快速夹紧台虎钳

2014-07-13郭满荣

制造技术与机床 2014年8期

郭满荣

(安徽工业大学工程实践与创新教育中心，安徽马鞍山243000)

台虎钳是生产中最常用的夹持工件的通用夹具。台虎钳装置在工作台上，用以夹持加工工件，是钳工车间必不可少的工具。台虎钳的结构是由钳体、底座、螺母、丝杆、钳口体等组成，如图1所示。活动钳身通过导轨与固定钳身的导轨作滑动配合。丝杆装在活动钳身上，可以旋转，但不能轴向移动，并与安装在固定钳身内的丝杆螺母配合，如图2所示。当摇动手柄使丝杠旋转，就可以带动活动钳身相对于固定钳身作轴向移动，起夹紧或放松的作用。由于是手动操作，台虎钳的夹紧速度较慢，尤其当工件尺寸较小时，丝杆要转动很多圈才能完成工件的松开与夹紧，工作效率低下。但台虎钳的应用却非常广泛，可用于夹持工件，对工件进行锉削、攻螺纹、刮削、锯割、矫正和弯曲等。所以提高台虎钳的工作效率显得尤为重要。为了提高工作效率，快速夹紧台虎钳应运而生。目前，国内有许多种各式各样的快速夹紧台虎钳［1-8］，它们各有优点，但其结构相对复杂，本文介绍一种新型简单结构的快速夹紧台虎钳。

1 快速夹紧台虎钳的功能

快速夹紧台虎钳与传统台虎钳相比，不需要用扳手来改变台钳的开口度，可直接用手推动活动钳身来改变其与固定钳身之间的开口度。在夹持工件时，先用手推动活动钳身靠上工件，再用扳手旋转丝杆，即可完成工件的夹紧动作。

2 快速夹紧台虎钳的结构

快速夹紧台虎钳由固定钳身、活动钳身、丝杆及螺母等组成，如图5所示。此台钳的特征是把普通的圆螺母改为1/3的圆螺母(如图3所示)，这样便于丝杆在螺母上进行长滑移。快速夹紧台虎钳的外形结构如图4所示。

偏心丝杆就是在普通标准丝杆上铣削一个长槽，在长槽内嵌放一根光滑铁丝，要保证铁丝嵌入后高于丝杆，从而保证丝杆能在螺母内进行长滑移。偏心丝杆和光滑铁丝的结构如图5所示。

3 快速夹紧台虎钳的工作原理

采用普通的螺母无法实现快速移动，快速夹紧台虎钳(如图3所示)为此对螺母进行了改进，用1/3圆形螺母(如图6所示)来使偏心丝杆快速移动。1/3圆形螺母只能在固定钳身的底座中移动，这样当偏心丝杆的位置如图7所示时，即光滑铁丝在丝杆底部，这时螺母在弹簧力的作用下(如图8所示)，压在光滑铁丝上，偏心丝杆这时就可以在螺母内长滑移，也就是说与丝杆相连的活动钳身可以做快速移动来改变台钳这时的开口度。当需要完成夹紧动作时，旋转偏心丝杆，使丝杆的光滑铁丝离开半圆形活动螺母螺纹位置，此时，螺母在弹簧力的作用下向上移动并与标准丝杆体的螺纹部分啮合使丝杆向前微进，完成工件的夹紧动作。在这部分相当于普通台虎钳的丝杆与螺母的啮合运动。

4 快速夹紧台虎钳极限位置计算

如采用螺距为3 mm、线数为1的单头螺纹，夹紧工件时，如果正好在螺杆和螺母的极限位置(如图10中的A和B两点)，且螺杆和螺母牙顶相对，则工件无法夹紧。为了提高螺纹的合牙率，可以采用双头螺杆，并在偏心丝杆上配置数个螺母，至少配置2个以上，此处配置了2个螺母，以保证工件能够被夹紧。此快速夹紧台虎钳采用螺距为3 mm、线数为2的双头螺杆来实现传动，则导程

式中:S为导程，P为螺距，n为螺纹线数。

又由于此快移机构的螺母为特制，只有普通圆形螺母的1/3，所以扳手转一圈走S=6/3=2 mm。配置一个螺母时，在螺杆和螺母的极限位置，旋转活动扳手一圈移动的距离为0.5 mm。配置两个螺母时，两螺母的牙型位置错开一半，螺杆转动一圈移动的距离为1 mm。这样就保证，即使在螺杆和螺母的极限位置A、B两点，工件也能被夹紧。