夹装置易出现一下技术问题：

1.现有的缠绕机使用气动卡盘装夹，模具头截面为圆形，卡盘夹爪与模具为三点式夹持，易出现主轴相对于模具打滑现象，从而影响纤维缠绕线型不准确。

2.现有的装夹装置不具备模具头轴向限位功能，缠绕过程中如果卡盘与模具出现打滑，模具会发生轴向窜动，影响制品精度。

3.现有的气动卡盘和充气嘴固定于缠绕机床头位置，只作回转运动，轴向不能滑动，安装模具时，模具需要借助外力(比如机械手)完成轴向插拔动作，模具插进去以后，卡盘才能夹紧，充气装置才能闭合到位。

4.现有的充气装置集成在旋转主轴内部，主轴中心需要加工细长深孔，加工难度大，而且是通过压缩空气旋转密封圈密封，密封处易混入磨粒，使得动密封时旋转密封圈易摩擦损坏，易出现漏气现象。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种用于氢气瓶缠绕的充气装夹装置，以解决模具头相对于卡盘夹爪旋转打滑、现有气动卡盘不具备轴向限位和模具装载时需要外力轴向插拔和旋转主轴密封效果不理想的技术难题。

一种用于氢气瓶缠绕的充气装夹装置，包括模具和充气装夹装置，所述模具右端设有模具头，所述模具头内设有气孔，所述模具头上设有充气装夹装置，通过充气装夹装置将模具头装夹固定，使得对模具的固定，并带动模具转动，将碳纤维缠绕包覆到模具内胆表面，同时在缠绕过程中将压缩空气通过气孔充入模具内；

其特征在于：所述气孔为左端细、右端粗结构，密封圈插入气孔的粗端内，所述模具头为一端圆杆、一端方形块结构，圆杆与模具连接，而上V型卡块与下V型卡块装夹方形块部位，所述充气装夹装置包括箱体，所述箱体内设有一组轴承一，所述轴承一内设有旋转主轴，旋转主轴在轴承一内转动，所述旋转主轴内设有滑动轴套，所述滑动轴套一端在旋转主轴内、一端在旋转主轴上，所述滑动轴套的一端设有轴承二，所述轴承二上设有拨叉块，所述轴承二的内圈安装在滑动轴套上，所述拨叉块安装在轴承二的外圈上，内圈随滑动轴套转动、外圈被拨叉块固定不转动，所述拨叉块上设有拨叉，所述箱体上设有气缸，所述拨叉与气缸的活塞轴连接，气缸的活塞轴移动带动拨叉，拨叉带动拨叉块，拨叉块带动轴承二，轴承二带动滑动轴套在旋转主轴上移动；

所述旋转主轴内设有气管，气管与旋转主轴滑动连接，压缩空气通入气管内，所述气管端部设有密封圈，所述滑动轴套上设有上V型卡块，滑动轴套移动时带动上V型卡块滑动，所述旋转主轴上设有下V型卡块，所述上V型卡块和下V型卡块之间设有模具头，上V型卡块和下V型卡块对模具头装夹固定，所述旋转主轴上设有模具轴向限位环，所述模具头上设有模具头凹槽，所述模具轴向限位环与模具头凹槽卡合，使得模具头轴向限位，不会在上V型卡块与下V型卡块之间发生轴向位移，影响模具缠绕精度。

进一步的，所述旋转主轴上设有长槽孔，所述长槽孔内设有卡键，所述卡键与滑动轴套连接，所述气管与卡键连接，滑动轴套滑动时带动卡键在长槽孔内移动，同时卡键带动气管在旋转主轴内滑动，气管带动密封圈插入气孔内，形成密封。

