一种双向可调式卡具的制作方法

本发明提供一种卡具，具体是一种双向可调式卡具，属于工装卡具的技术领域。

背景技术：

现在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，又称卡具。从广义上说，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，常见夹具有焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。同时，夹具根据物件外形、尺寸等因素的不同，也有不同的装卡方式，如外侧壁面不能接触或外径过大时，只能装卡内径；内侧壁面不能接触或内径过小，则只能夹持外壁。

为改变现有的卡具对此情况的不足之处，中国专利(专利号为：cn104907970b)发明了一种圆环用可变径卡具以实现圆管类物件的内部装卡。该专利仅通过了螺旋传动伸缩轴的移动，在实际使用中，会出现伸缩轴随固定轴转动的情况。此外，因棘轮设计只能实现单方向的止退，且安装托架无法完全限制固定轴的轴向移动，该专利无法兼备外径夹持，仅能装夹圆管类物件的内径，适用范围小。同时，卸载时还需保持棘轮条的抬起，增加了操作负担。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中适用范围小、操作繁琐、运动不稳定的问题，提供一种操作便捷，运动稳定可靠，适用范围广，可装卡内圈，也可夹持外壁的双向可调式卡具。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双向可调式卡具，包括套筒、卡件盖、卡件、滑轨架、基座、螺杆、小锥齿轮、传动组件；该传动组件还包括传动盘、弹簧、大锥齿轮、棘爪、旋转手轮；该卡件盖旋装于套筒，并压在套筒的轴肩面上，卡件与卡件盖通过紧固件连接，保证卡件和卡件盖可绕套筒轴线同步圆周旋转；套筒的方头端穿装于滑轨架的方形轨道内，保证套筒可沿方形轨道作直线运动；螺杆的外螺纹端从滑轨架内圈插入方形轨道内，与套筒的方头端内螺纹通过螺纹配合连接；螺杆的轴肩旋装于滑轨架的上限位槽；小锥齿轮固定安装在螺杆的无螺纹侧端面上，保证小锥齿轮的轴线与螺杆的轴线重合。

这样一来，卡件随套筒沿方形轨道同步向外伸出或向内缩回，运动稳定可靠，可有效避免在螺纹传动作用下螺杆带着套筒一起旋转。

所述基座固定安装在滑轨架上；该大锥齿轮位于传动盘弧形凸台的通孔和传动盘中央凸台的盲孔间隙处；棘爪的平头端从通孔穿过，大锥齿轮与棘爪通过矩形花键滑动联结，保证棘爪可随大锥齿轮同步旋转；棘爪的平头端插入盲孔内，且与弹簧接触；所述旋转手轮旋装在传动盘的中央凸台上，微调大锥齿轮的角度，保证大锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合；

所述旋转手轮的第一传动面与传动盘的第一限位面贴合，且棘爪尖端的斜面朝向旋转手轮顺时针旋转的方向时，设为处于初始状态。

当处于初始状态的旋转手轮顺时针转动时，所述传动组件整体随旋转手轮一起转动，此间棘轮与棘爪斜面的相互作用力推动棘爪沿自身轴线向弹簧侧移动，使弹簧压缩；棘爪越过棘轮的齿顶后，依靠弹簧的弹力，将棘爪沿自身轴线顶入棘轮的下一齿间，同时棘爪尖端的非斜面侧与棘轮的齿面接触，实现传动盘逆时针方向的止退。

当处于初始状态的旋转手轮逆时针转动时，通过第一锥齿轮与大锥齿轮间的齿轮传动、棘爪与大锥齿轮间的花键传动，棘爪绕自身轴线旋转；直至旋转手轮的第二传动面与传动盘的第二限位面贴合，此时棘爪相对初始状态绕自身轴线旋转180°或奇数倍个180°，棘爪尖端的斜面朝向旋转手轮逆时针旋转的方向，解除传动盘逆时针方向的止退；继续逆时针转动旋转手轮，所述传动组件整体随旋转手轮一起转动，类似旋转手轮顺时针转动时相应零件的运动，实现传动盘顺时针方向止退。

这样一来，旋转手轮的传动面与传动盘的限位面贴合传动，旋转手轮的第一锥齿轮与大锥齿轮螺纹传动来调节棘爪尖端的斜面朝向，通过棘爪和棘轮之间摩擦力，从而实现对传动盘的双向止退。

作为本发明上述双向可调式卡具的改进，本发明还包括顶丝，所述顶丝通过螺纹配合安装在卡件盖侧面的通孔内，保证通过旋转顶丝可阻止卡件盖与套筒间的相对运动。这样一来，通过顶丝调节卡件盖、卡件，改变与滑轨架的位置关系，当卡件与滑轨架所在平面平行时，本发明可卡物体的内圈壁面；当卡件与滑轨架所在平面垂直时，本发明还可夹持物体的外圈壁面。

