CN105436536B - 机床的工件夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了机床的工件夹持装置，其能实现工件的快速夹持与取出，大幅缩短操作时间，提高工作效率。其包括支座，支座上设有工件支撑部，若干卡爪设置于工件支撑部周向，其特征在于：卡爪通过转轴支撑于支座，其还包括联动件、弹性件和推动机构，卡爪一端用于夹持工件、另一端与联动件连接，弹性件通过驱动联动件使卡爪绕转轴旋转，推动机构通过驱动联动件使卡爪克服弹性件的作用力反向旋转。
Description
技术领域
本发明涉及机床的工件夹持装置。
背景技术
目前，机床上多使用三爪卡盘夹持工件。传统的三爪卡盘利用卡盘扳手转动圆周上的小锥齿轮带动大锥齿轮转动，大锥齿轮的平面螺纹的转动带动三个卡爪向内或向外移动，实现工件的夹持与取出。由于传统的三爪卡盘需通过人工操作，耗费时间长，工作效率低下。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了机床的工件夹持装置，其能实现工件的快速夹持与取出，大幅缩短操作时间，提高工作效率。
其包括支座，所述支座上设有工件支撑部，若干卡爪设置于所述工件支撑部周向，其特征在于：其还包括联动件、弹性件和推动机构；所述卡爪通过转轴支撑于所述支座，所述卡爪一端用于夹持工件、另一端与所述联动件连接；所述弹性件通过驱动所述联动件使卡爪绕转轴旋转；所述推动机构通过驱动所述联动件使卡爪克服弹性件的作用力反向旋转。
进一步地，所述弹性件的弹性形变方向与所述推动机构的推杆的伸缩方向均位于所述联动件的轴线上。
进一步地，所述联动件包括顶杆和推板，所述顶杆与所述卡爪一一对应、并分布于所述推板周向，所述顶杆上端通过导向部与所述卡爪另一端的导向槽活动连接、其下端与所述推板固定连接。
更进一步地，所述弹性件位于所述工件支撑部与所述推板之间、并始终处于压缩状态，所述弹性件通过驱动推板使卡爪绕转轴向内旋转以夹持工件；所述推动机构的推杆通过驱动推板使卡爪克服弹性件的作用力向外旋转以松开工件。
优选地，所述工件支撑部下方固定有定位罩，所述推板中心设有穿孔以及自穿孔向下延伸的导向套筒；所述弹性件的上端伸入定位罩的罩体内并顶靠罩体顶壁，其下端自所述穿孔伸入导向套筒内并顶靠导向套筒内的一止档部。
更为优选地，所述工件夹持装置还包括导套，所述导向套筒和所述推动机构的推杆分别自所述导套的两端伸入。
更进一步地，所述弹性件位于所述推板下方、并始终处于压缩状态，所述弹性件通过驱动推板使卡爪绕转轴向外旋转；所述推动机构的推杆通过驱动推板使卡爪克服弹性件的作用力向内旋转。
进一步地，所述弹性件为第一弹簧。
更进一步地，所述导向套筒的筒体内设有导杆，所述第一弹簧套设于所述导杆与所述导向套筒之间。
进一步地，所述推动机构为气缸。
更进一步地，所述气缸的活塞上端面与缸体顶壁之间通过第二弹簧连接。
采用本发明的工件夹持装置：夹持工件时，通过弹性件的弹性作用，爪绕转轴向内旋转以夹持工件；取出工件时，通过推动机构的作用，克服弹性件的弹性作用力，爪绕转轴向外旋转，即可取出工件。或者，夹持工件时，通过推动机构的作用，克服弹性件的弹性作用力，爪绕转轴向内旋转以夹持工件；取出工件时，通过弹性件的弹性作用，爪绕转轴向外旋转，即可取出工件。其能实现工件的快速夹持与取出，大幅缩短操作时间，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例一的卡爪与顶杆的连接结构示意图。
图3为本发明实施例一的推动机构的结构示意图。
图4为本发明实施例一的推板、推杆、第一弹簧和顶杆的连接结构示意图。
图5为本发明实施例二的结构示意图。
图6为本发明实施例二的推板、推杆、第一弹簧和顶杆的连接结构示意图。
图7为本发明实施例三的推板与卡爪的连接结构示意图。
