CN102837202B - 一种增力可锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增力可锁紧装置，用于对锁紧对象一个移动自由度的约束，包括：支撑套；立杆；横杆，居于所述压紧部所在支撑套端的相异端，且该横杆的一端铰接所述驱动部，另一端为支撑套轴向的导向结构所导向；以及驱动机构，输出连接所述横杆的另一端，沿所述支撑套的轴线方向驱动。依据本发明调整方便，且能够满足快速锁紧。

Description

一种增力可锁紧装置

技术领域

本发明涉及一种增力可锁紧装置，尤其涉及一种适用于轴向锁紧的装置。

背景技术

现有锁紧结构种类繁多，传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见。

螺母锁紧装置多用于悬臂轴，轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，易造成装拆效率低或造成裸露过长而强度不高的细螺纹的局部损伤。

紧定螺钉套锁紧装置的应用比较广泛，为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。

销套锁紧装置是靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向调整连续性差。

综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高，并且锁紧结构不是很紧凑，锁紧速度慢。因此，设计改进一款增力可锁紧装置可解决目前的缺点， 能够操作简单，快速方便锁紧。

增力机构作为机床夹具的夹紧机构，在各类机床夹具中广泛存在，而且随着切削速度的越来越高和重工业的发展，对增力机构夹紧力的要求也越来越高。采用增力机构可提高夹紧力并使结构紧凑、使夹紧更可靠。在手动夹具中采用增力机构能大大减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件。在液、气压传动夹具中采用增力机构除了能缩减夹具体积外，采用具有自锁功能增力机构还能产生极为显著的节能效果，具有较高的经济性。

应当了解，关于增力机构，目前还没有专门文献进行研究和分类，只是在各种机床夹具设计手册、机械加工工艺手册、机床设计手册、机械设计手册和各种机床夹具设计教材中的夹紧装置设计部分根据具体的型面来分类讲述，而且有些机构命名不一致，归类不统一，但作为增力机构本身，应为本领域的技术人员所了解。

为使本领域的技术人员对增力机构有所了解，下面对其进行相关说明：

在目前现有的科技文献中，增力机构多被归入机床夹具设计中的夹紧装置中，大多数情况下，俺具体的型面分类，以XX加紧机构进行命名，只有在个别文献中以XX增力机构进行命名。

一种斜楔增力机构以斜楔的相对斜面的一侧面为基准面，斜面为工作面，通过其他侧面的导向，实现工作面对工件的夹紧。而诸如螺旋增力机构、偏心增力机构、端面凸轮增力机构以及部分定心加紧机构都是斜楔增力机构的变形。如螺旋增力机构，通过如特定螺杆的拧紧实现对锁顶持工件的压紧。

以上描述以期使本领域的技术人员对增力机构有所了解，本文提出一种基于新的增力机构的增力装置。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种新的增力可锁紧装置，调整方便，且能够满足快速锁紧的技术要求。

为实现本发明的发明目的，依据较佳的实施例所技术方案为：

一种增力可锁紧装置，用于对锁紧对象一个移动自由度的约束，包括：

支撑套，配置为其轴线为所述移动自由度方向，并构成该锁紧装置的机架；

立杆，铰接于所述支撑套的外侧，形成摆动平面平行于或者过支撑套轴线的杠杆，且一端以支撑套为参考基准向内延伸形成有压紧部，另一端为驱动部；

横杆，居于所述压紧部所在支撑套端的相异端，且该横杆的一端铰接所述驱动部，另一端为支撑套轴向的导向结构所导向；以及

驱动机构，输出连接所述横杆的另一端，沿所述支撑套的轴线方向驱动。

依据本发明的增力可锁紧装置，传动部分利用杆系来构造，且所用杆系的主要构件是两类杆件，其中立杆为杠杆，一端形成有压紧部，当另一端被驱动时，压紧部在支撑套轴向和正交该轴向的一个方向各具有一个分位移，从而可以满足对相关工件在所述的移动自由度方向上的约束。而横杆另一端被约束，只能沿支撑套轴向运动，那么相对的一端对所述立杆的驱动部产生一个或拉或推的力，从而表现在压紧部就是或压紧或松脱的力而实现对工件的压紧，其传动环节比较少，横杆的另一端被直线驱动，可以瞬间被加载到立杆的压紧部，驱动机构部分仅需要提供简单的直线运动即可，整体上可以实现快速的锁紧。

