CN112077621A - 自动夹紧快速切割机构 - Google Patents

Abstract

本发明针对管材产品的加工生产效率底，操作者劳动强度大等问题，提出了一种自动夹紧快速切割机构，包括用于与加工台面等固定基座连接的固定座、用于手柄驱动的活动平台和起夹紧作用的活动压板。采用本发明能够数倍提高生产效率，保证产品周期节点。还能在产品加工时采用较高的切削速度和进给速度，降低了操作者的生产压力和劳动强度，在保证产品质量的同时，也降低了生产加工难度，达到了很好的效果。装置稳定牢固，使用方便，不受外界条件限制，能使工件尺寸公差，表面质量得到有效控制，完全符合工艺技术指标，同时提高了设备的使用效率。

Description

自动夹紧快速切割机构

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种用于机械加工中的管材类工件切割的自动夹紧快速切割机构。

背景技术

目前在机械加工领域，出于成本等因素考虑，多采用普通车床对圆形管材产品进行切割加工，加工时都是采用三爪卡盘将待切割圆形管材夹紧，然后在车床上摇动中拖板进行切割加工。采用这种方式进行切割加工时，操作人员一会儿需要弯腰顺时针转动车床中拖板进行切割进给，一会儿需要逆时针转动车床中拖板进行退刀运动，同时还要不断松开、夹紧待切割材料。当需要切割大批量零件时，操作人员长时间的反复动作会带来腰酸腿疼，体力、精力明显下降，产品质量、生产效率难以得到有效保证，也制约了生产加工进度。

此外，现有技术中也有采用切割机对圆形管材产品进行切割加工，但往往都是由操作人员手持待切割圆形管材，这样既不安全，也由于人工夹持力有限，导致切割时的切割精度较差。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种自动夹紧快速切割机构，能够在工作过程中自动将待切割材料稳定夹紧且确保夹持后的系统刚性要求，在满足产品工艺技术指标的同时，可以保证产品质量、大幅提高生产效率和降低劳动强度，减轻操作人员工作压力，保证产品周期节点。

本发明的技术方案为：

所述一种自动夹紧快速切割机构，包括用于与加工台面等固定基座连接的固定座、用于手柄驱动的活动平台和起夹紧作用的活动压板；

所述固定座底部具有与加工台面固定连接的接口，用于将固定座紧固在加工台面上；所述固定座上部前侧通过转动配合的方式与活动平台前部连接；所述固定座后部开有上下方向的弹簧安装孔，弹簧一端固定在弹簧安装孔内；

所述活动平台前部与所述固定座上部前侧通过转动配合方式连接，所述活动平台后端连接手柄，通过手柄能够驱动活动平台绕前部转轴相对固定座转动；所述活动平台后部与固定座中弹簧安装孔对应的位置开有上下方向的弹簧通孔，固定在固定座中的弹簧穿过活动平台的弹簧通孔后，与活动压板连接；

所述活动压板安装在所述活动平台顶部，其中活动压板前端与活动平台顶面前部转动配合，活动压板中部底面与活动平台顶面中部能够贴合且在贴合位置分别开有与待切割材料截面外形匹配的凹槽，作为夹紧待切割材料的夹持部位；活动压板后部与穿过活动平台的弹簧另一端固定连接；

当未夹持待切割材料，活动平台底面与固定座接触时，弹簧支撑活动压板，使活动压板与活动平台的夹持部位不贴合，活动平台顶部夹持面与活动压板底部夹持面之间形成夹角，角度范围满足设定要求；

当通过手柄上抬活动平台，使活动平台与活动压板配合将待切割材料夹持住，继续上抬活动平台进行切割时，弹簧处于拉伸状态，弹簧产生的拉力能够保证在切割过程中，活动平台与活动压板能够稳定夹持待切割材料。

进一步的，固定座底部两侧有用于与加工台面配合的U型连接孔。

进一步的，固定座上部前侧具有一个用于与活动平台连接的开槽结构，在开槽结构两侧面具有同轴通孔；活动平台底面前侧具有带通孔的连接耳片，连接耳片伸入在固定座上部前侧的开槽结构中，通过定位螺栓穿过开槽结构两侧面通孔和连接耳片通孔，实现活动平台与固定座的转动连接配合。

