专利名称：一种左右牙丝杆式自动分中夹具系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业领域的夹紧装置，尤其涉及一种左右牙丝杆式自动分中夹具系 统。
背景技术：
当前工业机器、自动化设备等的夹紧或虎钳等如图1或图2所示，其动作原理是固 定其中的一个夹紧面，然后通过螺杆(图1)、油缸或气缸(图2)等推动另外一个夹紧面向 固定的夹紧面移动，从而起到夹紧工件的目的。但是在实际生产过程，上差工件与下差工件 的外轮廓(或夹紧面)存在一个公差M，如图3所示，这样的情况下，如果下道工序是在工件 的中心线进行加工(如钻孔、铣槽等)，就会把两个工件外轮廓公差M带进了中心线的加工 上，而引起两个工件的中心线加工发生了 M/2偏移(如图4所示)。为了克服上述加工问题，加工厂一般通过两种方式来解决其一是透过操作人员 利用光栅数显尺或手动打表测量出每个工件的实际误差，然后调整并偏移夹具令工件回到 主轴中心线上。此方法牺牲了当前加工工序的效率；其二是通过控制外轮廓(或夹紧面) 的公差，来达到控制中心线偏差的目的。此方法虽然可以弥补一些有设备存在的不足，但对 前面所提到的工件分中工序提出了无实际用途的更高的工艺要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种工艺简单、精度高、 操作方便灵活的左右牙丝杆式自动分中夹具系统。本发明的目的通过下述方案实现一种左右牙丝杆式自动分中夹具系统，包括座体、一根丝杆，所述丝杆的至少一端 与座体的一端转动连接，在这一根丝杆上设有夹持工件的左、右夹臂，所述丝杆与左、右夹 臂螺纹连接，所述丝杆分为左段、右段丝杆，所述左段丝杆与右段丝杆螺纹的螺距相等、旋 向相反。当用两个不同的旋转方向转动丝杆时，两个活动夹头同步相对移动或者同步相反 向移动。所述左、右夹臂的底面与座体的导轨滑动连接。所述丝杆的两端与座体的两端通 过轴承转动连接，所述丝杆两端的轴头设置有定位部件。所述轴承采用高精度平面轴承；丝杆采用无间隙高精度滚珠丝杆。所述左、右夹臂内设置有螺母。螺母可拆卸，有利于维修保养。所述夹臂的向对面，为平面、V型或半圆形；必要时也可与所夹持的工件外形相 同。本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果(1)、本发明的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，在丝杆的旋转作用下，左螺母推 动左夹臂移动，右螺母推动右夹臂移动，由于右夹臂螺母及右段丝杆8-1与左段丝杆的螺 纹旋向不同，而且对于两个不同的螺母来说，丝杆与其相对的旋转的角度R是相等的。其一为左手螺纹，另一个右手螺纹，因此两个螺母的运动方向是相反的。具体说，当丝杆逆时针 旋转时左、右夹臂沿着座体的导轨同步向中间移动，从而推动左右夹臂夹紧工件；当丝杆顺 时针旋转时左、右夹臂沿着座体的导轨同步向两边移动，从而使左右夹臂松开工件；由于左 段丝杆与右段丝杆螺纹的螺距导程M相等、旋向相反，那么移动距离L = MXR/360，左夹臂 的螺母和右夹臂的螺母移动距离L也是必然相等的，因此，本发明在夹紧所夹持的工件之 后，不论工件大小，都能够保证工件的中心线与主轴的中心线重合，达到自动分中的功能。(2)、本发明不必对工件的外轮廓(或者左右夹臂的夹紧面)提出公差要求，也不 必在线对每个工件实际尺寸进行测量。本发明把当前老式夹具(如虎钳等)单边移动改进 为双边同步移动的夹紧方式，而且通过丝杆(特别是装有高精度滚珠的丝杆)保证两个夹 紧面的位移量相等，本夹具实用、操作简单快捷，同时实现了对工件精确的自动分中。(3)、夹具部分保证夹紧面的耐用性，导轨部分保证移动的平行性及其平行方向的 精度，丝杆部分保证提供足够的夹紧压力，其关键技术是用了一根丝杆，该丝杆有左右段螺 纹，而且左右段的螺纹的螺距相等、旋向相反，即，左段为左旋(俗称左牙)，右段为右旋(俗 称右牙)。