CN113909513A - 一种夹装装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机加工技术领域，公开了一种夹装装置。该夹装装置包括夹具，夹具包括：主轴；滑动组件，穿设于主轴；涨开组件，环设于主轴的周围；连杆组件，连杆组件的一端转动连接于涨开组件，另一端分别转动连接于主轴和滑动组件，滑动组件被配置为能够相对于主轴滑动，并通过连杆组件带动涨开组件向靠近主轴的方向收缩或向远离主轴的方向扩张，使涨开组件能够抵接于待加工工件的外壁，用于夹持待加工工件。该夹装装置通过主轴、滑动组件、涨开组件及连杆组件的相互配合，利用一个夹具就能够适应于不同宽度或横截面尺寸的待加工工件的适应，通用性强，灵活性好，节省生产成本和储运成本。

Description

一种夹装装置

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，尤其涉及一种夹装装置。

背景技术

在加工桥梁、隧道支柱及建筑梁等大型机构工件时，由于这些超大型工件不仅占地空间比较大，重量比较重，并且操作困难，为了解决这个问题，现有主要存在以下方式：

第一种，雇佣大量的人工，以对大型工件进行加工制作，但是随着操作人员数量的增多，出现生产事故的概率就越高，且采用人工的方式，生产效率比较低；

第二，利用一些辅助加工设备进行辅助加工，但是现有大型工件的尺寸规格各不相同，不同型号的大型工件需要与其尺寸相对应的辅助加工设备相匹配，导致辅助加工设备的数量比较多，通用性较差，加工成本比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹装装置，通用性较强，生产成本低，生产效率高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种夹装装置，包括夹具，所述夹具包括：

主轴；

滑动组件，穿设于所述主轴；

涨开组件，环设于所述主轴的周围；

连杆组件，所述连杆组件的一端转动连接于所述涨开组件，另一端分别转动连接于所述主轴和所述滑动组件，所述滑动组件被配置为能够相对于所述主轴滑动，并通过所述连杆组件带动所述涨开组件向靠近所述主轴的方向收缩或向远离所述主轴的方向扩张，使所述涨开组件能够抵接于待加工工件的外壁，用于夹持所述待加工工件。

作为优选，所述涨开组件包括多个环设于所述主轴周围的夹装板，所述夹装板靠近所述主轴一侧的侧壁能够贴合并抵接于所述待加工工件的外壁。

作为优选，所述连杆组件包括多组连杆组，多组所述连杆组和多个所述夹装板一一对应。

作为优选，每组所述连杆组包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆呈V形结构布置，所述V形结构的开口朝向所述主轴，所述第一连杆的一端转动连接于所述夹装板，另一端转动连接于所述主轴，所述第二连杆的一端转动连接于所述夹装板，另一端转动连接于所述滑动组件。

作为优选，所述滑动组件包括：

中心轴，在所述主轴内沿其轴向方向开设有中心孔，所述中心轴穿设于所述中心孔并能够相对其滑动；

滑套，套设于所述中心轴上并转动连接于所述连杆组件。

作为优选，还包括涨开驱动组件，所述涨开驱动组件的输出端连接于所述中心轴远离所述主轴的一端，所述涨开驱动组件能够驱动所述中心轴向靠近或远离所述主轴的方向移动。

作为优选，还包括旋转驱动组件，所述旋转驱动组件的输出端连接于所述主轴远离所述涨开组件的一端，所述旋转驱动组件能够驱动所述主轴并通过所述连杆组件带动所述涨开组件和所述待加工工件旋转。

作为优选，还包括：

转盘，套设于所述主轴上；

限位机构，可拆卸连接于所述转盘并环设于所述主轴的周围，所述限位机构用于所述待加工工件的限位。

作为优选，所述夹具的数量为两个，两个所述夹具正对设置并分别夹装于所述待加工工件的两端，两个所述夹具之间的距离可调。

作为优选，还包括机架，所述主轴穿设于所述机架，在所述机架和所述夹具中其中一个设置有滑轨，另一个设置有滑槽，所述滑轨滑动配合于所述滑槽。

本发明的有益效果：

本发明提供的夹装装置，如果待加工工件的横截面尺寸比较小，滑动组件能够相对于主轴滑动，并通过连杆组件带动涨开组件向靠近主轴的方向收缩，使涨开组件相对于主轴进行收拢，在涨开组件抵接于待加工工件的外壁之后，实现对较小横截面尺寸的待加工工件的夹紧和固定；如果待加工工件的横截面尺寸比较大，滑动组件能够相对于主轴反向滑动，并通过连杆组件带动涨开组件向远离主轴的方向扩张，使涨开组件相对于主轴进行张开，在涨开组件抵接于待加工工件的外壁之后，实现对较大横截面尺寸的待加工工件的夹紧和固定。