图8为本发明实施例四的卡爪与顶杆的连接结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1至图4所示，所述支座3上设有工件支撑部2，若干卡爪4设置于所述工件支撑部2周向，所述卡爪4通过转轴5支撑于所述支座3，其还包括联动件、弹性件和推动机构，该实施例中，弹性件采用第一弹簧8，推动机构采用气缸。所述联动件包括顶杆6和推板7，所述顶杆6与所述卡爪4一一对应、并分布于所述推板7周向，所述卡爪4一端41用于夹持工件1、另一端42通过导向槽43与顶杆6上端的导向部61活动连接，顶杆6下端通过凹槽62与所述推板7边缘卡合固定。如图2所示，导向槽呈弧形弯曲，并向外弯曲设置（向内是指朝向工件支撑部2，向外是指远离工件支撑部2），导向部61位柱形凸起，卡爪4上的轴孔44于转轴5配合。
所述第一弹簧位于所述工件支撑部2与所述推板7之间、并始终处于压缩状态，所述第一弹簧8通过向下推动推板7使卡爪4绕转轴5向内旋转以夹持工件1；气缸的推杆12通过向上推动推板7使卡爪4克服第一弹簧8的作用力向外旋转以松开工件1。
具体地，图2为夹紧状态下，卡爪4与顶杆6的连接结构示意图。如图2所示，导向槽呈弧形弯曲，并向外弯曲设置，所述第一弹簧8通过向下推动推板7以带动顶杆6向下移动，顶杆6上的导向部66将给与卡爪4的导向槽43侧壁一个向下的作用力，由于卡爪4通过转轴5支撑于支座3上，卡爪将绕转轴向内旋转；所述气缸的推杆12向上推动推板7，推板7克服第一弹簧8的作用力向上移动，带动顶杆上移，顶杆6上的导向部66将给与卡爪4的导向槽43侧壁一个向上的作用力，由于卡爪4通过转轴5支撑于支座3上，卡爪将绕转轴向外旋转。
所述第一弹簧8的弹性形变方向与气缸的推杆的伸缩方向均位于所述联动件的轴线上，即推板7的轴线上，通过该设置，可以实现通过一个第一弹簧、一个气缸即可驱动卡爪旋转、反向选择，精简装置结构、减小体积。优选地，所述工件支撑部1下方固定有定位罩19，所述推板7中心设有穿孔以及自穿孔向下延伸的导向套筒71，所述第一弹簧8的上端伸入定位罩19的罩体内并顶靠罩体顶壁，其下端自所述穿孔伸入导向套筒71内并顶靠导向套筒内71的一止档部。更为优选地，所述导向套筒71的筒体内设有导杆11，所述第一弹簧套8设于所述导杆11与所述导向套筒71之间，导杆11上螺纹连接螺母72，第一弹簧8的下端顶靠于螺母72的上端面上，该螺母72即为止档部。该止档部也可由导向套筒71径向向内延伸形成的凸缘替代。
所述工件夹持装置还包括导套9，所述导向套筒71和所述气缸的推杆12分别自所述导套9的两端伸入，导向套筒的底部固定有撞块10。
如图1、图4所示，所述气缸包括缸体13、缸盖16、活塞15和推杆12，活塞15上端面与缸体13顶壁之间通过第二弹簧14连接。气缸下方设有通气座17，通气座17在推动气缸18的作用下插入或者拔出于缸盖16的通气孔。
该工件夹持装置具体工作过程如下：1、气缸供气，推杆上升；2、推杆通过顶升导向套筒带动推板上升，使得第一弹簧进一步压缩；3、推板带动周向的顶杆上升，顶杆推动卡爪使卡爪绕转轴向外旋转，即可取出或放入工件；4、工件放到为后，气缸排气，推杆回缩；5、第二弹簧使得推杆能够返回原位；6、第一弹簧释放部分弹性势能，带动推板、顶杆向下运动，顶杆下降使卡爪绕转轴向内旋转，从而夹紧工件。工件的夹紧力由第一弹簧提供，即工件夹紧时，第一弹簧仍处于压缩状态，以提供足够的作用力。
实施例二
该实施例二与实施例一不同之处在于：所述第一弹簧8通过向上推动推板7使卡爪4绕转轴向外旋转；所述气缸的推杆12通过向下拉动推板7使卡爪4克服第一弹簧8的作用力向内旋转，该气缸为双作用气缸，该气缸并未在图中示出。
具体地，如图5、图6所示，所述第一弹簧8位于所述推板7下方，第一弹簧套设于导向套筒于导套之间，其上端顶靠导向套筒外周的台阶面、其下端顶靠于导套内侧壁上的径向凸起91，并且气缸的推杆12于导向套筒固定连接。由于第一弹簧始终处于压缩状态，具有将推板向上推动的作用力，一旦气缸停止工作，第一弹簧将向上推动推板使卡爪绕转轴向外旋转以取出工件；气缸工作，向下拉动推板使卡爪克服第一弹簧的作用力向内旋转以夹紧工件。
具体地，所述第一弹簧8通过向上推动推板7以带动顶杆6上移，顶杆6上的导向部66将给与卡爪4的导向槽43侧壁一个向上的作用力，由于卡爪4通过转轴5支撑于支座3上，卡爪将绕转轴向外旋转；所述气缸的推杆12向上推动推板7，推板7克服第一弹簧8的作用力向下移动，带动顶杆下移，顶杆6上的导向部66将给与卡爪4的导向槽43侧壁一个向下的作用力，由于卡爪4通过转轴5支撑于支座3上，卡爪将绕转轴向外旋转。
