夹具和激光切割设备的制作方法

1.本实用新型涉及装夹技术领域，特别涉及一种夹具和激光切割设备。


背景技术：

2.机械加工时，通常需要使用夹具将被加工的工件夹紧，以防止工件在加工时移动，而针对一些形状不规则的工件，例如尺寸短小的弧形工件，这类工件不能适用通用的夹具，且其在装夹后也难于确保弧形工件的装夹精度，更难确保弧形工件的中心与夹具的转动中心一致。由于工件装夹的精度不高，而造成弧形工件在机械加工时的加工精度低，使工件的不良品率高、良品率低，导致生产成本过高等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种夹具，旨在提升弧形工件的装夹精度和装夹效率。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种夹具，用于装夹弧形工件，所述夹具包括：
5.转轴；
6.壳体，所述转轴的一端与所述壳体连接，所述壳体内形成有安装空间；
7.定位件，所述定位件固定于所述壳体远离所述转轴的表面，所述定位件设有定位孔，所述弧形工件与所述定位孔适配，所述定位孔的中轴线与所述转轴的中轴线重合；
8.第一仿形夹头和第二仿形夹头，所述第一仿形夹头和所述第二仿形夹头设于所述安装空间内，所述弧形工件穿过所述定位孔并伸入所述安装空间内，所述第一仿形夹头和所述第二仿形夹头可相对运动以夹紧或释放所述弧形工件。
9.在本实用新型的一实施例中，所述安装空间的内壁面设有滑动槽，所述第一仿形夹头设于所述滑动槽中，并沿所述滑动槽的延伸方向滑动。
10.在本实用新型的一实施例中，所述夹具还包括弹性件，所述弹性件设于所述第一仿形夹头和所述第二仿形夹头之间，所述弹性件的两端分别与所述第一仿形夹头和所述第二仿形夹头弹性抵接，以驱动所述第一仿形夹头朝向背离所述第二仿形夹头的方向运动，以释放所述弧形工件；
11.所述夹具还包括第一锁紧件，所述第一锁紧件的部分结构伸入所述安装空间内，并与所述第一仿形夹头抵接，所述第一锁紧件相对所述壳体转动以驱动所述第一仿形夹头朝向所述第二仿形夹头的方向运动，以夹紧所述弧形工件。
12.在本实用新型的一实施例中，所述第一仿形夹头朝向所述第二仿形夹头相对的表面设有连接孔，所述第二仿形夹头朝向所述第一仿形夹头相对的表面设有固定孔，所述弹性件的两端分别插设于所述连接孔和所述固定孔内。
13.在本实用新型的一实施例中，所述弹性件的数量为多个，多个所述弹性件于第一仿形夹头和所述第二仿形夹头之间均布设置。
14.在本实用新型的一实施例中，所述夹具还包括第二锁紧件，所述第二锁紧件的部
分结构贯穿所述壳体并伸入所述安装空间内与所述第二仿形夹头抵接，所述第二锁紧件相对所述壳体转动以驱动所述第二仿形夹头朝向所述第一仿形夹头的方向运动，以调节所述第二仿形夹头的位置。
15.在本实用新型的一实施例中，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均为螺栓。
16.在本实用新型的一实施例中，所述壳体的表面还设有定位槽，所述定位件朝向所述壳体的表面凸设有定位块，所述定位块插设于所述定位槽内。
17.本实用新型还提供了一种激光切割设备，所述激光切割设备包括旋转机构和所述夹具，所述旋转机构固定所述夹具，并驱动所述夹具转动。
18.在本实用新型的一实施例中，所述旋转机构包括减速机和卡盘，所述减速机与所述卡盘传动连接，所述卡盘用于夹持固定所述转轴，所述卡盘的中轴线与所述转轴的中轴线重合。
19.本实用新型技术方案的夹具应用于装夹弧形工件，夹具包括转轴、壳体、定位件、第一仿形夹头及第二仿形夹头。其中，转轴的一端与壳体连接，壳体内形成有安装空间，第一仿形夹头和第二仿形夹头设于安装空间内。定位件固定于壳体远离转轴的表面，定位件设有定位孔，定位孔的中轴线与转轴的中轴线重合，弧形工件与定位孔适配。装夹时，弧形工件穿过定位孔并伸入安装空间内，第一仿形夹头和第二仿形夹头可相对运动以夹紧弧形工件。由于定位孔的中轴线与转轴的中轴线重合，且定位孔的形状与弧形工件适配，装夹时，弧形工件的中轴线与定位孔的中轴线重合，进而使得弧形工件的中轴线与转轴的中轴线重合，确保了弧形工件的装夹精度，解决了弧形工件装夹精度不高的问题。同时，由于定位件还可以对弧形工件进行预定位，也提升了工件的装夹效率，进一步提升了弧形工件的加工效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型夹具夹持工件的结构示意图；
