CN110270865A - 连杆式夹紧器 - Google Patents

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昝艳辉
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Abstract

本发明涉及工件夹紧设备技术领域，尤其涉及一种连杆式夹紧器，其包括夹紧组件和驱动组件，驱动组件包括缸体、活塞和活塞杆；活塞杆的第一端与夹紧组件传动连接，第二端与活塞之间连接有弹性结构件；缸体内开设有环绕活塞杆的容纳槽，容纳槽内容置有可挤压件；活塞上的第一挤压面和活塞杆上的第二挤压面均相对于活塞杆的伸出方向倾斜设置，且第一挤压面的倾斜角度小于第二挤压面的倾斜角度；夹紧组件由夹紧状态向增力夹紧状态转换的过程中，第一挤压面通过挤压件挤压第二挤压面，以使活塞杆驱动夹紧组件对工件增力夹紧。本发明提供的连杆式夹紧器，在油压及活塞直径不变的前提下，增大了连杆式夹紧器对工件的夹紧力。

Description

连杆式夹紧器
技术领域
本发明涉及工件夹紧设备技术领域，尤其涉及一种连杆式夹紧器。
背景技术
在工件的实际生产过程中，为了便于加工并保证加工精度，经常会采用连杆式夹紧器将工件夹紧后再加工。连杆式夹紧器中一般都设置有用于夹紧工件的夹紧组件以及用于给夹紧组件提供动力的驱动组件，该夹紧组件包括有压板和连接杆，该驱动组件包括缸体、活塞和活塞杆，活塞与缸体密封滑动配合，活塞杆的底部与活塞连接，顶部与压板的一端铰接，连接杆的两端与压板的中部和缸筒铰分别接，从而使得缸筒、活塞杆、压板和连接杆构成了四连杆结构，活塞杆伸出会推动压板压紧工件，活塞杆缩回会带动压板松开工件。
现有的连杆式夹紧器要想在油压不变的情况下增大夹紧力，只能增大油缸内径(活塞直径)以增大油液与活塞的接触面积；然而，油缸内径增大，会使得连杆式夹紧器的体积增大，无法应用在对结构紧凑度要求较高的夹具上。
综上，如何克服现有的连杆式夹紧器的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连杆式夹紧器，以缓解现有技术中的连杆式夹紧器存在的连杆式夹紧器无法应用在对夹紧力及结构节凑度均要求较高的技术问题。
本发明提供的连杆式夹紧器包括夹紧组件和驱动组件，所述驱动组件包括缸体、活塞和活塞杆；
其中，所述活塞滑动连接于所述缸体内，所述活塞杆滑动连接于所述缸体，所述活塞杆的第一端凸出于所述缸体并与所述夹紧组件传动连接，第二端与所述活塞之间连接有弹性结构件，所述活塞与所述活塞杆能相对运动；所述缸体内开设有环绕所述活塞杆的容纳槽，所述容纳槽内容置有可沿所述容纳槽运动的挤压件；
所述活塞包括第一挤压面，所述活塞杆包括第二挤压面，所述第一挤压面和所述第二挤压面均相对于所述活塞杆的伸出方向倾斜设置，且所述第一挤压面的倾斜角度小于所述第二挤压面的倾斜角度；
所述夹紧组件由放松状态向夹紧状态转换的过程中，所述活塞通过所述弹性结构件推动所述活塞杆伸出，以利用所述活塞杆驱动所述夹紧组件夹紧工件；所述夹紧组件由夹紧状态向增力夹紧状态转换的过程中，所述活塞向着所述活塞杆移动，且所述第一挤压面通过所述挤压件挤压所述第二挤压面，以使所述活塞杆驱动所述夹紧组件对工件增力夹紧。
优选的，作为一种可实施方式，所述活塞上开设有开口朝向所述活塞杆的第一凹槽，所述第一凹槽的中心轴与所述活塞的中心轴重合，所述第一凹槽的槽壁为所述第一挤压面。
优选的，作为一种可实施方式，所述活塞杆的第二端开设有第二凹槽，所述第二凹槽的槽壁为所述第二挤压面。
优选的，作为一种可实施方式，所述第一凹槽的槽壁和所述第二凹槽的槽壁均为平滑曲面。
优选的，作为一种可实施方式，所述活塞杆的第二端开设有沿所述活塞杆的长度方向延伸的盲孔，所述活塞包括滑杆，所述滑杆与所述盲孔滑动配合，且所述弹性结构件的两端与所述滑杆和所述盲孔的孔底分别连接。
优选的，作为一种可实施方式，所述活塞杆上沿长度方向开设有腰型孔，所述滑杆上安装有限位杆，所述限位杆与所述腰型孔滑动配合。
优选的，作为一种可实施方式，所述缸体包括缸体本体和导向套，所述导向套固定在所述缸体本体内，且所述导向套空套在所述活塞杆上，所述容纳槽开设在所述导向套上。
优选的，作为一种可实施方式，所述容纳槽的形状为圆柱面。