进一步的，所述弹簧一端固定有轴向的短固定螺栓；所述固定座的弹簧安装孔内具有一段内螺纹，用于与弹簧端部的短固定螺栓配合，将弹簧一端固定在固定座中。

进一步的，所述弹簧安装孔中除内螺纹段的其余部分孔径比弹簧外径大，避免活动平台运动时，弹簧出现卡滞。

进一步的，所述弹簧另一端固定有轴向的长细螺杆；所述活动压板后部开有开口槽，开口槽内安装有调节螺母；所述调节螺母中心有轴向螺纹孔，调节螺母两端外侧面有径向凸台，调节螺母外侧面中段具有相对小直径的圆柱面；调节螺母通过轴向螺纹孔与弹簧的长细螺杆螺纹连接，调节螺母轴向中部的圆柱外侧面与活动压板后部开口槽配合，将活动压板后部与弹簧固定连接。

进一步的，当未夹持待切割材料，活动平台底面与固定座接触时，通过改变调节螺母在长细螺杆上的轴向位置，能够改变活动平台顶部夹持面与活动压板底部夹持面之间夹角。

进一步的，活动平台顶面前部具有两个凸起的连接板，连接板上具有同轴通孔，活动压板前端底部具有带有通孔的连接耳片，活动压板的连接耳片伸入活动平台顶面两个连接板之间，通过定位螺栓穿过连接板通孔和连接耳片通孔，实现活动压板与活动平台的转动连接配合。

进一步的，固定座顶面前部靠近两边的位置开有螺纹孔，螺纹孔开在比活动平台与固定座连接转轴还要靠前的位置；螺纹孔用于安装限位螺钉，当活动平台相对固定座向上转动时，活动平台前端底部能够与限位螺钉顶部接触；通过调节限位螺钉高度限制活动平台相对固定座的转动角度。

进一步的，在活动平台顶面夹持部位的一侧开有出料口，出料口处安装有出料托架；在出料口上部还设置有与活动平台顶部夹持面高度对应的限位用平面凸台。

有益效果

本发明针对机械加工现有技术中，对管材产品的加工生产效率底，操作者劳动强度大等问题；提出了一种自动夹紧快速切割机构，能够数倍提高生产效率，保证产品周期节点。还能在产品加工时采用较高的切削速度和进给速度，降低了操作者的生产压力和劳动强度，在保证产品质量的同时，也降低了生产加工难度，达到了很好的效果。装置稳定牢固，使用方便，不受外界条件限制，能使工件尺寸公差，表面质量得到有效控制，完全符合工艺技术指标，同时提高了设备的使用效率。

具体而言：1、本装置中手柄设计有一定倾斜角度，符合人体力学，便于操作者能做到长时间加工，而不出现明显体力下降情况。2、手柄只需上下抬动就可完成切割进给，相比较用手摇动车床中拖板，手臂旋转运动改为上下直线运动，大幅缩短手臂运动距离，减少操作者体力消耗，能提高生产效率数倍。3、活动压板与弹簧相连，手柄落下时，活动压板与活动平台夹持面分离，如图1，手柄抬起时，活动压板与活动平台夹持面夹紧工件材料，如图2，在手柄一抬一落之间完成松开、夹紧工件材料，省时省力，高效便捷。4、活动压板与弹簧通过调节螺母连接，转动调节螺母可方便的实现对夹持角度的调节。5、限位螺钉运用一木顶千斤的原理，限制手柄抬起的位置，也可以加工零件时有效控制切削深度，从而实现手柄抬起、落下的安全操作，减少操作者的工作压力。6、弹簧两端焊接有不同直径和长度的螺杆，便于与固定座和调节螺母连接，可以实现对弹力的调节。7、因零件加工数量较大，活动平台侧面设计有出料口，装有出料托架，便于回收切割下的零件。8、出料口上部设计有一个平面凸台，对进料做到定位限制，保证切割完成后工件的长度尺寸，而且左右移动刀具到平面凸台的相对距离，就可调节切下工件的长度尺寸。9、固定座、活动平台、活动压板、弹簧合理连接和转动，操作高效，安全简便，形成一种新的自动夹紧快速切割机构。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1—自动夹紧快速切割机构手柄落下时等轴视图

