CN107336043B - 一种自动式工件夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动式工件夹紧装置，包括可动压板、若干个滑动导柱、丝杆螺母组件和扭矩输送机构；丝杆螺母组件包括T型螺母和丝杆，T型螺母固定设置在可动压板上，丝杆的上端与T型螺母螺旋传动配合连接，丝杆的下端与扭矩输送机构连接；在T型螺母两侧的可动压板上还设有固定连接滑动导柱上端的第一通孔，滑动导柱与丝杆轴向平行设置；扭矩输送机构将扭矩传递至所述的丝杆，所述的丝杆与所述的T型螺母螺旋传动，从而带动所述的可动压板沿所述的丝杆轴向向下运动，夹紧工件。本发明在可对工件进行自动夹紧的前提下，保证输出的夹紧力为一恒定值，既不会因夹紧力过小而达不到夹紧效果，也不会因夹紧力过大而损坏被夹紧工件。

Description

一种自动式工件夹紧装置

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种用于工件装夹的自动式夹紧装置，该自动式工件夹紧装置可以输出一个恒定的夹紧力作用于被夹紧工件上。

背景技术

夹紧装置在机械制造过程中常用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹紧装置，如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件定位、夹紧。无论是传统制造业还是现代柔性制造系统，由于大量的加工操作需要装夹，夹紧装置就显得尤其重要，它直接影响加工质量，生产效率及加工成本等，好的夹紧装置设计可以提高产品生产率，保证加工精度，降低生产成本及减轻劳动强度。

夹紧装置按照动力源的不同可以分为手动夹紧装置和气动夹紧装置。手动夹紧装置是借助人手的力量给夹具施力，让夹在夹紧装置中间的工件被“卡死”，达到固定的效果。手动夹紧装置操作简单而且价格实惠，但是手动夹紧装置的夹紧力大小完全取决于操作者的力量，非常不易控制，当夹紧力过大时容易损害被夹紧工件和夹紧装置，而夹紧力过小又不能实现对工件的完全夹紧。气动夹紧装置是以压缩空气为动力源的一种夹具，它通过气缸把空气压力转换为机械能，可以实现式样定位、夹紧的效果。气动夹紧装置操作简单，便于实现自动化控制，不需要借助认为的力量也能进行夹紧工作，但是气动夹紧装置价格非常昂贵而且维修成本也很高。

发明内容

本发明针对现有夹紧装置的不足，提供了一种自动式工件夹紧装置，该夹紧装置可输出恒定夹紧力，以解决了现有夹紧装置无法控制夹紧力或使用成本昂贵的问题。

本发明的技术方案如下：

一种自动式工件夹紧装置，包括可动压板、若干个滑动导柱、丝杆螺母组件和扭矩输送机构；

所述的丝杆螺母组件包括T型螺母和丝杆，所述的T型螺母固定设置在所述的可动压板上，所述的丝杆的上端与所述的T型螺母螺旋传动配合连接，所述的丝杆的下端与所述的扭矩输送机构连接；

在所述的T型螺母两侧的所述的可动压板上还设有固定连接所述的滑动导柱上端的第一通孔，所述的滑动导柱与所述的丝杆轴向平行设置；

所述的扭矩输送机构将扭矩传递至所述的丝杆，所述的丝杆与所述的T型螺母螺旋传动，由于所述的T型螺母和所述的滑动导柱均固定连接在所述的可动压板上，从而带动所述的可动压板沿所述的丝杆轴向向下运动，夹紧工件。

优选为，还包括夹具座，所述的夹具座包括第一基座和第二基座，在所述的第一基座的底部设有若干个与所述的第二基座上部设有的若干个螺纹孔相对应的可通过螺母固定连接的螺纹孔，且由所述的第一基座和所述的第二基座组成放置所述的扭矩输送机构的内腔，所述的第一基座上设有沿所述的滑动导柱运动的第二通孔，所述的滑动导柱的下端置于所述的第二通孔内，伸至所述的内腔。

优选为，所述的扭矩输送机构包括蜗轮蜗杆组件，所述的轮蜗杆组件包括蜗杆、蜗轮和第一轴承，所述的蜗杆包括蜗杆轴输入段、第一轴承支承段和蜗杆螺纹段，所述的第一轴承支承段设有一对支承在所述的内腔的所述的第一轴承，所述的蜗杆螺纹段与所述的蜗轮螺旋传动连接，所述的蜗轮与所述的丝杆的下端连接。

