CN107538253A - 一种推式平移夹紧器及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种推式平移夹紧器及其使用方法。所述推式平移夹紧器包括油缸、齿条压板、扇齿和连接块，其中，扇齿的轴心端铰接在油缸壁上，扇齿的弧形端与连接块的从动端铰接，连接块的主动端与油缸的推杆顶端铰接；油缸壁上固定连接有销轴支架，销轴支架上固定有支点销轴，支点销轴在扇齿上方；齿条压板上侧面与支点销轴接触连接，下侧面设置齿条段，齿条段与扇齿啮合；销轴支架上固定弹簧塞柱，弹簧塞柱与齿条压板上侧面接触配合；连接块的主动端能与齿条压板的末端下侧面接触，并在油缸推动下继续向上移动。所述的推式平移夹紧器及其使用方法能够使夹紧臂先平移后夹紧，特别适用于夹紧空间狭小，不能采用常规翻转夹紧和转角夹紧的工件。

Description

一种推式平移夹紧器及使用方法

技术领域

本发明属于工装夹具领域，涉及一种推式平移夹紧器及使用方法。

背景技术

壳体类工件工装夹具自动化设计，一般采用液压或气动的翻转夹紧和转角夹紧的方式实现，根据工件加工时产生的切屑力大小不同，而选用不同缸径的油缸或气缸。对于个别结构特殊的工件，没有足够的夹紧空间，只能通过工件侧面孔系夹紧的，目前没有合适的自动夹紧模块，只能通过手动操作，但这仅限于能从工件外部夹紧的情况，若夹紧点是在工件内部空腔的，就无从下手。现需一种新式的自动夹紧结构克服原来的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种推式平移夹紧器及其使用方法，所述的推式平移夹紧器能够使夹紧臂先平移后夹紧，特别适用于夹紧空间狭小，不能采用常规翻转夹紧和转角夹紧的工件。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种推式平移夹紧器，包括油缸、齿条压板、扇齿和连接块，其中，扇齿的轴心端铰接在油缸壁上，扇齿的弧形端与连接块的从动端铰接，连接块的主动端与油缸的推杆顶端铰接；油缸壁上固定连接有销轴支架，销轴支架上固定有支点销轴，支点销轴在扇齿上方；齿条压板上侧面与支点销轴接触连接，下侧面设置齿条段，齿条段与扇齿啮合；销轴支架上固定弹簧塞柱，弹簧塞柱与齿条压板上侧面接触配合；连接块的主动端能与齿条压板的末端下侧面接触，并在油缸推动下继续向上移动。

优选地，弹簧塞柱与油缸的推杆共轴心。

优选地，连接块的主动端上侧面设置突出的顶点部，顶点部与连接块平滑连接；顶点部能与齿条压板的末端下侧面接触。

优选地，齿条压板的末端上端面向下收缩。

优选地，齿条压板的顶端为具有倒角的圆柱体。

优选地，所述销轴支架为推式平移夹紧器的外罩，外罩固定在油缸壁上；外罩形成防护空腔，齿条压板、扇齿和连接块在防护空腔内；外罩上壁的下侧面上设置支点销轴。

优选地，当油缸推杆收缩至最低点时，齿条段的外侧端与扇齿的最外侧啮合，齿条压板处于防护空腔内；当连接块的主动端与齿条压板的末端下侧面接触时，齿条段的内侧端与扇齿的最内侧啮合，齿条压板前端伸出防护空腔。

所述的推式平移夹紧器的使用方法，包括步骤：

1)油缸增压，油缸的推杆向上推动，带动连接块的主动端向上移动；连接块的从动端带动扇齿做向外的转动，扇齿带动齿条压板向外平移；

2)油缸继续增压，当连接块的主动端接触齿条压板的末端下侧面后，油缸的推杆继续推动连接块的主动端向上移动；齿条压板以支点销轴为支点做翻转下压动作，至夹紧工件；

3)油缸减压，油缸的推杆收缩，带动连接块的主动端向下移动，齿条压板在扇齿及弹簧塞柱的作用下复位至平移状态；

4)油缸继续减压，油缸的推杆继续收缩，带动连接块的主动端与齿条压板的末端下侧面脱离接触后，连接块的从动端带动扇齿做向内的转动，扇齿带动齿条压板向内平移。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的推式平移夹紧器，包括油缸、齿条压板、扇齿和连接块。扇齿的轴心端铰接在油缸壁上，扇齿的弧形端与连接块的从动端铰接，连接块的主动端与油缸的推杆顶端铰接；如此，油缸的推杆的上下运动能够带动扇齿的摆动；齿条压板的齿条段与扇齿啮合，则扇齿的摆动能够带动齿条压板的平移；齿条压板的顶端作为夹紧臂，其随着齿条压板的平移而平移。当连接块的主动端与齿条压板的末端下侧面接触时，连接块的主动端继续随着推杆的上升而上升，则齿条压板将以支点销轴为支点做翻转下压动作，至夹紧工件；连接块的主动端继续随着推杆的下降而下降，则在扇齿及弹簧塞柱作用下齿条压板以支点销轴为支点做向上翻转复位动作，直至恢复至平移状态的位置。如此，在油缸的作用下，作为夹紧臂的齿条压板能够先平移再夹紧工件，在松开工件后能平移收回，如此特别适用于夹紧空间狭小，不能采用常规翻转夹紧和转角夹紧的工件。

