CN105881205A - 一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，包括：壳体，所述壳体包括轴向设有中心通孔的中心套以及套设于中心套外的外壳，所述中心套与外壳之间形成有容纳腔；轴承连接单元，所述轴承连接单元设于容纳腔内，所述轴承连接单元包括滚针单向轴承、中间轴承套及滚动轴承，所述滚针单向轴承套设于中心套的外圈上，所述中间轴承套固定于滚针单向轴承的外圈上，所述滚动轴承套设于中间轴承套外圈上且与外壳内圈连接；浮动夹紧单元，所述浮动夹紧单元包括浮动盘以及设于浮动盘外端面的用于夹紧工件的卡爪，所述浮动盘通过压盖浮动安装在外壳端面上。容纳腔前后均有密封结构设计，避免使用中切削液等污染物进入容纳腔。本发明方便机床及机器人自动化上下料系统换产调整，节约换产时间，避免换产失误。

Description

一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘
技术领域
本发明涉及磨削加工夹具领域，具体涉及一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘。
背景技术
现有的外圆磨床工件夹紧装置一般是利用鸡心夹头，在工件上机床前，人工夹住工件，工件带着鸡心夹头再安装到磨床的两个顶尖上，通过头架拨杆带动鸡心夹头和工件一起旋转，安装时需要考虑鸡心夹头与头架拨杆的角向位置。现有鸡心夹头采用一个圆形偏心凸轮夹紧工件，在不做人工调整的情况下夹持范围较小。对于现在日益发展的机床机器人自动上下料系统来说，这种传统的夹紧方式不能方便地适用于机床机器人自动上下料系统，极大的阻滞了磨床机器人自动上下料系统的应用推广。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中外圆磨床夹具不适用于机器人自动上下料的不足，提供一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，方便机床及机器人自动化上下料系统换产调整，节约换产时间，避免换产失误。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，包括：
壳体，所述壳体包括轴向设有中心通孔的中心套以及套设于中心套外的外壳，所述中心套与外壳之间形成有容纳腔；
轴承连接单元，所述轴承连接单元设于容纳腔内，所述轴承连接单元包括滚针单向轴承、中间轴承套及滚动轴承，所述滚针单向轴承套设于中心套的外圈上，所述中间轴承套固定于滚针单向轴承的外圈上，所述滚动轴承套设于中间轴承套外圈上且与外壳内圈连接；
浮动夹紧单元，所述浮动夹紧单元包括浮动盘以及设于浮动盘外端面的用于夹紧工件的卡爪，所述浮动盘通过压盖浮动安装在外壳端面上。
优选地，所述卡爪沿浮动盘周向均匀分布为三个，三个卡爪沿固定在浮动盘上的螺钉转动，卡爪中部连接有扭转弹簧。
优选地，所述压盖套设于所述中心套外圈上，所述压盖的外圈和中间轴承套的内圈之间通过弹性件连接。
优选地，所述中心通孔的内壁上设有用于在顶尖上固定卡盘的螺纹孔。
优选地，所述外壳远离浮动盘的端面上设有连接盘，所述连接盘上设有固定头架拨杆的通槽。
优选地，所述卡爪面对浮动盘中心的圆周上为渐开线型。
优选地，所述外壳通过滚动轴承与中间轴承套连接。
优选地，所述滚动轴承为滚针轴承。
优选地，所述卡爪上开设有腰型孔，所述卡爪通过穿设过腰型孔的螺钉固定于浮动盘上。
优选地，所述弹性件为拉伸弹簧。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明在不改变磨床现有机械结构不影响机床加工精度的条件下，实现磨床工件的自动夹紧和松开，配合机床机器人上下料系统完成磨床的自动上下料改造。同时夹爪线型通过计算设计，可以满足不做任何调整的情况下满足大尺寸范围的工件夹持。方便机床及机器人自动化上下料系统换产调整，节约换产时间，避免换产失误。
附图说明
图1为本发明三维结构图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的图3中C-C方向的剖视图。
附图中：101、中心通孔；102、中心套；103、外壳；104、螺纹孔；105、连接盘；106、通槽；201、滚针单向轴承；202、中间轴承套；203、滚动轴承；301、浮动盘；302、卡爪；303、压盖；304、弹性件；305、腰型孔。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，，包括：
壳体，所述壳体包括轴向设有中心通孔101的中心套102以及套设于中心套102外的外壳103，所述中心套102与外壳103之间形成有容纳腔；所述中心通孔101的内壁上设有用于在顶尖上固定卡盘的螺纹孔104。通过中心通孔101套在磨床顶尖上，通过中心通孔101的螺纹孔104上设有固定螺栓，将卡盘固定在顶尖上，同时可以方便地调整卡盘夹爪与顶尖的轴向相对位置。
所述外壳103远离浮动盘301的端面上设有连接盘105，所述连接盘105上设有固定头架拨杆的通槽106,供头架拨杆直接插入，卡盘旋转及夹紧松开的动力均由头架拨杆提供，对现有机床头架无需做任何改动。
此结构卡盘自重放在机床顶尖上，头架拨杆只提供旋转动力，避免头架轴承的超负荷运转。卡盘中心套102固定在机床顶尖上，不转动，可以通过其调整夹持点与顶尖的轴向位置。
