CN109129262B - 一种自动正压且可调节压力的夹持机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动正压且可调节压力的夹持机构，包括螺杆和支撑组件，螺杆与支撑组件螺纹连接，支撑组件包括扭簧以及通过连接销互相铰接的上夹板和下夹板，上夹板和下夹板上位于连接销同一侧的部位均为施压端，上夹板和下夹板的另一侧均为受压端，扭簧套设在连接销上，扭簧的两个施力臂分别与上夹板的施力端和下夹板的施力端接触，螺杆的底端穿过上夹板上的受压端后与下夹板的受压端相对，且螺杆与上夹板螺纹连接。本发明不仅增大了螺杆施加在物体上的加持力，防止了螺杆拧紧力不足或者螺牙之间配合间隙变大而导致无法紧固待加工物体的情况出现，还产生了预紧力，增强了螺杆与支撑组件夹持物体的可靠性和紧密性。
Description
技术领域
本发明涉及夹具领域，特别涉及一种自动正压且可调节压力的夹持机构。
背景技术
夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。现有的螺杆夹具如图13所示，其包括螺杆和支撑组件，螺杆与支撑组件螺纹连接，且支撑组件上与螺杆的端面杆部末端相对的部位以及螺杆的此端面杆部末端均为夹持面。这种夹持结构，在实际使用中，会存在螺杆拧紧力不足导致在夹持物体中存在间隙而产生物体松懈的情况，不利于后续对位于夹持面之间的物体进行加工。同时在长期使用中，螺杆与支撑组件之间的螺牙会因为摩擦受损、受异向力损坏等原因而使配合间隙变大，这不仅无法拧紧螺杆、无法实现待加工物体的紧固，还缺乏摩擦力矩，不利于物体夹紧。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种自动正压且可调节压力的夹持机构，解决了现有的装夹工具，会存在螺杆拧紧力不足导致在夹持物体中存在间隙而产生物体松懈的情况，不利于后续对位于夹持面之间的物体进行加工的问题。本发明所设计的一种自动正压且可调节压力的夹持机构，能在保证原有的螺杆夹持的基础上，增加弹簧预紧力，以防止螺杆拧紧力不足或者螺牙之间配合间隙变大而导致无法紧固待加工物体的情况出现。
本发明采用的技术方案如下：
一种自动正压且可调节压力的夹持机构，包括螺杆和支撑组件，所述螺杆与支撑组件螺纹连接，且支撑组件上与螺杆的端面杆部末端相对的部位以及螺杆的此端面杆部末端均为夹持面，所述支撑组件包括扭簧以及通过连接销互相铰接的上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板上位于连接销同一侧的部位均为施压端，上夹板和下夹板的另一侧均为受压端，所述扭簧套设在连接销上，扭簧的两个施力臂分别与上夹板的施压端和下夹板的施压端接触，
所述螺杆的底端穿过上夹板上的受压端后与下夹板的受压端相对，且螺杆与上夹板螺纹连接。
在所述螺杆的底端设置有接触夹板。
在旋紧螺杆，以使其底端压紧在物体上的过程中，接触夹板施压端设置增大了螺杆与被夹持物体之间的受力面，防止物体因受力面过小而产生压痕。
在所述螺杆1的底端和接触夹板11之间设置有万向节12，螺杆1通过万向节12与接触夹板11连接，绕着万向节12的中心转动接触夹板11能使其分别与上夹板4和下夹板5平行。
万向节12的设置以使在实际使用中，可以根据所需的夹持面转动接触夹板11，以使接触夹板11与被夹持物体平行接触，接触夹板能够根据被夹持的物品的形状，调整到合适位子，以使接触夹板11自动和被夹持物体贴合。
夹持物体时，先旋转螺杆，以使其底端距离下夹板上的受压端的距离增大，接着给两个施压端施压，以使施压端互相靠近，由于上夹板和下夹板通过连接销互相铰接，在施压端互相靠近的过程中，受压端互相远离，再接着将待加工或者待夹持的物体放置在螺杆的底端和下夹板上的受压端之间，接着旋紧螺杆，以使其底端压紧在物体上，接着卸载施加在施压端的荷载，而由于在受压端夹持有物体，因此上、下夹板均无法绕着铰接的轴线转动，而此时扭簧的受力臂因施压端的位移而受力变形，继而对上、下夹板均产生推力，继而在受压端产生预紧力。
