全新结构的快速夹紧台虎钳的设计及应用范围

台虎钳是机械行业中最常用的夹紧装置，它的结构是由钳体、底座、倒螺母、丝杠、钳口体等组成。在机械加工、水暖安装、修理等行业应用十分广泛，是一种不可缺少的加工工具钳工的大部分工作都是在台虎钳上完成的，比如锯、锉以及零件的装配和拆卸，所以台虎钳是钳工车间的必备工具。

Part.1 台虎钳巧改巧用

下面通过对台虎钳进行了适当改造，形成了不同功能的台虎钳，从而进一步提高了它的应用范围，生产效率和加工精度，同时也减轻了工人工作的强度，可谓是人性化的改造与创新。

1、特种台虎钳的巧改巧用

图1是在台虎钳上表面加工平整后，在两个钳口上各钻两个平行的孔，插入有凸台的滑配销子，将工件紧固在四个销子之间。因为当工件太大时，不能用一般台虎钳夹紧，往往需要用很多时间将其固定在床台上，而图1用销子可以稳妥地将其压紧。

图1

图2是不会畸变的台虎钳。台虎钳受力时，钳口6和7与底座8特别是Ｖ形槽薄弱部分会畸变，影响加工质量。改进方法是在底座纵向钻两个孔，插入螺杆2、3，由左右两个挡头4、5联接的钳口6、7与底座根本不会受弯曲力变形，可保证加工质量。

图2

1、2、3.螺杆4、5.挡头6、7.钳口8.底座

图3是有旋板的台虎钳。将台虎钳活动部分的钳口铁去掉，在该部分钻孔攻螺纹，用螺栓将一块矩形板2较松地固定在上面，可用其夹紧有斜边的工件1。图3中左边有钳口铁4，右边有去掉钳口铁的空挡3。

图3

1.工件2.矩形板3.空挡4.钳口铁

图4是 快 动作特型台虎钳。图4a所示台虎钳有四块夹板3、4、5、7，都贯穿在两根轴1上。略微拧动斜置锥端螺栓2，即可以由两个锥端销子8将工件夹紧在夹板间。夹板4外侧凸起部分受力，可以摆动，能够更好地对工件施加匀称夹紧力。夹板5有交叉Ｖ形槽，可用来夹紧竖向或横向轴件。固定夹板7上有起夹紧作用的短螺柱6。也可以如图4b所示，在夹板3上安装凸轮10，略微转动一下手柄9，即可以将工件夹紧。

图4

1.轴2.斜置锥端螺栓3、4、5、7.夹板6.短螺柱

8.锥端销子9.手柄10.凸轮

2、台虎钳附件的巧改巧用

图5是用橡胶支持平行板的方法。在钳口2内用平行板5支持小工件3时，因空间太小，不适于用弹簧支持平行板，可用一段橡胶管4代替弹簧。

图5

图6是台虎钳改进的铜垫板。在台虎钳口内两边加铜垫板很难保持竖直不倒，而且又容易受压变形。图6是改进方法：将薄铜板１包在钢板２上端。钢板下端开口，跨在台虎钳上，可保持直立不倒，经久耐用不会变形。

图6

1. 薄铜板2.钢板

图7是用废盘簧支持台虎钳平行板的方法。在台虎钳两个钳口内加平行板1支撑工件，为了不使平行板倾倒，可裁一段废盘簧2置于平行板之间，如图7a所示。支持较厚的工件时，可在钳口内加一块铁块3，保持平行板不倒，如图7b所示。

图7

图8是用垫铁将工件压实在台虎钳内的方法。为了将工件压实在台虎钳内，工人往往用锤子敲打工件，这是不可取的。为此，可加一个厚曲板条2，在短边下端再向内弯曲一小段，小段中间开缺口，在固定钳口下面拧入一个深入钳口的圆头螺栓，将板条下端缺口（图8中看不见） 固定。在工件4上垫一块垫铁1，用手压板条外端，将工件4压实在钳口内的垫铁3上，夹紧后取下板条和垫铁。

图8

1.垫铁2.厚曲板条3.垫铁4.工件

图9是使钳口夹紧工件的方法。台虎钳只夹持工件４很短一部分是夹不紧的，因为钳口2的另一端会翘起来。可在钳口一边钻孔攻螺纹1，拧入螺栓3， 使其伸出部分长度等于工件厚度，可以将工件夹紧。

