CN116394023B - 一种金属波纹管自动夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属波纹管自动夹持装置，属于金属波纹管钻夹持工具技术领域，包括带底托的夹持台以及三爪卡盘，底托上端为弧形，夹持台上端设置有夹持单元，三爪卡盘对波纹管侧端实施内夹固；本发明采用结合波纹管自身形状实施夹持限位的方式，且夹持限位的实现基于波纹管自身的波纹结构，设置的夹持单元既可对波纹管实施周向四个方位的夹持限位，波纹管上下左右及前后自由度均得到限位，使得波纹管处于高稳定状态，同时还形成了限位导向滑道，借此限位导向滑道向波纹管提供一个转动导向力，使得波纹管沿限位导向滑道稳定的转动，进而提高了波纹管侧端周向钻孔的质量和精度。
Description
技术领域
本发明涉及金属波纹管钻夹持工具技术领域，具体为一种金属波纹管自动夹持装置。
背景技术
金属波纹管是一种外型像规则的波浪样的管材，常用的金属波纹管有碳钢的、不锈钢、铝质等等材质；主要用于不规则转弯、伸缩，或者吸收管道的热变形等，或者不便于用固定弯头安装的场合做管道与管道的连接，金属波纹管利用液压成型技术成型而出，其端部的孔洞需要通过后续钻孔加工而成，且孔洞沿金属波纹管端部周向均匀分布。
在面对大直径金属波纹管段（以下简称波纹管）时，常采用转动工件的方式完成周向钻孔，在此过程中，波纹管的夹持力度会直接影响钻孔精度与质量，当夹持力度不足时，波纹管会出现偏移等移位情况，导致钻孔位置偏差、钻孔质量下降，且因波纹管自身的波纹结构，简单的夹持所起到的限位效果不太理想，即便对波纹管进行多向限位，也常会忽略对其转动方向的限位，波纹管转动期间会因转动力而发生一定的偏移，转动时的稳定度较低。
发明内容
本发明提供的金属波纹管自动夹持装置，以解决相关技术中波纹管于钻孔加工过程中存在的夹持限位问题。
本发明提供了一种金属波纹管自动夹持装置，包括带底托的夹持台以及三爪卡盘，底托上端为弧形，夹持台上端设置有夹持单元，夹持单元从四个方向对波纹管实施夹持限位，且夹持限位的实现基于波纹管自身的波纹结构，三爪卡盘对波纹管侧端实施内夹固。
所述夹持单元包括两个夹持组，两个夹持组呈十字型设置，每个夹持组包括两个对称设置的夹持件，四个夹持件沿波纹管周向均匀分布，其中一个夹持件设于夹持台上端中部，另外三个夹持件设于夹持台上方，位于夹持台上方的夹持件上均设置有电动推杆。
所述夹持件包括基础板，基础板上安装有弧形板，弧形板的内凹面沿其长度方向等距开设有若干限位弧形凹槽，相邻限位弧形凹槽之间设置有限位凸件，限位凸件安装在弧形板上，限位弧形凹槽和限位凸件分别与波纹管的波纹外凸段、波纹内凹段相配合。
在一种可能实施的方式中，所述三爪卡盘数量为二，三爪卡盘转动安装在圆环内，圆环通过内置电动滑块内嵌在限位环板中部，限位环板安装在升降件上，升降件上端安装有限制限位环板上升位移的套板。
在一种可能实施的方式中，所述限位环板靠近夹持单元的一侧上端设置有倾斜导向面，两个限位环板的移动不同步，二者交错上下移动，单次仅一个限位环板对波纹管实施限位。
在一种可能实施的方式中，所述限位弧形凹槽内均匀转动安装有滚动球，滚动球沿限位弧形凹槽的弧度方向排布。
在一种可能实施的方式中，所述限位凸件包括固定板，固定板安装在弧形板上，固定板远离弧形板的一端转动安装有转动轴，转动轴的端部均为半圆球状。
在一种可能实施的方式中，所述设于夹持台上端中部的夹持件通过外置电动滑块与夹持台上端相连，在通过外置电动滑块带动中部的夹持件移动时，其他三个夹持件随之同步移动。
本发明的有益效果：1、根据本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置，采用结合波纹管自身形状实施夹持限位的方式，且夹持限位的实现基于波纹管自身的波纹结构，设置的夹持单元既可对波纹管实施周向四个方位的夹持限位，波纹管上下左右及前后自由度均得到限位，使得波纹管处于高稳定状态，同时还形成了限位导向滑道，借此限位导向滑道向波纹管提供一个转动导向力，使得波纹管沿限位导向滑道稳定的转动，进而提高了波纹管侧端周向钻孔的质量和精度。
