CN110695387A - 一种三爪卡盘 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，具体的说是一种三爪卡盘；包括卡盘体和卡爪；且三个卡爪均采用三个横向压紧块相互叠合拼接形成；卡爪最底端的压紧块内部开设有导向滑槽，且导向滑槽的底端开设有卡合槽；导向滑槽内滑动设置有滑动块，且滑动块的底端连接有压紧板；压紧板与卡合槽相互卡接配合；滑动块上开设有螺纹锁紧孔；卡爪的竖直方向开设有沉头螺纹孔；沉头螺纹孔与锁紧螺纹孔之间通过内六角螺栓螺纹连接；螺纹锁紧孔的底端安装有轴承，且轴承内连接有转动柱；转动柱插接安装在内六角螺栓；防止加工的圆柱体由于直径不同，导致卡盘体对圆柱体的夹紧力较小，圆柱体在切削力较大的状态下发生断裂或损伤的现象，进而影响卡盘体的安全运行。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体的说是一种三爪卡盘。
背景技术
目前，工业生产中人们通常使用机床来加工各种各样的工件，加工过程通常分两种，一种是将刀具固定而工件绕着刀具运动来完成加工，另一种是工件固定刀具绕着工件运动来完成加工。不论是哪一种加工方式都需要对刀具和工件中的一个进行夹持固定，机床上常用的夹持装置是三爪卡盘。
三爪卡盘主要由一个大锥齿轮，三个小锥齿轮，三个卡爪以及充当支架的卡盘体组成，三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，三个卡爪等分安装在平面螺纹上。小锥齿轮上设有与扳手配合的方孔，当用扳手扳动小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出。
现有的三爪卡盘在使用时，尤其对一些形状比较特殊的零件进行夹紧时，比如：加工的零件为圆柱体且圆柱体的夹紧位置为阶梯结构，进而对阶梯结构的圆柱体在夹紧时，由于卡爪的夹紧面为平面，进而导致卡爪在对阶梯的圆柱体夹紧时出现夹紧力过小，夹紧的稳定性较差的现象。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种三爪卡盘，本发明主要用于解决现有的三爪卡盘在使用时，尤其对一些形状比较特殊的零件进行夹紧时，比如：加工的零件为圆柱体且圆柱体的夹紧位置为阶梯结构，进而对阶梯结构的圆柱体在夹紧时，由于卡爪的夹紧面为平面，进而导致卡爪在对阶梯的圆柱体夹紧时出现夹紧力过小，夹紧的稳定性较差的现象。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种三爪卡盘，包括卡盘体和卡爪；所述卡爪有三个且周向均布在卡盘体；三个所述卡爪的结构相同，且三个卡爪均采用三个横向压紧块相互叠合拼接形成；三个所述压紧块的长度从上到下依次增大；所述卡爪最底端的压紧块内部开设有导向滑槽，且导向滑槽的底端开设有卡合槽；所述导向滑槽内滑动设置有滑动块，且滑动块的底端连接有压紧板；所述压紧板与卡合槽相互卡接配合；所述滑动块上开设有螺纹锁紧孔；所述卡爪的竖直方向开设有沉头螺纹孔，且沉头螺纹孔与螺纹锁紧孔相互对齐；所述沉头螺纹孔与锁紧螺纹孔之间通过内六角螺栓螺纹连接；所述螺纹锁紧孔的底端安装有轴承，且轴承内连接有转动柱；所述转动柱固定插接安装在内六角螺栓内；工作时，将滑动块和压紧板按在到最下方的导向滑槽内卡合槽内，将内六角螺栓螺旋穿过沉头螺纹孔与螺纹锁紧孔螺纹连接，当内六角螺栓插入到螺纹锁紧孔内后，转动柱通过胶合的方式固定在内六角螺栓内，进而卡爪进行装配；将装