CN108637285B - 不规则工件定心装夹卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种不规则工件定心装夹卡盘，旨在提供一种操作简便、定位可靠、通用性高、兼容性强的可调型卡盘机构。本发明提供下述技术方案予以实现：单动定位螺栓夹爪(6)和单动压紧螺栓夹爪(5)通过角板对中螺孔相向对称卡盘体(1)中心，通过螺纹连接并通过锁紧螺母锁紧固定，与两个定心卡爪(2)顶爪角平分线形成中心十字线，定心卡爪中心轴线保持一致，在卡爪驱动机构驱动下同时向中心等距移动，将不规则工件两个面自动定心夹紧，单动定位螺栓夹爪和单动压紧螺栓夹爪分别对应不规则工件另两个相反方向的贴合面，在螺纹的推动下向中心靠近，通过角板基座(3)对中螺纹孔分别对应不规则工件的另两个外缘轮廓夹紧面进行悬伸定位夹紧。

Description

不规则工件定心装夹卡盘

技术领域

本发明涉及一种车床用卡盘夹持装置，尤其是针对航空产品中L型直角管嘴毛坯在车床上装夹车削两管嘴的快速装夹卡盘装置。

背景技术

卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。它是利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件。卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构3部分组成。三爪卡盘是最常用的车床通用卡具，三爪卡盘最大的优点是可以自动定心，夹持范围大，装夹速度快，但定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。为了防止车削时因工件变形和振动而影响加工质量，工件在三爪自定心卡盘中装夹时，其悬伸长度不宜过长。如：工件直径≤30mm，其悬伸长度不应大于直径的3倍；若工件直径>30mm，其悬伸长度不应大于直径的4倍。在实际的机械加工过程中，非圆柱形方体类偏心零件或不规则形状零件的车削加工极为普遍，尤其是航空产品中直角管嘴L型方体毛坯两管嘴的车削加工尤为常见。该类工件采用普通三爪卡盘、四爪自定心卡盘无法夹持。三爪卡盘由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构组成。卡盘内有平面螺纹，旋动时，卡爪在螺纹的推动下向中心或向外周等距移动，从而改变三爪的所在圆周大小。平面螺纹是以卡盘中心为中心的，三爪运动距离相等，有自动定心的作用，故能使三爪定心。三爪卡盘上三个卡爪沿圆周方向均匀布置，其导向部分的下面有螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，碟形齿轮转动，背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或退出，用以夹紧不同直径的圆柱形工件。但不是很准确的，因为工件不一定很园。三爪卡盘的确可以自动定心，但是，在装夹零件时，还是需要找正的。例如，轴类零件，夹紧端中心与三爪卡盘同心较好，但是远端因重力等作用，会下垂，远端同心度很差，需要找正；盘类零件，虽然靠近三爪夹紧端，同心度较高，但是，端面跳动(垂直度)会很差，需要找正的。轴类零件，需要远端找正(找同心)；盘类零件，需要端面找正垂直度。三爪自定心卡盘适合夹紧圆形零件，夹紧后自动定心。卡盘由于长时间的使用，卡爪内日磨损，往往呈喇叭形，且定心不好，影响工件的装卡和加工精度。在车床上使用的三爪卡盘，常因细小切屑进入伞齿轮副和盘香扣内，致使卡爪松紧不一甚至卡死，同时也加剧零件磨损，影响正常的工作。为此，不得不将卡盘卸下进行清洗，十分麻烦。由于三爪卡盘为装夹不同直径工件的夹具，因此很难夹持非圆柱形方体类零件。

四爪自定心卡盘全称是机床用手动四爪自定心卡盘，是由一个盘体，四个小伞齿，一付卡爪组成。四个小伞齿和盘丝啮合，盘丝的背面有平面螺纹结构，卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳动小伞齿时，盘丝便转动，它背面的平面螺纹就使卡爪同时向中心靠近或退出。因为盘丝上的平面矩形螺纹的螺距相等，所以四爪运动的距离相等，有自动定心的作用。四爪卡盘夹紧力大，但找正比较费时。由于四爪自定心卡盘适用于夹持四方形零件、中心对称类工件，因此很难夹持偏心、不规则类工件。四爪单动卡盘全称是机床用手动四爪单动卡盘，是由一个盘体，四个丝杠，一付卡爪组成。四爪自定心卡盘的卡爪有两种，有整体爪与分离爪。整体爪是基爪和顶爪为一体的卡爪，一付整体爪分为四个正爪，四个反爪。而一付分离爪只有四个卡爪，每个卡爪都是由基爪与顶爪构成的，通过顶爪的变换，达到正爪和反爪的功用。这种卡盘的四爪不能联动，需分别扳动。工作时是用四个丝杠分别带动四爪，因此常见的四爪单动卡盘没有自动定心的作用。虽然四爪单动卡盘可以通过单独调整四爪位置，装夹各种矩形的不规则的工件，但由于卡盘的四爪不能联动，需分别扳动，因此采用四爪单动卡盘装夹不规则工件时，需分别调节四处单动卡爪，才能保证不规则工件待加工方体中心与车床主轴旋转中心重合，费时费力，不适于大批量生产。当然不规则工件也可采用组合夹具来解决该类问题，但由于组合夹具本身的特点决定，要完成定位装夹，需要较多的元器件，导致工人在装夹时空间较小，不方便操作，且该类直角管嘴品种繁多，毛坯尺寸大小不一，不同规格的毛坯则需组装不同的组合夹具以满足生产，势必造成大量资源的浪费。这就需要一套操作简便、定位可靠、通用性高、兼容性强的夹具机构来解决这个问题。