优选的，作为一种可实施方式，所述圆柱面的轴线与所述活塞杆的伸缩方向垂直。
优选的，作为一种可实施方式，所述挤压件为球体结构。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供的连杆式夹紧器，设置有夹紧组件和驱动组件，其中，驱动组件包括缸体、活塞和活塞杆，活塞滑动连接于缸体内，活塞杆滑动连接于缸体，活塞杆的第一端凸出于缸体并与夹紧组件传动连接，从而活塞杆运动能够驱动夹紧组件夹紧或松开工件；活塞杆的第二端与活塞之间连接有弹性结构件，且活塞与活塞杆能够相对运动；缸体内开设有环绕活塞杆的容纳槽，在该容纳槽内容置有可沿该容纳槽运动的挤压件，以利用容纳槽对挤压件进行限位。活塞包括相对于所述活塞杆的伸出方向倾斜设置的第一挤压面，活塞杆包括相对于所述活塞杆的伸出方向倾斜设置的第二挤压面，且第一挤压面的倾斜角度小于第二挤压面的倾斜角度。
当连杆式夹紧器需要夹紧工件时，夹紧组件会从原本的放松状态转换为夹紧状态，在这个过程中，活塞会在油压的作用下通过弹性结构件推动活塞杆伸出，从而，利用活塞杆驱动夹紧组件压紧工件；之后，夹紧组件会从夹紧状态转换为增力夹紧状态，在这个过程中，因夹紧组件已经夹紧，故活塞杆不再发生移动，活塞会在油压的作用下推动弹性结构件继续变形以能够在增大夹紧力的同时继续沿原位移方向(即朝向活塞杆的方向)移动，此时，活塞的第一挤压面会挤压处于容纳槽内的挤压件，使得挤压件能够与活塞杆上的第二挤压面接触并挤压第二挤压面，以使活塞杆驱动夹紧组件对工件增力夹紧。
因此，本发明提供的连杆式夹紧器，在油压及活塞直径不变的前提下，活塞杆能够受到更大的推出力，即增大了连杆式夹紧器对工件的夹紧力，缓解了现有的连杆式夹紧器无法应用于对夹紧力及结构节凑度均要求较高的夹具上的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的连杆式夹紧器在放松状态的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的连杆式夹紧器在放松状态的剖视结构示意图；
图3为图2中活塞杆、活塞和弹性结构件的装配结构示意图；
图4为本发明实施例提供的连杆式夹紧器在夹紧状态或增力夹紧状态的立体结构示意图；
图5为本发明实施例提供的连杆式夹紧器在夹紧状态的剖视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的连杆式夹紧器在增力夹紧状态的剖视结构示意图；
图7为图6中活塞杆、活塞、导向套、弹性结构件和挤压件的装配结构示意图；
图8为本发明实施例提供的活塞杆的立体结构示意图；
图9为本发明实施例提供的活塞杆的剖视结构示意图；
图10为本发明实施例提供的导向套的立体结构示意图。
图标：1－缸体本体；2－活塞；3－活塞杆；4－导向套；5－挤压件；6－弹性结构件；7－夹紧组件；
21－第一挤压面；22－滑杆；23－限位杆；
31－第二挤压面；32－盲孔；33－腰型孔；
41－容纳槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1－图10，本实施例提供的连杆式夹紧器，设置有夹紧组件7和驱动组件，其中，驱动组件包括缸体、活塞2和活塞杆3，活塞2滑动连接于缸体内，活塞杆3滑动连接于缸体，活塞杆3的第一端凸出于缸体并与夹紧组件7传动连接，从而活塞杆3运动能够驱动夹紧组件7夹紧或松开工件；活塞杆3的第二端与活塞2之间连接有弹性结构件6，且活塞2与活塞杆3能够相对运动；缸体内开设有环绕活塞杆3的容纳槽41，在该容纳槽41内容置有可沿该容纳槽41运动的挤压件5，以利用容纳槽41对挤压件5进行限位。活塞2包括相对于所述活塞杆3的伸出方向倾斜设置的第一挤压面21，活塞杆3包括相对于所述活塞杆3的伸出方向倾斜设置的第二挤压面31，且第一挤压面21的倾斜角度小于第二挤压面31的倾斜角度。
当连杆式夹紧器需要夹紧工件时，夹紧组件7会从原本的放松状态转换为夹紧状态，在这个过程中，活塞2会在油压的作用下通过弹性结构件6推动活塞杆3伸出，从而，利用活塞杆3驱动夹紧组件7压紧工件；之后，夹紧组件7会从夹紧状态转换为增力夹紧状态，在这个过程中，因夹紧组件7已经夹紧，故活塞杆3不再发生移动，活塞2会在油压的作用下推动弹性结构件6继续变形以能够在增大夹紧力的同时继续沿原位移方向(即朝向活塞杆3的方向)移动，此时，活塞2的第一挤压面21会挤压处于容纳槽41内的挤压件5，使得挤压件5能够与活塞杆3上的第二挤压面31接触并挤压第二挤压面31，以使活塞杆3驱动夹紧组件7对工件增力夹紧。
