宋之東

（大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116037）

0 引言

在銑削加工工件時(shí)，通常使用機(jī)用平口虎鉗裝夾工件，在加工不需要完全定位的工件，機(jī)用平口虎鉗發(fā)揮了很大的作用，在加工生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)在加工如圖1所示的長(zhǎng)方體類零件過(guò)程中：加工B、C、D 面時(shí)，使用傳

圖1

圖2

統(tǒng)的機(jī)用平口虎鉗定位、裝夾零件，零件的形狀公差位和位置公差容易保證，但是當(dāng)加工E、F 面時(shí)（如圖2 所示），仍使用傳統(tǒng)的機(jī)用平口虎鉗裝夾，則存在欠定位的問(wèn)題。

例如：加工E 面時(shí)，工件的定位面為A 面、F 面，工件的B 面沒(méi)有起到定位作用，通常使用寬座角尺輔助定位，由于人為的因素，很難保證形狀公差和位置公差的要求，難以加工精度要求較高的精密零件。

1 基本解決方案

圖3

針對(duì)使用機(jī)用平口虎鉗存在的問(wèn)題，根據(jù)空間物體的六點(diǎn)定位原理，經(jīng)過(guò)分析提出如下解決方案（如圖3 所示）。加工如圖1 所示的長(zhǎng)方體類零件時(shí)，E、F 兩個(gè)面同時(shí)要求與A、B 面的垂直度不超過(guò)0.05 mm，因此工件的A、B 面都應(yīng)定位，這樣才能保證工件形位公差的要求。工件的A、B 面應(yīng)靠在夾具的固定鉗口1、4 上定位，活動(dòng)鉗口3 應(yīng)具有一定的柔性，裝夾時(shí)工件的定位面A 或B 面先與固定鉗口1 充分接觸定位后，活動(dòng)鉗口2夾緊工件，同時(shí)使工件的另一個(gè)定位面與固定鉗口4 接觸定位。通過(guò)這種設(shè)計(jì)可以解決工件的欠定位問(wèn)題，保證工件的加工精度要求，鉗口1、3 還應(yīng)設(shè)計(jì)有便于拆卸功能，以便滿足不同工件的加工需要，既保證了機(jī)用平口虎鉗通用性要求，又?jǐn)U大了機(jī)用平口虎鉗使用范圍，因此提出了研制一種全新功能的雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗。

2 雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)

雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用虎鉗傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)如圖4 所示。

圖4

工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸5、活動(dòng)鉗口6 向前移動(dòng)，同時(shí)直齒輪8 與直齒輪9 嚙合，將動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸10，傳動(dòng)軸10 上的錐齒輪與絲杠軸14 上的錐齒輪12 嚙合，將動(dòng)力傳至絲杠軸14，帶動(dòng)螺旋離合器左部2 移動(dòng)，推動(dòng)螺旋離合器右部3 及活動(dòng)鉗口4 移動(dòng)；可見(jiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸5 可實(shí)現(xiàn)2 個(gè)活動(dòng)鉗口同時(shí)移動(dòng)，通過(guò)2 個(gè)固定鉗口定位并夾緊工件，首先使工件的一個(gè)側(cè)面定位，固定鉗口13 此方向主要起定位作用，為了保證工件的一個(gè)側(cè)面與固定鉗口13 的完全貼合，活動(dòng)鉗口4 通過(guò)與1 對(duì)螺旋離合器夾緊力卸載機(jī)構(gòu)連接；工件的另一側(cè)面與固定鉗口1 貼合，此方向主要是定位并夾緊工件。

3 雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，根據(jù)傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)一種雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的機(jī)用平口虎鉗欠定位缺陷，以及使用傳統(tǒng)的輔助定位裝夾方法輔助定位時(shí)間長(zhǎng)，工件的位置精度很難保證等問(wèn)題。

為了解決工件欠定位的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了2 個(gè)固定鉗口，2 個(gè)活動(dòng)鉗口，大的固定鉗口、活動(dòng)鉗口主要是定位夾緊工件，小的固定鉗口、活動(dòng)鉗口主要是定位作用，保證工件的定位準(zhǔn)確，減少定位裝卸工件的輔助時(shí)間；為了體現(xiàn)機(jī)用平口虎鉗的通用性，小鉗體、小固定鉗口可以方便拆卸；為了實(shí)現(xiàn)多種工件裝卸手段，設(shè)計(jì)有傳動(dòng)路徑分合機(jī)構(gòu)；為了實(shí)現(xiàn)小固定鉗口定位的主要作用，在小活動(dòng)鉗口一端設(shè)計(jì)有卸載保護(hù)機(jī)構(gòu)，如圖5 所示。

