CN110238419B - 一种多工件装夹自定心卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卡盘装置技术领域，具体地说，涉及一种多工件装夹自定心卡盘。包括底座、若干个从下到上层叠装配在底座上的工件装夹总成和若干个用于从顶部压紧工件的工件压紧总成。本发明所述的多工件装夹自定心卡盘可以根据工件的高度尺寸及机床的行程进行多层组合，每层工件装夹总成独立自定心装夹一个工件，一次可装夹多个工件，并通过工件压紧总成向下压紧工件，这样，机床在一个工作周期内能加工多个工件，可大大提高生产效率。

Description

一种多工件装夹自定心卡盘

技术领域

本发明涉及卡盘装置技术领域，具体地说，涉及一种多工件装夹自定心卡盘。

背景技术

目前，配合机床加工工件的卡盘每次只能装夹一个工件，机床启动后，在一个工作周期只能对一个工件进行切削加工，工作效率非常低，如何同时装夹多个工件，使机床在一个工作周期内同时对多个工件切削加工是本领域内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多工件装夹自定心卡盘，以解决上述技术问题。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种多工件装夹自定心卡盘，其特征在于：包括底座、若干个从下到上层叠装配在底座上的工件装夹总成和若干个用于从顶部压紧工件的工件压紧总成；所述工件装夹总成包括环状的固定盘、若干个均匀装配在固定盘上的滑块和驱动滑块向固定盘的中心径向运动的装夹驱动机构；最底层工件装夹总成的固定盘固定在底座上，上层工件装夹总成的固定盘固定在下层工件装夹总成的固定盘上，最顶层工件装夹总成的顶部固定有环状的上盖板；所述装夹驱动机构包括环状的旋转盘和驱动旋转盘轴心转动的横式油缸；所述工件压紧总成均匀设置在工件装夹总成内，包括立式油缸、T形压杆、压杆座和压头，所述立式油缸的缸体底部安装在底座上，其活塞杆的顶端与T形压杆的底端铰连接，所述压杆座固定在上盖板上，所述T形压杆的外端铰接在压杆座上，所述压头装配在T形压杆的内端上；每一层装夹驱动机构对应匹配一个控制该层各个横式油缸伸缩的液压站，所述工件压紧总成对应匹配一个控制各个立式油缸伸缩的液压站，各个液压站固定安装在底座上。

进一步地说，所述底座为镂空式结构，包括环状的底盘、环状的顶板和若干个支撑腿，各个支撑腿按圆周方向均匀排布在底盘与顶板之间，支撑腿的顶部、底部分别与顶板、底盘固定连接；所述顶板上均匀固定有若干个油缸座，各个立式油缸的缸体底部铰接在油缸座上；各个支撑腿为夹层式结构，各个液压站一一对应安装在支撑腿的夹层空腔内。

再进一步说，所述固定盘包括环状的固定底板和圆筒状的固定壁，固定壁位于固定底板的内圆周上，且在固定壁上均匀开设有若干个滑块穿孔，固定壁的内侧面上与各个滑块穿孔相对应的部位均固定有滑块座，各个滑块径向贯穿滑块穿孔装配在滑块座上，其内端上固定有卡爪；所述滑块座上安装有驱动滑块向固定盘的外圆周径向运动的滑块复位机构；所述旋转盘包括环形的旋转底板和圆筒状的旋转壁，所述旋转底板套在固定壁外部，在其板面上沿圆周方向均匀设置有若干个条形孔；所述横式油缸的活塞杆端部铰接在旋转底板的板面上，其缸体末端铰接在销轴上，所述销轴贯穿条形孔，底端固定在固定底板上；所述旋转壁位于旋转底板的外圆周上，其内侧面上与各个滑块的尾端相对应的部位均设置有槽口。

再进一步说，所述滑块复位机构包括安装在滑块座外壁上的复位弹簧和固定在滑块上的拨杆，所述滑块座的装有复位弹簧一侧的外壁上沿滑块运动方向设有长条孔，所述拨杆贯穿该长条孔，所述复位弹簧安装在滑块座外壁上的弹簧座上，其一端搭接在所述拨杆上。

