CN110355597A - 一种多功能机床卡具及机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能机床卡具，包括底座、支撑装置和夹持装置；所述支撑装置固定于底座上，其具有至少一个用于支撑零部件的圆弧形支撑面和/或平面支撑面；所述夹持装置包括第一夹持机构、第二夹持机构及平移驱动机构，所述第一夹持机构和第二夹持机构均安装于所述底座并分别位于所述支撑装置两侧，所述第一夹持机构和第二夹持机构均具有一夹持面及一夹持点，所述平移驱动机构用于驱动第一夹持机构和第二夹持机构的夹持面和/或夹持点相向运动。本发明的机床卡具的通用性好，可以进行端面夹持和尖端夹持任意切换，满足机床对不同类零件的装卡工作，提高工作效率。

Description

一种多功能机床卡具及机床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体是涉及一种多功能机床卡具及机床。

背景技术

现代机械制造中需要使用机床加工不同的形状的机械零部件，不同形状的零部件加工过程中需要采用不同的夹持方式，比如在进行方形零件的铣削时，需要对加工的零部件采用端面夹持的方式进行固定；在对轴类零件进行加工时，需要对代加工的零件进行尖端夹持的方式进行固定。

现有技术的机床加工过程中机床卡具的功能均比较单一，一套机床卡具只能适用于一种类型的零部件加工，导致在加工不同类型零部件的时候，需要频繁更换卡具，大大降低工作效率。

发明内容

本发明旨在解决现有技术问题，提供一种多功能机床卡具及机床，本发明的机床卡具通用性好，既可以对零件实现尖端夹持，也可以实现端面固定，使得机床满足不同类型零部件的装卡加工。

为达到上述目的，本发明提供一种多功能机床卡具，包括：

包括底座、支撑装置和夹持装置；

所述支撑装置固定于底座上，其具有至少一个用于支撑零部件的圆弧形支撑面和/或平面支撑面；

所述夹持装置包括第一夹持机构、第二夹持机构及平移驱动机构，所述第一夹持机构和第二夹持机构均安装于所述底座并分别位于所述支撑装置两侧，所述第一夹持机构和第二夹持机构均具有一夹持面及一夹持点，所述平移驱动机构用于驱动第一夹持机构和第二夹持机构的夹持面和/或夹持点相向运动。

优选地，所述第一夹持机构包括第一端面夹持件和第一尖端夹持件；所述第二夹持机构包括第二端面夹持件和第二尖端夹持件；所述第一端面夹持件和第二端面夹持件内部均设有容纳腔且其头部均设有朝向所述夹持装置的夹持面，第一尖端夹持件和第二尖端夹持件的头部均设有朝向所述夹持装置的夹持点；所述第一尖端夹持件部分位于第一端面夹持件的容纳腔中且第一尖端夹持件与第一端面夹持件滑动连接；所述第二尖端夹持件部分位于第二端面夹持件的容纳腔中且第二尖端夹持件与第二端面夹持件滑动连接；所述第一端面夹持件、第一尖端夹持件、第二端面夹持件与第二尖端夹持件的中心轴重合。

优选地，所述平移驱动机构为液压驱动装置。

优选地，所述第一夹持机构还包括第一支座；所述第一支座中设有空腔；所述第一端面夹持件的主体为柱状结构，头部为环形的平面夹持片，容纳腔设置在柱状结构中；第一端面夹持件主体的一部分位于所述第一支座的空腔中并与第一支座滑动连接；所述第一端面夹持件与第一支座之间形成第一液压腔；所述第一尖端夹持件包括圆锥形头部和圆柱形尾部，且第一尖端夹持件的尾部连接有活塞，活塞位于第一端面夹持件的容纳腔中且活塞与第一端面夹持件之间形成第二液压腔。

优选地，所述第二夹持机构还包括第二支座，所述第二支座中设有空腔；所述第二端面夹持件主体为柱状结构，头部为环形的平面夹持片，其容纳腔设置在柱状结构中；第二端面夹持件主体的一部分位于所述第二支座的空腔中并与第二支座滑动连接；第二尖端夹持件包括圆锥形头部和圆柱形主体，且第二尖端夹持件的主体上套设缸套，缸套穿过第二端面夹持件的容纳腔和第二支座的空腔，且缸套与第二端面夹持件以及第二支座滑动连接；缸套与第二支座之间形成第三液压腔；第二端面夹持件与所述缸套以及第二支座之间形成第四液压腔。