发明内容

本发明目的是针对较小非圆柱形方体类偏心零件或不规则形状零件在车床上车削装夹繁琐，操作不方便，费时费力的问题，提供一种操作简单方便，装夹效率高，定位可靠、通用性强的卡盘夹具装置。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种不规则工件定心装夹卡盘，包括：卡盘体1，通过卡爪驱动机构同时向中心靠近或退出的活动卡爪，其特征在于：卡盘体1底座上设有两个对称卡盘体1中心，同时向中心靠近或退出的定心卡爪2，卡盘体1底座上还固联有两个对称卡盘体1中心的角板基座3，角板基座3的角板上制有中心轴线与定心卡爪2顶爪角平分线相互垂直，平行卡盘体1中心轴线的螺孔，单动定位螺栓夹爪6和单动压紧螺栓夹爪5通过上述螺孔相向对称卡盘体1中心，通过螺纹连接并通过锁紧螺母7锁紧固定，与上述两个定心卡爪2顶爪角平分线形成中心十字线，定心卡爪2中心轴线保持一致，在卡爪驱动机构驱动下同时向中心等距移动，将不规则工件两个面自动定心夹紧，单动定位螺栓夹爪6和单动压紧螺栓夹爪5分别对应不规则工件另两个相反方向的贴合面，在螺纹的推动下向中心靠近，通过角板基座3对中螺纹孔分别对应不规则工件的另两个外缘轮廓夹紧面进行悬伸定位夹紧，由锁紧螺母7锁紧固定。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

操作简便、定位可靠，装夹效率高。本发明采用三爪卡盘其中任一卡爪对称位置开卡爪槽，装配卡爪，使两卡爪在该方向能够自动定心，操作简便、定位可靠。直角管嘴L型类工件在车床上加工简易方便。在与两卡爪垂直方向安装压紧装置和定位装置。装夹不规则工件时，首件根据工件待加工四方尺寸调整定位螺栓位置，保证该方向工件待加工四方中心与主轴中心一致，并通过锁紧螺母固定锁紧定位螺栓。当工件对应基面贴合定位螺栓后，通过垂直方向的两卡爪自动定心并固紧工件，最后通过与定位螺栓对向的压紧螺栓压紧固定工件即可开始旋转加工。同一规格毛坯工件仅需首件调整并固定好定位螺栓，后续工件仅需夹紧固定而无需调整定位螺栓，使工件装夹效率成倍提高。解决了三爪卡盘不能夹持，四爪单动卡盘装夹效率低的不规则工件的简便、快速装夹问题。

通用性高、兼容性强。本发明在卡盘体底座上固联两个对称卡盘体中心的角板基座，角板基座的角板上制有中心轴线与定心卡爪顶爪角平分线相互垂直，平行卡盘体中心轴线的螺孔，单动定位螺栓夹爪和单动压紧螺栓夹爪通过上述螺孔相向对称卡盘体中心，通过螺纹连接并通过锁紧螺母锁紧固定，与上述两个定心卡爪顶爪角平分线形成中心十字线，可以通过调整单动定位螺栓夹爪和单动压紧螺栓夹爪位置，装夹各种矩形的、不规则的工件，不但实现了不规则工件的装夹可靠，装夹效率高，而且操作简便，减轻了工人劳动强度，节约了大量组合夹具资源和夹具管理成本，提高了生产效率。

本发明适用机床及附件：普通车床、经济型数控车床、磨床、铣床、钻床及机床附件、分度头回转台等，适用于夹持偏心零件或不规则形状零件，如矩形工件、L型直角管嘴，直角弯头、L型直角气动接头、L型直角快插弯头、L型外螺纹转换接头，直角加长气管接头等零件的夹持切削加工。

附图说明

图1是本发明不规则工件定心装夹卡盘装夹工件的实施例示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是加工L型直角管嘴不规则工件的示意图。