配后的卡爪安装在卡盘体上；当卡盘体对整根直径相同的圆柱进行夹紧作业时，操作人员通过手柄调整三个卡爪之间的距离，进而对加工的圆柱体进行夹紧；同时操作人员通过内六角扳手顺时针转动内六角螺栓，内六角螺栓会沿着卡爪的竖直方向向上运动，内六角螺栓会带动滑动块和压紧板向待加工圆柱体外壁移动；重复上述步骤，使卡爪设置多个压紧板能够对待加工零件进行夹紧作用，防止待加工零件因加工切削力较大在卡盘体上发生晃动的现象；当加工的圆柱体为阶梯形时，操作人员可以单独调整卡爪上设置的内六角螺栓，使卡爪上的单个滑动块带动压紧板向直径较小的圆柱体的外壁移动，同时调整其他对应的卡爪上的内六角螺栓，使得卡盘体上的卡爪能够适应夹紧不同直径的圆柱体，防止加工的圆柱体由于直径不同，导致卡盘体对圆柱体的夹紧力较小，圆柱体在切削力较大的状态下发生断裂或损伤的现象，进而影响卡盘体的安全运行。
优选的，所述压紧板的底端面倾斜安装有弧形压合条，且弧形压合条是由弹性金属纤维材料组成；所述弧形压合条的两外侧壁上均匀开设有锥形卡槽；工作时，当压紧板对加工的工件进行夹紧时，弧形压合条在压紧板与工件之间的挤压力下，弧形压合条会产生挤压变形贴合到压紧板的内侧壁，变形后的弹性金属纤维材料的弧形压合条会对压紧板起到保护的作用，增大压紧板的使用寿命，防止加工的工件在加工时，工件与压紧板之间产生摩擦，影响压紧板对工件的稳定夹紧作业，进而影响卡盘体对工件的安全夹紧；同时弧形压合条外壁上锥形卡槽在弧形压合条的变形后，会增大弧形压合条与工件之间的摩擦力，进而增大卡爪对工件的稳定夹紧力。
优选的，所述卡合槽的内壁上均匀安装有导向顶针，且导向顶针设置为硬质金属材质；所述压紧板的上端壁上均匀开设有导向孔，且导向孔与导向顶针对齐；且导向顶针的长度大于滑动块滑动长度；工作时，当滑动块带动压紧板在压紧块内滑动时，设置的导向顶针可以对压紧板起到导向定位的作用，防止压紧板在对加工的工件进行夹紧后，卡盘体转动时，由于滑动块与导向滑槽之间的间隙导致滑动块和压紧板发生摆动的现象，进而影响卡爪对工件夹紧的稳定性和安全性；同时防止卡盘体停止转动时，滑动块和压紧板出现惯性自转的现象，进而导致加工零件出现扭转的现象，进而影响工件的加工精度。
优选的，所述导向顶针的外壁上套接有卡合柱，且卡合柱设置为弹性耐磨橡胶材料；所述导向孔的上端开设有卡合孔，且卡合孔的直径大于卡合柱的直径；当加工的工件圆柱体直径相同时，内六角螺栓会带动压紧板向上移动到卡合槽内，卡合柱会挤压卡入到卡合孔内，使得导向顶针不仅可以起到导向限位的作用，同时导向顶针和卡合柱可以对压紧板起到固定的作用，使得压紧板能够与压紧块成为整体，进而增大卡爪对直径相同的圆柱体夹紧力和夹紧的稳定性。
优选的，所述弧形压合条的内部开设有挤压腔，且挤压腔的外壁上开设有导气孔；所述挤压腔内设置有金属纤维膜；工作时，弧形压合条不仅可以对压紧板起到保护的作用，同时弧形压合条的压紧板的配合，当加工的工件出现轻微的振动时，挤压腔内填充的金属限位膜可以对压紧板和加工工件起到减震的作用，使得压紧板与工件之间能够实现柔性接触，同时工件的振动能够是挤压腔内的气体通过导气孔吹入到工件的外壁上，使得工件与挤压板之间产生一定的气浮现象，进而减小压紧板与工件之间转动摩擦产生的热量，增大压紧板的使用寿命；同时导气孔和变形后的弧形压合条的配合，挤压变形后的弧形压合条会在加工零件的外壁上形成间隙，进而增大加工工件与卡爪之间的气体流动性，提高加工工件与压紧板之间热量散失效果。