优选地，所述液压驱动装置包括液压泵、液压管道和开关阀；所述第一液压腔通过第一液压管道与第一液压泵连通，第一液压管道上设有第一开关阀；所述第一端面夹持件上还设有连通第一液压腔和第二液压腔的液压通道，所述液压通道上设有第二开关阀；和/或，所述第三液压腔和第四液压腔分别通过两个液压管道与第二液压泵相连，且两个液压管道上分别设有第三开关阀和第四开关阀。

优选地，所述第二尖端夹持件与旋转驱动装置连接。

优选地，所述第二尖端夹持件与缸套之间接触处设有多个滚动轴承，所述第一尖端夹持件与活塞之间通过平面轴承连接；和/或，

所述第二尖端夹持件的尾部为花键轴，花键轴通过联轴器与伺服电机连接。

优选地，所述支撑装置包括支撑件、液压杆以及液压缸，所述支撑机构通过液压杆连接液压缸用于调整零部件的高度；和/或，

底座中部设置一个平面支撑面，平明支撑面与第一夹持机构之间以及平面支撑面与第二夹持机构之间各设有一个弧形支撑面。

本发明还提供一种机床，其采用上述的多功能机床卡具。

与现有技术相比，本发明的多功能机床卡具的通用性好，在加工不同零部件时，可以进行端面夹持件和尖端夹持件的任意切换，满足机床对不同类零件的装卡工作，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种多功能机床卡具的整体结构示意图。

图2是本发明实施例1的第一夹持机构的放大结构示意图。

图3是本发明实施例1的第二夹持机构的放大结构示意图。

图4是本发明实施例1的平面支撑件的结构示意图。

图5是本发明实施例1的圆弧形支撑件的结构示意图。

附图标记：1、第一夹持机构；2、圆弧形支撑件；3、底座；4、平面支撑件；6、第二夹持机构；10、第一开关阀；11、第一液压泵；12、第一液压管道；13、挡板；14、第一支座；15、第二开关阀；16、第一端面夹持件；17、活塞；18、平面轴承；19、第一尖端夹持件；21、弧形支撑件；22、第一推杆；23、第一液压缸；41、平面支撑件；42、第二推杆；43、第二液压缸；60、第二尖端夹持件；601、花键轴；61、第二端面夹持件；62、第二支座；63、缸套；64、滚动轴承；65、第四液压管道；66、联轴器；67、电机输出轴；68、电机；69、第三液压管道；70、第二液压泵；161、端面法兰；162、第二液压腔；141、第一液压腔；621、第三液压腔；612、第四液压腔。

具体实施方式

本发明提供一种多功能机床卡具以及含有所述机床卡具的机床，所述机床卡具包括：包括底座、支撑装置和夹持装置；所述支撑装置固定于底座上，其具有至少一个用于支撑零部件的圆弧形支撑面和/或平面支撑面；所述夹持装置包括第一夹持机构、第二夹持机构及平移驱动机构，所述第一夹持机构和第二夹持机构均安装于所述底座并分别位于所述支撑装置两侧，所述第一夹持机构和第二夹持机构均具有一夹持面及一夹持点，所述平移驱动机构用于驱动第一夹持机构和第二夹持机构的夹持面和/或夹持点相向运动。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-5所示，本实施例的一种多功能机床卡具，包括底座3、支撑装置和夹持装置。

所述支撑装置固定于底座3上，用于支撑零部件，其包括平面支撑件4和圆弧形支撑件2，所述平面支撑件4的支撑面为平面支撑面，所述圆弧形支撑件2的支撑面为圆弧形支撑面。

所述夹持装置包括在底座两端相对设置的第一夹持机构1和第二夹持机构6及平移驱动机构，第一夹持机构1和第二夹持机构6均安装于所述底座3并分别位于所述支撑装置两侧，所述第一夹持机构1和第二夹持机构6均具有一夹持面及一夹持点，所述平移驱动机构用于驱动第一夹持机构和第二夹持机构的夹持面和/或夹持点相向运动。

本实施例中第一夹持机构1包括第一端面夹持件16和第一尖端夹持件19；所述第二夹持机构6包括第二端面夹持件61和第二尖端夹持件60；所述第一端面夹持件16和第二端面夹持件61内部均设有容纳腔且其头部均设有朝向所述夹持装置的夹持面，第一尖端夹持件19和第二尖端夹持件60的头部均设有朝向所述夹持装置的夹持点；所述第一尖端夹持件19部分位于第一端面夹持件16的容纳腔中且第一尖端夹持件19与第一端面夹持件16滑动连接；所述第二尖端夹持件60部分位于第二端面夹持件61的容纳腔中且第二尖端夹持件60与第二端面夹持件61滑动连接；所述第一端面夹持件16、第一尖端夹持件19、第二端面夹持件61与第二尖端夹持件60的中心轴重合。本实施例中采用滑动连接的方式将第一尖端夹持件同轴设置在第一端面夹持件的容纳腔中且将第二尖端夹持件同轴设置在第二端面夹持件的容纳腔中，方便随时切换面夹持和点夹持方式，且滑动连接的方式可降低运动阻力，提高平移驱动机构的驱动效率。

