涨紧工装和涨紧系统的制作方法

本发明涉及一种设备加工领域，特别涉及一种涨紧工装和涨紧系统。

背景技术：

臂架类工件在工程机械领域应用得非常广泛，一般而言，该类工件主要用于承载重物，如汽车起重机、随车起重机、消防车以及高空平台车等。为了减轻整车质量和提高底盘的利用率，高强钢薄板已经得到广泛的应用。由于钢板较薄，结构的刚性相对较差，因此在生产过程中极易产生变形。在生产中，臂架类工件自身的形位公差精度要求较高，臂架产生变形将直接导致结构的形位公差改变，使得产品质量下降，而焊接是导致臂架变形的主要因素。因此，在臂架焊接过程中，在臂架类工件内部需要采用可靠的涨紧工装来对工件进行涨紧，以对工件有效地降低和控制焊接变形量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种涨紧工装，该涨紧工装可以通过推动块的移动推动涨紧组件实现对工件内部的涨紧。本发明同时还提供一种应用该涨紧工作的涨紧系统。

本发明第一方面提供一种用于工件内部的涨紧工装，包括：

框体；

推动杆，沿第一方向可移动地设置于所述框体上；和

一个以上的涨紧机构，设置在所述框体上并沿所述第一方向分布，所述涨紧机构包括：

推动块，固定在所述推动杆上，包括横截面沿所述第一方向渐扩的渐扩部，用于在所述推动杆的带动下的沿第一方向移动；

一个以上的涨紧组件，所述涨紧组件包括设置于所述推动块的渐扩部的相对两侧的第一涨紧件和第二涨紧件，所述第一涨紧件和所述第二涨紧件与所述渐扩部的侧面相配合，用于在涨紧时在移动的所述渐扩部的侧面的推动下向所述渐扩部的外侧移动。

在一些实施例中，所述第一涨紧件和所述第二涨紧件与所述框体之间设有弹性装置，所述弹性装置给所述第一涨紧件和所述第二涨紧件提供向靠近所述推动块的方向的弹性力。

在一些实施例中，所述第一涨紧件和所述第二涨紧件均包括：

伸缩棒，可移动地设在所述框体上，一端与所述渐扩部的侧面相配合；和

支撑板，固定在所述伸缩棒的另一端，包括用于支撑所述工件的内表面的支撑面。

在一些实施例中，所述框体设有与所述伸缩棒间隙配合的伸缩孔，所述伸缩棒上设有与其固定的限位块，所述限位块位于所述伸缩孔与所述渐扩部之间，用于限定所述伸缩棒相对所述伸缩孔滑动的距离。

在一些实施例中，所述涨紧工装包括设置于所述框体的底部的滚轮。

在一些实施例中，所述涨紧机构包括两个所述涨紧组件，两个所述涨紧组件中一个涨紧组件的所述第一涨紧件和所述第二涨紧件沿水平方向设置，另一个涨紧组件的所述第一涨紧件和所述第二涨紧件沿竖直方向设置。

在一些实施例中，所述涨紧工装还包括一个以上的调整部件，所述一个以上的调整部件用于叠放在所述第一涨紧件和第二涨紧件中至少一种涨紧件上以调整所述涨紧工装适用的工件横截面尺寸范围。

在一些实施例中，所述调整部件包括梯形架，所述梯形架包括在叠放在所述涨紧件上时与所述涨紧件贴合的横梁和分别位于所述横梁两侧的沿所述第一方向延伸的两竖梁。

本发明第二方面公开一种用于工件内部的涨紧系统，包括至少一个任一所述的涨紧工装。

在一些实施例中，所述涨紧系统包括两个以上的所述的涨紧工装，所述两个以上的涨紧工装的框体和推动杆首尾可拆卸地连接。

在一些实施例中，所述涨紧系统包括设于所述涨紧系统的端部的驱动装置，所述驱动装置与位于所述涨紧系统的端部的涨紧工装的推动杆驱动连接，所述驱动装置用于驱动所述推动杆在所述所述第一方向上的移动。

