專利名稱：氣液復合傳動雙工位夾具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣液復合傳動技術，尤其涉及一種氣液復合傳動雙工位夾具。
背景技術：
基于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的綠色設計與綠色制造理念，目前制造業(yè)中對夾具傳動介質(zhì)的綠色化越來越成為人們關注的焦點，因此氣動夾具 越來越多地被使用，它的優(yōu)點是沒有污染，速度快，尤其是夾緊后利用的是勢能，無能量消耗；但是，氣壓傳動的致命缺點是系統(tǒng)壓力不可能太高(一般P = 0. 4 0. 7MPa)，解決這一問題的有效途徑是利用高倍增力機構將氣缸的輸出力加以放大后，再作用于工件，但即使這樣做還是無法達到液壓所能達到的壓力，并且往往造成夾具的體積過于龐大。所以，在需要較大壓力的情況下多采用液壓夾具，它的顯著優(yōu)點是夾緊力大；然而，液壓傳動系統(tǒng)對于環(huán)境產(chǎn)生污染一是由傳動介質(zhì)的泄漏及揮發(fā)；二是由液壓泵等元器件運轉時產(chǎn)生的噪聲，并且效率低，有溢流，在夾緊后若不使用蓄能器保壓回路，就一直需要提供液體，但如果使用蓄能器體積將極為龐大。請參閱圖I所示，為常見的氣-液復合傳動夾具，顯然它能夠保存氣壓傳動和液壓傳動的所有優(yōu)點。但是，它是線性機構，由于單純基于面積效應進行力放大，該夾具的最大缺點是夾緊速度慢。用雙工位夾具能大大提高生產(chǎn)效率，但是一般需要現(xiàn)有的兩套裝置，主要采用單缸單活塞，這樣導致制造成本的提高。因此，針對上述液體夾具存在的問題，有必要提供一種新型結構的氣液復合傳動雙工位夾具，以解決現(xiàn)有技術中的一些問題。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種氣液復合傳動雙工位夾具，該氣液復合傳動雙工位夾具既保證了液壓傳動壓力大的特點，又避免了造成環(huán)境污染。雖然其中利用了液壓傳動，但無泵無閥，尤其是沒有油箱，即使有油液泄露也非常少。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案—種氣液復合傳動雙工位夾具，其包括氣壓缸、調(diào)節(jié)氣壓缸運動的換向閥、安裝于氣壓缸一端的第一運動件、安裝于氣壓缸另一端的第二運動件、與第一運動件鉸接的左鉸桿增力機構、第一左液壓缸、與第一左液壓缸連接的第二左液壓缸、與第二左液壓缸連接的左夾頭、與第二運動件鉸接的右鉸桿增力機構、第一右液壓缸、與第一右液壓缸連接的第二右液壓缸以及與第二右液壓缸連接的右夾頭，所述氣壓缸包括主缸體以及可在主缸體內(nèi)沿左右方向運動的活塞，所述第一運動件及第二運動件隨活塞左右運動的同時均能沿上下方向運動，所述左鉸桿增力機構包括對稱鉸接在第一運動件上的第一上鉸桿及第一下鉸桿，所述右鉸桿增力機構包括對稱鉸接在第二運動件上的第二上鉸桿與第二下鉸桿，所述第一上鉸桿及第一下鉸桿與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的左側，所述第一上鉸桿及第一下鉸桿兩者之間的夾角為鈍角，所述第二上鉸桿及第二下鉸桿與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的右側，所述第二上鉸桿及第二下鉸桿兩者之間的夾角為鈍角。優(yōu)選的，在上述氣液復合傳動雙工位夾具中，所述第一上鉸桿上端固定，所述第一上鉸桿下端與第一運動件鉸接，所述第一下鉸桿上端與第一運動件鉸接，所述第一下鉸桿下端與第一左液壓缸連接。優(yōu)選的，在上述氣液復合傳動雙工 位夾具中，所述第二上鉸桿上端固定，所述第二上鉸桿下端與第二運動件鉸接，所述第二下鉸桿上端與第二運動件鉸接，所述第二下鉸桿下端與第一右液壓缸連接。優(yōu)選的，在上述氣液復合傳動雙工位夾具中，所述活塞為雙出桿活塞，所述雙出桿活塞包括左活塞桿以及右活塞桿，第一運動件與第二運動件均為滑塊且分別安裝在左活塞桿以及右活塞桿內(nèi)。