在整个方案中，加持机构的压力可调，可以通过旋转螺杆来调节被夹持物体所承受的夹紧力大小。同时，接触夹板通过万向节固定在螺杆的末端，可以根据所需的夹持面转动接触夹板11，以使接触夹板11与被夹持物体平行接触，接触夹板能够根据被夹持的物品的形状，调整到合适位子，以使接触夹板11自动和被夹持物体贴合。
本发明不仅增大了螺杆施加在物体上的加持力，防止了螺杆拧紧力不足或者螺牙之间配合间隙变大而导致无法紧固待加工物体的情况出现，还产生了预紧力，增强了螺杆与支撑组件夹持物体的可靠性和紧密性，以防止受到载荷后夹持面与被夹物体间出现缝隙或者相对滑移，并防止螺纹连接之间存在间隙而缺乏摩擦力矩时降低夹持效果的情况出现。
进一步地，在所述接触夹板上设置有两组加压组，每组加压组均包括若干个弹性加压组件，所述弹性加压组件包括挡片、弹性条和接触球，所述弹性条弯曲成优弧形，其一端与挡片连接，其另一端活动贯穿接触夹板后与接触球连接，所述弹性条的圆心位于接触夹板远离螺杆轴线的一侧；
两组加压组沿螺杆的轴线对称分布在接触夹板的两侧，每组中的弹性加压组件均沿着接触夹板的侧边边线依次间隔均匀分布。
在旋紧螺杆，以使其底端压紧在物体上的过程中，挡片或者接触球与物体接触后，在接触夹板向被夹持物体移动的过程中，挡片的上表面与接触夹板的下表面接触，并随着螺杆的转动，同步接触夹板向下移动，因此挡片的上、下两个方向分别被接触夹板和物体限制。而弹性条上与接触球连接的一端仅与物体接触，因此随着接触夹板的向下移动，弹性条上位于接触夹板一侧的部位上凸变形，继而通过弹性条来对接触球施加压力和预紧力，进一步地增大了本发明夹持物体的稳定性以及夹持物体的预紧力。
弹性条优选弹性金属条，例如弹簧条；接触球优选橡胶球或者表面包裹有弹性橡胶层的金属球。
由于采用了本技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，不仅增大了螺杆施加在物体上的加持力，防止了螺杆拧紧力不足或者螺牙之间配合间隙变大而导致无法紧固待加工物体的情况出现，还产生了预紧力，增强了螺杆与支撑组件夹持物体的可靠性和紧密性，以防止受到载荷后夹持面与被夹物体间出现缝隙或者相对滑移，并防止螺纹连接之间存在间隙而缺乏摩擦力矩时降低夹持效果的情况出现；
2.本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，弹性条上与接触球连接的一端仅与物体接触，因此随着接触夹板的向下移动，弹性条上位于接触夹板一侧的部位上凸变形，继而通过弹性条来对接触球施加压力和预紧力，进一步地增大了本发明夹持物体的稳定性以及夹持物体的预紧力。
3.本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，接触夹板可以转动的设置以使在实际使用中，可以根据所需的夹持面转动接触夹板，以使接触夹板与被夹持物体平行接触，接触夹板能够根据被夹持的物品的形状，调整到合适位子，以使接触夹板自动和被夹持物体贴合。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明的剖视图；
图5是实施例6的结构示意图；
图6是实施例4的结构示意图；
图7是图6的侧视图；
图8是图6的主视图；
图9是接触夹板垂直于连接销的截面结构示意图；
图10是实施例4中夹持物体的第一种位置示意图；
图11是实施例4中夹持物体的第二种位置示意图
图12是本发明的爆炸图；
图13为现有技术的结构示意图。
附图中标号说明：
1-螺杆，2-支撑组件，3-扭簧，4-上夹板，5-下夹板，6-连接销，7-施压端，8-受压端，9-施力臂，10-螺母，11-接触夹板，12-万向节，13-安装槽，14-橡胶垫，15-调节球，16-配合条，17-上连接板，18-下连接板，19-挡片，20-弹性条，21-接触球，22-夹持面，23-被夹持物体。