图2—自动夹紧快速切割机构手柄抬起时等轴视图

图3—自动夹紧快速切割机构等轴视图

图4—自动夹紧快速切割机构加工状态示意图

图5—自动夹紧快速切割机构加工状态示意图

图6—固定座主、俯视图

图7—活动平台三视图

图8—活动压板主、俯视图

图9—弹簧视图

图10—调节螺母主、俯视图

图11—手柄视图

图12—出料托架三主视图

图13—原材料示意图

其中：图4中：固定座[1]，定位螺栓[2]，旋紧螺母[3]，限位螺钉[4]，活动平台[5]，活动压板[6]，调节螺母[7]，手柄[8]，弹簧[9]；

图5中：出料托架[10]，一字螺钉[11]。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施例的目的是要提供一种既能自动装夹零件又能保证工艺系统刚性，满足工件加工要求的自动装夹快速切割机构，实现高效生产的效果。而且自动夹紧快速切割机构夹紧方式结构合理，牢固稳定，使用方便，不受外界条件限制，保证产品质量、大幅提高生产效率和降低劳动强度的同时，减轻操作者工作压力，使加工完成后的产品完全符合工艺技术指标。

如图1～图5所示，本实施例中的自动夹紧快速切割机构的主体结构包括用于与加工台面等固定基座连接的固定座1、用于手柄驱动的活动平台5和起夹紧作用的活动压板6。当然，为了实现切割目的，还具有切割刀具及其驱动部件。

所述固定座1是整个机构的基础，为了能够便于与车床等加工设备匹配安装，固定座底部两侧有用于与加工台面配合的U型连接孔。

如图5所示，当我们以待切割材料在切割加工时的进料方向为左右方向时，那么固定座1上部前侧是通过转动配合的方式与活动平台5的前部进行连接的，这样通过活动平台5后部的手柄能够驱动活动平台5绕其前部的转轴相对固定座1进行转动。

而具体到本实施例中，如图6所示，在固定座上部前侧具有一个用于与活动平台5连接的开槽结构，在开槽结构两侧面具有同轴通孔；活动平台5底面前侧具有带通孔的连接耳片，连接耳片伸入在固定座上部前侧的开槽结构中，通过定位螺栓穿过开槽结构两侧面通孔和连接耳片通孔，实现活动平台5与固定座1的转动连接配合。

如图4～图6所示，在固定座1的后部还开有上下方向的弹簧安装孔，弹簧9一端固定在弹簧安装孔内。具体到本实施例而言，如图9所示，弹簧9一端固定有轴向的短固定螺栓，另一端固定有轴向的长细螺杆；而固定座1的弹簧安装孔内具有一段内螺纹，用于与弹簧9端部的短固定螺栓配合，将弹簧9一端固定在固定座1中。所述弹簧安装孔在左右方向上并不处于中间位置，而是偏向于图5中的左侧，即进料一侧。而且，弹簧安装孔中，除了内螺纹段外，其余部分的孔径比弹簧外径略大，这样能够避免活动平台5运动时，弹簧可能出现的卡滞。

如图4和图6所示，作为一个进一步的优选方案，在固定座1顶面前部靠近两边的位置开有螺纹孔，螺纹孔要开在比活动平台5与固定座1连接转轴还要靠前的位置；这里的螺纹孔用于安装限位螺钉4，并通过旋紧螺母3将限位螺钉4紧固。当活动平台相对固定座向上转动时，活动平台前端底部能够与限位螺钉4顶部接触。通过限位螺钉4高度的调节，可以用于限制活动平台5相对固定座1进行转动的角度，避免活动压板6等结构在活动平台5相对固定座1转动角度过大时，可能导致的与切割刀具及其驱动机构之间的干涉问题。当具体到本实施例中时，在开槽结构两边的顶部平面上开有螺纹孔。

所述活动平台5是进行切割操作过程中，操作人员主要操控的部件。

如前所述，在活动平台5底面前部具有带通孔的连接耳片；此外，如图4、图5和图7所示，在活动平台5后端斜面上具有手柄连接孔，用于连接手柄，以驱动活动平台5相对固定座1转动。

如图4和图7所示，在活动平台5后部与固定座1中弹簧安装孔位置对应的地方开有上下方向的弹簧通孔，固定在固定座1中的弹簧9穿过活动平台5的弹簧通孔后，与活动压板6连接。

如图1～图4以及图7所示，在活动平台5顶面安装有活动压板6，其中活动压板6前端与活动平台5顶面前部转动配合，活动压板6中部底面与活动平台5顶面中部能够贴合，且在贴合位置分别开有与待切割材料截面外形匹配的凹槽，作为夹紧待切割材料的夹持部位；活动压板6后部与穿过活动平台5的弹簧9另一端固定连接。