2、根据本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置，设置的限位弧形凹槽与波纹管的波纹外凸段对接，设置的限位凸件与波纹管的波纹内凹段对接，共同配合实现对波纹管的夹持限位和转动导向，同时在不影响夹持限位、转动导向的基础上，利用限位弧形凹槽内的滚动球、限位凸件所包括的转动轴减小波纹管转动时受到的摩擦阻力，确保三爪卡盘带动波纹管稳定同步转动。
3、根据本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置，在波纹管两端设置限位环板，但两个限位环板交错上下移动，单次钻孔加工时仅一个限位环板对波纹管实施限位，限位环板不仅起到进一步前后限位的作用，同时还对波纹管波纹段与限位弧形凹槽、限位凸件之间的准确对齐起到导向作用。
4、根据本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置，利用外置电动滑块、L形架和架板之间的配合来统一调节夹持件的位置，使得夹持件对波纹管的夹持限位力、转动导向力分布均匀。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置在夹持有波纹管下的立体结构示意图。
图2是本发明图1的正视构示意图。
图3是本发明图2中A-A向剖视图。
图4是本发明图3中X区域的放大示意图。
图5是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置的局部结构示意图。
图6是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置的夹持件、限位环板和三爪卡盘的结构示意图。
图7是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动夹持装置的限位凸件、限位弧形凹槽的结构示意图。
图中：1、夹持台；2、三爪卡盘；3、夹持单元；4、波纹管；11、外置电动滑块；12、底托；21、限位环板；22、升降件；23、套板；24、倾斜导向面；31、夹持组；32、夹持件；33、电动推杆；34、L形架；35、架板；321、基础板；322、弧形板；323、限位弧形凹槽；324、限位凸件；325、滚动球；326、固定板；327、转动轴。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于下面所描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参阅图1、图2和图5，一种金属波纹管自动夹持装置，包括带底托12的夹持台1以及三爪卡盘2，底托12上端为弧形且前后对称安装在夹持台1上端，夹持台1上端设置有夹持单元3，夹持单元3从四个方向对波纹管4实施夹持限位，且夹持限位的实现基于波纹管4自身的波纹结构，三爪卡盘2对波纹管4侧端实施内夹固。所述三爪卡盘2数量为二，如图2所示，三爪卡盘2前后对称排布，且三爪卡盘2与外部驱动设备连接，三爪卡盘2转动安装在圆环内，圆环通过内置电动滑块内嵌在限位环板21中部，限位环板21安装在升降件22上，升降件22为现有技术，且限位环板21靠近夹持单元3的一侧上端设置有倾斜导向面24，升降件22上端安装有限制限位环板21上升位移的套板23，当限位环板21上移与套板23接触时，此时限位环板21与波纹管4同轴心，两个限位环板21的移动不同步，二者交错上下移动，单次仅一个限位环板21对波纹管4实施限位。
