雙工位氣動夾具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙工位氣動夾具，由氣泵、氣動肌腱、兩套推桿機構(gòu)和兩個夾緊元件組成，其中氣動肌腱為充入壓縮空氣后具徑向膨脹、軸向收縮能力的驅(qū)動源且氣動肌腱一端固定、另一端接設(shè)有同軸向伸縮的活塞桿，活塞桿底部固定設(shè)有復(fù)位彈簧，任一套推桿機構(gòu)包括各自一端相鉸接的肘桿和恒増力杠桿，肘桿的另一端鉸接于活塞桿，恒増力杠桿的另一端固定且恒增力杠桿的中段處通過連桿外接夾緊元件；活塞桿的力輸出方向與夾緊方向一致。本實用新型的氣動夾具結(jié)構(gòu)簡單，利用柔性好、輸出力與直徑比大、輸出力與重量比高的氣動肌腱以及肘桿和恒増力杠桿的角度和長度力放大效應(yīng)，實現(xiàn)了夾具結(jié)構(gòu)緊湊性的要求，同時提升了夾緊效果。
【專利說明】雙工位氣動夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種氣動驅(qū)動的雙工位夾具，尤其涉及一種輸出力較大、夾緊效 果良好的雙工位夾具。

【背景技術(shù)】
[0002] 機床夾具是工藝系統(tǒng)的組成部分之一，在其設(shè)計中，基本要求就是輸出的夾緊力 要足夠大，在加工過程中不能松動，可根據(jù)實際需求借助不同的增力機構(gòu)來滿足。同時，實 際生產(chǎn)中，很多零件需要進行批量生產(chǎn)，這種情況下如果能同時夾緊多個工件勢必會提高 生產(chǎn)效率。
[0003] 現(xiàn)有一種雙工位夾具原理如圖1所示，而作為機床夾具的夾緊力來源Fi有手動、 液壓、氣動、電磁、真空、離心力等多種形式。其中，液壓系統(tǒng)由于輸出效果好且技術(shù)成熟得 到廣泛使用。但當(dāng)前，隨著"綠色環(huán)保、健康作業(yè)"口號的提出，很多情況下用運動速度快、動 作平穩(wěn)、成本較低、無污染的氣動裝置來代替污染嚴(yán)重的液壓傳動。但氣壓傳動的明顯缺點 是其系統(tǒng)工作壓力低（一般P = 〇. 4?0. 7MPa)，因而為達到夾緊效果易使夾具體積過大。 這種以犧牲氣缸體積為代價的夾緊效果，造成機床整體占空的龐大，且能耗無法降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提出一種雙工位氣壓夾具， 解決傳統(tǒng)機床作業(yè)中夾緊效果與氣缸體積的矛盾及環(huán)保問題。
[0005] 本實用新型的上述目的，其得以實現(xiàn)的技術(shù)解決方案是：雙工位氣動夾具，其特征 在于所述夾具由氣泵、氣動肌腱、兩套推桿機構(gòu)和兩個夾緊元件組成，其中所述氣動肌腱為 充入壓縮空氣后具徑向膨脹、軸向收縮能力的驅(qū)動源且氣動肌腱一端固定、另一端接設(shè)有 同軸向伸縮的活塞桿，活塞桿底部固定設(shè)有復(fù)位彈簧，任一套所述推桿機構(gòu)包括各自一端 相鉸接的肘桿和恒増力杠桿，所述肘桿的另一端鉸接于活塞桿，所述恒増力杠桿的另一端 固定且恒增力杠桿的中段處通過連桿外接夾緊元件；活塞桿的力輸出方向與夾緊方向一 致。
[0006] 進一步地，所述恒増力杠桿自固定端至鉸接端的三分之一處外接夾緊元件。
[0007] 進一步地，所述恒増力杠桿自固定端至鉸接端的二分之一處外接夾緊元件。
[0008] 應(yīng)用本實用新型的夾具，其顯著優(yōu)點體現(xiàn)為：該氣動夾具結(jié)構(gòu)簡單，利用柔性好、 輸出力與直徑比大、輸出力與重量比1?的氣動肌腱以及肘桿和恒増力杠桿的角度和長度力 放大效應(yīng)，實現(xiàn)了夾具結(jié)構(gòu)緊湊性的要求，同時提升了夾緊效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是現(xiàn)有一種雙工位夾具的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2是本實用新型雙工位氣動夾具的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】 toon] 本實用新型創(chuàng)新提出了一種雙工位氣壓夾具，解決氣動夾具夾緊壓力與氣缸體積 的矛盾與難題。