优选为，所述的蜗轮的周向固定采用键槽与过盈配合组合，在所述的蜗轮的中心设置有与所述的丝杆下端连接的连接孔。

优选为，所述的扭矩输送机构还包括永磁力矩限幅器和旋转电机，所述的永磁力矩限幅器包括在同一轴线上的永磁侧半联轴器和磁滞侧半联轴器；所述的永磁侧半联轴器包括永磁侧半联轴器输出轴和永磁圆盘，在永磁侧半联轴器输出轴的左端设有第一键槽，通过所述的第一键槽连接到所述的蜗杆轴输入段，所述的永磁侧半联轴器输出轴的右端与所述的永磁圆盘固定连接，其中，所述的永磁圆盘为圆盘状结构，该圆盘状结构一部分为永磁材料，另一部分为普通材料；

所述的磁滞侧半联轴器包括磁滞侧半联轴器输入轴和磁滞圆盘，所述的磁滞侧半联轴器输入轴的右端设第二键槽，通过所述的第二键槽连接到所述的旋转电机的输出轴，所述的磁滞侧半联轴器输入轴的左端与所述的磁滞圆盘固定连接，其中，所述的磁滞圆盘为圆盘状结构，该圆盘状结构一部分为磁滞材料，一部分为普通材料；

所述的永磁圆盘与所述的磁滞圆盘并不接触，且两圆盘间有一狭小缝隙。

优选为，在所述的第一基座和所述的第二基座的同一侧上均设有若干个与所述的旋转电机固定连接的螺纹孔。

优选为，所述的第二基座的下部设有若干个与工作台固定连接的螺纹孔。

优选为，所述的T型螺母上设有T型螺纹孔，所述的丝杆包括第二螺纹段、第二轴承支承段、蜗轮配合段和圆螺母配合段，所述的第二螺纹段与所述的T型螺纹孔螺旋传动配合连接，所述的第二轴承支承段设有一对支承在所述的第一基座的第二轴承，所述的圆螺母配合段设有圆螺母，所述的蜗轮配合段与所述的扭矩输送机构连接。

优选为，在所述的第一基座上设有装设所述的第二轴承的通道，且在所述的通道的所述的第一基座上设有轴承端盖。

优选为，所述的滑动导柱包括第一螺纹段、导向滑动段和连接所述的第一螺纹段和所述的导向滑动段的连接段，所述的第一螺纹段通过螺母配合固定连接设置在所述的可动压板上，所述的连接段的长度等于所述的可动压板的厚度，所述的导向滑动段的尺寸大于所述的第一通孔的尺寸。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明的一种自动式工件夹紧装置，在可对工件进行自动夹紧的前提下，保证输出的夹紧力为一恒定值，既不会因夹紧力过小而达不到夹紧效果，也不会因夹紧力过大而损坏被夹紧工件；

二、本发明的一种自动式工件夹紧装置，该装置的扭矩输送机构包括依次连接蜗轮蜗杆组件、永磁力矩限幅器和旋转电机，旋转电机将动力传递到永磁力矩限幅器上，永磁力矩限幅器通过蜗轮蜗杆组件将恒定力矩输送至丝杠转动，实现可动压板沿丝杆轴向向下运动，夹紧工件；

三、本发明的一种自动式工件夹紧装置，通过设置将丝杆的上端与T型螺母螺旋传动配合连接，T型螺母和滑动导柱均固定设置在可动压板上，且滑动导柱可周向向下运动，从而实现当丝杠与T型螺母螺旋传动时，可动压板沿所述的丝杆轴向向下运动。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种自动式工件夹紧装置的工作示意图；

图2为本发明的一种自动式工件夹紧装置的结构示意图；

图3为本发明的一种自动式工件夹紧装置的局部内部结构示意图；

图4为本发明第一基座的结构示意图；

图5为本发明的一种自动式工件夹紧装置的剖视图；

图6为本发明滑动导柱的结构示意图；

图7为本发明丝杆螺母组件的剖视图；

图8为本发明丝杆的结构示意图

图9为本发明永磁力矩限幅器的结构示意图；

图10为本发明蜗轮蜗杆组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

在本发明的以下实施例中，扭矩输送机构与丝杠螺母组件轴线垂直设置，其中，该扭矩输送机构的驱动单元采用旋转电机，但很显然，在本发明的构思下，该扭矩输送机构还可以安装在丝杠螺母组件的同一轴线上，驱动单元还可以选择液压装置等其他驱动装置。

