本實(shí)用新型涉及一種帶有榫卯結(jié)構(gòu)的菱形積木及其加工用夾具。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有棱形積木的相鄰棱柱體的連接方式為膠水粘合，存在安全風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)保問(wèn)題，不適宜兒童玩耍。

榫卯結(jié)構(gòu)采用過(guò)盈配合連接，所以對(duì)加工精度要求較高，使用傳統(tǒng)的三軸加工車床，加工工藝繁瑣，不但導(dǎo)致加工時(shí)間長(zhǎng)、成本高，而且多次裝夾導(dǎo)致累計(jì)誤差較大。

但是在加工榫卯結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對(duì)棱柱體進(jìn)行有效固定。而在現(xiàn)代生產(chǎn)中，夾具已成為機(jī)械加工中不可或缺的工藝裝備。為了大幅度提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定加工質(zhì)量，需要專門為棱柱體設(shè)計(jì)專用的夾具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種帶有榫卯結(jié)構(gòu)的菱形積木及其加工用夾具。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種帶有榫卯結(jié)構(gòu)的菱形積木，所述菱形積木包括大棱錐體、中棱錐體和小棱錐體，所述大棱錐體上設(shè)有容納中棱錐體的大空腔，所述中棱錐體上設(shè)有容納小棱錐體的小空腔，所述大棱錐體、中棱錐體和小棱錐體組合成一個(gè)八面體棱錐；

所述大棱錐體和中棱柱體均包括若干組堆疊成棱錐狀的棱柱體組，每個(gè)棱柱體組包括4根棱柱體，組內(nèi)棱柱體長(zhǎng)度相同，不同棱柱體組的棱柱體具有不同的長(zhǎng)度；每個(gè)棱柱體的橫截面的形狀和大小均相同，所述棱柱體的兩端面均為斜面，且所述端面上均設(shè)有外凸的凸隼和內(nèi)陷的榫槽，端面相對(duì)的棱柱體通過(guò)凸隼和榫槽的榫卯連接相互固定。

進(jìn)一步，所述棱柱體的橫截面均呈菱形。

一種用于加工所述的帶有榫卯結(jié)構(gòu)的菱形積木的夾具，所述夾具包括用于從兩側(cè)夾持住單個(gè)所述棱柱體的第一夾持部和第二夾持部，所述第一夾持部和第二夾持部的底面均具有水平的第一工作面和傾斜的第二工作面，所述第二工作面與棱柱體的端面相平行，且第一工作面位于中間，兩個(gè)第二工作面分別位于第一工作面的兩側(cè)；

所述第一夾持部和第二夾持部的對(duì)合面上分別設(shè)有第一固定凹槽和第二固定凹槽；

所述第一固定槽包括分別從兩側(cè)夾持住棱柱體相鄰兩外側(cè)面的第一夾持面和第二夾持面，且所述第一夾持面和第二夾持面通過(guò)第一弧形面相連；所述第一固定槽的底部設(shè)有容納所述凸隼的空腔，所述空腔的底面設(shè)有用于頂住凸隼前端面的定位面，所述定位面與所述凸隼的前端面相平行；

所述第二固定槽包括分別從兩側(cè)夾持住棱柱體相鄰兩外側(cè)面的第三夾持面和第四夾持面，第三夾持面和第四夾持面通過(guò)第二弧形面相連。

進(jìn)一步，所述第一夾持部和第二夾持部的高度相等，且所述第一夾持部和第二夾持部的高度均小于棱柱體的長(zhǎng)度。

進(jìn)一步，第一夾持部和第二夾持部的高度均為棱柱體長(zhǎng)度的2/5。

進(jìn)一步，所述凸隼呈直角三角形，且所述直角三角形的直角朝外。

進(jìn)一步，所述定位面為水平面。

進(jìn)一步，所述第二工作面和第一工作面的夾角為45°。

本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：

本實(shí)用新型所述的菱形積木，采用榫卯連接，安全方便。

本實(shí)用新型所述的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便好用，且可重復(fù)使用。通過(guò)切換第一工作面和第二工作面，選擇合適的加工角度進(jìn)行加工，不僅使得操作簡(jiǎn)單，大大縮短了加工時(shí)間，且使得加工精度大幅提高。

附圖說(shuō)明

圖1是大棱錐體、中棱錐體和小棱錐體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是棱柱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是第一夾持部和第二夾持部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是第一夾持部和第一夾持部夾持住棱柱體的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是第一夾持部、第二夾持部和棱柱體配合的示意圖。

圖6是利用第一工作面加工時(shí)的示意圖

圖7是利用第二工作面加工時(shí)的示意圖

具體實(shí)施方式

參照附圖，一種帶有榫卯結(jié)構(gòu)的菱形積木，所述菱形積木包括大棱錐體1a、中棱錐體1b和小棱錐體1c，所述大棱錐體1a上設(shè)有容納中棱錐體1b的大空腔，所述中棱錐體1b上設(shè)有容納小棱錐體1c的小空腔，所述大棱錐體1a、中棱錐體1b和小棱錐體1c組合成一個(gè)八面體棱錐；

所述大棱錐體1a和中棱柱體1b均包括若干組堆疊成棱錐狀的棱柱體組，每個(gè)棱柱體組包括4根棱柱體3，組內(nèi)棱柱體3長(zhǎng)度相同，不同棱柱體組的棱柱體3具有不同的長(zhǎng)度；每個(gè)棱柱體3的橫截面的形狀和大小均相同，所述棱柱體3的兩端面均為斜面，且所述端面上均設(shè)有外凸的凸隼4和內(nèi)陷的榫槽5，端面相對(duì)的棱柱體3通過(guò)凸隼4和榫槽5的榫卯連接相互固定。