螺距相等的丝杆为左右夹臂内的螺母提供相等的位移量，保证两个夹臂移动时， 保持相同的位移量，从而保证自动分中。(4)、本发明丝杆的轴承采用高精度平面轴承组，丝杆采用带预紧力无间隙高精度 滚珠丝杆，使得自动分中定位控制精度达到士 lum，夹紧力、开合行程视不同的加工要求更 换不同直径、不同螺距及不同导程长度的丝杆，并配合不同大小和长度的座体来满足。本发 明可自动适应不同大小的工件自动对中，在自动化生产线上应用广泛，特别是在中心线要 求比外轮廓要求高的情况下应用优势十分明显，不需要手动打表校正和分中。(5)、本发明结构简单合理，操作方便快捷，具有较好的实用和推广价值。
图1是现有螺杆式夹具结构示意图。图2是现有液压或气动式夹具结构示意图。图3是使用现有夹具的工件的公差示意图。图4是使用现有夹具的工件中心线与主轴中心线偏移的示意图。图5是本发明的左右牙丝杆式自动分中夹具系统的结构示意图。图6是本发明夹紧小工件时的结构示意图。图7是本发明夹紧大工件时的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于 此。实施例如图5所示，本发明左右牙丝杆式自动分中夹具系统，包括了座体1、丝杆6，所述 丝杆6的两端分别与座体1的两端转动连接，丝杆6的两端分别与座体1的两端转动连接， (当然也可以将丝杆6其中的一个端部与座体1的其中一个端部转动连接)丝杆6上设有 夹持工件的左夹臂7、右夹臂8，丝杆6与左夹臂7、右夹臂8螺纹配合连接，丝杆6分为左段丝杆7-1、右段丝杆8-1，所述左段丝杆7-1与右段丝杆8-1的螺纹的螺距相等、旋向相反。 即左段丝杆7-1上的螺纹是左旋(俗称左牙)，右段丝杆8-1上的螺纹是右旋(俗称右牙)。所述左、右夹臂7、8的底面与座体1的导轨5滑动连接，左、右夹臂7、8移动时，左、 右夹臂7、8的底面与导轨5的表面紧密滑动贴合，使左、右夹臂7、8不会发生偏摆。所述丝杆6的两端与座体的两端通过轴承2或者多个轴承组转动连接。丝杆6伸 出座体两端外的轴头3，轴头3为丝杆6的扭力输入端，可连接外部的扭力设备，如伺服马达 或者油压马达，或者其他产生旋转扭力的装置。如果丝杆6采用自锁梯形丝杆也可以人力 通过扳手输入扭力。为了提高夹具系统的轴向和径向精度，所有的轴承2可采用高精度轴 承，在要求不高时，使用相似的普通轴承也属此列；丝杆6可采用无间隙高精度滚珠丝杆， 在要求不高时，使用相似普通丝杆也属此列。所述丝杆6两端的轴头3设置有定位部件4，该定位部件4用于防止丝杆6发生轴 向或者径向位移。在该左、右夹臂7、8内安装螺母7-2和8-2，当螺母7_2和8_2达到一定磨损程度 后，只需更换螺母，而无需更换左、右夹臂7、8。左、右夹臂7、8的夹紧面形状，可采用普通的平面、V形面或者半圆形面等，但也可 根据工件的特殊形状，制成相应形状的面。图6是左、右夹臂7、8夹紧小工件时的状态，图7是夹紧大工件时的状态。从该两 幅图中可看出，无论是小工件还是大工件，利用本发明左右牙丝杆式自动分中夹具系统之 后，工件的中心线与主轴中心线始终同轴。本发明的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，在丝杆6的旋转作用下，螺母7-2推动 左夹臂7移动，螺母8-2推动右夹臂8移动，由于左、右夹臂的螺母7-2和8-2及右段丝杆 8-1、左段丝杆7-1的螺纹旋向不同，而且对于螺母7-2和8-2来说，左、右段丝杆7-1、8-1的 螺纹与其相对应的螺母7-2和8-2旋转的角度R是相等的。即一个为左手螺纹，另一个右 手螺纹，因此，当丝杆6固定一个旋转方向旋转时，螺母7-2和8-2的运动方向却是相反的。 