專利名稱：倍力式空壓快速虎鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的倍力式空壓快速虎鉗。
現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)式虎鉗，是以螺桿驅(qū)動活動顎，使產(chǎn)生位移并獲夾持力，因其夾持力量有限，故發(fā)展出一種油壓式虎鉗以期獲得更高的夾持力量，諸如此類油壓式虎鉗雖有高夾持力效果，但與傳統(tǒng)式螺桿虎鉗一樣也有動作緩慢的缺陷，無法適應現(xiàn)階段自動化高效率操作，且油壓式其構(gòu)成常有漏油缺憾，使用者又無法自行補充加油(因油缸皆為密閉式油缸，非循環(huán)式)，還有，現(xiàn)有技術(shù)的各式虎鉗其活動顎支點，皆設(shè)于施力側(cè)即與作用力同側(cè)，此種設(shè)計在夾持工件時，必造成工件上浮現(xiàn)象，導致影響加工精確度，故不適用現(xiàn)今高效率高精度全面自動化加工的時代。
本實用新型的主要目的，是提供一種倍力式空壓快速虎鉗，該虎鉗因采用空壓源為動力，所以其夾持效果不僅極為緊固，且動作迅速；而且空壓源為一取之不盡用之不竭的能源，且干凈無污染，不似常見油壓式有漏油缺點。再者本實用新型倍力式空壓快速虎鉗其結(jié)構(gòu)簡單堅固，精度高且故障率低，制作成本低廉。
本實用新型的次要目的，即在于倍力式空壓快速虎鉗其活動顎是采用角固式下鎖原理設(shè)計，而將活動顎的支點設(shè)于固定顎側(cè)，即反作用力側(cè)，以克服夾持工件時所產(chǎn)生的工件上浮現(xiàn)象，而影響工作加工精度。
本實用新型的又一目的，在于虎鉗結(jié)構(gòu)中，通過活塞的位移有產(chǎn)生兩斜錐面的互動關(guān)系，而獲得倍力效應，以使倍力機構(gòu)衍生更大的夾緊力。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的。
本實用新型主要是利用一活塞藉空壓源的力，推動活塞運動，進而帶倍力機構(gòu)，該倍力機構(gòu)是利用兩斜錐面的互動關(guān)系，而產(chǎn)生倍力效應，并牽動一螺桿使達成虎鉗動作，又，該虎鉗的活動顎支點是設(shè)于夾持所產(chǎn)生的反作用力側(cè)，使克服在夾持工件時因虎鉗變形而導致工件上浮現(xiàn)象。故本實用新型極具新穎性及實用性。
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的實施例


圖1所示為本實用新型倍力式空壓快速虎鉗組合剖視圖。
圖2所示為本實用新型以搖柄操作使活動顎動作示意圖。
圖3所示為本實用新型其空壓倍力機構(gòu)動作示意圖。
圖4所示為本實用新型其空壓倍力機構(gòu)緩沖裝置實施例圖。
圖5所示為本實用新型其空壓倍力機構(gòu)緩沖裝置另一實施例圖。
圖6所示為本實用新型其空壓倍力機構(gòu)原理計算示意圖。
圖7所示為本實用新型虎鉗作用力及反作用力示意圖。
如
圖1所示本實用新型倍力式空壓快速虎鉗其主要構(gòu)造包括虎鉗本體1、角固式下鎖機構(gòu)2及空壓倍力機構(gòu)3，其中虎鉗本體1，如
