專利名稱：用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)和具有該連桿機(jī)構(gòu)的夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)和具有該連桿機(jī)構(gòu)的夾具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代機(jī)械加工、測(cè)量設(shè)備上廣泛采用以氣缸作為執(zhí)行元件的夾具。但是，由于氣缸使用壓縮空氣作為工作介質(zhì)，而壓縮空氣具有很大的可壓縮性，氣缸的活塞桿在工作時(shí)受到外力作用時(shí)容易運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響夾具的工作穩(wěn)定性。以車床上使用的夾具為例，所述夾具包括用于提供支撐的夾具體、用于提供動(dòng)力的氣缸和用于夾緊工件的卡爪，其中卡爪可在夾具體上滑動(dòng)，所述氣缸的活塞桿和卡爪之間通過(guò)連桿連接，氣缸在壓縮氣體作用下帶動(dòng)活塞桿伸縮，活塞桿通過(guò)連桿帶動(dòng)卡爪朝向或遠(yuǎn)離工件運(yùn)動(dòng)，從而夾緊或松開(kāi)工件。由于氣缸內(nèi)的壓縮氣體的彈性較大，在切削時(shí)，刀具作用在工件上的切削力的一部分會(huì)通過(guò)卡爪及連桿反作用在氣缸的活塞桿上，推動(dòng)活塞桿在其軸向運(yùn)動(dòng)，降低了卡爪的夾緊力，使卡爪松動(dòng)，導(dǎo)致待加工的工件松動(dòng)竄位。鎖緊氣缸是以普通型的雙作用氣缸為基礎(chǔ)，在其端部增加鎖緊裝置，使活塞桿在不同的位置及狀態(tài)下保持鎖定，即活塞桿被鎖緊不能自由活動(dòng)。鎖緊氣缸分別有氣壓釋放彈簧鎖緊、氣壓鎖緊以及氣壓彈簧鎖緊等多種形式(詳見(jiàn)《汽車科技》，2005年9月第5期， 第 43-45 頁(yè))?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，現(xiàn)有的機(jī)床及測(cè)量設(shè)備上的夾具均采用普通氣缸作為執(zhí)行元件，作用在工件上的外力會(huì)傳遞到活塞桿上，使活塞桿沿其軸向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致夾具上的卡爪松動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，在工件受到外力作用時(shí)，保持自鎖狀態(tài)，即氣缸的活塞桿不發(fā)生軸向運(yùn)動(dòng)，夾具的卡爪不發(fā)生松動(dòng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，所述夾具包括用于提供支撐的夾具體、與所述連桿機(jī)構(gòu)連接并用于夾緊工件的卡爪和用于驅(qū)動(dòng)所述連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)所述卡爪夾緊或松開(kāi)所述工件的氣缸，所述連桿機(jī)構(gòu)包括一端與所述活塞桿鉸接的第一連桿、一端與所述卡爪固定連接的第二連桿和兩端分別與所述第一連桿與第二連桿的另一端鉸接的第三連桿；所述第二連桿的中部鉸接在所述夾具體上，所述活塞桿帶動(dòng)所述第一連桿、第三連桿與第二連桿轉(zhuǎn)動(dòng)至所述第一連桿與第三連桿位于與所述活塞桿垂直的同一直線上。作為優(yōu)選，所述氣缸為鎖緊氣缸。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述鎖緊氣缸為氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣缸。本實(shí)用新型還提供了一種夾具，包括用于提供支撐的夾具體、用于提供動(dòng)力的氣缸、用于夾緊工件的卡爪，還包括如上所述的任意一種用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，所述氣缸的活塞桿與所述卡爪通過(guò)所述的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)連接。作為優(yōu)選，所述氣缸的活塞桿的端部通過(guò)軸承設(shè)有圓盤，所述第一連桿鉸接在所述圓盤的邊緣上。作為優(yōu)選，所述氣缸為鎖緊氣缸。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述鎖緊氣缸為氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣缸。本實(shí)用新型的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)以及帶有該連桿機(jī)構(gòu)的夾具在卡爪夾緊工件時(shí)使與卡爪連接的第二連桿和活塞桿之間通過(guò)相互鉸接的第一連桿和第三連桿形成自鎖狀態(tài)，使作用在第二連桿上的力不能推動(dòng)活塞桿沿軸向運(yùn)動(dòng)，從而保證卡爪不發(fā)生松動(dòng)，夾具
工作穩(wěn)定。

