CN108213727B - 激光切割用气缸斜推式夹持机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，包括机架、主轴、导向环、卡盘、第一驱动环、第二驱动环、第一驱动气缸和第二驱动气缸，所述主轴前部穿过机架前板的中心通孔，所述第一驱动气缸、第二驱动气缸的后端分别与机架安装连接，所述导向环沿周向均匀设置有若干第一导向槽和第二导向槽，所述卡盘前端面沿周向等间隔设置有四对滑轨，此滑轨内分别设置有可移动的滑块，所述滑块后方的卡盘上分别开有通孔，所述第一楔块、第二楔块分别穿过卡盘的通孔并与滑块后表面安装连接，所述滑块前表面分别安装有一夹爪。本发明通过不同种类轴承的使用，使得气缸将导向环向前推的同时，具有沿着倾斜导向槽向斜上方摆动的可能，从而实现整体功能的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，属于激光切割技术领域。
背景技术
激光切割作为一种快速高效的加工方式，已经在各种工业领域得到广泛应用。激光切割机是一种用激光束进行切割加工的设备，主要包括激光发生器、扩束镜、聚焦镜、工作台和装夹装置。现阶段，卡盘作为激光切管机的装夹装置，由于加工质量好、生产效率高而得到了广泛的应用。目前，市场上的手动卡盘使用时需要人工操作进行装夹，装夹速度慢、夹持力不够强劲、夹持精度低，并且只适合于夹持、切割而且增加了人力资源成本、降低了工作效率，不适宜用于批量加工企业。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，该激光切割用气缸斜推式夹持机构通过不同种类轴承的使用，使得气缸将导向环向前推的同时，具有沿着倾斜导向槽向斜上方摆动的可能，从而实现整体功能的稳定。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，包括机架、主轴、导向环、卡盘、第一驱动环、第二驱动环、第一驱动气缸和第二驱动气缸，所述主轴前部穿过机架前板的中心通孔，所述主轴后部可旋转的安装于机架上，所述导向环安装于机架前板的前侧面，所述卡盘与主轴前端面安装连接，所述第一驱动气缸、第二驱动气缸的后端分别与机架安装连接；
所述导向环沿周向均匀设置有若干第一导向槽和第二导向槽，所述第一驱动环和第二驱动环各自外圈的外表面沿周向安装有若干导向轴承，所述第一驱动环、第二驱动环设置于导向环内，第一驱动环的导向轴承分别嵌入导向环的第一导向槽内，所述第二驱动环的导向轴承分别嵌入导向环的第二导向槽内，所述第一驱动气缸的活塞头与第一驱动环的导向轴承连接，所述第二驱动气缸的活塞头与第二驱动环的导向轴承连接；
所述第一驱动环进一步包括第一内环、第一外环和设置于第一内环、第一外环之间的第一轴承，所述第一内环内表面对称设置有2对第一凸条，所述每对第一凸条之间分别活动安装有一第一楔块，所述每对第一凸条相对的两面分别具有一向下倾斜的第一凸块，所述第一楔块两侧表面分别开有供第一凸条嵌入的第一斜槽，所述第二驱动环进一步包括第二内环、第二外环和设置于第二内环、第二外环之间的第二轴承，所述第二内环内表面对称设置有2对第二凸条，所述每对第二凸条之间分别活动安装有一第二楔块，所述每对第二凸条相对的两面分别具有一向下倾斜的第二凸块，所述第二楔块两侧表面分别开有供第二凸条嵌入的第二斜槽；
所述第一导向槽和第一驱动环的导向轴承数目为4个，所述第二导向槽和第二驱动环的导向轴承数目为4个，所述第一导向槽和第二导向槽均为斜槽，所述4个第一导向槽之间平行设置，所述第二导向槽之间平行设置，所述第一导向槽和第二导向槽之间平行设置，所述第一导向槽和第二导向槽间隔设置，所述第一驱动气缸的数目为2个，分别对称设置于主轴两侧，所述第二驱动气缸的数目为2个，分别对称设置于主轴两侧；
所述驱动气缸的活塞杆两侧对称设置有2根分别套装有弹簧的导向轴，此导向轴后端与驱动气缸的缸体固定连接，所述导向轴前端设置有一挡片，所述2根导向轴的前端分别穿过挡片，此挡片与驱动气缸的活塞头固定连接；
所述卡盘前端面沿周向等间隔设置有四对滑轨，此滑轨内分别设置有可移动的滑块，所述滑块后方的卡盘上分别开有通孔，所述第一楔块、第二楔块分别穿过卡盘的通孔并与滑块后表面安装连接，所述滑块前表面分别安装有一夹爪。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1. 上述方案中，所述第一轴承、第二轴承均为交叉滚子轴承。