優(yōu)選的，在上述氣液復合傳動雙工位夾具中，所述活塞為無桿活塞，所述無桿活塞包括左活塞端以及右活塞端，所述左活塞端以及右活塞端內(nèi)沿徑向均設有長方孔，第一運動件與第二運動件均為滾子且分別安裝在左活塞端以及右活塞端的長方孔內(nèi)。優(yōu)選的，在上述氣液復合傳動雙工位夾具中，所述第一上鉸桿與第一下鉸桿鉸接在滾子中心，所述第二上鉸桿與第二下鉸桿鉸接在滾子中心。優(yōu)選的,在上述氣液復合傳動雙工位夾具中，所述第一左液壓缸與第二左液壓缸之間采用管道油路連接，所述第一右液壓缸與第二右液壓缸之間采用管道油路連接。從上述技術方案可以看出，本實用新型的氣液復合傳動雙工位夾具在原有氣液復合傳動雙工位高效夾具的基礎上，創(chuàng)新出了基于鉸桿增力機構的非線性氣液復合傳動雙工位夾具，有效利用了氣體傳動的無污染、反應快等優(yōu)點，在力放大后又改用液體傳動來防止氣體傳動輸出力不大的缺陷，具有結構簡單緊湊，環(huán)境適應性強的優(yōu)點。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關本實用新型的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現(xiàn)有技術中一種氣液復合傳動夾具的結構示意圖；圖2是本實用新型氣液復合傳動雙工位夾具第一實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型氣液復合傳動雙工位夾具第二實施例的結構示意圖。I、氣壓缸2、換向閥3、第一運動件4、第二運動件5、左鉸桿增力機構51、第一上鉸桿52、第一下鉸桿6、第一左液壓缸7、第二左液壓缸8、左夾頭9、右鉸桿增力機構91、第二上鉸桿92、第二下鉸桿10、第一右液壓缸11、第二右液壓缸12、右夾頭13、第一工件14、第二工件
具體實施方式
請參閱圖I所示，為常見的氣-液復合傳動夾具，顯然它能夠保存氣壓傳動和液壓傳動的所有優(yōu)點。但是，它是線性機構，由于單純基于面積效應進行力放大，該夾具的最大缺點是夾緊速度慢。用雙工位夾具能大大提高生產(chǎn)效率，但是一般需要現(xiàn)有的兩套裝置，主要采用單缸單活塞，這樣導致制造成本的提高本實用新型公開了一種氣液復合傳動雙工位夾具，該氣液復合傳動雙工位夾具在原有氣液復合傳動雙工位夾具的基礎上，創(chuàng)新 出了基于鉸鏈的非線性氣液復合傳動雙工位夾具，有效利用了氣體傳動的無污染、反應快等優(yōu)點，在力放大后又改用液體傳動來防止氣體傳動輸出力不大的缺陷，具有結構簡單緊湊，環(huán)境適應性強的優(yōu)點。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。請參閱圖2所示，本實用新型第一實施例的氣液復合傳動雙工位夾具，用以夾緊工件。氣液復合傳動雙工位夾具包括氣壓缸I、調(diào)節(jié)氣壓缸I運動的換向閥2、安裝于氣壓缸I 一端的第一運動件3、安裝于氣壓缸I另一端的第二運動件4、與第一運動件3鉸接的左鉸桿增力機構5、第一左液壓缸6、與第一左液壓缸6連接的第二左液壓缸7、與第二左液壓缸7連接的左夾頭8、與第二運動件4鉸接的右鉸桿增力機構9、第一右液壓缸10、與第一右液壓缸10連接的第二右液壓缸11以及與第二右液壓缸11連接的右夾頭12。所述氣壓缸I包括主缸體以及可在主缸體內(nèi)沿左右方向運動的活塞，所述第一運動件3及第二運動件4隨活塞左右運動的同時均能沿上下方向運動。所述換向閥2包括左工位及右工位。工件包括第一工件13與第二工件14。請繼續(xù)參閱圖2所示，所述左鉸桿增力機構5包括對稱鉸接在第一運動件3上的第一上鉸桿51及第一下鉸桿52。所述右鉸桿增力機構9包括對稱鉸接在第二運動件4上的第二上鉸桿91與第二下鉸桿92。所述第一上鉸桿51及第一下鉸桿52與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的左側，所述第一上鉸桿51及第一下鉸桿52兩者之間的夾角為鈍角。所述第二上鉸桿91及第二下鉸桿92與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的右側，所述第二上鉸桿91及第二下鉸桿92兩者之間的夾角為鈍角。