具体到本实施例而言，活动平台5顶面前部具有两个凸起的连接板，连接板上具有同轴通孔，而活动压板6前端底部具有带有通孔的连接耳片，活动压板6的连接耳片伸入活动平台5顶面两个连接板之间，通过定位螺栓穿过连接板通孔和连接耳片通孔，实现活动压板6与活动平台5的转动连接配合。

而活动压板6后部开有前后方向的开口槽，开口槽内安装有调节螺母7，并能够通过旋紧螺母3将调节螺母7紧固；如图10所示，所述调节螺母7中心有轴向螺纹孔，调节螺母外两端外侧面有径向凸台，调节螺母外侧面中段具有相对小直径的圆柱面；调节螺母7通过轴向螺纹孔与弹簧9的长细螺杆螺纹连接，调节螺母7轴向中部的圆柱外侧面与活动压板6后部开口槽连接，从而将活动压板6后部与弹簧9固定连接。

本实施例中，弹簧9的长度、刚度以及调节螺母7在长细螺杆上的轴向安装位置是较为关键的控制量。如图1所示，当未夹持待切割材料，活动平台5底面与固定座1接触时，弹簧9支撑活动压板6，此时弹簧9的长度不能过短，应能够使活动压板6与活动平台5的夹持部位不贴合，能够使待切割材料较为容易的伸入夹持部位的凹槽内，而且此时弹簧9的长度也不能过长，应使活动平台5在手柄作用下略微上抬后，就能够与活动压板6配合将待切割材料夹持住，而不至于因弹簧9长度过长，导致活动平台5需要上抬较大角度才能将待切割材料夹持住，一旦活动平台5上抬角度过大，则很可能会与切割刀具及其驱动机构发生干涉。实质上就是在图1状态下，通过控制弹簧9的长度，使得活动平台5顶部夹持面与活动压板6底部夹持面之间的夹角应处于合适范围内。

而对于弹簧9刚度的要求则是在活动平台5与活动压板6配合将待切割材料夹持住之后，继续通过手柄上抬活动平台5时，此时弹簧9处于拉伸状态，弹簧9产生的拉力应当能够保证在切割过程中，在切割力的干扰下，活动平台5与活动压板6还能够稳定夹持待切割材料。

而调节螺母7在长细螺杆上的轴向安装位置与控制弹簧9长度的作用相同，当弹簧9长度已经确定后，可以通过进一步的改变调节螺母7在长细螺杆上的轴向安装位置，达到改变活动平台5顶部夹持面与活动压板6底部夹持面之间夹角的目的。

如图3所示，在活动平台5顶面夹持部位的一侧开有出料口，出料口处安装有出料托架。在出料口上部还设置有与活动平台5顶部夹持面高度对应的限位用平面凸台，该凸台的作用包括对待切割材料的伸出长度进行限制，对切割刀具的轴向行程进行限制，也起到防止切割下来的零件崩出的阻挡保护作用。

本实施例中组成的自动夹紧快速切割机构的各个部件均可模块化设计，可以根据待切割材料的截面形状、尺寸等更换不同型号的活动平台与活动压板，使用灵活方便。

本实施例中，除弹簧用弹簧钢制作外，其余部件均采用碳素结构钢制作。

进行自动夹紧快速切割机构组装：先将旋紧螺母旋在限位螺钉上，再将它们一起装在固定座上，将弹簧一端装在固定座的弹簧安装孔中；将活动平台的弹簧通孔套在弹簧上，并将活动平台与固定座通过定位螺栓转动配合；在弹簧上端依次带上调节螺母、旋紧螺母，再将调节螺母中间部位小直径圆柱段卡在活动压板右端开口槽根部，调节好调节螺母的位置后，拧紧旋紧螺母，然后在活动平台出料口装上出料托架，装上手柄，组合成一种自动夹紧快速切割机构。

向上抬起手柄，调整好工件切削深度，然后向上转动限位螺钉，将限位螺钉顶在活动平台上，拧紧旋紧螺母，从而限定手柄抬起高度。

左右移动切割刀具到限位用平面凸台的相对距离，就可调节切下工件的长度尺寸，形成一个完整的工艺加工系统，满足加工零件所需的各项要求。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：包括用于与加工台面等固定基座连接的固定座、用于手柄驱动的活动平台和起夹紧作用的活动压板；

