CN110052636B - 一种自动抱紧型气液卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动抱紧型气液卡盘，涉及机床用的卡盘装置技术领域，解决了现有技术中卡盘的卡爪由于独立设置而容易引起夹紧工件过程中失衡的技术问题。包括外壳、活塞缸、芯座以及底座，活塞缸底部具有完整圆环状的楔形口，底座上设置有限位槽与滑块,限位槽和楔形槽组成与楔形口相对应的完整圆环槽结构。本发明活塞缸的底部为完整圆环状的楔形口，当卡爪夹紧工件受力后，卡爪带动滑块使楔形槽位置的楔形口产生微小变形，从而使活塞缸底部在多点受力后变形为非圆形状，使活塞缸直接抱紧于底座和滑块上，提高了卡爪之间的整体性，并且抱紧合力的中心与卡盘的中心重合，使卡盘达到受力平衡状态。

Description

一种自动抱紧型气液卡盘

技术领域

本发明涉及机床用的卡盘装置技术领域，具体来说，是指一种自动抱紧型气液卡盘。

背景技术

卡盘是机床上用于夹紧工件的机械装置，它是利用均布在卡盘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三部分组成，卡盘通常安装在车床、外圆磨床和内圆磨床上使用，也可以与各种分度装置配合，用于铣床和钻床上。

现在技术中的卡盘，特别是气动卡盘或者液压卡盘通常采用卡爪来抱紧所要夹紧的工件，但这些卡爪之间相互独立设置，彼此之间没有联系。若需要提高对工件的夹紧力，往往是通过不断增大单个卡爪上的夹紧力，从而达到增大卡爪合力的作用来夹紧工件的。这种抱紧方式整体性差，当其中一个或者多个卡爪产生晃动时，即失去对工件夹紧的平衡，从而使夹紧作用失效。另一方面，随着工业发展需要，工件的直径越来越大，这就要求卡盘的直径也越来越大。而当尺寸变大后，卡盘本身的精度就难以得到保证，加之卡盘各零部件的装配难度提高，在使用时很容易使卡盘出现卡死或者晃动较大的情况。因此，现有技术中的卡盘通过间隙配合来达到精度要求，使卡盘的直径只能做到小于150毫米。

因此，提供一种能够提高卡爪的整体性的卡盘，使工件夹紧过程中始终保持受力平衡，是本技术领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动抱紧型气液卡盘，以解决现有技术中卡盘的卡爪由于独立设置而容易引起夹紧工件过程中失衡的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

提供一种自动抱紧型气液卡盘，包括外壳、活塞缸、芯座以及底座，所述活塞缸底部具有完整圆环状的楔形口，底座上设置有对楔形口的移动起限位作用的限位槽，底座上还连接有具有楔形槽的滑块,限位槽和楔形槽组成与楔形口相对应的完整圆环槽结构，楔形口在限位槽内移动的同时配合楔形槽驱动滑块在底座上移动，所述底座的底部连接有用于夹紧工件的卡爪。

在上述技术方案的基础上，该自动抱紧型气液卡盘还可以做如下的改进。

进一步，所述滑块内设置有T型槽，所述T型槽内设置有T型滑块，所述T型滑块与卡爪上均设置有位置对应的螺纹孔，卡爪通过螺栓与T型滑块固定连接。

进一步，所述T型滑块与卡爪的接触面上分别设置有齿条面，所述T型滑块与卡爪之间还通过齿条面啮合连接。

进一步，所述所述活塞缸与芯座之间设置有弹性件，使活塞缸的侧壁在弹性作用下定位于外壳与芯座之间。

进一步，所述芯座呈台阶形结构，使芯座与所述活塞缸在台阶位置形成腔室，所述弹性件安装于所述腔室内。

进一步，所述弹性件靠近活塞缸的侧壁位置设置有缺口，所述缺口内设置有非闭合环状的金属圈。

进一步，所述弹性件靠近活塞缸的侧壁位置还设置有用于装填润滑油的油槽。

进一步，所述弹性件的材质为尼龙、橡胶、硅胶、牛筋或者镂空金属。

进一步，所述芯座上设置有贯穿外壳的中心柱，所述中心柱上设置有a介质孔和b介质孔，a介质孔连通于外壳与活塞缸之间，b介质孔连通于活塞缸与芯座之间。

进一步，所述外壳、活塞缸、弹性件以及芯座之间均设置有密封圈。

与现有技术相比，本发明提供的自动抱紧型气液卡盘具有的有益效果是：

1、本发明活塞缸的底部为完整圆环状的楔形口，当卡爪夹紧工件受力后，卡爪带动滑块使楔形槽位置的楔形口产生微小变形，从而使活塞缸底部在多点受力后变形为非圆形状，从而使活塞缸直接抱紧于底座和滑块上，提高了卡爪之间的整体性，并且抱紧合力的中心与卡盘的中心重合，使卡盘达到受力平衡状态。