本发明提供的推式平移夹紧器的使用方法，其使得作为夹紧臂的齿条压板能够先平移再夹紧工件，在松开工件后能平移收回，如此特别适用于夹紧空间狭小，不能采用常规翻转夹紧和转角夹紧的工件。

附图说明

图1为传统液压连杆式夹紧器夹紧状态下的结构示意图。

图2为传统液压连杆式夹紧器放松状态下的结构示意图。

图3为本发明提供的一种推式平移夹紧器夹紧状态下的结构示意图；其中，实线部分表示动齿条压板平移到翻转位置，等待翻转压紧；虚线部分表示动齿条压板翻转压紧。

图4为本发明提供的一种推式平移夹紧器放松状态下的结构示意图。

图5-1为本发明提供的一种推式平移夹紧器放松状态下的立体示意图。

图5-2为本发明提供的一种推式平移夹紧器夹紧状态下的立体示意图。

图6为本发明提供的一种推式平移夹紧器在夹具上的应用示意图。

其中，说明书附图中，所用到的符号的含义如下：

01是夹紧臂；02是油缸；03是连杆；1是油缸；2是外罩；3是六角螺母；4是弹簧塞柱；5是开口销；6是支点销轴；7是齿条压板；8是扇齿；9是连接块；91是顶点部；10是销轴。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

在本申请文件中，采用了上、下等具有方向性的限定词来描绘各个部件的位置关系或动作关系；本领域技术人员应当知晓，这些词汇仅仅是为了描述上的便利，其表述的是一种相对的位置关系，而不是绝对的空间位置关系。在本申请文件中，对上、下采用的参考标准是这样的：沿油缸的推杆的伸出方向上，定义为上方或上侧；沿油缸推杆的收缩方向，定义为下方或下侧；对于与油缸推杆的轴向呈现夹角的方向，若其在油缸推杆的轴向上的投影指向油缸的推杆的伸出方向，则应当认为属于上侧或上方，同理，若其在油缸推杆的轴向上的投影指向油缸的推杆的收缩方向，则应当认为属于下侧或下方；

在本申请中，齿条压板的顶端指的是作为夹紧臂的部分，齿条压板的末端，指的是与连接块铰接的部分。在本申请中还采用了内侧和外侧描述位置关系，其中，内侧指的是靠近齿条压板末端的一侧，外侧指的是靠近齿条压板顶端的一侧。

本项目是针对工装夹具设计过程中，由于工件结构特殊，其夹紧空间狭小，不能采用常规翻转夹紧和转角夹紧的方式实现，同时又要满足自动化的情况而设计的新式夹紧器。本夹紧器结构是在传统液压连杆式夹紧器的基础上对其进行结构改进，将其夹紧臂(01)翻转夹紧动作，转变成夹紧臂先平移后夹紧工件的动作。主要技术思路是巧妙结合连杆结构和齿轮齿条结构，实现所需的动作和结构刚性、可靠性。

本发明是基于传统液压连杆式夹紧器(图1，图2)进行改进，将其夹紧臂(01)翻转夹紧动作，转变成夹紧臂先平移后夹紧工件的动作。传统液压连杆式夹紧器的结构如图1和图2所示，其包括油缸(02)、连杆(03)和夹紧臂(01)，其中，连杆(03)的底端铰接在油缸(02)壁上，连杆(03)的上端铰接在夹紧臂(01)的中部；夹紧臂(01)的末端铰接在油缸(02)的推杆的顶端。如图2所示，在放松状态下，油缸(02)的推杆收缩，夹紧臂(01)做向上翻转的动作，松开工件；如图1所示，当油缸(02)的推杆上升，将带动夹紧臂(01)的末端上升，使得夹紧臂(01)做向下翻转的动作，夹紧工件。

如图3和图4所示，本发明在传统液压连杆式夹紧器的基础上，将原来的连杆改进为扇齿8，原来的夹紧臂(01)改进为连接块9，并设置了齿条压板7作为新的夹紧臂；在齿条压板7的上方，设置了支点销轴6作为翻转的支点，设置了弹簧柱塞起到稳定齿条压板7移动。经过合理计算和设计后，可以得到精确的平移距离、夹紧行程和夹紧力。