通过主轴、滑动组件、涨开组件及连杆组件的相互配合，利用一个夹具就能够适应于不同宽度或横截面尺寸的待加工工件的适应，通用性强，灵活性好，节省生产成本和储运成本。

附图说明

图1是本发明夹装装置的结构示意图；

图2是本发明夹装装置中夹具的结构示意图；

图3是图2在A处的局部放大图；

图4是本发明夹装装置中主轴和中心轴的配合示意图；

图5是本发明夹装装置显示涨开驱动组件和旋转驱动组件的示意图；

图6是本发明夹装装置显示主轴和旋转驱动组件的示意图；

图7是本发明夹装装置显示涨开组件和限位机构的示意图。

图中：

1、主轴；2、滑动组件；3、涨开组件；4、连杆组件；5、转盘；6、限位机构；7、机架；8、涨开驱动组件；9、旋转驱动组件；

21、中心轴；22、滑套；

41、第一连杆；42、第二连杆；

31、夹装板；

71、滑轨；72、旋转电机；73、主动轮；74、传动链条。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在加工桥梁、隧道支柱及建筑梁等大型机构工件时，需要对这些大型机构工件夹紧固定后再进行加工处理。由于每种大型机构工件的尺寸、规格存在差异，则用于夹装大型机构工件的夹具的种类需要与其相匹配，即每种型号的夹具对应于一个类型的大型机构工件，当大型机构工件的数量比较多时，夹具的数量也比较多，通用性较差，增加了生产制造和储运成本。

为了解决这个问题，本实施例提供了一种夹装装置，如图1所示，该夹装装置包括机架7和夹具，在机架7上设置有夹具，机架7起到了整体支撑的作用，夹具用于夹持待加工工件，其中待加工工件具体为大型机构工件。夹具的数量可以为一个或多个，如果待加工工件的长度比较小，只需要一个夹具夹持待加工工件的一端就能实现待加工工件的固定；如果待加工工件的长度比较大，两个夹具正对设置并分别夹装于待加工工件的两端，以保证待加工工件的夹持稳定性，其中两个夹具之间的距离可调，用于满足不同长度的待加工工件的需求，通用性强。

优选地，在机架7和夹具中其中一个设置有滑轨71，另一个设置有滑槽，滑轨71滑动配合于滑槽。本实施例优选在机架7的顶部设置有滑轨71，在夹具的底部设置有滑槽，通过这种设置，在夹具相对于机架7移动时，可以保证移动的顺畅性。

为了进一步提高夹具沿待加工工件的长度方向移动的便利性，优选地，在机架7沿待加工工件的宽度方向的一侧设置有滑轨71，另一侧转动设置有主动轮73和从动轮，传动链条74分别套设于主动轮73和从动轮上，旋转电机72驱动主动轮73进行转动并带动从动轮的转动和传动链条74的移动，传动链条74承载夹具并能够带动夹具移动，避免采用人工手动推动费时费力的情况。

上述结构是用于适应待加工工件的长度方向，下面对其中一个夹具的结构进行详细介绍，以适应待加工工件的宽度方向或横截面尺寸。

如图1-图2所示，夹具包括主轴1、滑动组件2、涨开组件3及连杆组件4，在机架7上立设有立板，主轴1穿设于立板，立板起到了支撑主轴1的作用。滑动组件2穿设于主轴1并能够相对于主轴1滑动，滑动组件2起到了动力传递的作用，涨开组件3环设于主轴1的周围，涨开组件3也可以称之为模具，用于待加工工件的夹紧和固定。连杆组件4的一端转动连接于涨开组件3，另一端分别转动连接于主轴1和滑动组件2，连杆组件4起到了传动作用。滑动组件2被配置为能够相对于主轴1滑动，并通过连杆组件4带动涨开组件3向靠近主轴1的方向收缩或向远离主轴1的方向扩张，使涨开组件3能够抵接于待加工工件的外壁，用于夹持待加工工件。

