CN108115340A - 一种用于h型钢的自动装夹夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于H型钢的自动装夹夹具，包括夹具框架、夹紧装置、安全防护装置和挡靠装置，安全防护装置设置在夹具框架的两端，挡靠装置固定连接在夹具框架上，挡靠装置在夹具框架的周向间隔分布，夹紧装置包括若干夹紧机构，夹紧机构在所述夹具框架的周向间隔分布；工件放置在夹具本体上，挡靠装置对工件限位，夹紧装置调节抵接工件的壁面，最后定位工件。本发明具有规格多变，结构简单，成本低，操作简便，可自动化工作的特点。

Description

一种用于H型钢的自动装夹夹具

技术领域

本发明涉及夹具领域，特别是涉及一种用于H型钢的自动装夹夹具。

背景技术

H型钢是土木工程中所用的梁或柱子的构建用钢材的总称，又称工字铁，因横截面如汉字“工”字而得名。由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。

为了加强H型钢的结构强度和使用范围，H型钢需要增加焊接的筋板，目前，现有的H型钢多筋板方式是由人工进行放置筋板、点焊的工作，点焊后工作人员再进行对整体工件的满焊，但是这种方式的装夹、焊接方式，需要消耗大量的人力和工作时间、生产精度低、批量生产难、生产成本高、生产效率低、不能满足产能需求。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于H型钢的自动装夹夹具。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前H型钢在焊接过程中自动化程度低，耗时耗力，生产成本高，精度不高。

本发明提供了一种用于U型钢的自动装夹夹具。

一种用于H型钢的自动装夹夹具，包括夹具框架、夹紧装置、安全防护装置和挡靠装置，安全防护装置设置在夹具框架的两端，挡靠装置固定连接在夹具框架上，挡靠装置在夹具框架的周向间隔分布，夹紧装置包括若干个夹紧机构，夹紧机构在所述夹具框架的周向间隔分布；工件放置在夹具本体上，挡靠装置对工件限位，夹紧装置调节抵接工件的壁面，工件定位。

进一步地，夹具框架包括支撑固定板和支撑连杆，支撑连杆两端分别连接有支撑固定板，支撑固定板和支撑连杆上均连接有夹紧机构。

优选地，支撑连杆选用板件结构，可以为工件提供充足的支撑面。

进一步地，挡靠装置包括支撑靠板和导向挡架，支撑靠板和导向挡架均固定连接在夹具框架上。

进一步地，安全防护装置包括防护框架和挡架，防护框架为两端均连接在夹具框架上的拱形架杆，防护挡架为一端固定连接在夹具框架上、另一端向远离夹具框架的直线或折线架杆，防护挡架设为若干个。

进一步地，夹紧机构包括夹紧驱动器和夹紧顶撑，夹紧驱动器驱动夹紧顶撑往复移动，夹紧顶撑抵接工件。

进一步地，夹紧顶撑上设有移动块和转动顶撑，移动块连接在夹紧驱动器上，转动顶撑转动连接在移动块上。

进一步地，夹紧机构包括夹紧驱动器和安装组件，夹紧驱动器驱动安装组件往复移动，安装组件上连接有微调组件，微调组件相对于安装组件往复移动。

进一步地，微调组件包括驱动器、安装件，驱动器固定连接在安装组件上，驱动器驱动安装件往复移动，安装件抵接支撑工件。

进一步地，安装组件固定连接有加紧块，安装件沿加紧块的端面延伸方向往复移动。

本发明用于H型钢的自动装夹夹具与现有技术不同之处在于：本发明用于H型钢的自动装夹夹具，包括夹具框架、夹紧装置、安全防护装置和挡靠装置，安全防护装置设置在夹具框架的两端，挡靠装置固定连接在夹具框架上，挡靠装置在夹具框架的周向间隔分布，夹紧装置包括若干个夹紧机构，夹紧机构在夹具框架的周向间隔分布；夹具框架用来放置和支撑工件，首先将工件吊装至夹具的位置，并将工件倚靠放置在挡靠装置上，挡靠装置支撑工件，然后调整工件的位置，在工件进行位置调整的过程中，挡靠装置和安全防护装置均起到限位作用，防止工件脱离夹具的夹持空间，保证工件在夹具的有限空间内进行调整，再者，分布在夹具框架周向分布的夹紧机构对工件进行紧固调节，夹紧机构动作，直至每个夹紧机构均抵接固定工件，实现工件夹紧固定后，可以对工件进行进一步加工，保证工件在进一步加工过程中固定稳定，进而保证工件的加工精度，提高自动化程度，并且生产效率显著提高、生产成本降低、适用于规模化生产。