比如说，当丝杆6逆时针旋转时左、右夹臂7、8沿着座体1的导轨5同步向中间(相对)移 动，从而推动左、右夹臂7、8夹紧工件；当丝杆6顺时针旋转时左、右夹臂7、8沿着座体1的 导轨5同步向两边(相向)移动，从而使左、右夹臂7、8松开工件；由于左段丝杆7-1与右 段丝杆8-1螺纹的螺距(导程)M相等、旋向相反，那么移动距离L = MXR/360，左夹臂7的 螺母7-2和右夹臂8的螺母8-2移动距离L也是必然相等，因此，左、右夹臂7、8在夹紧工 件后，不论工件的尺寸大小，都能够保证工件的中心线与主轴的中心线重合，达到自动分中 的功能。更具体地说，当扭力输入轴头3处输入顺时针的旋转时(参考图5)，左夹臂7的螺 母7-2与左段丝杆7-1是左旋的，根据左手测定其移动方向是向右的，也就是向中间移动， 右夹臂8的螺母8-2与右段丝杆8-1是右旋的，根据右手测定其移动方向是向左的，即向中 间移动；而且左夹臂7的螺母7-2移动的位移量Ll = M1XR1/360，右夹臂8的螺母8_2移 动的位移量Lr = MrXRr/360 (Μ为螺纹的螺距、R为丝杆旋转的角度)，由于左段丝杆和右 段丝杆的螺纹都是做在同一根丝杆上的，所以他们旋转的角度必然相等Rl = Rr，螺母7-2、 8-2和左段丝杆7-1、右段丝杆8-1螺纹的螺距在设计及制作时是严格相等的Ml = Mr,那么 螺母7-2和8-2的向中间运动的距离Ll = Lr也是相等的。也就是说，夹紧时螺母7_2前
5进了多少位移量，螺母8-2也前进了同样的位移量。 上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例 的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种左右牙丝杆式自动分中夹具系统，包括座体、丝杆，所述丝杆的至少一端与座体的一端转动连接，丝杆上设有夹持工件的左、右夹臂，所述丝杆与左、右夹臂螺纹连接，其特征在于所述丝杆分为左段、右段丝杆，所述左段丝杆与右段丝杆螺纹的螺距相等、旋向相反。
2.根据权利要求1所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述左、右夹 臂的底面与座体的导轨滑动连接。
3.根据权利要求2所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述丝杆的 一个端与座体的一端通过轴承转动连接，所述丝杆端部的轴头设置有定位部件。
4.根据权利要求3所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述轴承为 高精度轴承。
5.根据权利要求4所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述丝杆为 无间隙高精度滚珠丝杆。
6.根据权利要求4所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述左、右夹 臂内设置有螺母。
7.根据权利要求6所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述左、右夹 臂的向对面，为平面、V形、半圆形或任意一种。
8.根据权利要求6所述的左右牙丝杆式自动分中夹具系统，其特征在于所述左、右夹 臂的向对面与工件的外形相同。
全文摘要
本发明公开了一种左右牙丝杆式自动分中夹具系统，包括座体、丝杆，所述丝杆的两端与座体的两端转动连接，丝杆上设有夹持工件的左、右夹臂，所述丝杆与左、右夹臂螺纹连接，所述丝杆分为左段、右段丝杆，所述左段丝杆与右段丝杆螺纹的螺距相等、旋向相反，当不用的旋转方向转动丝杆时，两个活动夹头同步相对移动或者同步相向移动；本发明可自动适应不同大小的工件自动对中，在自动化生产线上应用广泛，特别是在中心线要求比外轮廓要求高的情况下应用优势十分明显，不需要手动打表校正和分中，本发明结构简单合理，操作方便快捷，具有较好的实用和推广价值。
文档编号B23Q3/06GK101973002SQ20101029391
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者江伟 申请人:华南理工大学