CN101444878B - 穿孔定位夹紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种穿孔定位夹紧装置，其包括定位销，连杆，压紧件，驱动杆，定位块以及气缸，所述的驱动杆与连杆之间，压紧件与该定位销以及连杆之间通过铰链连接，构成增力铰链结构。本发明的穿孔定位夹紧装置把现有的杠杆的力传递方式变成增力铰链结构的传递方式，这种力铰链结构的最大特点就是摩擦损失小，增力倍数大，当压紧块接近工件时，能显著减小压紧块的压紧速度，且减轻压紧力对工件和压紧块的冲击，提高工件的表面质量和压紧块及整个机构的使用寿命。

Description

穿孔定位夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种机械领域，特别是一种定位夹紧装置。
背景技术
如图1以及图2所示，现有技术中用于车身零件前轮罩焊合件定位夹紧的穿孔式定位夹紧装置，其包括挡块，定位销，压紧件，定位块，驱动杆以及气缸。
该穿孔式定位夹紧装置工作方式是利用定位销和定位块对工件上已有的孔或设计的工艺孔和定位面进行定位，同时两压紧件分别绕各自的旋转中心摆动实现对工件的两侧夹紧作用。
此机构工作过程：当气缸推动驱动杆前进时，驱动杆上的一端接触压紧件的底端扳转压紧件转动直至压到工件；当紧夹气缸退回时拉动驱动杆返回时，驱动杆上端的挡块一端接触压紧件的上端扳转压紧件转动直至端头缩进定位销内。这种装置实现了对于板料工件需要穿孔定位夹紧的功能，两个压紧点能使工件受到的压紧力在孔的两边均衡，容易到位压紧且工件不易变形。尤其适合在空间受限、无法从板的两面对工件进行定位夹紧的部位使用。
这种穿孔式定位夹紧装置机构夹紧原理都是利用杠杆进行力的传递；但是这种夹紧机构由于本身结构原因造成动力装置(气缸)的驱动力在传递时，由于空间限制输入力的力臂较小，所以每个夹紧件在工作位置的夹紧力基本等于输入力的一半或更小，被夹紧工件易松动；而且夹紧件工作部分的运动速度基本大于等于驱动杆的运动速度，夹紧过程冲击大。。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种采用铰链增力传力的穿孔定位夹紧装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种穿孔定位夹紧装置，其包括定位销，连杆，压紧件，驱动杆，定位块以及气缸，所述的驱动杆与连杆之间，压紧件与该定位销以及连杆之间通过铰链连接，构成增力铰链结构。
本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的该气缸与该驱动杆连接并推动该驱动杆，该连杆与该驱动杆连接。
本发明解决进一步技术问题的方案是：当气缸推动驱动杆，固定在驱动杆上的铰链带动连杆围绕压紧件上固定铰链旋转，同时连杆驱动压紧件围绕定位销上的铰链旋转来实现压紧件工作部分对工件夹紧作用。
本发明解决进一步技术问题的方案是：当气缸退回时，连杆反向旋转，同时带动压紧件也反向旋转直到夹紧工件工作部分退回定位销内。
相较于现有技术，本发明的穿孔定位夹紧装置把现有的杠杆的力传递方式变成增力铰链结构的传递方式，这种力铰链结构的最大特点就是摩擦损失小，增力倍数大，当压紧块接近工件时，能显著减小压紧块的压紧速度，且减轻压紧力对工件和压紧块的冲击，提高工件的表面质量和压紧块及整个机构的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术中的穿孔定位夹紧装置的剖面结构示意图。
图2是现有技术中的穿孔定位夹紧装置的力传递原理示意图。
图3是本发明的穿孔定位夹紧装置的剖面结构示意图。
图4是本发明的穿孔定位夹紧装置的铰链带动连杆工作原理示意图。
图5是本发明的穿孔定位夹紧装置的增力传递原理示意图。
