CN107971509A - 一种斜楔式夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种斜楔式夹紧机构，包括至少两个相对设置的夹紧板，还包括带动夹紧板平移的斜楔机构，斜楔机构包括用于带动夹紧板平移的拐臂杠杆、用于推动拐臂杠杆转动的第二斜楔、用于推动第二斜楔移动的第一斜楔、用于带动第一斜楔平移的齿轮，齿轮通过传动轴连接，传动轴上的两个齿轮同步转动，齿轮依次通过第一斜楔、第二斜楔、拐臂杠杆带动夹紧板夹紧或松开工件。本发明通过斜楔与拐臂杠杆有效扩大夹具的张开距离，拐臂杠杆、斜楔、齿轮互相结合，有效提高夹紧的精度，并使得夹具的重量显著减轻。

Description

一种斜楔式夹紧机构

技术领域

本发明涉及机械夹紧机构领域，特别是涉及一种斜楔式夹紧机构。

背景技术

现有的夹紧卡盘包括可以旋转的气动(或电动)的自定心六爪卡盘，卡盘有斜楔式夹紧和筒夹两种方式，这两种产品在市面上都是很成熟的技术，有大量的专业生产厂家，主要技术参数大同小异，这类产品的缺陷是卡盘精度只能达到0.025，斜楔式张开与夹紧的距离最多也只能达到6mm，筒夹方式精度张开与夹紧的距离只能达到2mm，开度越大精度就越差，通径要达到φ145尺寸，重量都超过100KG，现有的卡盘均不能同时达到高开度和高精度的技术要求。

现有夹紧机构的主要不足之处在于：由于夹紧工件是通过齿轮齿条的传动实现联动夹紧，齿距的误差会反映到传动精度上，对不同规格尺寸的工件，其定位精度会有影响，比如，我们调试夹具时按φ150尺寸为标准校对好夹具后，使用时只能夹持φ150规格尺寸的工件(公差±0.2左右不会受影响)，如果一定要同时夹持φ150、φ152、φ155尺寸规格的工件，精度就会有损失。要夹持其它规格尺寸的工件，就必须用该尺寸规格的标准芯轴重新校对夹具后方可使用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种斜楔式夹紧机构，用于解决现有技术中夹具的精度差、张开度小、重量大等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种斜楔式夹紧机构，包括至少两个相对设置的夹紧板，还包括带动所述夹紧板平移的斜楔机构，所述斜楔机构包括用于带动所述夹紧板平移的拐臂杠杆、用于推动所述拐臂杠杆转动的第二斜楔、用于推动第二斜楔移动的第一斜楔、用于带动所述第一斜楔平移的齿轮，所述齿轮通过传动轴连接，所述传动轴上的两个齿轮同步转动，齿轮依次通过第一斜楔、第二斜楔、拐臂杠杆带动所述夹紧板夹紧或松开工件。

在本发明的一些实施例中，两个夹紧板之间设有弹簧，夹紧板夹紧工件时，所述弹簧处于压紧状态。

在本发明的一些实施例中，还包括至少一个固定安装的导轨，所述夹紧板沿所述导轨自由移动，两个夹紧板相向移动至夹紧工件。

在本发明的一些实施例中，所述拐臂杠杆的一端铰接至所述夹紧板，另一端铰接至第二斜楔，所述拐臂杠杆的中部铰接有销轴。

在本发明的一些实施例中，还包括固定安装的第一导向块，所述第一斜楔平行于所述中心面滑动，所述第一斜楔推动所述第二斜楔在所述第一导向块的活动间隙内沿X方向滑动。

在本发明的一些实施例中，还包括固定安装的挡块，所述第一斜楔的底部沿所述挡块的工作面滑动，所述第一斜楔的倾斜部与所述第二斜楔的倾斜部相契合。

在本发明的一些实施例中，所述第一斜楔上设有与所述齿轮啮合的齿条。

在本发明的一些实施例中，所述齿轮与所述传动轴通过无键过盈配合的方式连接抱紧，传动轴通过轴承座安装在支柱上。

在本发明的一些实施例中，所述支柱通过过渡环安装在旋转主轴上，所述支柱上安装有第二导向块，所述过渡环内设有供第二导向块平移的导向槽，所述过渡环上安装有带动所述第二导向块沿导向槽平移的调节螺钉。

在本发明的一些实施例中，所述过渡环上安装有限位块，所述调节螺钉安装在所述限位块上，所述调节螺钉在限位块内自由旋转，所述调节螺钉螺纹连接至所述第二导向块，所述支柱通过锁紧螺钉锁紧在过渡环上。

如上所述，本发明的一种斜楔式夹紧机构，具有以下有益效果：本发明通过斜楔与拐臂杠杆有效扩大夹具的张开距离，拐臂杠杆、斜楔、齿轮互相结合，有效提高夹紧的精度，并使得夹具的重量显著减轻。

