專利名稱：隨動精密虎鉗的制作方法
本專利屬機床工具領域，涉及一種可用于工具的加工及檢測的螺栓操作精密虎鉗。
按使用范圍，虎鉗分臺虎鉗(安裝在鉗工臺上使用的虎鉗)、機用虎鉗(安裝在銑、刨、鉆、鏜等機床工作臺上使用的中大規格虎鉗，往往簡稱虎鉗)和精密虎鉗(在工具的磨削、電火花等精密加工及檢測中使用的小規格虎鉗)。一般來說，無論何種虎鉗都可看成是由鉗體、固定鉗爪、活動鉗爪和驅動部件四部分組成的。固定鉗爪在鉗體上固定不動，活動鉗爪在驅動部件的驅動下，沿鉗體上的爪軌滑向或滑離固定鉗爪，以夾緊或松開兩爪間的工件。
按驅動動力，虎鉗分手動和機動(包括液動、氣動、電動等)；在手動虎鉗里，又分絲杠操作式(活動鉗爪直接由絲杠或絲母驅動)和螺栓操作式(活動鉗爪由螺栓及螺母間的緊固力驅動)。絲杠操作結構的傳動效率高而夾緊力大，是手動機用虎鉗的理想操作機構；螺栓操作結構雖然傳動效率低但卻可簡單緊湊地提供復合驅動力，是精密虎鉗的理想操作機構。現有原型技術的螺栓操作精密虎鉗的活動鉗爪，雖然只能隨夾緊操作而閉，不能象絲杠操作虎鉗那樣隨退夾緊操作而開，即為方便工件裝卸，緊跟退夾緊操作后還得有一個拉開活動鉗爪的“拉”操作，但卻在大量流通，現有改進技術的螺栓操作精密虎鉗的活動鉗爪，雖然能象絲杠操作虎鉗那樣，隨夾緊操作而閉隨退夾緊操作而開，但卻因結構復雜成本高而未能得到廣泛采用，以至于釀成其它性能均不佳的絲杠操作精密虎鉗還有相當市場份量。
就活動鉗爪而論，對其滑動間隙的處置，長期以來一直就是虎鉗創新的焦點。滑動間隙對活動鉗爪的滑動是必不可少的，但對工件的夾緊和定位卻是有害的。理想的活動鉗爪應當能在工件夾緊過程中自動逐步徹底消除活動鉗爪的滑動間隙的同時，還能使活動鉗爪對工件產生一下行定位夾持分力。如果活動鉗爪的滑動間隙在工件的夾緊過程中得不到自動逐步徹底消除，則活動鉗爪的受力歪斜會影響工件的定位和夾緊剛性及穩定性。如果活動鉗爪在夾緊過程中能對工件自動產生一個下行定位夾持分力，則還可消除工件的非常定位間隙。現有技術的螺栓操作式精密虎鉗，具有復合驅動功能，可使活動鉗爪的滑動間隙在夾緊進程中得到自動逐步徹底消除，但不能消除工件的非常定位間隙；現有技術的絲杠操作式精密虎鉗，既不能使活動鉗爪的滑動間隙在夾緊進程中得到自動逐步徹底消除，也不能使活動鉗爪在夾緊進程中自動對工件產生一下行定位夾持分力。
本專利的目的是首先提出一種最簡單的活動鉗爪操作跟蹤裝置，使現有原型技術的螺栓操作精密虎鉗的活動鉗爪能象絲杠操作虎鉗一樣隨夾緊操作而閉隨退夾緊操作而開，免除現有技術的不跟隨爪的張開“拉”動作；其次是提出一種活動鉗爪的彈簧剛球撐起結構，使現有受復合力驅動的活動鉗爪的滑動間隙在夾緊進程中得到自動逐步徹底消除的同時，還使活動鉗爪能自動產生一個可預調的下行定位夾持分力以消除工件的非常定位間隙。
本專利的首項發明是一種活動鉗爪可隨操作而動的螺栓操作精密虎鉗，包括一件通過驅動螺栓和球形墊圈及鉸鏈螺母分級閂在鉗體的爪軌上的活動鉗爪(參見

圖1、圖2和圖3)，其特征是，如圖3和圖4所示，在驅動螺栓下方設置一操作跟蹤彈簧，一端固定在活動鉗爪體下面，另端套在驅動螺栓上而撐在鉸鏈螺母上，同時把鉸鏈螺母撐入半圓形鉸鏈座和把活動鉗爪撐向后退，使活動鉗爪象絲杠操作虎鉗一樣，隨夾緊操作而閉，隨退夾緊操作而開；所述操作跟蹤彈簧可以是絲簧、片簧、壓縮螺旋彈簧或拉伸螺旋彈簧，最簡單最可靠的操作跟蹤彈簧是絲簧，是由一根彈簧鋼絲彎曲而成的被鋼絲箍并在一起的雙絲體彈簧，其自由狀態如圖5所示，其工作儲能狀態如圖6所示；無論何種彈簧與何種約束方式，彈簧的關鍵結構都是兩端的約束結構角，每一端的約束結構角應當保證該端受約束而另端自由時，自由彈簧體與爪軌基本平行。