CN103331459B - 前置式气动卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床夹具技术领域，尤其涉及一种前置式气动卡盘，包括内部中空的芯轴，套装在芯轴上的卡盘体、均布在卡盘体上的活动卡爪和卡爪驱动机构，卡盘体包括缸体和缸盖，活动卡爪具有嵌于缸盖内的滑座，滑座底部与缸体的端面径向滑动配合，缸体外圈还密封套装有回转体，回转体的内圈嵌入有可胀紧在回转体和缸体之间的第一T型橡胶圈和第二T型橡胶圈，第一T型橡胶圈和第二T型橡胶圈的内径均大于缸体的外径，回转体的上还设置有第一气孔和第二气孔。本发明通过增设可胀紧的T型橡胶圈，满足了气动卡盘高速旋转的需要，转速可达3000转/分，避免回转体和缸体之间摩擦导致卡盘不能正常工作的问题。

Description

前置式气动卡盘

技术领域

本发明涉及机床夹具技术领域，尤其涉及一种前置式气动卡盘。

背景技术

机床上加装工件的夹具按夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。气动夹具、液压夹具和气液夹具因自动化程度高、操作简单、夹紧力大得到广泛应用，动力卡盘包括气动卡盘、液压卡盘和气液卡盘，动力卡盘包括卡盘体、均布在卡盘体上的活动卡爪和卡爪驱动机构，根据夹装工件种类和要求的不同，一般活动卡爪的数量为2-6个。

现有的前置式气动卡盘在卡盘外设置有回转缸体，使用者可以在极短的时间内完成工件夹持系统的设置，快速地展开各式加工作业。安装和使用都比较简单，因此广受亲睐。但是由于气动卡盘要完成高速旋转动作，卡盘和回转缸体都是金属材质，之间间隙微小，在高速旋转中难免相互发生摩擦，摩擦生热，易产生粘性，导致突然停转，不能适应高速旋转的工作要求；倘若增大卡盘和回转缸体之间间隙，通气时气流会从卡盘与回转缸体之间的缝隙流走，导致卡盘无法实现夹紧动作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了能够适应卡盘高速旋转的工作需要，本发明提供一种前置式气动卡盘。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种前置式气动卡盘，包括内部中空的芯轴，套装在芯轴上的卡盘体、均布在卡盘体上的活动卡爪和卡爪驱动机构，所述的卡盘体包括缸体和缸盖，所述的活动卡爪具有嵌于缸盖内的滑座，所述的滑座底部与缸体的端面径向滑动配合，所述的缸体外圈还密封套装有回转体，所述的回转体的内圈开设有第一T型槽和第二T型槽，所述的第一T型槽和第二T型槽内分别嵌入有可胀紧在回转体和缸体之间的第一T型橡胶圈和第二T型橡胶圈，所述的第一T型橡胶圈和第二T型橡胶圈的内径均略大于缸体的外径，所述回转体上还设置有第一气孔和第二气孔，所述的第一气孔和第二气孔分别与第一T型槽和第二T型槽相连通。本发明的气动卡盘能够适应高速旋转，在保证回转体与缸体之间具有一定间隙(该间隙控制在缸体高速转动时不与回转体接触为准)，当卡盘需要做夹紧工件的动作时，通气后，通过胀紧的T型橡胶圈进行密封，此时的密封可以保证气流不会从缸体与回转体之间的缝隙流出，夹紧动作完成后，由于不再通气，T型橡胶圈不再与缸体表面接触，当缸体高速旋转时，由于缸体与回转体之间存在间隙，因此不会产生相对摩擦，也就不会出现背景技术中所提到的问题，从而解决了卡盘无法实现高转速的问题。

为了适应本发明卡盘的形状，其内部结构为：所述的卡爪驱动机构包括安装在卡盘体中套装在芯轴上的活塞和驱动活塞运动的动力机构，所述的活塞包括同轴的活塞根、活塞体和活塞杆，设定活塞体靠近缸盖的一侧为右侧，所述的活塞杆位于活塞体的右侧，且活塞杆与活塞体外径一致，活塞杆与活塞体的外圈均与缸体的内壁密封滑动配合，所述的活塞根位于活塞体的左侧，且活塞根与活塞体内径一致，活塞根与活塞体的内圈均与芯轴的内圈密封滑动配合，活塞体的外径大于活塞根的外径，所述缸盖的内侧还具有密封环设在芯轴外圈的凸台，所述凸台的外圈与活塞杆的内圈密封配合，所述的活塞杆的伸出端还具有斜楔，活动卡爪的滑座底部具有与斜楔滑动配合的斜槽，