附图说明

图1显示为本发明实施例的斜楔式夹紧机构示意图。

图2显示为图1的A-A剖视图。

图3显示为图1的仰视图。

图4显示为图2的右视图。

零件标号说明

1—夹紧板

2—弹簧

3—导轨

4—支柱

5—拐臂杠杆

6—销轴

7—第一导向块

8—第一斜楔

9—第二斜楔

10—齿条

11—齿轮

12—挡块

13—轴承座

14—传动轴

15—旋转主轴

16—过渡环

17—第二导向块

18—限位块

19—锁紧螺钉

20—调节螺钉

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-图4所示，一种斜楔式夹紧机构，包括至少两个相对设置的夹紧板1，还包括带动夹紧板1平移的斜楔机构，斜楔机构包括用于带动夹紧板1平移的拐臂杠杆5、用于推动拐臂杠杆5转动的第二斜楔9、用于推动第二斜楔9移动的第一斜楔8、用于带动第一斜楔8平移的齿轮11，齿轮11通过传动轴14连接，传动轴14上的两个齿轮11同步转动，齿轮11依次通过第一斜楔8、第二斜楔9、拐臂杠杆5带动夹紧板1夹紧或松开工件。斜楔可快速夹紧工件，夹紧的精度高，具有自锁功能，在无外力夹持情况下实现圆周旋转，拐臂杠杆5可有效扩大张开距离，并且，由于结构被优化，本发明夹紧机构的整体重量显著低于现有的夹紧机构，有效减轻夹具的重量。

在本发明的一些实施例中，夹紧板1为两个，相对于支柱4的中心线对称，两个夹紧板1形成六边形的腔室，用于容纳所需夹紧的工件，需要夹紧工件时，同步转动的齿轮11驱动两个第一斜楔8平行于Z方向移动，第一斜楔8驱动第二斜楔9平行于X方向移动，第二斜楔9驱动拐臂杠杆5转动，使得两个夹紧板1相向移动，直至夹紧工件，即可进行相应的检测工作，检测完毕后，需要松开工件时，反方向推动第一斜楔8，夹紧板1即可松开工件。

在本发明的一些实施例中，两个夹紧板1之间设有弹簧2，夹紧板1夹紧工件时，弹簧2处于压紧状态，反方向推动第一斜楔8后，夹紧板1仅仅是松开工件，但并没有充分张开，因此，在夹紧板1被松开后，压紧状态的弹簧2在弹性作用下将夹紧板1向外撑开，使得工件可以被顺利取出。

在本发明的一些实施例中，还包括至少一个固定安装的导轨3，夹紧板1沿导轨3自由移动，夹紧板1相向移动至夹紧工件，夹紧板1反向移动至松开工件。为了提高结构的稳定性，导轨3的数量为两个，两个导轨3平行设置，夹紧板1沿导轨3相向移动即可夹紧工件，反向移动即可松开工件。导轨3对夹紧板1起到良好的导向和稳定作用。

在本发明的一些实施例中，拐臂杠杆5的一端铰接至夹紧板1，另一端铰接至第二斜楔9，拐臂杠杆5的中部铰接有销轴6。第一斜楔8发生移动时，拐臂杠杆5绕销轴6旋转，使得夹紧板1夹紧或松开工件。具体地，拐臂杠杆5的夹角可以为钝角，拐臂杠杆5的中心线与支柱4的中心线处于同一竖直面，夹紧板1与拐臂杠杆5铰接的部位为夹紧铰接端，第二斜楔9与拐臂杠杆5铰接的部位为斜楔铰接端，销轴6与夹紧铰接端之间的距离大于销轴6与斜楔铰接端之间的距离，使得夹紧板1的张开距离被有效扩大。拐臂杠杆5的两个铰接端绕销轴6进行弧向运动，因此，两个铰接端与对应的铰接轴之间用滚动轮转动过渡，以保持夹紧板1、第二斜楔9的水平运动。

在本发明的一些实施例中，还包括固定安装的第一导向块7，第一斜楔8平行于Z方向滑动，第一斜楔8推动第二斜楔9在第一导向块7的活动间隙内平行于X方向滑动。第一导向块7对第二斜楔9起到良好的限位和导向作用，有效提高第二斜楔9移动的精确度，不会出现位置偏移。

在本发明的一些实施例中，还包括固定安装的挡块12，第一斜楔8的底部沿挡块12的工作面滑动，第一斜楔8的倾斜部与第二斜楔9的倾斜部相契合。挡块12对第一斜楔8起到良好的限位和导向作用，有效提高第一斜楔8移动的精确度，不会出现位置偏移。第一斜楔8的倾斜部与第二斜楔9的倾斜部相契合，使得斜楔在力传动过程中不会产生位移偏差，进而提高精确度。