图中：1卡盘体，2定心卡爪，3角板基座，4螺钉，5单动压紧螺栓夹爪，6单动定位螺栓夹爪，7锁紧螺母，8不规则工件。

具体实施方式

参阅图1、图2。在以下描述的实施例中，一种不规则工件定心装夹卡盘，包括：卡盘体1，通过卡爪驱动机构同时向中心靠近或退出的活动卡爪。在卡盘体1底座上设有两个对称卡盘体1中心，同时向中心靠近或退出的定心卡爪2，卡盘体1底座上还固联有两个对称卡盘体1中心的角板基座3，角板基座3的角板上制有中心轴线与定心卡爪2顶爪角平分线相互垂直，平行卡盘体1中心轴线的螺孔，单动定位螺栓夹爪6和单动压紧螺栓夹爪5通过上述螺孔相向对称卡盘体1中心，通过螺纹连接并通过锁紧螺母7锁紧固定，与上述两个定心卡爪2顶爪角平分线形成中心十字线，定心卡爪2中心轴线保持一致，在卡爪驱动机构驱动下同时向中心等距移动，将不规则工件两个面自动定心夹紧，单动定位螺栓夹爪6和单动压紧螺栓夹爪5分别对应不规则工件另两个相反方向的贴合面，在螺纹的推动下向中心靠近，通过角板基座3对中螺纹孔分别对应不规则工件的另两个外缘轮廓夹紧面进行悬伸定位夹紧，由锁紧螺母7锁紧固定。

单动压紧螺栓夹爪(5)、单动定位螺栓夹爪(6)与角板基座(3)通过螺纹连接并通过锁紧螺母(7)锁紧固定。

参阅图3。不规则工件(8)可以是两通L型直角管嘴，垂直方向的L型直角弯头底部通过两定心卡爪(2)自动定心并固紧，L型直角弯头另一垂直对应面贴合单动定位螺栓夹爪(6)的T形头定位，L型直角管嘴通过与单动定位螺栓夹爪(6)压紧，旋转加工。

装夹工件时，首件根据不规则工件8待加工四方尺寸调整单动定位螺栓夹爪6轴线位置，保证该方向不规则工件8待加工四方中心与主轴中心一致，并通过锁紧螺母7固定锁紧。不规则工件8对应面贴合单动定位螺栓夹爪6的T形头，垂直方向通过两定心卡爪2自动定心并固紧，最后通过与单动定位螺栓夹爪6相对的单动压紧螺栓夹爪5压紧固定并锁紧后即可旋转加工。

换向加工另一处L型直角管嘴时，只需重新调整定位螺栓轴线位置使该处管嘴毛坯中心与主轴中心一致，重复上述固定锁紧步骤即可。

以上是向熟悉本发明领域的工程技术人员提供的对本发明及其实施方案的描述，这些描述应被视为是说明性的，而非限定性的。工程技术人员可据此发明权利要求书中的思想做具体的操作实施，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。上述这些都应被视为本发明的涉及范围。

Claims (4)

1.一种不规则工件定心装夹卡盘，包括：卡盘体（1），通过卡爪驱动机构同时向中心靠近或退出的活动卡爪，其特征在于：卡盘体（1）底座上设有两个对称于卡盘体（1）中心、同时向中心靠近或退出的定心卡爪（2），卡盘体（1）底座上还固联有两个对称于卡盘体（1）中心的角板基座（3），角板基座（3）的角板上制有中心轴线与定心卡爪（2）的顶爪角平分线相互垂直、平行卡盘体1中心轴线的螺孔，单动定位螺栓夹爪（6）和单动压紧螺栓夹爪（5）通过上述螺孔相向对称卡盘体（1）中心，通过锁紧螺母（7）锁紧固定，与上述两个定心卡爪（2）的顶爪角平分线形成中心十字线，在卡爪驱动机构驱动下同时向中心等距移动，将不规则工件两个面自动定心夹紧，单动定位螺栓夹爪（6）和单动压紧螺栓夹爪（5）分别对应不规则工件另两个相反方向的贴合面，在螺纹的推动下向中心靠近，通过角板基座（3）对中螺孔分别对应不规则工件的另两个外缘轮廓夹紧面进行悬伸定位夹紧，由锁紧螺母（7）锁紧固定。

2.如权利要求1所述的不规则工件定心装夹卡盘，其特征在于：通过轴线方向调整单动定位螺栓夹爪（6），使不规则工件（8）待加工四方中心与机床主轴中心一致，并通过锁紧螺母（7）固定锁紧。

3.如权利要求1所述的不规则工件定心装夹卡盘，其特征在于：不规则工件（8）对应面贴合单动定位螺栓夹爪（6）的T形头，垂直方向通过两定心卡爪（2）自动定心并固紧，最后通过与单动定位螺栓夹爪（6）相对的单动压紧螺栓夹爪（5）压紧固定并锁紧后即可旋转加工。

4.如权利要求1所述的不规则工件定心装夹卡盘，其特征在于：单动定位螺栓夹爪（6）相对的单动压紧螺栓夹爪（5）压紧固定不规则工件即可旋转加工。