请参阅图2、图3、图6和图7，所述夹持单元3包括两个夹持组31，两个夹持组31呈十字型设置，每个夹持组31包括两个对称设置的夹持件32，四个夹持件32沿波纹管4周向均匀分布，其中一个夹持件32设于夹持台1上端中部，另外三个夹持件32设于夹持台1上方，位于夹持台1上方的夹持件32上均设置有电动推杆33，如图2所示，拟设波纹管4左右两侧的夹持件32分别为左夹持端、右夹持端，波纹管4上下两侧的夹持件32分别为上夹持端、下夹持端，其中左夹持端、右夹持端对称设置，下夹持端设于夹持台1上端，左夹持端和右夹持端上的电动推杆33均通过L形架34与夹持台1上端连接，上夹持端上的电动推杆33通过架板35架设于L形架34上端之间；所述夹持件32包括基础板321，基础板321上安装有弧形板322，如图2所示，弧形板322的内凹面均朝向波纹管4的中心，底托12上端的弧度与弧形板322的弧度相等，弧形板322的内凹面沿其长度方向等距开设有若干限位弧形凹槽323，相邻限位弧形凹槽323之间设置有限位凸件324，限位凸件324安装在弧形板322上，限位弧形凹槽323和限位凸件324分别与波纹管4的波纹外凸段、波纹内凹段相配合。
两个限位环板21并不是同时对波纹管4侧端实施限位，比如当波纹管4前端接受钻孔加工时，前侧的限位环板21处于波纹管4下方，而后侧的限位环板21与波纹管4后端贴靠。以波纹管4先进行前端钻孔加工后进行后端钻孔加工为例，整个工作过程为：将波纹管4置于底托12上并使其后端紧贴后侧的限位环板21，紧接着后侧的内置电动滑块使圆环带动三爪卡盘2向前运动，至三爪卡盘2卡钳位于波纹管4后端内，随后通过三爪卡盘2对波纹管4后端实施内夹固，底托12对波纹管4实施初步左右限位，在限位环板21的导向限位下，使得波纹管4的波形结构同步与夹持件32实现对齐，即使得限位弧形凹槽323与波纹管4的波纹外凸段对齐、限位凸件324与波纹管4的波纹内凹段对齐，为后续一次性快速夹固打下基础。下夹持端内的限位弧形凹槽323和限位凸件324先与波纹管4的波纹结构实现对接，波纹管4的波纹外凸段与限位弧形凹槽323内壁接触，限位凸块与波纹管4的波纹内凹段接触，然后上夹持端、左夹持端和右夹持端在各自所连的电动推杆33作用下朝波纹管4运动，直至三者内的限位弧形凹槽323和限位凸件324与波纹管4的波纹结构实现对接，至此四个夹持件32完成对波纹管4的周向四处夹持限位，波纹管4的上下左右及前后自由度均得到限位，波纹管4处于高稳定状态。随后通过外部驱动设备使三爪卡盘2带动波纹管4转动，实现波纹管4侧端周向钻孔加工，而在波纹管4转动过程中，限位弧形凹槽323和限位凸件324相配合形成限位导向滑道，向波纹管4提供一个转动导向力，使得波纹管4沿限位导向滑道稳定的转动，提高了钻孔质量和精度。当波纹管4前端加工完成后，待前侧的限位环板21在升降件22的带动下上移与波纹管4接触后，后侧的限位环板21再开始下移，此操作是为了保证波纹管4的前后限位始终存在，避免限位环板21的下移使波纹管4存在前后偏移趋势。限位环板21上移时，利用倾斜导向面24减小波纹管4端部与限位环板21刚接触时的阻力，使限位环板21顺利且快速进入到工作位置。
请参阅图6和图7，所述限位弧形凹槽323内均匀转动安装有滚动球325，滚动球325沿限位弧形凹槽323的弧度方向排布；所述限位凸件324包括固定板326，固定板326安装在弧形板322上，固定板326远离弧形板322的一端转动安装有转动轴327，转动轴327的端部均为半圆球状。如图7所示，滚动球325同时从前往后均匀排布。在不影响限位弧形凹槽323和限位凸件324对波纹管4的夹持限位、导向的基础上，利用滚动球325和转动轴327减小波纹管4转动时受到的来自限位导向滑道的摩擦阻力，确保三爪卡盘2带动波纹管4稳定同步转动。
