专利名称：导螺母径向开合免空程虎钳的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进虎钳的螺杆传动机构，特别是一种免空程(指免去活动钳体进退时螺杆传动的空行程)的虎钳。
为了实现虎钳的免空程，专利申请号87213118、专利申请号88104905和专利号88106661.3，先后提出了《快速夹紧机械程控万能台钳》、《丝杆垂直开合螺杆机构》和《改进的丝杆垂直开合机构》。虽然这几项发明都基本达到或达到了免空程的功能要求，但都因采用丝杆上下浮动、半螺母啮合，而导致机构复杂、结构受力性能差，影响了实用性。此后，本人也在专利申请号91232318.3中，提出《新型超越离合快速台钳》，但仍然是受力性能欠佳，而且螺杆传动压缩进给的那部分行程，还需预先腾出。
本发明的目的在于克服上述机构的缺点，提供一种具有机构简单，动作灵活可靠，而且有足够夹紧力的免空程虎钳。
本发明包括活动钳体、固定钳体、丝杆及其两纵向棘槽、导螺母径向开合段及其支座；对应于径向开合螺母段的三个径向螺母块，配套一个环式三内偏心凸轮及三根径向拉簧；对应于丝杆棘槽，在环式三内偏心凸轮尾端面的周边上关于中心对称设置两个棘爪及其压簧片(注以虎钳力臂端为首向)。其中导螺母径向开合段是由横截面为环形的螺母切割而成三个径向开合螺母块及三个径向导向块，两者为相间关系(前者在后者间可作径向开合)，其几何切割法为将环形螺母的内螺牙的牙尖圆周三等分，并径向切割至螺牙根，得螺牙根圆周三分点，以该三分点间的中点的径向线为对称轴，并过该三分点平行于三条对称轴作唯一的六条切割线。其中环式三内偏心凸轮为空心圆柱体结构，其横截面外缘为圆形，内侧由三个全等的偏心凸轮的凹形圆弧线组成，其近心距等于导螺母径向开合螺母段的外圆半径，远心距略大于近心距与螺牙高度之和，近心距与远心距的夹角等于60°。其中导螺母支座固定在固定钳体的腹腔底部，用以支承导螺母及丝杆导向。其中丝杆上的两条纵向棘槽和铰支在环式三内偏心凸轮尾端面周边上的两棘爪、两压簧片组成两副棘轮机构(尺寸相同，关于中心对称)，该棘槽及棘爪牙部的横截面为“V”字形(从钳尾向视，左面为径向，右面为斜向)。本发明在正旋时，丝杆带动棘轮机构，使环式三内偏心凸轮正转60°圆心角至正死点(从远心点转到近心点止)，克服三个径向拉簧的拉力，将三个径向开合螺母块同时径向压入与丝杆啮合，继续正旋，则达到螺杆传动增力的功效；在反旋时，丝杆带动棘轮机构，使偏心凸轮反转60°圆心角至反死点(从近心点转到远心点止)，三个径向开合螺母块在各自的径向拉簧的作用下，径向离开丝杆，此时活动钳体处于非约束状态，则可实施免空程。
以下以手工虎钳为实施例，参照附图对本发明加以详细说明。
图1为本发明的导螺母径向开合免空程虎钳处于啮合位置时的总体主视图2、图3分别为
图1中A－A剖面导螺母开启啮合时，显示丝杆、三个径向开合螺母块、三个径向导向块、环式三内偏心凸轮、三个径向拉簧及其固定桩的情形；图4为单个径向开合螺母块立体图；图5为丝杆及棘槽立体图；图6为
图1中B－B剖视(从钳尾朝错首向视)，主要显示棘轮机构、偏心凸轮机构、导螺母开合机构及螺杆传动机构之间的关系。
图7是棘爪立体图；图8为单个径向导向块立体图；图9为径向拉簧固定桩；
图10为径向开合导向块沉头固定螺钉；
图11为导螺母支座立体图；
图12为环式三内偏心凸轮立体图。
图中，通常的构件有力臂1、活动钳体2、钳口3、丝杆弹簧5、转盘17、底座18。
图中，改形构件有固定钳体4在腹腔内设置导螺母支座7(见
图1、
图11)。支座7的底部与固定钳体4连为一体，处在活动钳体2的腔内(见
图1)。其中支座7由一个丝杆6的导向孔A，并在其向尾面B上设三个径向拉簧固定孔C和三个径向导向块固定孔D，它们各自在同一个圆周上、各自的圆心夹角为120°，孔C与孔D圆心夹角为60°。
