CN110216804B - 一种切割夹具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种切割夹具，解决了现有技术中成品率低，工作效率低的问题，技术方案为包括基座、保持架和夹持组件。基座的两相对侧之间设置有支撑槽，所述支撑槽的上、下侧以及其中一侧面设置有导槽；保持架可调节地安装于基座；夹持组件安装于保持架，夹持组件包括夹持驱动构件和夹持作用构件，夹持驱动构件可调节地安装于保持架，固定于夹持驱动构件的夹持作用构件，具有与待切割件的外轮廓适配的夹持端。本发明的有益效果为通过增大夹持面积以及保证样件始终处于夹持状态，同时保证样件加工中不需频繁更换样件方向即可满足加工要求，即提高了样件成品率，又提高了工作效率。

Description

一种切割夹具

技术领域

本发明涉及一种夹具，具体涉及一种切割夹具。

背景技术

实际应用中往往需要对一待切割件(可为工件或自然存在的物体)进行切割，以满足形状等要求。以岩石样品作为上述切割应用的一种具体实例进行说明，岩石样品取芯后往往需要进行切割，加工成所需长度，用于岩石力学实验(如单轴压缩变形试验、巴西劈裂试验等)。传统的方法是通过切割机对样品进行切割，但这种方法在切割过程中存在较大扰动，容易造成样品损伤，尤其是易碎岩石的切割，成品率低。现在新兴的一种切割方法是用金刚石线切割机对样品进行切割，由于金刚石线直径很小，其与岩石的接触面积很小，因此切割扰动相对来说很小，岩石(尤其是易碎岩石)样品成品率更高。现在金刚石线切割在切割岩石样品时采用的夹具普遍是通过螺栓连接压板来实现岩石样品的夹紧，夹持面积小，易造成局部应力集中，造成样品损伤，而且操作繁琐，效率低。另外，涉及到样品两头需要切割时，需要调换样品方向，这就造成了样品两端面很难保证平行。而且，在切割过程将近完成时，由于样品自重造成切割部位的变形，可能夹断金刚丝，切割完成后，样品切下部分由于没有夹持而自由落体，往往会直接跌落砸断金刚丝或造成样品本身损坏。

发明内容

本发明要解决的问题是传统夹具夹持面积小，不能夹持、切割不同规格样品，频繁更换样品方向造成端面不平行，切下的样品无夹持跌落，均易造成成品率低以及工作效率低的问题。

为了解决现有技术中的上述问题，即为了提高成品率、提高工作效率，本发明实施例提供了一种切割夹具，包括基座、保持架和夹持组件，其中,

所述基座的两相对侧之间设置有沿其长度方向延伸的支撑槽，所述两相对侧中的一者设置有导槽，所述导槽贯通所述支撑槽；

所述保持架安装位置可调节地安装于所述基座。

所述夹持组件安装于所述保持架，所述夹持组件包括：

夹持驱动构件，所述夹持驱动构件到所述支撑槽的距离可调节地安装于所述保持架，所述夹持驱动构件位于所述支撑槽开口侧；以及

夹持作用构件，所述夹持作用构件固定于所述夹持驱动构件朝向所述支撑槽的端部，所述夹持作用构件具有与待切割件的外轮廓适配的夹持端。

在一些优选实施例中，所述基座两侧面设置有沿所述基座的长度方向延伸的滑槽，所述保持架具有两个自由端，所述两个自由端分别沿一个所述滑槽可滑动。

在一些优选实施例中，所述支撑槽偏置。

在一些优选实施例中，所述支撑槽沿着所述基座的长度方向的横截面为V形。

在一些优选实施例中，所述支撑槽的内壁固定有由弹性材料制成的第一阻尼件。

在一些优选实施例中，所述保持架沿所述基座长度方向的横截面为倒U形。

在一些优选实施例中，所述夹持驱动构件包括螺栓和螺钉，其中：

所述螺栓设置有螺帽的相反端依次穿过所述保持架和所述夹持作用构件后由所述螺钉锁紧。

在一些优选实施例中，所述夹持作用构件的上端沿着所述基座的长度方向的横截面为n形，所述夹持端为圆柱面的一部分。

在一些优选实施例中，所述夹持作用构件下端内壁固定有由弹性材料制成的第二阻尼件。

在一些优选实施例中，所述夹持作用构件的几何中心位于所述夹持驱动构件的轴线上，所述夹持驱动构件的轴线的延长线穿过支撑于所述支撑槽的待切割件后与所述支撑槽的根部重合。

