專利名稱：隨動(dòng)精密虎鉗的制作方法
本專利屬機(jī)床工具領(lǐng)域，涉及一種可用于工具的加工及檢測(cè)的螺栓操作精密虎鉗。
按使用范圍，虎鉗分臺(tái)虎鉗(安裝在鉗工臺(tái)上使用的虎鉗)、機(jī)用虎鉗(安裝在銑、刨、鉆、鏜等機(jī)床工作臺(tái)上使用的中大規(guī)格虎鉗，往往簡(jiǎn)稱虎鉗)和精密虎鉗(在工具的磨削、電火花等精密加工及檢測(cè)中使用的小規(guī)格虎鉗)。一般來(lái)說，無(wú)論何種虎鉗都可看成是由鉗體、固定鉗爪、活動(dòng)鉗爪和驅(qū)動(dòng)部件四部分組成的。固定鉗爪在鉗體上固定不動(dòng)，活動(dòng)鉗爪在驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)下，沿鉗體上的爪軌滑向或滑離固定鉗爪，以?shī)A緊或松開兩爪間的工件。
按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，虎鉗分手動(dòng)和機(jī)動(dòng)(包括液動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)等)；在手動(dòng)虎鉗里，又分絲杠操作式(活動(dòng)鉗爪直接由絲杠或絲母驅(qū)動(dòng))和螺栓操作式(活動(dòng)鉗爪由螺栓及螺母間的緊固力驅(qū)動(dòng))。絲杠操作結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)效率高而夾緊力大，是手動(dòng)機(jī)用虎鉗的理想操作機(jī)構(gòu)；螺栓操作結(jié)構(gòu)雖然傳動(dòng)效率低但卻可簡(jiǎn)單緊湊地提供復(fù)合驅(qū)動(dòng)力，是精密虎鉗的理想操作機(jī)構(gòu)。現(xiàn)有原型技術(shù)的螺栓操作精密虎鉗的活動(dòng)鉗爪，雖然只能隨夾緊操作而閉，不能象絲杠操作虎鉗那樣隨退夾緊操作而開，即為方便工件裝卸，緊跟退夾緊操作后還得有一個(gè)拉開活動(dòng)鉗爪的“拉”操作，但卻在大量流通，現(xiàn)有改進(jìn)技術(shù)的螺栓操作精密虎鉗的活動(dòng)鉗爪，雖然能象絲杠操作虎鉗那樣，隨夾緊操作而閉隨退夾緊操作而開，但卻因結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高而未能得到廣泛采用，以至于釀成其它性能均不佳的絲杠操作精密虎鉗還有相當(dāng)市場(chǎng)份量。
就活動(dòng)鉗爪而論，對(duì)其滑動(dòng)間隙的處置，長(zhǎng)期以來(lái)一直就是虎鉗創(chuàng)新的焦點(diǎn)。滑動(dòng)間隙對(duì)活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)是必不可少的，但對(duì)工件的夾緊和定位卻是有害的。理想的活動(dòng)鉗爪應(yīng)當(dāng)能在工件夾緊過程中自動(dòng)逐步徹底消除活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙的同時(shí)，還能使活動(dòng)鉗爪對(duì)工件產(chǎn)生一下行定位夾持分力。如果活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙在工件的夾緊過程中得不到自動(dòng)逐步徹底消除，則活動(dòng)鉗爪的受力歪斜會(huì)影響工件的定位和夾緊剛性及穩(wěn)定性。如果活動(dòng)鉗爪在夾緊過程中能對(duì)工件自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)下行定位夾持分力，則還可消除工件的非常定位間隙。