因此，本实施例提供的连杆式夹紧器，在油压及活塞2直径不变的前提下，活塞杆3能够受到更大的推出力，即增大了连杆式夹紧器对工件的夹紧力，缓解了现有的连杆式夹紧器无法应用于对夹紧力及结构节凑度均要求较高的夹具上的问题。
具体地，参见图7，可在活塞2上开设开口朝向活塞杆3的第一凹槽，将第一凹槽的槽壁作为第一挤压面21，从而，在连杆式夹紧器从放松状态向增力夹紧状态逐步转换时，活塞2上的第一凹槽能够容纳活塞杆3，此外，以第一凹槽的槽壁作为第一挤压面21，便于保证第一挤压面21的结构稳定性，而且结构简单便于加工。
进一步的，可将第一凹槽的中心轴与活塞2的中心轴重合设置，以便于活塞2的装配。
进一步的，参见图8和图9，可在活塞杆3的第二端开设第二凹槽，并以第二凹槽的槽壁作为第二挤压面31，以使得活塞杆3在伸出的过程中，挤压件5能顺利滑入第二凹槽内并与第二挤压面31接触挤压。
优选的，可将第一凹槽的槽壁和第二凹槽的槽壁均设置为平滑曲面，以减小在挤压件5相对第一凹槽和第二凹槽移动时产生的磨损，便于延长活塞2、活塞杆3和挤压件5的寿命。
此外，可将挤压件5和第二凹槽均设置为多个，并将多个第二凹槽均匀分布在活塞杆3上，多个挤压件5可与第一凹槽的多个部分分别接触挤压，以使得活塞杆3受力更加平衡，提高工作稳定性。
优选的，可将活塞杆3与活塞2滑动配合，以使得活塞杆3与活塞2的相对位置能够被相互限定，以提高活塞杆3与活塞2之间的连接强度，防止弹性结构件6发生侧向变形，而导致连杆式夹紧器损坏的情况，延长了连杆式夹紧器的使用寿命。
具体地，参见图3、图7和图9，可在活塞杆3的第二端开设沿活塞杆3的长度方向延伸的盲孔32，活塞2包括有滑杆22，将滑杆22与盲孔32滑动配合，并将弹性结构件6的两端与滑杆22和盲孔32的孔底分别连接，其中，盲孔32不但能实现对滑杆22的导向作用，还能对弹性结构件6的变形方向进行限制，保护了弹性结构件6。
特别的，可选用弹簧作为上述弹性结构件6。
优选的，参见图3、图8和图9，可在活塞杆3上沿长度方向开设腰型孔33，同时，在滑杆22上安装限位杆23，并将限位杆23与腰型孔33滑动配合，当滑杆22在盲孔32内滑动时，限位杆23也会跟随滑杆22沿腰型孔33的长度方向滑动，能防止活塞2上的滑杆22脱离盲孔32。
进一步的，可将腰型孔33设置为至少两个，并将所有的腰型孔33均匀分布在活塞杆3上。
在缸体的具体结构中包括有缸体本体1和导向套4，导向套4固定在缸体本体1内，且导向套4空套在活塞杆3上，容纳槽41开设在导向套4上，以便于加工。
优选的，可将容纳槽41的形状设置为圆柱面，以使得挤压件5能够在容纳槽41内沿圆柱面的长度方向自由移动，减小阻力。
优选的，可将挤压件5设置为球体，以进一步减小挤压件5在容纳槽41内沿圆柱面的长度方向移动是受到的摩擦力。
进一步的，可将圆柱面的轴线与活塞杆3的伸缩方向垂直设置，以使得挤压件5在沿圆柱面移动时，从而，可使得挤压件5在沿圆柱面移动时，不会产生沿活塞杆3的伸缩方向的位移，便于使得挤压件5达到平衡状态。
因在连杆式夹紧器处于增力夹紧状态时，活塞2和活塞杆3基本不存在相对转动的力，即活塞2上的第一挤压面21对挤压件5的作用力的方向以及活塞杆3上的第二挤压面31对挤压件5的作用力的方向均位于活塞杆3的中心轴所在的平面上，从而，当容纳槽41的形状为轴线与活塞杆3的伸缩方向垂直的圆柱面上时，容纳槽41对挤压块的作用力是平行于活塞杆3的伸缩方向的，因此，在第一挤压面21和第二挤压面31均相对于活塞杆3的伸出方向倾斜设置，且第一挤压面21的倾斜角度小于第二挤压面31的倾斜角度时，挤压件5在第一挤压面21和第二挤压面31的挤压作用下，会对容纳槽41产生一个与活塞杆3的伸出方向相反的作用力，以使得自身能够保持受力平衡的状态。也就是说，在连杆式夹紧器处于增力夹紧状态时，容纳槽41会给挤压件5一个朝向活塞杆3的伸出方向的作用力，从而，在挤压件5的作用下，活塞杆3不但会受到来自油压的推出力还会受到来自导向套4的推出力，增大了夹紧组件7对工件的夹紧力。
