CN113857912A - 一种铝材加工用固定夹具及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝材加工用固定夹具及其使用方法，包括两个滑动设置于工作台上用于固定铝材的夹具，两个夹具可沿相对工作台同步相向或相背滑动，两个夹具均包括有一个弧形支撑杆和两个弧形夹持杆，两个弧形夹持杆和弧形支撑杆相配合运动可形成空间用以夹持固定铝材。本发明通过气缸驱动齿条沿竖直方向上运动，齿条与两侧的圆形齿轮相啮合，圆形齿轮与相对应的扇形齿轮相啮合进而驱动转动套进行转动，连接杆以及其末端的弧形夹持杆与转动套保持同步旋转进而使两个弧形夹持杆均朝向铝材方向运动，最终两个弧形夹持杆与弧形支撑杆相配合将铝材夹持固定牢靠；并且本发明可避免气缸长时间的处于工作状态，延长气缸的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程设备领域，尤其涉及一种铝材加工用固定夹具及其使用方法。
背景技术
铝材由铝和其它合金元素制造的制品。通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成。主要金属元素是铝，在加上一些合金元素，提高铝材的性能。在施加的加工过程中，由于铝材的断面、尺寸大小、加工部位各不相同，所以在加工时定位、夹紧方式也不尽相同，在面对截面为原型的铝材加工时，现有技术通常采用三个呈弧形结构的夹持片，并且通过三组独立的驱动机构来驱动三个弧形夹持片向铝材的圆周面进行移动实现对其夹持固定，三组独立的驱动机构驱动夹持片动作虽然夹持效果好，但是在操作上比较繁琐复杂，并且三组独立的驱动机构也增加了夹具的制作成本，鉴于此，本发明提出一种铝材加工用固定夹具及其使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝材加工用固定夹具及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝材加工用固定夹具，包括两个滑动设置于工作台上用于固定铝材的夹具，两个夹具可沿相对工作台同步相向或相背滑动，两个夹具均包括有一个弧形支撑杆和两个弧形夹持杆，两个弧形夹持杆和弧形支撑杆相配合运动可形成空间用以夹持固定铝材。
优选的，夹具还包括有U型架，U型架的两侧顶部均转动安装有转动套，转动套的圆周面上固定连接有呈L型的连接杆，弧形夹持杆固定安装于连接杆的末端，转动套的圆周面上还固定安装有扇形齿轮，U型架的内侧中心处安装有可沿竖直方向往复移动的齿条，弧形支撑杆固定安装于齿条的顶部，齿条的两侧对称的设置有支架，支架的底端与U型架固定连接，U型架的顶端转动安装有与齿条相啮合的圆形齿轮，并且转动套沿自身轴线进行旋转时，其上固定的扇形齿轮可转动至圆形齿轮方向与之相啮合。
优选的，夹具还包括有固定连接于U型架底部的安装框架，安装框架的内部固定安装有气缸，气缸的输出端驱动连接有活塞杆，活塞杆沿竖直方向延伸穿过U型架后与齿条固定连接。
优选的，转动套的圆周面上沿其径向方向延伸连接有锁杆，锁杆的端部呈圆弧过渡结构设计，U型架的两侧位于转动套的下方沿竖直方向开设有贯通槽，U型架的内部开设有与贯通槽相连通的滑槽，该滑槽内滑动安装有滑动杆，滑动杆的顶端固定连接有与锁杆相配合的圆形凸起，并且圆形凸起位于贯通槽内，滑动杆的底端固定连接有弹簧，弹簧与滑槽的底部相连。
优选的，工作台的两端沿竖直方向固定安装有挡板，两个挡板之间转动安装有螺纹杆，螺纹杆的两侧设置有限位导向杆，限位导向杆的两端分别与挡板的内壁固定相连，任一个挡板的外侧端固定安装有电机，电机的输出端与螺纹杆驱动连接，两个安装框架的底部均固定连接有滑块，滑块套接于螺纹杆和限位导向杆上，并且滑块与螺纹杆螺纹连接，滑块与限位导向杆滑动配合连接。
本发明还提出一种如上述提及一种铝材加工用固定夹具的使用方法，方法如下：
步骤一、根据待固定的铝材长度对两个夹具之间的距离进行调节；