技术效果

1、制成螺栓和支撑靠半的结合，具有结构简单、强度高、调节简便的特点；

2、微调组件的应用，使工件的固定更加准确和稳定；

3、对工件的左右前后表面和下表面均进行了限位固定，并且通过自动化控制实现，达到快速定位和装夹的效果；

4、大大降低了人工成本、提高生产效率、提升产能，适用于规模化的工业生产。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明用于H型钢的自动装夹夹具的结构示意图一；

图2为本发明用于H型钢的自动装夹夹具的结构示意图二；

图3为本发明用于H型钢的自动装夹夹具的图1中A区域的局部放大结构示意图；

图4为本发明用于H型钢的自动装夹夹具的图1中B区域的局部放大结构示意图；

图5为本发明用于H型钢的自动装夹夹具的图2中C区域的局部放大结构示意图；

图6为本发明用于H型钢的自动装夹夹具的图2中D区域的局部放大结构示意图；

其中，1、夹具框架；2、安装支架；3、第一夹紧机构；4、第二夹紧机构；5、防护框架；6、第三夹紧机构；7、第四夹紧机构；8、第一支撑靠板；9、支撑挡块；10、第五夹紧机构；11、第六夹紧机构；12、导向挡架；13、第七夹紧机构；14、第八夹紧机构；15、第九夹紧机构；16、穿线孔；17、延伸支撑架；18、连接板；19、第四夹紧驱动器；20、驱动杆；21、安装组件；22、加紧块；23、安装件；24、连接座；25、驱动器；26、防护挡架；27、第五夹紧顶撑；28、第五夹紧驱动器；29、第二支撑靠板；30、支撑固定板；31、第二夹紧驱动器；32、第一夹紧驱动器；33、支撑推块；34、第二夹紧顶撑；35、撑板；36、驱动挡板；37、第八夹紧驱动器；38、第二筋板支架；39、支撑连杆。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明用于H型钢的自动装夹夹具，包括夹具框架1、夹紧装置、安全防护装置和挡靠装置，安全防护装置设置在夹具框架1的两端，挡靠装置固定连接在夹具框架1上，挡靠装置在夹具框架1的周向间隔分布，夹紧装置包括若干个夹紧机构，夹紧机构在夹具框架1的周向间隔分布；工件放置在夹具本体上，挡靠装置对工件限位，夹紧装置调节抵接工件的壁面，工件定位。夹具框架1用来放置和支撑工件，首先将工件吊装至夹具的位置，并将工件倚靠放置在挡靠装置上，挡靠装置支撑工件，然后调整工件的位置，在工件进行位置调整的过程中，挡靠装置和安全防护装置均起到限位作用，防止工件脱离夹具的夹持空间，保证工件在夹具的有限空间内进行调整，分布在夹具框架1周向分布的夹紧机构对工件进行紧固调节，夹紧机构动作，直至每个夹紧机构均抵接固定工件，实现工件夹紧固定后，可以对工件进行进一步加工，保证工件在进一步加工过程中固定稳定，进而保证工件的加工精度，提高自动化程度，并且生产效率显著提高、生产成本降低、适用于规模化生产。

夹具框架1包括支撑固定板30和支撑连杆39，支撑连杆39两端分别连接有支撑固定板30，支撑固定板30和支撑连杆39上均连接有夹紧机构。支撑连杆39用来连接两端的支撑固定板30，支撑固定板30用来支撑和固定辅助部件。支撑连杆39可以设为两个或多个并列设置的杆件，支撑连杆39在工件的长度方向起到支撑作用，支撑连杆39上连接的夹紧机构起到夹持固定工件的作用，支撑连杆39和夹紧机构对工件的下表面和两侧侧面起到支撑和固定的作用。支撑连杆39还可以选用板件结构，对工件的支撑提供充足的支撑面，保证支撑稳定性。支撑固定板30上设置有夹紧机构和一些辅助部件，支撑固定板30适应夹紧机构和辅助部件的分布，支撑固定板30的形状结构根据需要进行设计。夹紧框架上开设有穿线孔16，方便将夹具内部排布气管电线等起到保护作用。

