一种新型多自由度组合液压缸设计

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1、功能都件Funcl_0nunits——一种新型多自由度组合液压缸设计术苗玉刚①赵峰②((陕西理Z--学院机械工程学院，陕西汉中723003；(陕西理工学院陕西省工业自动化重点实验室，陕西汉中723000)摘要：针对机床夹具的自动化螺旋夹紧机构在工作过程中需要多自由度运动的问题，设计了一种新型多自由度组合液压缸。该组合液压缸可以实现直线运动、旋转运动和旋转直线复合运动3种运动形式。技术性能完善、控制简单、安装方便，不仅能够满足机床螺旋夹紧机构的需要，而且为其他多自由度传动产品的设计提供了一种研发思路。关键

2、词：螺旋夹紧机构；多自由度运动；组合液压缸中图分类号：TH122；TH132文献标识码：ADesignofanewmulti——degreeoffreedomcombinedhydrauliccylinderMIAOYugang①ZHAOFeng②．((~)CollegeofMechanicalEngineering，ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723003，CHN；@ShaanxiKeyLaboratoryofIndustrialAutomation，S

3、haanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723000，CHN)Abstract：Fortheproblemthattheautomaticscrewclampingmechanismofmachinetoolfixtureneedsmulti—de-greeoffreedommotion，designanewmulti—degreeoffreedomcombinedhydrauliccylinder．Thecom—binedhydrauliccylindercanrea

4、lizelinearmotion，rotarymotion，rotaryandlinearcompoundmove-ment．Itisofgoodtechnicalperformance，simplecontrol，easyinstallation，notonlycansatisfytheneedofmachinetoolscrewclampingmechanism，butalsoprovidearesearchideaforothermulti—degreeoffreedomtransmissionp

5、roducts．Keywords：screwclampingmechanism；multi—degreeoffreedommotion；combinedhydrauliccylinder在机械加工过程中，工件因受到切削力、离心力、惯性力等外力作用将产生移动、振动或变形，为了保证工件在定位元件上所占有的确定位置在加工过程中保持不变，就要使用夹紧装置将工件可靠地夹紧⋯。在组合机床夹具中，常用的一种自动化夹紧装置为螺旋夹紧机构(见图1)，这种夹紧机构的夹紧方式是通过直线液压缸驱动加工有螺旋槽的夹紧螺杆来实现的

6、。1一螺母；2-蛰圈；3-导圊销；4一导向套；5--夹紧螺杆；夹具体上安装有导向销，夹紧螺杆上开设有与之相配6一活动接头；7—直线液压缸；8-夹具体；9一机床工作台；合的螺旋导向槽，当液压缸带动夹紧螺杆作往复直线1o-一定位块；11一待加工工件；12一压板。图1螺旋夹紧机构结构示意图运动时，卡在螺旋导向槽内的导向销驱使夹紧螺杆发生转动，从而实现夹紧螺杆在做直线运动的同时产生(1)夹紧螺杆的旋转运动是靠导向销在螺旋槽中旋转运动，即压板向下移动到B位置的同时，旋转到C滑动实现的，存在润滑困难、易磨损、传动效

7、率低等位置，夹紧工件；向上移动到A位置的同时，旋转到D问题。位置，松开工件。(2)压板的工作行程是固定的，当工件的厚度发由图1可知，上述螺旋夹紧机构存在以下问题：生改变时，必须通过定位块的厚度补偿，方能使压板运陕西省工业自动化重点实验室项目(13JS026)；陕西省工业自动化重点实验室访问学者项目(12JS035)；陕西理工学院研究生创新基金(SLGYCX1423)s．Functi0nUn_ls功能都件动到B、C位置时，仍能夹紧工件，因为压板的工作行复合运动；专利文献[6—7]发明了一种活塞杆可做直程不

8、同时，螺旋槽的螺旋角度数也不同，因此这种线与旋转组合运动的液压缸。当活塞直线运动时，装夹紧机构的通用性较差。配在螺旋导向槽内的导向销驱使活塞杆发生转动，从(3)在某些组合机床上，要求工件加工完成后，从而实现旋转直线同步运动；专利文献[8]发明了一种右边自动输出至下一个工位，然后从左边自动输入下可实现旋转移动过程中的自动夹紧装置。该装置通过一个工件，工件输送方向如图2a所示。当压板松开工两台电动机和丝杆实现直线运动和旋转运动。件时，在竖直方向