CN212825025U - 一种用于金属壳体的自动快速紧固工装 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于金属壳体的自动快速紧固工装，属于机械加工领域；包括大底板、两组气动组合装置和两个支撑块；两组气动组合装置和两个支撑块均对称且平行设置，并固定于所述大底板的上表面；两个支撑板位于两组气动组合装置之间，用于壳体产品的支撑；所述气动组合装置包括固定弧板、滑动弧板、滑轨、连接板、气缸、气缸控制旋钮、气压表和电源指示灯；通过气缸活塞往复运动，驱动安装于滑轨上的滑动弧板，滑动弧板与固定弧板配合压紧壳体；气动夹具的这种装夹原理，夹具的夹紧面与工件外圆整体接触、受力均匀，避免因点接触或小面积接触而造成产品变形或损伤。

Description

一种用于金属壳体的自动快速紧固工装

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种用于金属壳体的自动快速紧固工装。具体是用于在某型号固体发动机细长薄壁壳体两端的螺纹接头上安装和拆卸螺纹堵盖时，为固定产品防止旋转、避免装夹变形而设计的一种专用气动夹具。

背景技术

某型号产品为细长薄壁壳体工件，在进行工件水压测试前需要在工件两端安装螺纹堵盖，并在水压测试后在将两端的螺纹堵盖安全卸下，不得伤及工件表面及螺纹尺寸。工件在承压后，螺纹堵盖需要较大的力才能卸下来，此时的难点在于如何快速、安全、有效的固定工件，阻止工件旋转且避免因装夹而引起产品变形。该工件长约1500mm，直径约φ130mm，筒段外圆为光滑圆柱面，筒段壁厚约2mm，属于细长薄壁类壳体产品，这使得任何点接触或小面积接触的装夹方式均会使工件变形或对工件造成损伤。

在原有生产中，在工件安装和拆卸螺纹堵盖时，通常先将工件平放在凹槽内，然后用弧形盖板压住壳体，利用螺栓将弧形盖板两端固定在凹槽上，通过拧动螺栓让弧形盖板压紧工件。该型号产品在使用这种固定方式时还是出现了许多不足：这种装夹方式在固定和松开时需要人工拿扳手拧螺栓，不但费力而且速度较慢；装夹力的大小由螺栓的松紧度决定，无法有效控制，装夹力太大则会夹伤产品，装夹力太小时产品会发生转动。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于金属壳体的自动快速紧固工装，设计出细长薄壁壳体安装和拆卸堵盖时的快速专用气动夹具，该气动夹具由底板、滑轨、固定弧板、滑动弧板、毛毡垫、连接板、气缸、压力表、按钮、电源开关及支撑块组成。工作时打开电源开关，将壳体工件横放在两个支撑块上，顺时针扭动气缸控制旋钮，气缸活塞自动伸长推动滑动弧板压紧壳体；待堵盖安装完成或者拆卸完成后，逆时针扭动气缸控制旋钮，气缸活塞缩回带着滑动弧板滑回原位，完成产品松开的操作。

本发明的技术方案是：一种用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：包括大底板、两组气动组合装置和两个支撑块；所述大底板为平板结构，两组气动组合装置和两个支撑块均对称且平行设置，并固定于所述大底板的上表面；两个支撑板位于两组气动组合装置之间，用于壳体产品的支撑；

所述气动组合装置包括固定弧板、滑动弧板、滑轨、连接板、气缸、气缸控制旋钮、气压表和电源指示灯；所述滑轨固定于大底板上；所述滑动弧板包括第二半圆槽和第二底座，所述第二半圆槽通过筋板固定于第二底座的正上方，所述第二底座的底面设置有滑道，与所述滑轨配合安装，能够沿滑轨的长度方向滑动；所述固定弧板位于滑轨的一端，包括第一半圆槽和第一底座，所述第一半圆槽通过筋板固定于第一底座的正上方，所述第一底座固定于所述大底板上；所述第一半圆槽和第二半圆槽的圆弧方向相对设置，用于装夹壳体产品；所述连接板位于滑轨的另一端，所述气缸水平固定于连接板侧壁，其活塞杆的端头与所述滑动弧板连接，用于控制滑动弧板的往复运动；