挡靠装置包括支撑靠板和导向挡架12，支撑靠板和导向挡架12均固定连接在夹具框架1上。支撑靠板固定连接在支撑固定板30和/或支撑连杆39上，在工件起吊到夹具时，工件倚靠在支撑靠板上，支撑靠板起到支撑工件的作用。支撑靠板设为矩形板，如图1、图2所示，支撑靠板包括第一支撑靠板8和第二支撑靠板29，其中，结合图2、图4所示，第一支撑靠板8固定连接在支撑固定板30上，第二支撑靠板29固定连接在支撑连杆39上，支撑连杆39上连接有延伸杆，延伸杆向远离支撑连杆39的方向延伸，第二支撑靠板29通过延伸杆固定连接在支撑连杆39上。导向挡架12设为沿夹具框架1竖直方向延伸的杆件，导向挡架12在支撑固定板30和支撑连杆39上固定连接有若干个，导向挡架12起到支撑和限位工件的作用。

第一支撑靠板8和第二支撑靠板29上均连接有调节螺栓，调节螺栓的端面抵接定位工件，调节螺栓向工件提供支撑力。调节螺栓设有若干个，若干个调节螺栓组成支撑面，调节螺栓拧入在第一支撑靠板8和第二支撑靠板29长度可调节，可以通过改变调节螺栓与第一支撑靠板8和第二支撑靠板29的间距来适应不同尺寸的工件，使设备适用于不同尺寸的工件，调节螺栓结构简单、强度高、调节简便。

安全防护装置包括防护框架5和防护挡架26，防护框架5为两端均连接在夹具框架1上的拱形架杆，防护挡架26为一端固定连接在夹具框架1上、另一端向远离夹具框架1的直线或折线架杆，防护挡架26设为若干个。防护框架5固定连接在支撑固定板30上，防护框架5为拱形架杆，拱形架杆的支撑稳定、支撑面积大，防护框架5上连接有加强筋板，加强筋板固定连接在支撑固定板30上，加强筋板起到加强防护框架5稳定性的作用。

夹紧机构的结构形式多样，根据待夹紧工件的结构特征选用不同形式的夹紧机构。本发明涉及的夹紧机构的具体实施方式结合下述实施例，但不限于下述实施例。

实施例1

结合图1、图2、图4和图5所示，夹紧机构包括夹紧驱动器和夹紧顶撑，夹紧驱动器驱动夹紧顶撑往复移动，夹紧顶撑抵接工件。夹紧驱动器可以选用电机驱动、气压驱动或液压驱动等多种驱动形式，夹紧驱动器用来向夹紧顶撑提供驱动动力，使夹紧顶撑能够往复移动进行调节，以保证夹紧顶撑抵接工件，进而多个夹紧夹紧机构配合实现工件的抵接固定。

进一步的，夹紧顶撑上设有移动块和转动顶撑，移动块连接在夹紧驱动器上，转动顶撑转动连接在移动块上。夹紧驱动器驱动移动块往复移动，移动块带动转动顶撑往复移动，移动块内设有转动驱动器，转动驱动器驱动转动顶撑转动调节，使转动顶撑能够用不同的端面抵接工件，以适应不同形状、不行结构、不同材质的工件的夹紧固定。

进一步的，转动顶撑上设有顶撑平面和顶撑螺帽，顶撑平面和顶撑螺帽分布在转动顶撑的不同平面上，顶撑螺帽可以在转动顶撑的同一平面上设有若干个，形成单点支撑或多点支撑。转动驱动器驱动转动顶撑转动实现顶撑平面支撑和顶撑螺帽支撑两种支撑方式的转换，操作简单、自动化程度高、适用工件范围广。

支撑固定板30上固定连接有撑板35，撑板35与转动顶撑的顶撑螺帽配合夹紧工件，撑板35上连接有定位螺栓，定位螺栓在撑板35上分布有若干个，定位螺栓的端面组成支撑面，支撑面支撑固定工件，转动顶撑转动到抵接工件的位置，转动顶撑与撑板35配合夹紧工件。定位螺栓拧入撑板35的深度可调节，调节定位螺栓的高度，即能适应不同高度尺寸的工件，扩大设备的使用范围，调节简单。