再进一步选择的方案中，上述增力可锁紧装置，所述驱动机构包括凸轮，其中所述横杆的另一端对应凸轮而构成从动件，且所述驱动机构还包括连接到所述凸轮上一摇杆。

上述增力可锁紧装置，所述凸轮的凸轮轴通过带有凸轮轴轴承座孔的侧板连接到所述支撑套上，而所述摇杆固定连接到所述凸轮轴上，相应地，所述侧板在凸轮轴轴承座孔侧设有限位结构，用于约束所述摇杆的转角。

上述增力可锁紧装置，所述限位结构为轴对称地设置在所述凸轮轴轴承座孔侧的一对限位凸台。

上述增力可锁紧装置，所述立杆以及匹配连接的横杆各有一对，轴对称地设置在所述支撑套的外侧，相应地，两横杆在支撑套的向心端铰接。

上述增力可锁紧装置，两横杆的铰轴连接有一导向于所述支撑套内孔的导向部件。

上述增力可锁紧装置，与所述导向部件配合的内孔段含有内锥面，对应地，所述导向部件匹配的设有锥部。

上述增力可锁紧装置，所述导向部件为一止转块，该止转块包括连接于所述铰轴的基体，轴对称地设置在该基体上并构成所述锥部的至少一对导向部。

上述增力可锁紧装置，所述止转块还在支撑套的轴向与支撑套同轴地设有一导柱。

上述增力可锁紧装置，所述支撑套的压紧部侧的内孔段也设有从外到内缩径的内锥孔。

附图说明

图1为依据发明增力可锁紧装置的一种具体实施方式的结构示意图。

图2为图1在不锁紧的情况下结构示意图。

图3为依据本发明的一种增力可锁紧装置使用时的结构示意图。

图4为图3的左视图。

图5为一种止转块的结构示意图。

图6为图5的右视图。

图中，1、立杆，2、支撑套，3、立柱，4、销轴，5、止转块，6、横杆，7、凸轮，8、侧板，9、摇杆，10、限位凸台。

具体实施方式

参照说明书附图1，图中的立柱3为被夹紧对象，应当理解，针对不同的应用，可以表现为工件，也可以是某个需要被锁紧的设备的部件，它具有如图1上端所示的台肩、轴肩、轴环、或者其他具有如图1所示上部具有可被压紧型面结构的部件。

应当理解，如偏心轮是增力锁紧机构，其主要用于平面的压紧，因此，显然，依据如图1所示的增力锁紧机构，也能够基于面压紧，如图1中，两立杆压紧部工作面所对应的平面。因此，需要说明的是，如偏心轮式增力压紧机构，其应用对象应为其结构所限定，本文中所涉及的增力压紧装置亦是如此。

在一些实施例中，如图1所示的立杆1可以有一个，如图1所示，立柱3为定性为机架的，作为被锁紧对象的立柱3在其他方向被可靠约束，如果立柱3与支撑套2的配合精度比较高，一个立杆1及附属的横杆等构成的杆系可以满足夹紧要求。

在一些实施例中，以图1为例，立杆1配对使用，平衡施力。

在一些实施例中，以图1为例，立柱3为该增力可锁紧装置单向约束，或者说如图1所示的立杆的压紧部单向约束，类同于如螺旋压紧装置，取决于锁紧对象在另一个方向上被约束。

在一些实施例中，以图1为例，立柱3一个移动自由度的两个方向被一个增力可锁紧装置约束。

在一些实施例中，以图1为例，基于摩擦力，立柱3的绕其轴线的转动自由度也可被约束，应知，匹配转动自由度被约束的强弱，可以仅提供如图1所示由立杆1所形成的压紧结构，也可以单独设置防转结构。

在一个实施例中，一种增力可锁紧装置，用于对锁紧对象一个移动自由度的约束，包括：

支撑套2，配置为其轴线为所述移动自由度方向，并构成该锁紧装置的机架，同时，支撑套约束了锁紧对象主要是具有轴类特征的对象，在图1所示的结构中，具有轴类结构特征的立柱3部分被纳入到支撑套2中，形成对立柱3两个正交方向移动自由度的约束，同时，还约束了两个转动自由度，那么，对于物体在空间中6个自由度，在此仅剩两个自由度，如前所述，对应的转动自由度，可在所述的一个移动自由度约束的同时被约束，也可以单独被约束；