再进一步说，所述顶板的外壁上设有环形槽，环形槽内卡装有环形的胶木座，胶木座上固定有两个环形导线；所述顶板的外侧设置有碳刷支架，碳刷支架上固定有两个碳刷，两个碳刷分别触接两个环形导线；所述顶板的外壁上固定有环形的碳刷护罩；各个液压站均由电动马达、液压油箱和齿轮泵构成，各个电动马达的正负极接线柱分别电连接两条环形导线。

更进一步说，装配有液压站的支撑腿上均定有支撑板，所述支撑板的外壁上固定安装有一组数显控制表，支撑板的内壁上固定安装有一组继电器；每个支撑腿上安装的液压站、数显控制表和继电器组成一个控制组，其中一个控制组控制各个立式油缸的伸缩，其余的各控制组对应控制一层横式油缸的伸缩；所述底座上还安装有用于无线接收工作指令，并根据工作指令控制各组继电器工作状态的无线IO模块；所述无线IO模块的正负极分别电连接两条环形导线。

有益效果：与现有技术相比，本发明所述的多工件装夹自定心卡盘可以根据工件的高度尺寸及机床的行程进行多层组合，每层工件装夹总成独立自定心装夹一个工件，一次可装夹多个工件，并通过工件压紧总成向下压紧工件，这样，机床在一个工作周期内能加工多个工件，可大大提高生产效率；同时，采用直流12-48V低压供电，无安全隐患，电源通过碳刷支架、碳刷、环形导线接入到液压站，液压站通过直流电源正负极转换改变供油方向，分别控制对应的油缸工作，通过各层横式油缸的伸缩实现对各层工件的夹持或释放，通过各个立式油缸的伸缩实现对各工件的压紧或释放。

附图说明

图1为实施例1的侧视结构示意图；

图2为图1的A-A视图；

图3为实施例1的立体结构示意图；

图4为实施例1中所述工件装夹总成的俯视结构示意图；

图5为实施例1中所述固定盘的结构示意图；

图6为实施例1装夹工件的实际应用示意图；

图7为实施例1的电控原理图；

图8为实施例2中所述工件装夹总成的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1：

参照图1-图3，本实施例所述的多工件装夹自定心卡盘，包括底座、3个从下到上层叠装配在底座上的工件装夹总成和6个用于从顶部压紧工件8的工件压紧总成（工件压紧总成的数量可以根据实际需要装配3-9个）。

所述底座为镂空式结构，包括环状的底盘11、环状的顶板13和6个支撑腿12，各个支撑腿12按圆周方向均匀排布在底盘11与顶板13之间，支撑腿12的顶部、底部分别与顶板13、底盘11固定连接。底座采用镂空式设计，既能给机床刀具对工件下面加工时留出足够空间，又方便从工件下方清理加工工件时切削下来的铁屑。

如图4所示，所述工件装夹总成包括环状的固定盘31、6个均匀装配在固定盘31上的滑块36（滑块36的数量可以根据夹持工件的形状安装3-6个）和驱动滑块36向固定盘31的中心径向运动的装夹驱动机构；最底层工件装夹总成的固定盘31固定在底座的顶板13上，上层工件装夹总成的固定盘31固定在下层工件装夹总成的固定盘31上，具体地说，每层固定盘31的底部都设有卡口，顶部设有向上的凸台，所述顶板13的顶部也设有向上的凸台，组装时，将最底层固定盘31的卡口卡在顶板13的凸台上，再通过螺栓固定，上层固定盘底部的卡口卡在下层固定盘的凸台上，再通过螺栓固定，凸台与卡口的配合方便组装时准确定心，提高组装效率。最顶层工件装夹总成的顶部固定有环状的上盖板7。

如图5所示，所述固定盘31包括环状的固定底板和圆筒状的固定壁，固定壁位于固定底板的内圆周上，且在固定壁上均匀开设有6个滑块穿孔31A，固定壁的内侧面上与各个滑块穿孔31A相对应的部位均固定有滑块座35，各个滑块36径向贯穿滑块穿孔31A装配在滑块座35上，其内端上固定有卡爪37，外端上安装有滑轮38。

所述滑块座35上安装有驱动滑块36向固定盘31的外圆周径向运动的滑块复位机构。所述滑块复位机构包括安装在滑块座35外壁上的复位弹簧33和固定在滑块36上的拨杆34，所述滑块座35的装有复位弹簧33一侧的外壁上沿滑块36运动方向设有长条孔，所述拨杆34贯穿该长条孔，所述复位弹簧33安装在滑块座35外壁上的弹簧座上，其一端搭接在所述拨杆34上。