所述固定座底部具有与加工台面固定连接的接口，用于将固定座紧固在加工台面上；所述固定座上部前侧通过转动配合的方式与活动平台前部连接；所述固定座后部开有上下方向的弹簧安装孔，弹簧一端固定在弹簧安装孔内；

所述活动平台前部与所述固定座上部前侧通过转动配合方式连接，所述活动平台后端连接手柄，通过手柄能够驱动活动平台绕前部转轴相对固定座转动；所述活动平台后部与固定座中弹簧安装孔对应的位置开有上下方向的弹簧通孔，固定在固定座中的弹簧穿过活动平台的弹簧通孔后，与活动压板连接；

所述活动压板安装在所述活动平台顶部，其中活动压板前端与活动平台顶面前部转动配合，活动压板中部底面与活动平台顶面中部能够贴合且在贴合位置分别开有与待切割材料截面外形匹配的凹槽，作为夹紧待切割材料的夹持部位；活动压板后部与穿过活动平台的弹簧另一端固定连接；

当未夹持待切割材料，活动平台底面与固定座接触时，弹簧支撑活动压板，使活动压板与活动平台的夹持部位不贴合，活动平台顶部夹持面与活动压板底部夹持面之间形成夹角，角度范围满足设定要求；

当通过手柄上抬活动平台，使活动平台与活动压板配合将待切割材料夹持住，继续上抬活动平台进行切割时，弹簧处于拉伸状态，弹簧产生的拉力能够保证在切割过程中，活动平台与活动压板能够稳定夹持待切割材料。

2.根据权利要求1所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：固定座底部两侧有用于与加工台面配合的U型连接孔。

3.根据权利要求1所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：固定座上部前侧具有一个用于与活动平台连接的开槽结构，在开槽结构两侧面具有同轴通孔；活动平台底面前侧具有带通孔的连接耳片，连接耳片伸入在固定座上部前侧的开槽结构中，通过定位螺栓穿过开槽结构两侧面通孔和连接耳片通孔，实现活动平台与固定座的转动连接配合。

4.根据权利要求1所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：所述弹簧一端固定有轴向的短固定螺栓；所述固定座的弹簧安装孔内具有一段内螺纹，用于与弹簧端部的短固定螺栓配合，将弹簧一端固定在固定座中。

5.根据权利要求4所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：所述弹簧安装孔中除内螺纹段的其余部分孔径比弹簧外径大，避免活动平台运动时，弹簧出现卡滞。

6.根据权利要求4所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：所述弹簧另一端固定有轴向的长细螺杆；所述活动压板后部开有开口槽，开口槽内安装有调节螺母；所述调节螺母中心有轴向螺纹孔，调节螺母两端外侧面有径向凸台，调节螺母外侧面中段具有相对小直径的圆柱面；调节螺母通过轴向螺纹孔与弹簧的长细螺杆螺纹连接，调节螺母轴向中部的圆柱外侧面与活动压板后部开口槽配合，将活动压板后部与弹簧固定连接。

7.根据权利要求6所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：当未夹持待切割材料，活动平台底面与固定座接触时，通过改变调节螺母在长细螺杆上的轴向位置，能够改变活动平台顶部夹持面与活动压板底部夹持面之间夹角。

8.根据权利要求1所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：活动平台顶面前部具有两个凸起的连接板，连接板上具有同轴通孔，活动压板前端底部具有带有通孔的连接耳片，活动压板的连接耳片伸入活动平台顶面两个连接板之间，通过定位螺栓穿过连接板通孔和连接耳片通孔，实现活动压板与活动平台的转动连接配合。

9.根据权利要求1所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：固定座顶面前部靠近两边的位置开有螺纹孔，螺纹孔开在比活动平台与固定座连接转轴还要靠前的位置；螺纹孔用于安装限位螺钉，当活动平台相对固定座向上转动时，活动平台前端底部能够与限位螺钉顶部接触；通过调节限位螺钉高度限制活动平台相对固定座的转动角度。

10.根据权利要求1所述一种自动夹紧快速切割机构，其特征在于：在活动平台顶面夹持部位的一侧开有出料口，出料口处安装有出料托架；在出料口上部还设置有与活动平台顶部夹持面高度对应的限位用平面凸台。

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