[发明专利]一种用于夹具系统的夹紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹紧装置，具体涉及一种利用超磁致伸缩材料以及行程放大装置来驱动的夹紧装置。

背景技术

无论是传统机械制造业，还是现代机械制造业，机床夹具的作用都是十分重要的。而机床夹具的核心，则是夹紧装置。

目前在生产中广泛使用的机动夹紧装置，大多采用气动或者液压传动，并配合以适当的夹紧机构。人们之所以大量采用流体传动夹具的主要原因，一是能获得较手动夹具大得多的夹紧力，二是便于实现定位与夹紧过程的自动化控制。中国实用新型专利CN2855645Y中公开了一种气动夹紧装置，主要由气缸、本体、滑块、连杆、传动轴、压杆以及压板等组成，利用气动原理，当气缸杆在气压作用下伸出时，便通过接头带动滑块向上运动，连杆又迫使摇杆带动传动轴及压杆围绕固定点转动从而实现对工件的压紧。利用液压驱动的夹紧装置如中国实用新型专利CN201015851Y中公开的一种液压夹紧装置，包括液压缸和第一夹紧件以及第二夹紧件，液压缸包括缸筒和活塞杆，第一夹紧件与缸筒连接，第二夹紧件与活塞杆相连接，当液压缸中通入压力油后，活塞杆和缸筒之间产生相对运动，从而使分别与它们相连接的第一夹紧件和第二夹紧件产生相对运动，将待夹物夹紧。

然而，在实际的使用中，液压与气动夹紧装置存在着下列不足。①夹紧力所需要的机械能，要经过很多能量形式转换环节，造成能量损耗大，能源利用率低。②存在高速旋转的机械传动装置，噪声污染比较严重。③液压传动夹具在很多环节上无法避免油液泄漏，并由此造成比较严重的地面及空气污染。④许多液压传动夹具在切削加工过程中，为保持持续夹紧力而无谓地消耗能源，对能源是一种浪费。

可见，设计一种能源利用率高、稳定性好、无污染的夹紧装置，对于提高夹具技术水平，实现节能降耗有着重要的意义。

发明内容

本发明目的是提供一种具有能源利用率高、稳定性好、无污染夹紧装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于夹具系统的夹紧装置，包括微位移驱动装置、行程放大装置以及位移输出装置，所述微位移驱动装置包括一底座，所述底座外设有外套，其内设有超磁致伸缩棒，所述超磁致伸缩棒一端与底座固定连接，另一端连接有输出杆，所述超磁致伸缩棒两侧设有骨架，所述骨架与外套之间设有线圈；

所述行程放大装置包括一内设有主动活塞的主动活塞缸体，所述主动活塞一端与所述微位移驱动装置的输出杆固定连接，另一端与所述主动活塞缸体之间构成液压腔，内部设有液压介质；

所述位移输出装置包括输出缸体，所述输出缸体内部设有输出活塞杆，所述输出活塞杆输出侧与缸体之间设有复位弹簧，所述输出活塞杆另一端通过行程放大装置的液压腔与活塞连接。

上文中，所述微位移驱动装置中设有超磁致伸缩棒，所谓超磁致伸缩简称GMM，指具有很大磁致伸缩系数的三元稀土铁化合物。超磁致伸缩材料具有磁致伸缩应变大，机电耦合系数高，能量密度大，响应速度快，输出力大等有点，在声纳、微位移、微动力和力学传感领域都有良好的应用前景。目前使用的超磁致伸缩材料的饱和磁致伸缩系数大于1350×10-6，轴向磁机耦合系数在0.5～0.7之间，一般采用国产稀土材料作为的超磁致伸缩材料。超磁致伸缩棒处在圈产生的磁场中，当改变线圈中的电流时，超磁致伸缩棒所处的磁场大小就会发生变化，从而导致超磁致伸缩驱动器输出位移，通过控制线圈中的电流就可控制超磁致伸缩微驱动器的输出位移和力。当电流升高时，磁致伸缩棒的长度会变长，然后推动输出杆进行直线运动；当电流降低时，磁致伸缩棒的长度变短，输出杆在反向运动。

上述技术方案中，所述行程放大装置利用帕斯卡原理，当一个装置以密闭的流体为传动介质，使直径小的活塞推动直径大的活塞运动时，是一个力放大装置，但同时也是一个行程缩小装置；反之，用直径大的活塞来推动直径小的活塞运动，则是一个行程放大装置，同时是一个力缩小装置。活塞缸体为一个封闭的装置，液体介质为传动介质，所述微位移驱动装的输出杆推动活塞缸体内的活塞运动，形成一个行程放大装置。活塞通过液压腔与输出活塞杆连接在一起，并通过封闭在液压腔内的液体介质将活塞接受的微量位移进行放大，从而推动输出活塞杆进行运动。

所述位移输出装置包括输出缸体，所述输出缸体内部设有输出活塞杆，所述输出活塞杆通过接收液压腔的传动而进行运动，当运动停止时，由于输出活塞杆的输出端与缸体之间设有复位弹簧，，可以进行复位。

进一步的技术方案，所述微位移驱动装置与功放及A/D转换器连接，所述A/D转换器的信号输出端与计算机控制中心连接。所述功放及A/D转换器的设置，并且与计算机控制中心相连接，可以准确的对电流大小进行测量。