圖5

雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗是由夾具體、定位元件、夾緊及傳動(dòng)部件、傳動(dòng)路徑分合機(jī)構(gòu)、卸載機(jī)構(gòu)等組成。夾具體部分：底座16、大鉗體9、小鉗體18；定位元件：固定鉗口1、固定鉗口26；夾緊及傳動(dòng)部件：活動(dòng)鉗口2、活動(dòng)鉗口3、軸向擋塊4、直齒輪5、固定螺母6、鍵槽7、絲杠軸8、傳動(dòng)軸10、直齒輪11、錐齒輪14、錐齒輪15、絲杠軸2、直齒輪22、軸向擋塊23、固定螺母24、圓柱面鉗口鐵25、傳動(dòng)軸27、直齒輪28；傳動(dòng)路徑分合機(jī)構(gòu)：撥叉12、手柄13；卸載機(jī)構(gòu)：卸載彈簧19、螺旋離合器左部20、螺旋離合器右部21。

固定鉗口1 與大鉗體9為整體部件，螺栓、螺母將大鉗體9 與底座16 連接在一起，固定鉗口26 安裝固定在大鉗體9 的一側(cè)，小鉗體18 安裝固定在大鉗體9 的另一側(cè)。

固定螺母6 安裝固定在大鉗體9 上，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸8帶動(dòng)活動(dòng)鉗口3 移動(dòng)，直齒輪5 孔上安裝平鍵，可在絲杠軸8 上的鍵槽7 內(nèi)滑動(dòng)，軸向擋塊4 安裝固定在大鉗體9 上，限制直齒輪5 的軸向移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸8 的同時(shí)，帶動(dòng)直齒輪5 轉(zhuǎn)動(dòng)，直齒輪5 與直齒輪11 嚙合，直齒輪11 安裝在傳動(dòng)軸10 左端的花鍵軸部位，手柄13、撥叉12 可實(shí)現(xiàn)直齒輪11 的軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)路徑的分合，傳動(dòng)軸10 最左端的錐齒輪14 與傳動(dòng)軸27上的錐齒輪嚙合，將動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸27，傳動(dòng)軸27 上的直齒輪28 與直齒輪22 嚙合,直齒輪22 與螺旋離合器右部21 連接在一起并空套在絲杠軸17 上，右側(cè)安裝了軸向擋塊，限制齒輪22 的軸向移動(dòng)，螺旋離合器左部20為花鍵孔，安裝在絲杠軸17 左部的花鍵軸上，固定螺母24 安裝在活動(dòng)鉗口2 上，直齒輪22 轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺旋離合器右部21 帶動(dòng)左部20 轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋離合器左部轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠軸17 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng)鉗口2 的移動(dòng)，當(dāng)軸向分力大于卸載彈簧的壓力時(shí)，螺旋離合器右部21 的螺旋齒不能帶動(dòng)螺旋離合器左部20 轉(zhuǎn)動(dòng)，起到了卸載的作用，圓柱面鉗口鐵25 安裝在活動(dòng)鉗口2 上，并可回轉(zhuǎn)，在力的作用下將工件推至固定鉗口26，使工件的定位面與固定鉗口完全貼合。

4 雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗的實(shí)際應(yīng)用

雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗提供了靈活的動(dòng)力傳遞方式，在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)實(shí)際加工需要選取不同的動(dòng)力傳遞方式，具有三種實(shí)施方法。

4.1 使用兩個(gè)大鉗口定位裝夾工件

在加工不需要完全定位的工件時(shí)，搬動(dòng)手柄，使直齒輪11 在撥叉的作用下，直齒輪5 與直齒輪11 脫開(kāi)，使用虎鉗扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸8，使活動(dòng)鉗口3 移動(dòng)推動(dòng)工件與固定鉗口1 貼合，定位并夾緊工件，完成了普通機(jī)用平口虎鉗的功能。

