快速夾緊臺(tái)虎鉗

郭滿榮

(安徽工業(yè)大學(xué)工程實(shí)踐與創(chuàng)新教育中心，安徽 馬鞍山243000)

臺(tái)虎鉗是生產(chǎn)中最常用的夾持工件的通用夾具。臺(tái)虎鉗裝置在工作臺(tái)上，用以?shī)A持加工工件，是鉗工車間必不可少的工具。臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)是由鉗體、底座、螺母、絲桿、鉗口體等組成，如圖1所示?；顒?dòng)鉗身通過導(dǎo)軌與固定鉗身的導(dǎo)軌作滑動(dòng)配合。絲桿裝在活動(dòng)鉗身上，可以旋轉(zhuǎn)，但不能軸向移動(dòng)，并與安裝在固定鉗身內(nèi)的絲桿螺母配合，如圖2所示。當(dāng)搖動(dòng)手柄使絲杠旋轉(zhuǎn)，就可以帶動(dòng)活動(dòng)鉗身相對(duì)于固定鉗身作軸向移動(dòng)，起夾緊或放松的作用。由于是手動(dòng)操作，臺(tái)虎鉗的夾緊速度較慢，尤其當(dāng)工件尺寸較小時(shí)，絲桿要轉(zhuǎn)動(dòng)很多圈才能完成工件的松開與夾緊，工作效率低下。但臺(tái)虎鉗的應(yīng)用卻非常廣泛，可用于夾持工件，對(duì)工件進(jìn)行銼削、攻螺紋、刮削、鋸割、矯正和彎曲等。所以提高臺(tái)虎鉗的工作效率顯得尤為重要。為了提高工作效率，快速夾緊臺(tái)虎鉗應(yīng)運(yùn)而生。目前，國(guó)內(nèi)有許多種各式各樣的快速夾緊臺(tái)虎鉗［1-8］，它們各有優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，本文介紹一種新型簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的快速夾緊臺(tái)虎鉗。

1 快速夾緊臺(tái)虎鉗的功能

快速夾緊臺(tái)虎鉗與傳統(tǒng)臺(tái)虎鉗相比，不需要用扳手來改變臺(tái)鉗的開口度，可直接用手推動(dòng)活動(dòng)鉗身來改變其與固定鉗身之間的開口度。在夾持工件時(shí)，先用手推動(dòng)活動(dòng)鉗身靠上工件，再用扳手旋轉(zhuǎn)絲桿，即可完成工件的夾緊動(dòng)作。

2 快速夾緊臺(tái)虎鉗的結(jié)構(gòu)

快速夾緊臺(tái)虎鉗由固定鉗身、活動(dòng)鉗身、絲桿及螺母等組成，如圖5所示。此臺(tái)鉗的特征是把普通的圓螺母改為1/3的圓螺母(如圖3所示)，這樣便于絲桿在螺母上進(jìn)行長(zhǎng)滑移?？焖賷A緊臺(tái)虎鉗的外形結(jié)構(gòu)如圖4所示。

偏心絲桿就是在普通標(biāo)準(zhǔn)絲桿上銑削一個(gè)長(zhǎng)槽，在長(zhǎng)槽內(nèi)嵌放一根光滑鐵絲，要保證鐵絲嵌入后高于絲桿，從而保證絲桿能在螺母內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)滑移。偏心絲桿和光滑鐵絲的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

3 快速夾緊臺(tái)虎鉗的工作原理

采用普通的螺母無法實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，快速夾緊臺(tái)虎鉗(如圖3所示)為此對(duì)螺母進(jìn)行了改進(jìn)，用1/3圓形螺母(如圖6所示)來使偏心絲桿快速移動(dòng)。1/3圓形螺母只能在固定鉗身的底座中移動(dòng)，這樣當(dāng)偏心絲桿的位置如圖7所示時(shí)，即光滑鐵絲在絲桿底部，這時(shí)螺母在彈簧力的作用下(如圖8所示)，壓在光滑鐵絲上，偏心絲桿這時(shí)就可以在螺母內(nèi)長(zhǎng)滑移，也就是說與絲桿相連的活動(dòng)鉗身可以做快速移動(dòng)來改變臺(tái)鉗這時(shí)的開口度。當(dāng)需要完成夾緊動(dòng)作時(shí)，旋轉(zhuǎn)偏心絲桿，使絲桿的光滑鐵絲離開半圓形活動(dòng)螺母螺紋位置，此時(shí)，螺母在彈簧力的作用下向上移動(dòng)并與標(biāo)準(zhǔn)絲桿體的螺紋部分嚙合使絲桿向前微進(jìn)，完成工件的夾緊動(dòng)作。在這部分相當(dāng)于普通臺(tái)虎鉗的絲桿與螺母的嚙合運(yùn)動(dòng)。

4 快速夾緊臺(tái)虎鉗極限位置計(jì)算

如采用螺距為3 mm、線數(shù)為1的單頭螺紋，夾緊工件時(shí)，如果正好在螺桿和螺母的極限位置(如圖10中的A和B兩點(diǎn))，且螺桿和螺母牙頂相對(duì)，則工件無法夾緊。為了提高螺紋的合牙率，可以采用雙頭螺桿，并在偏心絲桿上配置數(shù)個(gè)螺母，至少配置2個(gè)以上，此處配置了2個(gè)螺母，以保證工件能夠被夾緊。此快速夾緊臺(tái)虎鉗采用螺距為3 mm、線數(shù)為2的雙頭螺桿來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，則導(dǎo)程

式中:S為導(dǎo)程，P為螺距，n為螺紋線數(shù)。

又由于此快移機(jī)構(gòu)的螺母為特制，只有普通圓形螺母的1/3，所以扳手轉(zhuǎn)一圈走S=6/3=2 mm。配置一個(gè)螺母時(shí)，在螺桿和螺母的極限位置，旋轉(zhuǎn)活動(dòng)扳手一圈移動(dòng)的距離為0.5 mm。配置兩個(gè)螺母時(shí)，兩螺母的牙型位置錯(cuò)開一半，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈移動(dòng)的距離為1 mm。這樣就保證，即使在螺桿和螺母的極限位置A、B兩點(diǎn)，工件也能被夾緊。

5 結(jié)語(yǔ)

這種快速夾緊臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，制造容易，操作簡(jiǎn)單，夾緊零件比較牢固，且省時(shí)省力，并能夠保證其工作可靠性，因此這種臺(tái)虎鉗在生產(chǎn)實(shí)踐中具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可大大減少工件的裝夾時(shí)間，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)中的鉗工臺(tái)和各種機(jī)床上進(jìn)行裝夾工件。

［1］冷護(hù)基.冷氏快移臺(tái)虎鉗［P］.中華人民共和國(guó)，專利公開號(hào)CN 1044914A，1990-8-29.

［2］陳強(qiáng).新型快速夾緊臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.輕工機(jī)械，2010(4):111-112，122.

［3］張偉峰.機(jī)用虎鉗的快速夾緊裝置設(shè)計(jì)［J］.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2011(7):42-43.

［4］郭煒，孫維連，揚(yáng)鈺瑛，等.快速偏心夾具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2007(11):203-205.

［5］孫有亮，李杰，莫新民.介紹二則快速開合臺(tái)虎鉗［J］.新技術(shù)新工藝，2004(9):37.

［6］舒愛環(huán).快速夾緊平口鉗［J］.現(xiàn)代制造工程，2004(3):100.

［7］孫有亮.新型臺(tái)虎鉗介紹［J］.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2002(3).

［8］劉貴生.快速夾緊臺(tái)虎鉗［J］.金屬加工:冷加工，2009(19):39-40.