请参阅图3、图4，所述下夹持端中的基础板321通过外置电动滑块11与夹持台1上端相连，L形架34远离电动推杆33的一端与外置电动滑块11侧端固定连接。在将波纹管4置于底托12上并使其后端紧贴后侧的限位环板21后，如图3、图4所示，若靠近波纹管4后端部最近的是一个完整的波纹内凹段时，与该完整的波纹内凹段相邻的完整波纹外凸段与限位弧形凹槽323对齐，且此时的外置电动滑块11不可向前移动。若靠近波纹管4后端部最近的是一个完整的波纹外凸段时，通过外置电动滑块11带动L形架34向后运动，在L形架34、架板35带动下，所有夹持件32同步向后移动，至外置电动滑块11不可继续向后移动，此时与该完整波纹外凸段相邻的完整波纹内凹段与夹持件32内的限位凸件324对齐。总而言之，就是利用夹持件32在前后方向上的位置可调这一功能，在保持波纹管4后端与限位环板21贴靠的基础上，实现波纹管4的波纹结构与限位弧形凹槽323、限位凸件324之间的准确对接，确保夹持件32对波纹管4的夹持限位和转动导向限位。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“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，或滑动连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依据本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种金属波纹管自动夹持装置，包括带底托(12)的夹持台(1)以及三爪卡盘(2)，其特征在于：夹持台(1)上端设置有夹持单元(3)，夹持单元(3)对波纹管(4)的夹持限位基于波纹管(4)自身的波纹结构实施，三爪卡盘(2)对波纹管(4)侧端实施内夹固；
所述夹持单元(3)包括两个夹持组(31)，两个夹持组(31)呈十字型设置，每个夹持组(31)包括两个对称设置的夹持件(32)，四个夹持件(32)沿波纹管(4)周向均匀分布，其中一个夹持件(32)设于夹持台(1)上端中部，另外三个夹持件(32)设于夹持台(1)上方，位于夹持台(1)上方的夹持件(32)上均设置有电动推杆(33)；
所述夹持件(32)包括基础板(321)，基础板(321)上安装有弧形板(322)，弧形板(322)的内凹面沿其长度方向等距开设有若干限位弧形凹槽(323)，相邻限位弧形凹槽(323)之间设置有限位凸件(324)，限位凸件(324)安装在弧形板(322)上，限位弧形凹槽(323)和限位凸件(324)分别与波纹管(4)的波纹外凸段、波纹内凹段相配合；
在夹持单元(3)与三爪卡盘(2)配合对波纹管(4)实施内外夹持后，三爪卡盘(2)随波纹管(4)同步转动，四个夹持件(32)配合既对波纹管(4)实施周向四处限位，使波纹管(4)稳定放置，同时又形成限位导向滑道，提供转动导向力，使波纹管(4)沿限位导向滑道稳定转动；
所述三爪卡盘(2)数量为二且对称排布，三爪卡盘(2)转动安装在圆环内，圆环通过内置电动滑块内嵌在限位环板(21)中部，限位环板(21)安装在升降件(22)上，升降件(22)上端安装有限制限位环板(21)上升位移的套板(23)；
所述限位环板(21)靠近夹持单元(3)的一侧上端设置有倾斜导向面(24)，两个限位环板(21)的移动不同步，二者交错上下移动，单次仅一个限位环板(21)对波纹管(4)实施限位。
2.根据权利要求1所述的一种金属波纹管自动夹持装置，其特征在于：所述限位弧形凹槽(323)内均匀转动安装有滚动球(325)，滚动球(325)沿限位弧形凹槽(323)的弧度方向排布。
3.根据权利要求1所述的一种金属波纹管自动夹持装置，其特征在于：所述限位凸件(324)包括固定板(326)，固定板(326)安装在弧形板(322)上，固定板(326)远离弧形板(322)的一端转动安装有转动轴(327)。
4.根据权利要求1所述的一种金属波纹管自动夹持装置，其特征在于：所述设于夹持台(1)上端中部的夹持件(32)通过外置电动滑块(11)与夹持台(1)上端相连，在通过外置电动滑块(11)带动中部的夹持件(32)移动时，其他三个夹持件(32)随之同步移动。
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- 2023-06-06 CN CN202310657785.9A patent/CN116394023B/zh active Active
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