实施例三
该实施例三与实施例一不同之处在于：如图7所示，联动件仅包括推板7，未设置顶杆，推板7对应卡爪4设有径向延伸的第一导向槽73，第一导向槽73的两侧壁设有第二导向槽74，卡爪4的另一端42安装于第一导向槽73内、其两侧设置的导向柱45伸入第二导向槽74内。推板7上移，卡爪4的另一端42沿第一导向槽73向外滑动，卡爪4向内旋转；推板7下移，卡爪4的另一端42沿第一导向槽73向内滑动，卡爪4向外旋转。具体地，第二导向槽74相对于水平面具有一定的倾角。
实施例四
该实施例四与实施例一不同之处在于：所述第一弹簧8通过向下推动推板7使卡爪4绕转轴向外旋转；所述气缸的推杆12通过向上推动推板7使卡爪4克服第一弹簧8的作用力向内旋转。
具体地，图8为夹紧状态下，卡爪4与顶杆6的连接结构示意图。如图8所示，导向槽呈弧形弯曲，并向内弯曲设置，所述第一弹簧8通过向下推动推板7以带动顶杆6向下移动，顶杆6上的导向部66将给与卡爪4的导向槽43侧壁一个向下的作用力，由于卡爪4通过转轴5支撑于支座3上，卡爪将绕转轴向外旋转；所述气缸的推杆12向上推动推板7，推板7克服第一弹簧8的作用力向上移动，带动顶杆上移，顶杆6上的导向部66将给与卡爪4的导向槽43侧壁一个向上的作用力，由于卡爪4通过转轴5支撑于支座3上，卡爪将绕转轴向内旋转。
此外，弹性件也可以用其他弹性元件替代；推动机构也可以通过液压油缸、或电机、齿轮和齿条的组合，或其他具有直线推进或/和拉回作用的机构替代，其中，电机、齿轮、齿条的组合，电机的输出端连接齿轮，齿轮和齿条啮合，齿轮将电机的旋转运动转变为齿条的直线运动，通过点击旋转方向的变换控制齿条的直线运动方向；联动件也可通过其他结构替代。
此外，弹性件也可以处于拉伸状态，弹性件的两端与相应的定位罩或导向套筒止挡部或导套的径向凸起固定连接。
Claims (5)
1.机床的工件夹持装置，其包括支座，所述支座上设有工件支撑部，若干卡爪设置于所述工件支撑部周向，其特征在于：其还包括联动件、弹性件和推动机构；所述卡爪通过转轴支撑于所述支座，所述卡爪一端用于夹持工件、另一端与所述联动件连接；所述弹性件通过驱动所述联动件使卡爪绕转轴旋转；所述推动机构通过驱动所述联动件使卡爪克服弹性件的作用力反向旋转；
所述弹性件的弹性形变方向与所述推动机构的推杆的伸缩方向均位于所述联动件的轴线上；
所述推动机构为气缸，所述气缸下方设有通气座，所述通气座在推动气缸的作用下插入或者拔出于缸盖的通气孔；
所述联动件包括顶杆和推板，所述顶杆与所述卡爪一一对应、并分布于所述推板周向，所述顶杆上端通过导向部与所述卡爪另一端的导向槽活动连接、其下端与所述推板固定连接；
所述弹性件位于所述工件支撑部与所述推板之间、并始终处于压缩状态，所述弹性件通过驱动推板使卡爪绕转轴向内旋转以夹持工件；所述推动机构的推杆通过驱动推板使卡爪克服弹性件的作用力向外旋转以松开工件；
或所述弹性件位于所述推板下方、并始终处于压缩状态，所述弹性件通过驱动推板使卡爪绕转轴向外旋转；所述推动机构的推杆通过驱动推板使卡爪克服弹性件的作用力向内旋转。
2.根据权利要求1所述的机床的工件夹持装置，其特征在于：所述工件支撑部下方固定有定位罩，所述推板中心设有穿孔以及自穿孔向下延伸的导向套筒；所述弹性件的上端伸入定位罩的罩体内并顶靠罩体顶壁，其下端自所述穿孔伸入导向套筒内并顶靠导向套筒内的一止档部。
3.根据权利要求2所述的机床的工件夹持装置，其特征在于：所述工件夹持装置还包括导套，所述导向套筒和所述推动机构的推杆分别自所述导套的两端伸入。
4.根据权利要求1至3中任一所述的机床的工件夹持装置，其特征在于：所述弹性件为第一弹簧。
5.根据权利要求2所述的机床的工件夹持装置，其特征在于：所述弹性件为第一弹簧，所述导向套筒的筒体内设有导杆，所述第一弹簧套设于所述导杆与所述导向套筒之间。
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