一种三驱动六连杆夹具的设计与分析

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目前，国内外壁板板材的成形方法主要有单点渐进成形、多点渐进成形、压弯成形、滚弯成形、拉伸成形和喷丸成型等。工件的固定和运动主要有两种方式：-种是固定压边式，另-种是靠操作工人凭借经验手持工件人工调整1]。前-种方式主要用于工件在加工过程中保持固定状态情况；后-种方式主要用于工件在加工过程中需要进行移动和转动隋况，因目前尚无能够夹持工件作自动移动和转动的工装夹具设备，操作工人只能凭借经验手持工件采用人工调整方法 (典型例子如压弯成形和不规则形状剪板成形)。

人工干预工件调整存在工作效率低、调整准确性差和操作危险生高的缺陷。对于人工干预危险性高、误差大和效率低的场合，例如板材压弯成形和不规则剪板成形等，人工干预工件调整已越来越不能适应加工要求。利用数控技术实现工件的移动和转动 自动控制是今后板材成形方法的趋势13]，而要实现数控技术自动控制必须有与之配套的加工工件夹具。

2三驱动六连杆夹具结构设计三驱动六连杆夹具包括：曲柄侧机构、连杆侧机构、工件和机架。具体结构，如图1所示。

曲柄侧机构和连杆侧机构通过左、右夹头与工件相连。当滑块工作台静止时，六杆机构相当于四杆机构，工件充当四杆机构中的连架杆 。为模仿人手腕动作，保证夹头在工作时具备各个方向的自由度，本设计在夹头和曲柄琏杆间安装了压缩弹簧目。夹具整体通过夹具左、右固定座固定于需要安装该夹具的设备的工作台上，如压弯成形机和不规则剪板成形机等。

3三驱动六连杆夹具运动分析- 种三驱动六连杆夹具是由两个 Ⅱ级干组组成的六杆机构，通过式(1)计算可得，该杆组具备三个自由度 。通过三个驱动电机分别控制三个自由度。

F3n-zP2叩 (1)- 种三驱动六连杆夹具的机构简图，如图2所示。

来稿日期：2012-03-17基金项目：国家自然科学基金项目(50875038)作者简介：陈述平(1955)，男，辽宁沈阳人，副教授，硕士生导师，主要研究方向是机械设计及理论陈述平等：-种三驱动六连杆夹具的设计与分析 第 1期1.第-壁板调节电机 2.第-联轴器 3.夹具左固定座 4.夹具第-丝杠5.夹具第-导轨光杠 6.夹具丝母 7.第-工作台 8.第三壁板旋转电机9.曲柄联轴器 1O.曲柄 1 1.电机固定座 12.工件 13.工件右夹头14.第四带孔销 15.右夹头过渡杆 l6.第五带孔销 l7.第二压缩弹簧18第六带孔销 19.连杆 20.第二丝杠 21.具第二导轨光杠 22.连杆轴23.连杆壁座轴承 24.调整固定座 25.第二工作台 26.夹具第二丝母27.夹具右固定座 28.第二壁板调节电机 29.第二联轴器 3O.工件左夹头31.第二带孔销 32.左夹头过渡杆 33.第三带孔销34.第-压缩弹簧 35.第-带孑L销图 l三驱动六连杆夹具整体结构示意图Fig.1 The Mechanical Schematic Diagram of theSix-bar Fixture with three Drives1 2 3 4 S 61.左侧滑块 2.曲柄 3.连架杆(工件)4.连杆 5右侧滑块 6.机架图2三驱动六连杆夹具机构简图Fig.2 The Kinematic Sketch of the Six-bar Fixture with three Drives在确定夹具的具体结构后，利用三维建模软件对该夹具进行了建模和运动效果模拟[71，如图3所示。

图 3通过软件进行运动效果模拟Fig.3 The Motional Simulation by Software当两侧滑块静止时，六杆机构相当于四杆机构。曲柄旋转，带动工件(连架杆)做平面运动。当工件将要偏出压头工作范围时或四杆机构死点将要出现时，协调移动两倾0滑块可有效避免上述情况的发生[81。两侧滑块同时前后移动并伴随压头左右移动，可对工件做平面位移补偿。由图3中标记容易看出，夹具能够使工件旋转 180。，即可实现工件加工过程中任意位置，任意角度的成型操作。

4结论- 种三驱动六连杆夹具可以调整壁板的前后移动和转动，同时可根据加工要求进行位置补偿操作；用其取代人工调整，可避免工人因操作不当导致的伤害；夹具可广泛应用于多种金属成型加工，如剪板机、压弯机、弯曲成形机及冲压机床等。在数控系统的协助下，可使加工设备连续精确运行，加工效率高，设备操作危险程度低；通过三维软件对其进行了运动效果模拟，-种三驱动六连杆夹具能够达到角度调节及位移补偿的预期要求，但还需要进-步进行优化设计。为达到工件旋转角度最大，同时位移补偿最小的最优情况，讨论各连杆最优长度是该夹具下-步研究的主要工作。