图9

1. 螺纹2.钳口3.螺栓4.工件

Part.2 快速夹紧台虎钳

传统台虎钳丝杠每转1圈，钳口只变化1个螺距，夹持速度慢，效率低。针对这些问题，设计了一种全新结构的快速夹紧台虎钳。

1、快速夹紧台虎钳的结构

图10为快速夹紧台虎钳的核心夹紧结构，把传统台虎钳夹紧装置内部的导向螺母改为固定底座，在底座上增加了1个锥套和弹簧卡头。把螺纹杆改为圆杆，在圆杆上开1条槽，目的是与圆柱销配合，实现空程时在弹簧卡头上快速地来回移动，当圆杆旋转时，不论在哪个位置都可以带动弹簧卡头旋转。另外设计了1锥套固定在底座上，与弹簧卡头配合。各零部件的主要作用为：

1）底座。起到支撑其他零件和定位作用，上面带有螺纹，与弹簧卡头螺纹配合，通过弹簧卡头的旋转，可以实现弹簧卡头的轴向运动。

图10快速夹紧台虎钳的夹紧结构

1.底座2.锥套3.弹簧卡头4.圆柱销5.圆杆

2）弹簧卡头。图11为弹簧卡头的零件图，螺纹端与底座螺纹配合，通过圆杆带动的旋转来实现轴向运动，另一端的三爪卡头可与锥套配合，实现卡头的张合，从而对圆杆起到夹紧、松开和支撑定位作用，是快速夹紧台虎钳的核心零部件。

图11弹簧卡头

3）锥套。图12为锥套的零件图，左端与弹簧卡头的卡爪配合，当弹簧卡头旋转而实现靠向锥套的轴向运动时，锥套开始卡紧弹簧卡头的3个卡爪，从而夹紧圆杆，同时对圆杆起到轴向定位和导向作用。

图12锥套

4）圆柱销。主要是定位，固定在弹簧卡头上，与圆杆上面的槽间隙配合，实现圆杆的旋转带动弹簧卡头的旋转。

5）圆杆。图13为圆杆的零件图，它可以带动活动钳口实现空程时的快速轴向移动和弹簧卡头的旋转，实现装夹工件。

图13圆杆

2、快速夹紧台虎钳的工作原理

图14为快速夹紧台虎钳的整体装配图，把加工好的底座按照图纸要求装在台虎钳的圆盘底座上固定，先把锥套装在底座上，再把弹簧卡头装上并与锥套吻合。然后把圆杆通过槽和弹簧卡头上的圆柱销配合，使圆杆带动活动钳口在空程时能自由在弹簧卡头上快速移动。

图14快速夹紧台虎钳装配图

快速夹紧主要是借助弹簧卡头来实现的，在底座镶嵌1锥套和与之配合的弹簧卡头。其原理是，空程时，圆杆带动活动钳口可以自由快速移动，当活动钳口靠紧工件后，不论圆杆在哪个位置，都可以手动旋转圆杆，从而带动弹簧卡头旋转。弹簧卡头与底座之间通过螺纹配合，弹簧卡头的旋转可以实现相对于底座的轴向运动。弹簧卡头开始靠紧锥套，当弹簧卡头另一端的3个卡爪进入锥套后，开始同时闭合，这样圆杆被夹紧，同时，工件也完成了装夹。当拆卸工件时，反向旋转圆杆即可旋回卡头，3个卡爪脱离锥套，同时张开，松开圆杆，这样圆杆又可以轴向自由快速移动，完成了工件的拆卸。快速夹紧台虎钳使装夹工件速度更快、工件更紧固、加工更方便。传统台虎钳的改装比较方便，即把台虎钳丝杆、导向螺母卸下，将新设计的底座紧固在固定钳口内，圆杆按照丝杆的装配方式固定在活动钳口上，使用时，空程只要手动自由推、拉活动钳口，靠紧工件后再稍加转动手柄即可。

结语

新夹紧装置使台虎钳在夹紧工件时的空行程速度增加，从而实现了对工件的快速夹紧与拆卸，大大提高了工作效率。实践表明，设计开发的快速夹紧台虎钳操作方便，制造容易，可广泛应用于机械加工、水暖安装、修理等行业，是理想的钳工工具，具有重要的实际应用和广阔的推广价值。

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