CN218556354U - 一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，包括夹具本体，所述夹具本体的端面上固定有带有多个夹爪的夹持机构，所述夹爪所对应的夹具本体上设有一个沿轴向贯穿夹具本体的通孔，所述通孔中活动地装有拉杆，所述拉杆上端与夹持机构中的夹爪活动地连接在一起；所述拉杆的另一端设有的轴肩和螺柱露出于夹具本体的底面后在轴肩的下端固定装有连接板，所述连接板的下端和固定在机床床体上的单杆活塞式油缸的活塞杆连接，所述连接板下端的螺柱上穿装弹簧后用锁紧螺母锁紧。本实用新型在连接板和拉杆的连接部安装上可调整预压力的碟形弹簧，改善了多拉杆锁紧机构各拉杆间拉力不平衡的技术问题，使各个夹爪的夹持力更为均衡，提高了工件的加工精度。

Description

一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构

技术领域

本实用新型涉及机械加工中夹具的技术领域，具体而言，尤其涉及一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构。

背景技术

液压或气压驱动的工装夹具被广泛地应用在铣床或加工中心上，加工工件前将工装夹具固定在机床的工作台上，将工件用工装夹具固定住以后旋转的刀具开始对工件进行加工，工装夹具在工件加工中起到对工件进行固定及定位的作用，使加工过程节省了找正、对刀的时间，大大提高了工作效率。

目前此类的工装夹具多采用用驱动缸的活塞直接作用于工装上的结构，或者采用多缸同时驱动多个连杆带动的活塞同时作用于工装上的结构，或单缸驱动多个连杆带动的活塞同时作用于工装上的结构。多缸同时驱动多个连杆的方式在应对外形尺寸较大的工件时，工装的制作难度非常大、制造成本较高，并且多缸的结构复杂使同步性难以控制，于是就诞生了单缸驱动多连杆的机械结构。单缸驱动多连杆的结构简单，成本低，但在使用中由于工件各部位受力不均，受到加工铁屑杂质干扰，工件定位面精度偏差或拉杆间装配尺寸差异的影响造成连杆间同步性下降，不容易满足高精度工件加工场合要求。

实用新型内容

针对现有的单缸驱动多连杆机械结构存在使用中，由于工件各部位受力不均，受到加工铁屑杂质干扰，工件定位面精度偏差或拉杆间装配尺寸差异的影响，造成连杆间同步性下降而不易满足高精度工件加工场合技术要求的问题。本实用新型提供一种通过在每个拉杆的下端装有的具有一定预压力的碟形弹簧，在加工过程拉杆的位移量实现自动补偿，使工件受到每个夹爪的夹持力始终保持在相对均匀状态的单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构。本实用新型采用的技术手段如下：

包括固定在机床工作台上的夹具本体，所述夹具本体加工端的端面上固定有带有多个夹爪的夹持机构，所述夹爪所对应的夹具本体上设有一个沿轴向贯穿夹具本体的通孔，所述通孔中活动地装有拉杆，所述拉杆上端设有的执行部与夹持机构中的夹爪活动地连接在一起；所述拉杆的另一端设有的轴肩和螺柱露出于夹具本体的底面后在轴肩的下端固定装有连接板，位于所述连接板下端的螺柱上穿装弹簧后用锁紧螺母按一定的预压力锁紧，多个所述弹簧的预压力之和介于1/N倍活塞杆的推力与活塞杆的总推力之间，所述N＝拉杆的数量；所述连接板和固定在机床床体上的单杆活塞式油缸的活塞杆连接。

进一步地，所述夹持机构包括：按圆周阵列分布固定在所述夹具本体上的多个安装座，所述安装座上设有径向的滑道，所述滑道中装有可沿径向移动的夹爪；所述拉杆的执行部上设有斜孔，所述拉杆通过斜孔与在夹爪上固定装有的销轴一活动连接在一起。

进一步地，所述销轴一外侧滑道的侧壁上固定有可沿径向移动的销轴二，所述夹爪上设有一个长条孔，所述销轴二置于长条孔中；所述拉杆向下移动到预定距离后其体壁和销轴二相接触以阻止夹爪做进一步向内移动。

进一步地，多个所述安装座内端面的下部装有保证工件安装位置的基准盘，所述基准盘的盘面做为工件加工时的基准面。

进一步地，所述轴肩处套装抵消所述拉杆的轴肩到斜孔的轴向误差、使所述拉杆有效工作长度保持一致的调整环。

进一步地，所述弹簧是碟形弹簧。

进一步地，所述碟形弹簧可以是一个或多个的组合。

进一步地，所述锁紧螺母和碟形弹簧之间装有可以阻止锁紧螺母在螺柱上松动，使碟形弹簧能始终保持一定预紧力的防松环。

进一步地，所述防松环是的齿形防松垫圈。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过在连接板和拉杆的连接部安装上可调整预压力的碟形弹簧，改善了多拉杆锁紧机构各拉杆间拉力不平衡的技术问题，使各个夹爪的夹持力更为均衡，提高了工件的加工精度。

