CN103785873B - 精密气动卡盘 - Google Patents

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    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders

Abstract

精密气动卡盘属于工夹器具，在筒身的上、下端面上分别固装上、下板，楔形块固装在上板上，活塞总成插装在楔形块中心孔内，且位于筒身的密闭腔室内，在活塞总成的活塞部位外圆表面上配装密封圈，叠簧套装在活塞总成上，其上、下端面分别与上板和活塞总成接触配合，在下板和筒身上分别设置进气孔和排气孔，弹性铰链块套装在楔形块外部上，通过预紧螺钉将转接板安装在活塞总成上端部上，转接板与弹性铰链块固接，调整旋钮配装在转接板上，限位螺钉和限位柱插装在转接板上，并与楔形块螺纹连接；本装置结构简单，作业质量好，可靠性高，适应能力强。

Description

精密气动卡盘
技术领域
本发明属于工夹器具，主要涉及装备制造领域中的精密环形工件夹持装置。
背景技术
在超精密计量测试和超精密加工领域中，高速、稳定、定位精确的夹持装置是进行精密测量和航空发动机装配的基本保证。目前，随着材料科学的进步，以及超精密测量仪器和超精密加工制造设备的精度等级的提高，高精度的环形工件的设计应用越来越广泛，其加工过程中的器具成为保证加工精度的基础。
合肥工业大学提出一种摆杆式轴向扣紧卡盘(一种摆杆式轴向扣紧卡盘。专利公开号：CN 201210212982.1)。该方案设计了动力卡盘体和夹紧卡盘体，径向均匀分布三个滑槽并嵌有底爪和推爪，上方设有摆杆组件，该结构能够克服工件结构复杂时传统卡盘难以夹持的问题。该方案的问题在于，采用轴向夹紧，不适合薄壁圆筒形工件。
北京七星华创电子股份有限公司提出一种盘状物夹持装置(盘状物夹持装置。专利公开号：CN 201110365937.5)。该方案主要包括卡盘主体、凸轮、限位块、至少三个夹持部件，凸轮随卡盘主体转动时，限位块沿卡盘主体径向固定所述夹持部件，该结构的特点是不限定机械手的夹持位置，实现了再不损坏被夹物件的情况下对盘状物的夹持。该方案的问题在于，采用外卡设计，夹持部件会对轮廓产生形变，对超精密零件来说不可忽视。
专利号US4840387提出了一种对开螺母和卡盘互相配合紧锁的装卡装置，该结构的特点是可靠性高，可以方便手动调节卡盘拧紧程度，问题在于结构稍微复杂，针对大型工件的夹持需相应提高装置的比例，导致调整的摩擦力增大，不利于装配及装卡。
总体来说，传统的三爪卡盘、多爪卡盘夹持机构因自身对工件受力不均匀的天然缺陷，使得装配过程中有可能对工件表面产生不可修复的损伤。而且越来越多大型、超大型环形设计的工件不断出现，传统的三爪卡盘、多爪卡盘夹持机构的体积应随着圆环外径的增大而相应增长，在经济成本上越发不占优势，同时反而限制设计人员对大型环工件的设计。
因此，设计一款能克服传统卡盘结构的缺点，并同时有稳定性高、定位精确、对工件表面损伤小等优点的夹持装置，对精密装配制造业具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合实际需求，设计提供一种精密气动卡盘，达到提高精密环形工件加工质量、适应能力强、使用方便的目的。
本发明的技术方案是：
在筒身的上端面上紧密固装上板，在筒身的下端面上紧密固装下板，楔形块固定配装在上板上，在筒身内部构成密闭腔室；活塞总成的杆部插装在楔形块中心孔内，活塞总成的活塞部配装在筒身内部构成的密闭腔室内，将密闭腔室分隔成完全隔断的上腔室和下腔室，在活塞总成的活塞部位外圆表面上配装密封圈，叠簧套装在活塞总成上，且位于筒身上腔室内，所述叠簧的上端面与上板下端面接触配合，叠簧的下端面通过垫圈与活塞总成的活塞部接触配合，在下板上设置与筒身下腔室连通的进气孔，在筒身上部设置与筒身上腔室连通的排气孔；可以沿径向方向收缩或扩张的弹性铰链块套装在楔形块上侧外部上；在活塞总成的杆部上端部上通过预紧螺钉固装转接板，所述转接板与弹性铰链块固接，通过螺纹配合将调整旋钮配装在转接板上，限位螺钉和限位柱插装在转接板上，且限位螺钉和限位柱与楔形块螺纹连接，至此构成精密气动卡盘。
本发明的技术创新性及产生的良好效果在于：
以空气为介质，利用空气的压缩性，实现集中供气，机械设计及维护大大简化；施力均匀，减少受力不均产生的非线性影响；可实现工作速率的智能控制，输入及输出力矩和工作速度的容易调节；结构简单、轻便、安装维护简单，制造成本低，可靠性高，使用寿命长，可实现缓冲。
附图说明
附图是精密气动卡盘整体示结构意图。
图中件号：1—下板；1-1—进气孔；2—密封圈；3—叠簧；4—活塞总成；5—弹性铰链块；6—限位螺钉；7—预紧螺钉；8—调整旋钮；9—限位柱；10—转接板；11—楔形块；12—垫圈；13—上板；14—筒身；14-1—排气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。
一种精密气动卡盘，在筒身14的上端面上紧密固装上板13，在筒身14的下端面上紧密固装下板1，楔形块11固定配装在上板13上，在筒身14内部构成密闭腔室；活塞总成4的杆部插装在楔形块11中心孔内，活塞总成4的活塞部配装在筒身14内部构成的密闭腔室内，将密闭腔室分隔成完全隔断的上腔室和下腔室，在活塞总成4的活塞部位外圆表面上配装密封圈2，其特征在于：叠簧3套装在活塞总成4上，且位于筒身14上腔室内，所述叠簧3的上端面与上板13下端面接触配合，叠簧3的下端面通过垫圈12与活塞总成4的活塞部接触配合，在下板1上设置与筒身14下腔室连通的进气孔1-1，在筒身14上部设置与筒身14上腔室连通的排气孔14-1；可以沿径向方向收缩或扩张的弹性铰链块5套装在楔形块11上侧外部上；在活塞总成4的杆部上端部上通过预紧螺钉7固装转接板10，所述转接板10与弹性铰链块5固接，通过螺纹配合将调整旋钮8配装在转接板10上，限位螺钉6和限位柱9插装在转接板10上，且限位螺钉6和限位柱9与楔形块11螺纹连接。
作业使用时，压缩空气经由进气孔1-1输入筒身14的下腔室内，活塞总成4压缩叠簧3，并推动活塞总成4做功，带动转接板10、弹性铰链块5向上运动，同时将筒身14的上腔室内空气经排气孔14-1排出，使得弹性铰链块5与楔形块11脱离接触，弹性铰链块5收缩，弹性铰链块5上部与圆环形工件接触，实现装置与工件的夹持；移除压缩空气后，叠簧3弹力对外做功，推动活塞总成4向下运动，进而使弹性铰链块5与楔形块11重新受压，接触面的径向分力使弹性铰链块5向外扩张，弹性铰链块5上部与圆环形工件再次脱离接触，实现装置与工件的分离。
所述的气动式精密环形工件外卡夹持装置里，限位螺钉6用于限制活塞总成4向上的运动行程，进而限定弹性铰链块5的收缩程度；调整旋钮8与限位柱9配合使用，通过事先设定限位柱9的高度，旋转调整旋钮8使二者接触，继而可以精确限定弹性铰链块5的向外扩张程度。