圖1為本實(shí)用新型的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理示意圖(卡爪處于松開(kāi)狀態(tài))；圖2為圖1所示的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)原理示意圖 (卡爪處于卡緊狀態(tài))；圖3為本實(shí)用新型的夾具的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(連桿機(jī)構(gòu)處于未自鎖狀態(tài))；圖4為圖3所示的夾具中的連桿機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式。以下結(jié)合圖1和圖2詳細(xì)說(shuō)明實(shí)用新型的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以
及其工作原理。圖1與圖2示出了本實(shí)用新型的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理。如圖 1所示，該夾具包括用于提供支撐的夾具體7 (圖中未全部示出)、與連桿機(jī)構(gòu)連接并用于夾緊工件的卡爪5和用于驅(qū)動(dòng)所述連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)所述卡爪5夾緊或松開(kāi)工件(圖中未示出)的氣缸100。所述連桿機(jī)構(gòu)包括一端與氣缸100的活塞桿101鉸接的第一連桿1， 一端與卡爪固定連接的第二連桿2和兩端分別與第一連桿1與第二連桿2的另一端鉸接的第三連桿3。如圖1、圖2所示，第二連桿2的中部鉸接在夾具體7上，能繞其鉸接處的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。參照?qǐng)D1、圖2，第二連桿2形成一個(gè)杠桿結(jié)構(gòu)，當(dāng)卡爪5處于松開(kāi)狀態(tài)時(shí)，活塞桿 101處于伸出氣缸100的狀態(tài)，第一連桿1與第三連桿3之間形成一定的夾角。如圖1所示，當(dāng)卡爪5需要夾緊工件時(shí)，活塞桿101在壓縮氣體的作用下，沿著圖示的箭頭方向縮回氣缸，帶動(dòng)第一連桿1、第三連桿3做轉(zhuǎn)動(dòng)與平移的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，第三連桿3帶動(dòng)第二連桿2按如圖1的箭頭方向轉(zhuǎn)做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第二連桿2 —端上的卡爪5靠近并卡緊工件(圖 1中，工件位于卡爪5的上方，圖中未示出)。直至如圖2所示的第一連桿1與第三連桿3 位于同一直線上，并且此時(shí)第一連桿1與活塞桿101垂直狀態(tài)，此時(shí)的連桿機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)。通過(guò)調(diào)節(jié)連桿機(jī)構(gòu)與卡爪的幾何關(guān)系，使此時(shí)卡爪卡緊工件。以下解釋本實(shí)施例的連桿機(jī)構(gòu)如何自鎖的，如圖2所示，在卡爪5處于夾緊狀態(tài)時(shí)，第一連桿1與第三連桿3剛好位于與活塞桿101垂直的同一直線上，此時(shí)通過(guò)卡爪5作用在第二連桿2的一端上的作用力使第二連桿2有繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，第二連桿2給第三連桿3以作用力。由于第二連桿2與第三連桿3通過(guò)鉸接連接，如圖2所示，第二連桿2作用在第三連桿3上的作用力N沿第三連桿3與第一連桿1的軸向作用，保證第一連桿1和第三連桿3不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)， 進(jìn)一步把作用力傳遞到活塞桿101上。由于活塞桿101與第一連桿1垂直，作用在活塞桿 101的軸向上的力為零，活塞桿101不會(huì)發(fā)生軸向運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)，此時(shí)，第二連桿2與第三連桿3相鉸接的一端由于受到第三連桿3的反作用力，第二連桿2保持平衡狀態(tài)，即第二連桿2不會(huì)因?yàn)樽饔迷诳ㄗ?上的作用力而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而保證卡爪5不發(fā)生松動(dòng)， 使夾具可靠正常地工作。如圖1、圖2所示，為了使卡爪5處于夾緊狀態(tài)時(shí)，該連桿機(jī)構(gòu)能處于自鎖狀態(tài)，需要使活塞桿101與第一連桿1、第三連桿3、第二連桿2及放置工件的位置之間滿足如下的幾何關(guān)系在活塞桿101縮回氣缸100，并且卡爪夾緊工件時(shí)，活塞桿101與第一連桿1垂直，并且第一連桿1與第三連桿3處于同一直線上。為了更一步增加該連桿機(jī)構(gòu)的鎖緊效果和工作可靠性，作為優(yōu)選，本實(shí)施例中氣缸100采用鎖緊氣缸，并且采用氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣缸。氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣缸采用彈簧鎖緊活塞桿101，在氣缸100端部的鎖緊裝置(圖中未示出)內(nèi)充入壓縮氣體時(shí)，彈簧松開(kāi)活塞桿101，活塞桿101可沿軸向運(yùn)動(dòng)，停止輸入壓縮氣體時(shí)，彈簧抱緊活塞桿101，使其不能自由運(yùn)動(dòng)。鎖緊氣缸可選用日本SMC公司的CDNAFN等型號(hào)的氣缸，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以選用其他形式的鎖緊氣缸。圖3和圖4示出了本實(shí)用新型的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)和使用該可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)的夾具在機(jī)床上的應(yīng)用，以下結(jié)合圖3和圖4詳細(xì)說(shuō)明其工作過(guò)程。如圖3所示，本實(shí)施例的夾具，包括用于提供支撐的夾具體7、用于提供動(dòng)力的氣缸100、用于夾緊工件10的卡爪5，及上述的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，氣缸100的活塞桿101與卡爪5通過(guò)所述的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)連接。氣缸100固定在車床9上，車床9的旋轉(zhuǎn)主軸 8為空心軸，氣缸100的活塞桿101從旋轉(zhuǎn)主軸8中穿過(guò)。作為優(yōu)選，本實(shí)施例還包括通過(guò)軸承固定在氣缸100的活塞桿101端部的圓盤6，第一連桿1鉸接在所述圓盤6的邊緣上。 通過(guò)設(shè)置圓盤6便于使連桿機(jī)構(gòu)可以隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以隨圓盤6和活塞桿101 —起沿活塞桿101的軸向運(yùn)動(dòng)。卡爪5活動(dòng)連接在夾具體7上，可以在夾具體7上滑動(dòng)，以?shī)A緊或松開(kāi)工件10?；钊麠U101與卡爪5之間通過(guò)本實(shí)用新型的連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。本實(shí)施例中， 作為優(yōu)選，為了保證卡爪5的工作穩(wěn)定性，采用兩個(gè)平行的第二連桿2來(lái)連接第三連桿3與卡爪5。活塞桿101帶動(dòng)圓盤6 —起沿其軸向運(yùn)動(dòng)，第一連桿1、第三連桿3隨其擺動(dòng)，從而帶動(dòng)第二連桿2繞其支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)杠桿作用，使固定在第二連桿2 —端上的卡爪5夾緊或松開(kāi)工件10。為了使連桿機(jī)構(gòu)具有自鎖功能，當(dāng)卡爪5夾緊工件10時(shí)，第一連桿1與第三連桿3位于同一直線上，并且第一連桿1與活塞桿101垂直。如圖3所示，當(dāng)活塞桿101伸出時(shí)，通過(guò)圓盤6運(yùn)動(dòng)和連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)卡爪5向外 (以機(jī)床的旋轉(zhuǎn)主軸8為參考，下同)運(yùn)動(dòng)，使卡爪5處于松開(kāi)位置。如圖4所示，當(dāng)活塞桿 101縮回氣缸100時(shí)，通過(guò)圓盤6和連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)卡爪5向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使卡爪5夾緊工件10。 此時(shí)，第一連桿1與第三連桿3位于與活塞桿101垂直的同一直線上，連桿機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)。刀具作用在工件10上的切削力使第二連桿2有繞其支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，由于第二連桿2與第三連桿3為鉸接連接，第二連桿2的另一端就沿第三連桿3的軸向壓緊第三連桿3，此作用力通過(guò)第一連桿1沿著與活塞桿101垂直的方向作用在圓盤6上，并不能使活塞桿101 發(fā)生軸向移動(dòng)，即處于自鎖狀態(tài)，所以能保證第二連桿2不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而保證了卡爪5作用在工件10上的夾緊力。為了更一步增加該連桿機(jī)構(gòu)的鎖緊效果和工作可靠性，作為優(yōu)選方案，本實(shí)施例中，氣缸100還可以采用鎖緊氣缸，并且采用氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣缸，此種鎖緊氣缸采用彈簧鎖緊活塞桿101，在向氣缸100端部的鎖緊裝置(圖中未示出)內(nèi)充入壓縮氣體時(shí)，彈簧松開(kāi)，活塞桿101可沿軸向運(yùn)動(dòng)。