22.图2为本实用新型夹具一实施例的结构示意图；
23.图3为本实用新型定位件的结构示意图；
24.图4为本实用新型夹具无定位件的结构示意图；
25.图5为本实用新型夹具的结构分解图；
26.图6为本实用新型第一仿形夹头、第二仿形夹头及弹性件的结构示意图；
27.图7为本实用新型旋转机构与夹具的结构示意图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称100夹具40第二仿形夹头10壳体41固定孔11安装空间50转轴
111滑动槽60第一锁紧件13定位槽70第二锁紧件20定位件80弹性件21定位孔200旋转机构23定位块210卡盘30第一仿形夹头220减速机31连接孔300弧形工件
30.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
34.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.本实用新型提出一种夹具100。
36.参照图1至图6，在本实用新型的一实施例中的夹具100，用于装夹弧形工件300，所述夹具100包括：
37.转轴50；
38.壳体10，所述转轴50的一端与所述壳体10连接，所述壳体10内形成有安装空间11；
39.定位件20，所述定位件20固定于所述壳体10远离所述转轴50的表面，所述定位件20设有定位孔21，所述弧形工件300与所述定位孔21适配，所述定位孔21的中轴线与所述转轴50的中轴线重合；
40.第一仿形夹头30和第二仿形夹头40，所述第一仿形夹头30和所述第二仿形夹头40设于所述安装空间11内，所述弧形工件300穿过所述定位孔21 并伸入所述安装空间11内，
所述第一仿形夹头30和所述第二仿形夹头40可相对运动以夹紧或释放所述弧形工件300。
41.本实用新型技术方案的夹具100应用于装夹弧形工件300，夹具100包括转轴50、壳体10、定位件20、第一仿形夹头30及第二仿形夹头40。转轴50 一端与壳体10连接，另一端与激光切割设备旋转机构200的卡盘210连接，壳体10内部形成有安装空间11。定位件20可以通过螺钉等结构固定于壳体 10远离转轴50的表面，定位件20开设有定位孔21，定位孔21贯穿定位件20，且定位孔21形状和大小与所夹持的弧形工件300适配，使弧形工件300 可以穿过定位孔21，定位孔21的中轴线与转轴50的中轴线重合，使弧形工件300的旋转中心与夹具100的旋转中心重合，使旋转时的弧形工件300的旋转中心保持不变。
42.第一仿形夹头30和第二仿形夹头40设于安装空间11内，在装夹弧形工件300时，弧形工件300穿过定位孔21伸入安装空间11内，与其适配的第一仿形夹头30和第二仿形夹头40闭合后形成弧形工件300的外轮廓孔，可紧密夹持弧形工件300，两个夹头与弧形工件300的紧密结合使得夹持效果更牢固和平稳。由于定位孔21的中轴线与转轴50的中轴线重合，所以夹持的弧形工件300中心也被定位，解决了弧形工件300难以寻找其中心的问题。
43.当弧形工件300穿过定位孔21时，可定位其中心，并使其中心与旋转中心重合，确保弧形工件300位于旋转中心加工。通过夹紧与弧形工件300适配的第一仿形夹头30和第二仿形夹头40，可紧密稳定夹持弧形工件300，满足精确加工的需求。
44.当需要释放夹紧的工件时，可松开第一仿形夹头30和第二仿形夹头40，即可将工件从定位孔21中取出。由于夹持不同的工件需要与之形状适配的第一仿形夹头30和第二仿形夹头40，与更换整个夹具100相比，更换第一仿形夹头30和第二仿形夹头40更加便利和环保，同时满足工业生产中降低成本的需求。
45.可以理解地，壳体10包括两个相对设置的半壳可拆卸连接，两半壳可以通过螺丝或卡扣等结构实现可拆卸连接，并围合形成安装空间。通过将壳体 10设置为可拆卸连接的结构，以便于第一仿形夹头30和第二仿形夹头40的安装、维护以及更换等。转轴50可以与壳体10为一体结构，此时，转轴50 由两相对的半圆柱围合形成。转轴50可以与壳体10为可拆卸的结构，此时转轴50为一圆柱体，转轴50同时与两半壳固定连接。