由于夹紧过程中油缸1内部活塞处于上推状态，其受油压面积大，能最大化利用油缸1夹紧能力，故名“推式”夹紧器。外罩2可以防止工件碰撞和切屑掉入，提高其使用刚性和使用寿命。

此推式平移夹紧器结构部分是模块化设计，可以与多种形式的传统液压连杆式夹紧器油缸(双动型、单动型等)匹配使用，通用性强。

本发明以常用的CLT06L连杆式夹紧器(帕斯卡)为例改装，其夹紧力计算如下：

∵当设备油压4.5MPa时，CLT06的油缸内径D＝35mm，面积S＝9.6cm³，

∴其油缸能力Fc＝3.7KN(查手册性能表，得到)

∴夹紧力F＝Fc×HG/(LH-HG)×η(输出效率0.9)

＝3.7×24/(66-24)×0.9

＝1.9KN

实施例1

一种推式平移夹紧器，包括油缸1、齿条压板7、扇齿8和连接块9，其中，

扇齿8的轴心端铰接在油缸1壁上，扇齿8的弧形端与连接块9的从动端铰接，连接块9的主动端与油缸1的推杆顶端铰接；油缸1壁上固定连接有销轴支架，销轴支架上固定有支点销轴6和弹簧塞柱4；支点销轴6和弹簧塞柱4在扇齿8上方；齿条压板7上侧面与支点销轴6、弹簧塞柱4接触连接，下侧面设置齿条段，齿条段与扇齿8啮合；连接块9的主动端能与齿条压板7的末端下侧面接触，并在油缸1推动下继续向上移动。

其中，支点销轴6为带孔销轴，通过开口销5固定在销轴支架上。

所述销轴支架上具有安装螺孔，弹簧塞柱4与安装螺孔配合；弹簧塞柱4还与六角螺母3配合，六角螺母3设置在销轴支架的上侧实现对弹簧塞柱4的紧固。

其中，在一种可行的实现方式中，扇齿8与连接块9、扇齿8与油缸1、连接块9与油缸1之间通过销轴10和挡圈实现铰接，销轴10和挡圈可以采用传统液压连杆式夹紧器的配件或拆卸下来的零部件。

其中，在一种可行的实现方式中，连接块9的主动端上侧面设置突出的顶点部91，顶点部91与连接块9平滑连接；顶点部91能与齿条压板7的末端下侧面接触。

其中，在一种可行的实现方式中，齿条压板7的末端上端面向下收缩。如此，齿条压板7的末端形成翻转缺口，避免齿条压板7末端与外罩2等部件产生空间上的竞争而影响齿条压板7的翻转动作。

其中，在一种可行的实现方式中，齿条压板7的顶端为具有倒角的圆柱体。齿条压板7的顶端作为新的夹紧臂，其为具有倒角的圆柱体一方面可以充分利用现有的工艺和技术，另外夹紧臂的通用性也强。

其中，在一种可行的实现方式中，当油缸1推杆收缩至最低点时，齿条段的外侧端与扇齿8的最外侧啮合；当连接块9的主动端与齿条压板7的末端下侧面接触时，齿条段的内侧端与扇齿8的最内侧啮合。如此，可以实现对齿条段和扇齿8的最大化利用，也提高了推式平移夹紧器内部部件的结构紧凑程度。

其中，在一种可行的实现方式中，如图5-1和图5-2所示，所述销轴支架为推式平移夹紧器的外罩2，外罩2固定在油缸1壁上；外罩2形成防护空腔，齿条压板7、扇齿8和连接块9在防护空腔内；外罩2顶面的下侧面上设置支点销轴6和弹簧塞柱4。当油缸1的推杆向下移动至最低点时，当齿条压板7向内平移至最内侧，齿条压板7的顶端完全收入到外罩2中。

实施例2

一种基于实施例1的推式平移夹紧器，其中，所述的齿条压板7的长度为71mm，其中，齿条的长度为20mm，如此可以使得作为夹紧臂的齿条压板7具有20mm的平移形成；对应的，齿条压板7的顶端为长度达20mm的具有倒角的圆柱体，倒角的长度为5mm。其中，齿条压板7距离外罩2上壁的下侧面的距离为1.5mm，配合齿条压板7末端的翻转缺口，齿条压板7可以进行翻转，其中，齿条压板7的顶端的翻转行程达到6mm。

为了保证齿条压板7平移的顺利，弹簧塞柱4与油缸1的推杆共轴心；其中，弹簧塞柱4与支点销轴6的距离为24mm。

实施例3

推式平移夹紧器的工作过程，包括步骤：

1)油缸1增压，油缸1的推杆向上推动，带动连接块9的主动端向上移动；连接块9的从动端带动扇齿8做向外的转动，扇齿8带动齿条压板7向外平移；

2)油缸1继续增压，当连接块9的主动端接触齿条压板7的末端下侧面后，油缸1的推杆继续推动连接块9的主动端向上移动；齿条压板7以支点销轴6为支点做翻转下压动作，至夹紧工件；

