CN101125406B - 球体固定块及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球体固定块，包括由塑料材料形成的固定块以及牢固地嵌入在该固定块内的球体。在对球体进行机加工时，使用这种球体固定块可以方便地进行固定和定位，从而可以对球体进行精确的机加工。本发明还提供一种用于制造所述球体固定块的装置，该装置包括具有成形腔的上部为开口的壳体，具有永磁体或电磁装置的盖，位于所述壳体内的加热部分，以及用于驱动所述加热部分在所述壳体内上下垂直移动的驱动部分，所述加热部分与所述壳体的侧壁之间保持密封，所述盖的下表面为平面且固定连接在所述壳体的上部。通过此装置可以容易地制得上述球体固定块。

Description

球体固定块及其制造装置

技术领域

本发明涉及一种在机加工中使用的工件固定装置，尤其涉及一种在对球体进行机加工过程中用于固定球体的球体固定块；此外，本发明还涉及一种用于制造这种球体固定块的装置。

背景技术

在对球体进行机加工时，例如对球体进行研磨、切割、磨削、钻孔等机加工时，首先需要将球体牢固地固定在加工机械上。由于球体所具有的球面形状，所以利用一般的机械夹具通常不能牢固地将其夹紧，尤其是对于直径相对较小的球体而言更是如此。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种在对球体进行机加工过程中能牢固地固定球体的球体固定块。本发明的第二个目的是提供一种用于制造所述球体固定块的装置。

为了实现上述第一个目的，本发明提供一种球体固定块，其中，该球体固定块由塑料材料形成的固定块以及牢固地嵌入在该固定块内的球体构成，嵌入到所述固定块内的球体为多个，且该多个球体的外圆周点位于所述固定块的一个平面内，或者位于一个与所述固定块的一个平面相平行的平面内，所述球体为能够被磁力吸引的金属球体。

在对球体进行机加工之前，首先将球体固定在固定块内，然后再将固定块连同固定块内的球体一起予以固定和定位，因此可以容易地实现球体的固定和定位，可以对球体进行精确的机加工。

为了实现上述第二个目的，本发明提供一种用于制造所述球体固定块的装置，该装置包括具有成形腔的上部为开口的壳体，具有永磁体或电磁装置的盖，位于所述壳体内的加热部分，以及用于驱动所述加热部分在所述壳体内上下垂直移动的驱动部分，所述加热部分与所述壳体的侧壁之间保持密封，所述盖的下表面为平面且固定连接在所述壳体的上部，所述盖的下表面通过所述永磁体或电磁装置的磁力产生吸附作用，所述成形腔由盖的下表面、加热部分的上表面以及壳体的侧壁所限定。

附图说明

图1是本发明球体固定块的示意性立体图。

图2是图1中球体固定块的剖视图。

图3是本发明用于制造球体固定块的装置的示意性结构图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细描述。如图1和图2所示，本发明提供的球体固定块包括由塑料材料形成的固定块1以及牢固地嵌入在该固定块1内的球体2。球体2一般是直径相对较小的能够被磁力吸引的金属球体，例如钢球或者镍球。为了便于固定和定位，所述固定块优选为方形。

球体固定块的加工原理通常是通过加热熔化固定块1的材料，然后使熔化的固定块材料包覆球体2，然后停止加热而使固定块冷却成形并将球体2牢固地固定于其中。因此，固定块1的材料一般为加热可以熔化且冷却可以成形的塑料材料。优选地，所述塑料材料选用熔点为100-200摄氏度的塑料材料。同时，在内部嵌有球体2的固定块1在被固定在加工机械上之后，为了保证球体2的加工精度，要求固定块1具有一定的强度和较小的变形度。因此，所述塑料材料优选选用脲醛压塑粉(俗称电玉粉)或者热塑性酚醛树脂。脲醛压塑粉，以脲醛树脂为基本原料的压塑粉，主要由低缩聚的树脂液浸渍填料(纸浆)，经干燥、粉碎后加入色料和其它辅助原料混合而得，其特点是成形后的塑料制品有较大的强度，且半透明像玉，所以俗名电玉粉。在本发明中，使用的球体优选为直径相对较小的能够被磁力吸引的金属球体，因为直径较小的金属球体利用现有的机械夹具通常很难固定和准确定位，所以利用本发明的球体固定块是特别有利的。金属球体能够被磁力吸引是为了能够方便地利用本发明的制造装置进行制造，该制造装置将在下面进行说明。

嵌入到所述固定块1内的球体2可以包括多个，这些球体优选具有相同的尺寸，更优选地彼此等间隔地嵌入在固定块1内，并且这些球体1优选位于相同的水平面内。如图1和图2所示，在固定块1为方形的情况下，所述多个球体2的外圆周点位于方形固定块的一个平面内，或者也可以位于一个与方形固定块的一个平面平行的一个平面内，即所有的球体的外圆周点都可以稍微突出于方形固定块并位于同一个水平面内。在这种情况下，可以同时对多个球体1进行机加工例如磨削，从而大大提高加工效率。