4.2 使用雙鉗口分別定位裝夾工件

首先將待加工工件放在鉗口內(nèi)，搬動(dòng)手柄帶動(dòng)撥叉，使齒輪11 與齒輪5 脫開(kāi)，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸10，傳動(dòng)軸10 上的錐齒輪14 與傳動(dòng)軸27 上的錐齒輪15 嚙合，將動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸27 上的直齒輪28，直齒輪28 與直齒輪22嚙合，直齒輪22 與螺旋離合器右部連接在一起，并且空套在絲杠軸17 上，將動(dòng)力傳至螺旋離合器左部，螺旋離合器左部是花鍵孔與絲杠軸17 上花鍵軸傳動(dòng)，將動(dòng)力傳至絲杠軸17，使絲杠軸17 轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)鉗口2 上的螺母使活動(dòng)鉗口2 移動(dòng)，活動(dòng)鉗口2 上的鉗口鐵是圓柱面鉗口鐵，推動(dòng)工件移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件的定位面與固定鉗口26 完全貼合；當(dāng)夾緊力達(dá)到一定程度時(shí)，在卸載彈簧的作用下，螺旋離合器右部空轉(zhuǎn)，不能帶動(dòng)螺旋離合器左部轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使活動(dòng)鉗口2 推動(dòng)工件移動(dòng)至固定鉗口26，主要完成定位的功能，而不至于夾得過(guò)緊。然后用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸8，帶動(dòng)活動(dòng)鉗口3 移動(dòng)，推動(dòng)工件與固定鉗口1 貼合，完成定位并夾緊工件的功能。

4.3 使用雙鉗口聯(lián)動(dòng)式定位裝夾工件

首先將待加工工件放在鉗口內(nèi)，搬動(dòng)手柄帶動(dòng)撥叉，使齒輪11 與齒輪5 嚙合，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸8，固定螺母6 與大鉗體連接在一起固定不動(dòng)，從而使活動(dòng)鉗口3 向前移動(dòng)；直齒輪5 空套在絲杠軸8 上，通過(guò)內(nèi)孔上的鍵與絲杠軸8 上的鍵槽連接，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸8 的同時(shí)帶動(dòng)直齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，直齒輪5 與直齒輪11 嚙合，將動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸10，傳動(dòng)軸10 上的錐齒輪14 與傳動(dòng)軸27 上的錐齒輪15 嚙合，將動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸27 上的直齒輪28，直齒輪28 與直齒輪22 嚙合，直齒輪22 與螺旋離合器右部連接在一起，并且空套在絲杠軸17 上，將動(dòng)力傳至螺旋離合器左部，螺旋離合器左部是花鍵孔與絲杠軸17 上花鍵軸傳動(dòng)，將動(dòng)力傳至絲杠軸17，使絲杠軸17 轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)鉗口2 上的螺母使活動(dòng)鉗口2 移動(dòng)，活動(dòng)鉗口2 上的鉗口鐵是圓柱面鉗口鐵，推動(dòng)工件移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件的定位面與固定鉗口26 完全貼合；當(dāng)夾緊力達(dá)到一定程度時(shí)，在卸載彈簧的作用下，螺旋離合器右部空轉(zhuǎn)，不能帶動(dòng)螺旋離合器左部轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使活動(dòng)鉗口2 推動(dòng)工件移動(dòng)至固定鉗口26，主要完成定位的功能，而不至于夾得過(guò)緊。這樣完成了2 個(gè)活動(dòng)鉗口的聯(lián)動(dòng)，同時(shí)定位裝夾工件，完成了工件的完全定位，解決了一些工件的欠定位問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

雙鉗口聯(lián)動(dòng)式機(jī)用平口虎鉗的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，主要表現(xiàn)在：在加工需要完全定位的工件，機(jī)用平口虎鉗能實(shí)現(xiàn)一次裝夾，節(jié)省了定位裝夾的輔助時(shí)間，提高了工作效率；由于使用雙固定鉗口，工件定位準(zhǔn)確，提高了工件的定位精度，保證了工件加工質(zhì)量；在加工不需要完全定位的工件時(shí)，也可以直接使用固定鉗口1 和活動(dòng)鉗口3定位裝夾工件，體現(xiàn)了機(jī)用平口虎鉗通用性的特點(diǎn)，同時(shí)擴(kuò)大了機(jī)用平口虎鉗的使用范圍。此產(chǎn)品投放市場(chǎng)一定會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］Sclater N.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置［M］.鄒平，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

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