优选的，所述挤压腔与导向孔连通；所述导向顶针的底端部与金属纤维膜的顶端相互连接；当压紧板产生振动时，导向顶针会带动金属限位膜在挤压腔内产生拉动，使挤压腔内的气体能够循环流动，进而减小压紧板或弧形压合条上出现热量集中的现象；当弧形压合条在挤压变形时，挤压球会被挤出到导气孔外，使得挤压球能够与工件产生接触；同时金属限位膜能够增大弧形压合条的挤压强度和韧性，防止弧形压合条在长时间挤压力下发生磨损的现象，进而影响卡盘体的稳定夹紧力。
本发明的有益效果如下：
1.本发明设置的内六角螺栓和滑动块的配合，使卡爪上的单个滑动块带动压紧板向直径较小的圆柱体的外壁移动，同时调整其他对应的卡爪上的内六角螺栓，使得卡盘体上的卡爪能够适应夹紧不同直径的圆柱体，防止加工的圆柱体由于直径不同，导致卡盘体对圆柱体的夹紧力较小，圆柱体在切削力较大的状态下发生断裂或损伤的现象，进而影响卡盘体的安全运行。
2.本发明通过导向顶针和卡合柱的配合，卡合柱会挤压卡入到卡合孔内，使得导向顶针不仅可以起到导向限位的作用，同时导向顶针和卡合柱可以对压紧板起到固定的作用，使得压紧板能够与压紧块成为整体，进而增大卡爪对直径相同的圆柱体夹紧力和夹紧的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的卡爪的立体图；
图3是本发明的卡爪的立体剖视图；
图4是本发明的压紧块的主剖视图；
图5是本发明的弧形压合条工作状态图；
图中：卡盘体1、卡爪2、沉头螺纹孔21、压紧块3、导向滑槽31、卡合槽32、滑动块4、螺纹锁紧孔41、压紧板5、导向孔51、卡合孔52、内六角螺栓6、转动柱7、弧形压合条8、挤压腔81、导气孔82、锥形卡槽83、导向顶针9、卡合柱91、金属纤维膜10。
具体实施方式
使用图1-图5对本发明一实施方式的一种三爪卡盘进行如下说明。
如图1-图5所示，本发明所述的一种三爪卡盘，包括卡盘体1和卡爪2；所述卡爪2有三个且周向均布在卡盘体1；三个所述卡爪2的结构相同，且三个卡爪2均采用三个横向压紧块3相互叠合拼接形成；三个所述压紧块3的长度从上到下依次增大；所述卡爪2最底端的压紧块3内部开设有导向滑槽31，且导向滑槽31的底端开设有卡合槽32；所述导向滑槽31内滑动设置有滑动块4，且滑动块4的底端连接有压紧板5；所述压紧板5与卡合槽32相互卡接配合；所述滑动块4上开设有螺纹锁紧孔41；所述卡爪2的竖直方向开设有沉头螺纹孔21，且沉头螺纹孔21与螺纹锁紧孔41相互对齐；所述沉头螺纹孔21与锁紧螺纹孔之间通过内六角螺栓6螺纹连接；所述螺纹锁紧孔41的底端安装有轴承，且轴承内连接有转动柱7；所述转动柱7固定插接安装在内六角螺栓6内；工作时，将滑动块4和压紧板5按在到最下方的导向滑槽31内卡合槽32内，将内六角螺栓6螺旋穿过沉头螺纹孔21与螺纹锁紧孔41螺纹连接，当内六角螺栓6插入到螺纹锁紧孔41内后，转动柱7通过胶合的方式固定在内六角螺栓6内，进而卡爪2进行装配；将装配后的卡爪2安装在卡盘体1上；当卡盘体1对整根直径相同的圆柱进行夹紧作业时，操作人员通过手柄调整三个卡爪2之间的距离，进而对加工的圆柱体进行夹紧；同时操作人员通过内六角扳手顺时针转动内六角螺栓6，内六角螺栓6会沿着卡爪2的竖直方向向上运动，内六角螺栓6会带动滑动块4和压紧板5向待加工圆柱体外壁移动；重复上述步骤，使卡爪2设置多个压紧板5能够对待加工零件进行夹紧作用，防止待加工零件因加工切削力较大在卡盘体1上发生晃动的现象；当加工的圆柱体为阶梯形时，操作人员可以单独调整卡爪2上设置的内六角螺栓6，使卡爪2上的单个滑动块4带动压紧板5向直径较小的圆柱体的外壁移动，同时调整其他对应的卡爪2上的内六角螺栓6，使得卡盘体1上的卡爪2能够适应夹紧不同直径的圆柱体，防止加工的圆柱体由于直径不同，导致卡盘体1对圆柱体的夹紧力较小，圆柱体在切削力较大的状态下发生断裂或损伤的现象，进而影响卡盘体1的安全运行。