本实施例提供的夹具，如果待加工工件的横截面尺寸比较小，滑动组件2能够相对于主轴1滑动，并通过连杆组件4带动涨开组件3向靠近主轴1的方向收缩，使涨开组件3相对于主轴1进行收拢，在涨开组件3抵接于待加工工件的外壁之后，实现对较小横截面尺寸的待加工工件的夹紧和固定；如果待加工工件的横截面尺寸比较大，滑动组件2能够相对于主轴1反向滑动，并通过连杆组件4带动涨开组件3向远离主轴1的方向扩张，使涨开组件3相对于主轴1进行张开，在涨开组件3抵接于待加工工件的外壁之后，实现对较大横截面尺寸的待加工工件的夹紧和固定。

通过主轴1、滑动组件2、涨开组件3及连杆组件4的相互配合，利用一个夹具就能够适应于不同宽度或横截面尺寸的待加工工件的适应，通用性强，灵活性好，节省生产成本和储运成本。

下面对涨开组件3、连杆组件4及滑动组件2一一进行详细介绍。

如图3所示，涨开组件3包括多个环设于主轴1周围的夹装板31，多个夹装板31能够合拢形成用于待加工工件穿设的通孔，夹装板31靠近主轴1一侧的侧壁能够贴合并抵接于待加工工件的外壁，即夹装板31的结构和形状和待加工工件的外部轮廓相匹配。

如果待加工工件为类似于角钢的结构，夹装板31为平板结构，由于角钢的横截面为长方形或正方形结构，夹装板31的数量为四个，四个夹装板31的内侧平面能够分别贴合于角钢的四个侧面。

如果待加工工件为圆柱或管材结构，夹装板31为弧形板结构，由于圆柱或管材结构的横截面为圆形或圆环结构，夹装板31的数量为四个，每个夹装板31的弧度大约为90°，使四个夹装板31合拢形成一个用于待加工工件穿设的圆形通孔结构，四个夹装板31的内侧弧面能够分别贴合于圆柱或管材结构的外周面。

为了实现多个夹装板31同时收缩和扩张，连杆组件4包括多组连杆组，多组连杆组和多个夹装板31一一对应，每个连杆组实现对一个夹装板31的动力传递，以保证每个夹装板31的运动可靠性。

具体地，如图3所示，每组连杆组包括第一连杆41和第二连杆42，第一连杆41和第二连杆42呈V形结构布置，V形结构的开口朝向主轴1，第一连杆41的一端转动连接于夹装板31，另一端转动连接于主轴1，第二连杆42的一端转动连接于夹装板31，另一端转动连接于滑动组件2。

采用这种方式，当滑动组件2向远离主轴1的方向运动时，在滑动组件2的带动作用下，第二连杆42的另一端远离于第一连杆41的另一端，使V形结构的开口逐渐变大，此时V形结构的高度减少，由于第一连杆41的一端和第二连杆42的一端组成V形开口的顶点，该顶点也是夹装板31分别与第一连杆41、第二连杆42的铰接点，随着V形结构的高度减少，导致夹装板31和主轴1之间的距离也减少，从而实现夹装板31向靠近主轴1的方向收缩效果。

当滑动组件2向靠近主轴1的方向运动时，在滑动组件2的带动作用下，第二连杆42的另一端靠近于第一连杆41的另一端，使V形结构的开口逐渐变小，此时V形结构的高度增大，由于第一连杆41的一端和第二连杆42的一端组成V形开口的顶点，该顶点也是夹装板31分别与第一连杆41、第二连杆42的铰接点，随着V形结构的高度增加，导致夹装板31和主轴1之间的距离也增加，从而实现夹装板31向远离主轴1的方向扩张效果。

需要说明的是，为了保证每个夹装板31的运动平衡性，优选地，每组连杆组的第一连杆41和第二连杆42的数量均为两个，两个第一连杆41和两个第二连杆42分别设置于夹装板31的两侧，即两个V形结构平行间隔设置，共同约束同一个夹装板31，以保证夹装板31运动的平稳定。

