CN109759873B - 一种液压台钳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压台钳，包括L形的固定钳身、与固定钳身水平部一体设置的导轨、能够沿导轨往复移动的活动钳身、液压系统、锁紧机构以及限位机构；液压系统包括施压机构以及与施压机构连接的液压缸；锁紧机构包括与工作柱塞连接的压力转移器和能够向导轨侧壁移动并与导轨构成抱合结构的限位块；加压初期，压力转移器在工作柱塞的推动下向右运动，在限位机构的作用下使限位块向导轨相应侧壁运动直至与导轨抱合以实现锁紧机构与固定钳身的锁止；继续加压使液压缸相对于工作柱塞反向运动并带动活动钳身对工件进行夹紧。该液压台钳通过设置相互作用的液压系统、锁紧机构和限位机构，推动活动钳身移动，整体结构简单紧凑、夹紧力大、夹紧效率高。

Description

一种液压台钳

技术领域

本发明涉及夹持工具技术领域，尤其是涉及一种液压台钳。

背景技术

台钳，是机械制造中常用的一种夹持工具，是铣床、钻床等机床的随机附件，将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工；也可以在钳工加工时用来夹持工件。

目前广泛使用的台钳是用丝杠加力的台钳，即活动钳口在丝杠的传动下前后移动，与固定钳口配合以实现对工件的夹紧和固定；这种机械式台钳结构简单，但使用比较麻烦，需要反复摇动丝杠使钳口开合，劳动强度大，工作效率低，夹持时增力倍数小，影响其使用效果。

申请号为201420555283.1的中国专利公布了一种液压虎钳台钳，该专利通过在空心橡胶套中注入液压油使橡胶套膨胀以夹紧管材，调节液压缸行程带动滑块夹紧管件，由于主要通过橡胶套膨胀来实现夹紧，导致夹紧力小，应用范围较小；且虎钳主体部分与液压源分离，导致结构不紧凑和操作复杂。申请号为201610240681.8的专利公开了一种多用液压台钳，通过旋转预夹紧丝杠，使活动钳身前移；力变大后，棘爪销压下弹簧，夹紧丝杠继续旋转，推动中心柱塞泵柱塞产生高压压力油，从而推动两个夹件柱塞杆运动，实现工件的夹紧；设置带挂脚组件的固定挡板以克服预夹紧丝杠行程受限；工作时，先根据需要安装好挂脚组件，再将工件靠放在挡板处，然后实现工件的预加紧和加紧过程；该液压台钳同样存在操作过程复杂，劳动强度大，效率低的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种液压台钳，其使用方便，结构简单，夹紧力大，且夹紧效率高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液压台钳，包括L形的固定钳身、与固定钳身水平部一体设置的导轨以及能够沿导轨相对于固定钳身往复移动的活动钳身，还包括安装在活动钳身上的用于为活动钳身的移动提供动力的液压系统、在液压系统加压初期能够相对于导轨进行锁止的锁紧机构以及用于限制锁紧机构轴向运动的限位机构；所述液压系统包括施压机构以及与施压机构连接的液压缸；所述锁紧机构包括与液压缸的工作柱塞连接的压力转移器和与压力转移器配合的能够向导轨侧壁移动并与导轨构成抱合结构的限位块；加压初期，压力转移器在工作柱塞的推动下向右运动，在限位机构的作用下使限位块向导轨相应侧壁运动直至与导轨抱合以实现锁紧机构与固定钳身的锁止；继续加压使液压缸相对于工作柱塞反向运动并带动活动钳身对工件进行夹紧。

进一步地，所述固定钳身包括固定钳身本体以及竖直设于固定钳身本体临近导轨侧的固定钳口；所述活动钳身包括与导轨配合的活动钳身本体、与固定钳身相对的竖直设于活动钳身本体上的活动钳口以及与活动钳身本体的底部连接并延伸至导轨内部的固定支撑块，所述固定支撑块用于支撑锁紧机构和限位机构；所述固定支撑块中部设有垂直于活动钳身轴向方向的通槽，通槽与导轨的内壁和活动钳身本体的底部相配合构成容纳锁紧机构的空间，所述锁紧机构还包括连接两个限位块的复位弹簧I，液压系统卸压后，复位弹簧I能够带动限位块与导轨脱离以使限位块复位。

