一种快速夹紧装置的设计

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基于伺服控制系统的夹紧装置设计

基于伺服控制系统的夹紧装置设计在各类机械设备的工作过程中，夹紧装置是不可或缺的重要组成部分。

它能够确保工件的稳定夹持，为加工操作提供可靠的支撑。

然而，传统的夹紧装置在适应不同工件尺寸和形状方面存在一定的局限性。

为了克服这些问题，本文将基于伺服控制系统提出一种新型的夹紧装置设计。

一、概述本文设计的夹紧装置采用伺服控制系统，主要包括夹紧机构、传感器、执行机构和控制系统。

夹紧机构用于实现对工件的夹紧，传感器用于感知工件的尺寸和形状，执行机构用于根据传感器反馈信号调整夹紧力度，控制系统用于实现自动化控制。

二、夹紧机构设计夹紧机构是夹紧装置的核心部分，其设计应考虑工件的不同尺寸和形状。

本文提出采用可调节的夹爪设计，夹爪通过伺服电机控制运动，实现对工件的夹持。

三、传感器选择为了准确感知工件的尺寸和形状，本文选择了高精度的位移传感器。

传感器将安装在夹爪上方，用于检测夹爪与工件之间的距离和接触情况。

四、执行机构设计执行机构通过伺服电机控制夹爪的运动，实现对工件夹持力度的调整。

通过传感器反馈信号，控制系统可以根据工件的尺寸和形状要求，自动调整夹持力度，确保夹紧装置的稳定性。

五、控制系统设计控制系统是伺服控制系统的关键组成部分，它负责接收传感器的反馈信号，并根据工件的尺寸和形状要求，调节伺服电机的运动。

本文选择采用PID控制算法，通过对伺服电机的控制，实现夹紧力度的自动调整。

六、实验结果与分析为了验证本文设计的夹紧装置的性能，进行了一系列实验。

实验结果表明，该装置能够在不同尺寸和形状的工件上实现精确的夹紧，并且具有较高的工作稳定性和可靠性。

七、结论基于伺服控制系统的夹紧装置设计能够有效地克服传统夹紧装置在不同工件上的局限性。

通过传感器反馈和控制系统的自动调节，夹紧装置能够根据工件的尺寸和形状要求，实现精确的夹持力度控制。

该设计在工业生产中具有重要的应用价值。

总之，基于伺服控制系统的夹紧装置设计能够为机械制造行业提供更加灵活、高效的夹紧解决方案。

圆管快速夹紧装置设计与开发

近一两年，随着我国汽车消费市场的繁荣，我国汽车发动机也在大量生产，自然，发动机热试的数量也非常多。因此，在发动机热试中，如何快速地拆装发动机出入水管成为提高发动机热试效率的关键因素之一。为了提高发动机出入水管的拆装的速度与方便性，进而提高发动机热试的效率，增加产值，本项目设计与开发圆管快速夹紧装置用于快速紧固发动机出入水管。
国内外研究现状

在夹具方面，国内外都有较多研究，但是在圆管快速夹具方面，国内研究较少，而且性能较差。国外等发达国家，如英国、德国等生产的圆管快速夹具性能较高，技术较为成熟，但是价格非常高，一般的小单位或者个人难以承受动辄几千元一个卡箍。而且，无论是国内还是国外的快速夹具都采用专利的方式对其产品进行保护，防止技术泄漏或者无偿使用。目前存在的主要问题是圆管快速夹紧装置成本高，而且都采用技术保护，不利于该装置的普及和推广。本项目的目的就是要开发具有自主产权的圆管快速夹紧装置。

研究内容
（1）根据发动机热试的具体情况，结合热试的发动机机型，确定圆管快速夹紧装置的结构方案；（2）设计圆管快速夹紧装置的具体结构尺寸与形式，并用AutoCAD制图；（3）根据设计图纸，选择金属材料，开发圆管快速夹紧装置实物；（4）对开发的圆管快速夹紧装置进行实验测试，并进一步进行完善。
研究的意义价值及结果
随着我国汽车的普及，我国已经成为世界上
最大汽车消费国，相应地，也成为世界上发动机需求最大的国家。本项目设计开发具有自主产权的用于发动机出入水管的圆管快速夹紧装置，提高发动机出入水管的拆装效率。开发用于的圆管快速夹紧装置将会有广阔的市场应用前景，而且所开发的圆管快速夹紧装置还可以用于其他圆管状物体加紧。