現(xiàn)有技術(shù)的螺栓操作式精密虎鉗，具有復(fù)合驅(qū)動(dòng)功能，可使活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙在夾緊進(jìn)程中得到自動(dòng)逐步徹底消除，但不能消除工件的非常定位間隙；現(xiàn)有技術(shù)的絲杠操作式精密虎鉗，既不能使活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙在夾緊進(jìn)程中得到自動(dòng)逐步徹底消除，也不能使活動(dòng)鉗爪在夾緊進(jìn)程中自動(dòng)對(duì)工件產(chǎn)生一下行定位夾持分力。
本專利的目的是首先提出一種最簡(jiǎn)單的活動(dòng)鉗爪操作跟蹤裝置，使現(xiàn)有原型技術(shù)的螺栓操作精密虎鉗的活動(dòng)鉗爪能象絲杠操作虎鉗一樣隨夾緊操作而閉隨退夾緊操作而開，免除現(xiàn)有技術(shù)的不跟隨爪的張開“拉”動(dòng)作；其次是提出一種活動(dòng)鉗爪的彈簧剛球撐起結(jié)構(gòu)，使現(xiàn)有受復(fù)合力驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙在夾緊進(jìn)程中得到自動(dòng)逐步徹底消除的同時(shí)，還使活動(dòng)鉗爪能自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)可預(yù)調(diào)的下行定位夾持分力以消除工件的非常定位間隙。
本專利的首項(xiàng)發(fā)明是一種活動(dòng)鉗爪可隨操作而動(dòng)的螺栓操作精密虎鉗，包括一件通過驅(qū)動(dòng)螺栓和球形墊圈及鉸鏈螺母分級(jí)閂在鉗體的爪軌上的活動(dòng)鉗爪(參見

圖1、圖2和圖3)，其特征是，如圖3和圖4所示，在驅(qū)動(dòng)螺栓下方設(shè)置一操作跟蹤彈簧，一端固定在活動(dòng)鉗爪體下面，另端套在驅(qū)動(dòng)螺栓上而撐在鉸鏈螺母上，同時(shí)把鉸鏈螺母撐入半圓形鉸鏈座和把活動(dòng)鉗爪撐向后退，使活動(dòng)鉗爪象絲杠操作虎鉗一樣，隨夾緊操作而閉，隨退夾緊操作而開；所述操作跟蹤彈簧可以是絲簧、片簧、壓縮螺旋彈簧或拉伸螺旋彈簧，最簡(jiǎn)單最可靠的操作跟蹤彈簧是絲簧，是由一根彈簧鋼絲彎曲而成的被鋼絲箍并在一起的雙絲體彈簧，其自由狀態(tài)如圖5所示，其工作儲(chǔ)能狀態(tài)如圖6所示；無(wú)論何種彈簧與何種約束方式，彈簧的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)都是兩端的約束結(jié)構(gòu)角，每一端的約束結(jié)構(gòu)角應(yīng)當(dāng)保證該端受約束而另端自由時(shí)，自由彈簧體與爪軌基本平行。對(duì)于安裝結(jié)構(gòu)如此的彈簧，可想而知，假設(shè)只解除工作狀態(tài)的彈簧的某一端的約束，則解除約束而恢復(fù)自由的該端要恢復(fù)的去向就是工作彈簧對(duì)其約束件的撐力方向，也就是說，鉸鏈螺母有被撐向遠(yuǎn)上方的趨勢(shì)，活動(dòng)鉗爪有被撐向遠(yuǎn)下方的趨勢(shì)；當(dāng)彈簧兩端都受到約束而鉸鏈螺母又被鉸鏈座約束時(shí)，彈簧就只能撐著活動(dòng)鉗爪向后退，直至受到驅(qū)動(dòng)螺栓限制為止；不言而喻，這既是發(fā)明成功的關(guān)鍵所在，也是理解和實(shí)施發(fā)明的關(guān)鍵所在。