专利名称：一种级进式增力钳的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种增力剪切装置，具体地说，涉及一种级进式增力钳，属于机械设计与机械加工技术领域。
背景技术：
在传统生产中所使用的剪切钳子多为一次做功剪切，由于剪切同一物体所需的功是一定的，因此要使对剪切的物体施加的力减小，只能是通过增长钳臂以增大力的放大倍数，但这样会导致钳子更加笨重，携带使用不方便。而且普通的钳子多为斜嘴剪切方式，钳口受力不均勻，导致钳口容易损坏，而且钳口不可更换，一旦钳口损坏，整个钳子就得报废， 对于资源和财产都会造成浪费，很不经济。发明专利00219647中公开了一种自锁式增力钳，这种增力钳是通过自锁装置、齿轮以及钳头啮合齿来实现自锁式增力钳的连续剪切以及力的放大，但该增力钳在完成一次剪切后，需手动打开自锁装置，手动转动大齿轮才能使钳口慢慢张开进行下一次剪切作业， 不方便，而且该增力钳钳口为斜嘴剪切，钳口受力不均容易损坏，不适用于剪切大径物体。专利CN 201625812U中提出了一种往复式增力钢筋剪钳，其是通过行星轮组实现分次加力的方法，从而达到将一根钢筋分若干次加力后剪断，操作省力，但该钢筋剪钳在完成一次剪切后，没有卸载功能，而且需要手动转动行星轮组才能使钳口慢慢张开进行下一次剪切作业，费时费力，使用不便；而且该钢筋剪钳钳口为斜嘴剪切，不可更换，钳口受力不均容易损坏，不适用于剪切大径物体。在专利CN 201220424中介绍了一种断线钳，该断线钳采用的刀片的刃口形状是由三段不同半径的弧线组成的一个凹进曲线，这种断线钳的特点只适用于柱状物体的剪切，而且断线钳在剪切过程中不是平行剪切，钳口受力不均勻，容易损坏。
发明内容
为避免现有技术的剪钳在剪切过程中，钳口受力不均易损坏，剪切作业费时费力， 不适用于剪切大径物体的不足。本发明提出一种级进式增力钳。这种级进式增力钳通过钳头平行四杆机构将力均勻加载到被剪切的物体上，实现钳口平动剪切，使钳口受力均勻，可多次剪切做功，两级放大机构将臂力放大，并可防止大直径物体在被剪切时往外滑脱，有效减少摩擦和扭矩，携带使用方便。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种可多次、连续剪切的级进式增力钳，由增力机构、级进机构、夹紧机构和钳头机构组成，包括钳臂、压杆、加力杆、后推杆、 前推杆、加强扣、推块、上棘爪、下棘爪、上拉簧、下拉簧、齿形推杆、回复弹簧、钳口推杆、外夹杆、内夹杆、钳口固定块、钳口、卸载螺栓、钳身，增力机构通过推块前端与级进机构的上棘爪后端铰接，级进机构通过齿形推杆前端与夹紧机构的钳口推杆后端铰接，夹紧机构通过外夹杆与钳头机构的钳口固定块铰接。所述增力机构是由加力杆、钳身、压杆、推块、后推杆以及前推杆组成的具有一个自由度的六杆机构。所述加力杆前端镂空呈耳槽状，两侧耳片上有轴孔，通过销轴与钳身后上端铰接，加力杆中间部位设有轴孔，加力杆后端为长方柱体，柱体端中心设置有螺纹孔与钳臂前端螺纹连接，使其可绕钳身后上端上下运动；压杆呈“H”形状，压杆上端与压杆下端的两侧耳片上设置有通孔；后推杆亦呈“H”形状，后推杆前端与后端两侧耳片上均设置有轴孔。前推杆前端镂空凹进呈耳槽状，两侧耳片上设置有轴孔，后端中间部位凸起设有轴孔，且与两侧耳片上设置的轴孔平行。