2、本实用新型通过用拉杆上部设有的斜孔和夹爪上装有的销轴一的配合，实现将拉杆的上下移动转换为夹爪的径向移动；机械结构简单、安全可靠、维护调整方便、成本低廉，有效防止了夹紧力过大引起的工件形变，提高了加工工件尺寸的稳定性。

3、本实用新型通过在连接板和拉杆的轴肩加装一个调整环，在降低夹具零部件整体加工精度的同时，提高了夹具的装配精度，且节约了夹具的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a和图1b是本实用新型的结构视图

图2是本实用新型的三维结构视图。

图3是图1b中I处的局部放大图。

图4是本实用新型三维图的旋转半剖示意图。

图5是图1a中夹爪的三维图。

图6是图1b中连接板的三维图。

图中：1、油缸；1.1、活塞杆；2、连接板；3、夹具本体；3.1、通孔；4、夹持机构；4.1、安装座；4.1.1、滑道；4.2、夹爪；4.2.1、长条孔；4.3、基准盘；5、销轴一；6、销轴二；7、工件；8、拉杆；8.1、执行部；8.2、斜孔；8.3、轴肩；8.4、螺柱；9、调整环；10、弹簧；11、锁紧螺母；12、防松环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，如图1a和图1b所示，包括固定在机床工作台上的夹具本体3，在夹具本体3加工端的端面上固定一个带有三个夹爪4.2(如图5所示)的夹持机构4，每个夹爪4.2所对应的夹具本体3 上都设有一个沿轴向贯穿夹具本体3的通孔3.1，在通孔3.1中活动地装有拉杆8，拉杆8上端设有的执行部8.1与夹持机构4中的夹爪4.2活动地连接在一起；拉杆8的另一端设有的轴肩8.3和螺柱8.4露出于夹具本体3的底面后在轴肩8.3的下端固定装有连接板2(如图6所示)，连接板2的下端和固定在机床床体上的单杆活塞式油缸1的活塞杆1.1连接。在连接板2下端的螺柱8.4上穿装弹簧10后用锁紧螺母11锁紧，其中弹簧10预先调整好压紧量，保证有足够的预压力，三个拉杆8上的弹簧10的预压力之和小于油缸1的总推力，大于1/3倍活塞杆1.1的推力(3为拉杆8数量)，以达到活塞杆1.1的推力不足以同时压缩三个拉杆8上装有的弹簧10的目的。

如图2所示，所述夹持机构4包括：呈均匀分布地固定在夹具本体3加工端端面上的三个安装座4.1，在安装座4.1上设有径向的滑道4.1.1，滑道 4.1.1中装有只可沿径向移动的夹爪4.2，拉杆8的执行部8.1上设有斜孔8.2，拉杆8通过斜孔8.2与在夹爪4.2上固定装有的销轴一5和夹爪4.2活动连接在一起。

所述夹持机构4在夹紧工件7时，油缸1的活塞杆1.1带动连接板2及拉杆8向下运动，拉杆8上部的斜孔8.2和销轴一5配合的机械结构带动夹爪4.2向内移动夹紧工件7。理想工况下各连杆向下运动的行程一致，各个夹爪4.2提供相同的夹紧力，但实际情况多因工件7的静态精度和工装组装精度的差异各个连杆间的行程存一定的差异，以铣床为例：实际的机床铣削时在铣刀向上的作用力下，未压实连杆侧的工件7就会出现轻微的上浮，这种工件7轻微的上浮状态会导致加工后沿主轴轴向尺寸出现不稳定的情况；另一种情况是在连杆的斜孔8.2内与销轴一5配合面间进入细小的加工切屑或杂质，这种情况造成的影响远比上一种情况大的多，而切屑杂质的产生难以避免，相应的工件7就会出现加工尺寸超过公差值而报废的情况。而应用本实用新型的机械结构就可以完全改善第一种情况造成的影响，一定范围内降低第二种情况造成的影响。即当因装配精度或销轴一5与拉杆8间进入杂质造成的拉杆8间微小的行程差异，导致拉杆8间拉力不平衡时依靠连接板2 下端压缩弹簧10释放部分行程，将这段行程补偿到非正常运动的拉杆8上，最终达到各拉杆8间拉力相对均衡的目的。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述销轴一5外侧滑道4.1.1的侧壁上固定有可沿径向调整位置的销轴二6，夹爪4.2上设有一个长条孔 4.2.1，销轴二6置于长条孔4.2.1中；当拉杆8向下移动时，在斜孔8.2的作用下销轴一5推动夹爪4.2向内移动开始做夹持工件7的动作，当夹爪4.2向内移动到一定的距离时，销轴二6和拉杆8的体壁相接触会阻止夹爪4.2做进一步的移动，以避免夹持力过大使工件7发生过大的形变；当需要增加夹紧力时，可以相应地增加油缸或气缸的介质动作压力。

作为一种优选的实施方式，如图2所示，所述夹具本体3的上部固定装有做为基准面的基准盘4.3，基准盘4.3和三个安装座4.1内端面的下部固定于夹具本体3上，加工工件7时，工件7放置在基准盘4.3的盘面上，然后用三个夹爪4.2夹紧工件7。

