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1、安全技術(shù) 浮動(dòng)夾緊雙向定心夾緊機(jī)構(gòu)(圖文) 　　1　引言 在進(jìn)行批量生產(chǎn)的自動(dòng)機(jī)床或組合機(jī)床生產(chǎn)線上，常常遇到一些以毛坯表面作定位基準(zhǔn)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(duì)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(shí)踐，設(shè)計(jì)了浮動(dòng)夾緊雙向定心夾緊機(jī)構(gòu)，解決了以毛坯表面作定位基準(zhǔn)時(shí)的浮動(dòng)夾緊問題。該機(jī)構(gòu)在大批量生產(chǎn)中有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 　　2　工作原理 浮動(dòng)夾緊雙向定心夾緊機(jī)構(gòu)的基本工作原理是：當(dāng)被夾持工件的尺寸有誤差時(shí)，它的兩對(duì)卡爪可以在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，通過鋼球與錐面的補(bǔ)償作用，使夾持的工件

2、對(duì)中，并使夾緊力勻稱作用在四個(gè)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(gè)卡爪按相互垂直方向分成兩對(duì)。以外夾為例，依據(jù)傳動(dòng)原理圖(見圖2)，這時(shí)與Ⅰ、Ⅱ這一對(duì)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(duì)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(duì)卡爪中各自只有一個(gè)卡爪的杠桿分別插入內(nèi)、外錐套時(shí)的工作狀況。 當(dāng)油缸拉桿7向左移動(dòng)時(shí)，拉動(dòng)拉桿套8，并壓迫鋼球5，通過錐面推動(dòng)外錐套4和內(nèi)錐套6同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)。外錐套4 推動(dòng)杠桿3，內(nèi)錐套6推動(dòng)杠桿9，各自帶動(dòng)與之相連的

3、卡爪1、滑塊2和卡爪11、滑塊10動(dòng)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(biāo)號(hào)為Ⅰ、Ⅱ的這一對(duì)卡爪先接觸工件，標(biāo)號(hào)為Ⅲ、Ⅳ的另一對(duì)卡爪距離工件還相差一個(gè)間隙l1(設(shè)兩卡爪距工件間隙值相等，即lⅢ=lⅣ)，此時(shí)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(dòng)。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(duì)滑移，即向左移動(dòng)，直到Ⅲ、Ⅳ這一對(duì)卡爪均移動(dòng)同樣距離夾緊工件后停止，其移動(dòng)距離的大小即誤差補(bǔ)償值大小，是由設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)打算的。

4、 圖2　傳動(dòng)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(zhēng)論的是Ⅲ、Ⅳ這一對(duì)卡爪距離工件的間隙相等時(shí)的狀況。當(dāng)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(shí)，這樣在夾緊時(shí)，由于內(nèi)外錐套的相動(dòng)滑移而使卡爪Ⅲ與卡爪Ⅰ、Ⅱ同時(shí)接觸工件。在卡爪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的同時(shí)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(dòng)的趨勢(shì)。此時(shí)，在卡爪Ⅲ的作用力下，工件會(huì)自動(dòng)地向不受約束的方向移動(dòng)，使得lⅢ=lⅣ，然后四個(gè)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(dòng)作，當(dāng)Ⅲ、Ⅳ卡爪先接觸工件時(shí)，Ⅰ、Ⅱ卡爪的動(dòng)作過程分析方法與上述完全全都。 夾緊動(dòng)作完成后，工件自動(dòng)對(duì)中，夾緊力勻稱作用在四個(gè)卡爪上。工件的夾緊對(duì)中精度和重復(fù)定位精度均由卡盤制造精度來保證。對(duì)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(bǔ)償裝配尺寸中的誤差。通過修磨調(diào)整墊，可以調(diào)整機(jī)構(gòu)的間隙，以提高重復(fù)定位精度。 　　3　結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 夾緊機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下： (1)工件誤差調(diào)整范圍大，設(shè)計(jì)指標(biāo)單爪誤差調(diào)整值為3.5mm，即單向?qū)嶋H可達(dá)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(shí)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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1.夾詳細(xì)　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(bǔ)償間隙計(jì)算 由工作原理可知，鋼球與錐面誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中鋼球的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)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(duì)工件誤差補(bǔ)償值的大小取決于鋼球直徑及錐面的尺寸。在設(shè)計(jì)中考慮到被夾持工件的鑄造公差，

7、取單爪補(bǔ)償量為l=3.5mm，杠桿比為L(zhǎng)1/L2=2.5，這樣，補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中鋼球在水平和垂直兩個(gè)方向的最大移動(dòng)距離為lx=ly=2.5，l=8.75mm，兩個(gè)卡爪間最大誤差補(bǔ)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(dòng)夾緊雙向定心夾緊機(jī)構(gòu)由于其獨(dú)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(jī)床和組合機(jī)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(gè)動(dòng)力油缸就可以使用。該機(jī)構(gòu)通過換用不同規(guī)格的夾爪，還可夾持非對(duì)稱的偏心工件(如圖5)，也可設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，解決了夾具設(shè)計(jì)中的浮動(dòng)夾緊問題，該機(jī)構(gòu)在大批量生產(chǎn)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)卡盤的設(shè)計(jì)制造也有肯定的參考價(jià)值。 第 4 頁 共 4 頁