压杆上端与加力杆中间部位通过销轴铰接，压杆下端通过销轴与后推杆前端和前推杆后端铰接，后推杆后端与钳身后下端铰接，前推杆前端与推块后端铰接，推块穿过加强扣，并与钳身中部矩形凹槽嵌套配合，使得加力杆的上下运动带动压杆上下运动，推动推块通过加强扣沿钳身中部矩形凹槽前后滑动。所述的级进机构包括上棘爪、下棘爪、上拉簧、下拉簧和齿形推杆组成。所述上棘爪中间部位沿轴向设置有矩形滑槽，矩形滑槽两侧对称，背部有一手柄，前端为棘齿，后端呈“鸟头”状，“鸟眼”为一轴孔，通过销轴与增力机构中的推块前端铰接，“鸟嘴”为一主动喙形杠杆。下棘爪中部有一矩形滑槽，矩形滑槽前端、后端均镂空，矩形滑槽两侧对称，前端为棘齿，后端呈“鸟头”状，“鸟眼”为一轴孔，通过销轴与钳身铰接，“鸟嘴”为一被动喙形杠杆。上棘爪、下棘爪通过上棘爪矩形滑槽、下棘爪矩形滑槽分别与钳身上导轨、下导轨嵌套配合；上拉簧两端分别固定在上棘爪前端和齿形推杆上，下拉簧两端分别固定在下棘爪前端和齿形推杆上；上棘爪棘齿和下棘爪棘齿分别在上拉簧，下拉簧的作用下与齿形推杆上下端齿条啮合；齿形推杆通过上下端矩形滑槽与钳身中部矩形凹槽嵌套配合安装，并可沿钳身中部矩形凹槽前后滑动。所述的夹紧机构是由钳口推杆、外夹杆、齿形推杆、钳口固定块及钳身组成的具有一个自由度的四杆机构。一对钳口推杆对称安装在钳身两侧，后端都与级进机构中的齿形推杆前端铰接，前端分别与钳头机构中的一对外夹杆后端铰接；一对外夹杆中部上下对称铰接于钳身前端上下角，一对外夹杆在齿形推杆以及钳口推杆的推动下可绕中部铰接点转动。所述钳头机构由钳口、钳口固定块、内夹杆、外夹杆、钳身组成。所述钳口固定块呈 “L”形，上部竖直方向设置有燕尾槽，背部有一螺纹孔，下部水平镂空呈耳槽状，两侧耳片上分别设置有一对轴孔。内夹杆后端通过凹槽与钳身前端嵌套铰接，内夹杆前端与钳口固定块下端铰接；外夹杆前端与钳口固定块下端铰接并且保证内、外两个夹杆与钳口固定块、钳身构成一个平行四边形机构，使钳口实现平动；钳口通过燕尾槽与钳口固定块连接，卸载螺栓通过钳口固定块背部螺纹孔顶住钳口，使其固定且保证钳口底端平面与钳口固定块燕尾槽底部有一定间隙，留一次剪切完成后作卸载用。所述的回复弹簧与钳身中部矩形凹槽嵌套配合，回复弹簧前后两端分别与钳身中部矩形凹槽顶端以及齿形推杆前端固接，留作一次剪切作业完成后拉开上、下棘爪，此时回复弹簧处于压缩状态，在弹簧力的作用下使齿形推杆位置回复，快速准备下一次剪切作业。本发明的原理是采用级进方式，多次剪切做功，逐步将物体剪断的。本发明的工作过程是采用级进方式，多次剪切做功，反复抬起、压下钳臂，逐步剪断物体。当钳臂抬起时，下棘爪顶住齿形推杆，上棘爪则向后退，直至退后至少一个齿，在上拉簧的作用下与齿形推杆啮合。当钳臂压下时，下棘爪沿齿形推杆的齿形斜面向后滑出，上棘爪顶住齿形推杆，将齿形推杆向前推进，齿形推杆的前进带动钳口夹紧，实现剪切作业。再次抬起、压下钳臂，钳口间距不断减小，直至剪断物体。剪切作业完成后，拧动卸载螺栓，使钳口后退卸载，然后向后拨动上棘爪，上棘爪带动下棘爪张开，使上棘爪和下棘爪脱离齿形推杆，齿形推杆在回复弹簧的作用下沿着钳身中部矩形凹槽向后平移滑动，带动钳口张开，实现钳口剪切距离的快速回复。有益效果本发明一种级进式增力钳，通过将增力机构与级进机构的结合，实现力的高放大倍数下的连续剪切做功；通过钳头平行四边形机构将力均勻加载到被剪切的物体上，实现钳口平动剪切，使钳口受力均勻，有效提高钳口的剪切效果与钳口寿命。