浮動(dòng)夾緊雙向定心夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理,該機(jī)構(gòu)在批量生產(chǎn)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

夾緊機(jī)構(gòu)
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,經(jīng)常遇到一些以毛坯表面作定位基準(zhǔn)的不規(guī)則的回轉(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)中和均勻夾緊的要求,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)夾緊問題笤茴。該機(jī)構(gòu)在大批量生產(chǎn)中有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義蚯唱。

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)節(jié),通過鋼球與錐面的補(bǔ)償作用,使夾持的工件對(duì)中,并使夾緊力均勻作用在四個(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涕癣、Ⅱ哗蜈、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)卡爪按相互垂直方向分成兩對(duì)坠韩。以外夾為例,根據(jù)傳動(dòng)原理圖(見圖2),這時(shí)與Ⅰ距潘、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的孔中只搁。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)音比、外錐套時(shí)的工作情況。 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)氢惋。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)與之相連的卡爪1洞翩、滑塊2和卡爪11、滑塊10動(dòng)作,如圖2所示焰望。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骚亿、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Δl1(設(shè)兩卡爪距工件間隙值相等,即ΔlⅢ＝ΔlⅣ),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熊赖、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)来屠。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咱窜、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)決定的囚请。

圖2 傳動(dòng)原理

圖1.卡爪Ⅰ 2、10.滑塊 3寂逛、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 以上討論的是Ⅲ复罕、Ⅳ這一對(duì)卡爪距離工件的間隙相等時(shí)的情況。當(dāng)工件處于偏夾狀態(tài),即Ⅲ魂拢、Ⅳ卡爪離工件的間隙ΔlⅢ≠ΔlⅣ(假定ΔlⅢ<δlⅳ)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)接觸工件箱仰。在卡爪ⅰ镜踪、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)的趨勢屁膝。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δlⅲ＝δlⅳ,然后四個(gè)卡爪均勻施力夾緊工件后停止眶约。>

前述是Ⅰ、Ⅱ卡爪先接觸工件后Ⅲ穷歹、Ⅳ卡爪的動(dòng)作,當(dāng)Ⅲ嚼龄、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一致段直。 夾緊動(dòng)作完成后,工件自動(dòng)對(duì)中,夾緊力均勻作用在四個(gè)卡爪上吃溅。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溶诞。對(duì)于大直徑的工件卡盤,在制造工藝中采用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)定位精度决侈。

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)節(jié)范圍大,設(shè)計(jì)指標(biāo)單爪誤差調(diào)節(jié)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)中毛坯的變化要求螺垢。 (2)夾緊力大,輸入油缸作用力為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赖歌。 (4)結(jié)構(gòu)可靠,易于制造枉圃。

圖3 夾緊機(jī)構(gòu)簡圖

1.夾具體 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Ⅲ4 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,取單爪補(bǔ)償量為Δl＝3．5mm,杠桿比為L1/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Δlx＝Δly＝2．5,Δl＝8．75mm,兩個(gè)卡爪間最大誤差補(bǔ)償間隙為Δlmax＝2Δl＝7mm,這已能滿足一般毛坯的公差要求犯祠。

圖4該卡爪夾緊

圖4該卡爪夾緊主要結(jié)構(gòu)見圖3所示旭等。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,特別適用于數(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)力油缸就可以使用总党。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明疮。

圖5

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)制造也有一定的參考價(jià)值橘匿。

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