如图1、附图2所示，第二夹紧机构4、第三夹紧机构6、第五夹紧机构10、第九夹紧机构15均为实施例1所记载是夹紧机构；第二夹紧机构4、第五夹紧机构10分别设置在两块支撑固定板30上，并且对称设置；第二夹紧机构4和第九夹紧机构15固定连接在同一块支撑固定板30上；第三夹紧机构6固定连接在支撑连杆39上。如图5、图6所示，第二夹紧机构4上设有第二夹紧驱动器31和第二夹紧顶撑34，第五夹紧机构10上设有第五夹紧驱动器28和第五夹紧顶撑27。如图4、图6所示，支撑固定板30上连接有第二筋板支架38，第五夹紧机构10固定连接在第二筋板支架38上，第二筋板支架38起到支撑和固定第五夹紧机构10的作用，保证第五夹紧机构10的固定高度；第二筋板支架38上连接有支撑挡块9，支撑挡块9起到加强第二筋板支架38强度的作用，防护挡架26设置在支撑挡块9两侧，支撑挡块9与防护挡架26配合支撑工件。

实施例2

结合图1、图2和图3所示，夹紧机构包括夹紧驱动器和安装组件21，夹紧驱动器驱动安装组件21往复移动，安装组件21上连接有微调组件，微调组件相对于安装组件21往复移动。夹紧机构上的安装组件21相对于夹紧驱动器往复移动，实现安装组件21与工件距离的粗调节，使安装组件21靠近工件，微调组件相对于安装组件21往复移动，微调组件用来抵接固定工件，使工件的固定更加准确和稳定。

微调组件包括驱动器25、安装件23，驱动器25固定连接在安装组件21上，驱动器25驱动安装件23往复移动，安装件23抵接支撑工件。驱动器25可以设为电机驱动、气压驱动或液压驱动等多种驱动器，驱动器25驱动安装件23往复移动，微调驱动靠板的端面直接抵接工件，保证工件平稳固定。

安装组件21固定连接有加紧块22，安装件23沿加紧块22的端面延伸方向往复移动，加紧块22起到支撑和引导安装件23的作用，防止安装件23发生偏移。

第四夹紧机构7和第六夹紧机构11均为实施例2的夹紧机构。第四夹紧机构7包括第四夹紧驱动器19、驱动杆20和安装组件21，第四夹紧驱动器19推动驱动杆20伸缩，驱动杆20驱动安装组件21往复移动。如图3所示，支撑连杆39上连接有延伸支撑架17，延伸支撑架17上连接有连接板18，第四夹紧机构7固定在连接板18上，延伸支撑板和连接板18起到连接和固定第四夹紧机构7的作用。第四夹紧机构7和第六夹紧机构11均设置在支撑连杆39上，第四夹紧机构7和第六夹紧机构11可以对称设置、也可以错位设置，第四夹紧机构7和第六夹紧机构11的固定方式相同。

实施例3

结合图1、图2和图5所示，夹紧机构设为夹紧驱动器直接驱动推块往复移动的机构，其中，第一夹紧机构3、第七夹紧机构13和第八夹紧机构14均为直接驱动的结构形式。第一夹紧机构3包括第一夹紧驱动器32和支撑推块33，第一夹紧驱动器32驱动支撑推块33往复移动，支撑推块33设为矩形块，支撑推块33的表面积大，支撑推块33抵接固定工件的接触面积大，工件的受力更加均匀，工件承受的挤压变形小，有利于工件保持初始状态。第一夹紧机构3通过安装支架2固定连接在支撑固定板30上。第八夹紧机构14包括第八夹紧驱动器37和驱动挡板36，第八夹紧机构14的结构形式和作用原理与第一夹紧机构3相同，第八夹紧机构14的形状、尺寸根据结构需要进行设计，第一夹紧机构3和第八夹紧机构14均固定在支撑连接板18上。第七夹紧机构13固定连接在支撑连杆39上，支撑连杆39上连接有延伸杆，第七夹紧机构13固定在延伸杆上。

本发明用于H型钢的自动装夹夹具的夹紧机构包括上述三种实施方式，但是本发明的保护范围不限于上述三种实施方式。本发明用于H型钢的自动装夹夹具，不仅适用于H型钢的夹持固定，还适用于多种形式结构的钢材、板材、塑件等的夹持固定。

结合图1～图6所示，本发明用于H型钢的自动装夹夹具，夹具框架1包括支撑固定板30和支撑连杆39，支撑固定板30和支撑连杆39上分布有多种形式的夹紧机构、安全防护装置和挡靠装置。

