一种机床用平口钳设计研究

柏世杰

(铁岭技师学院，辽宁 铁岭 112000)



一种机床用平口钳设计研究

柏世杰

(铁岭技师学院，辽宁 铁岭 112000)

从机床用平口钳的使用现状分析、方案确立和结构设计等方面进行了分析和研究，开发出了一种既适合夹持以一端(侧面)为基准面的工件，也适合夹持以工件中间的点、线、面为基准的以及外轮廓圆形工件的机床用平口钳，具有较高的实用价值。

机床用平口钳；结构设计；夹持

机床用平口钳又称机用虎钳，是一种机床通用夹具，它是铣床、磨床、钻床和加工中心等机床的随机附件，常用于把小型工件固定在机床工作台上，以便对工件进行切削加工。

1　机床用平口钳的使用现状

机床用平口钳含有一个条形底座，底座上有导轨和前、后2个夹持工件用的钳掌。其中前钳掌是可在导轨上滑动的活动钳掌，活动钳掌联接螺母；后钳掌是定位连接在底座后部的固定钳掌，底座的前、后两端各有1个轴座，前、后2个轴座之间为轴向定位的驱动轴，驱动轴上的螺杆段与活动钳掌上的螺母相配合。

把机床用平口钳固定在机床平台上，用扳手转动驱动轴，通过相配合的螺杆和螺母驱动前钳掌在导轨上前、后滑动，实现用前、后钳掌对工件的夹紧与松开。

由于机床用平口钳的2个钳掌中，只有前钳掌是活动钳掌，后钳掌是固定钳掌，因而在使用时，只适合夹持以侧面为基准面的工件，不适合夹持以工件中间的点、线、面为基准的工件。

2　机床用平口钳的技术改进方案

为克服上述不足，研究了改进方案，把普通平口钳的固定钳口改为活动钳口，即自定心平口钳的钳口均可以运动，而且通过双向螺旋杆使活动完全一致，这样改进后的机床用平口钳既适合夹持以侧面为基准面的工件，也适合夹持以工件中间的点、线、面为基准的工件[1-2]。

为了使前、后2个钳掌都能在导轨上滑动，前、后2个钳掌分别通过内部的反向螺母联接螺杆，驱动轴与前、后螺杆联接传动齿轮，后传动齿轮连接离合装置。当后传动齿轮处在分离状态，驱动轴旋转时，后钳掌在导轨上不动，通过前传动齿轮驱动前钳掌在导轨上前、后滑动，实现用前、后钳掌对工件的夹紧与松开。通常在后传动齿轮处于分离状态前，先将后钳掌抵在后轴座上。当后传动齿轮在接合状态并驱动轴旋转时，通过相配合的前传动齿轮和后传动齿轮，驱动前钳掌和后钳掌在导轨上作分开或合并的反向滑动，实现对工件的夹紧与松开[3]。

平口钳按改进方案定位连接在机床平台上，使后传动齿轮处于分离状态，用于夹持以侧面为基准的工件；或使后传动齿轮处于接合状态，用于夹持以工件中间的点、线、面为基准的工件。

3　具体实施方式

机床用平口钳结构图如图1所示。机床用平口钳底座上含有导轨和前、后2个夹持工件用的钳掌，前、后钳掌可在导轨上滑动，前钳掌内有螺母，后钳掌内有与前螺母反向的螺孔。底座的前、后两端各有1个轴座，前、后2个轴座之间有轴向定位的驱动轴，前轴座上有与驱动轴平行、并与前钳掌内的前螺母相配合的轴向定位的前螺杆，前螺杆与驱动轴之间连有相啮合的前传动齿轮，后轴座上有与驱动轴平行、并与后钳掌内的后螺孔相配合的轴向定位的后螺杆，后螺杆与驱动轴之间连有相啮合的后传动齿轮，后传动齿轮连有手动离合装置(见图2)。手动离合装置的驱动轴后段是花键段，后传动齿轮有相配合的花键孔，后传动齿轮有沿外圆周的凹槽，后轴座的后传动齿轮一侧有与驱动轴平行的导柱，导柱上套有导环，导环连有插在后传动齿轮圆周凹槽的径向拔叉和径向拔叉柄，该柄嵌在摆动拔叉的叉口内，摆动拔叉一端的转轴在后轴座上，转轴连有手柄(见图3)，后轴座上有弹性碰珠，手柄上有与弹性碰珠配合的合、离等2个挡位的定位凹坑。

图1　机床用平口钳结构图

图2　手动离合装置图

图3　手柄图

搬动手柄在合、离2个档位之间摆动时，可以通过摆动拔叉拨动导环沿导柱前、后滑动，从而拨动后传动齿轮在驱动轴的花键段前、后滑动，以实现后螺杆与驱动轴之间的2个后传动齿轮相啮合或离开。

在使用时，使后螺杆与驱动轴之间的2个后传动齿轮相啮合。当驱动轴旋转时，通过相配合的前传动齿轮和后传动齿轮，驱动前钳掌和后钳掌在导轨上作分开或合并的反向滑动，实现对以工件中间的点、线、面为基准的工件的夹紧和松开；如果使后螺杆与驱动轴之间的2个后传动齿轮分离，当驱动轴旋转时，只驱动相配合的前传动齿轮，驱动前钳掌在导轨上前、后滑动，实现对以侧面为基准的工件的夹紧和松开。

图4　开合螺母结构图

为了使前钳掌快速地在导轨上滑动，前钳掌内的前螺母设计为左、右2个半螺母组合而成的开合螺母(见图4)，左、右2个半螺母上分别有方向相反、轴线在同一直线上、相通的2个内螺纹孔，前、后钳掌上有轴线与内螺纹孔的轴线在同一直线上的相通的2个通孔，内螺纹孔内旋有伸出前钳掌上通孔的轴向定位的双向螺杆。旋转双向螺杆可以使开合螺母的2个半螺母合拢或分开。开合螺母合拢，驱动轴驱动前钳掌在导轨上滑动；开合螺母分开，可用手拨动前钳掌在导轨上快速滑动。

4　结语

改进后的机床用平口钳操作更加简单，定位精度更加准确，可实现夹持以一端(侧面)为基准面的工件，也可夹持以工件中间的点、线、面为基准的以及外轮廓圆形工件，并可实现快速夹紧。通过对机床用平口钳的改进，提高了生产效率，降低了劳动强度，保证了零件的加工精度，具有广阔的市场推广空间。

[1] 葛震.普通平口钳改造为自定心平口钳的方法[J].职业，2010(32)：167.

[2] 何铁男,王树元.机用平口钳改进研究[J].现代交际，2013(12)：90-90.

[3] 舒爱环.快速夹紧平口钳[J].现代制造工程，2004(3)：100.

责任编辑郑练

Discuss the Technical Renovation of Flat Nose Pliers for Machine Tool

BAI Shijie

(Tieling Technician College, Tieling 112000, China)

Analyze and study the flat nose pliers from the present utilizations, plan making, structure design and so on. A kind of flat nose pliers for machine tool is designed, which is suitable for clamping the workpiece, and its side is the datum plane. It is suitable for clamping the workpiece that its points, lines, and surfaces are datum.

flat nose pliers for machine tool, structural optimization design, gripping

TG 75

B

柏世杰(1963-)，男，一级实习指导教师，大学本科，主要从事实训教学、实训教学管理和机械设计加工等方面的研究。

2016-01-08