本发明级进式增力钳可多次剪切做功，两级实现力的放大，由于钳臂所受力矩减小，级进式增力钳的钳臂的重量较普通剪切钳减轻，携带使用方便。并可有效防止大直径物体在被剪切时往外滑脱，有效减少摩擦和扭矩，改变了传统的剪切钳一次性剪切模式。本发明特别适用于剪切大直径和弹性材料物体，也可有效对截面为矩形等形状的材料进行剪切，有效增加使用寿命，节省资源。
下面结合附图和实施方式对本发明一种级进式增力钳作进一步详细说明。图1为本发明级进式增力钳的结构示意图。图2为本发明的级进机构示意图。图3为本发明的钳头机构示意图。图4为本发明的钳身示意图。图5为本发明的上棘爪的结构示意图。图6为本发明的下棘爪的结构示意图。图7为本发明的齿形推杆的结构示意图。图8为本发明的钳口固定块的立体结构图。图9为本发明的钳口固定块示意图。图中1.钳臂2.压杆3.加力杆4.钳身5.加强扣6.上棘爪7.上拉簧8.钳口推杆9.内夹杆10.卸载螺栓11.钳口固定块12.钳口 13.外夹杆14.回复弹簧15.齿形推杆16.下拉簧17.下棘爪18.推块19.前推杆20.后推杆
具体实施例方式本实施例是一种级进式增力钳。由增力机构、级进机构、夹紧机构和钳头机构组成，包括钳臂1、压杆2、加力杆3、钳身4、加强扣5、上棘爪6、下棘爪17、上拉簧7、下拉簧 16、齿形推杆15、回复弹簧14、钳口推杆8、外夹杆13、内夹杆9、钳口固定块11、钳口 12、卸载螺栓10、推块18、前推杆19、后推杆20。如图1所示，增力机构是由加力杆3、钳身4、压杆2、推块18、后推杆20以及前推杆19组成的具有一个自由度的六杆机构。加力杆3前端镂空呈耳槽状，两侧耳片上有轴孔， 通过销轴与钳身4后上端铰接，加力杆3后端为长方柱体，柱体端中心有一螺纹孔与钳臂1端螺纹连接，使其可绕钳身4后上端上下摆动；压杆2呈“H”形，压杆2上端、下端均镂空呈耳槽状，且上、下端两侧耳片上均有轴孔，中间一横梁。后推杆20呈“H”形，后推杆20前端、后端均镂空呈耳槽状，且前、后端两侧耳片上均有轴孔，中间一横梁。前推杆19呈古钱币“布”形，前端镂空凹进呈耳槽状，两侧耳片上有轴孔，后端中部凸起并有轴孔。压杆2上端通过销轴与加力杆3中部铰接，压杆2下端通过销轴与后推杆20前端以及前推杆19后端铰接于一点，后推杆20后端与钳身4后下端铰接，前推杆19前端与推块18后端铰接，推块18穿过加强扣5，并与钳身中部矩形凹槽30嵌套配合，使得加力杆3的上下摆动带动压杆2上下运动，进一步推动推块18通过加强扣5沿钳身中部矩形凹槽30前后滑动。参见图2、图4、图5、图6、图7，所述的级进机构由上棘爪6、下棘爪17、上拉簧7、 下拉簧16和齿形推杆15组成。上棘爪6中部有一矩形滑槽24，左右对称，背部有一手柄 23，前端为棘齿25，后端呈“鸟头”状，“鸟眼”为一轴孔，通过销轴与增力机构中的推块18 前端铰接，“鸟嘴”为一主动喙形杠杆26。下棘爪中部有一矩形滑槽28，矩形滑槽28前、后端均镂空，左右对称，前端为棘齿29，后端呈“鸟头”状，“鸟眼”为一轴孔，通过销轴与钳身 4铰接，“鸟嘴”为一被动喙形杠杆27。