作为本发明上述双向可调式卡具的进一步改进，上述基座的下限位槽与上限位槽对齐，保证螺杆可绕其轴线作圆周旋转，不发生轴向移动。与上述现有技术中的圆环用可变径夹具相比，完全避免了与小锥齿轮固接的螺杆发生轴向移动。

作为本发明上述双向可调式卡具的更进一步改进，上述弹簧的可压缩长度大于棘轮的齿高，保证棘爪的尖端可依靠弹簧的弹力插入滑轨架内圈的棘轮齿间，从而防止作业时因意外扰动导致卡具自动卸载。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、适用范围广，不仅可装卡圆管类物体的内圈、夹持圆管类物体的外圈，还可装卡截面内边缘为方形的物体的内壁，以及夹持截面外边缘为方形的物体的外壁；

2、卡件随套筒同步向外伸出或向内缩回，运动稳定可靠；

3、双向止退，装载、卸载操作便捷。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明双向可调式卡具把所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明双向可调式卡具的立体结构示意图；

图2为本发明双向可调式卡具的立体结构细节剖视图；

图3为本发明双向可调式卡具的分解立体示意图；

图4为本发明双向可调式卡具未装旋转手轮的传动组件结构示意图；

图5为本发明双向可调式卡具未装旋转手轮的传动组件结构细节剖视图；

图6为本发明双向可调式卡具的旋转手轮结构示意图；

图7为本发明双向可调式卡具作业于圆管类物体内圈时处于装卡状态的示意图；

图8为本发明双向可调式卡具作业于截面外边缘为方形物体外壁时处于夹持状态的示意图。

图中：

11-滑轨架；11a-上限位槽；11b-棘轮；11c-方形轨道；12-螺杆；12a-外螺纹端；13-小锥齿轮；14-基座；14a-下限位槽；

21-套筒；21a-方头端；22-卡件盖；23-卡件；24-顶丝；

3-传动组件；31-传动盘；31a-第一限位面；31b-第二限位面；31c-盲孔；31d-通孔；31e-第二锥齿轮；32-弹簧；33-大锥齿轮；34-棘爪；34a-平头端；34b-尖端；35-旋转手轮；35a-第一传动面；35b-第二传动面；35c-第一锥齿轮；

4-圆管类物体；5-截面外边缘为方形物体。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-图6所示，一种双向可调式卡具，包括滑轨架11、基座14、传动组件3，以及四组套筒21、卡件盖22、卡件23、螺杆12以及小锥齿轮13；滑轨架11内圈环向均布四个上限位槽11a和四个方形轨道11c，基座14环向均布四个下限位槽14a；该传动组件3还包括传动盘31、弹簧32、大锥齿轮33、棘爪34、旋转手轮35；每个卡件盖22旋装于相应套筒21，并压在套筒21的轴肩面上，每个卡件23与卡件盖22通过紧固件连接，保证卡件23和卡件盖22可绕套筒21轴线同步圆周旋转；双向可调式卡具还包括4个顶丝24，每个顶丝24通过螺纹配合安装在每个卡件盖22侧面的通孔内，保证通过旋转顶丝24可阻止卡件盖22与其相应套筒21间的相对运动。每个套筒21的方头端21a穿装于滑轨架11的方形轨道11c内，保证套筒21可沿方形轨道11c作直线运动；四根螺杆12的外螺纹端12a分别从滑轨架11内圈插入相应方形轨道11c内，与相应套筒21的方头端21a内螺纹通过螺纹配合连接；每根螺杆12的轴肩旋装于滑轨架11的相应上限位槽11a；四个小锥齿轮13分别固定安装在四根螺杆12的无螺纹侧端面上，保证每个小锥齿轮13的轴线与相应螺杆12的轴线重合；基座14固定安装在滑轨架11上；该基座14的四个下限位槽14a与相应上限位槽11a对齐，保证每根螺杆12可绕其轴线作圆周旋转。该大锥齿轮33位于传动盘31弧形凸台的通孔31d和传动盘31中央凸台的盲孔31c间隙处；棘爪34的平头端34a从通孔31d穿过，大锥齿轮33与棘爪34通过矩形花键滑动联结，保证棘爪34可随大锥齿轮33同步旋转；棘爪34的平头端34a插入盲孔31c内，且与弹簧32接触。该弹簧32的可压缩长度大于棘轮11b的齿高，保证棘爪34的尖端34b可依靠弹簧32的弹力插入滑轨架11内圈的棘轮11b齿间。传动盘31旋装于基座14的中心轴上，调整每根螺杆12上小锥齿轮13位置，使小锥齿轮13与传动盘31上第二锥齿轮31e相互啮合。旋转手轮35旋装在传动盘31的中央凸台，微调大锥齿轮33的角度，保证大锥齿轮33与第一锥齿轮35c相互啮合。