3)油缸1减压，油缸1的推杆收缩，带动连接块9的主动端向下移动，齿条压板7在扇齿8的作用下复位至平移状态；

4)油缸1继续减压，油缸1的推杆继续收缩，带动连接块9的主动端与齿条压板7的末端下侧面脱离接触后，连接块9的从动端带动扇齿8做向内的转动，扇齿8带动齿条压板7向内平移。

实施例4

如图6所示，本案发明的推式平移夹紧器已经在我司部分壳体工装夹具设计上应用，该壳体四周无可使用的夹紧平面(凸缘)，但壳体4个侧面有预铸孔(Φ20左右)，本夹紧器可以较理想地解决工件装夹困难的问题，同时实现自动夹紧，提高操作方便性。

同时该发明是在传统液压连杆式夹紧器的基础上改装的，设计时已考虑将其拆卸下来的部分零部件尽可能用于本夹紧器，所以也降低制作成本。

总之，此推式平移夹紧器结构新颖紧凑，刚性好，防磕碰，能作为传统夹紧器大家族的新一员，给予设计人员更大的创新设计空间。

Claims (8)

1.一种推式平移夹紧器，其特征在于，包括油缸(1)、齿条压板(7)、扇齿(8)和连接块(9)，其中，

扇齿(8)的轴心端铰接在油缸(1)壁上，扇齿(8)的弧形端与连接块(9)的从动端铰接，连接块(9)的主动端与油缸(1)的推杆顶端铰接；

油缸(1)壁上固定连接有销轴支架，销轴支架上固定有支点销轴(6)，支点销轴(6)在扇齿(8)上方；齿条压板(7)上侧面与支点销轴(6)接触连接，下侧面设置齿条段，齿条段与扇齿(8)啮合；销轴支架上固定弹簧塞柱(4)，弹簧塞柱(4)与齿条压板(7)上侧面接触配合；

连接块(9)的主动端能与齿条压板(7)的末端下侧面接触，并在油缸(1)推动下继续向上移动。

2.如权利要求1所述的推式平移夹紧器，其特征在于，弹簧塞柱(4)与油缸(1)的推杆共轴心。

3.如权利要求1所述的推式平移夹紧器，其特征在于，连接块(9)的主动端上侧面设置突出的顶点部(91)，顶点部(91)与连接块(9)平滑连接；顶点部(91)能与齿条压板(7)的末端下侧面接触。

4.如权利要求1所述的推式平移夹紧器，其特征在于，齿条压板(7)的末端上端面向下收缩。

5.如权利要求1所述的推式平移夹紧器，其特征在于，齿条压板(7)的顶端为具有倒角的圆柱体。

6.如权利要求1所述的推式平移夹紧器，其特征在于，所述销轴支架为推式平移夹紧器的外罩(2)，外罩(2)固定在油缸(1)壁上；外罩(2)形成防护空腔，齿条压板(7)、扇齿(8)和连接块(9)在防护空腔内；外罩(2)上壁的下侧面上设置支点销轴(6)。

7.如权利要求6所述的推式平移夹紧器，其特征在于，当油缸(1)推杆收缩至最低点时，齿条段的外侧端与扇齿(8)的最外侧啮合，齿条压板(7)处于防护空腔内；当连接块(9)的主动端与齿条压板(7)的末端下侧面接触时，齿条段的内侧端与扇齿(8)的最内侧啮合，齿条压板(7)前端伸出防护空腔。

8.如权利要求1～7任一项所述的推式平移夹紧器的使用方法，其特征在于，

1)油缸(1)增压，油缸(1)的推杆向上推动，带动连接块(9)的主动端向上移动；连接块(9)的从动端带动扇齿(8)做向外的转动，扇齿(8)带动齿条压板(7)向外平移；

2)油缸(1)继续增压，当连接块(9)的主动端接触齿条压板(7)的末端下侧面后，油缸(1)的推杆继续推动连接块(9)的主动端向上移动；齿条压板(7)以支点销轴(6)为支点做翻转下压动作，至夹紧工件；

3)油缸(1)减压，油缸(1)的推杆收缩，带动连接块(9)的主动端向下移动，齿条压板(7)在扇齿(8)及弹簧塞柱(4)的作用下复位至平移状态；

4)油缸(1)继续减压，油缸(1)的推杆继续收缩，带动连接块(9)的主动端与齿条压板(7)的末端下侧面脱离接触后，连接块(9)的从动端带动扇齿(8)做向内的转动，扇齿(8)带动齿条压板(7)向内平移。