所述气缸控制旋钮、气压表和电源指示灯均设置于所述连接板上，所述气压表用于测试通往气缸的气压，所述气缸控制旋钮用于控制气缸运行的启停，所述电源指示灯用于指示电源的通断。

本发明的进一步技术方案是：所述大底板为长方体板。

本发明的进一步技术方案是：所述支撑块为工字型，用螺栓固定在大底板上。

本发明的进一步技术方案是：所述固定弧板和滑动弧板的半圆槽半径比壳体产品半径大3mm，并在凹槽内粘有厚度为3mm的毛毡垫。

本发明的进一步技术方案是：所述滑轨为两侧带有凹槽的长方体，其截面为工字型，上方带有沉孔，通过螺栓固定于所述大底板上；所述第二底座底面的滑道为截面为T型的凹槽，与所述滑轨配合。

本发明的进一步技术方案是：所述连接板为底板和立板组成的L型结构，底板用螺栓固定在大底板上，在立板上安装所述气缸；所述气压表、气缸控制旋钮及电源指示灯分别安装于立板上开的三处孔内。

本发明的进一步技术方案是：所述气缸选用直线往复式气缸，并连接到车间的压缩空气系统中，气缸电源插头连接220V电压。

本发明的进一步技术方案是：两组气动组合装置的气缸由同一气缸控制旋钮控制。

有益效果

本发明的有益效果在于：

(1)气动夹具的这种装夹原理，夹具的夹紧面与工件外圆整体接触、受力均匀，避免因点接触或小面积接触而造成产品变形或损伤；

(2)夹具的夹紧力度可通过调节气缸活塞的压紧力来调整；

(3)拧动气缸控制旋钮后，只需1秒钟该气动夹具即可夹紧或松开，该气动夹具装夹速度较快、操作便捷、无需人工费力。

总之，该组合夹具结构简单、操作方便快捷、省时省力、使用安全可靠、产品受力均匀、符合工件特点，能有效避免细长薄壁工件装夹时的变形问题，克服了现有技术中的不足。

附图说明

图1是气动组合装置中固定弧板的结构示意图；

图2是气动组合装置中滑动弧板的结构示意图；

图3是气动组合装置中滑轨的结构示意图；

图4是气动组合装置中连接板的结构示意图；

图5是气动组合装置中气缸的结构示意图；

图6是本发明工装中支撑板的结构示意图；

图7是本发明工装装配示意图；

图8是气动组合装置夹紧工件示意图；

图9是气动组合装置松开工件示意图

附图标记说明：1.大底板，2.固定弧板，3.滑动弧板，4.毛毡垫，5.滑轨，6.连接板，7.气缸，8.气缸控制旋钮，9.电源指示灯，10.气压表，11.支撑块。

具体实施方式

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。

1.夹具的设计和装配

如图1所示，本发明一种用于金属壳体的自动快速紧固工装包括大底板1、固定弧板2、滑动弧板3、毛毡垫4、滑轨5、连接板6、气缸7、气缸控制旋钮8、气压表9、电源指示灯10及支撑块11。

大底板1为长方体板，在上面安装两组气动组合装置和两个支撑板11；固定弧板2上端带半圆槽，底座为长方体，半圆槽与底座用筋板连接，半圆槽的半径比工件半径大3mm，并在凹槽内粘上厚度为3mm的毛毡垫，底座用螺栓固定在大底板上；滑轨5为两侧带有凹槽的长方体，上方带有沉孔，用螺栓固定在大底板上；滑动弧板3上端带半圆槽，底座带有滑道，半圆槽与底座用筋板连接，半圆槽的半径比工件半径大3mm，并在凹槽内粘上厚度为3mm的毛毡垫，底座的滑道与滑轨尺寸精确配合；连接板6为底板和立板组成的L型，底板用螺栓固定在大底板上，在立板接口上安装气缸，在立板的三处孔内分别安装气压表9、气缸控制旋钮8及电源指示灯10；气缸7选用直线往复式气缸，并连接到车间的压缩空气系统中，气缸电源插头连接220V电压；气压表9用于测试通往气缸7的气压，量程大于气缸7所用气压；支撑块11为工字型，用螺栓固定在大底板1上，用于支撑工件。