在本发明的一些实施例中，第一斜楔8上设有与齿轮11啮合的齿条10，具体地，齿条10位于第一斜楔8的下侧，传动轴14的中心线平行于X方向，结构紧凑。

两边的齿轮、齿条调整时，在反方向上消除间隙，齿轮11与传动轴14的连接采用无键过盈配合方式，彻底消除齿轮11与传动轴14之间的反向间隙。

导轨3、销轴6、第一导向块7、挡块12均为固定安装，具体可以安装在一个固定座上，当然，也可以采用其他合适的方式实现其固定安装。

在本发明的一些实施例中，传动轴14通过轴承座13安装在支柱4上，导轨3、销轴6、第一导向块7、挡块12固定安装在支柱4上。

在本发明的一些实施例中，支柱4通过过渡环16安装在旋转主轴15上，支柱4上安装有第二导向块17，过渡环16内设有供第二导向块17平移的导向槽，过渡环16上安装有带动第二导向块17沿导向槽平移的调节螺钉20。过渡环16固定安装在旋转主轴15上，过渡环16上设有用于安装支柱4的孔位。调节螺钉20起到定心调节作用，使得夹具中心对准转轴中心。

在本发明的一些实施例中，过渡环16上安装有限位块18，限位块18与过渡环16连成一体，调节螺钉20安装在限位块18上，调节螺钉20在限位块18内自由旋转，调节螺钉20螺纹连接至第二导向块17，支柱4通过锁紧螺钉19锁紧在过渡环16上。调节螺钉20旋转时，限位块18发生平移，带动支柱4平移，实现定心调节，X方向、Z方向均可设置上述定心调节机构，使其在相应的方向平移支柱4。

为了提高结构的紧凑性，还可以将Z方向的定心调节机构反向安装，如图4所示，锁紧螺钉19反向安装，以提高结构紧凑性，第二支柱4与第二导向块17同步移动，实现Z方向定心调节。X向定心调节与Z向定心调节结构的固定固定部件方向相反，有效节省安装空间。

本发明的夹紧机构的夹紧板打开距离可达10mm以上，根据需要还可以加大，夹具通径φ145，重量轻，可降低至18KG，结构紧凑。

综上所述，本发明通过斜楔与拐臂杠杆有效扩大夹具的张开距离，拐臂杠杆、斜楔、齿轮互相结合，有效提高夹紧的精度，并使得夹具的重量显著减轻。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种斜楔式夹紧机构，包括至少两个相对设置的夹紧板(1)，其特征在于，还包括带动所述夹紧板(1)平移的斜楔机构，所述斜楔机构包括用于带动所述夹紧板(1)平移的拐臂杠杆(5)、用于推动所述拐臂杠杆(5)转动的第二斜楔(9)、用于推动第二斜楔(9)移动的第一斜楔(8)、用于带动所述第一斜楔(8)平移的齿轮(11)，所述齿轮(11)通过传动轴(14)连接，所述传动轴(14)上的两个齿轮(11)同步转动，齿轮(11)依次通过第一斜楔(8)、第二斜楔(9)、拐臂杠杆(5)带动所述夹紧板(1)夹紧或松开工件。

2.根据权利要求1所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：两个夹紧板(1)之间设有弹簧(2)，夹紧板(1)夹紧工件时，所述弹簧(2)处于压紧状态。

3.根据权利要求1所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：还包括至少一个固定安装的导轨(3)，所述夹紧板(1)沿所述导轨(3)自由移动，两个夹紧板(1)相向移动至夹紧工件。

4.根据权利要求1所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：所述拐臂杠杆(5)的一端铰接至所述夹紧板(1)，另一端铰接至第二斜楔(9)，所述拐臂杠杆(5)的中部铰接有销轴(6)。

5.根据权利要求4所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：还包括固定安装的第一导向块(7)，所述第一斜楔(8)平行于Z方向滑动，所述第一斜楔(8)推动所述第二斜楔(9)在所述第一导向块(7)的活动间隙内平行于X方向滑动。

6.根据权利要求5所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：还包括固定安装的挡块(12)，所述第一斜楔(8)的底部沿所述挡块(12)的工作面滑动，所述第一斜楔(8)的倾斜部与所述第二斜楔(9)的倾斜部相契合。

7.根据权利要求1所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：所述第一斜楔(8)上设有与所述齿轮(11)啮合的齿条(10)。

8.根据权利要求1所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：所述齿轮(11)与所述传动轴(14)通过无键过盈配合的方式连接抱紧，传动轴(14)通过轴承座(13)安装在支柱(4)上。

9.根据权利要求8所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：所述支柱(4)通过过渡环(16)安装在旋转主轴(15)上，所述支柱(4)上安装有第二导向块(17)，所述过渡环(16)内设有供第二导向块(17)平移的导向槽，所述过渡环(16)上安装有带动所述第二导向块(17)沿导向槽平移的调节螺钉(20)。

10.根据权利要求9所述的斜楔式夹紧机构，其特征在于：所述过渡环(16)上安装有限位块(18)，所述调节螺钉(20)安装在所述限位块(18)上，所述调节螺钉(20)在限位块(18)内自由旋转，所述调节螺钉(20)螺纹连接至所述第二导向块(17)，所述支柱(4)通过锁紧螺钉(19)锁紧在过渡环(16)上。