一种圆管类工件的大推力快速气动夹紧装置

技术领域

本发明涉及机械领域的装配，特别是涉及一种圆管类工件的大推力快速气动夹紧装置。

背景技术

夹紧装置用于夹紧机械制造与装配过程中所使用的工件，是防止工件在加工或者装配过程中产生移动或振动的装置，是在工业生产中常用的机械设备。

现有的气动圆管类工件夹紧装置，多采用气缸直接夹紧，虽然能够实现夹紧功能，但夹持力为气缸本身提供的压力，随着所需夹持力增加，气缸规格也会随之增大，导致装置体积较大，在空间有限的环境中使其使用受到限制。

针对上述情况，在现有的气动夹紧装置基础上进行技术创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆管类工件的大推力快速气动夹紧装置，以解决机械制造与装配过程中提出的夹持力小、装置体积较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种圆管类工件的大推力快速气动夹紧装置，包括机架、滑轨、驱动气缸、导引滑块、夹持块和滚子轴承随动器，滑轨由竖直方向滑轨和水平方向滑轨组成，驱动气缸包括左驱动气缸和右驱动气缸，导引滑块包括带有楔形接触面的左导引滑块和右导引滑块，夹持块主要包括左夹持块和右夹持块；在机架内壁上安装驱动气缸牵引导引滑块，联动机架中部工作台上的夹持块将圆管类工件夹紧，夹持块通过滚子轴承随动器与导引滑块的楔形接触面接触，驱动气缸的上下运动转换为夹持块的左右运动。

为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的机架中，所述的机架上安装有竖直方向滑轨，约束所述的左导引滑块与右导引滑块只能够沿滑轨上下运动；所述的机架上安装有水平方向滑轨，约束所述的左夹持块与右夹持块只能够沿滑轨左右运动。

进一步地，所述的左驱动气缸与右驱动气缸，均安装在机架上，分别驱动左导引滑块与右导引滑块沿安装在机架上的滑轨上下运动。

进一步地，所述的左导引滑块与右导引滑块，分别受左驱动气缸与右驱动气缸驱动，能够沿安装在机架上的滑轨上下运动，所述的导引滑块上设置有接触角度变化的楔形接触面；导引滑块驱动夹持块运动过程，可以分为快速开合阶段与增压夹持阶段，在快速开合阶段，接触面角度大，夹持块的移动速度与导引滑块的移动速度相当，可实现快速开合；在增压夹持阶段，接触面角度小，在导引滑块的移动速度不发生改变的情况下，夹持块的移动速度减小，同时提供的夹紧力增大。

进一步地，所述的左夹持块与右夹持块，安装有滚子轴承随动器，夹持块通过滚子轴承随动器与导引滑块楔形接触面接触，导引滑块通过滚子轴承随动器驱动夹持器沿机架上的滑轨水平滑动；通过导引滑块接触角度变化的楔形接触面，采用滚子轴承随动器，以及滑轨约束，将气缸的上下驱动方向转换为夹持块的左右移动。

本发明提供的上述技术方案，相比于现有技术，具有以下技术效果：

1.本发明提供的一种用于机械制造与装配的大推力快速气动夹紧装置，通过在所述的导引滑块上设有接触角度变化的楔形接触面，使导引滑块驱动夹持块运动过程，分为快速开合阶段与增压夹持阶段，保证了夹紧装置夹持块开合速度的同时，在不增大气缸规格的前提下，较大幅度的提高了夹持力；

2.本发明通过导引滑块接触角度变化的楔形接触面，采用滚子轴承随动器，以及装置中采用的滑轨约束，将气缸的上下驱动方向转换为夹持块的左右移动，相对于气缸置于夹持块左右侧直接驱动，较大幅度的减小了装置的体积。

基于此，本发明适宜作为圆管类工件的大推力快速气动夹紧装置应用。

附图说明

图1为本发明张开状态结构示意图；

图2为本发明夹紧状态结构示意图；

图3为右夹持块与滚子轴承随动器主视图；

图4为右夹持块与滚子轴承随动器附视图；

图5为发明夹紧过程示意图；

图6为右导引滑块楔形接触面接触角度变化示意图；

图7为快速开合阶段与增压夹持阶段滚子轴承随动器受力分析示意图。

图中：1、机架；101、竖直方向滑轨；102、水平方向滑轨；201、左驱动气缸；202、右驱动气缸；301、左导引滑块；302、右导引滑块；401、左夹持块；402、右夹持块；40201、夹持块轴；403、滚子轴承随动器；40301、滚轮；40302、滚子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

