CN110756837A - 一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机床夹具技术领域，公开了一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，本发明在四爪卡盘内设置有对各个卡爪的移动位移进行检测的位移检测机构，并设置了控制与补偿机构，控制与补偿机构能对卡爪的移动情况进行微调补偿，使得当位移检测机构检测到某个或者多个卡爪的位移与其它卡爪的位移差距值达到设定阈值后，控制与补偿机构对位移大的卡爪的运动移动情况进行微调并使之减慢，以便保持与其它卡爪的同步定心卡紧，这样即使螺丝出现了不同程度的磨损，其也能够精密的实现同步驱动，保证同步夹紧的定心作用，本发明只需控制丝母以及T型滑块的动作即可，简单方便。

Description

一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具
技术领域
本发明涉及机床夹具技术领域，具体是一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具。
背景技术
目前，对于轴类、管类等零部件的加工一般采用卡盘来实现定位。卡盘一般均能够实现定心作用的夹紧。由于四爪卡盘一般由一个盘体，四个小伞齿，一付卡爪组成。四个小伞齿和盘丝啮合，盘丝的背面有平面螺纹结构，卡爪等分安装在平面螺纹上，因此，四爪卡盘在锁紧时，用扳手或者驱动电机扳动小伞齿时，盘丝便转动，它背面的平面螺纹就使卡爪同时向中心靠近或退出。因为盘丝上的平面矩形螺纹的螺距相等，所以四爪运动距离相等，有自动定心的作用。但是，由于卡盘需要进行卡紧，因此，其在卡紧时螺丝或者盘丝受力较大，磨损较大，因此，随着长时间的使用，各个卡爪上的螺丝的磨损情况不同，螺丝磨损后会显著的影响定位精度，难以实现准确定心作用。
因此，本发明提供了一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，包括四爪卡盘，所述四爪卡盘的前表面嵌入设置有多组T形滑槽，所述四爪卡盘的前侧通过所述T形滑槽圆周阵列设置有四个卡爪，其特征在于，所述四爪卡盘的中心设置有驱动芯轴，所述驱动芯轴的端部通过锥齿轮传动机构驱动所述卡爪沿着所述四爪卡盘的径向方向同步移动；其特征在于，所述四爪卡盘内设置有对各个卡爪的移动位移进行检测的位移检测机构；
还包括控制与补偿机构，所述控制与补偿机构能够对所述卡爪的移动情况进行微调补偿，以便使得当所述位移检测机构检测到某个或者多个卡爪的位移与其它卡爪的位移差距值达到设定阈值后，所述控制与补偿机构对位移大的卡爪的运动移动情况进行微调并使之减慢，以便保持与其它卡爪的同步定心卡紧。
进一步，作为优选，所述驱动芯轴的端部设置有传动锥齿轮A，各个所述卡爪由传送丝杆传动驱动，所述传送丝杆的端部设置有与所述传动锥齿轮A啮合的传动锥齿轮B，所述控制与补偿机构设置在所述四爪卡盘内，并能够与所述传送丝杆配合。
进一步，作为优选，所述控制与补偿机构包括液压锁紧机构()和补偿转动机构，其中，所述卡爪上固定设置有与T形滑槽配合的T形滑块，所述T形滑块内设置有丝母腔，所述丝母腔内设置有与所述传送丝杆螺纹配合的丝母，所述丝母的外侧还设置有位于所述丝母腔内的所述补偿转动机构，当卡爪锁紧或松开移动时，所述补偿转动机构能够控制所述丝母在所述丝母腔内不可转动，当所述卡爪需要补偿微调时，所述补偿转动机构能够控制所述丝母在所述丝母腔内转动。
进一步，作为优选，所述液压锁紧机构()安装在所述T形滑块上，且所述四爪卡盘内位于所述T型滑槽的后端设置有锁紧槽，所述液压锁紧机构()位于所述锁紧槽内，且所述液压锁紧机构能够将所述卡爪锁紧固定，以便在进行补偿微调时，使得所述T形滑块固定，并使得所述丝母在所述丝母腔内转动。