综上所述，本发明公开了一种连杆式夹紧器，其克服了传统的连杆式夹紧器的诸多技术缺陷。本实施例提供的连杆式夹紧器，在油压及活塞直径不变的前提下，活塞杆能够受到更大的推出力，即增大了连杆式夹紧器对工件的夹紧力，缓解了现有的连杆式夹紧器无法应用于对夹紧力及结构节凑度均要求较高的夹具上的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种连杆式夹紧器，包括夹紧组件(7)和驱动组件，其特征在于，所述驱动组件包括缸体、活塞(2)和活塞杆(3)；
其中，所述活塞(2)滑动连接于所述缸体内，所述活塞杆(3)滑动连接于所述缸体，所述活塞杆(3)的第一端凸出于所述缸体并与所述夹紧组件(7)传动连接，第二端与所述活塞(2)之间连接有弹性结构件(6)，所述活塞(2)与所述活塞杆(3)能相对运动；所述缸体内开设有环绕所述活塞杆(3)的容纳槽(41)，所述容纳槽(41)内容置有可沿所述容纳槽(41)运动的挤压件(5)；
所述活塞(2)包括第一挤压面(21)，所述活塞杆(3)包括第二挤压面(31)，所述第一挤压面(21)和所述第二挤压面(31)均相对于所述活塞杆(3)的伸出方向倾斜设置，且所述第一挤压面(21)的倾斜角度小于所述第二挤压面(31)的倾斜角度；
所述夹紧组件(7)由放松状态向夹紧状态转换的过程中，所述活塞(2)通过所述弹性结构件(6)推动所述活塞杆(3)伸出，以利用所述活塞杆(3)驱动所述夹紧组件(7)夹紧工件；所述夹紧组件(7)由夹紧状态向增力夹紧状态转换的过程中，所述活塞(2)向着所述活塞杆(3)移动，且所述第一挤压面(21)通过所述挤压件(5)挤压所述第二挤压面(31)，以使所述活塞杆(3)驱动所述夹紧组件(7)对工件增力夹紧。
2.根据权利要求1所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述活塞(2)上开设有开口朝向所述活塞杆(3)的第一凹槽，所述第一凹槽的槽壁为所述第一挤压面(21)。
3.根据权利要求2所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述活塞杆(3)的第二端开设有第二凹槽，所述第二凹槽的槽壁为所述第二挤压面(31)。
4.根据权利要求3所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述第一凹槽的槽壁和所述第二凹槽的槽壁均为平滑曲面。
5.根据权利要求1－4任一项所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述活塞杆(3)的第二端开设有沿所述活塞杆的长度方向延伸的盲孔(32)，所述活塞(2)包括滑杆(22)，所述滑杆(22)与所述盲孔(32)滑动配合，且所述弹性结构件(6)的两端与所述滑杆(22)和所述盲孔(32)的孔底分别连接。
6.根据权利要求5所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述活塞杆(3)上沿长度方向开设有腰型孔(33)，所述滑杆(22)上安装有限位杆(23)，所述限位杆(23)与所述腰型孔(33)滑动配合。
7.根据权利要求1－4任一项所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述缸体包括缸体本体(1)和导向套(4)，所述导向套(4)固定在所述缸体本体(1)内，且所述导向套(4)空套在所述活塞杆(3)上，所述容纳槽(41)开设在所述导向套(4)上。
8.根据权利要求1－4任一项所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述容纳槽(41)的形状为圆柱面。
9.根据权利要求8所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述圆柱面的轴线与所述活塞杆(3)的伸缩方向垂直。
10.根据权利要求1－4任一项所述的连杆式夹紧器，其特征在于，所述挤压件(5)为球体结构。
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