對于安裝結構如此的彈簧，可想而知，假設只解除工作狀態的彈簧的某一端的約束，則解除約束而恢復自由的該端要恢復的去向就是工作彈簧對其約束件的撐力方向，也就是說，鉸鏈螺母有被撐向遠上方的趨勢，活動鉗爪有被撐向遠下方的趨勢；當彈簧兩端都受到約束而鉸鏈螺母又被鉸鏈座約束時，彈簧就只能撐著活動鉗爪向后退，直至受到驅動螺栓限制為止；不言而喻，這既是發明成功的關鍵所在，也是理解和實施發明的關鍵所在。如果彈簧的剛性適度，則按圖8所示地用簡力Ff就可快速有級向前推動調整鉸鏈螺母和活動鉗爪并可同時聽到鉸鏈螺母與鉸鏈座的“喀嗒”嚙合聲，將六角扳手插入驅動螺栓頭座內作手柄，同時施加偶力f和拉力Fb就可快速有級向后拉動調整鉸鏈螺母和活動鉗爪。控制驅動螺栓有效螺紋的終端就可有效防止螺栓緊過頭引起驅動角超出最佳范圍，在驅動螺栓入端增設一鋼絲擋圈就可有效防止螺栓退過頭引起鉸鏈螺母從螺栓上掉下來。現有原型技術的螺栓操作精密虎鉗的活動鉗爪下面也有一懸臂彈簧片，用懸臂托著驅動螺栓以保證其上的鉸鏈螺母能與鉸鏈座自動正確重復嚙合，但無論懸臂起作用與否，退擰螺栓都是鉸鏈螺母退出鉸鏈座，為保證鉸鏈螺母同鉸鏈座的重復嚙合性和工件裝卸的方便性，退操作一下螺栓后總是要緊跟一個退拉活動鉗爪的“拉”操作；一由于現有技術的螺栓無緊擰極限限制，螺栓經常緊擰過頭而導致彈簧過度變形失效而不能保證正確重復嚙合，二由于現有技術的螺栓無退擰極限限制，螺栓經常退擰過頭而導致鉸鏈螺母從螺栓上掉下來，甚至有可能導致螺紋嚙合圈數不足的事故隱患，三由于現有技術的結構無嚙合感覺特征，動輒懷疑未正確重復嚙合，因此，使用中經常需要把虎鉗翻轉過來檢察、調整、修理。由此可見，本專利提出的簡單得無法再簡單的操作跟蹤彈簧裝置，不僅解決了現有原型技術的螺栓操作精密虎鉗的爪不跟隨的問題，而且還連同順便提出的驅動螺栓的驅動行程限制方案一道，解決了現有技術存在的嚙合可靠性和嚙合安全性問題，根本不用再提復雜的現有改良技術方案了。
本專利的另一項發明是一種活動鉗爪有復合夾緊結構的虎鉗，其特征是，虎鉗的活動鉗爪有一個如圖7所示的由壓縮彈簧、墊圈、鋼球和調節螺套組成的經螺孔裝入活動鉗爪體內的可調彈簧鋼球撐起結構，擰所述調節螺套入螺孔的程度就可通過所述鋼球和所述墊圈同時調整所述壓縮彈簧的壓縮程度即調整活動鉗爪的下行夾緊始動力度和所述鋼球突出活動鉗爪滑動表面的程度即調整活動鉗爪的下行夾緊行程，更換所述壓縮彈簧就可調整活動鉗爪的下行夾緊臨終力度。調小活動鉗爪的下行行程同時也在調大活動鉗爪的下行始動力度，可保護軟質精密工件表面免遭夾緊鉗口劃傷，必要時可調為零行程以完全關閉下行夾持分力。對設有彈簧鋼球撐起結構的活動鉗爪來說，在復合力的驅動下，活動鉗爪將一直被彈簧鋼球撐著在鉗體的爪軌上滑動直至觸及被夾工件而受阻，這既可減少活動鉗爪的滑動阻力又可減輕接觸件的滑動磨損；此后，受阻活動鉗爪的水平驅動分力和鉛垂驅動分力將隨夾緊進程的繼續而同時漸增，當活動鉗爪的鉛垂驅動分力增至大于彈簧鋼球對活動鉗爪的預調撐力時，活動鉗爪將夾著工件一道下行直至活動鉗爪的滑動表面觸及鉗體的爪支撐面和工件的定位面觸及虎鉗的工件定位面，達到同時自動最終徹底消除活動鉗爪的滑動間隙和工件的非常定位間隙。