进一步地，固定支撑块远离活动钳口的一端设有沿通槽的轴向方向与通槽贯通的含台阶的通孔，所述限位机构包括靠近通槽远离工作柱塞一端的T形约束块，T形约束块的轴向杆延伸至通孔内部，从通孔另一端伸入的卡设在台阶位置的定位螺钉与轴向杆螺纹连接以对T形约束块限位，与T形约束块的横向板相对的固定支撑块上对称安装有定位弹簧以在加压中后期通过压缩定位弹簧使活动钳身向固定钳身方向移动。

进一步地，所述压力转移器包括位于中部的连接轴和分别位于连接轴两侧的两对平行的连杆；连接轴的两端分别与工作柱塞和位于T形约束块中心位置的复位弹簧II连接，连杆的两端分别与连接轴和限位块铰接；位于连接轴一侧的两根连杆、限位块和连接轴构成四连杆机构。

进一步地，所述压力转移器呈一端大一端小的斜楔结构。

进一步地，所述压力转移器的数量为一个，压力转移器的斜面与限位块相配合，T形约束块的中心与压力转移器的小端之间连接有复位弹簧II。

进一步地，所述压力转移器的数量为两个，一个压力转移器与工作柱塞固定连接，另一个压力转移器与T形约束块固定连接，限位块与两个相对设置的压力转移器的斜面相配合。

进一步地，所述防止限位块与导轨发生移动的抱合结构包括限位块和导轨的相对侧面上交错设置的弧形凹槽和弧形凸起。

进一步地，所述抱合结构包括设于限位块和导轨的相对面上的三角形槽或梯形沟槽。

进一步地，所述施压机构包括设置在活动钳身本体上的柱塞孔、与柱塞孔配合并能相对于柱塞孔运动的泵柱塞、与泵柱塞伸出柱塞孔的一端连接的用以控制泵柱塞运动的驱动件以及连通柱塞孔和液压缸的油路；通过转动驱动件控制泵柱塞移动进而使柱塞孔内的机油流向液压缸以进行加压或使液压缸内的机油流回柱塞孔以进行卸压。

有益效果：

如上所述，本发明的一种液压台钳，具有以下有益效果：

1：本发明通过设置固定钳身、活动钳身来夹持或松开工件；通过设置在活动钳身部分的液压系统、锁紧机构和限位机构的相互作用，推动活动钳身向固定钳身的方向移动，从而夹紧工件；当需要松开工件时，通过旋转驱动件进行液压系统卸压，复位弹簧II推动工作柱塞和锁紧机构复位的同时也推动活动钳身松开工件；该液压台钳整体结构简单紧凑、夹紧力大、夹紧效率高。

2：本发明液压台钳的液压回路只有加压机构和单向液压缸，没有其他的液压控制元件，机构简单。

3：本发明采用驱动件控制泵柱塞增压、液压增压的多重组合增压方式，具有很大的增压比，采用很小的手动力，即可实现对工件的可靠夹持。

4：本发明限位块与导轨的相对面能够抱合进行止滑，具有很大的轴向作用力，而所需的横向力很小，且不影响导轨的导向。

5：本发明在限位块与导轨间的抱合结构沿横向对称布置，具有很大的夹持刚度，可以防止钳口受偏载时活动钳身的倾斜，保证钳口的平行，提高导轨的配合精度。

下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中液压台钳的主视图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B-B处的剖视图；

