一种紧固件加工用智能定位夹持装置的制作方法

本发明涉及紧固件加工，具体为一种紧固件加工用智能定位夹持装置。

背景技术：

1、紧固件通常是指将两个或两个以上零件紧固连接成一个整体的机械零件，经常用在电器、机械、化工等行业，它具有品种多，用途广等特点，目前市面上最常见的紧固件便是螺母和螺栓，其中螺栓的加工方式有滚压加工和搓丝加工，而一些大直径的特种螺栓还会使用到切削加工，至于螺母则通常是先钻孔再攻丝。

2、目前通过切削方式加工的大直径特种螺栓，以及螺母通常使用的定位夹持装置原理基本都和三爪卡盘类似，如专利“cn113492329a紧固件定位装置及其紧固件加工设备(公开日2021.10.12)”、“cn114654012a一种用于紧固件生产的夹持机构及其切割装置(公开日2022.06.24)”等，这些定位夹持装置通常考虑的问题是便携性、以及夹紧的牢靠性，但在紧固件实际加工过程中，经常会出现以下问题：第一，由于紧固件的形状各异，因此无法保证夹持装置与紧固件的接触面积都合适，为了保证夹紧的牢靠性难免会以较大的夹紧力夹持紧固件，此时紧固件很容易出现形变或者局部损伤的问题；第二，螺母在钻孔时，螺母会有和钻头一起旋转的趋势，目前的定位夹持装置基本上没有检测螺母状态的功能，当定位夹持装置的夹紧力因各种意外事故出现问题时，工作人员通常无法及时获知螺母旋转的信息，进而造成螺母外表面发生损伤。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种紧固件加工用智能定位夹持装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种紧固件加工用智能定位夹持装置，所述智能定位夹持装置包括底座、固定机构和加固机构，所述固定机构和加固机构水平设置在底座的上方两端，所述固定机构包括第一活动座、支撑组件、换向座和夹持组件，所述第一活动座滑动安装在底座上，所述支撑组件设置在第一活动座远离加固机构的一端，所述换向座设置在第一活动座靠近加固机构的一端，所述夹持组件设置在换向座的内部，所述加固机构包括第二活动座和顶杆，所述第二活动座滑动安装在底座上，所述顶杆设置在第二活动座靠近固定机构的一端，所述支撑组件具有升降功能，所述换向座具有换向功能，通过所述夹持组件夹持紧固件。

3、底座为本发明的支撑基础，同时底座上设置有滑槽和直线马达，通过直线马达控制第一活动座和第二活动座在底座上滑动，以方便夹持组件和顶杆在夹持住紧固件后能够根据需要移动到切削刀具或者钻头的下方，由于紧固件通常有螺栓和螺母组成，因此本发明设置有换向座和支撑组件，通过换向座能够控制夹持组件处于水平状态或者垂直状态，从而方便工作人员根据需要夹持螺栓或者螺母，通过支撑组件能够防止螺栓或者螺母在加工时换向座因受力而发生偏移，最后本发明设置的夹持组件还具有监测功能，通过夹持组件能够判断钻头在对螺母钻孔时，螺母是否完全固定，以避免螺母发生旋转现象，以至于螺母表面受损。

4、进一步的，所述第一活动座的内部设置有升降电机、锥齿轮组件和丝杠，所述升降电机通过锥齿轮组件和丝杠控制支撑组件升降，所述第一活动座的外侧设置有旋转电机，所述旋转电机通过旋转轴控制换向座换向，所述换向座的内部侧端设置有驱动电机，所述夹持组件的外侧设置有外齿轮，所述驱动电机通过传动齿轮和外齿轮驱动夹持组件在换向座内旋转。