如果彈簧的剛性適度，則按圖8所示地用簡(jiǎn)力Ff就可快速有級(jí)向前推動(dòng)調(diào)整鉸鏈螺母和活動(dòng)鉗爪并可同時(shí)聽到鉸鏈螺母與鉸鏈座的“喀嗒”嚙合聲，將六角扳手插入驅(qū)動(dòng)螺栓頭座內(nèi)作手柄，同時(shí)施加偶力f和拉力Fb就可快速有級(jí)向后拉動(dòng)調(diào)整鉸鏈螺母和活動(dòng)鉗爪?？刂乞?qū)動(dòng)螺栓有效螺紋的終端就可有效防止螺栓緊過頭引起驅(qū)動(dòng)角超出最佳范圍，在驅(qū)動(dòng)螺栓入端增設(shè)一鋼絲擋圈就可有效防止螺栓退過頭引起鉸鏈螺母從螺栓上掉下來(lái)?，F(xiàn)有原型技術(shù)的螺栓操作精密虎鉗的活動(dòng)鉗爪下面也有一懸臂彈簧片，用懸臂托著驅(qū)動(dòng)螺栓以保證其上的鉸鏈螺母能與鉸鏈座自動(dòng)正確重復(fù)嚙合，但無(wú)論懸臂起作用與否，退擰螺栓都是鉸鏈螺母退出鉸鏈座，為保證鉸鏈螺母同鉸鏈座的重復(fù)嚙合性和工件裝卸的方便性，退操作一下螺栓后總是要緊跟一個(gè)退拉活動(dòng)鉗爪的“拉”操作；一由于現(xiàn)有技術(shù)的螺栓無(wú)緊擰極限限制，螺栓經(jīng)常緊擰過頭而導(dǎo)致彈簧過度變形失效而不能保證正確重復(fù)嚙合，二由于現(xiàn)有技術(shù)的螺栓無(wú)退擰極限限制，螺栓經(jīng)常退擰過頭而導(dǎo)致鉸鏈螺母從螺栓上掉下來(lái)，甚至有可能導(dǎo)致螺紋嚙合圈數(shù)不足的事故隱患，三由于現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)無(wú)嚙合感覺特征，動(dòng)輒懷疑未正確重復(fù)嚙合，因此，使用中經(jīng)常需要把虎鉗翻轉(zhuǎn)過來(lái)檢察、調(diào)整、修理。由此可見，本專利提出的簡(jiǎn)單得無(wú)法再簡(jiǎn)單的操作跟蹤彈簧裝置，不僅解決了現(xiàn)有原型技術(shù)的螺栓操作精密虎鉗的爪不跟隨的問題，而且還連同順便提出的驅(qū)動(dòng)螺栓的驅(qū)動(dòng)行程限制方案一道，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的嚙合可靠性和嚙合安全性問題，根本不用再提復(fù)雜的現(xiàn)有改良技術(shù)方案了。
本專利的另一項(xiàng)發(fā)明是一種活動(dòng)鉗爪有復(fù)合夾緊結(jié)構(gòu)的虎鉗，其特征是，虎鉗的活動(dòng)鉗爪有一個(gè)如圖7所示的由壓縮彈簧、墊圈、鋼球和調(diào)節(jié)螺套組成的經(jīng)螺孔裝入活動(dòng)鉗爪體內(nèi)的可調(diào)彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)，擰所述調(diào)節(jié)螺套入螺孔的程度就可通過所述鋼球和所述墊圈同時(shí)調(diào)整所述壓縮彈簧的壓縮程度即調(diào)整活動(dòng)鉗爪的下行夾緊始動(dòng)力度和所述鋼球突出活動(dòng)鉗爪滑動(dòng)表面的程度即調(diào)整活動(dòng)鉗爪的下行夾緊行程，更換所述壓縮彈簧就可調(diào)整活動(dòng)鉗爪的下行夾緊臨終力度。調(diào)小活動(dòng)鉗爪的下行行程同時(shí)也在調(diào)大活動(dòng)鉗爪的下行始動(dòng)力度，可保護(hù)軟質(zhì)精密工件表面免遭夾緊鉗口劃傷，必要時(shí)可調(diào)為零行程以完全關(guān)閉下行夾持分力。