图4是限位块与导轨接触面的示意图；

图5是锁紧机构另一实施例的结构示意图；

图6是锁紧机构再一实施例的结构示意图。

图示标记，1、固定钳身，11、固定钳身本体，12、固定钳口，2、活动钳身，21、活动钳口，22、活动钳身本体，23、固定支撑块，3、液压系统，31、密封圈，32、液压缸，33、工作柱塞，34、油路，35、柱塞孔，36、泵柱塞，37、固定环，38、驱动件，4、锁紧机构，41、压力转移器，42、复位弹簧I、43、限位块，44、复位弹簧II，45、连接轴，46、连杆，5、限位机构，51、T形约束块、52、定位弹簧，53、定位螺钉，6、导轨。

具体实施方式

在本发明的实施例描述中，需要理解的是，术语“上”“下”“左”“右”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。同时定义图1中各零件或机构所处的位置为原始位置，所述各零件或机构的运动方向为图1所示方向，图2所示的限位块43朝向导轨中心的运动为向内侧运动，离开导轨6中心的运动为向外侧运动，所述各零件或机构向原始位置运动称为复位。

本发明的核心是提供一种液压台钳，该装置使用方便，结构简单，夹紧力大，且夹紧效率高。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供液压台钳的结构示意图，图2所示为图1中A-A处的剖视图。

本发明所提供的液压台钳主要包括L形的固定钳身1、与固定钳身1水平部一体设置的导轨6、能够沿导轨6相对于固定钳身1往复移动的活动钳身2、用于为使活动钳身2夹紧或松开工件提供动力的液压系统3、在液压系统3加压初期能够相对于导轨6进行锁止的锁紧机构4以及限制锁紧机构4轴向运动的限位机构5。

固定钳身1包括固定钳身本体11以及竖直设于固定钳身本体11上的用于夹紧工件的固定钳口12。

在本发明的另一个实施例中，所述固定钳身本体11与导轨6可以设计为分体式结构，则可以选择耐磨材料来制作导轨6。

所述活动钳身2包括与导轨6配合的活动钳身本体22、与固定钳身本体11相对设置的竖直设于活动钳身本体22上的活动钳口21以及与活动钳身本体22底部连接并延伸至导轨6内部用于支撑锁紧机构4和限位机构5的固定支撑块23。

活动钳身本体22上设有液压系统3，所述液压系统3包括设于活动钳身本体22上的柱塞孔35、与柱塞孔35配合并能相对于柱塞孔35运动的泵柱塞36、与泵柱塞36的伸出柱塞孔35的一端连接的用以控制泵柱塞36运动的驱动件38以及与柱塞孔35通过油路34连接的液压缸32，设于活动钳身2内部的液压缸32位于活动钳身2的左端，通过转动驱动件38控制泵柱塞36移动进而使柱塞孔35内的机油流向液压缸32以进行加压或使液压缸32内的机油流回柱塞孔35以进行卸压。

在本发明的一个实施例中可以采用螺纹结构实现泵柱塞36的上下移动，当柱塞孔35与泵柱塞36连接时，柱塞孔35的下部为光孔结构，柱塞孔35的上部为螺纹结构；泵柱塞36的下部为与柱塞孔35下部的光孔滑动密封配合的柱塞结构，柱塞结构的上端具有大于柱塞直径的螺杆结构，通过该螺杆结构实现与柱塞孔35的螺纹连接，螺纹与柱塞间的台阶可以对泵柱塞36进行下端限位；泵柱塞36在螺杆结构的上部具有小于螺杆螺纹内径的连接杆，连接杆的头部与驱动件38固定连接。

优选地，柱塞孔35螺纹孔的上面设置有与活动钳身本体22固定连接的固定环37，固定环37用于对泵柱塞36的上端进行限位，防止泵柱塞36从柱塞孔35中转出。

在本发明的其他实施例中，也可以采用在泵柱塞36的头部连接凸轮机构即驱动件38设为凸轮以实现泵柱塞36的上下移动，也可以将柱塞孔35与泵柱塞36采用现有技术中的其它的连接方式，只要泵柱塞36能够相对于柱塞孔35移动以满足液压系统的需求即可。

