CN101011816A - 一种节材型新式结构的台虎钳 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种新型结构的较节约原材料的新型台虎钳，由固定钳体、活动钳体、螺杆运动副等主要零部件组成，其特征在于与固定钳体为一体的具有内螺纹的螺母座，安置在固定钳体的左侧门框结构的下门槛上，从而大大缩短内力流的传递路径，不但节省了钳体的原材料，而且减少了加工面，降低了成本。

Description

一种节材型新式结构的台虎钳

技术领域

本发明涉及一种新型结构的较节约原材料的新型台虎钳，该新型结构的特点是其将具有内螺纹的螺母座(以下简称螺母座)与固定钳体铸造为一体，从而减少了加工面，另外螺母座的设计位置安放在固定钳体的左侧门框结构的下门槛上，这样缩短了内力流的传递路径，即节省了钳体的原材料，又减少了加工面，降低了成本。

背景技术

台虎钳是钳工用于装配、维修和家庭汽车库房必备最常用的基本钳工工具，每年需求量很大，达几千万台。但从其台钳的种类、规格、外型设计风格等方面，虽各有差异，如有“美式”、“欧式”、“日式”、“中国式”台钳之分，但因台钳行业到如今已有传相数百年之久的历史，经这几百年的不断的完善和改进及优胜劣汰的洗礼，在其构造原理上则已大同小异，最典型的构造如图1，他们共同特征是：在构造上，其主要功能性关键零件都是由下列四大主要部件组成：固定钳体1、活动钳体2、螺杆3、螺母座4。这四大部件中，重量最大，构造最复杂的是固定钳体1，其重量约占台钳总重量的2/3左右，材料一般为铸铁；这四个主要零件都是各自独立的，活动钳体装在固定钳体内有导轨连结，滑动配合，其螺母座4安装在固定钳体1上而成为一个部件，另外螺杆3安装在活动钳体2上成为另一个部件，然后将这两个部件通过螺杆3与螺母座4的连结再装在一起，而成为整体台钳。工件8放在两个钳口铁6和7之间，转动螺杆3，因螺母座4固定在固定钳体1上，则螺杆3就带动钳体2前进，以将工件8夹紧在两个钳口铁之间。

我们研究台钳的上述结构后，将发现螺母座4与固定钳体1，这两个单独零件，通过螺钉5固定为一体的方法，存在下列三个缺点：一是构造复杂，需要加工的平面多，增加制造成本，如：对螺母座4，需要加工的平面有：水平面4.1和垂直面4.2；对固定钳体1，需要加工的有水平面1.1，垂直面1.2，从而增加了制造成本；第二缺点是加工这些平面时，要求精度较高，因它们的相对位置精度要受到五个自由度的定位约束，才能保证螺母中心线与螺杆中心线在同轴线上，故加工成本也较高。第三个缺点是固定钳体1的内力流传递路线较长，故消耗材料就多，也增加了成本。例如：从图1可知，当转动螺杆3时，在螺杆的作用下，对螺母座4产生拉力“P”，迫使活动钳体2和钳口铁7，一同向右移动，直到对工件8产生一对夹紧力“N”以将工件夹持在两个钳口铁6、7之间，下面分析在螺杆3和螺母座4这运动副作用下：当螺母座4受到的拉力“P”时，它的传递路线如下：这“P”首先通过螺母座4的垂直平面4.2传递给钳体1的垂直平面1.2，再经过壁厚为h₁的底盘1.5传至立柱1.6，最后再传递至钳口铁6上，最终与钳口铁6受到的工件夹持压力“N”相平衡，由此可知，这内力“P”和“N”之间的内力流互相传递路线是较长的，因凡力流经过之处的壁厚等都必须加厚，加强，如图1-II所示的固定钳体1的底盘1.5的厚为“h₁”和侧壁1.4的厚为“b₁”的尺寸都需要加大，就要增加材料的消耗，总之凡力流的路线愈长，成本也就愈高。本发明之目的，就是要克服上述三个缺点，而提出的本发明的新型台钳结构。

