气动夹具夹紧机构设计改进

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摘要：介绍传统气动夹具夹紧机构原理，分析表明，在夹紧加工过程中存在气缸失压断开压紧回路的安全隐患。经改进设计，增加气缸自锁功能，从而解决加工过程中失压断开压紧的问题。

关键词：气动夹具；压紧机构；自锁；改进

随着加工制造业的发展高速切削的结果，机动工时已大大缩减，劳动生产率有了一定程度的提高；与此同时，改装工艺装备，压缩辅助工时又成为提高劳动生产率的一项关键性任务。因此气动夹具推广非常必要，操作方便，能大大地减轻劳动强度；气动反应速度快，因而在生产过程中能缩短辅助时间提高劳动生产率。采用气动夹具便于实现自动化控制。但传统的气动夹具不具有自锁功能，在加工过程中存在安全隐患，为了提高气动夹具的安全性，我们提供了斜锥自锁机构的构想，并设计了双气缸带自锁机构的气动夹具。

1、传统设计结构：

1）传统压紧机构结构

如图1所示。

2）结构分析

传统的气动夹具压紧机构，基本都是采用推拉式气缸带动压板直接夹紧工件，接通气源，气缸的活塞受气压压力，活塞工作直接驱动活塞杆、压紧螺母向下移动，通过压板从顶端压紧工件。

但是这种压紧机构不具有自锁功能。在加工过程中存在安全隐患，如果加工过程中出现管路断裂、气源断气等情况，一旦气缸断气失压就会断开压紧回路，造成零件报废或人身事故。所以从生产安全性考虑及客户要求，夹紧机构必须带自锁，这样可以有效防止气路突然断开可能造成的人身伤害。

2、改进机构

方案一：如图2所示。采用简单的一缸、斜楔机构，压紧行程太短，必须手动推拉压板，才能装夹零件，给操作工造成很大的麻烦，如果空间太小，一不小心就会划伤手臂，同时压紧效率低，生产周期上也不好保证。

方案二：采用双气缸、斜楔机构来实现自锁。如图3所示：

考虑到加工的高效。安全性，改进后的气动夹具压紧机构，则采用双气缸及斜楔机构带动压板直接夹紧工件同时实现自锁功能。工件放在支承板上预定，接通1号气源，压缩空气进入气缸1的左腔，活塞1受气压压力推动斜楔机构插入气缸2的活塞杆的定位孔内，同时接通2号气源，压缩空气进入气缸2的上腔也开始工作，活塞杆下移，推动压紧、螺母向下运动，通过压板从顶端压紧工件。若加工过程中气源断气，则斜楔机构就实现了本身的自锁功能，斜楔机构限制2号活塞杆向上移动，则工件仍出于压紧状态，可以继续加工。由于斜楔机构具有自锁功能，若在需要长时间保持作用力的场合，可以让提供压缩气体的设备体质工作，节能效果显著。

切削加工完毕以后，气动换向阀换位，使压缩空气进入气缸1的右腔，活塞带动斜楔机构退出，解除自锁。再接通气缸2的下腔，推动活塞，松开零件。

本文提出的双气缸、斜楔机构的气动夹具，具有以下特点：

1、结构较为紧凑，刚性较好。

2、气动夹紧一步到位并自锁，安全性高，整体结构比原来结构更加方便省时，可以方便、快速的夹紧零件，升起行程大，有足够的空间可以取出零件，不需要手动推拉压板，造成磕碰伤，节约了压紧时间，真正做到自动化和安全性为一体。

3、在气动夹具中，利用斜楔机构的自锁功能，在需要长时间保持作用力的场合，可以让提供压缩气体的设备体质工作，节能效果显著。