本方案對原有機用平口鉗結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，從綜合性能、性價比、加工裝配、維護使用等諸多因素綜合考慮，解決機用平口鉗使用時工件“上翹”缺陷。力爭在保證總體結(jié)構(gòu)原理變化不大、產(chǎn)品成本增加很少的情況下，實現(xiàn)平口鉗性能更穩(wěn)定、精度提高、使用維護更安全、方便。機用平口鉗原理改進方案活動鉗口機用平口鉗夾具，是機械加工過程中不可缺少的附件之一，是一種應(yīng)用范圍廣、定位精度較高、成本低、操作簡便的通用夾具。平口鉗主要包括底座，底座上有能夠相對于底座轉(zhuǎn)動的鉗體，鉗體上有與鉗體相配合并能夠左右移動的滑板，滑板的右端固連有鉗口，滑板內(nèi)有與鉗體固連的螺母，螺母內(nèi)有與之相配合并能夠驅(qū)動滑板往復(fù)移動的絲杠，在與鉗口相對應(yīng)的位置上有與鉗體活動連接不同形狀的鉗口臺?？稍阢?、刨、鏜、鉆、磨等機床上直接裝夾不同形狀的工件。

實際生產(chǎn)加工過程中，采用現(xiàn)有機用平口鉗裝夾工件時，在平口鉗活動鉗口側(cè)工件“上翹”，需反復(fù)敲打，這樣工件裝夾時效率低、可靠性差，也無法保證加工面與基準(zhǔn)面的平行度、尺寸等加工精度，影響加工質(zhì)量。所以決定對現(xiàn)有的機用平口鉗進行性能改造，解決機用平口鉗使用時工件“上翹”缺陷。如果改變平口鉗的這一缺陷，對保證零件的加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，減輕操作者的勞動強度，提高經(jīng)濟效益等都有極其重要的現(xiàn)實意義。

一、“上翹”產(chǎn)生原因分析

1.原因分析

研發(fā)初期的缺陷原因分析，是解決問題的關(guān)鍵，只有得出正確的分析結(jié)論，才有合理的解決方法和解決方案及配套的相關(guān)實施手段和措施。通過對工件“上翹”（在活動鉗口側(cè)）現(xiàn)象分析，產(chǎn)生原因可能為如下幾種情況：

（1）操作不當(dāng)（工件沒有放平）；（2）鉗口松動；（3）滑板與底座導(dǎo)軌產(chǎn)生間隙過大（緊固螺釘松動或磨損產(chǎn)生）；（4）絲杠、螺母產(chǎn)生間隙；（5）結(jié)構(gòu)原理不合理等。

2.平口鉗裝夾工件力學(xué)模型分析

從下圖力學(xué)模型上分析，在夾緊工件時，平口鉗底座固定，夾緊力的作用會產(chǎn)生使滑板順時針翻轉(zhuǎn)力矩，鉗口“上翹”，通過鉗口與工件間產(chǎn)生的向上摩擦力，是工件“上翹”主要原因。

二、改進方案

1.解決方法。通過對上述因素進行初步改進，即將工件放平、將松動螺釘擰緊，工件仍無法夾平。將滑板與底座導(dǎo)軌間的間隙調(diào)整好后，工件的裝夾效果大大改善。絲杠、螺母間產(chǎn)生的間隙調(diào)整卻很困難。但工件“上翹”現(xiàn)象仍存在，無法保證完全夾平。應(yīng)采取具體結(jié)構(gòu)原理、組成部件、裝配方式、操作方法等多項切實可行的合理方案，才能解決平口鉗存在的上述缺陷，達到平口鉗性能提高的目的。

2.改進方案及力學(xué)模型。將滑板上的鉗口做成活動鉗口，鉗口與滑板以圖示斜面（燕尾槽）接觸。在夾緊工件時，雖然，滑板“上翹”，但活動鉗口因斜面作用會下移，通過摩擦力，帶動工件下移，解決了工件”上翹”的問題，同時，使活動鉗體的壓板受力減小，磨損減小，使用性能提高。三、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

基于上述初衷，盡量保持其基本組成部件變化不大，仍由6大基本部件構(gòu)成，即“鉗體、固定鉗體、固定鉗口、活動鉗體、活動鉗口、絲杠螺母機構(gòu)”等。我們在充分分析、借鑒國內(nèi)外現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，重點在平口鉗結(jié)構(gòu)布局、工作原理、組成部件和結(jié)構(gòu)設(shè)計上進行了研究。

1.結(jié)構(gòu)原理。從綜合性能、性價比、加工裝配、調(diào)試檢測、維護使用等諸多因素綜合考慮，最終確定以常用的手動機械結(jié)構(gòu)為方向，采用絲杠下位式“活動鉗口斜面結(jié)構(gòu)布局”。改進后的實際結(jié)構(gòu)原理如圖所示：

2.零件結(jié)構(gòu)設(shè)計。零件結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)上述功能的關(guān)鍵，特別是活動鉗口的材料選擇、傾斜角度計算、活動鉗口與活動鉗體的連接方式、組成結(jié)構(gòu)是整套裝置的關(guān)鍵。

（1）斜鉗口傾斜角度。斜鉗口傾斜角度的設(shè)計至關(guān)重要，直接影響平口鉗的綜合性能，通過分析計算、優(yōu)化選擇，最終確定其傾斜角度為45°，經(jīng)驗證，可確保平口鉗操作自如、穩(wěn)定可靠。

（2）活動鉗口恢復(fù)機構(gòu)設(shè)計。因為活動鉗口結(jié)構(gòu)不規(guī)范、尺寸比較小、恢復(fù)機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理的可選擇范圍是有限的，既要有足夠的抵抗切削力、自重及摩擦的性能，但不能過大，否則工件裝夾阻力很大，很難實現(xiàn)夾具的基本功能，可以采用螺旋彈簧，也可以采用板彈簧，但考慮其綜合性能，以螺旋彈簧為優(yōu)選。

四、結(jié)束語

通過改進后的機用平口鉗，完全解決了平口鉗裝夾時工件“上翹”的缺陷，從綜合效益上講，首先，裝夾工件時，可靠性好，保證不“上翹”；其次，裝夾工件效率高；其三，機用平口鉗的成本增加不大，增幅在20%左右具有巨大的市場推廣空間。

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本文系2010年度吉林省教育廳“十一五”科學(xué)技術(shù)研究課題《多功能機用平口鉗性能改造》的研究成果之一。

課題合同號：吉教科合字[200]第538號。