夹紧装置的设计

楔块夹紧钻模
双升角楔块大升角用来使机构迅速趋近工件，小升角用来夹紧工件。
2．螺旋夹紧机构
图
工作特点： (1) 自锁性能好 (2) 增力比大(i≈75) (3) 夹紧行程调节范围大 (4) 夹紧动作慢、工件装卸费时适用范围；适用于手动夹紧，在机动夹紧机构中应用较少在实际生产中，螺旋——压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍。
夹紧方向与夹紧力大小的关系（a）最合理（b）较合理（c）可行（d）不合理（e）不合理（f）最不合理
（3）夹紧力作用方向应使工件变形最小。
夹紧力方向与工件刚性关系
2．夹紧力作用点的确定
①、概念：选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下，确定夹紧力作用点的位置和数目。 ②、依据原则：（1）夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内。（2）夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上。（3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。工件刚性差的部位增加辅助支承并施加夹紧力，以免振动和变形。
典型夹紧机构
1．楔块夹紧图
工作特点： (1)楔块的自锁性楔块的自锁条件为：α≤φ1+φ2取α=5°~7° (2) 楔块能改变夹紧作用力的方向； (3) 楔块具有增力作用，增力比i=Q/F≈3； (4) 楔块夹紧行程小； (5) 结构简单，夹紧和松开需要敲击大、小端，操作不方便。增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的图
2．对夹具装置的要求
（1）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。（2）夹紧力大小要适当。（3）夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采用标准化元件。（4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。良好的自锁性。

圆管快速夹紧装置设计与开发

研究内容
根据发动机热试的具体情况，根据发动机热试的具体情况，结合热试的发动机机型，发动机机型，确定圆管快速夹紧装置的结构方案；构方案；设计圆管快速夹紧装置的具体结构尺寸与形式，并用AutoCAD制图制图；形式，并用AutoCAD制图；根据设计图纸，选择金属材料，根据设计图纸，选择金属材料，开发圆管快速夹紧装置实物实物；快速夹紧装置实物；对开发的圆管快速夹紧装置进行实验测试，对开发的圆管快速夹紧装置进行实验测试，并进一步进行完善。并进一步进行完善。
我们的工作
实地调查：
普通的水管夹箍安装与拆卸需要用螺丝刀紧固或松效率较低。开，效率较低。而且工作空间狭窄，且工作空间狭窄，装夹十分不便。装夹十分不便。
查阅相关文献：在夹具方面，国内外都有较多研究，在夹具方面，国内外都有较多研究，但是在圆管快速夹具方面，国内研究较少，但是在圆管快速夹具方面，国内研究较少，而且性能较差。国外等发达国家，如英国、而且性能较差。国外等发达国家，如英国、德国等生产的圆管快速夹具性能较高，德国等生产的圆管快速夹具性能较高，技术较为成熟，但是价格非常高，较为成熟，但是价格非常高，一般的小单位或者个人难以承受动辄几千元一个卡箍。或者个人难以承受动辄几千元一个卡箍。而且，无论是国内还是国外的快速夹具都采用专利的方式对其产品进行保护，专利的方式对其产品进行保护，防止技术泄漏或者无偿使用。漏或者无偿使用。
构思圆管快速夹紧装置的原理与结构构思一
构思二
构思三
后续工作
完善圆管快速夹紧装置的结构及尺寸根据草图绘制CAD图纸根据草图绘制CAD图纸根据设计图纸，选择金属材料开发圆管快速夹紧装置对开发的圆管快速夹紧装置进行实验测试，并进一步进行完善研究报告撰写，申请专利结题，成果推广

夹具的夹紧装置设计图文详解

的翻转力矩
图夹紧力作用点应在支撑面内
图夹紧力作用点应在刚性较好部位
图夹紧力作用点应靠近被加工表面
夹紧力的大小主要影响工件定位的可靠性、工件夹紧变形以及夹紧装置的结构尺寸和复杂性，夹紧力大小要适当，过大了会使工件变形，过小了则在加工时工件会松动，造成报废甚至发生事故。
在实际设计中确定夹紧力大小的方法有两种：经验类比法和分析计算法。
1、采用经验类比法时，如手动夹紧，可凭人力来控制夹紧力的大小，一般不需要算出所需夹紧力的确切数值，只是必要时进行概略的估算。
2、采用分析计算法，一般将夹具和工件看做一刚性系统，以简化计算。
斜楔夹紧机构主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。
螺旋夹紧机构是从斜楔夹紧机构转化而来的，相当于将斜楔面绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。
偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件的，偏心夹紧机构常与压板联合使用。
在中夹紧机构设计中，有时需要对一个工件上的几个点或多个工件同时进行夹紧。一次加紧动作能十几个点同时夹紧工件的机构成为联动夹紧机构或多位夹紧机构。
在中夹紧机构设计中，有时需要对一个工件上的几个点或多个工件同时进行夹紧。一次加紧动作能十几个点同时夹紧工件的机构成为联动夹紧机构或多位夹紧机构。
•
(5)结构简单，易于制造。
1.夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面
图夹紧力方向对镗孔垂直度的影响
2.夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小 3.夹紧力作用方向应使工件变形最小
图加紧方向与夹紧力大小的关系
图夹紧力方向与工件的关系
• 1.夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内 • 2.夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上 • 3.夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对工件造成

