新型角度可调式台虎钳的研发设计

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新型角度可调式台虎钳的研发设计

伏高印，姜 铭

(扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127)

摘要：在已有的台虎钳基础上，设计研发了新型角度可调式台虎钳，用于飞机叶片无损探伤过程中的叶片装夹。此台虎钳具有0°～2°的角度调整空间，可以弥补叶片在铸造加工过程中的角度缺陷，使其在角度方面更加靠近理想位置。

关键词：台虎钳；角度；叶片

0 引言

夹具对机械加工的精度和效率有着非常重要的影响。台虎钳是机械加工中常用的夹紧装置，是一种必不可少的加工工具，在钳工车间更是缺少不了。目前，台虎钳大多是根据螺纹自锁原理进行设计加工的，这类台虎钳主要由固定钳体、活动钳体、丝杆、螺母、钳口垫铁、底座和扳手等构成，通过手柄转动丝杆来带动活动钳体前后直线移动，丝杆旋转数圈才能将工件夹紧和放松。在对飞机叶片进行无损检测过程中，若叶片的角度误差较大，容易触碰检测探头甚至使检测探头受到损坏。为此本文结合飞机叶片在无损探伤中的实际应用情况设计了新型角度可调式台虎钳，专用于夹紧飞机叶片，解决叶片在加工制造过程中留下的角度误差，以及弥补装夹过程中的角度定位误差。

1 新型台虎钳的结构

图1为新型角度可调式台虎钳的装配图，其三维模型如图2所示。

1-正弦底座；2-凹圆弧垫；3-台钳座；4-调整螺套；5-锁紧螺杆；6-凸圆弧垫；7-钳口；8-滑座；9-螺杆；10-螺母；11-挡圈；12-圆锥销；13-销轴；14-滑块；15-内六角圆柱头螺钉；16-细牙螺母

图1 新型角度可调式台虎钳的装配图

2 新型台虎钳的工作原理

台钳装夹工件时，容易使工件和基准之间的平行度、垂直度等要求达不到理想状态，此时，可通过调整台钳整体相对于基准的位置使工件达到理想的装夹效果。

如图3所示，当活动钳口向图示箭头方向移动时，与固定钳口共同将工件夹紧；使用销轴和细牙螺母给予台钳回转副，使台钳整体可以围绕销轴转动，如图4所示。

图2 新型角度可调式台虎钳三维模型

图3 台虎钳直线移动夹紧示意图

如图5所示，台钳座和调整螺套配合，调整螺套的下端紧靠正弦底座，旋转调整螺套，使台钳座围绕销轴小角度(0°～2°)转动，锁紧螺杆和正弦底座的螺纹孔配合，以固定已调整好角度的台钳座，从而将工件固定在相对于基准的理想位置。

本文设计的新型台虎钳用于叶片夹紧，以台虎钳的角度调整来弥补叶片制造加工过程中留下的角度缺陷。在五轴运动平台上检测叶片的缺陷，此台虎钳用在回转工作台上，如图6、图7所示。

回转台置于工作台的左端，将T形板倒置固定在工作台上，T形板上左右各加筋，保证回转台工作时T形板的刚度，T形板的左面放置减速器和电机，减速器的法兰面伸出T形板面，将角度可调式台虎钳安装在减速器的法兰面上，在台虎钳上夹持叶片，使叶片转动。

图4 台虎钳角度调整示意图

图5 新型角度可调式台虎钳总体移动效果图

3 新型角度可调式台虎钳的应用

使用SolidWorks软件对整个回转台的质量进行计算，其质量只有31 kg，对电机的响应速度影响较小，且与右侧电机等部件质量大体平衡，无需配重。

4 总结

在机床等加工机器中，台虎钳是不可缺少的夹具，其装夹效果直接影响工件的加工质量；此外，台虎钳在检测中具有角度弥补的功能，本文设计的台虎钳已得到实际应用，并达到理想效果。

图6 台虎钳与回转台的装配

图7 台虎钳在五轴运动平台上的装配

参考文献：

[1] 陈立德.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2] 黄云清.公差配合与测量技术[M].北京：高等教育出版社，2012.

Research and Design of A New Angle-adjustable Bench Vice

FU Gao-yin, JIANG Ming

(College of Mechanical Engineering, Yangzhou University of Technologe, Yangzhou 225127, China)

Abstract：Bench vice is one of the most common fixture. In this paper, on the basis of the existing table vice, a new angle-adjustable bench vice is developed, used for clamping blade in nondestructive testing of aircraft blades. The bench vice is of 0°～ 2°angle adjustment space, can make up for the deficiencies of cast blades and make the angle closer to the ideal position.

Key words：bench vice; angle; blades

收稿日期：2016-03-09；

修订日期：2016-09-18

作者简介：伏高印(1990-)，男，江苏徐州人，在读硕士研究生，研究方向：机械工程。

中图分类号：TG75∶TP391.7

文献标识码：：A

文章编号：1672-6413(2016)06-0114-01