對(duì)設(shè)有彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)的活動(dòng)鉗爪來(lái)說，在復(fù)合力的驅(qū)動(dòng)下，活動(dòng)鉗爪將一直被彈簧鋼球撐著在鉗體的爪軌上滑動(dòng)直至觸及被夾工件而受阻，這既可減少活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)阻力又可減輕接觸件的滑動(dòng)磨損；此后，受阻活動(dòng)鉗爪的水平驅(qū)動(dòng)分力和鉛垂驅(qū)動(dòng)分力將隨夾緊進(jìn)程的繼續(xù)而同時(shí)漸增，當(dāng)活動(dòng)鉗爪的鉛垂驅(qū)動(dòng)分力增至大于彈簧鋼球?qū)顒?dòng)鉗爪的預(yù)調(diào)撐力時(shí)，活動(dòng)鉗爪將夾著工件一道下行直至活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)表面觸及鉗體的爪支撐面和工件的定位面觸及虎鉗的工件定位面，達(dá)到同時(shí)自動(dòng)最終徹底消除活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙和工件的非常定位間隙。如果活動(dòng)鉗爪無(wú)復(fù)合驅(qū)動(dòng)功能，則活動(dòng)鉗爪無(wú)下行驅(qū)動(dòng)分力源，不可能克服彈簧鋼球的撐力而帶著工件一道下行，因此，可以肯定無(wú)復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的活動(dòng)鉗爪的彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)不起消除工件的非常定位間隙作用，只起減少活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)阻力和減輕接觸件的滑動(dòng)磨損作用；反之，如果活動(dòng)鉗爪只有復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)而無(wú)彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)，則活動(dòng)鉗爪只有自動(dòng)消除活動(dòng)鉗爪滑動(dòng)間隙功能而無(wú)自動(dòng)消除工件非常定位間隙功能。凡是有復(fù)合驅(qū)動(dòng)功能的活動(dòng)鉗爪，無(wú)論是何種虎鉗，都有不改變?cè)Y(jié)構(gòu)而直接增設(shè)本復(fù)合夾緊結(jié)構(gòu)的條件，改進(jìn)使用性能。現(xiàn)有技術(shù)的螺栓操作式精密虎鉗的活動(dòng)鉗爪是受復(fù)合力驅(qū)動(dòng)的，因此，在其活動(dòng)鉗爪內(nèi)增設(shè)兩組彈簧剛球撐起結(jié)構(gòu)，就使其活動(dòng)鉗爪的滑動(dòng)間隙在夾緊進(jìn)程中得到自動(dòng)逐步徹底消除的同時(shí)，還使其活動(dòng)鉗爪能自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)可預(yù)調(diào)的下行定位夾持分力以消除工件的非常定位間隙，并取得減少滑動(dòng)阻力和降低接觸滑動(dòng)磨損延長(zhǎng)使用壽命效果。