将毛毡垫4粘固定弧板2和滑动弧板3的半圆槽内，将固定弧板2、滑轨5、连接板6、支撑块11用螺栓固定在大底板1上，将滑动弧板3安装在滑轨5上，将气缸7、气压表9、气缸控制旋钮8、电源指示灯10安装在连接板6上，同时将气缸伸出的活塞与滑动弧板3连接，将气缸7接入压缩空气系统，最后将气缸7的顶紧力度和活塞伸出长度调整好，另外将两处夹具上的两个气缸7连接起来用1个旋钮同时控制。需要装夹工件时，先将气缸的电源插头连接220V电源，确认电源指示灯和气压表状态正常，将工件放在支撑板上，顺时针扭动气缸控制旋钮8，气缸活塞便会快速伸长，带动滑动弧板3向前移动，完成自动夹紧工件的操作；安装或拆卸完螺纹堵盖后，逆时针拧动气缸控制旋钮8，气缸活塞便会快速收回，带动滑动弧板3后退，完成自动松开工件的操作。

实施例一

本发明中一套气动夹具包括大底板1、气缸控制旋钮8、电源指示灯9、气压表10各1件，固定弧板2、滑动弧板3、滑轨5、连接板6、气缸7、支撑块11各2件以及4件毛毡垫4。其中大底板1、固定弧板2、滑动弧板3、滑轨5、连接板6、支撑板11均采用较高刚性的45#钢制作，若该壳体长为1500mm，直径为φ130mm，则气动夹具各部件的结构及尺寸如下。

大底板1外型为长方体，长度为900mm，宽度为800mm，厚度为20mm，在需要固定其他零件的地方打孔。

如图1，固定弧板2由底座、圆弧板和两条筋板焊接而成，其中底座厚10mm、长120mm、宽100mm，圆弧板内径半径68mm，弧板厚度为10mm、宽度为100mm，圆弧槽内粘3mm厚毛毡垫，两条筋板厚10mm、高度160mm、宽度70mm。底座上有四个φ10mm孔，用螺栓固定在大底板上。

如图2，滑动弧板3由底座、圆弧板和筋板焊接而成，其中底座厚度为40mm、宽度为60mm、长度为70mm，底座中的贯通滑道宽40mm、高5mm、开口处宽20mm，与滑轨尺寸相配合；上端弧板内径半径68mm，弧板厚度为10mm、宽度为100mm，圆弧槽内粘3mm厚毛毡垫，筋板厚10mm、高度100mm、宽度70mm，筋板上钻φ10mm孔。

毛毡垫4厚度为3mm，宽度为100mm，长度为182mm，用胶水粘在固定弧板和滑动弧板半圆槽内，防止产品夹伤。

如图3，滑轨5长度3100mm，宽度为40mm，长度为25mm，两侧滑道深度为10mm、宽度为10mm。

如图4，连接板6为底板和立板焊接而成的L型，底板选10mm厚的钢板，长度为230mm、宽度为120mm，底板上有4个φ10mm通孔，用于和大底板螺栓连接；立板选10mm厚的钢板，长度为230mm、高度为280mm，距离底面135mm处水平焊接两个长度30mm、宽度25mm、厚度为10mm的侧板，每个侧板中心钻φ10mm通孔，用于固定气缸；在立板上距离底面240mm处钻两个φ30mm和1个φ40mm通孔，分别用于安装气缸控制旋钮8、电源指示灯9、气压表10。

如图5，气缸7选用直线往复式气缸，气缸直径φ50mm、气缸长度240mm，用φ10mm销钉将气缸外壁上连接法兰与连接板6立板上的侧板孔连接；气缸活塞的伸出长度为200mm、活塞直径φ14mm，活塞头部与滑动弧板用销钉连接；气缸7的进气管连接到车间内0.6mpa的压缩空气系统中，气缸的电源插头连接220V电源。