发明内容

本发明为克服旧式台钳的上述三个缺点提供一种新型结构的台钳，所采用的技术方案是见图2-I，其特征在于：台钳的螺母座9.2与台钳的固定钳体9铸或焊接成一体，并将螺母座9.2安置在固定钳体的左侧门框结构的下门槛上。该门框结构的构造见图3-I和图3-II所示，它由安装钳口铁6的上门框9.3、与底座为一体的下门槛9.6、左门框立柱9.4和右门框立柱9.5组成。按特殊需要螺母座9.2也可安置在其它合适的位置。其与螺杆3相啮合传动的螺母的内螺纹9.1，直接制做在螺母座9.2上。本发明的有益效果是克服了如图1-1所示的传统台钳的结构因螺母座4与固定钳体1是分别为两个零件，然后用螺钉5固定，所带来的上述的三个缺点，如①当螺母座9.2与固定钳体9铸成一体后，则省去了图1-I中的下列四个加工面的制造成本，即解决了螺母座4上的4.1和4.2，固定台钳体1上的1.1和1.2，都不需加工的技术问题；②也因免去了上述四个加工面，从而也随同解决了因加工这四个面时要求的相对位置几何精度较高所带来的麻烦问题；③因本新型结构的台钳，其受拉力“P”的螺母座9.2的位置处在离受工件夹紧力“N”的钳口铁6的距离很近的位置。故这两个内力“P”和“N”相互传递的内力流的路径很短，故凡这内力流不经过的地方的壁厚，如底壁9.7的厚度尺寸“h₂”和侧壁9.10、9.11的厚度尺寸“b₂”都可减薄，有时底壁厚度“h₂”可做到零，即底壁中部为一个孔洞的结构，从而解决了减轻固定钳体1的重量，节约材料，降低了成本的技术问题。举例：中国有80多家台钳制造厂按中国台钳行业标准：QB/T1558.2-92为例，其“重型”铸铁台钳，当台钳的规格(即台钳的钳口宽度)为150mm(6″)时，其国家标准的额定夹紧力规定为3000公斤。当铸铁材料相同时，则国内台钳厂旧式结构的台钳每台重量：30-34公斤，平均重量约为32公斤，而采用本发明的新式结构的台钳，则每台仅19公斤，节省了材料为41％，同样对于规格为200mm(8″)而言，国家标准的额定夹紧力为：4000公斤，则旧式结构的台钳每台重量：46-56公斤，平均重量约为49公斤，而采用本发明新式结构的台钳，则每台仅重28公斤，节省了材料43％。如果平均节省材料按三分之一(33％)计算，这样对中国乃至世界台钳行业来讲，节约的价值也是很可观的，例如：中国的80多家台钳制造厂全部生产旧式结构的台钳，目前每年生产的铸铁台钳的总台数约1500万台，因有大小规格不一样，如平均每台重为20公斤，则每年消耗铸铁材料总共约30亿吨。如果采用本发明的新式台钳结构，按节约三分之一(33％)计算，每年可节省10亿吨铸铁，按目前市场价每吨铸件为0.4万元，则每年可节省4亿元，而且还节省了大量的能源和人力资源。同样本发明如在全世界推广应用，则节约的总价值更为可观，例如：按国际海关的“台钳”统一货品分类号为：8205700060查证，仅2005年，美国从世界各国进口的台钳(旧式结构的)总量为：24,914,005台，即约2500万台，(数据来源于美国商务部和美国国际贸易委员会的关贸数字)，按此推算，则全世界仅就发达国家每年的台钳销售总量仅是这数字的三倍，则每年发达国家的台钳销售总量，即达7500万台，如按每台平均为20公斤计算，则每年台钳所消耗铸铁的总数就达150000万公斤，即为150亿吨，则经推广普及后，约有50％的台钳采用本发明的新式的结构，加上每台节约铸铁按33％计算，则每年可节约的铸铁总数为：25亿吨，如平均每吨价值按500美元，则全世界每年就可节约上千亿美元。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1-I为目前世界相传几百年来各国普遍采用的传统旧式台虎钳的基本构造之主视图

图1-II为图1-1中的固定钳体1的A1-A1剖面图

图2-I为本发明最佳实施方案之一的主视图

图2-II为图2-I主视图的B-B剖面图

图3-I为图2-I主视图中的固定钳体9的主视图

图3-II为图3-I中的C-C向剖视图

图3-III为图3-I中的D-D剖面图

图4为图2-I主视图的螺母座上的内螺纹是用一个单独螺母镶在螺母座内孔中的构造图。

具体实施方式

图2-I是本发明的实施方案之一，该台钳的主要零部件由固定钳体9、活动钳体2、螺杆3、钳口铁6、7组成，活动钳体2安装在固定钳体9内，有导轨连结，互相为滑动配合，螺母座9.2与固定钳体铸为一体，螺母座9.2的上部加工有内螺纹孔9.1与螺杆3上的外螺纹3.1相啮合，活动钳体2在螺杆3的带动下，可相对固定钳体左右方向滑动，以通过钳口铁6、7来夹紧和松开工件8。关于图2-I中的固定钳体9的构造，见其主视图3-I，其图3-II为固定钳体9的左侧即靠近安装钳口铁6的门框形结构的C-C向截面剖视图。这门框形结构是由：安装钳口铁6的上门框9.3、与底座为一体的下门槛9.6、左门框立柱9.4和右门框立柱9.5组成。为使螺母座所受的拉力P能以最短的路径传递至钳口铁6上，与其所受的夹紧力N平衡，则这螺母座的设计位置，是处在这门框结构的安装钳口铁6的下部的下门槛9.6上。图4为上述实施方案的改进型结构，其特征在于将图3-I中螺母座9.2上只加工一个内孔9.11，另外将螺母10镶配并固定在该孔9.11中，关于螺母10既可以是常规的如梯形或锯齿形螺纹的螺母，也可以是其它的如快速自动开合式的“机芯”螺母。

Claims (2)

1、一种节材型新式结构的台虎钳，由手柄、钳口铁、固定钳体、活动钳体、螺杆、具有内螺纹的螺母座等组成，其特征是：具有内螺纹的螺母座与固定钳体为一体。

2.根据权利要求1所述的一种节材型新式结构台钳，其特征在于与固定钳体为一体的具有内螺纹的螺母座，安置在固定钳体的左侧门框结构的下门槛上。

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