可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置及钻孔设备的制作方法

本实用新型属于夹具技术领域，具体涉及一种可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置及钻孔设备。

背景技术：

在机械行业中，经常需要在摇臂钻床上为各种各样的元件钻尺寸大小不同的孔来满足特定的使用要求，而在摇臂钻床上钻孔，就会使用三爪卡盘来夹紧需要钻孔的元件，保证元件在钻孔时不会松动，且保证孔的椭圆度不超出设计要求。但对于形状不规则、无法利用三爪或四爪卡盘夹紧的元件，钻孔在此时就成为了一道难题。

在岩土锚固工程中，有一种涨壳式锚杆，该锚杆的顶部安装了一个核心配件，叫做涨壳锚头。涨壳锚头由于结构和功能的不同，还分为滑道式涨壳锚头、长顶环式涨壳锚头、短顶环式涨壳锚头等。由于长顶环式涨壳锚头的锚头体的仰视图和俯视图是两个大小不同的菱形结构，导致该元件的各面都是带弧度的斜面，对该元件的钻内孔时无法夹紧。所以我们在该元件的两侧面设计了垂直于水平方向的平面，即使这样，该元件还是难以钻孔，因为机械加工中的三爪卡盘只能夹紧圆柱面，四爪卡盘只能夹紧长方柱面，无法实现各面都是带弧度斜面的异形柱体的夹持。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置及钻孔设备，其能够解决带弧度斜面的异形柱体的夹持问题，实现便捷的更换夹持块。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，包括：底板；立板，两所述立板相对设置在所述底板上；以及夹持块，在两所述立板的相对面设置有放置槽，所述夹持块匹配设置在所述放置槽内；所述夹持块中部设置有夹持腔，所述夹持腔与待加工零部件的侧壁贴合，且所述夹持腔的上端部截面面积较下端部截面面积大。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述底板上设置有多个u型槽或固定孔。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述底板上设置有多个吊环。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述立板的背部设置有加强筋板，所述加强筋板与所述放置槽对应设置。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述立板和所述加强筋板与所述底板焊接固定；或所述底板上设置有多组装配孔，所述立板和所述加强筋板通过螺栓连接固定在所述底板上。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述夹持腔中设置有至少两定位夹持面，所述待加工零部件匹配限位夹持在所述定位夹持面之间。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述待加工零件上下端部分别延伸出所述夹持腔的上下端。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述定位夹持面与所述待加工零部件的限位夹持长度至少为所述待加工零部件长度的1/2。

根据本实用新型可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，优选地，所述放置槽的横截面呈燕尾状，所述夹持块的两侧匹配滑动卡设在所述放置槽内；所述放置槽的顶部设置有导入口。

一种钻孔设备，包括钻床；以及如上述的可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，其通过螺栓连接设置在所述钻床上。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请底板上u型槽或固定孔的设置，用来与钻床进行连接固定，使得其与钻床进行可拆卸的连接固定；底板上吊环的设置，用来进行夹紧装置的转移，提高其灵活性，便于钻床在进行不同的加工作业时，夹紧装置的搬运。

本申请的立板和加强筋板的结构设计，能够有效的保障夹持的稳定性和钻孔作业时整个夹紧装置的稳定性，从而提高钻孔的质量。

本申请的放置槽、夹持块、夹持腔的装配关系设计，能够便于进行夹持块的更换，从而满足不同的尺寸的异形柱体工件的加工，在不改变夹持块外部轮廓的前提下，对夹持腔进行调整，从而能够实现良好的互换，其还能够提高作业效率。

本申请针对夹持腔的结构设计，能够实现对待加工零部件快速有效夹持，同时优化结构特征，并便于在后续的作业过程中及时更换，避免因为长时间的使用造成夹持定位精度下降的问题，能够控制整体的生产成本。

本申请通过对异形柱体零部件结构的夹持效果、加工工艺、装配关系等的多方面考虑，使得本夹紧装置能够适用于不同的异形柱体零部件，并进一步的克服了传统的夹持夹具无法夹持带弧度斜面的异形柱体的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置的结构示意图之一，其示出了各元件的位置关系和连接关系。

图2根据本实用新型实施例可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置的结构示意图之二，其示出了待加工零部件的装配位置关系。

图3为根据本实用新型实施例夹持块的结构示意图。

图4为根据本实用新型实施例夹持块的剖视结构示意图。

图中序号：

100为底板、101为u型槽、102为吊环；

210为立板、211为放置槽、220为加强筋板；

300为夹持块、310为夹持腔；

400为待加工零部件。

具体实施方式

下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指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；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图4，本申请公开了一种可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，包括底板100、立板210和夹持块300，两立板210相对设置在底板100上；在两立板210的相对面设置有放置槽211，夹持块300匹配支撑设置在放置槽211内；夹持块300中部设置有夹持腔310，夹持腔310与待加工零部件400的侧壁贴合，且夹持腔310的上端部截面面积较下端部截面面积大，以使钻孔时异形柱体小端面朝下，异形柱体受到向下的力，异形柱体的小端面和夹持腔的下端面越夹越紧，在钻孔时形成了各个方向的限位。

在底板100上设置有多个u型槽101，其用于与钻床配合，并通过4条高强螺栓固定设置在钻床上，本实施例中的u型槽为4个；此外，在底板100上设置有4个吊环102，其采用顶部带有吊环的螺丝，当不使用时可以进行拆卸。