优选地，所述油路34与固定支撑块23和液压缸32的连接处均设有密封圈31进行密封。

所述锁紧机构4位于固定支撑块23中部的通槽内，通槽的开口方向与固定支撑块23的轴向方向垂直，所述通槽的端部与导轨6的内壁及活动钳身本体22的底面相配合构成容纳和约束锁紧机构4和T形约束块51的空间；所述锁紧机构4包括与液压缸32的工作柱塞33同轴固定连接的压力转移器41，与压力转移器41配合对称安装有两个限位块43，限位块43的外侧面和导轨6相配合。加压初期，压力转移器41在工作柱塞33作用下向右运动，限位块43在压力转移器41和限位机构5的共同作用下向外横向运动，以使限位块43与导轨6的相应侧壁咬合。

在本发明的另一个实施例中，工作柱塞33与压力转移器41为一体式结构，方便由液压系统3直接控制压力转移器41的移动。

限位块和导轨的相对侧面为具有一定形状特征的抱合面，两抱合面抱合后构成的抱合结构，可以在结合面方向（轴向）产生很大的约束力，阻止两面间的相对滑动；请参考图4，图4所示为导轨6与限位块43的接触面的示意图，能够相互抱合的导轨6与限位块43的相对端面为交错设置的弧形凹槽和弧形凸起，该结构能够使限位块43在加压过程中与导轨6抱合，具有很大的轴向作用力。在本发明的一个实施例中，所述弧形凹槽和弧形凸起为半圆形，半圆形圆弧半径为0.2mm，在其他实施例中，也可以采用0.01～3mm的圆弧半径。在本发明的另一个实施例中，抱合结构的抱合面也可以沿轴向呈正弦曲线分布，也可以沿轴向呈三角形或梯形沟槽均匀分布，只要能利用两个结合面的凸凹结构进行配合以防止沿结合面滑动即可，还可以采用粗糙度较大的表面或其他能够增加摩擦力的表面结构。

优选地，可以在导轨6内侧面镶拼一种耐磨楔块，在耐磨楔块上设计可与限位块43抱合的表面结构，能够减少制造成本、提高使用寿命。

如图3所示，两个限位块43通过复位弹簧I 42连接能够在液压系统3卸压后使限位块43与导轨6脱离以实现限位块43的复位。本发明中复位弹簧I 42的数量优选为2个。复位弹簧I 42可以为勾弹簧，采用勾弹簧使两个限位块43产生向内的拉力，可选地，也可以在本发明的另一实施例中采用拉簧。

固定支撑块23的右端设有与通槽贯通的含台阶的通孔，所述限位机构5包括与工作柱塞33中心一致的位于通槽末端的T形约束块51，T形约束块51的横向板对面的固定支撑块23上对称安装有定位弹簧52，T形约束块51的轴向杆延伸至通孔内部，从通孔末端伸入的卡设在台阶位置的定位螺钉53与T形约束块51螺纹连接以对T形约束块51限位。

需要说明的是，定位弹簧52在安装时要有一定的预紧力，保证T形约束块51在支撑限位块43受压力转移器41的作用时不会向右移动，而只能外侧移动；还要保证在加压中后期当液压缸32带动活动钳身2向工件移动时能产生一定的压缩量。

在本发明的一个实施例中，所述压力转移器41为一端大一端小的斜楔结构。

如图2所示，压力转移器41的斜面与限位块43相配合，T形约束块51中心与压力转移器41的小端连接有复位弹簧II 44。

如图5所示，当所述压力转移器41的数量为两个时，一个压力转移器41与工作柱塞33固定连接，另一个压力转移器41与T形约束块51固定连接，限位块43分别与两个相对设置的压力转移器41的斜面相配合。

在本发明的其他实施例中，如图6所示，压力转移器包括连接轴45、连杆46，连接轴45与工作柱塞33固定连接，连接轴45分别与两根连杆46与一个限位块43构成四连杆机构，共组成2对对称的四连杆机构，其中各连杆46与连接轴45和限位块43铰接；工作时，连接轴45右行，使连杆46横向伸直，迫使限位块43向外横向移动。