请参阅图1-图7，一种圆管类工件的大推力快速气动夹紧装置，包括机架1、滑轨、驱动气缸、导引滑块、夹持块和滚子轴承随动器403，滑轨由竖直方向滑轨101和水平方向滑轨102组成，驱动气缸包括左驱动气缸201和右驱动气缸202，导引滑块包括带有楔形接触面的左导引滑块301和右导引滑块302，夹持块主要包括左夹持块401和右夹持块402；在机架1内壁上安装驱动气缸牵引导引滑块，联动机架1中部工作台上的夹持块将圆管类工件夹紧，夹持块通过滚子轴承随动器403与导引滑块的楔形接触面接触，驱动气缸的上下运动转换为夹持块的左右运动。

为了保证本发明结构的稳定性，所述的机架1内壁上安装有竖直方向滑轨101，约束所述的左导引滑块301与右导引滑块302沿竖直方向滑轨101上下运动；所述的机架1中部工作台上安装有水平方向滑轨102，约束所述的左夹持块401与右夹持块402够沿水平方向滑轨102左右运动。

为了进一步保证本发明结构的稳定性，所述的左驱动气缸201与右驱动气缸202，均安装在机架1上，分别驱动左导引滑块301与右导引滑块302沿安装在机架上的竖直方向滑轨101上下运动。

为了优化本发明的结构，所述的左导引滑块301与右导引滑块302，分别受左驱动气缸201与右驱动气缸202驱动，沿安装在机架上的竖直方向滑轨101上下运动，所述的导引滑块上设有接触角度变化的楔形接触面；导引滑块驱动夹持块运动过程，分为快速开合阶段与增压夹持阶段，如图5所示，在快速开合阶段，接触面角度大，夹持块的移动速度与导引滑块的移动速度相当，可实现快速开合；在增压夹持阶段，接触面角度小，在导引滑块的移动速度不发生改变的情况下，夹持块的移动速度减小，同时提供的夹紧力增大，见图6与图7。

对滚子轴承随动器403进行受力分析，在滚子轴承随动器403所受导引滑块压力的垂直方向分力即气缸推力不变的情况下，滚子轴承随动器403所受导引滑块压力的水平方向分力即夹持力与导引滑块楔形接触面角度θ的正切值成反比，在快速开合阶段，接触面角度θ大，滚子轴承随动器所受导引滑块压力的水平方向分力即夹持力较小；在快速开合阶段，接触面角度θ小，其正切值小，滚子轴承随动器所受导引滑块压力的水平方向分力即夹持力大。

为了更加优化本发明结构的稳定性，所述的左夹持块401与右夹持块402安装有滚子轴承随动器403，夹持块通过滚子轴承随动器403与导引滑块楔形接触面接触，导引滑块通过滚子轴承随动器403驱动夹持器沿机架上的水平方向滑轨102水平滑动；通过导引滑块接触角度变化的楔形接触面，采用滚子轴承随动器403，以及滑轨的约束，将驱动气缸的上下驱动方向转换为夹持块的左右移动；而驱动气缸沿伸缩方向的尺寸一般较大，因此，相对于驱动气缸置于夹持块左右侧直接驱动，本专利较大幅度减小了装置的体积。

为了再进一步优化本发明的结构，所述滚子轴承随动器403为一种主要起引导作用的轴承，安装在夹持块轴40201上，滚子轴承随动器403包括滚轮40301和滚子40302，滚轮40301镶嵌滚子40302套装在夹持块轴40201上，尤其适用于中低速、重载的工况条件。

作为常规的技术选择，所述导引滑块的楔形接触面的接触面角度是变化的，当滚子轴承随动器403处于接触面角度大的部位时，可实现快速开合；滚子轴承随动器处于接触面角度小的部位时，能够提供较大的夹紧力。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。