CN103394722B - 一种柔性四爪卡盘 - Google Patents

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本发明公开了一种柔性四爪卡盘,尤其涉及一种用于夹持不规则工件的柔性四爪卡盘,以原有自动定心的四爪卡盘为基础,增加四个嵌有单动上爪的中块,中块与联动下爪之间通过铰链连接,可以自由转动,四个中块均为独立模块,其上各有一个T形涡轮以滑动副形式与其配合;各个中块在涡杆带动T形涡轮实现转向并锁定在固定角度上,同时嵌在中块上面的单动上爪能够通过转动丝杆向前向后运动,并通过丝杆的自锁功能进行自动锁死。本发明通过可转动的中块,可以实现规则或不规则工件的装夹,扩大卡盘的使用范围,提高工件的装夹安全性、稳定性及加工精度。

Description

一种柔性四爪卡盘
技术领域
本发明涉及一种机械加工的工件卡盘,尤其设计一种能够实现夹紧不规则工件或回转体的柔性四爪卡盘。
背景技术
通用夹具主要有虎钳、三爪卡盘、四爪卡盘等等,它们主要应用于形状规则的工件(或毛胚)的夹持和固定,但对于一些形状不规则或者形状比较复杂的工件(或毛胚),用以上这三种夹具显然无法做到合理的夹持。然而不合理的夹持往往会降低加工精度、损坏工件(或毛胚),最终造成工件尺寸的较大误差。有时候甚至会由于夹持力度的不够使加工过程充满危险。不仅如此,通用夹具往往还需要进行反复拆卸以满足对不同形状的规则工件(或毛胚)的夹持,工序繁琐。
发明内容
针对上述技术问题,本发明旨在提供一种结构简单、可实现外形规则及不规则的工件夹持、提高工件加工安全性及精度的柔性四爪卡盘。
本发明是通过如下方案实现的:
一种柔性四爪卡盘,包括卡盘体、在卡盘体内具螺旋线的大锥卡盘及锥齿轮、四个受大锥卡盘的螺旋线驱动可沿卡盘体径向来回移动的联动下爪,以及设置在卡盘体底部的底座端盖1,所述卡盘体的上方通过十字槽螺钉固定设置有由4个相同圆弧组成的梅花形托架,所述梅花形托架上还固定有与梅花形托架外轮廓形状一致的梅花环;
所述联动下爪上均活动铰接有中块,所述中块底部向下延伸设置有伸入至联动下爪内的销柱,所述的中块上部活动设置有可直线来回移动的单动上爪,所述单动上爪底部设置有与中块内的丝杆相配合的螺纹;
所述梅花形托架边缘对称的设置有四组啮合连接的蜗轮蜗杆副,所述蜗轮蜗杆副包括水平放置的蜗杆及T形蜗轮,所述T形蜗轮的弧形蜗轮部可在蜗杆的驱动下沿梅花形托架的外挡边与梅花环所围成的弧形槽内往复移动,所述T形蜗轮的内凹侧垂直设置有拨杆,所述拨杆与中块上设置的通孔滑动配合。
进一步地,所述丝杆的中段设置有直径小于螺纹部的光杆部,所述丝杆远离卡盘体中轴线的一端设置有矩形沉孔,中块的上部沿垂直丝杆轴线的方向开设有缺口,所述缺口内通过内六角圆柱螺钉固定有与所述光杆部相配合用于限制丝杆位置的挡环。
进一步地,所述蜗杆的两端设置有矩形沉孔。
本发明整体呈中心对称,以原有自动定心的四爪卡盘为基础,增加四个嵌有可动卡爪的中块,中块与联动下爪之间通过销柱铰链连接,可以实现相对自由转动。四个中块均为独立模块,其上各有一个T形蜗轮以滑动副形式与其配合。当T形蜗轮转动时,拨杆带动各个中块能够在蜗轮蜗杆的传动下实现向左或向右各自近36.5度的转向,同时设置在中块上面的单动上爪能够通过丝杆驱动向前或向后移动,并通过丝杆的自锁功能进行自动锁死。需要强调的是在T形涡轮处于与联动下爪平行方向时的情况下,T型蜗轮与中块的滑动配合并不会干涉联动下爪的在自动定心时的运动。其中,蜗杆起到带动T形蜗轮实现转向并自锁的功能。当单动上爪面贴紧工件侧面后,由于蜗轮蜗杆的自锁功能,单动爪子的方向能被固定在所调角度上。因此,通过四个单动上爪的转向和前后调节,该夹具可以实现大多数工件(或毛胚)的装夹。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该发明是能够在实现夹持不规则工件(或毛胚)的功能同时集虎钳,三爪卡盘,自对心四爪卡盘等夹具的功能于一身的柔性夹具。因此,该多功用柔性夹具具有以下效益:可以长期装在机床上而不必拆装和重新定位;能够增加夹持面积和更好的保持工件在加工时的力平衡,减少变形和提高加工精度;在夹持复杂零件时,相比于组合夹具,操作和夹持都更为方便;节省材料,相比于压板式夹具,节省了压板所占据的不能加工部分的材料;当最终零件为不规则的形状时,其装夹的工件也只需是零件形状的毛胚。
附图说明
图1为本发明实施例的爆炸示意图。
图2为本发明实施例的立体结构示意图。
图3为本发明实施例的俯视示意图。
图4为图3中A-A处剖视轴侧示意图。