在一些实施例中，所述推动块为以所述第一方向为中心轴的回转体，所述驱动装置包括连接在所述推动杆的端部上的螺纹杆和设在所述框体上的与所述螺纹杆配合的螺纹孔。

基于本发明提供的涨紧工装，通过设置具有横截面渐扩的渐扩部和设置在渐扩部两侧的涨紧组件，从而渐扩部在移动时其侧面可以推动涨紧组件对工件内部实施涨紧，同时还可以对涨紧力进行调节。在工件加工完毕后，使渐扩部反向移动即可使涨紧组件卸载涨紧力，从而可从工件内部取出涨紧工装。本发明的涨紧工装对工件的涨紧操作简单，在涨紧后从工件内部取出时也方便操作。

基于本发明提供的涨紧系统也具有相应的有益效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的涨紧系统的结构示意图；

图2为另一实施例的涨紧系统的结构示意图；

图3为又一实施例的涨紧系统的结构示意图；

图4为又一实施例的涨紧系统的局部结构示意图；

图5为图4所示实施例的涨紧系统的局部结构的放大示意图；

图6为另一实施例的涨紧装置的局部结构示意图；

图7为又一实施例的涨紧系统的驱动装置的结构示意图；

图8为又一实施例的涨紧系统的驱动装置的结构示意图；

图9为又一实施例的涨紧装置的左视的结构示意图；

图10为又一实施例的涨紧装置的推动块的结构示意图；

图11为又一实施例的涨紧装置的推动块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实施例的涨紧工装1用于在工件内部对工件进行涨紧，如图1至图4、图6、图9至图11所示，涨紧工装1包括框体11、推动杆12和一个以上的涨紧机构。推动杆12沿第一方向可移动地设置于框体11上。框体11用于承载涨紧工装1，推动杆12移动的方向为第一方向。

一个以上的涨紧机构设置在框体11上并沿第一方向分布。本实施例的涨紧工装1可以只包括一个涨紧机构，也可以包括多个涨紧机构，当包括多个涨紧机构时，多个涨紧机构沿第一方向分布。

涨紧机构包括推动块132和一个以上的涨紧组件。推动块132固定在推动杆12上，包括横截面沿第一方向渐扩的渐扩部，用于在推动杆12的带动下的沿第一方向移动，推动块132可以通过固定连接的方式固定在推动杆12上，也可以与推动杆12一体成型。设置在渐扩部两侧的涨紧组件可以为一个，也可以为多个。

渐扩部的横截面渐扩，即渐扩部的横截面积沿第一方向连续增大，渐扩部可以是回转体结构，例如圆锥结构、图11所示的圆台结构，或者是母线为其他曲线例如抛物线的回转体结构，渐扩部也可以是非回转体结构，例如棱锥结构或如图10所示的棱台结构。在本实施例中，推动块132为圆台结构，推动块132的渐扩部也为圆台结构，推动块132通过端面固定在推动杆12的横截面上。

涨紧组件包括设置于推动块132的渐扩部的相对两侧的第一涨紧件131和第二涨紧件133，第一涨紧件131和第二涨紧件133与渐扩部的侧面相配合，用于在涨紧时在移动的渐扩部的侧面的推动下向渐扩部的外侧移动。第一涨紧件131和第二涨紧件133用于对工件的内壁进行涨紧，第一涨紧件131和第二涨紧件133相对设置在渐扩部的两侧，从而在涨紧时横截面渐扩的渐扩部在移动时可以通过侧面同时推动第一涨紧件131和第二涨紧件133向外侧移动，从而能够对工件内壁相对的两侧进行涨紧。

本实施例的涨紧工装1，通过推动推动杆12移动带动推动块132沿第一方向移动可以实现涨紧组件向两侧的伸展，从而对工件内壁进行涨紧，同时涨紧力还可以调节。在工件加工完毕需要取出涨紧工装1时，通过使推动杆12反向移动带动推动块132反向移动，即可使涨紧组件卸载涨紧力，使涨紧工装1从工件内部方便地取出。本实施例的涨紧工装1对工件的涨紧操作以及从工件内部取出的操作均简单方便。