2. 上述方案中，所述夹爪分别通过若干螺钉与滑块前表面固定连接。
3. 上述方案中，所述滑块后表面分别开有一浅槽，所述第一楔块、第二楔块前端分别于滑块后表面的浅槽紧密配合并通过若干螺钉连接。
4. 上述方案中，所述夹爪前端面分别安装有一用于夹持待加工件的卡片，此卡片内侧面中部分别设置有滚花。
5. 上述方案中，所述4个第一导向槽沿周向等间隔设置。
6. 上述方案中，所述4个第二导向槽沿周向等间隔设置。
7. 上述方案中，所述导向轴承为深沟球轴承。
8. 上述方案中，所述第一驱动气缸的后端与机架之间通过球面轴承连接。
9. 上述方案中，所述第二驱动气缸的后端与机架之间通过球面轴承连接。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构，其导向环沿周向均匀设置有若干第一导向槽和第二导向槽，所述第一驱动环和第二驱动环各自外圈的外表面沿周向安装有若干导向轴承，所述第一驱动环、第二驱动环设置于导向环内，第一驱动环的导向轴承分别嵌入导向环的第一导向槽内，所述第二驱动环的导向轴承分别嵌入导向环的第二导向槽内，所述第一驱动气缸的活塞头与第一驱动环的导向轴承连接，所述第二驱动气缸的活塞头与第二驱动环的导向轴承连接，通过导向环的设置，将驱动气缸安装于机架上而无需直接安装在主轴或转盘上，减轻的主轴和转盘的负担，简化了卡盘的结构。
2、本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构，其第一驱动环进一步包括第一内环、第一外环和设置于第一内环、第一外环之间的第一轴承，所述第一内环内表面对称设置有2对第一凸条，所述每对第一凸条之间分别活动安装有一第一楔块，所述每对第一凸条相对的两面分别具有一向下倾斜的第一凸块，所述第一楔块两侧表面分别开有供第一凸条嵌入的第一斜槽，通过驱动环的设置，将气缸向前的推力转化为夹爪向内的夹持力，对待加工件实施夹紧，操作简便且夹持力度稳定。
3、本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构，其第一导向槽和第一驱动环的导向轴承数目为4个，所述第二导向槽和第二驱动环的导向轴承数目为4个，所述第一导向槽和第二导向槽均为斜槽，所述4个第一导向槽之间平行设置，所述第二导向槽之间平行设置，所述第一导向槽和第二导向槽之间平行设置，所述第一导向槽和第二导向槽间隔设置，所述第一驱动气缸的数目为2个，分别对称设置于第一驱动环相对的两侧，所述第二驱动气缸的数目为2个，分别对称设置于第二驱动环相对的两侧，多组倾斜导向槽的对称设置，将气缸对导向环的推力分解到圆周的四个方向上，防止因为气缸推力过大导致导向环变形；其次，导向轴承为深沟球轴承，第一驱动气缸的后端与机架之间通过球面轴承连接，不同种类轴承的使用，使得气缸将导向环向前推的同时，具有沿着倾斜导向槽向斜上方摆动的可能，从而实现整体功能的稳定。
4、本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构，其驱动气缸的活塞杆两侧对称设置有2根分别套装有弹簧的导向轴，此导向轴后端与驱动气缸的缸体固定连接，所述导向轴前端设置有一挡片，所述2根导向轴的前端分别穿过挡片，此挡片与驱动气缸的活塞头固定连接，驱动气缸活塞杆两侧弹簧的设置，提供了一个反向的作用力，当驱动气缸驱动夹爪夹持的管体直径越大，弹簧提供的反作用力越大，因此保证对直径较大的管材依然具有稳定且足够大的夹持力；其次，其夹爪前端面分别安装有一用于夹持待加工件的卡片，此卡片内侧面中部分别设置有滚花，卡片的设置，保证对待加工件夹持的稳定性，滚花的设置，则可以在夹持力不变的情况下，增强对工件的作用力，保证对工件夹持的力度与稳定性。
附图说明
附图1为本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构结构示意图；
附图2为本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构局部结构示意图；
附图3为本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构细部结构示意图；
附图4为本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构中第一驱动环结构示意图；
附图5为本发明激光切割用气缸斜推式夹持机构中第二驱动环结构示意图。