2、本发明通过弹性件的弹力作用能够使活塞缸的侧壁准确的定位于外壳与芯座之间，从而使卡爪的行程精确。不同于现有技术中仅通过间隙配合的卡盘，本发明对卡盘各零部件的加工精度要求不高，但在卡盘使用过程中使各零部件之间的精度配合更高，可以解决直径150毫米以上的卡盘的精度定位问题，在无间隙配合的同时保证活塞缸不容易卡死或者晃动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的自动抱紧型气液卡盘的剖视结构示意图；

图2是本发明的自动抱紧型气液卡盘的分解结构示意图；

图3是本发明的自动抱紧型气液卡盘的组合结构正面立体图；

图4是本发明的自动抱紧型气液卡盘的组合结构背面立体图；

图5是本发明的弹力定位型气液卡盘的另一实施方式的剖视结构示意图。

图中：

1—外壳；2—活塞缸；21—楔形口；3—弹性件；4—金属圈；5—芯座；51—a介质孔；52—b介质孔；6—底座；61—限位槽；7—滑块；71—楔形槽；8—T型滑块；9—卡爪；10—密封圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

一种自动抱紧型气液卡盘，如图1至图4所示，包括外壳1、活塞缸2、芯座5、底座6、滑块7以及卡爪9。其中，活塞缸2套接于外壳1内并能够在外壳1内自由滑动，外壳1与活塞缸2的中心均设置有中心孔。在芯座5的中心设置有贯穿外壳1与活塞缸2中心孔的中心柱，中心柱上设置有a介质孔51和b介质孔52，a介质孔51连通于外壳1与活塞缸2之间，b介质孔52连通于活塞缸2与芯座5之间。底座6的底部连接有用于夹紧工件的卡爪9。

如图1至图4所示，活塞缸2的底部具有完整圆环状的楔形口21，该楔形口21的开口方向向活塞缸2的外侧，形成喇叭状结构。底座6上设置有对楔形口21的移动起限位作用的限位槽61，即限位槽61的宽度与活塞缸2侧壁的厚度相同。底座6上还连接有滑块7，滑块7上具有与楔形口21的开口形状适配的楔形槽71，并且滑块7有三组均分于底座6上，滑块7的表面与底座6的表面平齐。限位槽61和楔形槽71围合组成一个完整的圆环槽结构，该圆环槽结构与楔形口21的圆环结构相对应，使楔形口21在限位槽61内移动的同时配合楔形槽71驱动滑块7在底座6上移动。

如图1至图4所示，滑块7内设置有T型槽，T型槽内设置有T型滑块8，T型滑块8与卡爪9上均设置有位置对应的螺纹孔，卡爪9通过螺栓与T型滑块8固定连接。同时，T型滑块8与卡爪9的接触面上分别设置有齿条面，T型滑块8与卡爪9之间还通过齿条面啮合连接。底座6的底面上标识有刻度，以便于卡爪9的定位。

当需要对工件进行夹紧时，首先松开T型滑块8与卡爪9之间的螺栓，再通过刻度调整卡爪9至初步适合工件直径的位置，使卡爪9初步夹紧工件。然后通过充入介质(气体或者液体)控制活塞缸2的移动，使卡爪9完全夹紧并固定工件。如图1所示，向下压活塞缸2时，楔形口21逐渐伸入底座6内，卡爪9夹紧工件使楔形口21向外位移，此时与楔形槽71处的楔形口21共圆的其余楔形口21则向内位移，抱紧限位槽61的内侧壁。

实施例2：

本实施例大部分与上述实施例的技术方案相同，但特别采用下述设置结构：

如图5所示，活塞缸2的底部具有完整圆环状的楔形口21，该楔形口21的开口方向向活塞缸2的内侧，形成反喇叭状结构。向上顶活塞缸2时，楔形口21逐渐伸出底座6外，卡爪9夹紧工件使楔形口21向内位移，此时与楔形槽71处的楔形口21共圆的其余楔形口21则向外位移，撑紧限位槽61的外侧壁。

本发明活塞缸2的底部为完整圆环状的楔形口21，当三组卡爪9夹紧工件受力后，三组卡爪9带动滑块7使楔形槽71位置的楔形口21同时产生微小的变形，此时活塞缸2的底部在三组滑块7作用力下变形为非圆环的形状，从而使活塞缸2直接抱紧于底座6和滑块7上，相对于现有技术中的卡盘，本发明卡爪9之间的整体性更强。并且抱紧合力的中心与卡盘的中心重合，使卡盘达到受力平衡状态。

实施例3：

作为优选的，为更好地实现本发明，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1至图4所示，芯座5呈台阶形结构，芯座5与活塞缸2在台阶位置形成腔室，在该腔室内设置有弹性件3。弹性件3的材质可以是尼龙、橡胶、硅胶、牛筋或者镂空金属等具有弹性伸缩量的物质。

当介质(气体或者液体)从a介质孔51进入外壳1与活塞缸2之间，或者从b介质孔52进入活塞缸2与芯座5之间时，活塞缸2在外壳1内移动，以驱动卡爪9夹紧工件。这一过程中，由于弹性件3的存在，使得活塞缸2的外侧壁在弹性作用下紧贴于外壳1的内侧壁，使外壳1与活塞缸2之间无间隙存在，从而使得活塞缸2的运动方向完全沿外壳1的内壁方向。另一方面，弹性件3的中心具有与芯座5的台阶匹配的孔洞，从而使弹性件3通过芯座5的台阶首先对弹性件3自身进行定位，进而使弹性件3对活塞缸2进行定位，保证了活塞缸2运动时的稳定性、平衡性以及精确性。