所述装夹驱动机构包括环状的旋转盘32和驱动旋转盘32轴心转动的横式油缸39；所述旋转盘32包括环形的旋转底板和圆筒状的旋转壁，所述旋转底板套在固定壁外部，在其板面上沿圆周方向均匀设置有若干个条形孔32B；所述横式油缸39的活塞杆端部铰接在旋转底板的板面上，其缸体末端铰接在销轴39A上，所述销轴39A贯穿条形孔32B，底端固定在固定底板上；所述旋转壁位于旋转底板的外圆周上，其内侧面上与各个滑块36的尾端相对应的部位均设置有槽口32A。每一层装夹驱动机构中的横式油缸39的数量根据需要安装1-6个，且每一层装夹驱动机构都对应匹配一个控制该层各个横式油缸39伸缩的液压站61。

所述工件压紧总成均匀设置在工件装夹总成内，包括立式油缸44、T形压杆41、压杆座42和压头43，所述立式油缸44的缸体底部安装在底座的顶板13上，具体地说，所述顶板13上均匀固定有6个油缸座，各个立式油缸44的缸体底部一一对应铰接在各个油缸座上。所述立式油缸44的活塞杆顶端与T形压杆41的底端铰连接，所述压杆座42固定在上盖板7上，所述T形压杆41的外端铰接在压杆座42上，所述压头43装配在T形压杆41的内端上。所述工件压紧总成对应匹配一个控制各个立式油缸44伸缩的液压站61，各个液压站61固定安装在底座上。

所述顶板13的外壁上设有环形槽，环形槽内卡装有环形的胶木座24，胶木座24上固定有两个环形导线23；所述顶板13的外侧设置有碳刷支架21，碳刷支架21上固定有两个碳刷22，两个碳刷22分别触接两个环形导线23；所述顶板13的外壁上固定有环形的碳刷护罩25。

所述支撑腿12为夹层式结构，4个液压站61分别对应安装在4个支撑腿12的夹层空腔内。所述液压站61均由电动马达、液压油箱和齿轮泵构成，各个电动马达的正负极接线柱分别电连接两条环形导线23。

装配有液压站61的支撑腿12上均固定有支撑板62，所述支撑板62的外壁上固定安装有一组数显控制表63，支撑板62的内壁上固定安装有一组继电器64；4个支撑腿12上安装的液压站61、数显控制表63和继电器64分别组成一个控制组，其中一个控制组控制各个立式油缸44的伸缩，其余的3个控制组对应控制一层横式油缸39的伸缩。各个液压站61及油缸采用并联结构，通过对应的两个数显控制表63分别控制两条油路的压力，电动马达只在夹持、松开动作时供电，既节约电能又能防止电动马达、液压油发热，降低电动马达的磨损，延长使用寿命，无噪音。若加工过程中压力降低，数显控制表63会自动接通电动马达的电源，电动马达运转给油缸补足压力。

底座上没有安装控制组的支撑腿，还有2个，其中1个支撑腿的夹层空腔内安装有用于无线接收工作指令，并根据工作指令控制各组继电器64工作状态的无线IO模块5；所述无线IO模块的正负极分别电连接两条环形导线23。

本发明所述的多工件装夹自定心卡盘可以根据工件的高度尺寸及机床的行程多层组合，每层工件装夹总成独立自定心装夹一个工件，一次可装夹多个工件，并通过工件压紧总成向下压紧工件，这样，机床在一个工作周期内能加工多个工件，可大大提高生产效率。本实施例中，工件压紧总成设有3层，一次可装夹3个工件，3个工件在插齿和铣齿加工时一次加工所用时间只有单件加工时间的1.2至1.3倍。

所述无线IO模块5、各个液压站61、各个数显控制表、各组继电器的电控原理如图7所示。实际工作时，机床的控制系统发出的命令与无线IO模块5实现无线传输。先将第一个工件8放入最底层工件装夹总成内，通过操控平台给机床的控制系统一个夹紧指令，控制系统向无线IO模块5发出信号，无线IO模块5接收无线信号并通过继电器组1动作，接通液压站A的电动马达电源，液压站A向最底层的横式油缸39供油，横式油缸39油缸推动旋转盘32转动，旋转盘32通过凸轮形式推动滑块3向轴心运动夹持工件，完成第一个工件8的定心装夹；按照上述过程，依次完成其余2个工件8的装夹。