如图2-图4所示，所述压紧板5的底端面倾斜安装有弧形压合条8，且弧形压合条8是由弹性金属纤维材料组成；所述弧形压合条8的两外侧壁上均匀开设有锥形卡槽83；工作时，当压紧板5对加工的工件进行夹紧时，弧形压合条8在压紧板5与工件之间的挤压力下，弧形压合条8会产生挤压变形贴合到压紧板5的内侧壁，变形后的弹性金属纤维材料的弧形压合条8会对压紧板5起到保护的作用，增大压紧板5的使用寿命，防止加工的工件在加工时，工件与压紧板5之间产生摩擦，影响压紧板5对工件的稳定夹紧作业，进而影响卡盘体1对工件的安全夹紧；同时弧形压合条8外壁上锥形卡槽83在弧形压合条8的变形后，会增大弧形压合条8与工件之间的摩擦力，进而增大卡爪2对工件的稳定夹紧力。
如图3和图4所示，所述卡合槽32的内壁上均匀安装有导向顶针9，且导向顶针9设置为硬质金属材质；所述压紧板5的上端壁上均匀开设有导向孔51，且导向孔51与导向顶针9对齐；且导向顶针9的长度大于滑动块4滑动长度；工作时，当滑动块4带动压紧板5在压紧块3内滑动时，设置的导向顶针9可以对压紧板5起到导向定位的作用，防止压紧板5在对加工的工件进行夹紧后，卡盘体1转动时，由于滑动块4与导向滑槽31之间的间隙导致滑动块4和压紧板5发生摆动的现象，进而影响卡爪2对工件夹紧的稳定性和安全性；同时防止卡盘体1停止转动时，滑动块4和压紧板5出现惯性自转的现象，进而导致加工零件出现扭转的现象，进而影响工件的加工精度。
如图3和图4所示，所述导向顶针9的外壁上套接有卡合柱91，且卡合柱91设置为弹性耐磨橡胶材料；所述导向孔51的上端开设有卡合孔52，且卡合孔52的直径大于卡合柱91的直径；当加工的工件圆柱体直径相同时，内六角螺栓6会带动压紧板5向上移动到卡合槽32内，卡合柱91会挤压卡入到卡合孔52内，使得导向顶针9不仅可以起到导向限位的作用，同时导向顶针9和卡合柱91可以对压紧板5起到固定的作用，使得压紧板5能够与压紧块3成为整体，进而增大卡爪2对直径相同的圆柱体夹紧力和夹紧的稳定性。
如图3-图5所示，所述弧形压合条8的内部开设有挤压腔81，且挤压腔81的外壁上开设有导气孔82；所述挤压腔81内设置有金属纤维膜10；工作时，弧形压合条8不仅可以对压紧板5起到保护的作用，同时弧形压合条8的压紧板5的配合，当加工的工件出现轻微的振动时，挤压腔81内填充的金属限位膜可以对压紧板5和加工工件起到减震的作用，使得压紧板5与工件之间能够实现柔性接触，同时工件的振动能够是挤压腔81内的气体通过导气孔82吹入到工件的外壁上，使得工件与挤压板之间产生一定的气浮现象，进而减小压紧板5与工件之间转动摩擦产生的热量，增大压紧板5的使用寿命；同时导气孔82和变形后的弧形压合条8的配合，挤压变形后的弧形压合条8会在加工零件的外壁上形成间隙，进而增大加工工件与卡爪2之间的气体流动性，提高加工工件与压紧板5之间热量散失效果。
如图3和图4所示，所述挤压腔81与导向孔51连通；所述导向顶针9的底端部与金属纤维膜10的顶端相互连接；当压紧板5产生振动时，导向顶针9会带动金属限位膜在挤压腔81内产生拉动，使挤压腔81内的气体能够循环流动，进而减小压紧板5或弧形压合条8上出现热量集中的现象；当弧形压合条8在挤压变形时，挤压球会被挤出到导气孔82外，使得挤压球能够与工件产生接触；同时金属限位膜能够增大弧形压合条8的挤压强度和韧性，防止弧形压合条8在长时间挤压力下发生磨损的现象，进而影响卡盘体1的稳定夹紧力。