图6是本发明的穿孔定位夹紧装置的增力传递原理示意图。
具体实施方式
以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
请参阅图3，本发明提供了一种穿孔定位夹紧装置，其包括定位销11，连杆12，压紧件13，驱动杆14，定位块15以及气缸16。其中该气缸16与该驱动杆14连接并推动该驱动杆14，该连杆12与该驱动杆14连接。该压紧件13与该连杆12以及定位销11连接。所述的驱动杆14与连杆12之间，压紧件13与该定位销11以及连杆12之间通过铰链连接，以实现力的传递。
如图4所示，当气缸16推动驱动杆14，固定在驱动杆14上的铰链带动连杆12围绕压紧件13上固定铰链旋转，同时连杆12驱动压紧件13围绕定位销11上的铰链旋转来实现压紧件13工作部分对工件夹紧作用。当气缸16退回时，连杆12反向旋转，同时带动压紧件13也反向旋转直到夹紧工件工作部分退回定位销11内。
如图5以及图6所示，本发明的穿孔定位夹紧装置通过增力铰链式连接原理图对夹紧件在接近工作状态的夹紧力和机构运动进行分析：
1、根据力平衡定理对夹紧力分析如下：
F2＝0.5×F1/sin∠a
F3＝F2×L2×sin∠c/L3
本发明的穿孔定位夹紧装置最终的工作状态是连杆12的两个铰链处于同一水平位置，即∠a＝0，∠b＝90°，∠c＝90°，所以∠c+∠a≥∠b+∠a＝90°，∠b≤90°
F3≥0.5×F1×L2×sin∠b/(L3×sin∠a)
F3≥0.5×F1×L2×ctg∠a/L3
我们假设L2＝L3就可以得到F3≥0.5×F1×ctg∠a
因此本发明的穿孔定位夹紧装置的理想工作状态时，∠a为最小值0，但是为了在夹具磨损或者松动时避免夹紧失效，影响夹紧可靠性，综合考虑并结合实际情况，一般取夹紧储备角∠a＝5°～10°。
当∠a＝10°时，F3≥0.5×F1×ctg10°≈2.9F1；增力效果显著。
2、机构运动分析如下：
V3＝V2×L，/L2
V2≈V1×tg∠a
我们假设L2＝L3就可以得到，V3＝V2
V3≈V1×tg∠a
当∠a＝10°时，V3≈V1×tg10°≈0.2V1；能有效减小冲击。
本发明的穿孔定位夹紧装置把现有的杠杆的力传递方式变成增力铰链结构的传递方式，这种力铰链结构的最大特点就是摩擦损失小，增力倍数大，能显著减小压紧块的压紧速度，且减轻压紧力对工件和压紧块的冲击，提高工件的表面质量和压紧块及整个机构的使用寿命。
在输入力相同的情况下，该装置增力铰链机构可以使夹紧点的输出力增大约5倍；在输入力受到限制的情况下，其增力特点就尤为重要。在车间气源相同压强下，不需要增加加压设备和更大缸径的气缸，进而降低汽车制造成本。同时可以减小对被夹紧工件冲击，由于该机构优越的运动特性，当输入运动为匀速运动，夹紧点开始快速运动，而接近被夹紧工件时，其运动速度降低到原有速度的1/5左右，在满足生产节拍情况下，有效地减小夹紧点对工件冲击，保证了工件的外观质量。

Claims (1)

1.一种穿孔定位夹紧装置，其包括定位销，连杆，压紧件，驱动杆，定位块以及气缸，其特征在于：所述的驱动杆与连杆之间，压紧件与该定位销以及连杆之间通过铰链连接，构成增力铰链结构，所述的该气缸与该驱动杆连接并推动该驱动杆，该连杆与该驱动杆连接，当气缸推动驱动杆，固定在驱动杆上的铰链带动连杆围绕压紧件上固定铰链旋转，同时连杆驱动压紧件围绕定位销上的铰链旋转来实现压紧件工作部分对工件夹紧作用，所述的连杆的两个铰链处于同一水平位置，当气缸退回时，连杆反向旋转，同时带动压紧件也反向旋转直到夹紧工件工作部分退回定位销内，所述连杆为两个，通过两个铰链连接所述驱动杆，未压紧时，驱动杆左侧连接右侧的连杆，驱动杆右侧连接左侧的连杆。
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