本实施例优选的平移驱动机构为液压驱动装置。采用液压驱动装置可以使夹持件运动更平稳且保证较大的夹持力。并且液压流体对滑动连接的部件具有一定的润滑作用，进一步减小运动阻力，提高驱动效率。采用液压驱动装置仅为本实施例的一种优选方式，其它电动或气动驱动方式也可以用作平移驱动机构。

第一夹持机构1设有朝向底座中心的第一端面夹持件16和第一尖端夹持件19，第二夹持机构6设有朝向底座中心的第二端面夹持件61和第二尖端夹持件60；第一第二夹持机构两个端面夹持件中均设有用于容纳尖端夹持件的空腔，且端面夹持件与尖端夹持件的中心轴重合；所述端面夹持件和尖端夹持件均连接平移驱动机构用于驱动两个端面夹持件相互靠近并用端面夹紧平面支撑件4上的零部件或者用于驱动两个尖端夹持件相互靠近并用尖端夹紧圆弧形支撑件2上的零部件。

在上述方案的基础上，本实施例的第一夹持机构1具体优选的结构包括第一支座14、第一端面夹持件16和第一尖端夹持件19。

第一支座14中设有空腔；所述第一端面夹持件16的主体为柱状结构，头部为环形的平面夹持片，平面夹持片具体可以是端面法兰161，容纳腔设置在柱状结构中；第一端面夹持件16主体的一部分位于所述第一支座14的空腔中并与第一支座14滑动连接；所述第一端面夹持件16与第一支座14之间形成第一液压腔141。第一支座14空腔可以是一侧封闭式，第一支座14的空腔封闭段直接与第一端面夹持件16形成第一液压腔141。第一支座14空腔也可以为两侧开放式的，通过挡板13进行密封并与第一端面夹持件16形成第一液压腔141。

第一尖端夹持件19包括圆锥形头部和圆柱形尾部，且第一尖端夹持件19的尾部连接有活塞17，活塞17位于第一端面夹持件16的容纳腔中且活塞17与第一端面夹持件16之间形成第二液压腔162。

上述优选地第一夹持机构1中第一端面夹持件16与第一支座14也采用滑动连接的方式，进一步减小运动阻力，提高驱动效率。通过设置第一液压腔和第二液压腔，可通过液压单独驱动第一端面夹持件16和第一尖端夹持件19水平运动。液压腔的液压流体具有一定的润滑作用，进一步减小第一端面夹持件16和第一尖端夹持件19运动阻力，提高驱动效率。

本实施例的第二夹持机构6可采用与第一夹持机构类似的结构，其优选的结构包括：第二支座、第二端面夹持件以及第二尖端夹持件。

所述第二支座62中设有空腔；所述第二端面夹持件61主体为柱状结构，头部为环形的平面夹持片，其容纳腔设置在柱状结构中；第二端面夹持件61主体的一部分位于所述第二支座62的空腔中并与第二支座62滑动连接；

所述第二尖端夹持件60包括圆锥形头部和圆柱形主体，且第二尖端夹持件60的主体上套设缸套63，缸套63穿过第二端面夹持件61的容纳腔和第二支座62的空腔，且缸套63与第二端面夹持件61以及第二支座62滑动连接；缸套63与第二支座62之间形成第三液压腔621；第二端面夹持件61与所述缸套63以及第二支座62之间形成第四液压腔612。

上述优选地第二夹持机构6中第二端面夹持件61与第二支座62也采用滑动连接的方式，进一步减小运动阻力，提高驱动效率。设置第三液压腔和第四液压腔，可通过液压单独驱动第二尖端夹持件60和第二端面夹持件61水平运动。液压腔的液压流体具有一定的润滑作用，进一步减小第二端面夹持件61和第二尖端夹持件60运动阻力，提高驱动效率。

第一液压腔141、第二液压腔162、第三液压腔621、第四液压腔612均可以连接不同的液压驱动装置分别驱动第一端面夹持件16、第一尖端夹持件19、第二尖端夹持件60、第二端面夹持件61水平移动。

在上述方案的基础上，所述液压驱动装置优选地包括液压泵、液压管道和开关阀。优选地，第一液压泵11通过第一液压管道12与第一液压腔141连通，第一液压管道12上设有第一开关阀10；第一端面夹持件16上还设有连通第一液压腔和第二液压腔的液压通道，所述液压通道上设有第二开关阀15。

