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1、安全技術(shù) 浮動夾緊雙向定心夾緊機構(gòu)(圖文) 　　1　引言 在進行批量生產(chǎn)的自動機床或組合機床生產(chǎn)線上，常常遇到一些以毛坯表面作定位基準的不規(guī)章的回轉(zhuǎn)體類零件。由于這類零件其本身存在著鑄造誤差，所以很難保證其對中和勻稱夾緊的要求，這是工程技術(shù)人員都在努力探討的問題。我們經(jīng)過大量的實踐，設(shè)計了浮動夾緊雙向定心夾緊機構(gòu)，解決了以毛坯表面作定位基準時的浮動夾緊問題。該機構(gòu)在大批量生產(chǎn)中有著非常重要的現(xiàn)實意義。 　　2　工作原理 浮動夾緊雙向定心夾緊機構(gòu)的基本工作原理是：當被夾持工件的尺寸有誤差時，它的兩對卡爪可以在設(shè)計的范圍內(nèi)自動進行調(diào)整，通過鋼球與錐面的補償作用，使夾持的工件

2、對中，并使夾緊力勻稱作用在四個卡爪上。其工作過程分析如下。 圖1　卡爪位置示意圖 為便于說明，將圖1所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個卡爪按相互垂直方向分成兩對。以外夾為例，依據(jù)傳動原理圖(見圖2)，這時與Ⅰ、Ⅱ這一對卡爪相連的杠桿3 分別插入外錐套4的孔中，與Ⅲ、Ⅳ這一對卡爪相連的杠桿9分別插入內(nèi)錐套6的孔中。需要說明的是，圖2所示的僅僅是兩對卡爪中各自只有一個卡爪的杠桿分別插入內(nèi)、外錐套時的工作狀況。 當油缸拉桿7向左移動時，拉動拉桿套8，并壓迫鋼球5，通過錐面推動外錐套4和內(nèi)錐套6同時向左運動。外錐套4 推動杠桿3，內(nèi)錐套6推動杠桿9，各自帶動與之相連的

3、卡爪1、滑塊2和卡爪11、滑塊10動作，如圖2所示。在夾緊過程中，假定工件存在著定位尺寸誤差，標號為Ⅰ、Ⅱ的這一對卡爪先接觸工件，標號為Ⅲ、Ⅳ的另一對卡爪距離工件還相差一個間隙l1(設(shè)兩卡爪距工件間隙值相等，即lⅢ=lⅣ)，此時外錐套4盡管受到鋼球5的作用力，但由于與其相連的Ⅰ、Ⅱ卡爪已夾住工件，行程受到限制s，所以外錐套4不能向左移動。而內(nèi)錐套6由于與其相連的Ⅲ、 Ⅳ兩卡爪各自與工件的間隙值相等，因此內(nèi)錐套6在鋼球5的作用下，可以產(chǎn)生與外錐套4的相對滑移，即向左移動，直到Ⅲ、Ⅳ這一對卡爪均移動同樣距離夾緊工件后停止，其移動距離的大小即誤差補償值大小，是由設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)打算的。

4、 圖2　傳動原理圖 1.卡爪Ⅰ　2、10.滑塊　3、9.杠桿　4.外錐套　5.鋼球 6.內(nèi)錐套　7.拉桿　8.拉桿套　11.卡爪Ⅲ 以上爭論的是Ⅲ、Ⅳ這一對卡爪距離工件的間隙相等時的狀況。當工件處于偏夾狀態(tài)，即Ⅲ、Ⅳ卡爪離工件的間隙lⅢlⅣ(假定lⅢlⅣ)時，這樣在夾緊時，由于內(nèi)外錐套的相動滑移而使卡爪Ⅲ與卡爪Ⅰ、Ⅱ同時接觸工件。在卡爪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的同時作用下，工件具有向不產(chǎn)生約束力作用的卡爪Ⅳ的方向移動的趨勢。此時，在卡爪Ⅲ的作用力下，工件會自動地向不受約束的方向移動，使得lⅢ=lⅣ，然后四個卡爪勻稱施力夾緊工件后停止。 前述是Ⅰ、Ⅱ卡爪先接觸工件后

5、Ⅲ、Ⅳ卡爪的動作，當Ⅲ、Ⅳ卡爪先接觸工件時，Ⅰ、Ⅱ卡爪的動作過程分析方法與上述完全全都。 夾緊動作完成后，工件自動對中，夾緊力勻稱作用在四個卡爪上。工件的夾緊對中精度和重復(fù)定位精度均由卡盤制造精度來保證。對于大直徑的工件卡盤，在制造工藝中采納在整體裝配后用超硬硬質(zhì)合金刀具修卡爪齒面的方法，來補償裝配尺寸中的誤差。通過修磨調(diào)整墊，可以調(diào)整機構(gòu)的間隙，以提高重復(fù)定位精度。 　　3　結(jié)構(gòu)特點 夾緊機構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)特點如下： (1)工件誤差調(diào)整范圍大，設(shè)計指標單爪誤差調(diào)整值為3.5mm，即單向?qū)嶋H可達7mm，可以適應(yīng)大批量生產(chǎn)中毛坯的變化要求。 (2)夾緊力大，輸入油缸

6、作用力為100kN,實際四爪夾持力最大為250kN。 (3)定位精度高，重復(fù)定位精度為0.02mm。 (4)結(jié)構(gòu)牢靠，易于制造。 圖3　夾緊機構(gòu)簡圖 1.夾詳細　2.鋼球　3.內(nèi)錐套　4.外錐套　5.杠桿　6.銷軸　7.滑塊 8.T型壓板　9.卡爪Ⅰ　10.蓋板　11.拉套　12.調(diào)整墊　13.卡爪Ⅲ 　　4　卡爪誤差補償間隙計算 由工作原理可知，鋼球與錐面誤差補償機構(gòu)中鋼球的質(zhì)心運動軌跡為沿著外錐套4或內(nèi)錐套6的表面作平移(如圖4)，卡爪對工件誤差補償值的大小取決于鋼球直徑及錐面的尺寸。在設(shè)計中考慮到被夾持工件的鑄造公差，

7、取單爪補償量為l=3.5mm，杠桿比為L1/L2=2.5，這樣，補償機構(gòu)中鋼球在水平和垂直兩個方向的最大移動距離為lx=ly=2.5，l=8.75mm，兩個卡爪間最大誤差補償間隙為lmax=2l=7mm，這已能滿意一般毛坯的公差要求。 圖4 該卡爪夾緊主要結(jié)構(gòu)見圖3所示。 浮動夾緊雙向定心夾緊機構(gòu)由于其獨特的結(jié)構(gòu)，而在批量生產(chǎn)中有助于提高生產(chǎn)效率，特殊適用于數(shù)控機床和組合機床。值得一提的是，此種結(jié)構(gòu)也可用于車床卡盤上，只要配一個動力油缸就可以使用。該機構(gòu)通過換用不同規(guī)格的夾爪，還可夾持非對稱的偏心工件(如圖5)，也可設(shè)計專用夾爪來夾持各種異形件。 圖5 　　5　結(jié)束語 本文介紹了夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，解決了夾具設(shè)計中的浮動夾緊問題，該機構(gòu)在大批量生產(chǎn)中具有重要的現(xiàn)實意義。對卡盤的設(shè)計制造也有肯定的參考價值。 第 4 頁 共 4 頁