鎖緊氣缸優(yōu)選日本SMC公司的CDNAFN型號(hào)的氣缸，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以選用其他形式的鎖緊氣缸。在本實(shí)施例中，采用鎖緊氣缸和用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)達(dá)到雙重鎖緊的目的，保證卡爪不被外力帶動(dòng)，保證了其夾緊力，確保夾具的工作可靠性。此外，本實(shí)施例的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)及夾具還可以應(yīng)用在銑床、鉆床或測(cè)量工作臺(tái)等加工設(shè)備上，此時(shí)將待加工的工件固定在加工設(shè)備即可，由于工件并不旋轉(zhuǎn)，此時(shí)夾具也固定在加工設(shè)備上。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種轉(zhuǎn)用是顯而易見(jiàn)的，在此不再贅述。當(dāng)然，以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述夾具包括用于提供支撐的夾具體、與所述連桿機(jī)構(gòu)連接并用于夾緊工件的卡爪和用于驅(qū)動(dòng)所述連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)所述卡爪夾緊或松開(kāi)所述工件的氣缸，所述連桿機(jī)構(gòu)包括一端與所述活塞桿鉸接的第一連桿、一端與所述卡爪固定連接的第二連桿和兩端分別與所述第一連桿與第二連桿的另一端鉸接的第三連桿；所述第二連桿的中部鉸接在所述夾具體上，所述活塞桿帶動(dòng)所述第一連桿、第三連桿與第二連桿轉(zhuǎn)動(dòng)至所述第一連桿與第三連桿位于與所述活塞桿垂直的同一直線上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述氣缸為鎖緊氣缸。
3.如權(quán)利要求2所述的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖緊氣缸為氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣缸。
4.一種夾具，包括用于提供支撐的夾具體、用于提供動(dòng)力的氣缸、用于夾緊工件的卡爪，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1所述的用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)，所述氣缸的活塞桿與所述卡爪通過(guò)所述的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的夾具，其特征在于，所述氣缸的活塞桿的端部通過(guò)軸承設(shè)有圓盤，所述第一連桿鉸接在所述圓盤的邊緣上。
6.如權(quán)利要求4所述的夾具，其特征在于，所述氣缸為鎖緊氣缸。
7.如權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，所述鎖緊氣缸為氣壓釋放彈簧鎖緊式的鎖緊氣紅。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于夾具的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)和具有該連桿機(jī)構(gòu)的夾具。該夾具包括用于提供支撐的夾具體、與連桿機(jī)構(gòu)連接并用于夾緊工件的卡爪和用于驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)卡爪夾緊或松開(kāi)工件的氣缸，連桿機(jī)構(gòu)包括一端與活塞桿鉸接的第一連桿、一端與卡爪固定連接的第二連桿和兩端分別與第一連桿與第二連桿的另一端鉸接的第三連桿；第二連桿的中部鉸接在夾具體上，活塞桿帶動(dòng)第一、第三與第二連桿轉(zhuǎn)動(dòng)至第一連桿與第三連桿位于與活塞桿垂直的同一直線上。所述夾具包括如上所述的可自鎖的連桿機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的連桿機(jī)構(gòu)及夾具在卡爪夾緊工件時(shí)自鎖，作用在工件上的力不能推動(dòng)活塞桿沿軸向運(yùn)動(dòng)，保證卡爪不發(fā)生松動(dòng)，夾具工作穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B25B11/00GK202062322SQ20112009367
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者古青艷, 呂彤, 姜豪增, 李占鑫, 王立達(dá), 王進(jìn)軍, 類衍明 申請(qǐng)人:廊坊市北方天宇機(jī)電技術(shù)有限公司