实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1至图12对本发明作详细说明。
实施例1
如图1-图4以及图12所示，一种自动正压且可调节压力的夹持机构，包括螺杆1和支撑组件2，所述螺杆1与支撑组件2螺纹连接，且支撑组件2上与螺杆1的端面杆部末端相对的部位以及螺杆1的此端面杆部末端均为夹持面，所述支撑组件2包括扭簧3以及通过连接销6互相铰接的上夹板4和下夹板5，所述上夹板4和下夹板5上位于连接销6同一侧的部位均为施压端7，上夹板4和下夹板5的另一侧均为受压端8，所述扭簧3套设在连接销6上，扭簧3的两个施力臂9分别与上夹板4的施压端7和下夹板5的施压端7接触，
所述螺杆1的底端穿过上夹板4上的受压端8后与下夹板5的受压端8相对，且螺杆1与上夹板4螺纹连接。
如图1-图4所示，在所述螺杆1的底端设置有接触夹板11。
在旋紧螺杆1，以使其底端压紧在物体上的过程中，接触夹板11施压端设置增大了螺杆1与被夹持物体之间的受力面，防止物体因受力面过小而产生压痕。
如图1-图4所示，在所述螺杆1的底端和接触夹板11之间设置有万向节12，螺杆1通过万向节12与接触夹板11连接，绕着万向节12的中心转动接触夹板11能使其分别与上夹板4和下夹板5平行。
万向节12的设置以使在实际使用中，可以根据所需的夹持面转动接触夹板11，以使接触夹板11与被夹持物体平行接触，接触夹板能够根据被夹持的物品的形状，调整到合适位子，以使接触夹板11自动和被夹持物体贴合。
夹持物体时，先旋转螺杆1，以使其底端距离下夹板5上的受压端8的距离增大，接着给两个施压端7施压，以使施压端7互相靠近，由于上夹板4和下夹板5通过连接销6互相铰接，在施压端7互相靠近的过程中，受压端8互相远离，再接着将待加工或者待夹持的物体放置在螺杆1的底端和下夹板5上的受压端8之间，接着旋紧螺杆1，以使其底端压紧在物体上，接着卸载施加在施压端7的荷载，而由于在受压端8夹持有物体，因此上、下夹板均无法绕着铰接的轴线转动，而此时扭簧的受力臂因施压端7的位移而受力变形，继而对上、下夹板均产生推力，继而在受压端8产生预紧力。
在整个方案中，加持机构的压力可调，可以通过旋转螺杆来调节被夹持物体所承受的夹紧力大小。例如：固定20mm厚的物品和固定40mm厚的物品，施加在物品上的压力是不一样的，差别很大，可能20mm的物品夹持力不够，而40mm的物品夹持力太大，把物品夹坏都有可能，而通过旋转螺杆即可获得合适的加持力度，同时在扭簧的作用下，以使整个机构具备预紧力，从而固定物品更稳定，不会松懈。
同时，接触夹板通过万向节固定在螺杆的末端，可以根据所需的夹持面转动接触夹板11，以使接触夹板11与被夹持物体平行接触，接触夹板能够根据被夹持的物品的形状，调整到合适位子，以使接触夹板11自动和被夹持物体贴合。
本发明不仅增大了螺杆施加在物体上的加持力，防止了螺杆拧紧力不足或者螺牙之间配合间隙变大而导致无法紧固待加工物体的情况出现，还产生了预紧力，增强了螺杆与支撑组件夹持物体的可靠性和紧密性，以防止受到载荷后夹持面与被夹物体间出现缝隙或者相对滑移，并防止螺纹连接之间存在间隙而缺乏摩擦力矩时降低夹持效果的情况出现。
实施例2
本实施例是对螺杆1与上夹板4之间的螺纹连接做出具体的实施说明。
如图4所示，在所述上夹板4的受压端8上设置有螺母10，所述螺母10与螺杆1同轴，所述螺杆1的底端穿过螺母10以及上夹板4上的受压端8后与下夹板5的受压端8相对，螺母10与螺杆1螺纹连接。
在实现降低材料成本以及降低本发明整体的重量的目的上，为了保证螺杆1与支撑组件之间螺纹连接的可靠性，因此通过设置螺母10，以增大螺杆1与支撑组件之间的配合面，减小螺牙在螺杆1轴向上承受的应力。
优选地，所述螺母10为压铆螺母，其安装方式为：在上夹板上设置一个轴线与螺杆1轴线重合的通孔，接着将压铆螺母的小径端压如通孔中，以使其与上夹板固定。
实施例3
本实施例是对本发明的预紧力结构做出进一步地说明。