如果活動鉗爪無復合驅動功能，則活動鉗爪無下行驅動分力源，不可能克服彈簧鋼球的撐力而帶著工件一道下行，因此，可以肯定無復合驅動結構的活動鉗爪的彈簧鋼球撐起結構不起消除工件的非常定位間隙作用，只起減少活動鉗爪的滑動阻力和減輕接觸件的滑動磨損作用；反之，如果活動鉗爪只有復合驅動結構而無彈簧鋼球撐起結構，則活動鉗爪只有自動消除活動鉗爪滑動間隙功能而無自動消除工件非常定位間隙功能。凡是有復合驅動功能的活動鉗爪，無論是何種虎鉗，都有不改變原結構而直接增設本復合夾緊結構的條件，改進使用性能。現有技術的螺栓操作式精密虎鉗的活動鉗爪是受復合力驅動的，因此，在其活動鉗爪內增設兩組彈簧剛球撐起結構，就使其活動鉗爪的滑動間隙在夾緊進程中得到自動逐步徹底消除的同時，還使其活動鉗爪能自動產生一個可預調的下行定位夾持分力以消除工件的非常定位間隙，并取得減少滑動阻力和降低接觸滑動磨損延長使用壽命效果。
圖1是螺栓操作式精密虎鉗，一種外觀與現有原型技術的螺栓操作式精密虎鉗無絲毫差別的虎鉗，但其活動鉗爪體內卻裝有操作跟蹤裝置和復合夾緊提供裝置；圖2是活動鉗爪有操作跟蹤功能和復合夾緊功能的螺栓操作精密虎鉗，是把其按圖1裝配的活動鉗爪體沿爪軌移開而將驅動螺栓、球形墊圈、鉸鏈螺母、操作跟蹤彈簧及其固定螺釘和兩組彈簧鋼球撐起結構留在原處的視圖；圖3是活動鉗爪有操作跟蹤功能和復合夾緊功能的螺栓操作精密虎鉗，是把其按圖1裝配的鉗體和活動鉗爪體剖開所見到的驅動螺栓、球形墊圈、鉸鏈螺母和操作跟蹤彈簧及其固定螺釘的視圖；圖4是圖3的局部放大圖，進一步展示工作中的操作跟蹤彈簧的視圖；圖5是自由狀態的操作跟蹤彈簧結構，圖6是處于工作儲能狀態的操作跟蹤彈簧，圖7是為活動鉗爪提供復合夾緊功能的彈簧鋼球撐起結構，圖8是隨動精密虎鉗的操作使用說明圖。
權利要求
1 一種活動鉗爪可隨操作而動的螺栓操作精密虎鉗，包括一件通過驅動螺栓和球形墊圈及鉸鏈螺母分級閂在鉗體的爪軌上的活動鉗爪，其特征是，在驅動螺栓下方設置一操作跟蹤彈簧，一端約束在活動鉗爪體下面，另端約束在鉸鏈螺母上或臨近鉸鏈螺母的驅動螺栓上，同時把鉸鏈螺母撐入半圓形鉸鏈座和把活動鉗爪撐向后退，使活動鉗爪象絲杠操作虎鉗一樣，隨夾緊操作而閉，隨退夾緊操作而開。
2 一種按權利要求1的活動鉗爪可隨操作而動的螺栓操作精密虎鉗，其特征是所述操作跟蹤彈簧可以是絲簧、片簧、壓縮螺旋彈簧或拉伸螺旋彈簧，最簡單最可靠的操作跟蹤彈簧是絲簧，是由一根彈簧鋼絲彎曲而成的被鋼絲箍并在一起的雙絲體彈簧，其兩端的約束結構角應當結構得保證任一端受約束而另端自由時，自由彈簧體都與爪軌基本平行。
3 一種螺栓操作精密虎鉗，其特征是驅動螺栓的入端設置鋼絲擋圈以限制螺栓操作退過頭，控制有效螺紋的終端以限制螺栓操作進過頭。
4 一種活動鉗爪有復合夾緊結構的虎鉗，其特征是，虎鉗的活動鉗爪有一個由壓縮彈簧、墊圈、鋼球和調節螺套組成的經螺孔裝入活動鉗爪體內的可調彈簧鋼球撐起結構。
全文摘要
本發明屬機床工具領域,涉及一種用于工具的加工及檢測的螺栓操作式精密虎鉗。活動鉗爪增設操作跟蹤彈簧,使其象絲杠虎鉗一樣隨夾緊操作而閉隨退夾緊操作而開,免除為張開爪的“拉”動作。活動鉗爪內增彈簧鋼球撐起結構,使其在螺栓的復合力驅動下一直被撐起地向前至某個整定夾緊程度,而后使其夾著工件一道下行直至徹底消除其滑動間隙和工件的非常定位間隙,這還減少滑動阻力和滑動磨損。驅動螺栓增設行程限制,有效防止螺栓進過頭和退過頭,免除使用中的任何再檢查和再裝修。
文檔編號B25B1/00GK1422725SQ0113056
公開日2003年6月11日 申請日期2001年12月3日 優先權日2001年12月3日
發明者徐長祥 申請人:徐長祥