5、通过上述技术方案，在生产螺栓时，通过旋转电机和换向座能够使得夹持组件处于水平状态，进而方便夹持组件和顶杆夹持螺栓，此时通过升降电机、锥齿轮组件和丝杠控制支撑组件升降，通过支撑组件防止换向座受力偏移，最后开启驱动电机，通过驱动电机、传动齿轮和外齿轮能够使得夹持组件在换向座内旋转，以保证切削刀具能够正常加工螺栓，在生产螺母时，通过换向座能够使得夹持组件处于垂直状态，此时方便钻头对螺母进行钻孔，通过支撑组件能够起到支撑换向座的作用。

6、进一步的，所述夹持组件包括夹持座、支撑杆和夹爪，所述夹持座的内部远离加固机构的一端设置有第一传动室，所述夹持座的内部靠近加固机构的一端设置有第三传动室，所述夹持座的内部中间位置处设置有第二传动室，所述第一传动室和第二传动室的内部分别设置有第一气囊和第二气囊，所述第三传动室的内部设置有传动弹簧架，所述夹爪固定安装在传动弹簧架伸出第三传动室的一端，所述第一传动室与第三传动室之间通过传动槽相连通，所述夹持座的内部还设置有气泵，所述支撑杆设置在第二传动室内部靠近加固机构的一端，所述气泵通过三通管与第一气囊和第二气囊相连接，所述三通管靠近第一气囊的一端和靠近第二气囊的一端分别设置有一组阀门。

7、本发明中第一传动室和第二传动室内均填充有传动液，同时气泵具有吹吸两用功能，通过上述技术方案，紧固件在放置到夹持组件内时，三通管上靠近第一气囊一端的阀门处于开启状态，靠近第二气囊一端的阀门处于闭合状态，此时气泵工作会使得第一气囊膨胀，以至于第一传动室内的传动液进入到第三传动室，在液压的作用下，夹爪会夹持住紧固件，当紧固件被夹持后，改变三通管上两组阀门的状态，即靠近第一气囊一端的阀门处于闭合状态，靠近第二气囊一端的阀门处于开启状态，此时第二气囊膨胀，支撑杆会顶住紧固件，避免紧固件发生轴向移动，以至于外表面与夹爪发生摩擦损坏。

8、进一步的，所述支撑杆与第二传动室之间通过复位弹簧相连接，所述支撑杆靠近加固机构的一端截面为u形结构，所述支撑杆的内部靠近加固机构的一端设置有活动架，所述活动架的外部缠绕有支撑弹簧。

9、通过上述技术方案，在生产螺母时，钻头会对螺母施加一组垂直的作用力，本发明中除了夹爪能够夹紧螺母外，通过支撑杆能够抵消一部分钻头对螺母的作用力，进而尽量减小夹爪对螺母的夹紧力，防止夹爪对螺母施加的夹紧力过大，造成螺母变形损伤，最后由于力的作用是相互的，因此本发明将支撑杆靠近加固机构的一端设置为u形截面，同时设置活动架，能够起到增加受力面积的作用，避免螺母单位面积受力过大而损伤。

10、进一步的，所述支撑杆的内部远离加固机构的一端设置有磁场发生器，所述活动架靠近磁场发生器的一端具有磁性。

11、在生产螺母时，本发明中设置的磁场发生器会产生吸引活动架的磁力，而磁场发生器产生的磁力大小与钻头伸入螺母的深度成正比，即钻头伸入螺母的深度越大，磁场发生器产生的磁力越大，通过磁场发生器产生的磁力能够使得活动架向靠近磁场发生器的方向移动，通过上述技术方案，能够防止钻头在将螺母钻通时，钻头与活动架相接触，进而避免活动架的损坏。

12、进一步的，所述夹爪包括连接座和弹性架，所述弹性架设置在连接座远离传动弹簧架的一端，所述弹性架为可恢复的弹性金属材质且截面为弧形结构，所述连接座的内部设置有泄压槽，所述泄压槽的内部设置有柔性板，所述柔性板与泄压槽之间通过柔性弹簧相连接。