Claims (1)

1.一种精密气动卡盘，在筒身(14)的上端面上紧密固装上板(13)，在筒身(14)的下端面上紧密固装下板(1)，楔形块(11)固定配装在上板(13)上，在筒身(14)内部构成密闭腔室；活塞总成(4)的杆部插装在楔形块(11)中心孔内，活塞总成(4)的活塞部配装在筒身(14)内部构成的密闭腔室内，将密闭腔室分隔成完全隔断的上腔室和下腔室，在活塞总成(4)的活塞部位外圆表面上配装密封圈(2)，其特征在于：叠簧(3)套装在活塞总成(4)上，且位于筒身(14)上腔室内，所述叠簧(3)的上端面与上板(13)下端面接触配合，叠簧(3)的下端面通过垫圈(12)与活塞总成(4)的活塞部接触配合，在下板(1)上设置与筒身(14)下腔室连通的进气孔(1-1)，在筒身(14)上部设置与筒身(14)上腔室连通的排气孔(14-1)；可以沿径向方向收缩或扩张的弹性铰链块(5)套装在楔形块(11)上侧外部上；在活塞总成(4)的杆部上端部上通过预紧螺钉(7)固装转接板(10)，所述转接板(10)与弹性铰链块(5)固接，通过螺纹配合将调整旋钮(8)配装在转接板(10)上，限位螺钉(6)和限位柱(9)插装在转接板(10)上，且限位螺钉(6)和限位柱(9)与楔形块(11)螺纹连接。
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