所述棱柱體3的橫截面均呈菱形。

一種用于加工所述的帶有榫卯結(jié)構(gòu)的菱形積木的夾具，包括用于從兩側(cè)夾持住單個(gè)所述棱柱體3的第一夾持部8和第二夾持部9，所述第一夾持部8和第二夾持部9的底面均具有水平的第一工作面6和傾斜的第二工作面7，所述第二工作面7與棱柱體3的端面相平行，且第一工作面6位于中間，兩個(gè)第二工作面7分別位于第一工作面6的兩側(cè)；

所述第一夾持部8和第二夾持部9的對(duì)合面上分別設(shè)有第一固定凹槽和第二固定凹槽；

所述第一固定槽包括分別從兩側(cè)夾持住棱柱體3相鄰兩外側(cè)面的第一夾持面14和第二夾持面15，且所述第一夾持面14和第二夾持面15通過(guò)第一弧形面23相連；所述第一固定槽的底部設(shè)有用于容納所述凸隼的空腔，所述空腔的底面設(shè)有用于頂住凸隼4前端面的定位面18，所述定位面18與所述凸隼4的前端面相平行；

所述第二固定槽包括分別從兩側(cè)夾持住棱柱體3相鄰兩外側(cè)面的第三夾持面16和第四夾持面17，第三夾持面16和第四夾持面17通過(guò)第二弧形面22相連。

所述第一夾持部8和第二夾持部9的高度相等，且所述第一夾持部8和第二夾持部9的高度均小于棱柱體3的長(zhǎng)度。以確保棱柱體3的兩端外露于本實(shí)用新型所述夾具，方便在棱柱體3的端面上加工凸隼4和榫槽5。

優(yōu)選的，第一夾持部8和第二夾持部9的高度均為棱柱體3長(zhǎng)度的2/5，具體根據(jù)棱柱體3的長(zhǎng)度決定。

所述凸隼4呈直角三角形，且所述直角三角形的直角朝外，所述凸隼4的前端面為平面。

所述定位面18為水平面。

所述第二工作面7和第一工作面6的夾角a為45°。

所述第一夾持部8內(nèi)部設(shè)有工藝槽19，旨在滿足使用要求的前提下，盡可能簡(jiǎn)化第一夾持部8的加工工藝。

為了減少加工量，第一固定凹槽的底部可以余留部分余量24，而不用完全挖空，但必須確保當(dāng)定位面18頂住凸隼4的前端面時(shí)，余量24的頂面與棱柱體3的端面之間要有一定的間隙，以容納粗加工后棱柱體3的端面上的臺(tái)階面(即毛刺)。本實(shí)用新型所述夾具的使用原理為：

還未加工成棱柱體3的工件兩個(gè)端面均為平面，固定方便，利用車床上的普通夾具即可，如精密平口鉗。利用普通夾具將工件的任意一端固定好后，可對(duì)工件的上半段進(jìn)行加工。對(duì)側(cè)面進(jìn)行精加工，且將外露的端面加工成斜面，并在其上加工出凸隼4和榫槽5，但端面會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階面，不夠平整，等待精加工。

一旦棱柱體3的一個(gè)端面加工成型后，再加工另一個(gè)端面時(shí)，就需要借助本實(shí)用新型所述夾具來(lái)固定住已經(jīng)加工過(guò)的這個(gè)端面。

本實(shí)用新型所述的第一夾持部8和第二夾持部9相對(duì)固定在機(jī)床上，將棱柱體3已加工好的一端夾持在第一夾持部8和第二夾持部9圍合成的空間內(nèi)，第一夾持面14、第二夾持面15、第三夾持面16和第四夾持面17分別抵緊在棱柱體3的四個(gè)外側(cè)面上，凸隼4的前端面抵觸在定位面上，從而將棱柱體3夾緊。

夾緊棱柱體3時(shí)，第一夾持部8和第二夾持部9相對(duì)的貼合面會(huì)存在第一間隙12，且棱柱體3與第一弧形面23和第二弧形面22之間也有第二間隙11和第三間隙10，這并不妨礙對(duì)棱柱體3的夾緊。且由于存在第一弧形面23和第二弧形面22，使得棱柱體3具有一定的活動(dòng)調(diào)節(jié)空間，使得置入棱柱體3，調(diào)節(jié)固定時(shí)更加方便、靈活，也使得夾持更加緊固。

棱柱體3夾緊后，先將第一工作面6鋪設(shè)在水平工作面板上，對(duì)棱柱體3的側(cè)面進(jìn)行精加工，并將棱柱體3未加工的端面加工成斜面，并加工出凸隼4和榫槽5。但是將端面加工成斜面后，表面依然會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階面，即使選用圓球刀精加工，也無(wú)法保證端面的平整度，且加工效率極低。

然后，將本實(shí)用新型所述夾具傾斜放置，使得第二工作面7鋪設(shè)在水平工作面板上，已加工成斜面的端面保持水平，便于對(duì)端面的臺(tái)階面進(jìn)行精加工。選用端銑刀進(jìn)行精加工，整個(gè)加工過(guò)程操作簡(jiǎn)單、快速，大大縮短了加工時(shí)間，且加工精度大幅度提高。

最后，將已精加工過(guò)的一端夾住，將待精加工的一端外露，同樣將第二工作面7鋪設(shè)在水平工作面板上，對(duì)待精加工的端面的臺(tái)階面進(jìn)行精加工。

本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。