以上附图中：1、机架；2、主轴；3、导向环；31、第一导向槽；32、第二导向槽；4、卡盘；5、第一驱动环；51、第一内环；52、第一轴承；53、第一外环；54、第一凸条；55、第一凸块；56、第一楔块；57、第一斜槽；6、第二驱动环；61、第二内环；62、第二轴承；63、第二外环；64、第二凸条；65、第二凸块；66、第二楔块；67、第二斜槽；7、第一驱动气缸；8、第二驱动气缸；11、导向轴承；12、弹簧；13、导向轴；14、挡片；21、滑轨；22、滑块；23、夹爪；24、卡片；25、滚花。
具体实施方式
实施例1：一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，包括机架1、主轴2、导向环3、卡盘4、第一驱动环5、第二驱动环6、第一驱动气缸7和第二驱动气缸8，所述主轴2前部穿过机架1前板的中心通孔，所述主轴2后部可旋转的安装于机架1上，所述导向环3安装于机架1前板的前侧面，所述卡盘4与主轴2前端面安装连接，所述第一驱动气缸7、第二驱动气缸8的后端分别与机架1安装连接；
所述导向环3沿周向均匀设置有若干第一导向槽31和第二导向槽32，所述第一驱动环5和第二驱动环6各自外圈的外表面沿周向安装有若干导向轴承11，所述第一驱动环5、第二驱动环6设置于导向环3内，第一驱动环5的导向轴承11分别嵌入导向环3的第一导向槽31内，所述第二驱动环6的导向轴承11分别嵌入导向环3的第二导向槽32内，所述第一驱动气缸7的活塞头与第一驱动环5的导向轴承11连接，所述第二驱动气缸8的活塞头与第二驱动环6的导向轴承11连接；
所述第一驱动环5进一步包括第一内环51、第一外环53和设置于第一内环51、第一外环53之间的第一轴承52，所述第一内环51内表面对称设置有2对第一凸条54，所述每对第一凸条54之间分别活动安装有一第一楔块56，所述每对第一凸条54相对的两面分别具有一向下倾斜的第一凸块55，所述第一楔块56两侧表面分别开有供第一凸条54嵌入的第一斜槽57，所述第二驱动环6进一步包括第二内环61、第二外环63和设置于第二内环61、第二外环63之间的第二轴承62，所述第二内环61内表面对称设置有2对第二凸条64，所述每对第二凸条64之间分别活动安装有一第二楔块66，所述每对第二凸条64相对的两面分别具有一向下倾斜的第二凸块65，所述第二楔块66两侧表面分别开有供第二凸条64嵌入的第二斜槽67；
所述第一导向槽31和第一驱动环5的导向轴承11数目为4个，所述第二导向槽32和第二驱动环6的导向轴承11数目为4个，所述第一导向槽31和第二导向槽32均为斜槽，所述4个第一导向槽31之间平行设置，所述第二导向槽32之间平行设置，所述第一导向槽31和第二导向槽32之间平行设置，所述第一导向槽31和第二导向槽32间隔设置，所述第一驱动气缸7的数目为2个，分别对称设置于主轴2两侧，所述第二驱动气缸8的数目为2个，分别对称设置于主轴2两侧；
所述驱动气缸的活塞杆两侧对称设置有2根分别套装有弹簧12的导向轴13，此导向轴13后端与驱动气缸的缸体固定连接，所述导向轴13前端设置有一挡片14，所述2根导向轴13的前端分别穿过挡片14，此挡片14与驱动气缸的活塞头固定连接；
所述卡盘4前端面沿周向等间隔设置有四对滑轨21，此滑轨21内分别设置有可移动的滑块22，所述滑块22后方的卡盘4上分别开有通孔，所述第一楔块56、第二楔块66分别穿过卡盘4的通孔并与滑块22后表面安装连接，所述滑块22前表面分别安装有一夹爪23。
上述第一轴承52、第二轴承62均为交叉滚子轴承；上述夹爪23分别通过若干螺钉与滑块22前表面固定连接；上述滑块22后表面分别开有一浅槽，所述第一楔块56、第二楔块66前端分别于滑块22后表面的浅槽紧密配合并通过若干螺钉连接；上述夹爪23前端面分别安装有一用于夹持待加工件的卡片24，此卡片24内侧面中部分别设置有滚花25。
实施例2：一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，包括机架1、主轴2、导向环3、卡盘4、第一驱动环5、第二驱动环6、第一驱动气缸7和第二驱动气缸8，所述主轴2前部穿过机架1前板的中心通孔，所述主轴2后部可旋转的安装于机架1上，所述导向环3安装于机架1前板的前侧面，所述卡盘4与主轴2前端面安装连接，所述第一驱动气缸7、第二驱动气缸8的后端分别与机架1安装连接；