圖1所示為虎鉗的整體架構(gòu)，以此架構(gòu)為基本座體，而可結(jié)合其他機構(gòu)，包括角固式下鎖機構(gòu)2與空壓倍力機構(gòu)3及空壓管路等，其中角固式下鎖機構(gòu)2設(shè)于虎鉗本體1右端而成為活動顎部，而空壓倍力機構(gòu)3設(shè)于虎鉗本體1的左端，為固定顎部，將此固定顎部與活動顎部以一螺桿11相連接，且活動顎部可隨螺桿11旋轉(zhuǎn)而于螺桿11上軸向移動，該螺桿11右端制成一圓柱狀111且延伸出一六角柱體112，配合此構(gòu)造而設(shè)一把手固定套12穿套于螺桿11右端，該把手固定套12為一階級圓柱，其內(nèi)部構(gòu)造是配合螺桿11右端，設(shè)有內(nèi)六角孔121，階級圓孔122與123，其中階級圓孔123供置入塵封124，防止屑物進入影響其精確度，而階級圓孔122是供設(shè)置螺桿11的圓柱狀111，作為螺桿11支持使螺桿11可作軸向移動，另外六角柱體112配合內(nèi)六角孔121可作為螺桿11旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)遞，并容許其軸向移動，將此把手固定套12植入虎鉗本體1的圓孔13中，藉一固定板14套入把手固定套12小端處，該固定板14為一長板狀，在其兩端以螺絲鎖合于虎鉗本體1側(cè)端，如此即能防止把手固定套12外伸，并以扣環(huán)141貼于固定板14外側(cè)，而扣入把手固定套12所設(shè)環(huán)槽125中，以防止把手固定套12內(nèi)縮，而虎鉗本體1左側(cè)成型為一固定顎部，該固定顎部也設(shè)一虎口板24′作為虎鉗的夾合面，此固定顎部為中空室體，內(nèi)部襯以一缸套15并于缸套15兩端各設(shè)一氣密環(huán)151以防漏氣，于中空室體開口端以一封蓋16予以密封而成一密閉容室，并于密閉容室左側(cè)即封蓋16中設(shè)一空壓管路161，分歧為兩大小不同的孔徑而與密閉容室相通，空壓管路161另一端則連接空壓管路17，而同樣分歧為兩大小不同孔徑通往密閉容室中，另一端則連接空壓源；角固式下鎖機構(gòu)2，如
圖1所示是指虎鉗本體1右端的活動顎部，藉一復鉤21套于螺桿11的螺紋部，二者以螺紋配合，在螺桿11旋轉(zhuǎn)時即帶動復鉤21作軸向移動，其中復鉤21的螺紋孔于其兩端處各設(shè)一塵封211與212，同樣具有防止屑物進入的作用，該復鉤21上部是成型一倒斜面213，并藉一半圓球22結(jié)合活動顎23并傳遞動力，而活動顎23其內(nèi)部形狀為配合復鉤21上部形狀也設(shè)一斜面231，該斜面231中設(shè)一半圓孔232供半圓球22契合傳遞動力，以此構(gòu)成的活動顎23其左側(cè)為一直立面，供結(jié)合一虎口板24，作為虎鉗的夾合面，而活動顎23右側(cè)以一復鉤固定環(huán)25鎖入活動顎23中抵緊于復鉤21右端，且該復鉤固定環(huán)25中裝設(shè)有一彈簧251，彈簧251的一端面抵緊于復鉤21的后端面，并以一固定螺絲252定位復鉤固定環(huán)25于活動顎中；遂將復鉤21、半圓球22及活動顎23相互抵緊而有效定位，在復鉤固定環(huán)25松動時，同樣具有抵緊復鉤21的作用，而復鉤固定環(huán)25定位，是以一固定螺絲252由活動顎23頂部鎖入而抵緊，以此構(gòu)成的角固式下鎖機構(gòu)2具有防止工件夾緊時產(chǎn)生上浮位移現(xiàn)象，達到精密加工的作用。
空壓倍力機構(gòu)3，如
圖1所示是于虎鉗左側(cè)中空密閉容室內(nèi)，以一倍力支持固定套31套于螺桿11左端無螺紋部分，并以螺絲311與虎鉗本體1結(jié)合，作為螺桿11左端支持，且將支點設(shè)于反作用力側(cè)，其目的是避免當作用力及反作用力夾緊時，因虎鉗本體受力而產(chǎn)生變形致使工件上浮，而影響工件加工精度；又，該倍力支持固定套31內(nèi)部裝設(shè)一彈簧312，一端抵持于螺桿11的階部113使螺桿11具有向右復位的力量，而倍力支持固定套31與螺桿11間則設(shè)有氣密環(huán)313及塵封314以防漏氣，該倍力支持固定套31左端設(shè)一斜錐面315，配合一活塞32內(nèi)錐面321并鎖固于螺桿11左端部倍力頂塊33右側(cè)面，成一三面環(huán)形空間，于此空間內(nèi)置入數(shù)鋼珠34(如圖3所示)，該鋼珠34在活塞32向左移動時因活塞32的內(nèi)錐面321而迫使鋼珠34朝螺桿11中心運動，但因倍力支持固定套31左端斜錐面315，導引鋼珠34朝左移動，即推動倍力頂塊33拉動螺桿11向左移動，并藉鋼珠34作為軸承效果，因此錐面所產(chǎn)生的螺桿11左移力量遠大于活塞32藉空壓的推動力，故成為一空壓倍力機構(gòu)3。
通過上述各元件的形成如圖2所示，于虎鉗右端把手固定套12的內(nèi)六角孔121中，插入一搖柄4，并藉所設(shè)六角柱體41配合把手固定套12所設(shè)內(nèi)六角孔121而傳動螺桿11旋轉(zhuǎn)，使活動顎23向左運動，如此于活動顎與固定顎間置入被夾持工件5，轉(zhuǎn)動搖柄4以調(diào)整活動顎23使接近被夾持工件5而留有一間隙6(在工件5左側(cè)抵持于固定顎而言)，該間隙6須保持略小于螺桿11因空壓倍力機構(gòu)3的運轉(zhuǎn)而使螺桿11產(chǎn)生的位移量，即空壓倍力機構(gòu)運轉(zhuǎn)的行程內(nèi)，開始具有夾持工件的力量，在活塞32右側(cè)經(jīng)空壓管路17導入空壓源后活塞即向左移動，而完成夾持工作(如圖3所示)，欲釋放時就在活塞32左側(cè)經(jīng)空壓管路161注入空壓源，并配合彈簧312的推力，促使活動顎23快速將工件釋放，特別適用于大量加工同規(guī)格的工件，且工件規(guī)格可視活動顎23位移行程而有相當?shù)倪m用范圍。
還有，鑒于活塞32因快速移動所造成的撞擊力，故于活塞位移行程的兩端處各設(shè)有緩沖裝置，以防機件損耗及振動而影響其精度，如圖4所示于活塞32左側(cè)設(shè)一階形凸面322，相對于封蓋16設(shè)一階形凹面162，恰可容置活塞32的階形凸面322，并令空壓管路161較大孔徑端通往封蓋16的階形凸面162，而較小孔徑端161′則直接與密閉容室相通，藉此構(gòu)造使活塞32的階形凸面322觸及封蓋16的階形凹面162時，迫使部分空氣只能單由較小孔徑端161′排出，直到活塞達到行程的左死點，使具有一阻尼效果起緩沖作用，而活塞行程右端的緩沖裝置如圖5所示，是于倍力支持固定套31與虎鉗本體1接合處設(shè)一緩沖塞子18，該緩沖塞子18是置入倍力支持固定套31的階級孔314中，通過虎鉗本體1所設(shè)與空壓管路17大端相通的孔19所置入彈簧191的推頂力，而將緩沖塞子18推出，使部分凸于密閉容室中，因緩沖塞子18中設(shè)一貫穿孔181，故平時空壓源可經(jīng)緩沖塞子18及較小孔徑端17′進出密閉容室，而一旦活塞32右移使右側(cè)端面觸及緩沖塞子18時，即將此通路予以封閉，剩余的空氣僅能單由較小孔徑端17′排出，直到活塞達到行程的右死點，此將剩余空氣經(jīng)較小孔徑端17′排出的過程，遂達到一種緩沖作用。
如上所述為本實用新型倍力式空壓快速虎鉗的構(gòu)成特征；其中，空壓倍力機構(gòu)的作用原理及達成功效，謹以實施式說明計算如下，以證明確實可達預設(shè)目的；請參考圖6所示為倍力機構(gòu)原理計算示意圖，其中，設(shè)a為活塞內(nèi)錐度9°b為倍力支持固定套外錐度45°c為活塞外徑125φm／md為活塞內(nèi)徑40φm／me為復鉤角度30°f鋼珠外徑10φm／mg空壓源6kg／cm2
