CN110052635A - 一种自定心卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自定心卡盘，属于机械加工夹具领域。本发明技术方案要点为：通过在卡盘主体端面开设三个围绕中心轴位置等角度排列的凹槽，并且凹槽中转动连接有导轨丝杠，导轨丝杠延伸至卡盘主体外圆端固定安装有锥齿轮，并且三个锥齿轮与卡盘主体外圆端转动连接的环形锥齿轮相啮合，这样当其中一个导轨丝杠旋转就可通过环形锥齿轮旋转带动其与两个从动锥齿轮旋转，进而带动对应的导轨丝杠旋转，由于导轨丝杠外螺纹和套入的卡爪上的螺纹孔相啮合，使得丝杠旋转运动带动卡爪直线运动向卡盘主体中心轴处移动，起到装夹作用，由于丝杠机构磨损程度小，且密封性较好，卡爪来回移动不易受阻，并且相比较传统的自定心卡盘传动效率更高，定位更准确。

Description

一种自定心卡盘

技术领域

本发明属于机械加工夹具领域，具体涉及一种自定心卡盘。

背景技术

回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。回转支承在现实工业中应用很广泛，被人们称为：“机器的关节”，是两物体之间需作相对回转运动，又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。随着机械行业的迅速发展，回转支承在船舶设备、工程机械、轻工机械、冶金机械、医疗机械、工业机械等行业得到了广泛的应用。回转支承在机械加工过程中需要用到夹具进行定位，现有通用夹具主要有虎钳、三爪卡盘、四爪卡盘等等。其中，现有自定心卡盘一般为三爪卡盘，但其夹紧力较小，在装夹外形不规则零件或当零件尺寸较大时，容易出现夹不紧的情况。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，四个丝杆，一副卡爪组成的。工作时是通过四个丝杠分别带动四爪，因此可以通过调整四爪位置，装夹各种矩形的、不规则的工件，每个卡爪都可单独运动，适用于夹持偏心零件和不规则形状零件，因此被广泛应用于普通车床、经济型数控车床、磨床、铣床、钻床及分度头回转台等。但采用上述现有四爪单动卡盘在装夹回转支承时，由于无法进行自定心，因此需要消耗很长时间用于零件校正。经检索，关于具有自定心作用的四爪卡盘已有相关专利公开。如，中国专利申请号为：201410034354.8，申请日为：2014年1月24日，发明创造名称为：一种新型柔性四爪卡盘，该申请案的四爪卡盘，包括卡盘体、丝盘、四个与丝盘啮合的小锥齿轮、四个呈90度夹角分布设置在卡盘体上且受丝盘驱动的联动卡爪、四个设置在联动卡爪上的转向中块、四个丝杆、四个滑动卡爪，所述滑动卡爪与丝杆配合，所述丝杆处于转向中块的圆弧槽中，固定于转向中块的挡环限定丝杆轴向上的运动，还包括四个蜗杆、四个具有通孔的蜗轮、四根倒T字形沉头光杆。该申请案的四爪卡盘不仅实现了现有柔性四爪卡盘的所有功能，而且还可以在任意情况下均实现联动功能，但其结构设计较为复杂。目前的自定心卡盘，通过其中三个卡爪导向部分的下端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工件。用在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大的工件。因为其结构简单成本低，使用较为广泛，三爪卡盘的自行对中精确度为0.05-0.15mm。缺点就是在使用过程中，细小铁屑很容易钻进平面螺纹凹槽中，长时间积累会造成转动困难，另一方面由于活动卡爪两边的凹槽长时间移动，与卡盘主体对应的滑槽摩擦形成较大间隙，造成卡爪晃动使得卡爪对中精度不断降低，针对这些问题提供一种自定心卡盘。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的自动心卡盘容易卡铁削，卡爪和卡盘之前容易磨损造成卡爪晃动从而对中精度降低的问题，提供一种自定心卡盘。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种自定心卡盘，包括卡盘主体和卡爪；所述卡盘主体一端围绕中心轴处等角度开有三个矩形凹槽，所述三个凹槽靠近中心轴处分别固定安装有一轴承B，所述凹槽靠近外圆端的一侧分别固定安装有轴承A，并且通过轴承A和轴承B分别套在第一导轨丝杠两端并与其转动连接，同样的其余两对轴承A和轴承B分别套在第二导轨丝杠和第三导轨丝杠两端并与其转动连接，所述第一导轨丝杠贯穿卡盘主体上的凹槽并延伸至卡盘主体外圆端的一侧固定安装有主动锥齿轮，所述第二导轨丝杠贯穿卡盘主体上的凹槽并延伸至卡盘主体外圆端的一侧固定安装有从动锥齿轮A，所述第三导轨丝杠贯穿卡盘主体上的凹槽并延伸至卡盘主体外圆端的一侧固定安装有从动锥齿轮B，所述三个导轨丝杠上分别安装有以卡爪，并且所述卡爪上贯穿设有螺纹孔并且与导轨丝杠外端的螺纹相啮合，所述卡盘主体外圆端套有环形锥齿轮，并且所述环形锥齿轮内壁与卡盘主体外圆端对应的空腔中安装有数个圆柱滚子，使得环形锥齿轮转动连接在卡盘主体外圆端，并且所述环形锥齿轮上的斜齿面与主动锥齿轮、从动锥齿轮A和从动锥齿轮B接触啮合。