步骤二、将待固定的铝材放置于两个弧形支撑杆上，同步驱动两个齿条向上移动，齿条与两侧的圆形齿轮相啮合进而驱动圆形齿轮进行旋转，同时，圆形齿轮与相对应的扇形齿轮相啮合进而驱动转动套进行转动，连接杆以及其末端的弧形夹持杆与转动套保持同步旋转进而使两个弧形夹持杆均朝向铝材方向运动，最终两个弧形夹持杆与弧形支撑杆相配合将铝材夹持固定牢靠。
与现有技术相比，本发明提供了一种铝材加工用固定夹具及其使用方法，具备以下有益效果：
(1)本发明气缸驱动齿条沿竖直方向上运动，齿条与两侧的圆形齿轮相啮合进而驱动圆形齿轮进行旋转，同时，圆形齿轮与相对应的扇形齿轮相啮合进而驱动转动套进行转动，连接杆以及其末端的弧形夹持杆与转动套保持同步旋转进而使两个弧形夹持杆均朝向铝材方向运动，最终两个弧形夹持杆与弧形支撑杆相配合将铝材夹持固定牢靠。本发明通过上述结构可实现弧形支撑杆和两个形夹持杆的联动，通过一个气缸即可驱动三者共同移动实现对铝材的夹持固定，不仅操作上简单便捷，而且结构简单，相较于传统的夹具，其制作成本低；而且两个夹具可在工作台上进行相向或相背进行移动，能够适用于不同长度的铝材加工。
(2)当齿条与圆形齿轮相啮合时，圆形齿轮也同步的与扇形齿轮进行啮合，锁杆以转动套为中心进行顺时针转动与圆形凸起相接触并挤压圆形凸起，滑动杆在滑槽内沿竖直方向向下滑动压缩弹簧，当锁杆完全旋转至圆形凸起的另一侧时，弧形夹持杆也正好运动至铝材的圆周面并将其夹持固定，此时圆形凸起在弹簧的作用力下恢复至初始位置，锁杆被圆形凸起所止挡，由于铝材自身的重力对弧形支撑杆所施加的作用力远远小于气缸对齿条、弧形支撑杆所施加的作用力，因此圆形凸起能够实现对锁杆的止挡，通过上述结构可实现弧形夹持杆的自锁，避免气缸长时间的处于工作状态，可有效的延长气缸的使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为一种铝材加工用固定夹具的第一种角度的整体结构示意图；
图2为一种铝材加工用固定夹具的第二种角度的整体结构示意图；
图3为本发明中夹具的整体结构示意图；
图4为本发明中U型架的剖面结构示意图；
图5为图4中A处的局部放大结构示意图。
图中：1、工作台；2、挡板；3、螺纹杆；4、限位导向杆；5、电机；6、滑块；7、夹具；8、气缸；9、U型架；10、活塞杆；11、齿条；12、弧形支撑杆；13、支架；14、圆形齿轮；15、扇形齿轮；16、连接杆；17、弧形夹持杆；18、贯通槽；19、转动套；20、锁杆；21、滑动杆；22、圆形凸起；23、弹簧；24、安装框架。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“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的实施方式和简化描述，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实施方式的限制。
如图1-5所示，本实施例中公开了一种铝材加工用固定夹具，包括两个滑动设置于工作台1上用于固定铝材的夹具7，两个夹具7可沿相对工作台1同步相向或相背滑动，两个夹具7可根据待固定的铝材长度进行调节，从而使两个夹具7夹持住铝材的合适位置，方便后续铝材的加工。两个夹具7均包括有一个弧形支撑杆12和两个弧形夹持杆17，两个弧形夹持杆17和弧形支撑杆12相配合运动可形成空间用以夹持固定铝材，本发明通过弧形支撑杆12在竖直方向上的移动可驱动两个弧形夹持杆17向铝材圆周表面进行移动，进而使弧形夹持杆17与弧形支撑杆12相配合实现对铝材的固定。
作为优选的实施例，本申请中的夹具7还包括有U型架9，U型架9的两侧顶部均转动安装有转动套19，转动套19的圆周面上固定连接有呈L型的连接杆16，弧形夹持杆17固定安装于连接杆16的末端，转动套19的圆周面上还固定安装有扇形齿轮15，U型架9的内侧中心处安装有可沿竖直方向往复移动的齿条11，弧形支撑杆12固定安装于齿条11的顶部，齿条11的两侧对称的设置有支架13，支架13的底端与U型架9固定连接，U型架9的顶端转动安装有与齿条11相啮合的圆形齿轮14，转动套19沿自身轴线进行旋转时，其上固定的扇形齿轮15可转动至圆形齿轮14方向与之相啮合，齿条11沿竖直方向上运动，齿条11与两侧的圆形齿轮14相啮合进而驱动圆形齿轮14进行旋转，同时，圆形齿轮14与相对应的扇形齿轮15相啮合进而驱动转动套19进行转动，连接杆16以及其末端的弧形夹持杆17与转动套19保持同步旋转进而使两个弧形夹持杆17均朝向铝材方向运动，最终两个弧形夹持杆17与弧形支撑杆12相配合将铝材夹持固定牢靠。