h效率因數(shù)75％i彈簧彈力185kg則活塞內(nèi)錐度倍力比＝ 1/(Sin9°) ＝6.3924倍活塞截面積= (πD－)/4 － (πd－)/4= (π(12.5)2)/4 － (π(4)2)/4=122.7-12.56=110.14cm2總倍力＝6kg／cm2(空壓源)×110.14cm2(活塞截面積)×6.3924(活塞內(nèi)錐度倍力)× 1/(Sin45°) (倍力支持固定套外錐度倍力)×0.75(效率因數(shù))×Cos30°(復鉤角度)－彈簧彈力(18.5kg)＝3.861kg／f如上的數(shù)據(jù)顯示，足以證明其確實可達到倍力以上的夾緊力，而獲得極佳的夾持效果；為達到快速夾持的功效，其采用的方法為，藉螺桿11的旋轉(zhuǎn)驅(qū)使活動顎23定位于配合工作物尺寸的位置，而活動顎23于設(shè)計上具有空壓移動裕量，故使用時，是藉空壓源驅(qū)使活動顎23作移動裕量內(nèi)的位移夾緊，而達到快速夾緊的目的，今以實施例計算說明如下請參閱圖6所示，設(shè)活動顎移動量為X，活塞的移動行程為S，鋼珠至錐度距離為L，則其中，S＝34mm，L＝32mm，鋼珠半徑為10／2mm則X＝ (S)/(L＋10／2) × (f)/2 ＝ 34/(32＋1／2) ×5m／m＝4.59m／m
即空氣壓輸入時，活動顎23會作移動而呈夾緊裕量為0～4.59m／m，若設(shè)工作物尺寸為100mm則將欲作夾固時，需將活動顎23調(diào)整至大于100mm，小于104.59mm以內(nèi)，此時直接將工作物置入虎鉗的兩虎口板24、24′間定位，即可驅(qū)動空壓源使活動顎23移動而產(chǎn)生倍力機構(gòu)夾緊。
再有，本實用新型倍力式空壓快速虎鉗，為預防傳統(tǒng)式虎鉗在夾緊工作物時，易造成工作物上浮現(xiàn)象而影響加工精度的缺陷，特于結(jié)構(gòu)設(shè)計上予以預防而克服；一般傳統(tǒng)式虎鉗皆是施以作用力和反作用力頂住而夾緊，且作用力的支點大部分為在活動顎側(cè)，故當夾緊時，易造成工件上浮的現(xiàn)象，本實用新型將支點設(shè)在反作用力側(cè)(即虎鉗頭部側(cè))，故當作用力及反作用力夾緊時，虎鉗本體1受力而產(chǎn)生變形時，可幾乎抵消掉，而使虎鉗本體的變形量減至最低，簡言之，也抑止工作物上??；如圖7所示為虎鉗作用力及反作用力示意圖。
綜上所述，本實用新型倍力式空壓快速虎鉗，其結(jié)構(gòu)堅固，且夾持效果穩(wěn)固，夾緊力大，操作簡便，迅速，非常具有實用效益。
權(quán)利要求1.一種倍力式空壓快速虎鉗，其特征是包括虎鉗本體，為一虎鉗座體構(gòu)架，角固下鎖機構(gòu)、空壓倍力機構(gòu)及空壓管路等結(jié)合在該座體上；該虎鉗本體包括一螺桿，該螺桿通過一把手固定套作為支持并與虎鉗本體結(jié)合，一遙柄與螺桿連接用以旋動螺桿，在該螺桿兩端連接有角固下鎖機構(gòu)與空壓倍力機構(gòu)，且角固下鎖機構(gòu)可隨螺桿的旋轉(zhuǎn)而軸向移動；虎鉗左側(cè)成型為一固定顎部，該固定顎部為中空室體，內(nèi)部襯以一缸套，并于兩端各設(shè)氣密環(huán)，于中空室體的開口端以一封蓋予以密封而成一密閉容室，且于密閉容室兩端各設(shè)有空壓管路；角固下鎖機構(gòu)，為配合構(gòu)成于虎鉗本體右端的活動顎部，包括一復鉤套于虎鉗本體螺桿的螺紋部，二者以螺紋配合，又，復鉤的螺紋孔兩端口各設(shè)有一塵封，該復鉤上部成型有一倒斜面，并借助一半圓球體結(jié)合活動顎，又，活動顎內(nèi)部形狀是配合復鉤上部形狀也設(shè)一斜面，且其中央開設(shè)有一半圓球