CN101890517B - 用于车床自动卡盘的动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车床自动卡盘的动力装置，包括主轴箱、安装在主轴箱中空心主轴，通过蝶形弹簧固定在空心主轴中的卡盘顶杆、固定在空心主轴后端的反扣环、卡套在反扣环上的卡爪、与卡爪固定连接的液压缸、间隙安装在卡爪外表面上的定心套、固定座及滑套。本发明的高精度车床弹性卡盘的动力装置具有结构筒单可靠，可控性好，主轴轴承，主轴的回转精度高，工作状态下不产生附加力的特点，能很好的满足工艺实施要求。本发明在汽车零配件、精密电子机械、电子元气件、陶瓷元器件等加工行业内都有应用价值。

Description

用于车床自动卡盘的动力装置

技术领域

本发明涉及一种驱动数控车床自动卡盘的动力装置，该装置以液压液压缸和蝶形弹簧为动力，并采用浮动卡套卸除顶出力对车床主轴的影响，使卡盘的卡爪能够快速精密夹紧待加工工件。

背景技术

数控车床和自动车床适合于高效、高精度的零件加工，装夹零件的卡盘性能因此显得非常重要。车床的自动卡盘要求在动力装置的作用下夹持力均匀可靠、动作敏捷以及精度高。目前在数控车床和自动车床上通常使用的是(液压)动力卡盘，它需要用液压回转液压缸做为动力驱动，也就是在主轴的后面装置一个专门的液压缸，液压缸的活塞和缸筒中有一个零件必须跟随主轴一起转动。当液压缸中通入压力油时，液压缸活塞通过主轴内部的顶杆将顶出力传送到卡盘部件上。这种配置方式至少有以下二个缺点，一是液压缸的转动零件限制了主轴转速的提高，并且影响主轴回转精度；二是液压缸通过拉杆夹紧或松开装夹工件时，将冲击力直接传给主轴，使主轴轴承承受额外冲击载荷，影响主轴的精度保持性。

为了克服上述缺点，可以针对某些专用数控车床和自动车床加工零件的安装尺寸变化范围较小的要求，设计制造特殊的车床卡盘动力装置。本发明涉及的车床卡盘，例如适用于大批大量夹持丝杠的螺母，对其内螺纹进行车削加工。丝杠螺母装夹表面形状简单，同批次尺寸变化小，卡爪相对移动距离小，但加工批量大，要求快速准确夹紧，卡盘内将采用精密弹簧夹爪。另外，为了实现精密加工，主轴采用了高精密的静压轴承，因而有必要采取专门措施避免外力损伤轴承，保证装卸工件时液压缸的顶出力不能直接作用在主轴轴承上。另外静压轴承承载能力较传统的滚动轴承稍小，抗干扰能力较弱，因此如果将回转液压缸与主轴联接在一起转动，一定会对主轴回转精度产生重大影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能够安全驱动控制数控车床自动卡盘的动力装置，该装置可以使卡盘的卡爪能够快速精密夹紧待加工工件，并可避免主轴和主轴轴承受到损坏。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于车床自动卡盘的动力装置，包括

主轴箱；

空心主轴，其安装在主轴箱中，其前端用以连接机床卡盘；

蝶形弹簧，其安装在空心主轴中；

卡盘顶杆，其通过蝶形弹簧固定在空心主轴中，其向前推出时可以打开机床卡盘，用以卸下工件，回退时可关闭机床卡盘，用以夹紧工件；

反扣环，其固定在空心主轴的后端；

卡爪，其扣在反扣环的末端，可相对反扣环做一定间隙浮动，当卡爪与反扣环反方向脱离运动时可以互相卡合扣紧；

液压缸，其缸盖前端与卡爪固定连接，其活塞杆通过伸缩穿过卡爪、反扣环顶住或脱离卡盘顶杆的末端；

定心套，其间隙套接在卡爪上，为卡爪定心；

固定座，其设置在定心套外，并与主轴箱后端固定连接；

滑套，其封闭液压缸缸体、定心套及固定座之间的空间，使这些部件之间形成具有空气弹簧作用的空气腔。

作为上述技术方案的改进，所述卡爪是一个弹性套，其一端与液压缸缸体前端固定连接，另一端套在反扣环上。

本发明的有益效果：本发明的动力装置中，蝶形弹簧套在卡盘顶杆和主轴之间，蝶形弹簧的弹力能够使卡盘顶杆产生拉紧力，作用到车床卡盘上，夹紧工件。这时通过液压控制信号，活塞杆在液压油作用下收回到液压缸内，活塞杆与卡盘顶杆脱开接触，同时定心套在空气弹簧的作用下，带动液压缸、卡爪一起向前滑移，卡爪滑移后实际上是空套在反扣环上，此时主轴与液压缸脱离，不受外界影响的以正常转速工作，避免其受到冲击，从而可以保证主轴的回转精度。

另外，通过液压控制信号活塞杆也能够在液压油作用下对卡盘顶杆施加顶出力，直至抵消蝶形弹簧的张力，然后打开车床卡盘对工件的夹紧，卸下工件。液压力还能够抵消空气弹簧的作用力，使定心套带动液压缸和卡爪一起反向浮动滑移。由于卡爪反向浮动滑移，消除了卡爪与反扣环之间的间隙，卡爪牢牢的扣住反扣环，可以互相卡合扣紧，其扣紧力与活塞杆对卡盘顶杆施加顶出力之间形成内力，并相互抵消，由此避免活塞产生的巨大顶出力直接作用到主轴轴承上。