如图1所示，本实施例的自动式工件夹紧装置的工作使用环境，包括机床工作台9，被夹紧工件10。该自动式夹紧装置可通过螺栓固定在机床工作台9上，此外，还可通过焊接将该自动式夹紧装置固定在机床工作台9上；工作时，被夹紧工件10放置于机床工作台9，自动式加紧装置的可动压板2上下移动，实现对被夹紧工件10的夹紧工作。

如图2～10所示，本发明的一种自动式工件夹紧装置，包括可动压板2、两个滑动导柱3(4)、丝杆螺母组件5和扭矩输送机构；

所述的丝杆螺母组件5包括T型螺母52和丝杆51，所述的T型螺母52固定设置在所述的可动压板2上，所述的丝杆51的上端与所述的T型螺母52螺旋传动配合连接，所述的丝杆51的下端与所述的扭矩输送机构(图中未标记)连接，所述的扭矩输送机构向其提供扭矩力；

在所述的T型螺母52两侧的所述的可动压板2上还分别设有固定连接所述的滑动导柱3(4)上端的第一通孔(图中未标记)，因此，滑动导柱3(4)可固定连接在所述的可动压板2上，同时所述的滑动导柱3(4)与所述的丝杆51轴向平行设置；

所述的扭矩输送机构将扭矩传递至所述的丝杆51，所述的丝杆51与所述的T型螺母52螺旋传动，由于所述的T型螺母51和所述的滑动导柱3(4)均固定连接在所述的可动压板2上，从而带动所述的可动压板2沿所述的丝杆51轴向向下运动，夹紧工件。

本实施例所述的可动压板2包括压头段21和固定连接段22，所述的T型螺母52和滑动导柱3(4)均设置在固定连接段22上，压头段21实现对被夹紧工件10的夹紧工作，本实施例对滑动导柱的数量不做限制。

本实施例还包括夹具座1，所述的夹具座1包括第一基座11和第二基座12，在所述的第一基座11的底部设有若干个与所述的第二基座12上部设有的若干个螺纹孔121相对应的可通过螺母固定连接的螺纹孔114，且由所述的第一基座11和所述的第二基座12组成放置所述的扭矩输送机构的内腔113，所述的第一基座11上设有沿所述的滑动导柱运动的第二通孔111，所述的滑动导柱3(4)的下端置于所述的第二通孔111内，伸至所述的内腔113，因此，所述的丝杆51与所述的T型螺母52螺旋传动时，所述的可动压板2沿所述的丝杆51轴向向下运动，所述的滑动导柱3(4)也在所述的内腔113向下运动。

如图10所示，本实施例所述的扭矩输送机构包括蜗轮蜗杆组件7，所述的轮蜗杆组件7包括蜗杆71、蜗轮72和第一轴承73，所述的蜗杆71包括蜗杆轴输入段711、第一轴承支承段712和蜗杆螺纹段713，所述的第一轴承支承段712设有一对支承在所述的内腔113的第一轴承73，蜗杆螺纹段713设置在两一轴承73之间，蜗杆纹段713与所述的蜗轮72螺旋传动连接，所述的蜗轮72与所述的丝杆51的下端连接。

进一步，本实施例所述的蜗轮72的周向固定采用键槽与过盈配合组合，在所述的蜗轮72的中心设置有与所述的丝杆51下端连接的连接孔721。

如图9所示，进一步，所述的扭矩输送机构还包括永磁力矩限幅器6和旋转电机8，旋转电机8作为动力源，并通过永磁力矩限幅器6传递扭矩，具体地，本实施例所述的永磁力矩限幅器6包括在同一轴线上的永磁侧半联轴器61和磁滞侧半联轴器62；

所述的永磁侧半联轴器61包括永磁侧半联轴器输出轴611和永磁圆盘612，在永磁侧半联轴器输出轴611的左端设有第一键槽(图中未标记)，通过所述的第一键槽连接到所述的蜗杆轴输入段711，所述的永磁侧半联轴器输出轴611的右端与所述的永磁圆盘612固定连接，其中，所述的永磁圆盘612为圆盘状结构，该圆盘状结构一部分为永磁材料，另一部分为普通材料；