各个工件完成装夹后，通过操控平台给机床的控制系统一个压紧指令，控制系统向无线IO模块5发出信号，无线IO模块5接收无线信号无线IO模块5通过继电器组4动作，接通液压站D的电动马达电源，液压站D向各个立式油缸44供油，立式油缸44带动压杆向下，通过压头43将各个工件8向下压紧。

根据实际加工工艺，加工过程中只要求从上面压紧工件、不能有向内的夹持力，因此，各个压头43将工件8向下压紧后，各个卡爪37需要松开工件。

通过操控平台给机床的控制系统一个松开指令，控制系统向无线IO模块5发出信号，无线IO模块5接收无线信号并通过继电器组1动作，反向接通液压站A的电动马达电源，液压站A向最底层的横式油缸39供油，横式油缸39油缸拉动旋转盘32反向转动，滑块3失去旋转盘32的推力，在复位弹簧33的弹力作用下回缩，滑轮38进入槽口32A内，最底层的卡爪37释放最底层工件8；按照上述过程，依次松开其余2个工件。机床开始对3个工件进行切削加工。

加工完成后，通过操控平台给机床的控制系统一个释放指令，控制系统向无线IO模块5发出信号，无线IO模块5接收无线信号无线IO模块5通过继电器组4动作，反向接通液压站D的电动马达电源，液压站D向各个立式油缸44供油，立式油缸44推动压杆向上，各个压头43释放工件，然后依次取下所有工件。

实施例2：

实施例1中的工件装夹总成为向内夹持固定工件的结构形式，本实施例与实施例1的区别在于：所述工件装夹总成为向外扩撑固定工件的结构形式，适用于向外撑开固定工件，其结构如图8所示，即：

所述工件装夹总成包括环状的固定盘31、3个均匀装配在固定盘31上的滑块36（滑块36的数量可以根据夹持工件的形状安装3-6个）和驱动滑块36沿固定盘31的径向向外运动的装夹驱动机构。

所述固定盘31包括环状的固定底板和圆筒状的固定壁，固定壁位于固定底板的外圆周上，且在固定壁上均匀开设有3个滑块穿孔，固定壁上与各个滑块穿孔相对应的部位均固定有滑块座35，各个滑块36径向装配在滑块座35上，其外端上固定有卡爪37，内端上安装有滑轮38。

所述滑块座35上安装有驱动滑块36向固定盘31的中心径向运动的滑块复位机构。所述滑块复位机构与实施例1中所述的滑块复位机构结构、原理相同，不再赘述。

所述装夹驱动机构包括环状的旋转盘32和驱动旋转盘32轴心转动的横式油缸39；所述旋转盘32装配在固定盘31上，包括环形的旋转底板和圆筒状的旋转壁，旋转底板的板面上沿圆周方向均匀设置有若干个条形孔32B；所述横式油缸39的活塞杆端部铰接在旋转底板的板面上，其缸体末端铰接在销轴39A上，所述销轴39A贯穿条形孔32B，底端固定在固定底板上；所述旋转壁位于旋转底板的内圆周上，其外侧面上与各个滑块36的尾端相对应的部位均设置有槽口32A。每一层装夹驱动机构中的横式油缸39的数量根据需要安装1-6个。

装夹工件时，将工件套在卡盘总成的外部，通过驱动滑块36的外端向外运动使各个卡爪37顶住工件的内圆向外撑开固定工件即可。其工作原理与实施例1向内夹持工件的原理相同，在此不再赘述。