进一步地，所述活动钳身本体22底部中心位置设有与导轨6配合的导向槽以实现活动钳身2的往复移动。

以压力转移器41采用一个斜楔、斜楔小端与T形约束块51通过复位弹簧II 44连接为例，详细叙述该液压台钳的使用方法，主要包括以下步骤：

S1：将工件置于液压台钳的钳口中，手动推动活动钳身2使活动钳口21和固定钳口12接触工件；

S2：转动驱动件38，驱动件38带动泵柱塞36沿柱塞孔35下行，使柱塞孔35中的机油沿油路34进入液压缸32，推动工作柱塞33和压力转移器41向右移动，复位弹簧II 44被压缩，限位块43在压力转移器41和限位机构5的作用下向外侧移动并与导轨6通过抱合面抱合；抱合后的限位块43与压力转移器41停止运动，工作柱塞33也停止运动；当继续加压时，液压缸32相对于工作柱塞33向左移动，定位弹簧52被压缩，液压缸32带动活动钳身2整体向左移动以实现对工件的夹紧；

S3：当需要卸压时，反向转动驱动件38，液压缸32卸压，复位弹簧II 44推动压力转移器41及工作柱塞33向左移动复位，限位块43在复位弹簧I 42的作用下脱离导轨6向内运动复位，定位弹簧52带动T形约束块51复位，解除对工件的夹紧，手动拉动活动钳身2，取出工件即可。

其中，步骤S2的工作原理为：锁紧机构4和限位机构5均安装在活动钳身2上，但可以沿活动钳身2轴向移动一段距离；液压缸32固定在活动钳身2上不能移动；相对运动的双方都在活动钳身2内部，液压缸32中有液压力时，只能是锁紧机构4向右移动。当限位块43与导轨6抱紧而具有轴向支撑作用后，液压缸32中的液压力才能推动液压缸32带动活动钳身2向左移动实现对工件的夹紧。

本发明通过设置固定钳身1以及相对于固定钳身1往复移动的活动钳身2的来夹持或松开工件；通过设置在活动钳身2内的液压系统3、锁紧机构4和限位机构5相互作用，能够推动活动钳身2向左移动，从而夹紧工件；当需要松开工件时，通过反向转动驱动件38使液压系统3卸压，限位机构5推动工作柱塞33和锁紧机构4复位的同时也推动活动钳身2右移以松开工件。

本发明采用驱动件38控制泵柱塞36增压、液压增压的多重组合增压方式，具有很大的增压比，采用很小的手动力，即可实现对工件的可靠夹持。由于通过手动使钳口接触工件，所以夹紧行程很短，夹持效率高。

需要说明的是，本发明液压台钳，具有固定钳身1和活动钳身2两大部分，液压系统3设置在活动钳身2上，其固定钳身1通过底座固定在机床工作台上或钳工工作台上，使用时，推动活动钳身2并控制液压系统3即可到达夹持工件的目的；也可以通过固定底座将本发明所述的活动钳身2部分固定在机床工作台上或钳工工作台上，推动固定钳身1部分并控制设置在活动钳身2上的液压系统3即可到达夹持工件的目的，此时根据动作性质，将钳身名字相互替换即可，工作原理基本相同。