[0012] 如圖2所示，該雙工位氣動夾具，由氣泵（未圖示）、氣動肌腱4、兩套推桿機構(gòu)和 兩個夾緊元件3組成，上述氣泵與氣動肌腱間還設(shè)有用于輸出控制的二位四通閥2。其中該 氣動肌腱4為充入壓縮空氣后具徑向膨脹、軸向收縮能力的驅(qū)動源且氣動肌腱一端固定、 另一端接設(shè)有同軸向伸縮的活塞桿41，而活塞桿底部固定設(shè)有復(fù)位彈簧42。通過在氣動肌 腱中充入壓縮空氣，繼而氣動肌腱便產(chǎn)生軸向的拉伸力。為滿足雙工位作業(yè)的要求，該氣動 夾具設(shè)有與活塞桿分別相連的兩套推桿機構(gòu)及其相連接的夾緊元件，該任一套推桿機構(gòu)包 括各自一端通過鉸鏈副相鉸接的肘桿51和恒増力杠桿52,肘桿51的另一端通過鉸鏈副鉸 接于活塞桿，而恒増力杠桿52的另一端可以固定于地面或其它設(shè)備支架上。并且上述夾緊 兀件3外接于該恒增力杠桿的中段處，活塞桿的力輸出方向與夾緊方向一致。
[0013] 圖2所示實施例的氣動夾具在實際工作時，當(dāng)壓縮空氣通過二位四通閥的左工位 充入氣動肌腱內(nèi)部后，氣動肌腱內(nèi)部的橡膠管在氣壓作用下開始變形，并產(chǎn)生徑向膨脹，使 柵格中的纖維網(wǎng)格夾角變大，在軸向方向產(chǎn)生收縮，氣動肌腱便產(chǎn)生軸向的拉伸力，拉動活 塞桿向下運動，活塞桿同時推動兩邊推桿機構(gòu)，利用其角度效應(yīng)將力放大后帶動兩個恒增 力杠桿轉(zhuǎn)動，并在連桿6的作用下帶動夾緊元件朝向兩個工位同時夾緊。通過建立力學(xué)模 型，來進一步了解圖1和圖2所示兩種雙工位夾具的力學(xué)性能。圖1和圖2中所示夾具的理 論増力系數(shù)和實際増力系數(shù)的計算公式分別為Λ = "丨'一 (?Λ = ? 2 · /0 tan a 2?2 \3\\( α-\-φ) (2)。式中，it為夾緊元件理論增力系數(shù)；i。為夾緊元件實際增力系數(shù)；^為杠桿主動臂長 度；12為杠桿被動臂長度；α為活塞桿力輸出方向與肘桿間夾角；φ為鉸鏈副的當(dāng)量摩擦 角；pzarcsin^^ (1為兩鉸鏈間中心距；r為鉸鏈軸的半徑；f為鉸鏈軸與孔間的摩擦系 數(shù)）；Π 2為杠桿效率，常取0.97 ; η3為肘桿效率，常取0.9。對應(yīng)夾具的理論輸出夾緊力Ft =Fi X it ;而實際輸出夾緊力Fo = Fi X i。。在滿足夾緊力的要求下，當(dāng)然可選圖1的直線氣 缸作為驅(qū)動方式來減少污染。但圖2中的氣動肌腱可以看作是一個單作用驅(qū)動執(zhí)行元件， 輸出力10倍于相同直徑氣缸所產(chǎn)生的力，初始收縮時收縮力最大，隨著收縮率的增大而減 小，而重量僅為普通單作用氣缸的幾分之一。同時，在產(chǎn)生相等力的情況下，它的耗氣量僅 為普通氣缸的40%?？梢?，利用氣動肌腱可大大減少系統(tǒng)的體積及系統(tǒng)的功率消耗。另外， 氣動肌腱在抗塵、抗污、抗沙方面能力顯著，可應(yīng)用在一些環(huán)境比較惡劣的場合。
[0014] 由此可見，本實用新型的夾具結(jié)構(gòu)簡單，利用柔性好、輸出力與直徑比大、輸出力 與重量比高的氣動肌腱以及肘桿和恒増力杠桿的角度和長度力放大效應(yīng)，實現(xiàn)了夾具結(jié)構(gòu) 緊湊性的要求，同時提升了夾緊效果。
[0015] 除上述實施例外，本實用新型還可以有其它實施方式，凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 雙工位氣動夾具，其特征在于所述夾具由氣泵、氣動肌腱、兩套推桿機構(gòu)和兩個夾緊 元件組成，其中所述氣動肌腱為充入壓縮空氣后具徑向膨脹、軸向收縮能力的驅(qū)動源且氣 動肌腱一端固定、另一端接設(shè)有同軸向伸縮的活塞桿，活塞桿底部固定設(shè)有復(fù)位彈簧，任一 套所述推桿機構(gòu)包括各自一端相鉸接的肘桿和恒増力杠桿，所述肘桿的另一端鉸接于活塞 桿，所述恒増力杠桿的另一端固定且恒增力杠桿的中段處通過連桿外接夾緊元件；活塞桿 的力輸出方向與夾緊方向一致。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述雙工位氣動夾具，其特征在于：所述恒増力杠桿自固定端至鉸 接端的三分之一處外接夾緊元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述雙工位氣動夾具，其特征在于：所述恒増力杠桿自固定端至鉸 接端的二分之一處外接夾緊元件。
【文檔編號】B23Q3/00GK203900901SQ201420253896
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】鹿霖, 鐘康民, 胡煒, 沈玲莉, 許萍 申請人:蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院