另外，将多个球体2彼此等间隔地嵌入在固定块1中，可以容易地对这些球体的位置进行计算和定位，从而在对多个球体进行机加工如穿孔时，可以实现完全的自动化并且加工精确，效率高。

在对球体固定块进行机加工过程中，可以对球体以及固定块一起加工，待球体加工完成之后，可以通过机械的方式或者加热的方式将球体周围的固定块材料除去。对于热塑性材料的固定块来说，优选通过加热的方式除去球体周围的固定块材料，由此可以回收利用通过加热而熔化的热塑性材料。

下面参照图3对本发明的用于制造上述球体固定块的装置进行详细描述。

如图3所示，本发明的用于制造球体固定块的装置100主要包括具有成形腔30的上部为开口的壳体10，具有永磁体或电磁装置的盖50，位于所述壳体10内的加热部分20，以及用于驱动所述加热部分20在所述壳体10内上下垂直移动的驱动部分60，所述加热部分20与所述壳体10的侧壁11之间保持密封，所述盖50的下表面为平面且固定连接在所述壳体10的上部。

成形腔30基本上是由盖50的下表面、加热部分20的上表面以及壳体10的侧壁11所限定而成。所述加热部分20可以采用现有的各种加热元件，只要其能够对成形腔30内的塑料材料进行加热即可。作为例子，如图3所示，所述加热部分20可以包括加热管21、温度传感器22以及与加热管21和温度传感器22分别电连接的电控单元(未图示)。加热管21和温度传感器22可以简单地插入到加热部分20内部形成的孔中。所述加热管21可以方便地通过与电控单元连接而方便地对成形腔内的塑料材料进行加热。所述温度传感器22用于检测成形腔内的塑料材料的温度，并通过电控单元将塑料材料的温度保持在特定的范围之内。由此，可以方便、有效地制造出本发明的球体固定块。

盖50通常使用紧固件如螺栓等可拆卸地紧固在壳体10的上端。盖50上的电磁装置可以是缠绕在盖上端部51周围的电磁线圈，其在接通电源之后可以产生磁力。在所述盖50的下表面上还可以固定连接有一个定位块55，该定位块55具有均匀一致的厚度并且具有多个定位通孔23。这些定位通孔23的直径小于待固定的球体的直径。所述定位块55的形状优选与所述盖50的下表面的形状一致，使用时通过紧固件与盖50一起紧固在壳体上。通过设置合适的定位通孔23，可以将球体部分容纳在定位通孔23中而准确地定位在盖50的下面，从而可以准确设置球体在球体固定块内的位置。例如，这些定位通孔23可以彼此等间隔设置，从而制得的球体固定块中的球体同样彼此等间隔定位，由此可以对球体进行精确的机加工。

所述驱动部分60可以采用现有的各种各样的驱动装置。作为例子，如图3所示，所述驱动部分60可以包括位于所述壳体10底端中心的通孔12，垂直穿过该通孔12且上端连接到所述加热部分20上的驱动杆61，以及与该驱动杆61的下端连接以驱动该驱动杆61带动所述加热部分20一起在所述壳体10内上下垂直移动的驱动源62。另外，还可以在所述通孔12内固定安装有螺母13，所述驱动杆61的外表面具有与所述螺母13啮合的螺纹，并且该驱动杆61的上端通过轴承63连接在所述加热部分20的底端。

所述驱动源62同样可以使用现有的各种驱动源，例如电机、液压缸等等。为了简化结构、方便操作，如图3所示，所述驱动源62可以采用安装在所述驱动杆61下端的旋转手柄。利用该旋转手柄，通过简单的手动操作即可实现加热部分在壳体内的垂直升降。

为了保证加热部分20能够在壳体10内垂直移动而不会歪斜，还可以提供导向装置。如图3所示，所述导向装置包括导向杆70，在所述加热部分20中具有导向孔24，所述导向杆70的下端固定在所述壳体10的底端，上端垂直可滑动地插入在所述导向孔24中。

为了避免加热部分20与壳体侧壁11的内表面之间的直接磨损，延长装置的使用寿命，还可以在所述壳体10的侧壁11的内表面上固定有内挡板80，所述加热部分20的外表面与该内挡板80的内表面可滑动地紧密接触。内挡板80优选使用耐磨材料制造，例如铜、陶瓷等。