本发明的有益效果为：通过保证代加工件加工后始终处于夹持状态并且通过夹具的设置增大了夹持面积，同时保证待切割件加工中不需频繁更换样件方向就可以加工出不同长度要求的成品，提高了样件成品率，同时提高了工作效率。

附图说明

图1是切割夹具一实施例的立体结构示意图。

图2是图1的正视图。

图3是基座一实施例的立体结构示意图。

图4是保持架一实施例的主视图。

图5是夹持组件一实施例的结构示意图。

图6是夹持作用构件一实施例的结构示意图，其中示出了夹持驱动构件的螺钉。

图7是切割夹具一实施例夹持第一直径的待切割件的工作原理图。

图8是切割夹具又一实施例夹持第二直径的待切割件的工作原理图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

参照附图1，本发明实施例公开了一种切割夹具，包括基座、保持架和夹持组件，其中，

所述基座的两相对侧之间设置有沿其长度方向延伸的支撑槽，所述支撑槽用来支撑待切割样件；

所述两相对侧中的一者设置有导槽，所述导槽在一侧面贯通所述支撑槽，此外，在所述支撑槽上方也设置有导槽，所述支撑槽上方的导槽不贯穿所述支撑槽，所述支撑槽上方的导槽沿着所述支撑槽的截面方向的距离大于支撑在所述支撑槽的待切割件的直径距离所述贯穿侧导槽的最远端距离，即切割工具从所述支撑槽贯穿侧导槽进入，工作到所述支撑槽上方不贯穿侧导槽的最远端时可以保证待切割样件切断，例如，当待切割件直径较大时，待切割件置于所述支撑槽中，待切割件底部距离所述支撑槽低有足够的距离，进一步的讲，待切割件只有不到一半的部分处于所述支撑槽中，这种情况下，所述导槽沿所述支撑槽截面方向的距离只需在切割断的范围即可，即导槽的宽度大于支撑在所述支撑槽的待切割件的最外端到所述导槽的最里端的距离即可，当待切割件直径较小，待切割件完全处于所述支撑槽中时，此时所述导槽的宽度大于支撑在所述支撑槽的待切割件的最外端到所述导槽的最里端部的距离时，即所述支撑槽上方的导槽横向宽度大于所述支撑槽的宽度即可，保证切割时可以完全切断样件；

所述保持架安装位置可调节地安装于所述基座，即所述保持架在所述基座上不是固定不可移动的，在安装过程中或者固定好后，均可在需要变更位置的情况下可移动、可调节；所述夹持组件安装于所述保持架，所述夹持组件包括：夹持驱动构件，即驱动夹持作用的构件，所述夹持驱动构件到所述支撑槽的距离可调节地安装于所述保持架，所述夹持驱动构件位于所述支撑槽的开口侧，如附图1所示，所述夹持驱动构件位于所述基座上方；以及夹持作用构件，所述夹持作用构件固定于所述夹持驱动构件朝向所述支撑槽的端部，如附图1所示，所述夹持作用构件固定于所述夹持驱动构件的最下方，所述夹持作用构件具有与待切割件的外轮廓适配的夹持端，用来与待切割件相配合，增大接触面积，降低对样件的损伤率。

需要说明的是，上述的待切割件的一种为岩石试样，通过该切割夹具的设置，可以保证岩石试样加工过程中始终处于夹持状态，并且通过夹持端的设置增大了岩石试样的夹持面积(防止岩石试样的破碎)，同时保证岩石试样加工中不需频繁更换样件方向就可以加工出不同长度要求的成品，提高了样件成品率，同时提高了工作效率。本领域技术人员可知的是，待切割件还可为其他工件或物体，不再一一列举。

在本发明实施例中，在所述基座两侧面设置有沿所述基座的长度方向延伸的滑槽，所述滑槽可根据实际要求设置贯穿或者不贯穿，所述保持架具有两个自由端，所述一个自由端可在一个所述滑槽内可移动，所述另一个自由端可在另一个所述滑槽内可移动，即所述保持架具有方向性，所述保持架两个自由端与所述基座的两个滑槽具有一一对应性。

