一种新型开合螺母机构设计在平口钳中的应用.pdf

种新型开合螺母机构设计在平口钳中的应用
口陈华口兽超奇□马国栋
中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221000
摘要:平口對作为一种通用夹具,一般通过螺母与丝杠的配合传动,带动活动钳身的前后移动,实
现对工件的夹紧和松开。当需要装夹前后尺寸变化较大的工件时,装夹时间较长,工作效卒低。利用螺纹
传动的特点设计了一种简单、实用、高效的开合螺母机构,有效地解决了平ロ钳这一费时耗力的问题,利
用 Solidworks软件设计了筒单的三维模型。
关键词:平口针开合螺母螺纹传动 Solidworks
中图分类号:TH122;TG702文献标识码:B文章编号:1000-4998(2015)10-0084-02
平口钳是一种通用夹具,如图1所示。它既可作为Md1的螺纹通孔,在右半螺母横向设计一个直径为Md2
普通钳工的夹具,又可作为普通铣床、钻床、磨床等的的螺纹通孔(Ml2>Ma1)。右半螺母螺孔的螺攵旋向与
夹持工具,应用范围非常广泛。目前大部分平口钳用的左半螺母螺孔的螺纹旋向相反,并且在左、右半螺母的
是全螺母与丝相配合,在手柄的转动或者电力的驱底部设计有相同凸起的燕尾,使左、右半螺母在底座的
动下使丝杠转动,带动活动钳身前后移动,以实现对
燕尾槽中稳定运动及保证合拢后的自身精度
件的夹紧或松开。由于平口钳丝杠的螺距较小,当需要1.2阶梯形螺杆的设计
装夹前后尺寸变化较大的工件时,丝杠要旋转许多圏,
阶梯形螺杄蝶柱的设计与两个半螺母螺孔相对
花费较多的时间,这既不利于节省工人的劳动时间,也应,螺杆的前半部有直径为Md1的螺柱,旋向与左半螺
不利于提高生产效率。
母相同,两者可相互配合运动;螺杄后半部有直径为
针对现有平口针的上述缺陷,笔者利用螺纹传动M2的螺柱,旋向与右半螺母相同,两者可相互配合运
的特点,将螺旋运动分解为螺杄的旋转运动和炳个半动,如图4所示
螺母的水平移动,设计了一种具有结构简单、便捷高1.3装配设计说明
效、经济实用等特点的开合螺母机构
右半螺母
开合螺母机构的设计
左半螺忖
开合螺卧机构由右半螺母、左半螺母、支撑底座、
阶梯形杄
阶梯形螺杆纽成,如图2所示。
1.1半螺母设计
如图3所示,在左半螺母横向设计一个直径为
支撑底座
▲图1常用平口钳
收稿目期:2015年5月
▲图2开合螺母机构
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合于被加工零件的定位,因此在本设计中选用液压型8结束语
机械手。同时,液压夹紧カ大,夹紧可靠,故工件加工:8结束语
时的夹紧方式也采用液压夹紧3。整个系统液压传动
该工装采用了工件自动上料、自动定位、自动夹
原理如图6所示,采用双泵供油的方式,一个是小流量紧、自动下料的方式,实现了工件的自动铣削,生产效
泵,一个是大流量泵。在相应回路中,设置单向节流率高,且加工质量稳定,较好地满足了生产的要求
给予调速,在手臂升降回路中,为保证运行平稳,还设
参考文献
置了单向顺序阀。图中各换向阀采用电磁换向阀,由[1了黄健求.机被制造技术基础[M]北京:机被工业出版社,2011
可编程控制器控制。当机械手运行到位时,会角触发相21陈旭东机床夹其设计[M北京:清华大学出版社.2010.
