[发明专利]一种双锥面增力夹紧机构

说明书

本发明公开了一种双锥面增力夹紧机构，拉杆一侧设置紧定头且另一侧固定在承压盘内，前堵头设于缸体前端，承压盘同轴设于缸体内且与前堵头形成中空内腔，弹性体设于中空内腔内且前端与前堵头后端抵接，第一锥块滑动设于承压盘外且前端与弹性体后端抵接、后端外侧形成第一锥形面，第二锥块设于第一锥块外侧的缸体台阶通孔中且前端与台阶通孔的台阶端面抵接、后端内侧形成第二锥形面，承压盘远离紧定头一端设有环台，球体设于第一锥形面、第二锥形面与环台前端面间的锲形空间内，活塞滑动设于缸体内，后堵头固定于缸体后端。本发明具有结构紧凑、增力放大系数较大、摩擦损失小、可夹紧自锁的特点。

技术领域

本发明涉及机床刀台技术领域，具体涉及一种结构紧凑、增力放大系数较大、摩擦损失小、可夹紧自锁的双锥面增力夹紧机构。

背景技术

通常情况下，切削及磨削等机床设备的刀柄通过夹紧机构固定在主轴上。传统上一般是在主轴的一端设置与刀柄相配合的锥面，并且与刀柄相接有拉钉，在主轴的另一端接拉紧机构，拉紧机构中的拉销通过夹瓣与拉钉相连接，并在夹瓣外侧套有弹簧；工作时，通过外力移动拉销经夹瓣拉动拉钉使刀柄夹紧固定在主轴中，而卸刀时，关闭外力后在弹簧回弹下使拉钉一端的夹瓣张开而松开刀柄；或者反之，工作时，碟形弹簧提供拉力使柄夹紧固定在主轴中，而卸刀时，通过外力移动拉销向拉钉方向移动，使位于拉销一端的夹瓣收缩，位于拉钉一端的夹瓣张开，拉销的端头顶靠拉钉的端头使刀柄离开。由于上述夹紧机构若通过夹紧力夹紧，不仅需要外力维持而无法自锁，可靠性较低且能耗较大，而且产生的拉力较小，对刀柄固定不牢靠；而以碟形弹簧提供夹紧力的方式，由于单个碟形弹簧无法提供足够大的力，如果仅依靠增加碟形弹簧数量来实现抓刀力，则体积较大会导致夹紧机构的尺寸过大，且也增大刀柄松开所需要的松刀力。

现有技术中，为了解决传统夹紧机构存在的问题，多采用液压装置、机械丝杆锁紧装置等机械夹紧机构进行夹紧，但液压等流体装置若需维持长时间的高压夹紧力时，不仅会造成装置的体积过于庞大，而且还会造成液压压力过大而出现渗漏，从而降低夹持的可靠性低；而机械丝杆锁紧装置在夹紧工件时，要施加很大的旋转力矩，劳动强度大很难满足夹紧工件的要求。为此，现有技术中还在液压、气压等流体传动技术的基础上结合适当的机械增力机构，从而既可以有效降低流体系统的工作压力，以延长其使用寿命，而且还能提高夹持的可靠性；但是，常见的杠杆增力机构、铰杆增力机构和斜楔增力机构等用于液压夹具时，往往会造成夹具结构不紧凑、摩擦损失较大及力放大系数有效。如现有的钢球-钢球式一次增力机构，其力放大系数较小，且输出力方向须与输入力方向垂直；而如部分钢球-双斜面式二次增力机构，虽然放大系数较大，但由于双斜面式之间存在面摩擦，导致力在传递过程中的摩擦损失过大。而且上述机构的夹紧力都需要在外力维持下才能持续，对于高可靠性的夹紧需要存在一定的安全隐患。因此，现有技术中还有在夹紧机构上增加自锁油路和机械式自锁机构，油路自锁是通过加装液压阀进行保压，使油缸的液压油不回到油箱内，从而使油缸内的油压稳定；但油路自锁采用的液压锁外形尺寸较大且阀芯无法做到“零”泄漏，油缸受到较大载荷或随着时间的推移，活塞杆依然会发生移动而影响锁定效果。而机械式自锁是在油缸的活塞杆上加装螺母，当油缸活塞杆伸出到所需位置后，将油缸活塞杆上的螺母旋转到底与缸体接触，使活塞杆固定到所要求的位置；但机械式自锁需要人工旋转螺母，在某些特定工况下难以顺利进行或易造成人身安全事故及设备损坏。为此，还有在夹紧杆一侧垂直设置随动自锁机构的方式，利用手动或电控使夹紧杆与锁紧杆上的棘齿相互咬合实现锁紧；虽然锁紧可靠且可锁紧后无需外力即可维持，但结构较为复杂且垂直相较的结构造成空间占用较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、增力放大系数较大、摩擦损失小、可夹紧自锁的双锥面增力夹紧机构。