进一步，作为优选，所述补偿转动机构包括多个转动控制液压锁紧器，所述丝母上对应所述转动控制液压锁紧器的位置设置有锁紧凹槽，所述转动控制液压锁紧器能够沿着所述丝母的径向方向移动，当所述转动控制液压锁紧器锁紧所述丝母时，所述丝母在所述丝母腔内不可转动设置。
进一步，作为优选，所述液压锁紧机构()包括刚性端座、弹性液压锁紧套和液压控制接头，其中，所述弹性液压锁紧套的两端密封连接所述刚性端座，所述弹性液压锁紧套的中心为液压腔，其中一个所述刚性端座固定连接所述T型滑块，另外一个所述刚性端座上设置有液压控制接头，通过所述弹性液压锁紧套的弹性变形实现对T型滑块的锁紧。
进一步，作为优选，所述四爪卡盘的前表面位于T形滑槽的一侧嵌入设置有备用卡槽，所述四爪卡盘的中部设置有固定转轴，所述固定转轴的内侧设置所述芯轴。
进一步，作为优选，所述卡爪包括卡爪外套，所述卡爪外套的上表面开设有梯形卡块。
进一步，作为优选，所述梯形卡块的卡合面上开设有防滑齿。
进一步，作为优选，所述传动锥齿轮B相对于传动锥齿轮A的圆心交叉对称排列，所述T形滑槽的内侧开设有散热孔，散热孔的数量不少于3个，位移检测机构包括固定设置在所述四爪卡盘内的光学接收器以及固定在所述T型滑座上的光学发射器，所述光学发射器与所述光学接收器相对布置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在四爪卡盘内设置有对各个卡爪的移动位移进行检测的位移检测机构，并设置了控制与补偿机构，控制与补偿机构能对卡爪的移动情况进行微调补偿，使得当位移检测机构检测到某个或者多个卡爪的位移与其它卡爪的位移差距值达到设定阈值后，控制与补偿机构对位移大的卡爪的运动移动情况进行微调并使之减慢，以便保持与其它卡爪的同步定心卡紧，这样即使螺丝出现了不同程度的磨损，其也能够精密的实现同步驱动，保证同步夹紧的定心作用，本发明只需控制丝母以及T型滑块的动作即可，简单方便。
附图说明
图1为一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具的结构示意图；
图2为一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具中四爪卡盘结构示意图；
图3为一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具中控制与补偿机构的结构示意图；
图4为一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具中卡爪的安装结构示意图。
图5为一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具的液压锁紧机构松开结构示意图；
图6为一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具的液压锁紧机构锁紧时结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，包括四爪卡盘1，所述四爪卡盘1的前表面嵌入设置有多组T形滑槽2，所述四爪卡盘1的前侧通过所述T形滑槽2圆周阵列设置有四个卡爪4，其特征在于，所述四爪卡盘的中心设置有驱动芯轴7，所述驱动芯轴7的端部通过锥齿轮传动机构驱动所述卡爪沿着所述四爪卡盘的径向方向同步移动；其特征在于，所述四爪卡盘内设置有对各个卡爪的移动位移进行检测的位移检测机构。
本发明还包括控制与补偿机构，所述控制与补偿机构能够对所述卡爪的移动情况进行微调补偿，以便使得当所述位移检测机构检测到某个或者多个卡爪的位移与其它卡爪的位移差距值达到设定阈值后，所述控制与补偿机构对位移大的卡爪的运动移动情况进行微调并使之减慢，以便保持与其它卡爪的同步定心卡紧。