在本发明实施例中，所述支撑槽偏置,即采用非对称结构，如图1所示，在本发明实施例中采用非对称结构有如下原因，第一：在相同强度下，采用非对称结构的夹具加工制造所需金属材料较少，节约成本，同时，夹具生产加工时更方便省时，此外，采用非对称结构的夹具整体重量较小，进行样品加工时方便操作者安装移动夹具；第二：在用夹具进行样品加工时，采用非对称结构的夹具单次切割样品时金刚石线所行走的距离更短，更节约时间，作为所属技术领域的技术人员所能够理解的是，还可以采用对称结构，同样可以达到切割样品的目的。

如图2所示，在本发明实施例中，所述导槽沿所述基座的长度方向可等间距(45mm)设置宽度为5mm，用于切割工具(例如线切割中的切割线)的通过，保证能切割常用的不同长度(常见50mm、100mm、150mm、200mm)的样件，便于一种切割夹具可同时切割出不同规格的多种成品件，提高工作效率，节约人力；所述保持架可任意设置在所需不同长度规格的样件位置处，保证切割后的成品件在切割断后依旧置于夹具中，防止切割后的样件掉落，尤其是易碎样件的掉落，造成样件不可挽回的损伤。

在本发明实施例中，所述支撑槽沿着所述基座的长度方向的横截面大致为V形，如附图3所示，所述支撑槽的两端面大致为V形，进一步地，所述支撑槽的内壁固定有由弹性材料制成的第一阻尼件，在一些优选实例中，所述支撑槽的内壁材料为橡胶1-3，避免样件与金属的硬性接触，同时增大接触面积，防止尤其是易碎样件的损坏。作为本发明实施例的更进一步的改进，所述支撑槽的底端开设有连接孔1-4，用于与工作台的连接固定，作为所属技术领域的技术人员所能够理解的，为实现与工作台的固定，夹具与工作台之间的连接方式也可以选用如压块固定等其它方式，进一步地，所述导槽1-2在沿所述支撑槽截面方向，即上方，在偏置的一侧贯穿，在另一侧不贯穿，如图3所示，所述导槽在所述支撑槽不贯穿一侧的点到贯穿一侧的横向最大距离大于待切割件的最大直径，保证切割工具从所述导槽中进入切割待切割样件到不贯穿一侧时可以切割断待切割件，即切割工具从图示最外侧进入切割，到最里侧(侧面不贯穿侧)完成切割保持待切割件可以切断，此外，所述滑槽1-1可以在沿着所述支撑槽的长度方向贯穿，也可以不贯穿。

在本发明实施例中，如附图4所示，所述保持架沿所述基座的长度方向的横截面大致为倒U形，所述保持架的上端具有一水平段，在所述水平段上开设有螺纹孔，用于夹持驱动构件即螺栓的通过，所述保持架的下端具有两个自由端，两个自由端的最下端向内弯折成L型段2-1，所述L型段嵌入所述基座的两端滑槽内可移动，为所属技术领域的技术人员所能够理解的是，只要满足所述保持架的两个自由端可在所述滑槽内可滑动，最下端可设置成卡爪、挂钩等其它形状。

作为本发明实施例的进一步改进，为实现所述保持架与所述基座的位置固定，为所属技术领域的技术人员所能够理解的是，为了在切割过程中为样件夹紧提供反向力，除了所述保持架通过两个自由端的L型段保证与所述基座的竖直方向的固定外，所述基座的两侧面与所述保持架的自由端的两侧面可开通螺纹孔，通过螺钉固定所述保持架与所述基座的所需位置，为样件夹紧提供反向力。

如附图5所示，在本发明实施例中，所述夹持组件包括夹持驱动构件和夹持作用构件两部分，如附图6所示的附图5的局部放大图中，所述夹持驱动构件包括螺栓和螺钉3-1，其中，所述螺栓设置有螺帽的相反端依次穿过所述保持架和所述夹持作用构件后由所述螺钉锁紧，即所述螺栓的最下端为无螺纹的圆柱，圆柱直径小于所述螺栓直径，所述圆柱底部开设有定位孔，用于与螺钉的连接。