請繼續(xù)參閱圖2所示，所述第一上鉸桿51上端固定，所述第一上鉸桿51下端與第一運動件3鉸接，所述第一下鉸桿52上端與第一運動件3鉸接，所述第一下鉸桿52下端與第一左液壓缸6連接。所述第二上鉸桿91上端固定，所述第二上鉸桿91下端與第二運動件4鉸接，所述第二下鉸桿92上端與第二運動件4鉸接，所述第二下鉸桿92下端與第一右液壓缸10連接。所述第一左液壓缸6與第二左液壓缸7之間采用管道油路連接，所述第一右液壓缸10與第二右液壓缸11之間采用管道油路連接。在本實施方式中，所述活塞為雙出桿活塞，所述雙出桿活塞包括左活塞桿以及右活塞桿，第一運動件3與第二運動件4均為滑塊且分別安裝在左活塞桿以及右活塞桿內(nèi)。本實施例的氣液復合傳動雙工位夾具改善了受力狀況、降低了噪聲，采用增加低副運動構件法將以往普通的鉸接式改為移動滑塊，構成基于有桿活塞氣缸與浮動滑塊組合機構的夾具。請繼續(xù)參閱圖2所示,所述第一實施例的氣液復合傳動雙工位夾具的工作原理為當換向閥處于圖示左位狀態(tài)時，氣缸左腔進人壓縮空氣，雙出桿活塞向右運動。右活塞桿帶動右滑塊傳遞到鉸桿增力機構上的壓力，通過鉸桿機構的角度效應，進行力放大，繼而將空氣吸入主動液壓缸，通過油液及管路，將壓力放大作用至最后的夾頭，使之夾緊待加工工件。同時，左活塞桿帶動左滑塊傳遞到鉸桿增力機構上的拉力使左邊的主動液壓缸上端排出空氣，同時夾具所在液壓缸下端通入空氣，使左夾頭離開工件進行卸載。相應的，當換向閥處于圖示右位狀態(tài)時，運動則相反，即右夾頭離開工件進行卸載，左夾頭夾緊工件進行裝載。圖2中所示的這種氣液復合傳動雙工位夾具改善了受力狀況、降低噪聲,采用前蘇聯(lián)技術人員實用新型的增加低副運動構 件法將以往普通的鉸接式改為移動滑塊，構成基于有桿活塞氣缸與浮動滑塊組合機構的夾具。但是，美中不足的是，浮動滑塊與滑槽之間的摩擦力較大。此外，在制造安裝過程中，浮動滑塊與上下兩個鉸桿鉸接點對稱位置的偏移，會使滑塊在滑槽中受到附加的傾覆力矩作用，影響滑塊的運動性能，這給制造和安裝提出了較高的要求。于是實用新型人又創(chuàng)新設計了基于無桿活塞缸與滾動高副鉸桿增力機構的雙工位夾具。請參照圖3所示。該第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具采用了創(chuàng)新的設計方法-用滾子高副代替低副滑塊法。所述第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具與第一實施例的氣液復合傳動雙工位夾具的主要區(qū)別在于所述活塞為無桿活塞，所述無桿活塞包括左活塞端以及右活塞端，所述左活塞端以及右活塞端內(nèi)沿徑向均設有長方孔，第一運動件3/與第二運動件4'均為滾子且分別安裝在左活塞端以及右活塞端的長方孔內(nèi)。所述第一上鉸桿51'與第一下鉸桿52'鉸接在滾子中心，所述第二上鉸桿91'與第二下鉸桿92'絞接在滾子中心。請繼續(xù)參閱圖3所示,所述第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具的工作原理為在活塞中部加工出一個徑向長方孔，在孔內(nèi)放置一個滾子，上下兩只鉸桿通過滾子中心對稱鉸接。當換向閥處于圖示左位狀態(tài)時，氣壓缸的左腔進人壓縮空氣，活塞便向右運動，處于活塞中部徑向長方孔中的滾子，就會上下滾動?；钊麄鬟f到鉸桿增力機構上的力，通過鉸桿機構的角度效應，進行一次力放大，最后由夾頭產(chǎn)生輸出力F，對工件進行裝載。與第一實施例的氣液復合傳動雙工位夾具相比，第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具不僅保留了第一實施例的氣液復合傳動雙工位夾具的全部優(yōu)點，而且用滾子代替了滑塊，將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，使得摩擦力明顯降低，力傳遞效率提高。盡管其輸出力計算方法差不多，但是夾具的總效率明顯高于圖I所示的夾具。此外，由于上下兩個鉸桿被同時鉸接在滾子中心，使壓力機結構上更為簡單、緊湊，保證了制造安裝的力對稱性。