优选的，所述卡爪宽度略小于凹槽的宽度。

优选的，所述主动锥齿轮上端中心处开有四方孔。

优选的，所述第一导轨丝杠、第二导轨丝杠和第三导轨丝杠螺纹旋转方向相同。

优选的，所述三个导轨丝杠和卡爪为钢制并淬火处理。

优选的，所述卡爪上的螺纹孔内涂有润滑油。

优选的，所述环形锥齿轮内壁与卡盘主体外圆端对应的空腔内注有润滑油。

优选的，所述卡盘主体与卡爪相反一面设有安装螺纹孔。

优选的，所述三对轴承A和轴承B与凹槽过盈配合。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

通过在卡盘主体端面开设三个围绕中心轴位置等角度排列的凹槽，并在三个凹槽中分别固定设置一对轴承转动连接导轨丝杠，导轨丝杠延伸至卡盘主体外圆端固定安装有锥齿轮，并且三个锥齿轮与卡盘主体外圆端转动连接的环形锥齿轮相啮合，这样当其中一个导轨丝杠旋转就可通过环形锥齿轮旋转带动其与两个从动锥齿轮旋转，进而带动对应的导轨丝杠旋转，由于导轨丝杠外螺纹和套入的卡爪上的螺纹孔相啮合，使得丝杠旋转运动带动卡爪直线运动向卡盘主体中心轴处移动或远离，起到对工件的夹紧或松开，由于丝杠机构磨损程度小，且密封性较好，卡爪来回移动不易受阻，相比较传统的自定心卡盘传动效率更高，定位更准确。

附图说明

图1为本发明中的结构示意图；

图2为图1中本发明装置的侧视图；

图3为图2中沿A-A纵向的剖视图；

图4为图1中本发明卡爪的侧视图；

图5为图1中本发明装置主动锥齿轮的俯视图；

1、卡盘主体；101、凹槽；2、第一导轨丝杠；201、主动锥齿轮；3、第二导轨丝杠；301、从动锥齿轮A；4、第三导轨丝杠；401、从动锥齿轮B；5、轴承A；6、轴承B；7、卡爪；701、螺纹孔；8、圆柱滚子；9、环形锥齿轮；10、四方孔。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1~5所示的一种自定心卡盘，包括卡盘主体1和卡爪7；所述卡盘主体1一端围绕中心轴处等角度开有三个矩形凹槽101，所述三个凹槽101靠近中心轴处分别固定安装有一轴承B6，所述凹槽101靠近外圆端的一侧分别固定安装有轴承A5，并且通过轴承A5和轴承B6分别套在第一导轨丝杠2两端并与其转动连接，同样的其余两对轴承A5和轴承B6分别套在第二导轨丝杠3和第三导轨丝杠4两端并与其转动连接，所述第一导轨丝杠2贯穿卡盘主体1上的凹槽101并延伸至卡盘主体1外圆端的一侧固定安装有主动锥齿轮201，所述第二导轨丝杠3贯穿卡盘主体1上的凹槽101并延伸至卡盘主体1外圆端的一侧固定安装有从动锥齿轮A301，所述第三导轨丝杠4贯穿卡盘主体1上的凹槽101并延伸至卡盘主体1外圆端的一侧固定安装有从动锥齿轮B401，所述三个导轨丝杠上分别安装有以卡爪7，并且所述卡爪7上贯穿设有螺纹孔701并且与导轨丝杠外端的螺纹相啮合，这样的结构使得导轨丝杠旋转带动卡爪7使旋转运动转化为直线运动，使得卡爪7可在丝杠上往复移动；所述卡盘主体1外圆端套有环形锥齿轮9，并且所述环形锥齿轮9内壁与卡盘主体1外圆端对应的空腔中安装有数个圆柱滚子8，使得环形锥齿轮9转动连接在卡盘主体1外圆端，并且所述环形锥齿轮9上的斜齿面与主动锥齿轮201、从动锥齿轮A301和从动锥齿轮B401接触啮合，这样可通过主动锥齿轮201旋转，通过与环形锥齿轮9啮合传动，进而使得环形锥齿轮9旋转带动其余两从动锥齿轮A301和从动锥齿轮B401旋转，使得主动锥齿轮201、从动锥齿轮A301和从动锥齿轮B401实现同步旋转，带动三个卡爪7同步移动，实现工件装夹。