当旋转手轮35的第一传动面35a与传动盘31的第一限位面31a贴合，且棘爪尖端34b的斜面朝向旋转手轮35顺时针旋转的方向，设为处于初始状态。

图7为本发明双向可调式卡具作业于圆管类物体内圈时处于装卡状态的示意图，当要装卡的圆管类物体4确定后，将处于初始状态的本发明双向调式卡具放入圆管类物体4内圈中。

结合图2-7可见，通过调节四个顶丝24使四组卡件盖22与卡件23均平行于滑轨架11所在平面，顺时针旋转旋转手轮35，传动组件3整体随旋转手轮35一起转动，传动盘31上的第二锥齿轮31e同时带动四个小锥齿轮13旋转，与四个小锥齿轮13固定安装的四根螺杆12通过螺纹传动带动四个套筒21向外伸出，直至四个套筒21上的卡件23牢牢顶死在圆管类物体4的内圈壁上时，停止转动旋转手轮35即可。同时，在棘轮11b与棘爪尖端34b的斜面相互作用力下，推动棘爪34沿自身轴线向弹簧32侧移动，使弹簧32压缩；棘爪34越过棘轮11b的齿顶后，依靠弹簧32的弹力，将棘爪34沿自身轴线顶入棘轮11b的下一齿间，棘爪尖端34b的非斜面侧与棘轮11b的齿面接触，实现传动盘31逆时针方向的止退，防止四个卡件23自行卸载，装载完成。

当需要卸载时，逆时针旋转旋转手轮35，通过第一锥齿轮35c与大锥齿轮33间的齿轮传动、棘爪34与大锥齿轮33间的花键传动，棘爪34绕自身轴线旋转；直至旋转手轮35的第二传动面35b与传动盘31的第二限位面31b贴合，此时棘爪34相对初始状态绕自身轴线旋转180°或奇数倍个180°，解除传动盘31对逆时针方向的止退，且止退方向反置；此后，继续逆时针操作旋转手轮35，传动组件3整体随旋转手轮35一起转动，传动盘31上的第二锥齿轮31e同时带动四个小锥齿轮13旋转，与四个小锥齿轮13固定安装的四根螺杆12通过螺纹传动带动四个套筒21向内收缩，直至四个卡件23松开圆管类物体4，完成卸载。

图8为本发明双向调式卡具作业于截面外边缘为方形物体外壁时处于夹持状态的示意图，当要夹持的截面外边缘为方形物体5确定后，将初始状态的本发明双向调式卡具放在截面外边缘为方形物体5外壁。

结合图2-6以及图8可见，通过调节四个顶丝24使四组卡件盖22与卡件23均垂直于滑轨架11所在平面，逆时针旋转旋转手轮35，通过第一锥齿轮35c与大锥齿轮33间的齿轮传动、棘爪34与大锥齿轮33间的花键传动，棘爪34绕自身轴线旋转；直至旋转手轮35的第二传动面35b与传动盘31的第二限位面31b贴合，此时棘爪34相对初始状态绕自身轴线旋转180°或奇数倍个180°，解除传动盘31逆时针旋向的止退，止退方向反置。继续逆时针操作旋转手轮35，传动组件3整体随旋转手轮35一起转动，传动盘31上的第二锥齿轮31e同时带动四个小锥齿轮13旋转，与四个小锥齿轮13固定安装的四根螺杆12通过螺纹传动带动四个套筒21向内缩回，直至四个套筒21上的卡件23牢牢夹持在截面外边缘为方形物体5的外壁上时，停止转动旋转手轮35即可。同时，在棘轮11b与棘爪尖端34b的斜面相互作用力下，推动棘爪34沿自身轴线向弹簧32侧移动，使弹簧32压缩；棘爪34越过棘轮11b的齿顶后，依靠弹簧32的弹力，将棘爪34沿自身轴线顶入棘轮11b的下一齿间，棘爪尖端34b的非斜面侧与棘轮11b的齿面接触，实现传动盘31顺时针方向的止退，防止四个卡件23自行卸载，装载完成。

当需要卸载时，顺时针旋转旋转手轮35，通过第一锥齿轮35c与大锥齿轮33间的齿轮传动、棘爪34与大锥齿轮33间的花键传动，棘爪34绕自身轴线旋转；直至旋转手轮35的第一传动面35a与传动盘31的第一限位面31a贴合，此时棘爪34相对初始状态绕自身轴线旋转180°或奇数倍个180°，解除传动盘31对顺时针方向的止退，且止退方向反置。继续顺时针操作旋转手轮35，传动组件3整体随旋转手轮35一起转动，传动盘31上的第二锥齿轮31e同时带动小锥齿轮13旋转，与四个小锥齿轮13固定安装的四根螺杆12通过螺纹传动带动四个套筒21向外伸出，直至四个卡件23松开截面外边缘为方形物体5，完成卸载。

以上具体实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述具体实施方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，如对滑轨架上方形轨道个数进行变更，或者传动盘、旋转手轮、卡件形状发生变更，然而这些修改或替换，并不使相应的技术方案脱离本发明的技术范围。