上棘爪、下棘爪通过上棘爪矩形滑槽24、下棘爪矩形滑槽28分别与钳身上端矩形导轨33、下端矩形导轨34嵌套配合；上拉簧7两端分别固定在上棘爪6前端和齿形推杆15上，下拉簧16两端分别固定在下棘爪17前端和齿形推杆15 上；上棘爪棘齿25和下棘爪棘齿29分别在上拉簧7，下拉簧16的作用下与齿形推杆15上下端齿条22咬合；齿形推杆15通过上下端矩形滑槽21与钳身中部矩形凹槽30嵌套配合， 并可沿钳身中部矩形凹槽30前后滑动。参见图1、图4，夹紧机构是由钳口推杆8、外夹杆13、齿形推杆15、钳口固定块11 及钳身4组成的具有一个自由度的四杆机构。一对钳口推杆8对称安装在钳身4两侧，后端都与齿形推杆15前端铰接，前端分别与一对外夹杆13后端铰接；一对外夹杆13中部上下对称铰接于钳身4前端上下角，一对外夹杆13在齿形推杆15以及钳口推杆8的推动下可绕中部铰接点转动。参见图1、图3、图4、图8所述钳头机构由钳口 12、钳口固定块11、内夹杆9、外夹杆13、钳身4组成。钳口固定块11呈“L”形，上端有一竖直的燕尾槽31，下端水平镂空呈耳槽状，两侧耳片上分别有一对轴孔，背部有一螺纹孔32。内夹杆9后端通过凹槽与钳身4 前端嵌套铰接，内夹杆9前端与钳口固定块11下端铰接；外夹杆13前端与钳口固定块11 下端铰接并且保证内夹杆9、外夹杆13与钳口固定块11、钳身4构成一个平行四边形机构， 使钳口 12实现平动；钳口 12通过燕尾槽31与钳口固定块11连接，卸载螺栓10通过螺纹孔32顶住钳口 12，使其固定且保证钳口 12底端平面与钳口固定块燕尾槽31底部有一定间隙，留一次剪切完成后作卸载用。参见图1、图2、图4，回复弹簧14与钳身中部矩形凹槽30嵌套配合，回复弹簧14 前后两端分别与钳身中部矩形凹槽30顶端以及齿形推杆15前端固接，留作一次剪切作业完成后拉开上棘爪6，此时回复弹簧14处于压缩状态，在弹簧力的作用下使齿形推杆15位置回复，快速准备下一次剪切作业。本发明在剪切作业时，反复抬起钳臂1、压下钳臂1，直至剪断物体。当钳臂1抬起时，下棘爪17在下拉簧16的作用下顶住齿形推杆15，上棘爪6则在推块18的作用下，通过上棘爪矩形滑槽24沿着钳身上端矩形导轨33向滑动，直至退后至少一个棘齿25，并在上拉簧7的作用下与齿形推杆15的齿条22咬合。当钳臂1压下时，下棘爪17沿齿形推杆 15的齿条22向后滑出，上棘爪6在上拉簧7的拉力作用下顶住齿形推杆15的齿条22，将齿形推杆15向前推进，齿形推杆15通过矩形滑槽21沿着钳身中部矩形凹槽30向前滑动， 并推动钳口 12夹紧，实现剪切作业。再次抬起、压下钳臂1，钳口 12间距不断减小，直至剪断物体。 剪切作业完成后，拧动通过螺纹孔32安装在钳口固定块11背部的卸载螺栓10，使钳口 12可以沿着燕尾槽31后退卸载，然后向后拨动上棘爪6的手柄23，上棘爪6向外张开并通过主动喙形杠杆沈推动下棘爪17的被动喙形杠杆27使得下棘爪17向外张开张开， 使上棘爪6和下棘爪17脱离齿形推杆15，齿形推杆15通过矩形滑槽21在回复弹簧14的作用下沿着钳身中部矩形凹槽30向后平移滑动，拉动钳口 12张开，实现钳口 12剪切距离的快速回复。
权利要求