在一些实施例中，第一涨紧件131和第二涨紧件133与框体11之间设有弹性装置，弹性装置给第一涨紧件131和第二涨紧件133提供向靠近推动块132的方向的弹性力。弹性装置可以为压缩弹簧、弹性块等，在第一涨紧件131和第二涨紧件133向渐扩部的外侧移动对工件内壁进行涨紧的过程中第一涨紧件131和第二涨紧件133对弹性装置进行压缩，弹性装置对第一涨紧件131和第二涨紧件133的弹性力逐渐增大。在工件加工完毕后，通过该设置在工件加工完成反向移动推动杆12对涨紧组件的涨紧力进行卸载后，第一涨紧件131和第二涨紧件133可以在弹性装置的作用下逐渐向中间靠拢，使涨紧工装1的径向收缩，从而更加便于涨紧工装1从工件内部的取出。

在一些实施例中，如图1至图4所示，第一涨紧件131和第二涨紧件133均包括伸缩棒1310和支撑板1311。伸缩棒1310可移动地设在框体11上，一端与渐扩部的侧面相配合；支撑板1311固定在伸缩棒1310的另一端，包括用于支撑工件的内表面的支撑面。设置伸缩棒1310便于实现第一涨紧件131和第二涨紧件133的移动，减少其移动时的阻挡，设置支撑板1311有助于增大第一涨紧件131和第二涨紧件133和工件内壁的接触面积，减少工件的变形，使涨紧更加稳定可靠。当涨紧机构为多个时，如图2和图3所示，不同涨紧机构的对应相同移动方向的涨紧件的支撑板1311可以分开设置，也可以如图1和图4所所示，不同涨紧机构的对应相同移动方向的涨紧件的支撑板1311设为一体，设为一体可以进一步增加与工件内壁的接触面积。进一步地，伸缩棒1310与渐扩部的侧面接触的端面的形状与渐扩部的侧面相应，从而有助于使渐扩部对伸缩棒1310的推动更加稳定可靠。进一步地，支撑板1311的支撑面与工件的内壁的表面形状相应，从而可以进一步增大与工件内壁的接触面积。

在一些实施例中，框体11设有与伸缩棒1310间隙配合的伸缩孔111，伸缩棒1310上设有与其固定的限位块1312，限位块1312位于伸缩孔111与渐扩部之间，用于限定伸缩棒1310相对伸缩孔滑动的距离。伸缩棒1310与伸缩孔111的间隙配合可以使伸缩棒1310的来回移动更加稳定，设置限位块1312可以使伸缩棒1310的向外移动的最大距离受限，从而可以避免伸缩棒1310因为向外移动过多而从框体11上脱落。限位块1312可以通过固定连接或者一体成型的方式固定在伸缩棒1310上，限位块1312在如图所示的实施例中为环状限位块1312。

在一些实施例中，如图1至图5、图7至图8所示，涨紧工装1包括设置于框体11的底部的滚轮5。该设置可以在涨紧工装1送入工件内部和从工件内部取出时更加方便便捷。

在一些实施例中，涨紧机构包括两个涨紧组件，两个涨紧组件中一个涨紧组件的第一涨紧件131和第二涨紧件133沿水平方向设置，另一个涨紧组件的第一涨紧件131和第二涨紧件133沿竖直方向设置。如图2、图3和图9所示，在渐扩部的两侧设置的沿水平方向设置的涨紧组件可以对工件沿水平方向分布的内表面进行涨紧，在渐扩部的两侧设置的沿竖直方向设置的涨紧组件可以对工件沿竖直方向分布的内表面进行涨紧。本实施例可以对工件的内壁的四个方向进行涨紧，从而有助于减少工件的体积变形，同时也可以使本涨紧工装1能适应更多形状的箱型工件。