所述的活塞体左侧与缸体底面之间构成第一腔室，活塞体右侧与凸台端面之间构成第二腔室，活塞杆的伸出端与缸盖之间构成第三腔室，

所述的缸盖内还开设有用于安装有单向止气阀的腔体，所述的腔体口密封有腔体盖，所述的单向止气阀包括阀体、置于阀体内的阀芯和压杆，所述的阀体具有朝向腔体盖的瓶颈开口，所述的阀芯与阀体口相匹配且顶在阀体的瓶颈开口处，阀芯至阀体底部之间设置有弹簧，所述的压杆中部环设有突圈，所述的突圈外壁与缸盖密封滑动连接，以突圈为界，所述的压杆分为伸入阀体内与阀芯接触的压入端和顶在腔体盖上的末尾端，所述的突圈与阀体端口之间留有间距，突圈与腔体盖之间构成第四腔室，

所述芯轴的壁厚中开设有与第一腔室相连通的第一通道，缸盖内开设有与第二腔室相连通的第二通道，缸体内开设有与第二通道相连通的第三通道，所述的缸盖内还开设有分别与第四腔室和阀体的瓶颈口内相连通的第四通道和第五通道，缸盖内还设有第六通道，第六通道的一端与第一通道相连通，另一端与阀体内腔相连通，缸体内还开设有与第五通道相连通的第七通道，所述的第一T型橡胶圈和第二T型橡胶圈上分别开设有若干第一微孔和第二微孔，所述的缸体外圈开设有若干分别与第一微孔和第二微孔对应的第一进气道和第二进气道，所述的第一进气道与第七通道相连通，第二进气道与第三通道、第四通道相连通。

为了便于气流循环，活塞运动，所述的活塞根、活塞体和活塞杆为一体结构，缸体内的底部具有与活塞根相匹配的凹腔，所述的凹腔容积略大于活塞根。

为了更进一步提高转速，所述的回转体采用材料较轻的铝制回转体。

为了便于控制开关气孔，所述的第一气孔和第二气孔分别连接有控制进气的电磁阀。

本发明的有益效果是，本发明的前置式气动卡盘，通过增设可胀紧的T型橡胶圈，满足了气动卡盘高速旋转的需要，转速可达3000转/分，卡盘内巧妙的气流通道设计及单向止气阀的运用，进一步保证了卡盘的良好工况，提高卡盘精度，延长使用寿命，结构紧凑、夹持力大、夹紧速度快、能耗低、噪音小、安装方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明前置式气动卡盘的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是图1的另一剖视图。

图4是本发明活塞的结构示意图。

图5是图4的侧视图。

图中：1、芯轴，2、卡盘体，21、缸体，211、凹腔，22、滑座，221、斜槽，23、缸盖，231、凸台，232、腔体盖，3、活动卡爪，4、活塞，41、活塞根，42、活塞体，43、活塞杆，44、斜楔，5、回转体，51、第一气孔，52、第二气孔，111、阀体，112、阀芯，113、压杆，1131、突圈，1132、压入端，1133、末尾端，114、弹簧，6、第一T型橡胶圈，61、第一T型槽，62、第一微孔，7、第二T型橡胶圈，71、第二T型槽，72、第二微孔，8、第一腔室，9、第二腔室，10、第三腔室，12、第四腔室，13、第一通道，14、第二通道，15、第三通道，16、第四通道，17、第五通道，18、第六通道，19、第七通道，212、第一进气道，213、第二进气道。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，是本发明前置式气动卡盘的实施例，包括内部中空的芯轴1，套装在芯轴1上的卡盘体2、均布在卡盘体2上的活动卡爪3和卡爪驱动机构，所述的卡盘体2包括缸体21和缸盖23，所述的活动卡爪3具有嵌于缸盖23内的滑座22，滑座22底部与缸体21的端面径向滑动配合，

卡爪驱动机构包括安装在卡盘体2中套装在芯轴1上的活塞4和驱动活塞4运动的动力机构，所述的活塞4包括同轴的一体结构的活塞根41、活塞体42和活塞杆43，设定活塞体42靠近缸盖23的一侧为右侧，活塞杆43位于活塞体42的右侧，且活塞杆43与活塞体42外径一致，活塞杆43与活塞体42的外圈均与缸体21的内壁密封滑动配合，活塞根41位于活塞体42的左侧，且活塞根41与活塞体42内径一致，活塞根41与活塞体42的内圈均与芯轴1的内圈密封滑动配合，活塞体42的外径大于活塞根41的外径，所述缸盖23的内侧还具有密封环设在芯轴1外圈的凸台231，所述凸台231的外圈与活塞杆43的内圈密封配合，活塞杆43的伸出端还具有斜楔44，活动卡爪3的滑座22底部具有与斜楔44滑动配合的斜槽221，