1.一种级进式增力钳，其特征在于由增力机构、级进机构、夹紧机构和钳头机构组成， 包括钳臂、压杆、加力杆、后推杆、前推杆、加强扣、推块、上棘爪、下棘爪、上拉簧、下拉簧、齿形推杆、回复弹簧、钳口推杆、外夹杆、内夹杆、钳口固定块、钳口、卸载螺栓、钳身，增力机构通过推块前端与级进机构的上棘爪后端铰接，级进机构通过齿形推杆前端与夹紧机构的钳口推杆后端铰接，夹紧机构通过外夹杆与钳头机构的钳口固定块铰接；所述加力杆前端镂空呈耳槽状，两侧耳片上有轴孔，加力杆中间部位设有轴孔，加力杆后端为长方柱体，柱体端中心设置有螺纹孔；所述压杆呈“H”形状，压杆上端和下端两侧耳片上设置有通孔；所述后推杆亦为“H”形状，后推杆前端和后端两侧耳片上均设有对称的轴孔；所述前推杆前端镂空呈凹槽状，凹槽两侧耳片上设置有轴孔，后端中间部位凸起设有轴孔，且与两侧耳片上设置的轴孔平行；压杆上端与加力杆中间部位铰接，压杆下端与后推杆前端和前推杆后端铰接，后推杆后端与钳身后下端铰接，前推杆前端与推块后端铰接，推块穿过加强扣，与钳身中部矩形凹槽嵌套配合。
2.根据权利要求1所述的级进式增力钳，其特征在于所述的上棘爪中间部位沿轴向设置矩形滑槽，矩形滑槽两侧对称，背部有一手柄，前端为棘齿，后端呈“鸟头”状，端部为一主动喙形杠杆；所述下棘爪中部有矩形滑槽，矩形滑槽前端、后端镂空，矩形滑槽两侧对称， 前端为棘齿，后端呈“鸟头”状，端部为一被动喙形杠杆；所述上拉簧两端分别固定在上棘爪前端和齿形推杆上，下拉簧两端分别固定在下棘爪前端和齿形推杆上，上棘爪棘齿和下棘爪棘齿分别在上拉簧，下拉簧的作用下与齿形推杆上下端齿条啮合，上棘爪后端与 推块前端铰接，下棘爪后端与钳身铰接。
3.根据权利要求1所述的级进式增力钳，其特征在于所述的钳口推杆为二个，对称安装在钳身两侧，钳口推杆两端设置有轴孔，后端与齿形推杆前端铰接，前端分别与外夹杆后端
4.根据权利要求1所述的级进式增力钳，其特征在于所述的钳口固定块呈“L”形，上端设置有竖直的燕尾槽与下端水平耳槽贯通，耳槽两侧耳片各有一对轴孔，背部上有一螺纹孔；所述内夹杆为二个，内夹杆后端凹槽两侧有轴孔，与钳身前端嵌套铰接，内夹杆前端与钳口固定块下端铰接；所述外夹杆前端与钳口固定块下端铰接并且保证内、外两个夹杆与钳口固定块、钳身构成一个平行四边形机构；钳口通过燕尾槽与钳口固定块连接，卸载螺栓通过钳口固定块背部螺纹孔顶住钳口，使钳口底端平面与钳口固定块燕尾槽底部有一定间隙。
5.根据权利要求1所述的级进式增力钳，其特征在于所述回复弹簧与钳身中部矩形凹槽嵌套配合，回复弹簧前后两端分别与钳身中部矩形凹槽顶端和齿形推杆前端连接。
全文摘要
本发明公开了一种级进式增力钳，包括增力机构、级进机构、夹紧机构、钳头机构，增力机构通过推块前端与级进机构的上棘爪后端铰接；级进机构通过齿形推杆前端与夹紧机构的钳口推杆后端铰接；夹紧机构通过外夹杆与钳头机构的钳口固定块铰接；两级放大机构将臂力放大，实现钳口平动剪切，使钳口受力均匀，有效提高钳口的剪切效果与钳口寿命。本发明级进式增力钳由于钳臂所受力矩减小，增力钳的钳臂的重量较普通剪切钳减轻，携带使用方便。并可有效防止大直径物体在被剪切时往外滑脱，有效减少摩擦和扭矩，改变了传统的剪切钳一次性剪切模式。特别适用于剪切大直径和弹性材料物体，也可有效对截面为矩形等形状的材料进行剪切。
文档编号B23D29/02GK102430796SQ20111041112
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月10日 优先权日2011年12月10日
发明者孙丽军, 曹小宝, 杨青龙, 胡松涛, 芮鹏亮, 葛文杰 申请人:西北工业大学