在一些实施例中，涨紧工装1还包括一个以上的调整部件14，一个以上的调整部件14用于叠放在第一涨紧件131和第二涨紧件133中至少一种涨紧件上以调整涨紧工装1适用的工件横截面尺寸范围。如图3所示，调整部件14与涨紧件的配合可以延伸该涨紧件在往涨紧方向的尺寸，即该涨紧件所在的涨紧组件所能适应涨紧的两侧内壁的范围变大。在一个方向上涨紧组件的两个涨紧件向外伸展，因移动长度有限不能够同时接触到对应的两侧内壁对其进行涨紧时，可以在移动长度不够的涨紧件外叠放调整部件14，延长其涨紧距离。调整部件14的设置使涨紧工装1能够适应的箱型工件的横截面尺寸范围扩大，使本实施例的涨紧工装1适合的应用场合增多。

在一些实施例中，如图3所示，调整部件14包括梯形架，梯形架包括在叠放在涨紧件上时与涨紧件贴合的横梁和分别位于横梁两侧的沿第一方向延伸的两竖梁。设置横梁可以用于传递涨紧件的涨紧力，通过设置竖梁可以增大与工件内壁的接触面积，使涨紧更加稳定可靠。在涨紧工装1包括多个涨紧机构时，可以通过在梯形架上对应设置相同个数的横梁来同时传递多个涨紧机构相同移动方向的涨紧件的涨紧力，从而使调整部件14可以更有效地传递多个涨紧力以使对工件的涨紧更加稳定可靠，同时也有助于对多个涨紧机构往同一涨紧方向上的尺寸进行统一调整和延伸。

在一些实施例中，涨紧工装1还包括用于密封框体11端部的封板6，封板6同时还可以对推动杆12进行支撑。

本发明第二方面公开一种用于工件内部的涨紧系统，包括至少一个上述实施例所述的涨紧工装1。

在一些实施例中，如图1、图3至图5所示，涨紧系统包括两个以上的涨紧工装1，两个以上的涨紧工装1的框体11和推动杆12首尾可拆卸地连接。相邻两个涨紧工装1的框体11通过第一连接结构3连接，第一连接结构3可以如图4、图5所示包括搭接板，通过搭接板同时固定在两个涨紧工装1的框体11上来对相邻两个涨紧工装1之间固定，搭接板与各框体11之间的连接可以是螺栓连接、销轴连接。第一连接结构3还可以如图3所示，通过在相邻框体11的对应的首尾端分别设置连接部，在图中连接部为连接板，然后通过螺栓对连接部进行连接。在一些图示未示处的实施例中，相邻框体11之间的首尾可拆卸连接还可以是卡扣连接。相邻两个涨紧工装1的推动杆12通过第二连接结构4连接，第二连接结构4可以如图4、图5所示为连接板分别与相邻的推动杆12侧面固定连接，第二连接结构4在一些图示未示出的实施例中，还可以是设在相邻推动杆12的首尾端相互配合的卡扣，通过卡扣固定连接相邻的推动杆12。本实施例的涨紧系统的涨紧工装1可以拼接，从而可以针对不同长度的工件调整涨紧系统的长度，使本实施例的涨紧系统适用的工件的长度范围大大增加。

在一些实施例中，如图1至图4、图7至图8所示，涨紧系统包括设于涨紧系统的端部的驱动装置2，驱动装置2与位于涨紧系统的端部的涨紧工装1的推动杆12驱动连接，驱动装置2用于驱动推动杆12在第一方向上的移动。驱动装置2可以如图1至图4、图7所示包括固定在框体上的螺纹孔20、与推动杆12固定在一起的与螺纹孔20螺纹配合的螺纹杆21、以及设置在螺纹杆端部的手轮22。通过手动转动手轮22可以带动螺纹杆21旋转，从而在固定在框体11上的螺纹孔20的作用下螺纹杆21向前移动，推动推动杆12向前移动。驱动装置2还可以是如图8所示的液压驱动装置，例如液压缸的活塞与推动杆12固定连接，通过活塞的移动来控制推动杆12的移动。

在一些实施例中，推动块132为以第一方向为中心轴的回转体，驱动装置包括连接在推动杆12的端部上的螺纹杆和设在框体11上的与螺纹杆配合的螺纹孔。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。