如图6-图12所示，本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，在所述接触夹板11上设置有两组加压组，每组加压组均包括若干个弹性加压组件，所述弹性加压组件包括挡片19、弹性条20和接触球21，所述弹性条20弯曲成优弧形，其一端与挡片19连接，其另一端活动贯穿接触夹板11后与接触球21连接，所述弹性条20的圆心位于接触夹板11远离螺杆1轴线的一侧；
两组加压组沿螺杆1的轴线对称分布在接触夹板11的两侧，每组中的弹性加压组件均沿着接触夹板11的侧边边线依次间隔均匀分布。
在旋紧螺杆1，以使其底端压紧在物体上的过程中，挡片19或者接触球21与物体接触后，在接触夹板11向被夹持物体移动的过程中，挡片19的上表面与接触夹板11的下表面接触，并随着螺杆1的转动，同步接触夹板11向下移动，因此挡片19的上、下两个方向分别被接触夹板11和物体限制。而弹性条20上与接触球20连接的一端仅与物体接触，因此随着接触夹板11的向下移动，弹性条20上位于接触夹板11一侧的部位上凸变形，继而通过弹性条21来对接触球20施加压力和预紧力，进一步地增大了本发明夹持物体的稳定性以及夹持物体的预紧力。
弹性条20优选弹性金属条，例如弹簧条；接触球20优选橡胶球或者表面包裹有弹性橡胶层的金属球。
在夹紧物体的时候，可以由弹性条自行向上突起，如图10所示，也可以热工手动拉动接触球20，如图11所示。
实施例4
本实施例是对螺杆与接触夹板11之间的连接做出第二种实施说明。
如图5所示，本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，接触夹板11与螺杆1之间球铰接。
实施例5
本实施例是对夹持面做出实施说明。
如图1-图12所示，本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，所述接触夹板11和下夹板5的受压端8的彼此相对面上均设置有安装槽13，在所述安装槽13中均设置有弹性橡胶垫14。弹性橡胶垫14防止被夹持物品因为过度的夹持力而损坏；同时弹性橡胶垫14卡接在安装槽13中，便于跟换老化的橡胶垫或者更换其他款型的橡胶垫。
进一步地，将各个所述受压端8旋转到平行于水平面的位置，其在水平面中的正投影的形状尺寸一致，均为一个长方形，长方形的长均平行于连接销6的轴线，长方形的宽均向外凸成半圆形；
所述安装槽13的形状与受压端8的形状一致，所述橡胶垫14的形状尺寸与安装槽13的形状尺寸一致。
实施例6
本实施例是对螺杆1的驱动部位做出说明。
如图1-图8以及图12所示，本发明一种自动正压且可调节压力的夹持机构，在所述螺杆1的顶端设置有球径大于螺杆1直径的调节球15，在所述调节球15的底部设置有横截面为矩形的配合孔，在所述螺杆1的顶端设置有横截面与配合孔横截面一致的配合条16，所述配合条16的轴线与螺杆1的轴线重合，其底端与螺杆连接，其顶端插入配合孔中。
所述调节球15优选地为橡胶球。
调节球15的设置以使转动螺杆1的过程中更省力、方便。
实施例7
本实施例是对上压板4和下压板5之间的铰接做出实施说明。
如图1-图8以及图12所示，一种自动正压且可调节压力的夹持机构，上夹板4和下夹板5之间的铰接通过下述方案实现：在所述上夹板4和下夹板5之间的相对面上分别设置有上连接板17和下连接板18，所述上连接板17平行于下连接板18，其顶部与上夹板4连接，且上连接板17有两个，所述下连接板18的底部与下夹板5连接，且下连接板18有两个，并均位于上连接板17之间，所述连接销6的两端分别各穿过一个下连接板18后再各穿过一个上连接板17，所述扭簧3位于下连接板18之间。