气缸控制旋钮8直径为φ30mm，固定在连接板6上端的孔中，顺时针拧动时，气缸的活塞快速伸长，逆时针拧动时气缸的活塞快速收回。

电源指示灯9直径为φ30mm，固定在连接板6上端的孔中，指示灯线路连接到气缸7的电源线上，气缸7通电时指示灯亮起、断电时指示灯不亮，用于检测气缸7是否处于通电状态。

气压表10直径约φ40mm，最大量程为1MPa，气压表10固定在连接板6上端的孔中，气压表10的管路与气缸7进气管连接，用于检测气压是否正常。

如图6，支撑块11为上板面、底板和筋板焊接成的工字型，用于放置工件，上板面长度为180mm、宽度为80mm、厚度为10mm，筋板高度为51mm、长度为180mm、厚度为10mm，底板长度为180mm、宽度为70mm、厚度为10mm，底板四周钻4个φ10mm通孔，用螺栓固定在大底板上。

按图7装配所有组件，将气缸7的电源插头接入220V电源，并将气缸7的进气管接入0.6MPa的压缩空气系统，就组成了所述气动夹具。

需要装夹工件时，先检查电源指示灯9是否亮起、检查气压表10显示的气压值是否达到0.6Mpa，然后将工件横向放置在两个支撑板11上，顺时针拧动气缸控制旋钮8，气缸的活塞就快速自动伸出，推动滑动弧板3向前移动、压紧工件，完成自动夹紧工件的操作，如图8；需要松开工件时，逆时针拧动气缸控制旋钮8，气缸活塞便会快速收回，拉动滑动弧板3后退，完成自动卸载工件的操作，如图9。

由于工件为细长壳体，装夹时通常需要两组气动夹具分别装夹工件的两端，两组气动夹具中的两个气缸用同一个控制旋钮来控制。

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 (8)

1.一种用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：包括大底板、两组气动组合装置和两个支撑块；所述大底板为平板结构，两组气动组合装置和两个支撑块均对称且平行设置，并固定于所述大底板的上表面；两个支撑板位于两组气动组合装置之间，用于壳体产品的支撑；

所述气动组合装置包括固定弧板、滑动弧板、滑轨、连接板、气缸、气缸控制旋钮、气压表和电源指示灯；所述滑轨固定于大底板上；所述滑动弧板包括第二半圆槽和第二底座，所述第二半圆槽通过筋板固定于第二底座的正上方，所述第二底座的底面设置有滑道，与所述滑轨配合安装，能够沿滑轨的长度方向滑动；所述固定弧板位于滑轨的一端，包括第一半圆槽和第一底座，所述第一半圆槽通过筋板固定于第一底座的正上方，所述第一底座固定于所述大底板上；所述第一半圆槽和第二半圆槽的圆弧方向相对设置，用于装夹壳体产品；所述连接板位于滑轨的另一端，所述气缸水平固定于连接板侧壁，其活塞杆的端头与所述滑动弧板连接，用于控制滑动弧板的往复运动；

所述气缸控制旋钮、气压表和电源指示灯均设置于所述连接板上，所述气压表用于测试通往气缸的气压，所述气缸控制旋钮用于控制气缸运行的启停，所述电源指示灯用于指示电源的通断。

2.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：所述大底板为长方体板。

3.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：所述支撑块为工字型，用螺栓固定在大底板上。

4.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：所述固定弧板和滑动弧板的半圆槽半径比壳体产品半径大3mm，并在凹槽内粘有厚度为3mm的毛毡垫。

5.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：所述滑轨为两侧带有凹槽的长方体，其截面为工字型，上方带有沉孔，通过螺栓固定于所述大底板上；所述第二底座底面的滑道为截面为T型的凹槽，与所述滑轨配合。

6.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：所述连接板为底板和立板组成的L型结构，底板用螺栓固定在大底板上，在立板上安装所述气缸；所述气压表、气缸控制旋钮及电源指示灯分别安装于立板上开的三处孔内。

7.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：所述气缸选用直线往复式气缸，并连接到车间的压缩空气系统中，气缸电源插头连接220V电压。

8.根据权利要求1所述用于金属壳体的自动快速紧固工装，其特征在于：两组气动组合装置的气缸由同一气缸控制旋钮控制。

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