一種新型旋轉(zhuǎn)夾具的設(shè)計

李 瑾 曹東鋒

（大連機床集團有限責(zé)任公司技術(shù)中心，遼寧大連 116021）

組合機床夾具的夾緊機構(gòu)針對工件的加工需要會有多種不同的設(shè)計方法，目的是滿足工件定位夾緊的要求，并最終加工出合格產(chǎn)品。其中一種常用夾具的夾緊方式為螺旋夾緊（見圖1），這種夾緊機構(gòu)具有夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小等優(yōu)點。它的結(jié)構(gòu)如下:油缸通過活接頭與夾緊桿相連，夾緊桿與壓板固定在一起，在夾緊桿上根據(jù)夾緊方向（順、逆時針旋轉(zhuǎn)）的需要加工出左旋或右旋的螺旋槽，螺桿安裝在支座上，它的前頭部分伸在螺旋槽里，這樣在油缸的作用下夾緊桿做往復(fù)直線運動的同時完成旋轉(zhuǎn)運動。

它的動作如下:當(dāng)油缸小腔進油時，夾緊桿由B位置移至A位置，這時由于夾緊桿上螺旋槽的作用，壓板連同夾緊桿由D位置旋轉(zhuǎn)至C位置，完成對工件的旋轉(zhuǎn)夾緊;當(dāng)油缸大腔進油時，壓板由C位置轉(zhuǎn)回至D位置，同時向左松開壓板由A位置返回至B位置，完成旋轉(zhuǎn)松開的動作。這種夾緊機構(gòu)是現(xiàn)在常用的旋轉(zhuǎn)夾緊典型機構(gòu)之一，它同時實現(xiàn)了直線運動的兩個位置——A、B及旋轉(zhuǎn)運動的兩個位置——C、D之間的復(fù)合運動。而本文介紹的新型旋轉(zhuǎn)夾具是在滿足上述復(fù)合運動的基礎(chǔ)上又增加了一個直線運動動作。

1 方案制定

本次加工的工件為缸蓋（工件在夾具中的示意圖見圖2），加工完成后，缸蓋自動輸送至下一工位，受加工位置、夾具中其他夾緊定位元件及輸送的限制，如果用引言中所述的常用的螺旋夾緊機構(gòu)，當(dāng)夾緊壓板松開由A位置移至B位置時，夾緊桿正好與工件的送入、送出均發(fā)生干涉;如果在這套機構(gòu)上再增加一個動作，即壓板松開后再退回到另一個位置M，則此位置低于工件輸送面，這樣壓板就不再與工件輸送干涉。正是基于以上考慮，設(shè)計了這套新型的復(fù)合旋轉(zhuǎn)夾緊機構(gòu)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計（見圖3）

壓板與夾緊桿用螺釘安裝在一起，同時活塞1用螺母緊固在夾緊桿上，法蘭蓋1安裝在法蘭缸筒上，法蘭缸筒安裝在夾具體上，法蘭蓋1與活塞1之間形成密閉油腔1，通過管接頭進出液壓油;法蘭蓋3安裝在活塞2上，與法蘭缸筒、活塞1形成密閉油腔2，通過管接頭進出液壓油，這樣夾緊桿可以在法蘭缸筒中的1腔、2腔內(nèi)，在液壓油的作用下做完成往復(fù)直線運動1和直線運動2。

法蘭蓋2安裝在法蘭缸筒上與活塞2形成密閉油腔3，通過管接頭進出液壓油?；钊?（有圓銷2的這一側(cè)）加工有左旋或右旋的螺旋槽面，這樣在法蘭缸筒中的3腔或2腔通壓力油時，在推動活塞2做直線運動的同時，活塞2在圓銷2的作用下做順（或逆）時針旋轉(zhuǎn)運動。

夾緊桿后部軸上削扁，削扁長度應(yīng)滿足夾緊桿往復(fù)直線運動的最長行程，在夾緊桿的削扁軸與活塞2之間安裝有圓銷1，圓銷1的作用是當(dāng)活塞2做旋轉(zhuǎn)運動時，帶動夾緊桿及壓板同時做旋轉(zhuǎn)運動，從而最終完成夾緊壓板在C、D兩種位置之間的旋轉(zhuǎn)運動。

上述所有的油腔兩側(cè)零件上均設(shè)計有密封圈防止液壓油的泄露，軸外側(cè)設(shè)計有防塵圈，再按照所需的行程、旋轉(zhuǎn)方向、配合精度等設(shè)計與計算，就完成了該復(fù)合旋轉(zhuǎn)夾緊裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

3 動作原理分析

復(fù)合旋轉(zhuǎn)夾緊機構(gòu)的動作原理如下:2腔進油（1，3腔出油），此時推動活塞1、夾緊桿及壓板由中間A位置移至最左端B位置，松開工件，此時活塞1在最左側(cè)，活塞2在最右側(cè)，完成第一個動作（見圖4）。

接著3腔進油（2腔出油），同時由于圓銷2和圓銷1的共同作用，活塞2在做螺旋運動的同時帶動夾緊桿及壓板旋轉(zhuǎn)，此時夾緊壓板由C位置旋轉(zhuǎn)至D位置，完成第二個動作（見圖5）。

接著1腔進油（2腔出油），推動活塞1、夾緊桿及壓板由最左端B位置移至最右端M位置，活塞2不動，此時活塞1在最右側(cè)，這樣完成了第三個動作（見圖6），此時壓板位置已低于工件輸送面，壓板對于工件的輸出及輸入已沒有干涉。

當(dāng)下一個工件輸送到位時，2腔開始進油（1腔出油），推動活塞1及壓板由M位置移至B位置，此時活塞1又返回至最左側(cè)，完成第四個動作（見圖7）。

接著2腔繼續(xù)進油，3腔出油，活塞2在圓銷1和圓銷2的共同作用下，做螺旋運動并帶動夾緊桿及壓板做旋轉(zhuǎn)運動，夾緊壓板由D位置旋轉(zhuǎn)至C位置，完成第五個動作（見圖8），此時壓板已轉(zhuǎn)至工件上方，為夾緊工件做好準(zhǔn)備。

這時1腔進油，2腔出油，推動活塞1、夾緊桿及壓板由B位置移至A位置，夾緊工件，完成第六個動作，即最后一個動作（見圖9），此時螺旋夾緊的動作已全部實現(xiàn)，機床可以完成對工件的加工。

以上介紹即為該螺旋夾緊的整套動作循環(huán)原理。

4 結(jié)語

該新型旋轉(zhuǎn)夾具裝置原理科學(xué)，結(jié)構(gòu)簡單，通過實際應(yīng)用，完全滿足了特殊工況的功能需求，并且性能穩(wěn)定，可靠，具有一定的推廣價值，可更廣泛地使用在今后的夾具設(shè)計中。