本发明的液压台钳具有结构简单紧凑，夹紧迅速，工作可靠，使用寿命长，适用范围广，运行和维护成本低，便于推广使用等优点。

以上对本发明所提供的一种液压台钳进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理和具体实施方式进行了阐述，上述实施例仅用来帮助理解本发明的方法和核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压台钳，包括L形的固定钳身、与固定钳身水平部一体设置的导轨、能够沿导轨相对于固定钳身往复移动的活动钳身以及安装在活动钳身上的用于为活动钳身的移动提供动力的液压系统，所述液压系统包括施压机构以及与施压机构连接的液压缸，其特征在于：还包括在液压系统加压初期能够相对于导轨进行锁止的锁紧机构以及用于限制锁紧机构轴向运动的限位机构；所述锁紧机构包括与液压缸的工作柱塞连接的压力转移器和与压力转移器配合的能够向导轨侧壁移动并与导轨构成抱合结构的限位块；加压初期，压力转移器在工作柱塞的推动下向右运动，并与限位机构共同作用使限位块向导轨相应侧壁运动直至与导轨抱合而使锁紧机构与固定钳身的锁止；继续加压使液压缸相对于工作柱塞反向运动并带动活动钳身对工件进行夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种液压台钳，其特征在于：所述固定钳身包括固定钳身本体以及竖直设于固定钳身本体临近导轨侧的固定钳口；所述活动钳身包括与导轨配合的活动钳身本体、与固定钳身相对的竖直设于活动钳身本体上的活动钳口以及与活动钳身本体的底部连接并延伸至导轨内部的固定支撑块，所述固定支撑块用于支撑锁紧机构和限位机构；所述固定支撑块中部设有垂直于活动钳身轴向方向的通槽，通槽与导轨的内壁和活动钳身本体的底部相配合构成容纳锁紧机构的空间，所述锁紧机构还包括连接两个限位块的复位弹簧I，液压系统卸压后，复位弹簧I能够带动限位块与导轨脱离以使限位块复位。

3.根据权利要求2所述的一种液压台钳，其特征在于：固定支撑块远离活动钳口的一端设有沿通槽的轴向方向与通槽贯通的含台阶的通孔，所述限位机构包括靠近通槽远离工作柱塞一端的T形约束块，T形约束块的轴向杆延伸至通孔内部，从通孔另一端伸入的卡设在台阶位置的定位螺钉与轴向杆螺纹连接以对T形约束块限位，与T形约束块的横向板相对的固定支撑块上对称安装有定位弹簧以在加压中后期通过压缩定位弹簧使活动钳身向固定钳身方向移动。

4.根据权利要求3所述的一种液压台钳，其特征在于：所述压力转移器包括位于中部的连接轴和分别位于连接轴两侧的两对平行的连杆；连接轴的两端分别与工作柱塞和位于T形约束块中心位置的复位弹簧II连接，连杆的两端分别与连接轴和限位块铰接；位于连接轴一侧的两根连杆、限位块和连接轴构成四连杆机构。

5.根据权利要求3所述的一种液压台钳，其特征在于：所述压力转移器呈一端大一端小的斜楔结构。

6.根据权利要求5所述的一种液压台钳，其特征在于：所述压力转移器的数量为一个，压力转移器的斜面与限位块相配合，T形约束块的中心与压力转移器的小端之间连接有复位弹簧II。

7.根据权利要求5所述的一种液压台钳，其特征在于：所述压力转移器的数量为两个，一个压力转移器与工作柱塞固定连接，另一个压力转移器与T形约束块固定连接，限位块与两个相对设置的压力转移器的斜面相配合。

8.根据权利要求1所述的一种液压台钳，其特征在于：所述防止限位块与导轨发生移动的抱合结构包括限位块和导轨的相对侧面上交错设置的弧形凹槽和弧形凸起。

9.根据权利要求1所述的一种液压台钳，其特征在于：所述抱合结构包括设于限位块和导轨的相对面上的三角形槽或梯形沟槽。

10.根据权利要求1所述的一种液压台钳，其特征在于：所述施压机构包括设置在活动钳身本体上的柱塞孔、与柱塞孔配合并能相对于柱塞孔运动的泵柱塞、与泵柱塞伸出柱塞孔的一端连接的用以控制泵柱塞运动的驱动件以及连通柱塞孔和液压缸的油路；通过转动驱动件控制泵柱塞移动进而使柱塞孔内的机油流向液压缸以进行加压或使液压缸内的机油流回柱塞孔以进行卸压。

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