所述卡爪7宽度略小于凹槽101的宽度，便于卡爪7往复运动。

所述主动锥齿轮201上端中心处开有四方孔10，可用四角扳手插入四方孔10便于转动主动锥齿轮201。

所述第一导轨丝杠2、第二导轨丝杠3和第三导轨丝杠4螺纹旋转方向相同。

所述三个导轨丝杠和卡爪7为钢制并淬火处理，增加耐磨性。

所述卡爪7上的螺纹孔701内涂有润滑油，一方面可润滑丝杠，使其不易生锈，使移动顺滑，另一方面可对螺纹孔701进行密封，使得铁屑不容易进入。

所述环形锥齿轮9内壁与卡盘主体1外圆端对应的空腔内注有润滑油。

所述卡盘主体1与卡爪7相反一面设有安装螺纹孔，可安装于加工机器转轴上。

所述三对轴承A5和轴承B6与凹槽101过盈配合。

本发明装置具体工作方式为：

将四方扳手插入主动锥齿轮201上的四方孔10中，旋转主动锥齿轮201从而通过环形锥齿轮9带动从动锥齿轮A301和从动锥齿轮B401同时旋转，带动下方固定端三个导轨丝杠旋转，进而使得三个卡爪7同时向卡盘主体1中心轴作直线移动，对待加工回转体工件进行装夹。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种自定心卡盘，包括卡盘主体（1）和卡爪（7），其特征在于，所述卡盘主体（1）一端围绕中心轴处等角度开有三个矩形凹槽（101），所述三个凹槽（101）靠近中心轴处分别固定安装有一轴承B（6），所述凹槽（101）靠近外圆端的一侧分别固定安装有轴承A（5），并且通过轴承A（5）和轴承B（6）分别套在第一导轨丝杠（2）两端并与其转动连接，同样的其余两对轴承A（5）和轴承B（6）分别套在第二导轨丝杠（3）和第三导轨丝杠（4）两端并与其转动连接，所述第一导轨丝杠（2）贯穿卡盘主体（1）上的凹槽（101）并延伸至卡盘主体（1）外圆端的一侧固定安装有主动锥齿轮（201），所述第二导轨丝杠（3）贯穿卡盘主体（1）上的凹槽（101）并延伸至卡盘主体（1）外圆端的一侧固定安装有从动锥齿轮A（301），所述第三导轨丝杠（4）贯穿卡盘主体（1）上的凹槽（101）并延伸至卡盘主体（1）外圆端的一侧固定安装有从动锥齿轮B（401），所述三个导轨丝杠上分别安装有以卡爪（7），并且所述卡爪（7）上贯穿设有螺纹孔（701）并且与导轨丝杠外端的螺纹相啮合，所述卡盘主体（1）外圆端套有环形锥齿轮（9），并且所述环形锥齿轮（9）内壁与卡盘主体（1）外圆端对应的空腔中安装有数个圆柱滚子（8），使得环形锥齿轮（9）转动连接在卡盘主体（1）外圆端，并且所述环形锥齿轮（9）上的斜齿面与主动锥齿轮（201）、从动锥齿轮A（301）和从动锥齿轮B（401）接触啮合。

2.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述卡爪（7）宽度略小于凹槽（101）的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述主动锥齿轮（201）上端中心处开有四方孔（10）。

4.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述第一导轨丝杠（2）、第二导轨丝杠（3）和第三导轨丝杠（4）螺纹旋转方向相同。

5.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述三个导轨丝杠和卡爪（7）为钢制并淬火处理。

6.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述卡爪（7）上的螺纹孔（701）内涂有润滑油。

7.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述环形锥齿轮（9）内壁与卡盘主体（1）外圆端对应的空腔内注有润滑油。

8.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述卡盘主体（1）与卡爪（7）相反一面设有安装螺纹孔。

9.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘，其特征在于，所述三个轴承A（5）和轴承B（6）与凹槽（101）过盈配合。