活塞体42左侧与缸体21底面之间构成第一腔室8，活塞体42右侧与凸台231端面之间构成第二腔室9，活塞杆43的伸出端与缸盖23之间构成第三腔室10，

缸盖23内还开设有用于安装有单向止气阀的腔体，所述的腔体口密封有腔体盖232，腔体盖232外端面与缸盖23外端面在同一平面内，所述的单向止气阀包括阀体111、置于阀体111内的阀芯112和压杆113，所述的阀体111具有朝向腔体盖232的瓶颈口，所述的阀芯112与阀体111口相匹配且密封顶在阀体111的瓶颈开口处，阀芯112至阀体111底部之间设置有弹簧114，所述的压杆113中部环设有突圈1131，所述的突圈1131外壁与缸盖23密封滑动连接，以突圈1131为界，所述的压杆113分为伸入阀体111内与阀芯112接触的压入端1132和顶在腔体盖232上的末尾端1133，所述的突圈1131与阀体111端口之间留有间距，突圈1131与腔体盖232之间构成第四腔室12，

缸体21外圈还密封套装有采用铝制的回转体5，所述的回转体5的内圈开设有第一T型槽61和第二T型槽71，第一T型槽61和第二T型槽71内分别嵌入有可胀紧在回转体5和缸体21之间的第一T型橡胶圈6和第二T型橡胶圈7，第一T型橡胶圈6和第二T型橡胶圈7的内径均略大于缸体21的外径，所述回转体5上还设置有第一气孔51和第二气孔52，所述的第一气孔51和第二气孔52分别与第一T型槽61和第二T型槽71相连通，第一气孔51和第二气孔52分别连接有控制进气的电磁阀，

芯轴1的壁厚中开设有与第一腔室8相连通的第一通道13，缸盖23内开设有与第二腔室9相连通的第二通道14，缸体21内开设有与第二通道14相连通的第三通道15，所述的缸盖23内还开设有分别与第四腔室12和瓶颈口内相连通的第四通道16和第五通道17，缸盖23内还设有第六通道18，第六通道18的一端与第一通道13相连通，另一端与阀体111内腔相连通，缸体21内还开设有与第五通道17相连通的第七通道19，第一T型橡胶圈6和第二T型橡胶圈7上分别开设有若干第一微孔62和第二微孔72，缸体21外圈开设有若干分别与第一微孔62和第二微孔72对应的第一进气道212和第二进气道213，所述的第一进气道212与第七通道19相连通，第二进气道213与第三通道15、第四通道16相连通。

缸体21内的底部具有与活塞根41相匹配的凹腔211，所述的凹腔211容积略大于活塞根41，使得活塞体42压至缸体21底端时，活塞根41与凹腔211之间具有间隙，间隙之间的芯轴1上开设有第一腔室8与第一通道13相连通的小孔。

工作原理：将工件夹紧在卡盘中心，工件可穿设在芯轴1内，

当通过电磁阀使得第一气孔51进气时，气流充入第一T型槽61内，使得第一T型橡胶圈6胀紧在缸体21外圈，而使缸体21与回转体5之间密封，由于T型橡胶圈6上若干微孔，气体可以通过微孔可以进入到缸体21内部，依次经过第七通道19、第五通道17、达到阀体111的瓶颈口内，气流顶压阀芯112，使得阀芯112与阀体111的瓶颈口打开，气流进入第六通道18，再通过第一通道13进入第一腔室8，使得活塞4向缸盖23运动，斜楔44向斜槽221内运动，从而使得活动卡爪3向卡盘中心运动夹紧工件；

当通过电磁阀使得第二气孔52进气时，部分气流充入第二T型槽71内，使得第二T型橡胶圈7胀紧缸体21而使缸体21与回转体5之间密封，该气流依次经过第三通道15、第二通道14，进入第二腔室9，使得活塞4向缸体21底部运动，第一腔室8内的气流被挤压从小孔进入第一通道13，再进入第六通道18至阀体111内腔，在部分气流进入第三通道15的同时，还有部分气流进入第四通道16，第四腔室12充足气流后使得压杆113向阀体111内运动，压入端1132压顶阀芯112使得阀芯112与阀体111的瓶颈口打开，此时从第二腔室9排出的气流到达阀体111内腔后进入阀体111的瓶颈口内，再依次通过第五通道17、第七通道19从第一气孔51排出，从而使得活动卡爪3松开工件。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种前置式气动卡盘，其特征在于：包括内部中空的芯轴(1)，套装在芯轴(1)上的卡盘体(2)、均布在卡盘体(2)上的活动卡爪(3)和卡爪驱动机构，

所述的卡盘体(2)包括缸体(21)和缸盖(23)，所述的活动卡爪(3)具有嵌于缸盖(23)内的滑座(22)，所述的滑座(22)底部与缸体(21)的端面径向滑动配合，