在本发明实施例中，如附图6所示，所述夹持作用构件的上端沿着所述基座的长度方向的横截面大致为n形，所述上端设置有通孔，用于所述螺栓的穿过，所述夹持作用构件上开设的通孔直径大于所述螺栓最下端无螺纹圆柱的直径，所述通孔的直径小于所述螺钉的外径，即所述螺钉拧紧所述螺栓最下端圆柱孔内后，保证螺栓在顺时针或者逆时针拧时，所述螺栓不会从所述夹持作用构件中拧出，所述螺栓可在所述通孔内旋转，在夹持过程中，只需将所述螺栓3-1拧紧，就能保证样品的夹紧，所述夹持端3-2为圆柱面的一部分，在一些优选实例中，从测面看为圆弧形，所述夹持作用构件下端内壁固定有由弹性材料制成的第二阻尼件，在本发明实例中优选为橡胶垫3-3，为了增大与待切割样件的接触面积，同时增大所述夹持组件与待切割样件的摩擦力，起到更好的保护样件的作用，降低对样件的损伤。

如附图5所示，在本发明实施例中，所述夹持作用构件的几何中心位于所述夹持驱动构件的轴线上，即所述夹持作用构件的几何中心与所述螺栓的轴线重合，所述夹持驱动构件的轴线的向下的延长线穿过支撑于所述支撑槽的待切割件后与所述支撑槽的根部重合，若所述支撑槽的底部为水平，则根部指的是槽底两端点连线的垂直平分线，若所述支撑槽的底部为一中间点，则根部指的是槽底的中间点，若所述支撑槽的底部为圆弧形，则根部指的是所述圆弧形的几何中心。

如附图7和附图8所示，进一步地，所述夹持组件可具有不同规格，通过更换夹持组件就能够实现不同直径(常用25mm、50mm、75mm、100mm)样品的夹持。

本发明的实施过程：将本发明实施例的基座连接固定在工作台上，将待切割样件放入V形支撑槽内，根据待切割样件的直径，选取合适的夹持组件，连接到保持架上，根据待切割样件的整体长度以及本身的性质(硬度、脆性等)，确定需要布置的保持架的位置及数量，通过旋转螺栓夹紧待切割样件，调整工作台，对准开始切割的导槽，编写切割程序，对样品进行切割。切割过程中不需要调整样品位置就能实现样品的多次切割，保证了试样两个切割端面的平行，以及多长度尺寸的切割。另外，由于夹具的夹持，避免了切割过程中样品的跌落损伤或者砸断切割工具等问题。

在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种切割夹具，其特征在于，包括基座、保持架和夹持组件，其中：

所述基座的两相对侧之间设置有沿其长度方向延伸的支撑槽，所述两相对侧中的一者设置有导槽，所述导槽贯通所述支撑槽,所述导槽有多个，多个所述导槽沿所述基座的长度方向等间距设置，所述支撑槽偏置；

所述保持架安装位置可调节地安装于所述基座；

所述夹持组件安装于所述保持架，所述夹持组件包括：

夹持驱动构件，所述夹持驱动构件到所述支撑槽的距离可调节地安装于所述保持架，所述夹持驱动构件位于所述支撑槽的开口侧；以及

夹持作用构件，所述夹持作用构件固定于所述夹持驱动构件朝向所述支撑槽的端部，所述夹持作用构件具有与待切割件的外轮廓适配的夹持端。

2.根据权利要求1所述的一种切割夹具，其特征在于，所述基座两侧面设置有沿所述基座的长度方向延伸的滑槽，所述保持架具有两个自由端，所述两个自由端分别沿一个所述滑槽可滑动。

3.根据权利要求1所述的一种切割夹具，其特征在于，所述支撑槽沿着所述基座的长度方向横截面为V形。

4.根据权利要求3所述的一种切割夹具，其特征在于，所述支撑槽的内壁固定有由弹性材料制成的第一阻尼件。

5.根据权利要求1所述的一种切割夹具，其特征在于，所述保持架沿所述基座长度方向的横截面为倒U形。

6.根据权利要求1所述的一种切割夹具，其特征在于，所述夹持驱动构件包括螺栓和螺钉，其中：

所述螺栓设置有螺帽的相反端依次穿过所述保持架和所述夹持作用构件后由所述螺钉锁紧。

7.根据权利要求1所述的一种切割夹具，其特征在于，所述夹持作用构件的上端沿着所述基座的长度方向的横截面为n形，所述夹持端为圆柱面的一部分。

8.根据权利要求7所述的一种切割夹具，其特征在于，所述夹持作用构件下端内壁固定有由弹性材料制成的第二阻尼件。

9.根据权利要求8所述的一种切割夹具，其特征在于，所述夹持作用构件的几何中心位于所述夹持驱动构件的轴线上，所述夹持驱动构件的轴线的延长线穿过支撑于所述支撑槽的待切割件后与所述支撑槽的根部重合。

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