机用虎钳的快速夹紧装置设计

关键词：快速夹紧；紧圆杆；夹导向平键；弹性锥形夹套；卡爪中图分类号：Ｈ１６Ｔ３文献标识码：Ａ文章编号：０１４６（０）７０４ — ２１０ —４２２１０ — ０２０１
ＤｅｉｎｏａｔＣｌｍｐｎｖｃｓｆｒＭａｈｎｓｓｓｇｆＦｓａｉｇＤｅｉｅｏｃｉｅＶｉｅ
使用过程中由于零件尺寸大小不一，固定钳口和活动钳口需要经常张开和闭合，而受夹紧螺杆导程的影响，需要长时间转动螺杆才能松开或夹紧工件，费时费力，工作效率低。为解决上述问题，我们对传统的机用虎钳
进行了改进，重新设计了一套夹紧装置并进行了实际应用，取得了较好的效果。１快速夹紧装置的结构图１所示为机用虎钳快速夹紧装置简图。夹紧支收稿１２１－４０５ｔ０１０—６期：
第３９卷
第７期
林业机械与木工设备
ＦＲＳＲＣＩＥＹ＆ＷＯＤＲＩＱＩＭＥＴＯＥＴＹＭＡＨＮＲＯＷＯＫＮＧＥＵＰＮ
Ｖｏ９ｌ３Ｎｏ７．
２１年７０１月
Ｊ１２１ｕ．０１
机用虎钳的快速夹紧装置设计
盖；３夹紧圆杆；４活动钳身；７固定钳身１．１．１．
座用螺钉安装在固定钳身上，支座端盖用螺钉安装在
。◆ 一－・◆ － ● －・ ● －◆ －◆ －◆ －◆ －◆ －－ ● －◆ ＿◆ －◆ －◆ ・◆ －◆ 一◆ －．－＋ ◆ －◆ －◆ ・

一种快速夹紧装置[发明专利]

专利名称：一种快速夹紧装置
专利类型：发明专利
发明人：刘新宇,郭建东,黄晓光,田冀锋,胡怀伟,寇朝阳申请号：CN201010193349.3
申请日：20100607
公开号：CN101829972A
公开日：
20100915
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种快速夹紧机构，包括压块、夹具体、夹紧螺杆、防转销、手柄、顶杆、弹簧、压盖、定位销，夹紧螺杆与夹具体为螺纹联结；夹紧螺杆右端安装手柄；顶杆与夹紧螺杆间为间隙配合；防转销是可以防止螺杆转动的，在夹紧螺杆上防转螺钉的另一侧装有防止顶杆后退的定位销，弹簧与压盖设置在防转销与定位销之间；在顶杆头部安装可摆动的光面压块或槽面压块。