所述的磁滞侧半联轴器62包括磁滞侧半联轴器输入轴621和磁滞圆盘622，所述的磁滞侧半联轴器输入轴621的右端设第二键槽(图中未标记)，通过所述的第二键槽连接到所述的旋转电机8的输出轴，所述的磁滞侧半联轴器输入轴621的左端与所述的磁滞圆盘622固定连接，其中，所述的磁滞圆盘622为圆盘状结构，该圆盘状结构一部分为磁滞材料，一部分为普通材料；

所述的永磁圆盘612与所述的磁滞圆盘622并不接触，且两圆盘间有一狭小缝隙。

在所述的第一基座11和所述的第二基座11的同一侧上均设有若干个与所述的旋转电机8固定连接的螺纹孔(图中未标记)，因此，可将旋转电机8固定连接在夹具座1上。

所述的第二基座12的下部设有若干个与工作台9固定连接的螺纹孔122，便于将该夹紧装置固定连接在工作台9上。

如图7～8所示，所述的T型螺母52上设有T型螺纹孔(图中未标记)，所述的丝杆51包括第二螺纹段511、第二轴承支承段512、蜗轮配合段513和圆螺母配合段514，所述的第二螺纹段511与所述的T型螺纹孔螺旋传动配合连接，所述的第二轴承支承段512设有一对支承在所述的第一基座11的第二轴承54，在两第二轴承54之间的第一基座11上还设有套筒55，所述的圆螺母配合段514设有圆螺母53，所述的蜗轮配合段513与所述的扭矩输送机构连接。

在所述的第一基座11上设有装设所述的第二轴承54的通道112，且在所述的通道112的所述的第一基座11上设有轴承端盖56，第一基座11上表面有四个螺纹孔，通过四个螺栓将轴承端盖56固定在第一基座11上。

如图6所示，所述的滑动导柱3(4)包括第一螺纹段31、导向滑动段32和连接所述的第一螺纹段31和所述的导向滑动段32的连接段33，所述的第一螺纹段31通过螺母配合固定连接设置在所述的可动压板2上，所述的连接段33的长度等于所述的可动压板2的厚度，所述的导向滑动段32的尺寸大于所述的第一通孔的尺寸，从而实现将滑动导柱3(4)固定在可动压板2上。

具体地，固定连接段22上有两圆形通孔，与第一滑动导柱3和第二滑动导柱4的连接段33形成孔轴制间隙配合，从而与第一滑动导柱3和第二滑动导柱4形成固定连接；同时，固定连接段22上有两螺纹孔，并通过两个螺栓将T型螺母52固定在可动压板2上，固定连接段22上有一圆形通孔，与T型螺母52形成孔轴制间隙配合。

本发明的自动式工件夹紧装置工作时，电机8通过转动通过永磁力矩限幅器6和蜗轮蜗杆组件7可产生额定扭矩并把扭矩传递给丝杠51，由于丝杆51与T型螺母52为螺旋传动配合，T型螺母52固定在可动压板2上，由于可动压板2与第一滑动导柱3和第二滑动导柱4固定连接，因此不能随丝杆51转动，只能沿丝杆51轴向向下移动，当可动压板2的压头段21接触到被夹紧工件10时，会有夹紧力的产生并随着可动压板2的持续向下移动该夹紧力不断增大，当夹紧力达到一定值时，可动压板2将不能向下移动，此时丝杆51与蜗轮72和蜗杆71停止转动，可动压板2对被夹紧工件10的夹紧力将不再增大，而由于此时电机还在持续的带动磁滞侧半联轴器62转动，保持着恒定扭矩的传递，所以夹紧力也不会减小，形成对被夹紧工件10的一个恒定夹紧力。

因此，本发明在可对工件进行自动夹紧的前提下，保证输出的夹紧力为一恒定值，既不会因夹紧力过小而达不到夹紧效果，也不会因夹紧力过大而损坏被夹紧工件。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种自动式工件夹紧装置，其特征在于，包括可动压板、若干个滑动导柱、丝杆螺母组件、扭矩输送机构和夹具座；

所述的丝杆螺母组件包括T型螺母和丝杆，所述的T型螺母固定设置在所述的可动压板上，所述的丝杆的上端与所述的T型螺母螺旋传动配合连接，所述的丝杆的下端与所述的扭矩输送机构连接；