导螺母横截面为环形，并将其切割为三个径向开合螺母块16和三个径向导向块10(几何切割如前所述，见图3、图4、图8)。两者为相间关系(前者可在后者之间作轻向开合)。径向开合螺母块16设置径向拉簧固定螺孔E，用以固定径向拉簧9；径向导向块10设置固定孔D′，对应于支座7的孔D，用螺钉15固定在支座7的固定孔D上。
丝杆6在横截面径端设两道纵向棘槽14。棘槽14由径向面I和斜面J组成“V”字形断面(从钳尾向视左面为径向，右面为斜向)。它们与棘爪13相对应。
图中，新增的构件有环式三内偏心凸轮，简称凸轮8(见
图12)。其横截面如前所述，在纵向两横断面上各设置三段等长贯穿槽F，提供拉簧9贯穿，并满足凸轮8相对所控径向开合螺母块16旋转60°圆心角的需要。此外，在凸轮8的向尾面G的直径方向线上的边缘内两侧各设两个棘爪13的铰轴孔H。
棘爪13(见图6，图7)，共两只用铰轴安装在凸轮8的铰轴孔H上。
压簧片12；共两片均固定在凸轮8的G面上，分别对两棘爪13的斜面J起压紧作用。它与棘爪13、棘槽14组成单向型棘轮机构。
螺钉15(见
图10)共3只与支座7的孔D、径向导向块10的孔D′配合，起连接紧固作用，采用等径统螺纹形式，并在一端开一字槽L。
径向拉簧9、共6根，采用圆柱型，分别将其两端固定在径向开合螺母块10的孔E和拉簧固定桩11上。
拉簧固定桩11(见图9)共3根，对应于径向开合螺母块16的孔E的径向线固定在支座7的尾向面G上，并使它与凸轮8外切。
现将本发明的运和情况作进一步说明。
当要实施免空程时，反向旋丝杆6，使棘槽14的径向面I推动棘爪13带动凸轮8同向旋转60°圆心角(相对于径向开合螺母块16，从近心点转到了远心点)，在旋转过程中，径向开合螺母块16在径向拉簧9的作用下，逐渐径向开启并离开丝杆6，则活动钳体2处于非约束状态，可随手推进或拉出钳体2，实现免空程。
当要实施增力(通过实施免空程，钳口3已将工件闭合，则需夹紧或压缩工件)时，正向旋转丝杆6，凭借压簧片12对棘爪13的压力，保持棘槽14与棘爪甲K的楔合，并带动凸轮8同向旋转60°圆心角至正死点(相对于螺母块16，从远心点转到了近心点)停止转动。在旋转过程中，凸轮8克服径向拉簧9的拉力，将螺母块16径向压入与丝杆6啮合。继续正旋丝杆6(此时，旋转力矩大于压簧片12的反向阻力矩，棘槽14的斜面J与棘爪甲K脱离)，则用螺杆传动实现夹紧或压缩工件的增力目的。
本发明所指虎钳包括机用虎钳和手工虎钳。
本发明与已有技术相比，不但在提供免空程的灵活可靠方面和提供足够夹紧力方面均功能完备，而且机构紧凑、成本较低，因此具有实持性的改进效果。
权利要求1.导螺母径向开合免空程虎钳，其特征在于导螺母径向开合段是由横截面为环形的螺母切割而成三个径向开合螺母块及其三个径向开合导向块；对应于径向开合螺母段的三个径向开合螺母块，配套一个环式三内偏心凸轮。
2.根据权利要求1所述的导螺母径向开合免空程虎钳，其特征是三个径向开合螺母块及其三个径向导向块，两者为相间关系(前者在后者之间可作径向开合)，其几何切割法为将环形螺母的内螺牙的牙尖圆周三等分，并径向切割至螺牙根，得螺牙根圆周三分点，以该三分点间的中点的径向线为对称轴，并过该三分点平行于三条对称轴作唯一的六条切割射线。
3.根据权利要求1所述的导螺母径向开合免空程虎钳，其特征是环式三内偏心凸轮为空心圆柱体结构，其横截面外缘为圆形，内侧由三个全等的偏心凸轮的凹形圆弧线组成，其近心距等于导螺母径向开合螺母段的外圆半径，远心距略大于近心距与螺牙高度之和，近心距与远心距的夹角等于60°。
专利摘要本装置涉及改进虎钳的螺杆传动机构。采用环形导螺母，并将其切割为三个螺纹开合段和三个近扇形固定块，对应于三个螺纹开合段设置环式三内偏心凸轮及径向拉簧。并在丝杆及其棘轮机构的驱动下，偏心凸轮正转60°圆心角(从远心点转到近心点)，即将螺纹开合段径向压入与丝杆啮合，达到螺杆传动增力目的；反之则开启，实现免空程之目的。本装置具有动作灵活可靠、机构简单、结构受力合理的特点。
文档编号B25B1/12GK2209015SQ9324288
公开日1995年10月4日 申请日期1993年11月15日 优先权日1993年11月15日
发明者邢东升 申请人:邢东升