轴承连接单元，所述轴承连接单元设于容纳腔内，所述轴承连接单元包括滚针单向轴承201、中间轴承套202及滚动轴承203，所述滚针单向轴承201套设于中心套102的外圈上，所述中间轴承套202固定于滚针单向轴承201的外圈上，所述滚动轴承203套设于中间轴承套202外圈上且与外壳103内圈连接；所述滚动轴承203为滚针轴承。
外环、中间环在加工时随着机床头架一起转动，在工件上下料时，头架反转，中间环在滚针单向轴承201作用下，不做转动，外环随着头架拨杆一起转动，外环和中间环相对反转，夹爪打开，工件可以自如装卸。
浮动夹紧单元，所述浮动夹紧单元包括浮动盘301以及设于浮动盘301外端面的用于夹紧工件的卡爪302，所述浮动盘301通过压盖303浮动安装在外壳103端面上。所述压盖303套设于所述中心套102外圈上，所述压盖303的外圈和中间轴承套202的内圈之间通过弹性件304连接。所述弹性件304为拉伸弹簧。
所述卡爪302沿浮动盘301周向均匀分布为三个，所述卡爪302上开设有腰型孔305，所述卡爪302通过穿设过腰型孔305的螺钉固定于浮动盘301上，三个卡爪302沿固定在浮动盘301上的螺钉转动，卡爪302中部连接有扭转弹簧，所述外壳103通过紧固螺栓与中间轴承套202固定连接。
卡盘打开放入工件后，在弹簧力作用下，三只卡爪302接触并夹紧工件，保证工件在卡盘中不可沿着切削力方向旋转，同时在浮动盘301的作用下，工件可以在径向做一定范围的浮动。工件被双顶尖顶起后，工件被定心，卡盘带自补偿浮动，只提供旋转动力，不对工件施加径向力，保证工件磨削精度。
所述卡爪302面对浮动盘301中心的圆周上为渐开线型。
把渐开线创造性的用于卡爪线型上，在满足凸轮斜稧自锁条件下，计算选出合适的渐开线参数，优选合适范围的线段。相对于鸡心夹头圆偏心凸轮线型，具有更大的夹紧力和卡盘行程，且在全行程段具有更好的自锁性能。
本发明本体结构已经优化，可以根据具体的使用场合做调整来是适应不同的应用。中心套102内孔的尺寸可以根据顶尖的大小来做调整。通过改动浮动盘301上安装卡爪302的螺纹孔分布圆直径及本体上螺钉分布圆的直径可以整体变化本卡盘夹持直径的范围。也可根据实际需求调整卡盘卡爪的渐开线参数，配合分布圆直径的变化满足不同的应用场合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体包括轴向设有中心通孔（101）的中心套（102）以及套设于中心套（102）外的外壳（103），所述中心套（102）与外壳（103）之间形成有容纳腔；
轴承连接单元，所述轴承连接单元设于容纳腔内，所述轴承连接单元包括滚针单向轴承（201）、中间轴承套（202）及滚动轴承（203），所述滚针单向轴承（201）套设于中心套（102）的外圈上，所述中间轴承套（202）固定于滚针单向轴承（201）的外圈上，所述滚动轴承（203）套设于中间轴承套（202）外圈上且与外壳（103）内圈连接；
浮动夹紧单元，所述浮动夹紧单元包括浮动盘（301）以及设于浮动盘（301）外端面的用于夹紧工件的卡爪（302），所述浮动盘（301）通过压盖（303）浮动安装在外壳（103）端面上。
2.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述卡爪（302）沿浮动盘（301）周向均匀分布为三个，三个卡爪（302）沿固定在浮动盘（301）上的螺钉转动，卡爪（302）中部连接有扭转弹簧。
3.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述压盖（303）套设于所述中心套（102）外圈上，所述压盖（303）的外圈和中间轴承套（202）的内圈之间通过弹性件（304）连接。
4.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述中心通孔（101）的内壁上设有用于在顶尖上固定卡盘的螺纹孔螺纹孔（104）。
5.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述外壳（103）远离浮动盘（301）的端面上设有连接盘（105），所述连接盘（105）上设有固定头架拨杆的通槽（106）。
6.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述卡爪（302）面对浮动盘（301）中心的圆周上为渐开线型。
7.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述外壳（103）通过滚动轴承（203）与中间轴承套（202）连接。
8.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述滚动轴承（203）为滚针轴承。
9.根据权利要求1所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述卡爪（302）上开设有腰型孔（305），所述卡爪（302）通过穿设过腰型孔（305）的螺钉固定于浮动盘（301）上。
10. 根据权利要求3所述的外圆磨床自补偿式浮动三爪动力卡盘，其特征在于：所述弹性件（304）为拉伸弹簧。
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