所述导向环3沿周向均匀设置有若干第一导向槽31和第二导向槽32，所述第一驱动环5和第二驱动环6各自外圈的外表面沿周向安装有若干导向轴承11，所述第一驱动环5、第二驱动环6设置于导向环3内，第一驱动环5的导向轴承11分别嵌入导向环3的第一导向槽31内，所述第二驱动环6的导向轴承11分别嵌入导向环3的第二导向槽32内，所述第一驱动气缸7的活塞头与第一驱动环5的导向轴承11连接，所述第二驱动气缸8的活塞头与第二驱动环6的导向轴承11连接；
所述第一驱动环5进一步包括第一内环51、第一外环53和设置于第一内环51、第一外环53之间的第一轴承52，所述第一内环51内表面对称设置有2对第一凸条54，所述每对第一凸条54之间分别活动安装有一第一楔块56，所述每对第一凸条54相对的两面分别具有一向下倾斜的第一凸块55，所述第一楔块56两侧表面分别开有供第一凸条54嵌入的第一斜槽57，所述第二驱动环6进一步包括第二内环61、第二外环63和设置于第二内环61、第二外环63之间的第二轴承62，所述第二内环61内表面对称设置有2对第二凸条64，所述每对第二凸条64之间分别活动安装有一第二楔块66，所述每对第二凸条64相对的两面分别具有一向下倾斜的第二凸块65，所述第二楔块66两侧表面分别开有供第二凸条64嵌入的第二斜槽67；
所述第一导向槽31和第一驱动环5的导向轴承11数目为4个，所述第二导向槽32和第二驱动环6的导向轴承11数目为4个，所述第一导向槽31和第二导向槽32均为斜槽，所述4个第一导向槽31之间平行设置，所述第二导向槽32之间平行设置，所述第一导向槽31和第二导向槽32之间平行设置，所述第一导向槽31和第二导向槽32间隔设置，所述第一驱动气缸7的数目为2个，分别对称设置于主轴2两侧，所述第二驱动气缸8的数目为2个，分别对称设置于主轴2两侧；
所述驱动气缸的活塞杆两侧对称设置有2根分别套装有弹簧12的导向轴13，此导向轴13后端与驱动气缸的缸体固定连接，所述导向轴13前端设置有一挡片14，所述2根导向轴13的前端分别穿过挡片14，此挡片14与驱动气缸的活塞头固定连接；
所述卡盘4前端面沿周向等间隔设置有四对滑轨21，此滑轨21内分别设置有可移动的滑块22，所述滑块22后方的卡盘4上分别开有通孔，所述第一楔块56、第二楔块66分别穿过卡盘4的通孔并与滑块22后表面安装连接，所述滑块22前表面分别安装有一夹爪23。
上述4个第一导向槽31沿周向等间隔设置；上述4个第二导向槽32沿周向等间隔设置；上述导向轴承11为深沟球轴承；上述第一驱动气缸7的后端与机架1之间通过球面轴承连接；上述第二驱动气缸8的后端与机架1之间通过球面轴承连接。
采用上述激光切割用气缸斜推式夹持机构时，其通过导向环的设置，将驱动气缸安装于机架上而无需直接安装在主轴或转盘上，减轻的主轴和转盘的负担，简化了卡盘的结构；其次，通过驱动环的设置，将气缸向前的推力转化为夹爪向内的夹持力，对待加工件实施夹紧，操作简便且夹持力度稳定；再次，多组倾斜导向槽的对称设置，将气缸对导向环的推力分解到圆周的四个方向上，防止因为气缸推力过大导致导向环变形；再次，不同种类轴承的使用，使得气缸将导向环向前推的同时，具有沿着倾斜导向槽向斜上方摆动的可能，从而实现整体功能的稳定；再次，驱动气缸活塞杆两侧弹簧的设置，提供了一个反向的作用力，当驱动气缸驱动夹爪夹持的管体直径越大，弹簧提供的反作用力越大，因此保证对直径较大的管材依然具有稳定且足够大的夹持力；再次，卡片的设置，保证对待加工件夹持的稳定性，滚花的设置，则可以在夹持力不变的情况下，增强对工件的作用力，保证对工件夹持的力度与稳定性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：包括机架（1）、主轴（2）、导向环（3）、卡盘（4）、第一驱动环（5）、第二驱动环（6）、第一驱动气缸（7）和第二驱动气缸（8），所述主轴（2）前部穿过机架（1）前板的中心通孔，所述主轴（2）后部可旋转的安装于机架（1）上，所述导向环（3）安装于机架（1）前板的前侧面，所述卡盘（4）与主轴（2）前端面安装连接，所述第一驱动气缸（7）、第二驱动气缸（8）的后端分别与机架（1）安装连接；
所述导向环（3）沿周向均匀设置有若干第一导向槽（31）和第二导向槽（32），所述第一驱动环（5）和第二驱动环（6）各自外圈的外表面沿周向安装有若干导向轴承（11），所述第一驱动环（5）、第二驱动环（6）设置于导向环（3）内，第一驱动环（5）的导向轴承（11）分别嵌入导向环（3）的第一导向槽（31）内，所述第二驱动环（6）的导向轴承（11）分别嵌入导向环（3）的第二导向槽（32）内，所述第一驱动气缸（7）的活塞头与第一驱动环（5）的导向轴承（11）连接，所述第二驱动气缸（8）的活塞头与第二驱动环（6）的导向轴承（11）连接；