46.参照图5，在本实用新型的一实施例中，所述安装空间11的内壁面设有滑动槽111，所述第一仿形夹头30设于所述滑动槽111中，并沿所述滑动槽 111的延伸方向滑动。
47.在本实用新型一实施例的技术方案中，安装空间11的内壁面开设有滑动槽111，第一仿形夹头30设于滑动槽111内，并沿滑动槽111的延伸方向滑动。滑动槽111可以对第一仿形夹头30的运动进行导向，提升第一仿形夹头 30运动的精度，同时，还可以减小第一仿形夹头30滑动时与壳体10之间的摩擦力，降低第一仿形夹头30移动的难度。
48.当第二仿形夹头40固定时，第一仿形夹头30可沿滑动槽111相对滑动，此时仅需调节第一仿形夹头30夹紧弧形工件300并锁紧，即可夹持弧形工件 300。松开第一仿形夹头30，即可释放弧形工件300。
49.此时第二仿形夹头40设于安装空间11内并锁紧，第一仿形夹头30沿滑动槽111相对第二仿形夹头40滑动，调节第一仿形夹头30的位置以夹紧弧形工件300并锁紧，夹具100即可夹紧弧形工件300。松开第一仿形夹头30 并释放工件，即可释放弧形工件300并从夹具100中取出。
50.参照图4，在本实用新型的一实施例中，所述夹具100还包括弹性件80 和第一锁紧
件60，所述弹性件80设于所述第一仿形夹头30和所述第二仿形夹头40之间，所述弹性件80的两端分别与所述第一仿形夹头30和所述第二仿形夹头40弹性抵接，以驱动所述第一仿形夹头30朝向背离所述第二仿形夹头40的方向运动，以释放所述弧形工件300；所述第一锁紧件60的部分结构伸入所述安装空间11内，并与所述第一仿形夹头30抵接，所述第一锁紧件60相对所述壳体10转动以驱动所述第一仿形夹头30朝向所述第二仿形夹头40的方向运动，以夹紧所述弧形工件300。
51.在本实用新型一实施例的技术方案中，第一仿形夹头30和第二仿形夹头 40之间设有弹性件80，弹性件80两端分别于第一仿形夹头30和第二仿形夹头40弹性抵接，当夹具100从夹持状态中释放弧形工件300时，弹性件80 压缩所产生的弹性势能会部分转化为第一仿形夹头30的动能，驱使第一仿形夹头30朝向背离第二仿形夹头40的方向运动，从而释放弧形工件300。同时，弹性件80的规格如长度、横截面及弹性系数等以不影响夹具100稳定夹持弧形工件300首要条件，如长度不宜过长以影响两个夹头无法夹紧弧形工件300，横截面不宜过大以影响弧形工件300的插入及弹性系数不宜过大以影响夹具 100正常夹紧弧形工件300。
52.第一锁紧件60穿过壳体10表面，转动伸入所述安装空间11内与第一仿形夹头30抵接，并驱使第一仿形夹头30朝向第二仿形夹头40的方向运动，以夹紧弧形工件300。第一仿形夹头30和第二仿形夹头40之间设有弹性件80，在第一锁紧件60未和第一仿形夹头30抵接时，两个夹头是松开分离的，无法夹持弧形工件300，第一锁紧件60抵接第一仿形夹头30后继续转动第一锁紧件60，驱使第一仿形夹头30向第二仿形夹头40靠近至夹紧弧形工件300，反方向转动第一锁紧件60可在弹性件80的作用下使两个夹头分离，释放弧形工件300。
53.参照图6，在本实用新型的一实施例中，所述第一仿形夹头30朝向所述第二仿形夹头40相对的表面设有连接孔31，所述第二仿形夹头40朝向所述第一仿形夹头30相对的表面设有固定孔41，所述弹性件80的两端分别插设于所述连接孔31和所述固定孔41内。
54.在本实用新型一实施例的技术方案中，第一仿形夹头30朝向第二仿形夹头40的表面设有连接孔31，第二仿形夹头40朝向第一仿形夹头30的表面设有固定孔41，弹性件80的两端分别插设在连接孔31与固定孔41内，当第一仿形夹头30和第二仿形夹头40从夹紧状态中释放弧形工件300时，弹性件 80从压缩状态释放，一端连接在锁紧的第二仿形夹头40上，对另一端的第一仿形夹头30施加压力，使夹具100释放弧形工件300。连接孔31和固定孔 41的位置重合，且数量应相同，且与弹性件80的数量相同。连接孔31和固定孔41可容弹性件80伸入并插设于其中。
55.参照图6，在本实用新型的一实施例中，所述弹性件80的数量为两个或多个，两个或多个所述弹性件80于第一仿形夹头30和所述第二仿形夹头40 之间均布设置。