立杆1，铰接于所述支撑套的外侧，形成摆动平面平行于或者过支撑套轴线的杠杆，从而，形成靠近或原理立柱3和压紧或松脱立柱的分位移，然后，该立柱1一端以支撑套为参考基准向内延伸形成有压紧部，如图1所示的立杆上部，可以形成为与立杆的主体杆部分垂直，也可以有一些角度，同时，压紧部可以采用型面结构，在压紧立柱3的时具有最大的接触面积；立杆的另一端为驱动部，驱动所形成的杠杆摆动；

横杆6，居于所述压紧部所在支撑套端的相异端，且该横杆的一端铰接所述驱动部，另一端为支撑套轴向的导向结构所导向，加上支撑套所形成的机架，对应导向结构的另一个构件，连同立杆1一起构成一个四杆机构，此时，该四杆机构具有一个自由度，依据机构分析，匹配一个原动件；

从而，如图1所示，对应的远动件为导向结构对应的构件或者横杆6，匹配驱动机构，输出连接所述横杆6的另一端，沿所述支撑套的轴线方向驱动，实现四杆机构确定的运动形式。

应当理解，上述内容中，立杆1的两端应当延伸出支撑套2的两端才能具有如上文所述的构造。

关于所述驱动机构，可以直接取用现有的如螺旋压紧机构、偏心圆压紧机构等增力机构，它们均可以提供直线方向的快速压紧，如螺旋压紧机构，假定横杆需要较大的行程，那么匹配采用自锁多头螺纹即可，而如果需要较小的形成，匹配选择自锁单头螺纹即可。出于以上考虑，当前增力机构显然也可以应用为所述驱动机构。

在一些实施例中，如图1所示的结构中，所述驱动机构包括凸轮7，其中所述横杆的另一端对应凸轮而构成从动件，从而，通过凸轮曲线的合理设定，就可以实现从动件，也就是横杆的另一端不同的运动形式，且所述驱动机构还包括连接到所述凸轮上一摇杆9，手动操作。当然，基于签署的内容可知，如螺旋压紧机构，可以实现机械的操纵。其实包括摇杆9在内，或者凸轮机构本身，均可以实现机械操纵。如图凸轮机构，可以采用摆动液压缸来实现预定角度的转动。

如图3所示，所述凸轮的凸轮轴通过带有凸轮轴轴承座孔的侧板8连接到所述支撑套上，而所述摇杆固定连接到所述凸轮轴上，相应地，所述侧板在凸轮轴轴承座孔侧设有限位结构，用于约束所述摇杆9的转角。结合说明书附图1和附图2可知，对于立柱3，具有两个状态，即锁紧状态和解锁状态，对于立杆1，其只需要匹配这两个状态即可，而对于横杆6则具有水平时匹配压紧部最大压紧力，或者压紧死点，因此，可靠约束凸轮7的转角，可以使操作更简便，且施力效果更好。

本文中，倾向于采用机械限位，结构简单，方便手动的快速锁紧，因此，在机械缩进中，一种较佳的选择是，所述限位结构为轴对称地设置在所述凸轮轴轴承座孔侧的一对限位凸台10，如图3所示，摇杆9的转角被可靠约束。

限位凸台10可以采用挡销，方便拆装。

如前所述，为了获得更好的缩进效果，所述立杆1以及匹配连接的横杆6各有一对，以保证平衡施力，防止因为扭转力产生机械阻尼，降低可操作性。在上述结构中，两立杆1轴对称地设置在所述支撑套的外侧，相应地，两横杆6在支撑套2的向心端铰接，这样，两立杆1就可以被同步驱动。

在图1所示的结构中，销轴4，也就是立杆1形成杠杆的销轴4，位于立杆的中下部，从而，使得横杆6的动作幅度相对较小，而产生的压紧部部分的动作幅度可以比较大。

两横杆6的铰轴连接有一导向于所述支撑套内孔的导向部件，保证运动的可靠性。关于立柱3，如前所述，为具有轴类结构的部分，可以被纳入到支撑套内形成约束，显见的是，支撑套在本文中的实用，主要应对的就是具有轴类结构的锁紧对象，从而，支撑套2内孔因约束对象的需要而被部分的占据。在图1所示的结构中，导向部件可以导向于支撑套2，也可以导向于立柱3，还可以导向于两者配合形成的型面结构。由于立柱的自由度表现在其轴线方向和在必要条件下的转动方向，均不会对导向产生影响，因此，导向部件的导向形式可选择形式比较多。