所述的缸体(21)外圈还密封套装有回转体(5)，所述的回转体(5)的内圈开设有第一T型槽(61)和第二T型槽(71)，所述的第一T型槽(61)和第二T型槽(71)内分别嵌入有可胀紧在回转体(5)和缸体(21)之间的第一T型橡胶圈(6)和第二T型橡胶圈(7)，所述的第一T型橡胶圈(6)和第二T型橡胶圈(7)的内径均略大于缸体(21)的外径，所述回转体(5)上还设置有第一气孔(51)和第二气孔(52)，所述的第一气孔(51)和第二气孔(52)分别与第一T型槽(61)和第二T型槽(71)相连通，

所述的卡爪驱动机构包括安装在卡盘体(2)中套装在芯轴(1)上的活塞(4)和驱动活塞(4)运动的动力机构，所述的活塞(4)包括同轴的活塞根(41)、活塞体(42)和活塞杆(43)，设定活塞体(42)靠近缸盖(23)的一侧为右侧，所述的活塞杆(43)位于活塞体(42)的右侧，且活塞杆(43)与活塞体(42)外径一致，活塞杆(43)与活塞体(42)的外圈均与缸体(21)的内壁密封滑动配合，所述的活塞根(41)位于活塞体(42)的左侧，且活塞根(41)与活塞体(42)内径一致，活塞根(41)与活塞体(42)的内圈均与芯轴(1)的内圈密封滑动配合，活塞体(42)的外径大于活塞根(41)的外径，所述缸盖(23)的内侧还具有密封环设在芯轴(1)外圈的凸台(231)，所述凸台(231)的外圈与活塞杆(43)的内圈密封配合，所述的活塞杆(43)的伸出端还具有斜楔(44)，活动卡爪(3)的滑座(22)底部具有与斜楔(44)滑动配合的斜槽(221)，

所述的活塞体(42)左侧与缸体(21)底面之间构成第一腔室(8)，活塞体(42)右侧与凸台(231)端面之间构成第二腔室(9)，活塞杆(43)的伸出端与缸盖(23)之间构成第三腔室(10)，

所述的缸盖(23)内还开设有用于安装有单向止气阀的腔体，所述的腔体口密封有腔体盖(232)，所述的单向止气阀包括阀体(111)、置于阀体(111)内的阀芯(112)和压杆(113)，所述的阀体(111)具有朝向腔体盖(232)的瓶颈开口，所述的阀芯(112)与阀体(111)口相匹配且顶在阀体(111)的瓶颈开口处，阀芯(112)至阀体(111)底部之间设置有弹簧(114)，所述的压杆(113)中部环设有突圈(1131)，所述的突圈(1131)外壁与缸盖(23)密封滑动连接，以突圈(1131)为界，所述的压杆(113)分为伸入阀体(111)内与阀芯(112)接触的压入端(1132)和顶在腔体盖(232)上的末尾端(1133)，所述的突圈(1131)与阀体(111)端口之间留有间距，突圈(1131)与腔体盖(232)之间构成第四腔室(12)，

所述芯轴(1)的壁厚中开设有与第一腔室(8)相连通的第一通道(13)，缸盖(23)内开设有与第二腔室(9)相连通的第二通道(14)，缸体(21)内开设有与第二通道(14)相连通的第三通道(15)，所述的缸盖(23)内还开设有分别与第四腔室(12)和阀体(111)的瓶颈口内相连通的第四通道(16)和第五通道(17)，缸盖(23)内还设有第六通道(18)，第六通道(18)的一端与第一通道(13)相连通，另一端与阀体(111)内腔相连通，缸体(21)内还开设有与第五通道(17)相连通的第七通道(19)，所述的第一T型橡胶圈(6)和第二T型橡胶圈(7)上分别开设有若干第一微孔(62)和第二微孔(72)，所述的缸体(21)外圈开设有若干分别与第一微孔(62)和第二微孔(72)对应的第一进气道(212)和第二进气道(213)，所述的第一进气道(212)与第七通道(19)相连通，第二进气道(213)与第三通道(15)、第四通道(16)相连通。

2.如权利要求1所述的前置式气动卡盘，其特征在于：所述的活塞根(41)、活塞体(42)和活塞杆(43)为一体结构，缸体(21)内的底部具有与活塞根(41)相匹配的凹腔(211)，所述的凹腔(211)容积略大于活塞根(41)。

3.如权利要求1所述的前置式气动卡盘，其特征在于：所述的回转体(5)采用铝制回转体。

4.如权利要求1所述的前置式气动卡盘，其特征在于：所述的第一气孔(51)和第二气孔(52)分别连接有控制进气的电磁阀。