为了实现第一连杆41的两端的转动连接，在夹装板31靠近主轴1的一侧设置有第一安装座，在第一安装座上穿设有第一转轴，第一安装座用于第一转轴的安装，第一连杆41的一端套设于第一转轴上并能够相对于第一转轴转动，以实现第一连杆41和夹装板31之间的铰接。在主轴1的外壁上设置有第二安装座，在第二安装座上穿设有第二转轴，第二安装座用于第二转轴的安装，第一连杆41的另一端套设于第二转轴上并能够相对于第二转轴转动，以实现第一连杆41和主轴1之间的铰接。

优选地，在第一安装座上还穿设有第一旋转轴，第一安装座用于第一旋转轴的安装，第二连杆42的一端套设于第一旋转轴上并能够相对于第一旋转轴转动，以实现第二连杆42和夹装板31之间的铰接。

由于第二连杆42的一端通过第一旋转轴转动连接于夹装板31，为了实现第二连杆42的另一端转动连接于滑动组件2，且滑动组件2为动力输入的主动组件。为此，如图3和图4所示，滑动组件2包括中心轴21和滑套22，中心轴21为实心轴结构，主轴1为空心轴结构，在主轴1内沿其轴向方向开设有中心孔，中心轴21穿设于中心孔并能够相对其滑动。滑套22套设于中心轴21上并转动连接于连杆组件4，滑套22起到了中间连接和动力传递的作用。当中心轴21相对于主轴1的中心孔滑动时，中心轴21带动滑套22移动，由于滑套22同时转动连接于连杆组件4，滑套22通过连杆组件4同步带动四个夹装板31运动，同步性好。

具体地，滑套22包括主体和四个凸起部(如图3所示)，主体为圆环形结构，中心轴21穿设于主体的内孔，在主体的外周面沿其周向均匀设置有四个凸起部，相邻两个凸起部之间的夹角相同，即滑套22的横截面为类似十字形结构。每个凸起部对应于一个夹装板31，在凸起部沿待加工工件的宽度方向穿设有第二旋转轴，第二连杆42的另一端穿设于第二旋转轴并能够相对其转动。优选地，每组连杆组的两个第二连杆42分别设置于第二旋转轴的两端，使当滑套22在中心轴21的带动下相对于主轴1移动时，滑套22能够同时带动连杆组中的第二连杆42运动，对于每个连杆组而言，第二连杆42为主动杆，第一连杆41为从动杆，在夹装板31随第二连杆42运动而运动时，第一连杆41起到随动和约束作用。

为了能够对中心轴21起到直接驱动作用，如图5所示，该夹装装置还包括涨开驱动组件8，涨开驱动组件8的输出端连接于中心轴21远离主轴1的一端，涨开驱动组件8能够驱动中心轴21向靠近或远离主轴1的方向移动。利用涨开驱动组件8，实现对中心轴21运动方向的驱动，节省生产时间，提高加工效率。

其中涨开驱动组件8包括但不限于电机升降机、移动气缸及移动油缸等传动方式，主要能够驱动中心轴21的移动均在本实施例的保护范围之内。

由于待加工工件在利用涨开组件3完成夹紧固定之后，需要对待加工工件的不同侧面或者不同外壁位置进行加工处理，为了解决这个问题，如图5所示，该夹装装置还包括旋转驱动组件9，旋转驱动组件9的输出端连接于主轴1远离涨开组件3的一端，旋转驱动组件9为主轴1提供动力，旋转驱动组件9能够驱动主轴1并通过连杆组件4带动涨开组件3和待加工工件旋转。在旋转驱动组件9的驱动作用下，通过主轴1的动力传递作用，实现待加工工件的各个侧面或外壁的各个位置都能旋转后外露，便于加工处理，因此该夹装装置具有旋转和涨开的双重功能。

其中，旋转驱动组件9包括但不限于电机等旋转传动方式，主要能够驱动主轴1的转动均在本实施例的保护范围之内。

为了进一步避免待加工工件出现位置偏差，如图6所示，该夹装装置还包括转盘5和限位机构6，转盘5套设于主轴1上，转盘5能够随主轴1的转动而转动，在转盘5上设置有限位机构6，转盘5为限位机构6提供了安装位置，限位机构6环设于主轴1的周围，限位机构6用于待加工工件的限位，限位机构6能够避免待加工工件在旋转过程中出现跑偏的现象，从而保证待加工工件在整个加工过程中的加工精度。