因此，本发明的高精度车床弹性卡盘的动力装置具有结构简单可靠，可控性好，主轴轴承，主轴的回转精度高，工作状态下不产生附加力的特点，能很好的满足工艺实施要求。本发明在汽车零配件、精密电子机械、电子元气件、陶瓷元器件等加工行业内都有应用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为动力装置结构图及夹紧工件状态示意图；

图2为动力装置结构图及松开工件状态示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明的一种用于车床自动卡盘的动力装置，包括主轴箱12；空心主轴1，其安装在主轴箱12中，其前端用以连接机床卡盘；蝶形弹簧2，其安装在空心主轴1中；卡盘顶杆3，其通过蝶形弹簧2固定在空心主轴1中，其向前推出时可以打开机床卡盘，用以卸下工件，回退时可关闭机床卡盘，用以夹紧工件；反扣环4，其固定在空心主轴1的后端；卡爪6，其扣在反扣环4的末端，可相对反扣环4做一定间隙浮动，当卡爪6与反扣环4反方向脱离运动时可以互相卡合扣紧；液压缸9，其缸盖前端与卡爪6固定连接，其活塞杆8通过伸缩穿过卡爪6、反扣环4顶住或脱离卡盘顶杆3的末端；定心套7，其间隙套接在卡爪6上，为卡爪6定心；固定座5，其设置在定心套7外，并与主轴箱12后端固定连接；滑套10，其封闭液压缸9缸体、定心套7及固定座5之间的空间，使这些部件之间形成具有空气弹簧作用的空气腔13。

其中，所述卡爪6优选是一个弹性套，其一端与液压缸9缸体前端固定连接，另一端套在反扣环4上。

在图1的工作状态下，这时通过液压控制信号，活塞8在液压油作用下收回到液压缸筒内，活塞杆8与卡盘顶杆3脱开接触，同时定心套7在空气弹簧的作用下，带动液压缸9和卡爪6一起向前滑移，蝶形弹簧2空套在卡盘顶杆3和车床主轴1内，蝶形弹簧2的弹力能够使卡盘顶杆3收回，产生拉紧力作用到车床卡盘上，夹紧工件。卡爪6向前滑移后实际上是空套在反扣环4上，此时，主轴1与液压缸脱离，不受外界影响的以正常转速工作。

在图2的工作状态下，通过液压控制信号活塞杆8，在液压油作用下对卡盘顶杆3施加顶出力，直至抵消蝶形弹簧2的张力，然后打开车床卡盘对工件的夹紧，卸下工件。液压力还能够抵消空气弹簧的作用力，使定心套7带动液压缸9和卡爪6一起反向即向后浮动滑移，滑移距离δ＝1.5～2mm。由于卡爪6反向浮动滑移，消除了卡爪6与反扣环4之间的间隙，使得卡爪6牢牢的扣住反扣环4，扣紧力与活塞杆8对卡盘顶杆3施加顶出力之间形成内力，并相互抵消，由此避免活塞杆8产生的巨大顶出力直接作用到主轴轴承上。

因此，本发明装置本发明的高精度车床弹性卡盘的动力装置避免了上述不足，具有结构简单可靠，可控性好，主轴轴承，主轴的回转精度高，工作状态下不产生附加力的特点，能很好的满足工艺实施要求。在汽车零配件、精密电子机械、电子元气件、陶瓷元器件等加工行业内这一工艺装置都有应用价值。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.用于车床自动卡盘的动力装置，其特征在于：包括

主轴箱(12)；

空心主轴(1)，其安装在主轴箱(12)中，其前端用以连接机床卡盘；

蝶形弹簧(2)，其安装在空心主轴(1)中；

卡盘顶杆(3)，其通过蝶形弹簧(2)固定在空心主轴(1)中，其向前推出时可以打开机床卡盘，用以卸下工件，回退时可关闭机床卡盘，用以夹紧工件；

反扣环(4)，其固定在空心主轴(1)的后端；

卡爪(6)，其扣在反扣环(4)的末端，可相对反扣环(4)做一定间隙浮动，当卡爪(6)与反扣环(4)反方向脱离运动时可以互相卡合扣紧；

液压缸(9)，其缸盖前端与卡爪(6)固定连接，其活塞杆(8)通过伸缩穿过卡爪(6)、反扣环(4)顶住或脱离卡盘顶杆(3)的末端；

定心套(7)，其间隙套接在卡爪(6)上，为卡爪(6)定心；

固定座(5)，其设置在定心套(7)外，并与主轴箱(12)后端固定连接；

滑套(10)，其封闭液压缸(9)缸体、定心套(7)及固定座(5)之间的空间，使这些部件之间形成具有空气弹簧作用的空气腔(13)。

2.根据权利要求1所述的用于车床自动卡盘的动力装置，其特征在于：所述卡爪(6)是一个弹性套，其一端与液压缸(9)缸体前端固定连接，另一端套在反扣环(4)上。

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