进一步的，本实施例在U型架9的底部固定连接安装框架24，安装框架24的内部固定安装有气缸8，气缸8的输出端驱动连接有活塞杆10，活塞杆10沿竖直方向延伸穿过U型架9后与齿条11固定连接，通过气缸8驱动齿条11沿竖直方向上做往复运动，进而实现铝材的固定与释放。
当铝材被夹持固定后，为了能够实现弧形夹持杆17的自锁，从而避免气缸8长时间处于工作状态，本实施例在转动套19的圆周面上沿其径向方向延伸连接有锁杆20，锁杆20的端部呈圆弧过渡结构设计，U型架9的两侧位于转动套19的下方沿竖直方向开设有贯通槽18，U型架9的内部开设有与贯通槽18相连通的滑槽，该滑槽内滑动安装有滑动杆21，滑动杆21的顶端固定连接有与锁杆20相配合的圆形凸起22，并且圆形凸起22位于贯通槽18内，滑动杆21的底端固定连接有弹簧23，弹簧23与滑槽的底部相连，当齿条11与圆形齿轮14相啮合时，圆形齿轮14也同步的与扇形齿轮15进行啮合，如图4所示，锁杆20以转动套19为中心进行顺时针转动与圆形凸起22相接触并挤压圆形凸起22，滑动杆21在滑槽内沿竖直方向向下滑动压缩弹簧23，当锁杆20完全旋转至圆形凸起22的另一侧时，弧形夹持杆17也正好运动至铝材的圆周面并将其夹持固定，此时圆形凸起22在弹簧23的作用力下恢复至初始位置，锁杆20被圆形凸起22所止挡，由于铝材自身的重力对弧形支撑杆12所施加的作用力远远小于气缸8对齿条11、弧形支撑杆12所施加的作用力，因此圆形凸起22能够实现对锁杆20的止挡，当需要释放铝材时，直接启动气缸8，其活塞杆10回缩即可驱动锁杆20反向旋转再次挤压圆形凸起22，齿条11向下运动的同时，两个弧形夹持杆17均释放铝材。
工作台1的两端沿竖直方向固定安装有挡板2，两个挡板2之间转动安装有螺纹杆3，螺纹杆3的两侧设置有限位导向杆4，限位导向杆4的两端分别与挡板2的内壁固定相连，任一个挡板2的外侧端固定安装有电机5，电机5的输出端与螺纹杆3驱动连接，两个安装框架24的底部均固定连接有滑块6，滑块6套接于螺纹杆3和限位导向杆4上，并且滑块6与螺纹杆3螺纹连接，滑块6与限位导向杆4滑动配合连接，两个滑块6上开设有螺纹孔供螺纹杆3穿过，并且两个滑块6上的螺纹孔螺纹方向相反，因此当电机5驱动螺纹杆3进行旋转时，两个滑块6可进行相向或相背运动，而限位导向杆4则保证滑块6能够始终沿螺纹杆3的轴向进行直线移动。
本发明公开了一种铝材加工用固定夹具，其工作原理如下：根据待固定的铝材长度对两个夹具7之间的距离进行调节，启动电机5，电机5驱动螺纹杆3进行旋转，两个滑块6带动夹具7在工作台1上进行相向或相背运动，待两个夹具7之间的距离与铝材的长度相适配后，将铝材放置于两个弧形支撑杆12上，启动气缸8，气缸8驱动齿条11在与U型架9上向上运动，齿条11与两侧的圆形齿轮14相啮合进而驱动圆形齿轮14进行旋转，同时，圆形齿轮14与相对应的扇形齿轮15相啮合进而驱动转动套19进行转动，连接杆16以及其末端的弧形夹持杆17与转动套19保持同步旋转进而使两个弧形夹持杆17均朝向铝材方向运动，最终两个弧形夹持杆17与弧形支撑杆12相配合将铝材夹持固定牢靠，当铝材被夹持固定牢靠后，气缸8停止作业，锁杆20被圆形凸起22所止挡，实现两个弧形夹持杆17的自锁，当铝材被加工完毕后，再次启动气缸8反向动作，活塞杆10回缩驱动锁杆20反向旋转再次挤压圆形凸起22，齿条11向下运动的同时，两个弧形夹持杆17均释放铝材，人员可将加工完毕的铝材取下。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”、“又一”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。