如果待加工工件为角钢结构，如图7所示，限位机构6包括四个限位块，四个限位块环设于涨开组件3的周围，限位块的横截面为L形结构，使每个限位块的内侧能够分别抵接于角钢相邻两个直角边，从而实现对角钢其中一个直角顶点的限位，在四个限位块的作用下，实现对角钢的四个直角顶点的限位，限位效果好。

如果待加工工件为其他结构，限位机构6的具体结构可以根据待加工工件的具体形状进行调整，限位机构6可拆卸连接于转盘5，便于限位机构6的整体拆卸和更换。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种夹装装置，其特征在于，包括夹具，所述夹具包括：

主轴(1)；

滑动组件(2)，穿设于所述主轴(1)；

涨开组件(3)，环设于所述主轴(1)的周围；

连杆组件(4)，所述连杆组件(4)的一端转动连接于所述涨开组件(3)，另一端分别转动连接于所述主轴(1)和所述滑动组件(2)，所述滑动组件(2)被配置为能够相对于所述主轴(1)滑动，并通过所述连杆组件(4)带动所述涨开组件(3)向靠近所述主轴(1)的方向收缩或向远离所述主轴(1)的方向扩张，使所述涨开组件(3)能够抵接于待加工工件的外壁，用于夹持所述待加工工件。

2.根据权利要求1所述的夹装装置，其特征在于，所述涨开组件(3)包括多个环设于所述主轴(1)周围的夹装板(31)，所述夹装板(31)靠近所述主轴(1)一侧的侧壁能够贴合并抵接于所述待加工工件的外壁。

3.根据权利要求2所述的夹装装置，其特征在于，所述连杆组件(4)包括多组连杆组，多组所述连杆组和多个所述夹装板(31)一一对应。

4.根据权利要求3所述的夹装装置，其特征在于，每组所述连杆组包括第一连杆(41)和第二连杆(42)，所述第一连杆(41)和所述第二连杆(42)呈V形结构布置，所述V形结构的开口朝向所述主轴(1)，所述第一连杆(41)的一端转动连接于所述夹装板(31)，另一端转动连接于所述主轴(1)，所述第二连杆(42)的一端转动连接于所述夹装板(31)，另一端转动连接于所述滑动组件(2)。

5.根据权利要求1所述的夹装装置，其特征在于，所述滑动组件(2)包括：

中心轴(21)，在所述主轴(1)内沿其轴向方向开设有中心孔，所述中心轴(21)穿设于所述中心孔并能够相对其滑动；

滑套(22)，套设于所述中心轴(21)上并转动连接于所述连杆组件(4)。

6.根据权利要求5所述的夹装装置，其特征在于，还包括涨开驱动组件(8)，所述涨开驱动组件(8)的输出端连接于所述中心轴(21)远离所述主轴(1)的一端，所述涨开驱动组件(8)能够驱动所述中心轴(21)向靠近或远离所述主轴(1)的方向移动。

7.根据权利要求1所述的夹装装置，其特征在于，还包括旋转驱动组件(9)，所述旋转驱动组件(9)的输出端连接于所述主轴(1)远离所述涨开组件(3)的一端，所述旋转驱动组件(9)能够驱动所述主轴(1)并通过所述连杆组件(4)带动所述涨开组件(3)和所述待加工工件旋转。

8.根据权利要求1所述的夹装装置，其特征在于，还包括：

转盘(5)，套设于所述主轴(1)上；

限位机构(6)，可拆卸连接于所述转盘(5)并环设于所述主轴(1)的周围，所述限位机构(6)用于所述待加工工件的限位。

9.根据权利要求1所述的夹装装置，其特征在于，所述夹具的数量为两个，两个所述夹具正对设置并分别夹装于所述待加工工件的两端，两个所述夹具之间的距离可调。

10.根据权利要求9所述的夹装装置，其特征在于，还包括机架(7)，所述主轴(1)穿设于所述机架(7)，在所述机架(7)和所述夹具中其中一个设置有滑轨(71)，另一个设置有滑槽，所述滑轨(71)滑动配合于所述滑槽。

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