56.在本实用新型一实施例的技术方案中，弹性件80的数量可为两个或多个，且每个弹性件80于第一仿形夹头30和第二仿形夹头40之间均匀布置，使两个夹头之间的受力均匀。当弹性件80的数量为两个时，弹性件80对称分布在两个夹头之间；当弹性件80数量为四个时，弹性件80均匀分布在两个夹头的四角；弹性件80的数量越多，弹性件80与夹头的受力面积越大，两个夹头之间的受力越均匀，但过多的弹性件80会影响弧形夹具100伸入安装空间11，所以弹性件80的数量设置应以实际夹持效果为准。
57.参照图4，在本实用新型的一实施例中，所述夹具100还包括第二锁紧件 70，所述
第二锁紧件70的部分结构贯穿所述壳体10并伸入所述安装空间11 内与所述第二仿形夹头40抵接，所述第二锁紧件70相对所述壳体10转动以驱动所述第二仿形夹头40朝向所述第一仿形夹头30的方向运动，以调节所述第二仿形夹头40的位置。
58.在本实用新型一实施例的技术方案中，夹具100还包括第二锁紧件70，第二锁紧件70穿过壳体10表面，转动伸入所述安装空间11内与第二仿形夹头40抵接，并驱使第二仿形夹头40朝向第一仿形夹头30的方向运动，以调节第二仿形夹头40的位置。
59.当弧形工件300穿过定位孔21伸入安装空间11内，第一仿形夹头30抵接弧形工件300却无法锁紧夹持弧形工件300时，转动第二锁紧件70驱使第二仿形夹头40向第一仿形夹头30运动，使第二仿形夹头40与弧形工件300 抵接，从而使夹具100完成对弧形工件300的夹持。反方向转动第二锁紧件70，在弹性件80的作用下可释放弧形工件300。
60.参照图4和图5，在本实用新型的一实施例中，所述第一锁紧件60和所述第二锁紧件70均为螺栓。
61.在本实用新型一实施例的技术方案中，第一锁紧件60和第二锁紧件70 均为螺栓，螺栓杆身上具有螺纹结构，可旋转穿过壳体10表面的螺纹孔(未标示)，起到固定的作用，保证第一仿形夹头30和第二仿形夹头40夹持弧形工件300时处于夹紧状态，防止弧形工件300在加工过程中松动，影响加工精度。
62.参照图4，在本实用新型的一实施例中，所述壳体10的表面还设有定位槽13，所述定位件20朝向所述壳体10的表面凸设有定位块23，所述定位块 23插设于所述定位槽13内。
63.在本实用新型一实施例的技术方案中，壳体10表面设有定位槽13，定位件20朝向壳体10的表面凸设有定位块23，定位块23插设于定位槽13中。定位块23的形状可以是圆柱体，也可以是长方体，在此不对定位块23的形状做出限定。定位槽13的形状与定位块23适配，且定位槽13数量与定位块 23相同。定位块23的数量越多，定位件20与壳体10的连接越稳定牢固，在旋转的过程中不易松动。
64.参照图7，本实用新型还提供了一种激光切割设备(未图示)，所述激光切割设备包括旋转机构200和所述夹具100，所述旋转机构200固定所述夹具 100，并驱动所述夹具100转动。
65.在本实用新型一实施例的技术方案中，激光切割设备包括旋转机构200 和夹具100，旋转机构200上固定夹具100，并驱动夹具100转动。夹具100 夹持弧形工件300，在旋转机构200的驱动下，进行激光切割作业。为了保证加工精度，夹具100须紧密夹持弧形工件300以确保弧形工件300不松动，同时弧形工件300的旋转中心须被定位，夹具100固定在旋转机构200的旋转中心，使定位孔21的中轴线与旋转机构200的旋转中心重合，旋转机构200 的旋转中心在夹具100转动时不变，定位孔21的中轴线，即其旋转中心也不变。
66.参照图7，在本实用新型的一实施例中，所述旋转机构200包括减速机 220和卡盘210，所述减速机220与所述卡盘210传动连接，所述卡盘210用于夹持固定所述转轴50，所述卡盘210的中轴线与所述转轴50的中轴线重合。
67.在本实用新型一实施例的技术方案中，旋转机构200包括减速机220和卡盘210，减速机220与卡盘210传动连接，卡盘210用于夹持固定转轴50，在减速机220的驱动下，卡盘210带动转轴50转动，卡盘210的中轴线与转轴50的中轴线重合，即保证转轴50以自身中轴线为旋转中心转动。因定位孔21的中轴线与转轴50的中轴线重合，所以穿过定位孔21的弧
形工件300 以其中轴线为旋转中心旋转，弧形工件300的中心被定位，解决了夹具100 夹持时难以定位弧形工件300中心的问题。
68.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。