在所述的T型螺母两侧的所述的可动压板上还设有固定连接所述的滑动导柱上端的第一通孔，所述的滑动导柱与所述的丝杆轴向平行设置；

所述的扭矩输送机构将扭矩传递至所述的丝杆，所述的丝杆与所述的T型螺母螺旋传动，由于所述的T型螺母和所述的滑动导柱均固定连接在所述的可动压板上，从而带动所述的可动压板沿所述的丝杆轴向向下运动，夹紧工件；

所述的夹具座包括第一基座和第二基座，在所述的第一基座的底部设有若干个与所述的第二基座上部设有的若干个螺纹孔相对应的可通过螺栓固定连接的螺纹孔，且由所述的第一基座和所述的第二基座组成放置所述的扭矩输送机构的内腔，所述的第一基座上设有沿所述的滑动导柱运动的第二通孔，所述的滑动导柱的下端置于所述的第二通孔内，伸至所述的内腔；

所述的扭矩输送机构包括蜗轮蜗杆组件，所述的蜗轮蜗杆组件包括蜗杆、蜗轮和第一轴承，所述的蜗杆包括蜗杆轴输入段、第一轴承支承段和蜗杆螺纹段，所述的第一轴承支承段设有一对支承在所述的内腔的所述的第一轴承，所述的蜗杆螺纹段与所述的蜗轮螺旋传动连接，所述的蜗轮与所述的丝杆的下端连接；

所述的扭矩输送机构还包括永磁力矩限幅器和旋转电机，所述的永磁力矩限幅器包括在同一轴线上的永磁侧半联轴器和磁滞侧半联轴器；

所述的永磁侧半联轴器包括永磁侧半联轴器输出轴和永磁圆盘，在永磁侧半联轴器输出轴的左端设有第一键槽，通过所述的第一键槽连接到所述的蜗杆轴输入段，所述的永磁侧半联轴器输出轴的右端与所述的永磁圆盘固定连接，其中，所述的永磁圆盘为圆盘状结构，该圆盘状结构一部分为永磁材料，另一部分为普通材料；

所述的磁滞侧半联轴器包括磁滞侧半联轴器输入轴和磁滞圆盘，所述的磁滞侧半联轴器输入轴的右端设第二键槽，通过所述的第二键槽连接到所述的旋转电机的输出轴，所述的磁滞侧半联轴器输入轴的左端与所述的磁滞圆盘固定连接，其中，所述的磁滞圆盘为圆盘状结构，该圆盘状结构一部分为磁滞材料，一部分为普通材料；

所述的永磁圆盘与所述的磁滞圆盘并不接触，且两圆盘间有一狭小缝隙。

2.根据权利要求1所述的自动式工件夹紧装置，其特征在于，所述的蜗轮的周向固定采用键槽与过盈配合组合，在所述的蜗轮的中心设置有与所述的丝杆下端连接的连接孔。

3.根据权利要求1所述的自动式工件夹紧装置，其特征在于，在所述的第一基座和所述的第二基座的同一侧上均设有若干个与所述的旋转电机固定连接的螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的自动式工件夹紧装置，其特征在于，所述的第二基座的下部设有若干个与工作台固定连接的螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的自动式工件夹紧装置，其特征在于，所述的T型螺母上设有T型螺纹孔，所述的丝杆包括第二螺纹段、第二轴承支承段、蜗轮配合段和圆螺母配合段，所述的第二螺纹段与所述的T型螺纹孔螺旋传动配合连接，所述的第二轴承支承段设有一对支承在所述的第一基座的第二轴承，所述的圆螺母配合段设有圆螺母，所述的蜗轮配合段与所述的扭矩输送机构连接。

6.根据权利要求5所述的自动式工件夹紧装置，其特征在于，在所述的第一基座上设有装设所述的第二轴承的通道，且在所述的通道处 的所述的第一基座上设有轴承端盖。

7.根据权利要求1所述的自动式工件夹紧装置，其特征在于，所述的滑动导柱包括第一螺纹段、导向滑动段和连接所述的第一螺纹段和所述的导向滑动段的连接段，所述的第一螺纹段通过螺母配合固定连接设置在所述的可动压板上，所述的连接段的长度等于所述的可动压板的厚度，所述的导向滑动段的径向 尺寸大于所述的第一通孔的径向 尺寸。