李亞平

（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 北京 100016）

0 引言

夾具是工件生產(chǎn)中常用的機械設(shè)備之一，夾具在機械制造過程中用來固定加工工件，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測的裝置，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等[1]。目前夾具在使用過程中，夾具的裝夾面與工件之間貼合度不適配，導(dǎo)致工件裝夾不夠牢固，如平面設(shè)計的裝夾面對圓軸類工件裝夾，裝夾工件在受外力的作用下，裝夾的工件受力易偏動，造成圓軸類工件裝夾達不到固定的要求，尤其是對不同型號圓軸類工件裝夾，裝夾懸空時，裝夾的可靠性更差[2-3]。本設(shè)計的目的在于提供一種軸類工件夾具，以解決上述加工情境中提出的問題。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

該軸類工件夾具包括兩個承載側(cè)板，兩個承載側(cè)板上均設(shè)調(diào)節(jié)機構(gòu)，兩個承載側(cè)板相靠近的一側(cè)均通過調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)支撐桿，支撐桿的一端設(shè)有裝夾板，裝夾板設(shè)置有兩個，兩個裝夾板相靠近的一側(cè)均設(shè)圓弧形裝夾槽，兩個承載側(cè)板的底部均與驅(qū)動機構(gòu)連接，驅(qū)動機構(gòu)設(shè)于夾具座的頂部，夾具座的底部設(shè)支撐座。

本固定裝置通過設(shè)置有一系列的結(jié)構(gòu)用于工件裝夾操作，裝夾操作方便、省時省力，且裝夾板的裝夾面采用圓弧形凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)置，對圓軸類工件裝夾緊湊度高，裝夾牢固、可靠，實現(xiàn)兩個承載側(cè)板上裝夾板及裝夾工件的高度調(diào)節(jié)，裝夾適用范圍更廣，且蝸輪、蝸桿驅(qū)動的調(diào)節(jié)，使裝夾保持穩(wěn)定。典型機構(gòu)組裝立體圖紙如圖1 所示。

圖1 機構(gòu)組裝立體圖

2 技術(shù)方案分析

2.1 驅(qū)動機構(gòu)

驅(qū)動機構(gòu)包括螺紋座、導(dǎo)軌槽和雙向螺桿，兩個承載側(cè)板的底部均設(shè)有螺紋座，夾具座的頂部設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽的內(nèi)部設(shè)有雙向螺桿，雙向螺桿的一端通過聯(lián)軸器與夾具座上的伺服電機輸出端連接，兩個螺紋座螺紋對稱設(shè)于雙向螺桿上。裝夾板的圓弧形裝夾槽內(nèi)部設(shè)有橡膠墊，橡膠墊的表面設(shè)有摩擦紋。支撐桿遠離承載側(cè)板的一端設(shè)有安裝板，安裝板通過螺栓與裝夾板固定安裝。驅(qū)動機構(gòu)包括螺紋座、導(dǎo)軌槽和雙向螺桿，兩個承載側(cè)板的底部均設(shè)有螺紋座，夾具座的頂部設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽的內(nèi)部設(shè)有雙向螺桿，雙向螺桿的一端通過聯(lián)軸器與夾具座上的伺服電機輸出端連接，兩個螺紋座螺紋對稱設(shè)于雙向螺桿上，裝夾操作驅(qū)動方便，裝夾作業(yè)快速，如圖1 所示。

2.2 調(diào)節(jié)機構(gòu)

調(diào)節(jié)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)槽、調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)座，兩個承載側(cè)板的一側(cè)均設(shè)有調(diào)節(jié)槽，調(diào)節(jié)槽的內(nèi)部設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿，支撐桿的一端設(shè)調(diào)節(jié)座，調(diào)節(jié)座設(shè)于調(diào)節(jié)槽的內(nèi)部且調(diào)節(jié)座與調(diào)節(jié)螺桿之間螺紋連接，承載側(cè)板的頂部設(shè)有執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)螺桿與執(zhí)行機構(gòu)連接。

2.3 執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行機構(gòu)包括蝸輪、蝸桿和調(diào)節(jié)手輪，兩個承載側(cè)板的頂部均通過安裝箱設(shè)有渦輪和蝸桿，渦輪和蝸桿之間嚙合設(shè)置，渦輪的底部與調(diào)節(jié)螺桿連接，蝸桿的一端貫穿安裝箱與調(diào)節(jié)手輪連接。

轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，蝸桿的轉(zhuǎn)動驅(qū)動與其嚙合的渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪的轉(zhuǎn)動帶動調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)調(diào)節(jié)的驅(qū)動操作，調(diào)節(jié)驅(qū)動采用渦輪、蝸桿實現(xiàn)，渦輪、蝸桿的自鎖特性，使得調(diào)節(jié)后的裝夾保持穩(wěn)定，實用性更強。

螺紋座和調(diào)節(jié)座相對的兩側(cè)均一體設(shè)有限位滑塊，導(dǎo)軌槽和調(diào)節(jié)槽內(nèi)部相對的兩側(cè)均設(shè)有限位滑槽，限位滑塊滑動設(shè)于限位滑槽的內(nèi)部，螺紋座和調(diào)節(jié)座在移動的過程中，限位滑塊在限位滑槽內(nèi)進行限位滑動，移動更穩(wěn)定。