本實用新型兩個實施例的氣液復合傳動雙工位夾具在原有氣液復合傳動雙工位高效夾具的基礎上，通過設置與上下方向豎直線呈銳角的鉸桿增力機構，創(chuàng)新出了基于鉸桿增力機構的非線性氣-液復合傳動雙工位夾具，有效利用了氣體傳動的無污染、反應快等優(yōu)點，在力放大后又改用液體傳動來防止氣體傳動輸出力不大的缺陷，具有結構簡單緊湊，環(huán)境適應性強的優(yōu)點?，F(xiàn)有技術的氣-液復合傳動夾具采用單缸單活塞來實現(xiàn)雙工位夾緊，本實用新型采用單缸雙出桿活塞就同樣可以實現(xiàn)，并且相對于傳統(tǒng)技術結構簡單，降低了制造成本。現(xiàn)有技術的氣-液復合傳動夾具單純利用面積效應來進行力放大，而本實用新型的放大順序是雙出桿活塞-非線性鉸桿機構-面積效應力放大裝置。其中經(jīng)歷了兩次力放大，顯然，在輸出活塞向下運動直到夾緊工件的過程中，速度逐步減小，但壓力卻是逐步增大的，因此輸出活塞不僅實現(xiàn)了 快速運動，縮短了夾緊時間，提高了夾緊效率，而且實現(xiàn)了大夾緊力輸出，符合現(xiàn)代高效夾具的要求。另外，本實用新型在主動活塞與輸出活塞之間采用管路連接，目的是可以實現(xiàn)夾緊裝置的安裝位置柔性化，兩個工位之間的距離遠近都可以滿足。本實用新型在原有氣-液復合傳動雙工位高效夾具的基礎上，創(chuàng)新出了基于鉸桿的非線性氣-液復合傳動雙工位夾具，有效利用了氣體傳動的無污染、反應快等優(yōu)點，在力放大后又改用液體傳動來防止氣體傳動輸出力不大的缺陷，具有結構簡單緊湊，環(huán)境適應性強的優(yōu)點。本實用新型的氣液復合傳動雙工位夾具還有如下優(yōu)點(I)活塞桿與鉸桿增力機構的組合設計法使得夾具的軸向尺寸小、剛性好、結構緊湊;(2)用滾子高副代替低副滑塊法，使機構的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減少了摩擦損失，提高了夾具的傳動效率；(3)通過將上下兩鉸桿同時鉸接在滾子中心，使壓力機結構上更為簡單、緊湊，同時也保證了力分布的對稱性，便于安裝制造；(4)兩種夾具在它們的液壓缸和夾具所在液壓缸之間都通過管道油路連接，這樣可以有效地控制左工位與右工位之間的距離，使得該夾具的柔性化大大增強。本實用新型第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具中用滾子高副代替低副滑塊法，使機構的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減少了摩擦損失，提高了夾具的傳動效率。本實用新型第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具中通過將上下兩鉸桿同時鉸接在滾子中心，使壓力機結構上更為簡單、緊湊，同時也保證了力分布的對稱性，便于安裝制造。本實用新型第一實施例及第二實施例的氣液復合傳動雙工位夾具在它們的液壓缸和夾具所在液壓缸之間都通過管道油路連接，這樣可以有效地控制左工位與右工位之間的距離，使得兩種夾具的柔性化大大增強。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.ー種氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于包括氣壓缸(I)、調(diào)節(jié)氣壓缸(I)運動的換向閥(2、2')、安裝于氣壓缸(I) 一端的第一運動件(3、3')、安裝于氣壓缸(I)另ー端的第二運動件(4、4')、與第一運動件(3、3')鉸接的左鉸桿增カ機構(5、5')、第一左液壓缸(6 )、與第一左液壓缸(6 )連接的第二左液壓缸(7 )、與第二左液壓缸(7 )連接的左夾頭(8)、與第二運動件(4、4')鉸接的右鉸桿增カ機構(9、9')、第一右液壓缸(10)、與第一右液壓缸(10)連接的第二右液壓缸(11)以及與第二右液壓缸(11)連接的右夾頭(12)，所述氣壓缸(I)包括主缸體以及可在主缸體內(nèi)沿左右方向運動的活塞，所述第一運動件(3、3')及第ニ運動件(4、4')隨活塞左右運動的同時均能沿上下方向運動，所述左鉸桿增カ機構(5、5')包括對稱鉸接在第一運動件(3、3')上的第一上鉸桿(51、51')及第ー下鉸桿(52、52')，所述右鉸桿增カ機構(9、9')包括對稱鉸接在第二運動件(4、4')上的第二上鉸桿(91、91')與第二下鉸桿(92、92')，所述第一上鉸桿(51、51')及第一下鉸桿(52、52')與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的左側，所述第一上鉸桿(51、5廣)及第一下鉸桿(52、52')兩者之間的夾角為鈍角，所述第二上鉸桿(91、9廣)及第ニ下鉸桿(92、92')與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的右偵牝所述第二上鉸桿(91、9廣)及第ニ下鉸桿(92、92')兩者之間的夾角為鈍角。
2.根據(jù)權利要求I所述氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于所述第一上鉸桿(51)上端固定，所述第一上鉸桿(51)下端與第一運動件(3)鉸接，所述第一下鉸桿(52)上端與第一運動件(3)鉸接，所述第一下鉸桿(52)下端與第一左液壓缸(6)連接。
3.根據(jù)權利要求I所述氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于所述第二上鉸桿(91)上端固定，所述第二上鉸桿(91)下端與第二運動件(4)鉸接，所述第二下鉸桿(92)上端與第二運動件(4)鉸接，所述第二下鉸桿(92)下端與第一右液壓缸(10)連接。
4.根據(jù)權利要求I所述氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于所述活塞為雙出桿活塞，所述雙出桿活塞包括左活塞桿以及右活塞桿，第一運動件(3)與第二運動件(4)均為滑塊且分別安裝在左活塞桿以及右活塞桿內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求I所述氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于所述活塞為無桿活塞，所述無桿活塞包括左活塞端以及右活塞端，所述左活塞端以及右活塞端內(nèi)沿徑向均設有長方孔，第一運動件(3')與第二運動件(4')均為滾子且分別安裝在左活塞端以及右活塞端的長方孔內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求5所述氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于所述第一上鉸桿(5Γ )與第一下鉸桿(52')鉸接在滾子中心，所述第二上鉸桿(9Γ )與第二下鉸桿(92')鉸接在滾子中心。
7.根據(jù)權利要求I所述氣液復合傳動雙エ位夾具，其特征在于所述第一左液壓缸(6)與第二左液壓缸(7)之間采用管道油路連接，所述第一右液壓缸(10)與第二右液壓缸(11)之間采用管道油路連接。
專利摘要本實用新型公開了一種氣液復合傳動雙工位夾具，包括氣壓缸、運動件、鉸桿增力機構、第一液壓缸、第二液壓缸以及夾頭，所述氣壓缸包括活塞，所述運動件隨活塞左右運動的同時能沿上下方向運動，所述鉸桿增力機構包括對稱鉸接在運動件上的上鉸桿及下鉸桿，所述上鉸桿及下鉸桿與上下方向豎直線之間的夾角為銳角且位于上下方向豎直線的外側。本實用新型的氣液復合傳動雙工位夾具在原有氣液復合傳動雙工位夾具的基礎上，創(chuàng)新出了基于鉸桿增力機構的非線性氣液復合傳動雙工位夾具，有效利用了氣體傳動的無污染、反應快等優(yōu)點，在力放大后又改用液體傳動來防止氣體傳動輸出力不大的缺陷，具有結構簡單緊湊，環(huán)境適應性強的優(yōu)點。
文檔編號B23Q3/06GK202438861SQ201120454768
公開日2012年9月19日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者沈銘, 鐘康民, 陳汐 申請人:蘇州大學