为了进一步的提高整体的稳定性，本实施例中的立板210的背部设置有加强筋板220，加强筋板220与放置槽211对应设置，其能够在钻孔过程中起到侧向支撑作用，避免夹持块摆动，从而保障钻孔的精度。

本申请中的立板210和加强筋板220与底板100焊接固定；同时也可以在底板100上设置有多组装配孔，此时立板210和加强筋板220通过螺栓连接固定在底板上，当存在尺寸差异较大的情况时，可以通过调整两立板之间的距离，并更换更大型号的夹持块，从而提高其通用性。

作为优选地，本实施例中的夹持腔310中设置有至少两定位夹持面，待加工零部件匹配限位夹持在定位夹持面之间，当存在夹持不稳定时，需要增设定位夹持面，从而保障待加工零部件在夹持腔中的稳定性，本实施例中选用四个夹持定位面实现周向的夹持定位，并避免发生周向旋转和相对于夹持块发生摆动。

其中，待加工零件400上下端部分别延伸出夹持腔310的上下端，并且定位夹持面与待加工零部件的限位夹持长度至少为待加工零部件长度的1/2。由此能够保障在加工初期、中期和后期，待加工零部件均不会发生摆动。

进一步地，还可以将放置槽的横截面设置为呈燕尾状，夹持块的两侧匹配滑动卡设在放置槽内，当夹持块滑动设置在立板之间时，对两立板具有相应的张拉作用，在保障立板的稳定性的前提下，立板210与夹持块300形成结构稳定性的一体装配关系，从而保障整体的稳定性；在放置槽211的顶部设置有导入口，在进行装配过程中，便于夹持块的定位，导入口呈扩张口状，更便于放入放置槽内。

对于本申请的夹紧装置的各元件的连接关系，进行一下说明：

底板100：底板100对所有元件起到支撑的作用，保证水平安装在钻床的工作台上。

立板210：立板210焊接在底板上，在立板210上铣槽，可以让夹持块安装在立板的放置槽中，不仅能够在周向实现限位固定，同时夹持块的底部能够支撑在放置槽底部的台阶上，起到撑托的作用。

加强筋板220：加强筋板220与立板和底板均焊接固定，并对立板210起到加强刚度的作用。

夹持块300：夹持块300是整个装置的核心元件，其设置在放置槽211内，同时夹持腔可以对菱形柱体的元件进行限位，是保证菱形柱体元件可以顺利钻孔的重要部分，其细节结构的设计用来满足工艺的需求，使得生产效率和生产质量得到保障。

吊环102是吊运过程中的选配元件，u型槽是用来将整个夹紧装置固定装配在钻床上。

本申请中相对核心的元件就是夹持块，对于夹持块的制作过程进行以下说明：

首先用圆钢或者方钢锯切一定的长度，然后上车床平端面、车长方体各面，要保证夹持块的尺寸精度，尤其是夹持块的高度和待加工零部件的高度一致。

第二步，加工夹持块的带斜度菱形内孔。夹持块的内部结构根据所需要加工的菱形柱体元件进行设计，首先，模拟出待钻孔的异形零件的上下表面的近似菱形轮廓，并把模拟出的轮廓复制在夹持块的上下表面中，用线切割设备将夹块带斜度的菱形内孔割成，可以根据定位夹持面的设计，严格控制相应位置的加工精度。

最后，用待钻孔的工件放入夹持块中，根据配合情况，对夹持块的上端面或下端面车掉一部分，让待加工零部件置入夹持块中能外露一部分。此时，夹块制作完成。见图3及图4所示。

夹持块制作完成后，首先在立板上划其中一个立板的线，夹持块和立板组合在一起后，将一块立板对齐在底板上划好的线，再对立板进行焊接，然后对加强筋板进行焊接。此时装置制作完成，可以进行钻孔使用，或在立板和底板上加工装配孔，用螺栓固定，这样还能调节立板的距离，以适用不同的夹持块。

本申请的夹紧装置能够根据工件的尺寸不同，可以设计不同的夹持块。夹持块的外轮廓不变，只调整内孔的大小，即只需更换夹持块，就可以加工不同的异形柱体工件，实现了良好的互换性。

另外，该装置体积小、重量轻，且有4个吊环螺丝紧密地旋合在底板上，可以保证整套装置平稳便捷地吊运。

本申请还公开了一种钻孔设备，包括钻床和如上述的可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置，可更换夹持块的异形柱体零件夹紧装置的底板通过螺栓连接设置在钻床上。

工作过程中，将异形待加工零部件的小端朝下，放入夹持块中。此时，由于夹持块的夹持腔和异形柱体零部件的外轮廓已紧密贴合，故在钻孔时对异形柱体零件形成了左右方向和前后方向的限位，由于钻头是向下进行钻进的，随着钻头的钻进，夹持块也随之受到向下的力，夹持块的底部牢牢地靠在立板的台阶上，不会从下方滑落。钻孔完成后，由于异形柱体零部件受到向下的力，会在夹持块的夹持腔中卡紧，此时，只需将夹持块小端工件外露的部分轻轻一磕，就可以轻松将工件取出。本申请的整套装置通过更换夹块，既可满足不同异形柱体零件的钻孔需求，还能方便地将加工后的零件取出，同时，还设计了吊装功能，充分满足了预期的设计使用要求。

上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。