本发明不同于现有技术中仅通过间隙配合的卡盘，本发明通过弹性件3对活塞缸2的运动进行定位对零部件的加工精度要求不高，即便是活塞缸2与外壳1之间存在一点间隙，也会在弹性力作用下贴紧。降低了卡盘零部件的加工难度。同时，本发明在卡盘使用过程中还通过弹性件3使外壳1与活塞缸2之间的精度配合更高。本发明的技术方案能够使卡盘的直径做到150毫米以上，使卡盘在无间隙配合的同时保证活塞缸2不容易在外壳1中产生卡死或者晃动的情况。

值得注意的是，活塞缸2的中心孔与芯座5的中心柱之间凭借孔与柱的配合定位、弹性件3凭借弹性力使活塞缸2的侧壁定位于外壳1与芯座5之间、活塞缸2的底部凭借受力后的变形抱紧于底座6和滑块7上，三个位置的平衡力对活塞缸2进行定位，避免了卡盘各零部件之间的间隙，本发明能够使卡盘的直径做来大于150毫米，并且不会造成卡盘卡死或者晃动。

实施例4：

作为优选的，为更好地实现本发明，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1至图4所示，如图1至图4所示，弹性件3靠近活塞缸2的侧壁位置设置有缺口，缺口内设置有非闭合环状的金属圈4。金属圈4的材质优选与活塞缸2的材质相同，金属圈4能够提高活塞缸2与弹性件3之间的耐磨性，非闭合环状的金属圈4能够在弹性件3作用下向外变形至与外壳1的内壁紧密贴合，在提高耐磨性的同时，使活塞缸2的侧壁紧贴外壳1的侧壁，保证活塞缸2与外壳1之间的无间隙配合。

如图1至图4所示，外壳1与活塞缸2在芯座5的中心柱位置均设置有密封圈10，活塞缸2与外壳1之间也设置有密封圈10，弹性件3与活塞缸2的内壁之间也设置有密封圈10。以保证介质(气体或者液体)的密封性。

如图1至图4所示，弹性件3靠近活塞缸2的侧壁位置还设置有用于装填润滑油的油槽。以便于活塞缸2在外壳1内的移动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动抱紧型气液卡盘，其特征在于，包括外壳(1)、活塞缸(2)、芯座(5)以及底座(6)，所述活塞缸(2)底部具有完整圆环状的楔形口(21)，底座(6)上设置有对楔形口(21)的移动起限位作用的限位槽(61)，底座(6)上还连接有具有楔形槽(71)的滑块(7),限位槽(61)和楔形槽(71)组成与楔形口(21)相对应的完整圆环槽结构，楔形口(21)在限位槽(61)内移动的同时配合楔形槽(71)驱动滑块(7)在底座(6)上移动，所述底座(6)的底部连接有用于夹紧工件的卡爪(9)；

所述活塞缸(2)与芯座(5)之间设置有弹性件(3)，使活塞缸(2)的侧壁在弹性作用下定位于外壳(1)与芯座(5)之间；

所述芯座(5)呈台阶形结构，使芯座(5)与所述活塞缸(2)在台阶位置形成腔室，所述弹性件(3)安装于所述腔室内；

所述弹性件(3)靠近活塞缸(2)的侧壁位置设置有缺口，所述缺口内设置有非闭合环状的金属圈(4)；

所述弹性件(3)靠近活塞缸(2)的侧壁位置还设置有用于装填润滑油的油槽。

2.根据权利要求1所述的自动抱紧型气液卡盘，其特征在于，所述滑块(7)内设置有T型槽，所述T型槽内设置有T型滑块(8)，所述T型滑块(8)与卡爪(9)上均设置有位置对应的螺纹孔，卡爪(9)通过螺栓与T型滑块(8)固定连接。

3.根据权利要求2所述的自动抱紧型气液卡盘，其特征在于，所述T型滑块(8)与卡爪(9)的接触面上分别设置有齿条面，所述T型滑块(8)与卡爪(9)之间还通过齿条面啮合连接。

4.根据权利要求1所述的自动抱紧型气液卡盘，其特征在于，所述弹性件(3)的材质为尼龙、橡胶、硅胶、牛筋或者镂空金属。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动抱紧型气液卡盘，其特征在于，所述芯座(5)上设置有贯穿外壳(1)的中心柱，所述中心柱上设置有a介质孔(51)和b介质孔(52)，a介质孔(51)连通于外壳(1)与活塞缸(2)之间，b介质孔(52)连通于活塞缸(2)与芯座(5)之间。

6.根据权利要求5所述的自动抱紧型气液卡盘，其特征在于，所述外壳(1)、活塞缸(2)、弹性件(3)以及芯座(5)之间均设置有密封圈(10)。