本发明具有机构结构简单，尺寸、精度要求低；夹紧迅速、快捷；行程调节快速方便等特点。

申请人：中信戴卡轮毂制造股份有限公司
地址：066003 河北省秦皇岛市海港区东港路355号
国籍：CN
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０引言
传统的螺纹式夹紧机构 Ⅲ 以其夹紧力大、，自锁
同并接受，目前已成为市场主流产品。
开合螺母式快速夹紧机构正是因为有了开合螺母机构，才使得快速夹紧得以实现，这是它的一个结构突破。但它也存在一些缺陷。如开合机构复杂、受力不均匀、需要增加附加自锁装置、承受冲击载荷时锁闭困难、承受较大载荷时整体强度偏低等等。笔者针对上述夹持工具的不足，介绍一种新型快速夹紧
（．１江苏联合职业技术学院镇江分院：．２江苏大学）
摘
要：统螺纹夹紧机构每转１圈，口位置只移动１螺距，传钳个夹持速度慢，效率低。对这些问题针
设计了一种全新结构的快速夹紧机构，能够完成工件的快速装夹和拆卸。该夹紧机构结构简单、受
近几十年来，出现了将车床的开合螺母机构以
不同的方式运用于快速螺纹机构。这些发明是将原闭合式螺母沿轴向切开，用半合或对合螺母机构，采
当螺母打开时，牙形不与螺杆啮合，从而实现快速移动。夹紧时要先闭合螺母，再移动螺杆使其夹紧。这方面做的最成功的如范朝来的“ 自动同步开合式” 螺纹装置。该装置操作时没有附加动作，工作程序严密流畅，作用时限短，受力相对合理，已被市场广泛认总第１５６期
夹紧和放松，这样的夹持速度慢，效率低，常费时、非费力。所以快速夹紧机构应运而生。
１结
构
本快速夹紧机构１２］由手柄、凸轮杆、向锁片、轴径向锁片、螺壳、支承体组成（如图１ｏ凸轮杆由若干节多边形凸轮和容片槽依次叠加而成（如图２；）凸轮杆上的凸轮轴向厚度略小于径向锁片（如图３的厚度；）凸轮杆上的容片槽宽度略大于轴向锁片（如图４的）厚度。手柄与凸轮杆后部联接，凸轮杆穿人轴向锁片和径向锁片的中心孔内，轴向锁片和径向锁片依次嵌入螺壳中心孔内；并通过花键与螺壳嵌为一体，螺壳旋人支承体内，使凸轮杆前部指向夹紧机构。操作手柄可使凸轮杆前后移动或正、反向旋转。
ｗｉｈＣａｉｇｉｓｗａｄｉｅｃｅｔＡｅｐｆｈａｉｌｍｐｎｃａｉｍｅｉｎｄｔｅｅｈｃｌｍｐｎｌｎｆｉｎ．ｎｗｔｅｏｅｒｐｄｃａｉｇｍｅｈｓｉｄｓｇｅｍｅｔｈｓｏｎｉｙｔｎｓｏｔｒｑｉｍｅｔｏｓｎｆｃｅｔｗｈｃａｃｉｖｓｃａｉｇａｄｄｓｓｅｌｅｕｒｍｅｔ．ｈｅｕｒｅｎｓｆａｔｄｅｉｎ，ｉｈｃｎａｈｅｅｆｔｌｍｐｎｎｉａｓｍｂｙｒｑｉｆａｉａｅｎｓＴｅｃａｉｇｍｅｈｎｓｈｓｉｌｔｃｕｅｔｅｆｒｅｂｌｎｅｔｅｏｅａｌｔｆｅｓｈｇｔｎｔ，ｏｏｔｌｍｐｎｃａｉｍａｓｍｐｅｓｒｔｒ，ｈｃａａｃ，ｈｖｒｌｓｉｎｓ，ｉｈｓｒｇｈｌｗｃｓ，ａｕｏｆｅ
第３７卷第５期
２１年１０１０月
农业装备技术
Ａｇｉｕｕａｑｉｍｅｔ＆ＴｃｎｌｇｒｃｈｒｌＥｕｐｎｅｈｏｏｙ
Ｖｏ．７ｏ５１Ｎ．３
０ｃ．２１ｔ０１
一
种快速夹紧装置硇设计
朱和军，周炎，俊陈
ｈｓｉｏｔｎｔｒｃｉａｐｌｃｔｏｓａｍｐｒａａｔｃｌｐｉａｉｎ．ｐａ
ＫｅｒｓＣａｉｇｄｖｃ；ｃａｉｍ；ｉｌａｃＲｄａａｃＳｅｌｙｗｏｄ：ｌｍｐｎｅｉｅＭｅｈｎｓＡｘａｔｈ；ａｉｌｔｈ；ｈｌＬＬｓ
ＡｂｔａｔＴｅａｏｉｏｏｅｎｙｎｉｈｆｃｒｒｒｄｔｎｌｃｅｌｉｇｃａｉｓｒｃ：ｈＷｐｓｉｎｍｖｓｌｏｅｔｒａｈｔｎｏａｉｏａｓｒｗｃａｎｈｎｓｊｔｏｐｃｏｅｕｆｔｉｍｐｍｅｍ，
（．ｈｎｉｇｒｎｈＣｌｇａｇｕＵｎｅｏａｉｔｅｈｏｏｙｏｅｅ．ａｇｕＵｉｅｓｙ１ｅｊｎａｃｏｌｅｆｉｓｉｄＶｃｔｎａＴｃｎｌｌｇ；Ｊｎｓｎｖｒｉ）ＺａＢｅｏＪｎｔｏｌｇＣｌ２ｉｔ
力均衡、整体刚度强度高、成本低，具有重要的实际应用价值。关键词：夹紧装置；机构；轴向锁片；向锁片；径螺壳
Ｄｅｉｎｆａｑｕｃｌｍｐｎｇｄｅｉｅｓｇｏｉｋｃａｉｖｃ
ＺｕＨｊｎ．ＺｏａＣｅｎｈｅ．ｈｕＹｎ，ｈｎＪｕ一ｕ
机构
性好、操作简单、制造方便、使用寿命长而广泛运用
于各个领域，Ｇ字夹和台虎钳等。但是这些传统如பைடு நூலகம்
的夹具丝杠每转１，口位置只移动１圈钳个螺距，进
行大位移的夹持就必须一圈一圈的转动螺杆。工作
时如果工件尺寸有较大变化，则要相应的闭合或张开工具的螺杆，这就必须反复的旋转操作手柄，不断转动丝杠来带动活动钳口前后移动，来实现工件的