所述第一驱动环（5）进一步包括第一内环（51）、第一外环（53）和设置于第一内环（51）、第一外环（53）之间的第一轴承（52），所述第一内环（51）内表面对称设置有2对第一凸条（54），所述每对第一凸条（54）之间分别活动安装有一第一楔块（56），所述每对第一凸条（54）相对的两面分别具有一向下倾斜的第一凸块（55），所述第一楔块（56）两侧表面分别开有供第一凸条（54）嵌入的第一斜槽（57），所述第二驱动环（6）进一步包括第二内环（61）、第二外环（63）和设置于第二内环（61）、第二外环（63）之间的第二轴承（62），所述第二内环（61）内表面对称设置有2对第二凸条（64），所述每对第二凸条（64）之间分别活动安装有一第二楔块（66），所述每对第二凸条（64）相对的两面分别具有一向下倾斜的第二凸块（65），所述第二楔块（66）两侧表面分别开有供第二凸条（64）嵌入的第二斜槽（67）；
所述第一导向槽（31）和第一驱动环（5）的导向轴承（11）数目为4个，所述第二导向槽（32）和第二驱动环（6）的导向轴承（11）数目为4个，所述第一导向槽（31）和第二导向槽（32）均为斜槽，所述4个第一导向槽（31）之间平行设置，所述第二导向槽（32）之间平行设置，所述第一导向槽（31）和第二导向槽（32）之间平行设置，所述第一导向槽（31）和第二导向槽（32）间隔设置，所述第一驱动气缸（7）的数目为2个，分别对称设置于主轴（2）两侧，所述第二驱动气缸（8）的数目为2个，分别对称设置于主轴（2）两侧；
所述驱动气缸的活塞杆两侧对称设置有2根分别套装有弹簧（12）的导向轴（13），此导向轴（13）后端与驱动气缸的缸体固定连接，所述导向轴（13）前端设置有一挡片（14），所述2根导向轴（13）的前端分别穿过挡片（14），此挡片（14）与驱动气缸的活塞头固定连接；
所述卡盘（4）前端面沿周向等间隔设置有四对滑轨（21），此滑轨（21）内分别设置有可移动的滑块（22），所述滑块（22）后方的卡盘（4）上分别开有通孔，所述第一楔块（56）、第二楔块（66）分别穿过卡盘（4）的通孔并与滑块（22）后表面安装连接，所述滑块（22）前表面分别安装有一夹爪（23）。
2.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述第一轴承（52）、第二轴承（62）均为交叉滚子轴承。
3.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述夹爪（23）分别通过若干螺钉与滑块（22）前表面固定连接。
4.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述滑块（22）后表面分别开有一浅槽，所述第一楔块（56）、第二楔块（66）前端分别于滑块（22）后表面的浅槽紧密配合并通过若干螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述夹爪（23）前端面分别安装有一用于夹持待加工件的卡片（24），此卡片（24）内侧面中部分别设置有滚花（25）。
6.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述4个第一导向槽（31）沿周向等间隔设置。
7.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述4个第二导向槽（32）沿周向等间隔设置。
8.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述导向轴承（11）为深沟球轴承。
9.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述第一驱动气缸（7）的后端与机架（1）之间通过球面轴承连接。
10.根据权利要求1所述的激光切割用气缸斜推式夹持机构，其特征在于：所述第二驱动气缸（8）的后端与机架（1）之间通过球面轴承连接。
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Patent Citations (4)
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