作为一种优选的实施方式，如图3所示，为避免在加工拉杆8时轴肩8.3 到斜孔8.2的长度存在加工误差，所述轴肩8.3处套装有可用于调整拉杆8有效工作长度的调整环9，以确保三个拉杆8的有效长度一致，进而保证三个夹爪4.2夹持力的均衡。

作为一种优选的实施方式，所述弹簧10是碟形弹簧。

作为一种优选的实施方式，所述碟形弹簧可以是一个或多个的组合。

作为一种优选的实施方式，如图3所示，所述锁紧螺母11和碟形弹簧之间装有可以阻止锁紧螺母11在螺柱8.4上松动，使碟形弹簧能始终保持一定预紧力的防松环12。

作为一种优选的实施方式，所述防松环12是的齿形防松垫圈。

下面以具体的实施例对本实用新型进行说明。

实施例

如图1a和图1b所示，工件7被置于基准盘4.3上后向油缸1的后腔进出油孔注油，活塞杆1.1向上运动，推动拉杆8向上运动，销轴一5在斜孔8.2 的作用下向内运动，销轴一5带动夹爪4.2夹紧工件7。工件7为铸铁材料，为涡旋压缩机用的核心部件，使用立式加工中心切削涡旋齿部和盘形的底部，对涡旋齿形线和盘形底面的厚度都有较高的公差要求，尤其是对直径为 158mm的底面有0.02mm的平行度要求，极难满足(实际抽样平均厚度偏差0.016mm，超差情况时有发生)。本实施例驱动油缸1总推力3500N，锁紧螺母11对单个碟形弹簧的预压力设定为1200N，设定自动补偿拉杆8位移量 0.3mm；在应用本实用新型的机械结构后，加工后平行度平均维持在0.011mm 左右，数值稳定无超差情况出现。另外由于各个拉杆8受力点锁紧力均衡，涡旋齿装夹后的变形相对减小，一定程度上改善了涡旋齿的形线轮廓度，提高了产品质量。根据数据统计显示，应用本实用新型加工的工件7的废品率低于同类夹具2.7个百分点，大幅降低了产品质量损失。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：包括固定在机床工作台上的夹具本体(3)，所述夹具本体(3)加工端的端面上固定有带有多个夹爪(4.2)的夹持机构(4)，所述夹爪(4.2)所对应的夹具本体(3)上设有一个沿轴向贯穿夹具本体(3)的通孔(3.1)，所述通孔(3.1)中活动地装有拉杆(8)，所述拉杆(8)上端设有的执行部(8.1)与夹持机构(4)中的夹爪(4.2)活动地连接在一起；所述拉杆(8)的另一端设有的轴肩(8.3)和螺柱(8.4)露出于夹具本体(3)的底面后在轴肩(8.3)的下端固定装有连接板(2)，位于所述连接板(2)下端的螺柱(8.4)上穿装弹簧(10)后用锁紧螺母(11)按一定的预压力锁紧，多个所述弹簧(10)的预压力之和介于1/N倍活塞杆(1.1)的推力与活塞杆(1.1)的总推力之间，所述N＝拉杆(8)的数量；所述连接板(2)和固定在机床床体上的单杆活塞式油缸(1)的活塞杆(1.1)连接。

2.根据权利要求1所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述夹持机构(4)包括：按圆周阵列分布固定在所述夹具本体(3)上的多个安装座(4.1)，所述安装座(4.1)上设有径向的滑道(4.1.1)，所述滑道(4.1.1)中装有可沿径向移动的夹爪(4.2)；所述拉杆(8)的执行部(8.1)上设有斜孔(8.2)，所述拉杆(8)通过斜孔(8.2)与在夹爪(4.2)上固定装有的销轴一(5)活动连接在一起。

3.根据权利要求2所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述销轴一(5)外侧滑道(4.1.1)的侧壁上固定有可沿径向移动的销轴二(6)，所述夹爪(4.2)上设有一个长条孔(4.2.1)，所述销轴二(6)置于长条孔(4.2.1)中；所述拉杆(8)向下移动到预定距离后其体壁和销轴二(6)相接触以阻止夹爪(4.2)做进一步向内移动。

4.根据权利要求2所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：多个所述安装座(4.1)内端面的下部装有保证工件安装位置的基准盘(4.3)，所述基准盘(4.3)的盘面做为工件(7)加工时的基准面。

5.根据权利要求2所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述轴肩(8.3)处套装抵消所述拉杆(8)的轴肩(8.3)到斜孔(8.2)的轴向误差、使所述拉杆(8)有效工作长度保持一致的调整环(9)。

6.根据权利要求2所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述弹簧(10)是碟形弹簧。

7.根据权利要求6所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述碟形弹簧可以是一个或多个的组合。

8.根据权利要求6所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述锁紧螺母(11)和碟形弹簧之间装有可以阻止锁紧螺母(11)在螺柱(8.4)上松动，使碟形弹簧能始终保持一定预紧力的防松环(12)。

9.根据权利要求8所述一种单缸驱动多拉杆平衡锁紧机构，其特征在于：所述防松环(12)是的齿形防松垫圈。

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