孔，以供上述半圓球體置入定位；再有，活動顎其左側(cè)為一直立面，供結(jié)合一虎口板，活動顎右側(cè)以一復鉤固定環(huán)鎖入活動顎中而抵緊于復鉤右端，該復鉤固定環(huán)中裝設(shè)一彈簧，并以一固定螺絲定位復鉤固定環(huán)于活動顎中；空壓倍力機構(gòu)，是配合設(shè)置于虎鉗左側(cè)所形成固定顎的中空密閉容室內(nèi)，包括一倍力支持固定套，套于虎鉗本體螺桿左端的無螺紋部，并以螺絲與虎鉗本體螺鎖結(jié)合，作為螺桿左端部的支持；又，倍力支持固定套內(nèi)部裝設(shè)有一彈簧，其一端抵持于螺桿的階部，且倍力支持固定套與螺桿間設(shè)有氣密環(huán)及塵封；倍力支持固定套其左端成型為一斜錐面，其配合一活塞的內(nèi)錐并鎖固于螺桿左端部的倍力頂塊右側(cè)面，而成一環(huán)形空間，在此一環(huán)形空間內(nèi)置有復數(shù)個鋼珠，該鋼珠除供傳遞動力外，還具有軸承作用。
2.如權(quán)利要求1所述的倍力式空壓快速虎鉗；其特征是空壓倍力機構(gòu)包括有活塞，當活塞右側(cè)經(jīng)空壓管路導入空壓源后，活塞即會向左移動，間接帶動虎鉗本體的螺桿進而帶動活動顎前進作夾緊動作，欲釋放時即在活塞左側(cè)經(jīng)空壓管路注入空壓源，并配合彈簧的推頂力，促使活動顎快速將被夾持物釋放。
3.如權(quán)利要求1所述的倍力式空壓快速虎鉗；其特征是，所設(shè)計的活動顎是可直接通過螺桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動進行開閉位移；或通過空壓源驅(qū)使活塞進退，進而帶動活動顎作夾緊或松開動作。
4.如權(quán)利要求1所述的倍力式空壓快速虎鉗；其特征是該空壓倍力機構(gòu)，還包括一緩沖裝置，在活塞行程左端的緩沖裝置，是于活塞左側(cè)設(shè)一階形凹面，，相對于封蓋設(shè)一恰可容置活塞的階形凸面的階形凹面，并設(shè)置空壓管路較大孔徑端通往封蓋的階形凸面，而較小孔徑端則直接與密閉容室相通，通過此構(gòu)造當活塞的階形凸面觸及封蓋的階形凹面時，部分空氣只能單由較小孔徑端排出；而活塞行程右端的緩沖裝置，是在倍力支持固定套與虎鉗本體接合處設(shè)一緩沖塞子，該緩沖塞子是置入倍力支持固定套的階級孔中，通過虎鉗本體所設(shè)與空壓管路大端相通的孔所置入彈簧的推力，而將緩沖塞子推出，使部分凸于密閉容室中，因緩沖塞子中設(shè)一貫穿孔，故平時空壓源可經(jīng)緩沖塞子及較小孔徑端進出密閉容室，而一旦活塞右移使右側(cè)端觸及緩沖塞子時，就將此通路予以封閉，剩余的空氣僅能單由較小孔徑端排出，直到活塞達到行程右死點。
專利摘要一種創(chuàng)新設(shè)計的倍力式空壓快速虎鉗，尤指一種通過空壓源的控制即能操作虎鉗使其動作，并產(chǎn)生快速夾緊或釋放的高效率操作，其主要是有一活塞，藉空壓源的力，推動活塞運動，進而帶動倍力機構(gòu)。該倍力機構(gòu)是利用兩斜錐面的互動關(guān)系，而產(chǎn)生倍力效應；又，本倍力式空壓快速虎鉗其活動顎支點是設(shè)于夾持所產(chǎn)生反作用力側(cè)，且活塞于缸體內(nèi)運動時，因缸體兩端皆設(shè)有緩沖裝置，確保構(gòu)件的壽命及其精確度。
文檔編號B25B1/00GK2157853SQ92245249
公開日1994年3月2日 申請日期1992年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月28日
發(fā)明者陳榮修 申請人:協(xié)威機械工業(yè)股份有限公司