具体工作流程如下：
当卡盘体1对整根直径相同的圆柱进行夹紧作业时，操作人员通过手柄调整三个卡爪2之间的距离，进而对加工的圆柱体进行夹紧；同时操作人员通过内六角扳手顺时针转动内六角螺栓6，内六角螺栓6会沿着卡爪2的竖直方向向上运动，内六角螺栓6会带动滑动块4和压紧板5向待加工圆柱体外壁移动；重复上述步骤，使卡爪2设置多个压紧板5能够对待加工零件进行夹紧作用，防止待加工零件因加工切削力较大在卡盘体1上发生晃动的现象；当加工的圆柱体为阶梯形时，操作人员可以单独调整卡爪2上设置的内六角螺栓6，使卡爪2上的单个滑动块4带动压紧板5向直径较小的圆柱体的外壁移动，同时调整其他对应的卡爪2上的内六角螺栓6，使得卡盘体1上的卡爪2能够适应夹紧不同直径的圆柱体；当工件加工完成后，先将单个的压紧板5与工件脱离接触，在将卡爪2与共计脱离接触，进而将工件取出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (6)
1.一种三爪卡盘，包括卡盘体(1)和卡爪(2)；所述卡爪(2)有三个且周向均布在卡盘体(1)；其特征在于：三个所述卡爪(2)的结构相同，且三个卡爪(2)均采用三个横向压紧块(3)相互叠合拼接形成；三个所述压紧块(3)的长度从上到下依次增大；所述卡爪(2)最底端的压紧块(3)内部开设有导向滑槽(31)，且导向滑槽(31)的底端开设有卡合槽(32)；所述导向滑槽(31)内滑动设置有滑动块(4)，且滑动块(4)的底端连接有压紧板(5)；所述压紧板(5)与卡合槽(32)相互卡接配合；所述滑动块(4)上开设有螺纹锁紧孔(41)；所述卡爪(2)的竖直方向开设有沉头螺纹孔(21)，且沉头螺纹孔(21)与螺纹锁紧孔(41)相互对齐；所述沉头螺纹孔(21)与锁紧螺纹孔之间通过内六角螺栓(6)螺纹连接；所述螺纹锁紧孔(41)的底端安装有轴承，且轴承内连接有转动柱(7)；所述转动柱(7)固定插接安装在内六角螺栓(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种三爪卡盘，其特征在于：所述压紧板(5)的底端面倾斜安装有弧形压合条(8)，且弧形压合条(8)是由弹性金属纤维材料组成；所述弧形压合条(8)的两外侧壁上均匀开设有锥形卡槽(83)。
3.根据权利要求2所述的一种三爪卡盘，其特征在于：所述卡合槽(32)的内壁上均匀安装有导向顶针(9)，且导向顶针(9)设置为硬质金属材质；所述压紧板(5)的上端壁上均匀开设有导向孔(51)，且导向孔(51)与导向顶针(9)对齐；且导向顶针(9)的长度大于滑动块(4)滑动长度。
4.根据权利要求3所述的一种三爪卡盘，其特征在于：所述导向顶针(9)的外壁上套接有卡合柱(91)，且卡合柱(91)设置为弹性耐磨橡胶材料；所述导向孔(51)的上端开设有卡合孔(52)，且卡合孔(52)的直径大于卡合柱(91)的直径。
5.根据权利要求4所述的一种三爪卡盘，其特征在于：所述弧形压合条(8)的内部开设有挤压腔(81)，且挤压腔(81)的外壁上开设有导气孔(82)；所述挤压腔(81)内设置有金属纤维膜(10)。
6.根据权利要求5所述的一种三爪卡盘，其特征在于：所述挤压腔(81)与导向孔(51)连通；所述导向顶针(9)的底端部与金属纤维膜(10)的顶端相互连接。
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