应的行程开关(图中未画出),行程开关给PC发出信[3]谢旭华,张洪涛机械制造工艺及工装[M.北京:科学出版
号,PLC控制相应的电磁阀,从而控制液体流向,使上
社,2007
料、夹紧(便于铣)、下料等动作有序进行。
(编辑平平)
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机械制造53卷第64期N
▲图6开合螺母闭合图
▲图7开合螺母分开图
▲图3左、右半螺母
▲图5开合螺母与螺杆的配合图
1.手柄2.左右半螺母3.阶梯形螺杄4.丝杠、活动钳身5.床身
▲图4阶梯形螺杆
▲图8运用开合螺母的平口钳三维模拟图
结合图2对开合螺母机构作进一步的说明。
燕尾槽的接触来平衡,以至在夹紧工件时,避免开合螺
①左、右半螺母的螺孔直径设计成Md2>Md1的原母因受力过大而产生偏转,进而使开合螺母在竖直方
因。简若设计成Md2=M,由于左、右半螺母螺孔的螺向保持稳定。
纹旋向是相反的,那么阶梯形螺杆就不能与左、右半螺
母实现装配;若设计成Md>Md4,在装配过程中,阶梯2运用说明
形螺杆的Md2螺柱可直接旋入右半螺母的Md2螺孔,
运用 Solidworks软件,对采用开合螺母的简单平
至螺杆的对应位置,再将左半螺母旋入,这样的结构能口针建立三维模型,如图8所示。在实际生产使用中,
很好地解决左、右半螺母与阶梯形螺杆的装配问题,如当加工完一个工件后,需要加工一个比原来工件尺す
图5所示。
相差很大的工件时,逆时针旋拧阶梯形螺杆,开合螺母
②左、右半螺母的旋向设计成相反的原因。左、向外侧移动,与丝杠脱离,此时便可推拉动活动针身
右半螺母的旋向相反,正是开合螺母机构的设计关键使其在导轨上快速移动;当活动钳身与工件接触时,顺
点,由于旋向相反,顺时针或者道时针旋转螺杆能使时针旋拧阶梯形螺杆,开合螺母向内侧移动与丝杠配
左、右半螺母分离或合拢,实现开合螺母与丝杠分离或合,旋转手柄进一步夹紧工件。
配合。当开合螺母与丝杠分离时,便能推拉丝杠,带动
活动针身的前后移动,实现对工件的快速粗夹紧或快3结束语
速分开;当开合螺母与丝杠接触配合时,便可旋转丝本
笔者针对现有平口钳存在的缺点,设计了一种结
带动活动针身前移,实现对工件的精确夹紧。笔者运用构简单、便捷高效、经济实用及可操作的开合螺母机
Solidworks软件对开合螺母的合拢和分离建立了三维构。此机构可以大大降低工人的操作时间和劳动强度
模拟图,如图6、图7所示。
提高生产效率。由于平口针的使用范围很广泛,如果设
③左、右半螺母的底部要设计有凸起的燕尾的原计的开合螺母机构能应用在平口钳上,这对常用夹具
因。一是开合螺母与丝杠配合传动,两者需要有较高的的发展以及机械制造加工都有重要的意义。
同轴度才能正常工作。左、右半螺母合拢分开运动轨
参考文献
迹,必须垂直于丝杠轴线,其合拢后与丝杠配合,要达[1]何铭新,钱可强,徐祖茂.机械制图[M].北京:高等教育出版
到一定的同轴度要求。而燕尾与燕尾槽的配合,能约束
社,2012
半螺母在轨道上运动轨迹,使其达到更高的同心要求,[2]刘贵生,快速夹紧台虎错「J.金属加工(冷加工),2009
提高开合螺母的稳定性。二是在夹紧工件时,开合螺母
(19):39-40.
需要承受较大的夹紧力,如果没有底部凸起的燕尾,那『31孙有亮,新型台虎钳介绍J.河北建筑工程学院学报,2002
么两个半螺母在夹紧力的作用下,将会失去平衡,在竖
(3):110.
直方向上发生一定的偏转,这样开合螺母的功能就无
法达到,在添加了出起燕尾后,夹紧力可以依靠燕尾与
(编辑美华)
机械制造53卷第614期
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