应知，在一些实施例中，仅需要对如立柱3这样的锁紧对象一个压紧力即可，而在另一些实施例中，还需要一个与该压紧力方向相反的压紧力而形成夹持。在图1所示的结构中，所述支撑套的压紧部侧的内孔段设有从外到内缩径的内锥孔，如图1上部所示，这样可以形成所要求的夹持。

而更佳的方案是如图1所示，与所述导向部件配合的内孔段含有内锥面，图1支撑套2的下部，对应地，所述导向部件匹配的设有锥部，图1中止转块5的两边结构。

上段内容中，提及止转，产生如前所述的专用的止转部件，来约束立柱3的转动自由度，当解除该约束时，立柱3可以绕其轴线转动。

应知，如前所述，通过摩擦力，可以形成所需要的转动约束。但就转动止动来说，显然，所说的锥部偏心于立柱3设置，而立柱不含有对应的回转槽就可以形成。当匹配有回转槽时，所匹配的约束结构仍然是靠摩擦力来实现的。

在说明书附图4至6所示的结构中，所述导向部件为一止转块5，该止转块包括连接于所述铰轴的基体，轴对称地设置在该基体上并构成所述锥部的至少一对导向部。轴对称结构便于加工，且轴对称结构利于形成平衡力偶，产生所需要的平衡。

较佳地，所述止转块5还在支撑套2的轴向与支撑套同轴地设有一导柱。在图1至3所示的结构中，导柱导向于立柱3。

Claims (10)

1.一种增力可锁紧装置，用于对锁紧对象一个移动自由度的约束，其特征在于，包括：

支撑套（2），配置为其轴线为所述移动自由度方向，并构成该锁紧装置的机架；

立杆（1），铰接于所述支撑套的外侧，形成摆动平面平行于或者过支撑套轴线的杠杆，且一端以支撑套为参考基准向内延伸形成有压紧部，另一端为驱动部；

横杆（6），居于所述压紧部所在支撑套端的相异端，且该横杆的一端铰接所述驱动部，另一端为支撑套轴向的导向结构所导向；以及

驱动机构，输出连接所述横杆的另一端，沿所述支撑套的轴线方向驱动。

2.根据权利要求1所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述驱动机构包括凸轮（7），其中所述横杆的另一端对应凸轮而构成从动件，且所述驱动机构还包括连接到所述凸轮上一摇杆（9）。

3.根据权利要求2所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述凸轮的凸轮轴通过带有凸轮轴轴承座孔的侧板（8）连接到所述支撑套上，而所述摇杆固定连接到所述凸轮轴上，相应地，所述侧板在凸轮轴轴承座孔侧设有限位结构，用于约束所述摇杆（9）的转角。

4.根据权利要求3所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述限位结构为轴对称地设置在所述凸轮轴轴承座孔侧的一对限位凸台（10）。

5.根据权利要求1至4任一所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述立杆（1）以及匹配连接的横杆（6）各有一对，轴对称地设置在所述支撑套的外侧，相应地，两横杆在支撑套的向心端铰接。

6.根据权利要求5所述的增力可锁紧装置，其特征在于，两横杆（6）的铰轴连接有一导向于所述支撑套内孔的导向部件。

7.根据权利要求6所述的增力可锁紧装置，其特征在于，与所述导向部件配合的内孔段含有内锥面，对应地，所述导向部件匹配的设有锥部。

8.根据权利要求7所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述导向部件为一止转块（5），该止转块包括连接于所述铰轴的基体，轴对称地设置在该基体上并构成所述锥部的至少一对导向部。

9.根据权利要求8所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述止转块（5）还在支撑套（2）的轴向与支撑套同轴地设有一导柱。

10.根据权利要求5所述的增力可锁紧装置，其特征在于，所述支撑套的压紧部侧的内孔段也设有从外到内缩径的内锥孔。