本发明未详细描述的技术内容均为公知技术。

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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种多工件装夹自定心卡盘，其特征在于：包括底座、若干个从下到上层叠装配在底座上的工件装夹总成和若干个用于从顶部压紧工件（8）的工件压紧总成；所述工件装夹总成包括环状的固定盘（31）、若干个均匀装配在固定盘（31）上的滑块（36）和驱动滑块（36）向固定盘（31）的中心径向运动的装夹驱动机构；最底层工件装夹总成的固定盘（31）固定在底座上，上层工件装夹总成的固定盘（31）固定在下层工件装夹总成的固定盘（31）上，最顶层工件装夹总成的顶部固定有环状的上盖板（7）；所述装夹驱动机构包括环状的旋转盘（32）和驱动旋转盘（32）轴心转动的横式油缸（39）；所述工件压紧总成均匀设置在工件装夹总成内，包括立式油缸（44）、T形压杆（41）、压杆座（42）和压头（43），所述立式油缸（44）的缸体底部安装在底座上，其活塞杆的顶端与T形压杆（41）的底端铰连接，所述压杆座（42）固定在上盖板（7）上，所述T形压杆（41）的外端铰接在压杆座（42）上，所述压头（43）装配在T形压杆（41）的内端上；每一层装夹驱动机构对应匹配一个控制该层各个横式油缸（39）伸缩的液压站（61），所述工件压紧总成对应匹配一个控制各个立式油缸（44）伸缩的液压站（61），各个液压站（61）固定安装在底座上；

所述底座为镂空式结构，包括环状的底盘（11）、环状的顶板（13）和若干个支撑腿（12），各个支撑腿（12）按圆周方向均匀排布在底盘（11）与顶板（13）之间，支撑腿（12）的顶部、底部分别与顶板（13）、底盘（11）固定连接；所述顶板（13）上均匀固定有若干个油缸座，各个立式油缸（44）的缸体底部铰接在油缸座上；各个支撑腿（12）为夹层式结构，各个液压站（61）一一对应安装在支撑腿（12）的夹层空腔内；

所述固定盘（31）包括环状的固定底板和圆筒状的固定壁，固定壁位于固定底板的内圆周上，且在固定壁上均匀开设有若干个滑块穿孔（31A），固定壁的内侧面上与各个滑块穿孔（31A）相对应的部位均固定有滑块座（35），各个滑块（36）径向贯穿滑块穿孔（31A）装配在滑块座（35）上，其内端上固定有卡爪（37）；所述滑块座（35）上安装有驱动滑块（36）向固定盘（31）的外圆周径向运动的滑块复位机构；所述旋转盘（32）包括环形的旋转底板和圆筒状的旋转壁，所述旋转底板套在固定壁外部，在其板面上沿圆周方向均匀设置有若干个条形孔（32B）；所述横式油缸（39）的活塞杆端部铰接在旋转底板的板面上，其缸体末端铰接在销轴（39A）上，所述销轴（39A）贯穿条形孔（32B），底端固定在固定底板上；所述旋转壁位于旋转底板的外圆周上，其内侧面上与各个滑块（36）的尾端相对应的部位均设置有槽口（32A）；

所述滑块复位机构包括安装在滑块座（35）外壁上的复位弹簧（33）和固定在滑块（36）上的拨杆（34），所述滑块座（35）的装有复位弹簧（33）一侧的外壁上沿滑块（36）运动方向设有长条孔，所述拨杆（34）贯穿该长条孔，所述复位弹簧（33）安装在滑块座（35）外壁上的弹簧座上，其一端搭接在所述拨杆（34）上。

2.根据权利要求1所述的多工件装夹自定心卡盘，其特征在于：所述顶板（13）的外壁上设有环形槽，环形槽内卡装有环形的胶木座（24），胶木座（24）上固定有两个环形导线（23）；所述顶板（13）的外侧设置有碳刷支架（21），碳刷支架（21）上固定有两个碳刷（22），两个碳刷（22）分别触接两个环形导线（23）；所述顶板（13）的外壁上固定有环形的碳刷护罩（25）；各个液压站（61）均由电动马达、液压油箱和齿轮泵构成，各个电动马达的正负极接线柱分别电连接两条环形导线（23）。

3.根据权利要求2所述的多工件装夹自定心卡盘，其特征在于：装配有液压站（61）的支撑腿（12）上固定有支撑板（62），所述支撑板（62）的外壁上固定安装有一组数显控制表（63），支撑板（62）的内壁上固定安装有一组继电器（64）；每个支撑腿（12）上安装的液压站（61）、数显控制表（63）和继电器（64）组成一个控制组，其中一个控制组控制各个立式油缸（44）的伸缩，其余的各控制组对应控制一层横式油缸（39）的伸缩；所述底座上还安装有用于无线接收工作指令，并根据工作指令控制各组继电器（64）工作状态的无线IO模块（5）；所述无线IO模块（5）的正负极分别电连接两条环形导线（23）。