如圖2 所示為承載側(cè)板結(jié)構(gòu)，軸類工件夾具結(jié)構(gòu)中包括承載側(cè)板，承載側(cè)板設(shè)置有兩個，兩個承載側(cè)板上均設(shè)有調(diào)節(jié)機構(gòu)，兩個承載側(cè)板相靠近的一側(cè)均通過調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)有支撐桿，支撐桿的一端設(shè)有裝夾板，裝夾板設(shè)置有兩個，兩個裝夾板相靠近的一側(cè)均設(shè)有圓弧形裝夾槽，兩個承載側(cè)板的底部均與驅(qū)動機構(gòu)連接，驅(qū)動機構(gòu)設(shè)于夾具座的頂部，夾具座的底部設(shè)有支撐座，用于工件裝夾作業(yè)，裝夾操作方便、省時省力，對圓軸類工件裝夾緊湊度高，裝夾牢固、可靠。

圖2 承載側(cè)板的結(jié)構(gòu)

裝夾板的圓弧形裝夾槽內(nèi)部設(shè)有橡膠墊，橡膠墊的表面設(shè)有摩擦紋，橡膠墊能夠?qū)ρb夾的工件進行緩沖保護，且裝夾摩擦大，裝夾牢固。支撐桿遠離承載側(cè)板的一端設(shè)有安裝板，安裝板通過螺栓與裝夾板固定安裝，實現(xiàn)支撐桿與裝夾板之間的可拆裝設(shè)計，從而能夠?qū)A具上損耗的裝夾板進行拆裝更換，或者在夾具上安裝不同裝夾面的裝夾板用于不同外形工件的加工生產(chǎn)，尤其是在批量生產(chǎn)工件時，如在夾具拆裝更換安裝平面式的裝夾板對外部呈平面形狀的工件進行裝夾，從而夾具使用范圍更廣。

3 功能使用

使用方法為首先根據(jù)批量生產(chǎn)工件的型號通過調(diào)節(jié)機構(gòu)對承載側(cè)板上的裝夾板進行高度調(diào)節(jié)，使得通過夾具裝夾的圓軸類工件底部位于夾具座的頂部，夾具座上的伺服電機驅(qū)動導(dǎo)軌槽內(nèi)的雙向螺桿轉(zhuǎn)動，帶動雙向螺桿上螺紋對稱設(shè)置的兩個螺紋座在導(dǎo)軌槽的內(nèi)部相靠近或相遠離，兩個承載側(cè)板的相靠近通過支撐桿上的兩個裝夾板對工件裝夾作業(yè)，裝夾操作方便、省時省力，且裝夾板的裝夾面采用圓弧形凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)置，并且在圓弧形凹槽的內(nèi)部設(shè)橡膠墊，對圓軸類工件裝夾緊湊度高，裝夾牢固、可靠，實用性更強。

結(jié)構(gòu)另外一種功能：調(diào)節(jié)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)槽、調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)座（參見圖2）。兩個承載側(cè)板的一側(cè)均設(shè)有調(diào)節(jié)槽，調(diào)節(jié)槽的內(nèi)部設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿，支撐桿的一端設(shè)有調(diào)節(jié)座，調(diào)節(jié)座設(shè)于調(diào)節(jié)槽的內(nèi)部、且調(diào)節(jié)座與調(diào)節(jié)螺桿之間螺紋連接，承載側(cè)板的頂部設(shè)有執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)螺桿與執(zhí)行機構(gòu)連接，執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動調(diào)節(jié)槽內(nèi)的調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)螺桿上螺紋設(shè)置的調(diào)節(jié)座在調(diào)節(jié)槽內(nèi)進行升降，從而對支撐桿、裝夾座及裝夾工件進行高度調(diào)節(jié)，使得兩個裝夾板裝夾的圓軸類工件底部作用在夾具座的頂部，夾具座的頂部可對裝夾的圓軸類工件進行支撐，裝夾適用范圍更廣。

4 優(yōu)劣分析

本圓軸類工件夾具，通過設(shè)置在承載側(cè)板上的調(diào)節(jié)機構(gòu)，支撐桿上的調(diào)節(jié)座與調(diào)節(jié)槽內(nèi)的調(diào)節(jié)螺桿配合，實現(xiàn)兩個承載側(cè)板上裝夾板及裝夾工件的高度調(diào)節(jié)，裝夾適用范圍更廣，且調(diào)節(jié)驅(qū)動采用渦輪、蝸桿實現(xiàn)，渦輪、蝸桿的自鎖特性，使得調(diào)節(jié)后的裝夾保持穩(wěn)定，實用性更強。

5 結(jié)語

在本結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安裝、連接等應(yīng)做廣義理解，對于機械設(shè)計相關(guān)技術(shù)人員而言，本設(shè)計能夠以其他的具體形式實現(xiàn)。技術(shù)人員可以對前述技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換，因此設(shè)計具有借鑒和參考價值和意義。