在本实施例中，所述驱动芯轴7的端部设置有传动锥齿轮A6，各个所述卡爪由传送丝杆44传动驱动，所述传送丝杆的端部设置有与所述传动锥齿轮A6啮合的传动锥齿轮B45，所述控制与补偿机构设置在所述四爪卡盘内，并能够与所述传送丝杆44配合。
其中，所述控制与补偿机构包括液压锁紧机构10和补偿转动机构9，其中，所述卡爪上固定设置有与T形滑槽2配合的T形滑块43，所述T形滑块43内设置有丝母腔13，所述丝母腔13内设置有与所述传送丝杆44螺纹配合的丝母8，所述丝母8的外侧还设置有位于所述丝母腔内的所述补偿转动机构9，当卡爪锁紧或松开移动时，所述补偿转动机构9能够控制所述丝母在所述丝母腔内不可转动，当所述卡爪需要补偿微调时，所述补偿转动机构9能够控制所述丝母在所述丝母腔内转动。
作为较佳的实施例，所述液压锁紧机构(10)安装在所述T形滑块43上，且所述四爪卡盘内位于所述T型滑槽的后端设置有锁紧槽15，所述液压锁紧机构(10)位于所述锁紧槽内，且所述液压锁紧机构能够将所述卡爪锁紧固定，以便在进行补偿微调时，使得所述T形滑块43固定，并使得所述丝母在所述丝母腔内转动。
所述补偿转动机构9包括多个转动控制液压锁紧器9，所述丝母上对应所述转动控制液压锁紧器9的位置设置有锁紧凹槽14，所述转动控制液压锁紧器9能够沿着所述丝母的径向方向移动，当所述转动控制液压锁紧器9锁紧所述丝母时，所述丝母在所述丝母腔内不可转动设置。
所述液压锁紧机构(10)包括刚性端座17、弹性液压锁紧套和液压控制接头16，其中，所述弹性液压锁紧套的两端密封连接所述刚性端座，所述弹性液压锁紧套的中心为液压腔，其中一个所述刚性端座17固定连接所述T型滑块，另外一个所述刚性端座17上设置有液压控制接头16，通过所述弹性液压锁紧套的弹性变形实现对T型滑块的锁紧。
所述四爪卡盘1的前表面位于T形滑槽2的一侧嵌入设置有备用卡槽3，所述四爪卡盘1的中部设置有固定转轴5，所述固定转轴5的内侧设置所述芯轴7。所述卡爪4包括卡爪外套41，所述卡爪外套41的上表面开设有梯形卡块42。所述梯形卡块42的卡合面上开设有防滑齿。
此外，所述传动锥齿轮B45相对于传动锥齿轮A6的圆心交叉对称排列，所述T形滑槽2的内侧开设有散热孔，散热孔的数量不少于3个，位移检测机构包括固定设置在所述四爪卡盘内的光学接收器(12)以及固定在所述T型滑座上的光学发射器(11)，所述光学发射器与所述光学接收器相对布置。
本发明在四爪卡盘内设置有对各个卡爪的移动位移进行检测的位移检测机构，并设置了控制与补偿机构，控制与补偿机构能对卡爪的移动情况进行微调补偿，使得当位移检测机构检测到某个或者多个卡爪的位移与其它卡爪的位移差距值达到设定阈值后，控制与补偿机构对位移大的卡爪的运动移动情况进行微调并使之减慢，以便保持与其它卡爪的同步定心卡紧，这样即使螺丝出现了不同程度的磨损，其也能够精密的实现同步驱动，保证同步夹紧的定心作用，本发明只需控制丝母以及T型滑块的动作即可，简单方便。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，包括四爪卡盘(1)，所述四爪卡盘(1)的前表面嵌入设置有多组T形滑槽(2)，所述四爪卡盘(1)的前侧通过所述T形滑槽(2)圆周阵列设置有四个卡爪(4)，其特征在于，所述四爪卡盘的中心设置有驱动芯轴(7)，所述驱动芯轴(7)的端部通过锥齿轮传动机构驱动所述卡爪沿着所述四爪卡盘的径向方向同步移动；其特征在于，所述四爪卡盘内设置有对各个卡爪的移动位移进行检测的位移检测机构；
还包括控制与补偿机构，所述控制与补偿机构能够对所述卡爪的移动情况进行微调补偿，以便使得当所述位移检测机构检测到某个或者多个卡爪的位移与其它卡爪的位移差距值达到设定阈值后，所述控制与补偿机构对位移大的卡爪的运动移动情况进行微调并使之减慢，以便保持与其它卡爪的同步定心卡紧。