进一步的，所述箱体上设有轴架，所述轴架上设有固定轴，所述固定轴贯穿拨叉，使得拨叉在移动时，一端在固定轴上转动。

进一步的，所述旋转主轴一端设有链轮，链轮转动带动旋转主轴在轴承一内转动。

进一步的，所述气管的一端设有气动回转接头。

进一步的，所述气动回转接头上设有回转接头固定板，回转接头固定板固定在保持架上，保证气管在气动回转接头内转动且能轴向滑动。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过将现有的圆形截面的夹具头改成一端为方形块结构的夹具头，将带有模具的模具头由上至下先放在下V型卡块上，然后通过气缸推动滑动轴套的移动，使得上V型卡块和下V型卡块对模具头进行装夹，使得模具头转动时不会在上V型卡块和下V型卡块内出现圆周方向打滑，且气缸推动上V型卡块直接对模具头进行插拔，无需借助外在动力设备，与此进行的同时还实现了滑动轴套带动气管在旋转主轴内移动，使得气管端部的密封圈插入气孔内，与气孔形成密封连接，气管、旋转主轴、模具头三者同时旋转，相对静止，使得密封圈形成静密封，相比动密封易摩擦受损，密封效果更好，于此还是同步实现模具轴向限位环与模具头凹槽卡合，使得模具头在模具轴向限位环内限位，防止其在上V型卡块和下V型卡块之间左右轴向打滑窜动，解决了模具头相对于卡盘夹爪旋转打滑、现有气动卡盘不具备轴向限位和模具装载时需要外力轴向插拔和旋转主轴密封效果不理想的技术难题。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的充气装夹装置的内部结构示意图；

图3是本发明的充气装夹装置主视图；

图4是本发明的充气装夹装置立体图；

图5是本发明的充气装夹装置俯视图；

图6是本发明的充气装夹装置侧视图；

图7是本发明的模具头由上到下放置在下V型卡块上的示意图；

图8是本发明的上V型卡块与下V型卡块装夹模具头示意图。

附图：1模具，2模具头，3气孔，4箱体，5轴承一，6旋转主轴，7拨叉块，8拨叉，9气缸，10滑动轴套，11气管，12密封圈，13上V型卡块，14下V型卡块，15模具轴向限位环，16模具头凹槽，17长槽孔，18卡键，19链轮，20气动回转接头，21回转接头固定板,22轴架，23固定轴，24轴承二。

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。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

如图1-8所示：

一种用于氢气瓶缠绕的充气装夹装置，包括模具1和充气装夹装置，所述模具1右端设有模具头2，所述模具头2内设有气孔3，所述模具头2上设有充气装夹装置；

其特征在于：所述气孔3为左端细、右端粗结构，所述模具头2为一端圆杆、一端方形块结构，所述充气装夹装置包括箱体4，所述箱体4内设有一组轴承一5，所述轴承一5内设有旋转主轴6，所述旋转主轴6内设有滑动轴套10，所述滑动轴套10一端在旋转主轴6内、一端在旋转主轴6上，所述滑动轴套10的一端设有轴承二24，所述轴承二24上设有拨叉块7，所述轴承二24的内圈安装在滑动轴套10上，所述拨叉块7安装在轴承二24的外圈上，内圈随滑动轴套10转动、外圈被拨叉块7固定不转动，所述拨叉块7上设有拨叉8，所述箱体4上设有气缸9，所述拨叉8与气缸9的活塞轴连接；

所述旋转主轴6内设有气管11，气管11与旋转主轴6滑动连接，所述气管11端部设有密封圈12，所述滑动轴套10上设有上V型卡块13，所述旋转主轴6上设有下V型卡块14，所述上V型卡块13和下V型卡块14之间设有模具头2，所述旋转主轴6上设有模具轴向限位环15，所述模具头2上设有模具头凹槽16，所述模具轴向限位环15与模具头凹槽16卡合。

进一步的，所述旋转主轴6上设有长槽孔17，所述长槽孔17内设有卡键18，所述卡键18与滑动轴套10连接，所述气管11与卡键18连接。

进一步的，所述箱体4上设有轴架22，所述轴架22上设有固定轴23，所述固定轴23贯穿拨叉8。

进一步的，所述旋转主轴6一端设有链轮19。

进一步的，所述气管11的一端设有气动回转接头20。

进一步的，所述气动回转接头20上设有回转接头固定板21。

本发明的使用方法如下：

将带有模具1的模具头2的方形块端由上至下放置在下V型卡块14上，启动气缸9，气缸9的活塞轴推动拨叉8向左移动，拨叉8推动拨叉块7，拨叉8的一端在固定轴23上转动，拨叉块7推动轴承二24，轴承二24带动滑动轴套10在旋转主轴6内移动，滑动轴套10带动卡键18在长槽孔17内移动，卡键18带动气管11在旋转主轴6内向左移动，气管11带动密封圈12向左移动并插入气孔3内，形成密封连接，同时滑动轴套10带动上V型卡块13移动，卡在模具头2上部，使得上V型块13与下V型卡块14对模具头2进行装夹固定，进而对模具2固定，此时，模具轴向限位环15与模具头凹槽16卡合，对模具头2限位，压缩空气通过气管11进入气孔3内，外力驱动链轮19转动，链轮19带动旋转主轴6在轴承一5内转动，使得轴承二24内圈、滑动轴套10、气管11、上V型卡块13、下V型卡块14、模具头2、模具1和模具轴向限位环15转动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。