为了增加密封效果，还可以在加热部分20与壳体10的侧壁11之间以及盖50与壳体10之间设置一些密封件如密封垫圈。

下面对本发明的装置的操作过程进行描述。

首先松开紧固件将盖50从壳体10上拆卸下来，然后在成形腔30内放置塑料材料如电玉粉。接通盖50上的电磁线圈42的电源，利用电磁线圈产生的磁力将需要固定的金属球体2吸附在盖50的下表面上，然后通过紧固件将盖60固定在壳体10上。通过加热部分20对成形腔30内的电玉粉进行加热而使之熔化，然后停止加热部分20的工作。然后，通过驱动部分60驱动所述加热部分20在壳体10内垂直上升，直到成形腔30内的电玉粉接近或者接触盖50的下表面，此时，金属球体2容纳在熔融的电玉粉液体之中。之后，停止驱动部分60的工作，待含有金属球体2的电玉粉液体冷却成形之后，拆下盖50，即可取出制得的球体固定块。

在盖50的下面存在定位块55的情况下，所述金属球体2是上圆周点部分容纳在定位块55的定位通孔23中，然后熔融的电玉粉通过驱动部分60上升接触到所述定位块55的下表面，冷却凝固之后即制得本发明的球体固定块。通过这种实施方式，在制得的球体固定块内可以实现球体的精确定位，方便对球体后续的机加工操作，例如穿孔操作。

Claims (17)

1.一种球体固定块，其特征在于，该球体固定块由由塑料材料形成的固定块(1)以及牢固地嵌入在该固定块(1)内的球体(2)构成，嵌入到所述固定块(1)内的球体(2)为多个，且该多个球体(2)的外圆周点位于所述固定块(1)的一个平面内，或者位于一个与所述固定块(1)的一个平面相平行的平面内，所述球体(2)为能够被磁力吸引的金属球体。

2.根据权利要求1所述的球体固定块，其中，所述球体(2)为钢球或者镍球。

3.根据权利要求1或2所述的球体固定块，其中，所述塑料材料的熔点为100-200摄氏度。

4.根据权利要求1或2所述的球体固定块，其中，所述塑料材料为脲醛压塑粉或者热塑性酚醛树脂。

5.根据权利要求1或2所述的球体固定块，其中，所述固定块(1)为方形或者圆形。

6.根据权利要求1所述的球体固定块，其中，所述多个球体(2)大小相等。

7.根据权利要求1所述的球体固定块，其中，所述多个球体(2)大小相等且彼此等间隔地嵌入在所述固定块(1)内。

8.一种用于制造权利要求1-7中任意一项所述球体固定块的装置(100)，其特征在于，该装置(100)包括具有成形腔(30)的上部为开口的壳体(10)，具有永磁体或电磁装置的盖(50)，位于所述壳体(10)内的加热部分(20)，以及用于驱动所述加热部分(20)在所述壳体(10)内上下垂直移动的驱动部分(60)，所述加热部分(20)与所述壳体(10)的侧壁(11)之间保持密封，所述盖(50)的下表面为平面且固定连接在所述壳体(10)的上部，所述盖(50)的下表面通过所述永磁体或电磁装置的磁力产生吸附作用，所述成形腔(30)由盖(50)的下表面、加热部分(20)的上表面以及壳体(10)的侧壁(11)所限定。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述加热部分(20)包括加热管(21)、温度传感器(22)以及与加热管(21)和温度传感器(22)分别电连接的电控单元。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述盖(50)包括上端部(51)，所述盖(50)具有电磁装置，所述电磁装置包括缠绕在所述上端部(51)周围的电磁线圈(42)。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，在所述盖(50)的下表面固定连接有定位块(55)，该定位块(55)具有均匀的厚度并且具有彼此等间隔设置的多个定位通孔(23)。

12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述驱动部分(60)包括位于所述壳体(10)底端中心的通孔(12)，垂直穿过该通孔(12)且上端连接所述加热部分(20)的驱动杆(61)，以及与该驱动杆(61)的下端连接以驱动该驱动杆(61)带动所述加热部分(20)一起在所述壳体(10)内上下垂直移动的驱动源(62)。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，在所述通孔(12)内固定安装有螺母(13)，所述驱动杆(61)的外表面具有与所述螺母(13)配合的螺纹，并且该驱动杆(61)的上端通过轴承(63)连接在所述加热部分(20)的底端。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述驱动源(62)包括安装在所述驱动杆(61)下端的旋转手柄。

15.根据权利要求8所述装置，其中，该装置还包括导向杆(70)，在所述加热部分(20)中具有导向孔(24)，所述导向杆(70)的下端固定在所述壳体(10)的底端，上端垂直可滑动地插入在所述导向孔(24)中。

16.根据权利要求8所述的装置，其中，在所述壳体(10)的侧壁(11)的内表面上固定有内挡板(80)，所述加热部分(20)的外表面与该内挡板(80)的内表面可滑动地紧密接触。

17.根据权利要求8所述的装置，其中，所述成形腔(30)为方形或者圆形。

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