其中一块支撑固定板30上依次排列有第一夹紧机构3、第二夹紧机构4、第八夹紧机构14和第九夹紧机构15，其中，第一夹紧机构3、第二夹紧机构4和第八夹紧机构14被防护框架5围覆，第一夹紧机构3、第二夹紧机构4和第八夹紧机构14配合夹紧固定工件，第九夹紧机构15在工件的侧面起到夹紧作用；支撑固定板30上靠近防护框架5的位置设有防护挡架26，支撑连杆39靠近防护框架5的位置设有第二支撑靠板29，防护框架5、防护挡架26和第二支撑靠板29配合起到支撑和限位工件的作用；支撑连杆39上设有第七夹紧机构13，第七夹紧机构13与第二支撑靠板29相对设置，第二支撑靠板29上设有第三夹紧机构6，第七夹紧机构13和第三夹紧机构6配合夹紧固定工件的相对侧面。

支撑连杆39的长度方向上设有若干个导向挡架12，导向挡架12在工件的长度方向起到限位作用。支撑连杆39上还设有第四夹紧机构7和第六夹紧机构11，第四夹紧机构7和第六夹紧机构11配合夹持工件的相对位置。第四夹紧机构7、第六夹紧机构11、第七夹紧机构13和第三夹紧机构6配合，在工件的长度方向上，对工件起到夹持固定作用。相邻两条纵向延伸的支撑连杆39之间连接有加强杆。

另一块支撑固定板30上设有第五夹紧机构10，第五夹紧机构10通过第二筋板支架38支撑固定，第二筋板支架38上还设有支撑挡块9，支撑挡块9两侧分别设有防护挡架26，支撑固定板30上还设有第一支撑靠板8和导向挡架12，支撑挡块9、防护挡架26、第一支撑靠板8和导向挡架12配合起到挡护和限位的作用。第五夹紧机构10起到夹紧固定作用。

综合上述，本发明用于H型钢的自动装夹夹具的夹紧机构，对工件的左右前后表面和下表面均进行了限位固定，并且通过自动化控制实现，达到快速定位和装夹的效果，大大降低了人工成本、提高生产效率、提升产能，适用于规模化的工业生产。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：包括夹具框架、夹紧装置、安全防护装置和挡靠装置，其中，所述安全防护装置设置在所述夹具框架的两端，所述挡靠装置固定连接在所述夹具框架上，所述挡靠装置在所述夹具框架的周向间隔分布，所述夹紧装置包括多个夹紧机构，所述夹紧机构在所述夹具框架的周向间隔分布，工件放置在所述夹具本体上，所述挡靠装置对所述工件限位，所述夹紧装置调节抵接工件的壁面，定位所述工件。

2.根据权利要求1所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述夹具框架包括支撑固定板和支撑连杆，所述支撑连杆两端分别连接有支撑固定板，所述支撑固定板和所述支撑连杆上均连接有所述夹紧机构。

3.根据权利要求2所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述支撑连杆选用板件结构，可以为所述工件提供充足的支撑面。

4.根据权利要求1所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述挡靠装置包括支撑靠板和导向挡架，所述支撑靠板和所述导向挡架均固定连接在所述夹具框架上。

5.根据权利要求1所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述安全防护装置包括防护框架和防护挡架，所述防护框架为两端均连接在所述夹具框架上的拱形架杆，所述防护挡架为一端固定连接在所述夹具框架上、另一端向远离所述夹具框架的直线或折线架杆，所述防护挡架设为若干个。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述夹紧机构包括夹紧驱动器和夹紧顶撑，所述夹紧驱动器驱动所述夹紧顶撑往复移动，所述夹紧顶撑抵接工件。

7.根据权利要求5所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述夹紧顶撑上设有移动块和转动顶撑，所述移动块连接在所述夹紧驱动器上，所述转动顶撑转动连接在所述移动块上。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述夹紧机构包括夹紧驱动器和安装组件，所述夹紧驱动器驱动所述安装组件往复移动，所述安装组件上连接有微调组件，所述微调组件相对于所述安装组件往复移动。

9.根据权利要求7所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述微调组件包括驱动器、安装件，所述驱动器固定连接在所述安装组件上，所述驱动器驱动所述安装件往复移动，所述安装件抵接支撑工件。

10.根据权利要求8所述的用于H型钢的自动装夹夹具，其特征在于：所述安装组件固定连接有加紧块，所述安装件沿所述加紧块的端面延伸方向往复移动。