2.根据权利要求1所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述驱动芯轴(7)的端部设置有传动锥齿轮A(6)，各个所述卡爪由传送丝杆(44)传动驱动，所述传送丝杆的端部设置有与所述传动锥齿轮A(6)啮合的传动锥齿轮B(45)，所述控制与补偿机构设置在所述四爪卡盘内，并能够与所述传送丝杆(44)配合。
3.根据权利要求2所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述控制与补偿机构包括液压锁紧机构(10)和补偿转动机构(9)，其中，所述卡爪上固定设置有与T形滑槽(2)配合的T形滑块(43)，所述T形滑块(43)内设置有丝母腔(13)，所述丝母腔(13)内设置有与所述传送丝杆(44)螺纹配合的丝母(8)，所述丝母(8)的外侧还设置有位于所述丝母腔内的所述补偿转动机构(9)，当卡爪锁紧或松开移动时，所述补偿转动机构(9)能够控制所述丝母在所述丝母腔内不可转动，当所述卡爪需要补偿微调时，所述补偿转动机构(9)能够控制所述丝母在所述丝母腔内转动。
4.根据权利要求3所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述液压锁紧机构(10)安装在所述T形滑块(43)上，且所述四爪卡盘内位于所述T型滑槽的后端设置有锁紧槽(15)，所述液压锁紧机构(10)位于所述锁紧槽内，且所述液压锁紧机构能够将所述卡爪锁紧固定，以便在进行补偿微调时，使得所述T形滑块(43)固定，并使得所述丝母在所述丝母腔内转动。
5.根据权利要求3所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述补偿转动机构(9)包括多个转动控制液压锁紧器(9)，所述丝母上对应所述转动控制液压锁紧器(9)的位置设置有锁紧凹槽(14)，所述转动控制液压锁紧器(9)能够沿着所述丝母的径向方向移动，当所述转动控制液压锁紧器(9)锁紧所述丝母时，所述丝母在所述丝母腔内不可转动设置。
6.根据权利要求3所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述液压锁紧机构(10)包括刚性端座(17)、弹性液压锁紧套和液压控制接头(16)，其中，所述弹性液压锁紧套的两端密封连接所述刚性端座，所述弹性液压锁紧套的中心为液压腔，其中一个所述刚性端座(17)固定连接所述T型滑块，另外一个所述刚性端座(17)上设置有液压控制接头(16)，通过所述弹性液压锁紧套的弹性变形实现对T型滑块的锁紧。
7.根据权利要求3所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述四爪卡盘(1)的前表面位于T形滑槽(2)的一侧嵌入设置有备用卡槽(3)，所述四爪卡盘(1)的中部设置有固定转轴(5)，所述固定转轴(5)的内侧设置所述芯轴(7)。
8.根据权利要求1所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述卡爪(4)包括卡爪外套(41)，所述卡爪外套(41)的上表面开设有梯形卡块(42)。
9.根据权利要求7所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述梯形卡块(42)的卡合面上开设有防滑齿。
10.根据权利要求2所述的一种用于高精度数控机床的四爪卡盘夹具，其特征在于，所述传动锥齿轮B(45)相对于传动锥齿轮A(6)的圆心交叉对称排列，所述T形滑槽(2)的内侧开设有散热孔，散热孔的数量不少于3个，位移检测机构包括固定设置在所述四爪卡盘内的光学接收器(12)以及固定在所述T型滑座上的光学发射器(11)，所述光学发射器与所述光学接收器相对布置。
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