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种自动正压且可调节压力的夹持机构，包括螺杆(1)和支撑组件(2)，所述螺杆(1)与支撑组件(2)螺纹连接，且支撑组件(2)上与螺杆(1)的端面杆部末端相对的部位以及螺杆(1)的此端面杆部末端均为夹持面，其特征在于：所述支撑组件(2)包括扭簧(3)以及通过连接销(6)互相铰接的上夹板(4)和下夹板(5)，所述上夹板(4)和下夹板(5)上位于连接销(6)同一侧的部位均为施压端(7)，上夹板(4)和下夹板(5)的另一侧均为受压端(8)，所述扭簧(3)套设在连接销(6)上，扭簧(3)的两个施力臂(9)分别与上夹板(4)的施压端(7)和下夹板(5)的施压端(7)接触，所述螺杆(1)的底端穿过上夹板(4)上的受压端(8)后与下夹板(5)的受压端(8)相对，且螺杆(1)与上夹板(4)螺纹连接；在螺杆(1)的底端设置有接触夹板(11)，所述接触夹板(11)的上表面与螺杆(1)连接；在螺杆(1)的底端和接触夹板(11)之间设置有万向节(12)，螺杆(1)通过万向节(12)与接触夹板(11)连接，绕着万向节(12)的中心转动接触夹板(11)能使其下夹板(5)平行；
在所述上夹板(4)的受压端(8)上设置有螺母(10)，所述螺母(10)与螺杆(1)同轴，所述螺杆(1)的底端穿过螺母(10)以及上夹板(4)上的受压端(8)后与下夹板(5)的受压端(8)相对，螺母(10)与螺杆(1)螺纹连接；
在所述接触夹板(11)上设置有两组加压组，每组加压组均包括若干个弹性加压组件，所述弹性加压组件包括挡片(19)、弹性条(20)和接触球(21)，所述弹性条(20)弯曲成优弧形，其一端与挡片(19)连接，其另一端活动贯穿接触夹板(11)后与接触球(21)连接，所述弹性条(20)的圆心位于接触夹板(11)远离螺杆(1)轴线的一侧；两组加压组沿螺杆(1)的轴线对称分布在接触夹板(11)的两侧，每组中的弹性加压组件均沿着接触夹板(11)的侧边边线依次间隔均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种自动正压且可调节压力的夹持机构，其特征在于：所述螺母(10)为压铆螺母。
3.根据权利要求1所述的一种自动正压且可调节压力的夹持机构，其特征在于：所述接触夹板(11)和下夹板(5)的受压端(8)的彼此相对面上均设置有安装槽(13)，在所述安装槽(13)中均设置有弹性橡胶垫(14)。
4.根据权利要求3所述的一种自动正压且可调节压力的夹持机构，其特征在于：将各个所述受压端(8)旋转到平行于水平面的位置，其在水平面中的正投影的形状尺寸一致，均为一个长方形，长方形的长均平行于连接销(6)的轴线，长方形的宽均向外凸成半圆形；所述安装槽(13)的形状与受压端(8)的形状一致，所述橡胶垫(14)的形状尺寸与安装槽(13)的形状尺寸一致。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种自动正压且可调节压力的夹持机构，其特征在于：在所述螺杆(1)的顶端设置有球径大于螺杆(1)直径的调节球(15)，在所述调节球(15)的底部设置有横截面为矩形的配合孔，在所述螺杆(1)的顶端设置有横截面与配合孔横截面一致的配合条(16)，所述配合条(16)的轴线与螺杆(1)的轴线重合，其底端与螺杆连接，其顶端插入配合孔中。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种自动正压且可调节压力的夹持机构，其特征在于：在所述上夹板(4)和下夹板(5)之间的相对面上分别设置有上连接板(17)和下连接板(18)，所述上连接板(17)平行于下连接板(18)，其顶部与上夹板(4)连接，且上连接板(17)有两个，所述下连接板(18)的底部与下夹板(5)连接，且下连接板(18)有两个，并均位于上连接板(17)之间，所述连接销(6)的两端分别各穿过一个下连接板(18)后再各穿过一个上连接板(17)，所述扭簧(3)位于下连接板(18)之间。
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