优选地，所述第三液压腔621和第四液压腔612分别通过第三液压管道69和第四液压管道65与第二液压泵70相连，第三液压管道69和第四液压管道65上分别设有第三开关阀和第四开关阀。

本实施例优选的液压驱动装置可以仅通过一个液压泵和一个液压管道就可实现对对第一夹持机构1中第一端面夹持件16和第一尖端夹持件19的自由切换选择。且通过一个液压泵和两个液压管道可实现对第二夹持机构6中第二端面夹持件61和第二尖端夹持件60的自由切换选择。其中第一液压泵和第二液压泵也可以为同一个液压泵。

本实施例优选的夹持装置的结构和液压驱动机构相互配合使整体结构更简单，通过液压驱动夹持面以及夹持点进行伸缩，方便切换端面夹持和尖端夹持，采用液压和特殊结构设计可以使尖端夹持件以及端面夹持件运动阻力较小且保证了夹持的稳定性。

作为一种优选地方案，所述支撑装置包括支撑件、液压杆以及液压缸。具体地，所述弧形支撑件21通过第一推杆22连接第一液压缸23。所述平面支撑件41通过第二推杆42连接第二液压缸43。进一步优选地，在底座3中部设置一个平面支撑件，其位于第一夹持机构1和第二夹持机构6之间，平面支撑件4与第一夹持机构1之间以及平面支撑件4与第二夹持机构6之间各设有一个圆弧形支撑件2。在平面支撑件两侧对称设置两个圆弧形支撑件可以更平稳地支撑起轴状零部件。

所述平面支撑件和圆弧形支撑件均通过液压杆连接液压缸，可调整零部件的高度，方便适用于不同高度的零部件，并且两个圆弧形支撑件高度的调整更方便调整轴状零部件的轴心与夹持装置的轴心重合。

本实施例的机床卡具的工作原理如下：

当所加工的零件需要进行端面支撑时，比如方形零件的铣削，因而，采用本申请中的端面夹持结构即能方便的实现对待加工零件的固定夹持。其夹持过程为：先将零件设置在平面支撑件4上，并通过第二推杆42和第二液压缸43对零件的高度进行调整，待调整完毕后，启动第一液压泵11、打开第一开关阀10，使液压流体通过第一液压管道12进入到第一支座14的内腔中，从而推动第一端面夹持件16向外伸出(初始阶段，由于第二开关阀15是关闭的，第一尖端夹持件19是收缩在第一端面夹持件16的内部，)同理，打开第二夹持机构6中的第二液压泵70和第四开关阀使液压流体通过第四液压管道65进入第四液压腔612，第二端面夹持件61向外伸出，上述第一端面夹持件16和第二端面夹持件61会逐步夹紧待加工零件。

当待加工零件需要进行尖端夹持件夹持时，比如，轴类零件的加工，因而，采用本申请中的尖端夹持件夹持结构即能方便的实现对轴类零件进行固定夹持。其夹持过程为：先将轴类零件放置在第一第二夹持机构圆弧形支撑件2的弧形支撑件21上，并通过第一推杆22和第一液压缸23对零件的高度进行调整，待调整完毕后，启动第一液压泵11、打开第一开关阀10，使液压流体通过第一液压管道12进入到第一支座14的内腔(第一液压腔141)中，同时，打开第二开关阀15，使液压流体进入到第一端面夹持件16的内腔(第二液压腔162)从而推动活塞17和第一尖端夹持件19向外伸出，而此时第一端面夹持件16不会向外伸出，同时，打开第二夹持机构6中的第二液压泵70和第三开关阀使液压流体通过第三液压管道69进入第三液压腔621，使液压流体驱动缸套63带动第二尖端夹持件60向外伸出，而第二端面夹持件61保持不动，上述第一尖端夹持件19和第二尖端夹持件60会逐步夹紧待加工零件，完成尖端夹持件夹持过程。

为了使轴类零件在加工过程中进行旋转，所述第二尖端夹持件60的尾部与旋转驱动装置连接。

优选地，所述第二尖端夹持件60与缸套63之间接触处设有多个滚动轴承64，所述第一尖端夹持件19与活塞17之间通过平面轴承18连接。所述第二尖端夹持件60的尾部为花键轴601，花键轴601通过联轴器66与伺服电机68的电机输出轴67连接。使用电机驱动联轴器以及第二尖端夹持件60上的花键轴601进行旋转，从而带动轴类零件和第一尖端夹持件19一起旋转，实现轴类零件加工过程中的旋转需求。通过花键轴和联轴器配合保证电机传动过程的稳定性，设置多个轴承进一步减少第一尖端夹持件和第二尖端夹持件在旋转运动过程中的阻力。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种多功能机床卡具，其特征在于，包括底座、支撑装置和夹持装置；