13、本发明在连接座和弹性架之间的区域填充有绝缘液，通过上述技术方案，本发明中夹爪在夹持螺母或者螺栓时，弹性架会发生形变，此时夹爪与螺母或者螺栓的接触面积会相应的增大，相比于目前使用的三爪卡盘等夹持装置，本发明能够在保证夹紧力的基础上，尽量降低紧固件单位面积所受到的作用力，防止紧固件局部受损。

14、进一步的，所述柔性板靠近柔性弹簧的一端设置有压电片，所述压电片与气泵电性连接。

15、通过上述技术方案，夹爪在夹持紧固件，使得弹性架发生形变时，连接座和弹性架之间填充的绝缘液会进入到泄压槽内，并对柔性板产生一组挤压力，此时柔性板会压缩柔性弹簧，根据力的相互性，柔性弹簧会对柔性板上的压电片产生一组作用力，此时压电片会产生一组电信号，由于该组电信号与紧固件所受到的夹紧力正相关，因此当压电片产生的电信号过大时工作人员能够及时停止气泵的工作，避免气泵向第一气囊内输入的气体过多，以至于夹爪的夹紧力过大而损伤紧固件。

16、进一步的，所述夹爪还包括感应架，所述连接座的内部靠近感应架的一端设置有伸缩槽，所述感应架的一端与弹性架固定连接，所述感应架的另一端伸入伸缩槽内，所述感应架的内部设置有两组导电块，两组所述导电块之间通过导电弹簧杆相连接，所述导电弹簧杆上弹簧的变形难度大于泄压槽内柔性弹簧的变形难度。

17、本发明在第一活动座的外部设置有监测面板，监测面板内部设置有电池，同时监测面板自身具有电流检测功能，紧固件加工过程中，两组导电块、导电弹簧杆、电池和监测面板形成一组回路，在生产螺母时，若因为夹紧力的问题导致螺母出现了旋转现象，那么螺母会对弹性架的一端产生挤压力，使得弹性架的一端发生形变，而液体一般具有不可压缩性，因此这时连接座和弹性架之间填充的绝缘液会有两种运动途径，第一种是进入到泄压槽内，第二种是进入到感应架内，由于夹爪在夹持螺母时，柔性弹簧已经形变过一次，再次形变的难度较大，所以螺母在加工过程中若发生旋转现象时，连接座和弹性架之间填充的绝缘液大部分会进入到感应架内，此时两组导电块之间的距离会相应的缩短，而监测面板上显示的电流也会产生相应的变化，工作人员根据监测面板上的电流变化能够及时发现螺母的运动状态，避免螺母外表面与夹爪摩擦损坏。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明相比于目前的定位夹持装置设置有换向座和支撑组件，通过换向座能够控制夹持组件处于水平状态或者垂直状态，从而方便工作人员根据需要夹持螺栓或者螺母，通过支撑组件能够防止螺栓或者螺母在加工时换向座因受力而发生偏移，本发明还设置有支撑杆和弹性架，通过支撑杆能够抵消一部分钻头对螺母的作用力，进而尽量减小夹爪对螺母的夹紧力，防止夹爪对螺母施加的夹紧力过大，通过弹性架能够在保证夹紧力的基础上，尽量降低紧固件单位面积所受到的作用力，防止紧固件局部受损，本发明中支撑杆内部设置的磁场发生器会产生与钻头伸入螺母深度成正比的磁力大小，通过磁场发生器能够避免钻头在将螺母钻通时，钻头与活动架相接触，进而避免活动架的损坏，最后本发明还设置有感应架，在生产螺母时，若因为夹紧力的问题导致螺母出现旋转现象，螺母会对弹性架的一端产生挤压力，此时连接座和弹性架之间填充的绝缘液大部分会进入到感应架内，进而使得两组导电块之间的距离缩短，工作人员根据监测面板上的电流变化能够及时发现螺母的运动状态，避免螺母外表面与夹爪摩擦损坏。