一種新型旋轉夾具的設計

李 瑾 曹東鋒

（大連機床集團有限責任公司技術中心，遼寧大連 116021）

組合機床夾具的夾緊機構針對工件的加工需要會有多種不同的設計方法，目的是滿足工件定位夾緊的要求，并最終加工出合格產品。其中一種常用夾具的夾緊方式為螺旋夾緊（見圖1），這種夾緊機構具有夾緊可靠，結構簡單、占用空間小等優點。它的結構如下:油缸通過活接頭與夾緊桿相連，夾緊桿與壓板固定在一起，在夾緊桿上根據夾緊方向（順、逆時針旋轉）的需要加工出左旋或右旋的螺旋槽，螺桿安裝在支座上，它的前頭部分伸在螺旋槽里，這樣在油缸的作用下夾緊桿做往復直線運動的同時完成旋轉運動。

它的動作如下:當油缸小腔進油時，夾緊桿由B位置移至A位置，這時由于夾緊桿上螺旋槽的作用，壓板連同夾緊桿由D位置旋轉至C位置，完成對工件的旋轉夾緊;當油缸大腔進油時，壓板由C位置轉回至D位置，同時向左松開壓板由A位置返回至B位置，完成旋轉松開的動作。這種夾緊機構是現在常用的旋轉夾緊典型機構之一，它同時實現了直線運動的兩個位置——A、B及旋轉運動的兩個位置——C、D之間的復合運動。而本文介紹的新型旋轉夾具是在滿足上述復合運動的基礎上又增加了一個直線運動動作。

1 方案制定

本次加工的工件為缸蓋（工件在夾具中的示意圖見圖2），加工完成后，缸蓋自動輸送至下一工位，受加工位置、夾具中其他夾緊定位元件及輸送的限制，如果用引言中所述的常用的螺旋夾緊機構，當夾緊壓板松開由A位置移至B位置時，夾緊桿正好與工件的送入、送出均發生干涉;如果在這套機構上再增加一個動作，即壓板松開后再退回到另一個位置M，則此位置低于工件輸送面，這樣壓板就不再與工件輸送干涉。正是基于以上考慮，設計了這套新型的復合旋轉夾緊機構。

2 結構設計（見圖3）

壓板與夾緊桿用螺釘安裝在一起，同時活塞1用螺母緊固在夾緊桿上，法蘭蓋1安裝在法蘭缸筒上，法蘭缸筒安裝在夾具體上，法蘭蓋1與活塞1之間形成密閉油腔1，通過管接頭進出液壓油;法蘭蓋3安裝在活塞2上，與法蘭缸筒、活塞1形成密閉油腔2，通過管接頭進出液壓油，這樣夾緊桿可以在法蘭缸筒中的1腔、2腔內，在液壓油的作用下做完成往復直線運動1和直線運動2。

法蘭蓋2安裝在法蘭缸筒上與活塞2形成密閉油腔3，通過管接頭進出液壓油。活塞2（有圓銷2的這一側）加工有左旋或右旋的螺旋槽面，這樣在法蘭缸筒中的3腔或2腔通壓力油時，在推動活塞2做直線運動的同時，活塞2在圓銷2的作用下做順（或逆）時針旋轉運動。

夾緊桿后部軸上削扁，削扁長度應滿足夾緊桿往復直線運動的最長行程，在夾緊桿的削扁軸與活塞2之間安裝有圓銷1，圓銷1的作用是當活塞2做旋轉運動時，帶動夾緊桿及壓板同時做旋轉運動，從而最終完成夾緊壓板在C、D兩種位置之間的旋轉運動。

上述所有的油腔兩側零件上均設計有密封圈防止液壓油的泄露，軸外側設計有防塵圈，再按照所需的行程、旋轉方向、配合精度等設計與計算，就完成了該復合旋轉夾緊裝置的結構設計。

3 動作原理分析

復合旋轉夾緊機構的動作原理如下:2腔進油（1，3腔出油），此時推動活塞1、夾緊桿及壓板由中間A位置移至最左端B位置，松開工件，此時活塞1在最左側，活塞2在最右側，完成第一個動作（見圖4）。

接著3腔進油（2腔出油），同時由于圓銷2和圓銷1的共同作用，活塞2在做螺旋運動的同時帶動夾緊桿及壓板旋轉，此時夾緊壓板由C位置旋轉至D位置，完成第二個動作（見圖5）。

接著1腔進油（2腔出油），推動活塞1、夾緊桿及壓板由最左端B位置移至最右端M位置，活塞2不動，此時活塞1在最右側，這樣完成了第三個動作（見圖6），此時壓板位置已低于工件輸送面，壓板對于工件的輸出及輸入已沒有干涉。

當下一個工件輸送到位時，2腔開始進油（1腔出油），推動活塞1及壓板由M位置移至B位置，此時活塞1又返回至最左側，完成第四個動作（見圖7）。

接著2腔繼續進油，3腔出油，活塞2在圓銷1和圓銷2的共同作用下，做螺旋運動并帶動夾緊桿及壓板做旋轉運動，夾緊壓板由D位置旋轉至C位置，完成第五個動作（見圖8），此時壓板已轉至工件上方，為夾緊工件做好準備。

這時1腔進油，2腔出油，推動活塞1、夾緊桿及壓板由B位置移至A位置，夾緊工件，完成第六個動作，即最后一個動作（見圖9），此時螺旋夾緊的動作已全部實現，機床可以完成對工件的加工。

以上介紹即為該螺旋夾緊的整套動作循環原理。

4 結語

該新型旋轉夾具裝置原理科學，結構簡單，通過實際應用，完全滿足了特殊工況的功能需求，并且性能穩定，可靠，具有一定的推廣價值，可更廣泛地使用在今后的夾具設計中。