由此，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特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种铝材加工用固定夹具，其特征在于，包括两个滑动设置于工作台(1)上用于固定铝材的夹具(7)，两个夹具(7)可沿相对工作台(1)同步相向或相背滑动，两个夹具(7)均包括有一个弧形支撑杆(12)和两个弧形夹持杆(17)，两个弧形夹持杆(17)和弧形支撑杆(12)相配合运动可形成空间用以夹持固定铝材。
2.根据权利要求1所述的一种铝材加工用固定夹具，其特征在于，夹具(7)还包括有U型架(9)，U型架(9)的两侧顶部均转动安装有转动套(19)，转动套(19)的圆周面上固定连接有呈L型的连接杆(16)，弧形夹持杆(17)固定安装于连接杆(16)的末端，转动套(19)的圆周面上还固定安装有扇形齿轮(15)，U型架(9)的内侧中心处安装有可沿竖直方向往复移动的齿条(11)，弧形支撑杆(12)固定安装于齿条(11)的顶部，齿条(11)的两侧对称的设置有支架(13)，支架(13)的底端与U型架(9)固定连接，U型架(9)的顶端转动安装有与齿条(11)相啮合的圆形齿轮(14)，并且转动套(19)沿自身轴线进行旋转时，其上固定的扇形齿轮(15)可转动至圆形齿轮(14)方向与之相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种铝材加工用固定夹具，其特征在于，夹具(7)还包括有固定连接于U型架(9)底部的安装框架(24)，安装框架(24)的内部固定安装有气缸(8)，气缸(8)的输出端驱动连接有活塞杆(10)，活塞杆(10)沿竖直方向延伸穿过U型架(9)后与齿条(11)固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种铝材加工用固定夹具，其特征在于，转动套(19)的圆周面上沿其径向方向延伸连接有锁杆(20)，锁杆(20)的端部呈圆弧过渡结构设计，U型架(9)的两侧位于转动套(19)的下方沿竖直方向开设有贯通槽(18)，U型架(9)的内部开设有与贯通槽(18)相连通的滑槽，该滑槽内滑动安装有滑动杆(21)，滑动杆(21)的顶端固定连接有与锁杆(20)相配合的圆形凸起(22)，并且圆形凸起(22)位于贯通槽(18)内，滑动杆(21)的底端固定连接有弹簧(23)，弹簧(23)与滑槽的底部相连。
5.根据权利要求3所述的一种铝材加工用固定夹具，其特征在于，工作台(1)的两端沿竖直方向固定安装有挡板(2)，两个挡板(2)之间转动安装有螺纹杆(3)，螺纹杆(3)的两侧设置有限位导向杆(4)，限位导向杆(4)的两端分别与挡板(2)的内壁固定相连，任一个挡板(2)的外侧端固定安装有电机(5)，电机(5)的输出端与螺纹杆(3)驱动连接，两个安装框架(24)的底部均固定连接有滑块(6)，滑块(6)套接于螺纹杆(3)和限位导向杆(4)上，并且滑块(6)与螺纹杆(3)螺纹连接，滑块(6)与限位导向杆(4)滑动配合连接。
6.一种如权利要求2、3、5任一所述的一种铝材加工用固定夹具的使用方法，其特征在于，方法如下：
步骤一、根据待固定的铝材长度对两个夹具(7)之间的距离进行调节；
步骤二、将待固定的铝材放置于两个弧形支撑杆(12)上，同步驱动两个齿条(11)向上移动，齿条(11)与两侧的圆形齿轮(14)相啮合进而驱动圆形齿轮(14)进行旋转，同时，圆形齿轮(14)与相对应的扇形齿轮(15)相啮合进而驱动转动套(19)进行转动，连接杆(16)以及其末端的弧形夹持杆(17)与转动套(19)保持同步旋转进而使两个弧形夹持杆(17)均朝向铝材方向运动，最终两个弧形夹持杆(17)与弧形支撑杆(12)相配合将铝材夹持固定牢靠。
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