所述支撑装置固定于底座上，其具有至少一个用于支撑零部件的圆弧形支撑面和/或平面支撑面；

所述夹持装置包括第一夹持机构、第二夹持机构及平移驱动机构，所述第一夹持机构和第二夹持机构均安装于所述底座并分别位于所述支撑装置两侧，所述第一夹持机构和第二夹持机构均具有一夹持面及一夹持点，所述平移驱动机构用于驱动第一夹持机构和第二夹持机构的夹持面和/或夹持点相向运动。

2.根据权利要求1所述的多功能机床卡具，其特征在于，所述第一夹持机构包括第一端面夹持件和第一尖端夹持件；所述第二夹持机构包括第二端面夹持件和第二尖端夹持件；所述第一端面夹持件和第二端面夹持件内部均设有容纳腔且其头部均设有朝向所述夹持装置的夹持面，第一尖端夹持件和第二尖端夹持件的头部均设有朝向所述夹持装置的夹持点；所述第一尖端夹持件部分位于第一端面夹持件的容纳腔中且第一尖端夹持件与第一端面夹持件滑动连接；所述第二尖端夹持件部分位于第二端面夹持件的容纳腔中且第二尖端夹持件与第二端面夹持件滑动连接；所述第一端面夹持件、第一尖端夹持件、第二端面夹持件与第二尖端夹持件的中心轴重合。

3.根据权利要求2所述的多功能机床卡具，其特征在于，所述平移驱动机构为液压驱动装置。

4.根据权利要求3所述的多功能机床卡具，其特征在于，所述第一夹持机构还包括第一支座；所述第一支座中设有空腔；所述第一端面夹持件的主体为柱状结构，头部为环形的平面夹持片，容纳腔设置在柱状结构中；第一端面夹持件主体的一部分位于所述第一支座的空腔中并与第一支座滑动连接；所述第一端面夹持件与第一支座之间形成第一液压腔；所述第一尖端夹持件包括圆锥形头部和圆柱形尾部，且第一尖端夹持件的尾部连接有活塞，活塞位于第一端面夹持件的容纳腔中且活塞与第一端面夹持件之间形成第二液压腔。

5.根据权利要求4所述的多功能机床卡具，其特征在于，所述第二夹持机构还包括第二支座，所述第二支座中设有空腔；

所述第二端面夹持件主体为柱状结构，头部为环形的平面夹持片，容纳腔设置在柱状结构中；第二端面夹持件主体的一部分位于所述第二支座的空腔中并与第二支座滑动连接；

所述第二尖端夹持件包括圆锥形头部和圆柱形主体，且第二尖端夹持件的主体上套设缸套，缸套穿过第二端面夹持件的容纳腔和第二支座的空腔，且缸套与第二端面夹持件以及第二支座滑动连接；缸套与第二支座之间形成第三液压腔；第二端面夹持件与所述缸套以及第二支座之间形成第四液压腔。

6.根据权利要求5所述的多功能机床卡具，其特征在于，所述液压驱动装置包括液压泵、液压管道和开关阀；所述第一液压腔通过第一液压管道与第一液压泵连通，第一液压管道上设有第一开关阀；所述第一端面夹持件上还设有连通第一液压腔和第二液压腔的液压通道，所述液压通道上设有第二开关阀；和/或，

所述第三液压腔和第四液压腔分别通过两个液压管道与第二液压泵相连，且两个液压管道上分别设有第三开关阀和第四开关阀。

7.根据权利要求5所述的多功能机床卡具，其特征在于，所述第二尖端夹持件与旋转驱动装置连接。

8.根据权利要求7所述的多功能机床卡具，其特征在于，

所述第二尖端夹持件与缸套之间接触处设有多个滚动轴承，所述第一尖端夹持件与活塞之间通过平面轴承连接；和/或，

所述第二尖端夹持件的尾部为花键轴，花键轴通过联轴器与伺服电机连接。

9.根据权利要求1所述的多功能机床卡具，其特征在于，

所述支撑装置包括支撑件、液压杆以及液压缸，所述支撑机构通过液压杆连接液压缸用于调整零部件的高度；和/或，

底座中部设置一个平面支撑面，平明支撑面与第一夹持机构之间以及平面支撑面与第二夹持机构之间各设有一个弧形支撑面。

10.一种机床，其特征在于，包括如权利要求1到9任一项所述的多功能机床卡具。