1-底座端盖;2-锥齿轮;3-大锥卡盘;4-卡盘体;5-联动下爪;6-梅花形托架;7-梅花环;8-T形蜗轮;9-蜗杆;10-丝杆;11-单动上爪;12-中块;13-挡环;14-内六角圆柱头螺钉;15-十字槽螺钉;16-弧形蜗轮部;17-拨杆;18-光杆部;19-螺纹部;20-销柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1与图4所示,一种柔性四爪卡盘,包括卡盘体4、在卡盘体4内具螺旋线的大锥卡盘3及锥齿轮2、四个受大锥卡盘3的螺旋线驱动可沿卡盘体4径向来回移动的联动下爪5,以及设置在卡盘体4底部的底座端盖1,所述卡盘体4的上方通过十字槽螺钉15固定设置有由4个相同圆弧组成的梅花形托架6,所述梅花形托架6上还固定有与梅花形托架6外轮廓形状一致的梅花环7;
所述联动下爪5上均活动铰接有中块12,所述中块12底部向下延伸设置有伸入至联动下爪5内的销柱20,所述的中块12上部活动设置有可直线来回移动的单动上爪11,所述单动上爪11底部设置有与中块12内的丝杆10相配合的螺纹;
所述梅花形托架6边缘对称的设置有四组啮合连接的蜗轮蜗杆副,所述蜗轮蜗杆副包括水平放置的蜗杆9及T形蜗轮8,所述T形蜗轮8的弧形蜗轮部16可在蜗杆9的驱动下沿梅花形托架6的外挡边与梅花环7所围成的弧形槽内往复移动,所述T形蜗轮8的内凹侧垂直设置有拨杆17,所述拨杆17与中块12上设置的通孔滑动配合。
进一步地,所述丝杆10的中段设置有直径小于螺纹部19的光杆部18,所述丝杆10远离卡盘体1中轴线的一端设置有矩形沉孔,中块12的上部沿垂直丝杆10轴线的方向开设有缺口,所述缺口内通过内六角圆柱螺钉14固定有与所述光杆部18相配合用于限制丝杆10位置的挡环13。
进一步地,所述蜗杆9的两端设置有矩形沉孔。
所述卡盘体4内部设置有大锥卡盘3,并且大锥卡盘3与锥齿轮2配合,可随锥齿轮2的转动而绕其轴线旋转。卡盘体4四周设置有呈90°对称分布的四个联动下爪5,联动下爪5与大锥卡盘3的螺旋线相配合,可随大锥卡盘3的旋转而做直线运动。每个联动下爪5均与一个中块12铰接连接,中块12可随联动下爪5前后做直线运动,并可相对联动下爪5旋转一定角度。中块12与T型蜗轮8滑动连接,T型蜗轮8与蜗杆9相啮合并一起固定于卡盘体4上。中块12上装有丝杆10与单动上爪11,可以使单动上爪11随着丝杆10的转动而做直线运动,其中挡环13用于限制丝杆10的轴向位置。
本发明第一种使用工况中,通过手动转动锥齿轮2,使与之配合的大锥卡盘3转动,进而带动四个联动下爪5联动同时往里合拢或往外分开,由此可夹持规则回转体零件。而其上的中块12在与四个联动下爪5分别同轴时不会干涉其同时往中间合拢的运动。
本发明第二种使用工况中,当需要夹持不规则的工件时,通过旋转蜗杆9,带动与之配合的T型蜗轮8沿梅花形托架6的外挡边与梅花环7所围成的弧形槽内滑动,中块12在拨杆17的作用下随着T型蜗轮8绕中块12与联动下爪5的铰接点即销柱20作一定角度的旋转。四个中块12旋转合适的角度后,通过转动丝杆10,可使与其配合的单动上爪11前移将工件夹紧,即实现对不规则形状的零件的夹持。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种柔性四爪卡盘,包括卡盘体(4)、在卡盘体(4)内具螺旋线的大锥卡盘(3)及锥齿轮(2)、四个受大锥卡盘(3)的螺旋线驱动可沿卡盘体(4)径向来回移动的联动下爪(5),以及设置在卡盘体(4)底部的底座端盖(1),其特征在于:
所述卡盘体(4)的上方通过十字槽螺钉(15)固定设置有由4个相同圆弧组成的梅花形托架(6),所述梅花形托架(6)上还固定有与梅花形托架(6)外轮廓形状一致的梅花环(7);
所述联动下爪(5)上均活动铰接有中块(12),所述中块(12)底部向下延伸设置有伸入至联动下爪(5)内的销柱(20),所述的中块(12)上部活动设置有可直线来回移动的单动上爪(11),所述单动上爪(11)底部设置有与中块(12)内的丝杆(10)相配合的螺纹;
所述梅花形托架(6)边缘对称的设置有四组啮合连接的蜗轮蜗杆副,所述蜗轮蜗杆副包括水平放置的蜗杆(9)及T形蜗轮(8),所述T形蜗轮(8)的弧形蜗轮部(16)可在蜗杆(9)的驱动下沿梅花形托架(6)的外挡边与梅花环(7)所围成的弧形槽内往复移动,所述T形蜗轮(8)的内凹侧垂直设置有拨杆(17),所述拨杆(17)与中块(12)上设置的通孔滑动配合。
2.根据权利要求1所述的柔性四爪卡盘,其特征在于:所述丝杆(10)的中段设置有直径小于螺纹部(19)的光杆部(18),所述丝杆(10)远离卡盘体(4)中轴线的一端设置有矩形沉孔,中块(12)的上部沿垂直丝杆(10)轴线的方向开设有缺口,所述缺口内通过内六角圆柱螺钉(14)固定有与所述光杆部(18)相配合用于限制丝杆(10)位置的挡环(13)。
3.根据权利要求1或2所述的柔性四爪卡盘,其特征在于:所述蜗杆(9)的两端设置有矩形沉孔。
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