基于铰杆增力自锁机构的冲击式气动夹具.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 基于铰杆增力自锁机构的冲击式气动夹具 口 司广琚 口 钟康民 苏州大学机电工程学院 苏州 215021 摘 要：介绍了一种基于铰杆增力自锁机构的冲击式气动夹具的工作原理，给出了其力学计算公式。该夹具由无杆 活塞气缸与杠杆一铰杆式两级增力机构组成，其突出特点是利用气缸活塞加速运动所产生的冲击力，来松开过死点的铰 杆机构，在切削加工过程较长的场合，节能效果显著。 关键词：铰杆 增力机构 自锁 冲击力 气动夹具 绿色制造 中图分类号：TG756 文献标识码：B 文章编号：1000—4998(2008)02—0067—02 气动夹具的传动介质是清洁的压缩空气 ，绿色化 程度相当高。然而，气压传动的致命缺点是系统压力不 可能太高(一般 P=0．4—0．7 MPa)，因而往往造成气 缸直径过大。解决这一问题的有效途径，一是利用机械 增力机构将气缸的输出力放大后，再作用于工件上；二 是将气压传动与具有自锁功能的斜楔、凸轮、铰杆等增 力机构进行组合，以便在加工过程中能停止供应压缩 空气 ，实现节能。但具有 自锁功能的增力机构，所需要 的松开作用力，要显著大于夹紧时施加的作用力，这无 疑增加了对气体压力的匹配难度。以往，气压传动与自 锁增力机构的组合应用甚少，其原因也在于此。 为了提高夹具的绿色化水平 ，我们提出了利用气 缸活塞加速运动所产生的冲击力 ，来松开斜楔、凸轮、 铰杆等自锁增力机构的构想 ，并设计了基于铰杆增力 自锁机构的冲击式气动夹具。 1 工作原理 该夹具的工作原理如图1所示。在气缸内放置一个 具夹紧时双边铰杆机构常被推到超过死点的位置。如 无杆的活塞，活塞的中部加工有一通过活塞中心的轴 图1所示。此时，利用双边铰杆弹性变形产生的弹性反 向长槽。驱动杠杆一端的球头，以较大的空隙插入活塞 力作用到工件上，实现夹紧。同时采用一个限位装置来 的轴向长槽中(球头直径远小于轴向长槽的轴向长 保证在该位置系统处于自锁状态，不会发生松脱。此后 度)，驱动杠杆的另一端为固定铰链 ，中间用活动铰链 便可对工件进行切削：~n-r，加工过程中可停止向气缸 通过中间杆与双边铰杆机构相组合。初始位置时，驱动 供气，以实现节能。 杠杆顶端球头位于长槽的右侧。当活塞在缸左腔压缩 切削加工完毕后，气动换向阀换位，使压缩空气进 空气的作用下，以一定加速度向右运动一段距离后。轴 入气缸右腔。活塞同样以一定加速度向左运动一段距 向槽左壁才与驱动杠杆顶端球头部相接触 ，并给球头 离后。通过轴向槽右壁给驱动杠杆球头施加一个冲击 施加一个冲击力。在此冲击力的作用下 ，驱动杠杆以 力，从而实现在较小的系统压力下推动杠杆作逆时针 0-为轴心，作顺时针方向摆动。从而驱动中间杆与双边 方向摆动，驱使铰杆作反向运动超越死点，带动力输出 铰杆机构向右动作。活塞所受的轴向力，经过驱动杠杆 件向上运动，完成复位，松开工件。 一 铰杆二次放大后，由力输出件向外输出作用力 。 2 力学计算 作用到工件上。为了实现绿色化和工件的可靠夹紧，夹 收稿日期：2007年8月 不考虑摩擦时，图1所示夹具系统的理论垂直方向 机械制造46卷 第522期 2008／2回