圖1是螺栓操作式精密虎鉗，一種外觀與現(xiàn)有原型技術(shù)的螺栓操作式精密虎鉗無(wú)絲毫差別的虎鉗，但其活動(dòng)鉗爪體內(nèi)卻裝有操作跟蹤裝置和復(fù)合夾緊提供裝置；圖2是活動(dòng)鉗爪有操作跟蹤功能和復(fù)合夾緊功能的螺栓操作精密虎鉗，是把其按圖1裝配的活動(dòng)鉗爪體沿爪軌移開而將驅(qū)動(dòng)螺栓、球形墊圈、鉸鏈螺母、操作跟蹤彈簧及其固定螺釘和兩組彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)留在原處的視圖；圖3是活動(dòng)鉗爪有操作跟蹤功能和復(fù)合夾緊功能的螺栓操作精密虎鉗，是把其按圖1裝配的鉗體和活動(dòng)鉗爪體剖開所見到的驅(qū)動(dòng)螺栓、球形墊圈、鉸鏈螺母和操作跟蹤彈簧及其固定螺釘?shù)囊晥D；圖4是圖3的局部放大圖，進(jìn)一步展示工作中的操作跟蹤彈簧的視圖；圖5是自由狀態(tài)的操作跟蹤彈簧結(jié)構(gòu)，圖6是處于工作儲(chǔ)能狀態(tài)的操作跟蹤彈簧，圖7是為活動(dòng)鉗爪提供復(fù)合夾緊功能的彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)，圖8是隨動(dòng)精密虎鉗的操作使用說明圖。
權(quán)利要求
1 一種活動(dòng)鉗爪可隨操作而動(dòng)的螺栓操作精密虎鉗，包括一件通過驅(qū)動(dòng)螺栓和球形墊圈及鉸鏈螺母分級(jí)閂在鉗體的爪軌上的活動(dòng)鉗爪，其特征是，在驅(qū)動(dòng)螺栓下方設(shè)置一操作跟蹤彈簧，一端約束在活動(dòng)鉗爪體下面，另端約束在鉸鏈螺母上或臨近鉸鏈螺母的驅(qū)動(dòng)螺栓上，同時(shí)把鉸鏈螺母撐入半圓形鉸鏈座和把活動(dòng)鉗爪撐向后退，使活動(dòng)鉗爪象絲杠操作虎鉗一樣，隨夾緊操作而閉，隨退夾緊操作而開。
2 一種按權(quán)利要求1的活動(dòng)鉗爪可隨操作而動(dòng)的螺栓操作精密虎鉗，其特征是所述操作跟蹤彈簧可以是絲簧、片簧、壓縮螺旋彈簧或拉伸螺旋彈簧，最簡(jiǎn)單最可靠的操作跟蹤彈簧是絲簧，是由一根彈簧鋼絲彎曲而成的被鋼絲箍并在一起的雙絲體彈簧，其兩端的約束結(jié)構(gòu)角應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)得保證任一端受約束而另端自由時(shí)，自由彈簧體都與爪軌基本平行。
3 一種螺栓操作精密虎鉗，其特征是驅(qū)動(dòng)螺栓的入端設(shè)置鋼絲擋圈以限制螺栓操作退過頭，控制有效螺紋的終端以限制螺栓操作進(jìn)過頭。
4 一種活動(dòng)鉗爪有復(fù)合夾緊結(jié)構(gòu)的虎鉗，其特征是，虎鉗的活動(dòng)鉗爪有一個(gè)由壓縮彈簧、墊圈、鋼球和調(diào)節(jié)螺套組成的經(jīng)螺孔裝入活動(dòng)鉗爪體內(nèi)的可調(diào)彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬機(jī)床工具領(lǐng)域,涉及一種用于工具的加工及檢測(cè)的螺栓操作式精密虎鉗?；顒?dòng)鉗爪增設(shè)操作跟蹤彈簧,使其象絲杠虎鉗一樣隨夾緊操作而閉隨退夾緊操作而開,免除為張開爪的“拉”動(dòng)作?；顒?dòng)鉗爪內(nèi)增彈簧鋼球撐起結(jié)構(gòu),使其在螺栓的復(fù)合力驅(qū)動(dòng)下一直被撐起地向前至某個(gè)整定夾緊程度,而后使其夾著工件一道下行直至徹底消除其滑動(dòng)間隙和工件的非常定位間隙,這還減少滑動(dòng)阻力和滑動(dòng)磨損。驅(qū)動(dòng)螺栓增設(shè)行程限制,有效防止螺栓進(jìn)過頭和退過頭,免除使用中的任何再檢查和再裝修。
文檔編號(hào)B25B1/00GK1422725SQ0113056
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月3日
發(fā)明者徐長(zhǎng)祥 申請(qǐng)人:徐長(zhǎng)祥