CN113613818B - 卡盘的防尘机构和卡盘 - Google Patents

Abstract

技术方案：卡盘的防尘机构包括流体供给源、设置于卡盘内部的内部空间、以及设置于卡盘的排出空间。供给流体从流体供给源供给到内部空间并成为加压流体而经过内部空间。排出空间从内部空间向卡盘的外部排出加压流体。

Description

卡盘的防尘机构和卡盘

技术领域

本发明涉及一种用于防止异物侵入到卡盘的内部的卡盘的防尘机构和卡盘。

背景技术

以往，在卡盘的内部设置有用于使卡盘的爪移动的动作机构。由于切屑粉末、切削油等会侵入到卡盘内部，为了不对该卡盘动作造成不良影响，防尘机构是众所周知的。

例如，已知专利文献1那样的防尘机构。此处，在卡盘主体的前表面安装有盖板和防尘板。防尘板在通过弹簧构件向半径方向外侧施力的同时，将同卡爪座连结的底颚与盖板的切口之间的间隙堵塞。另外，例如已知专利文献2那样的防尘机构。此处，在卡盘主体的前表面安装有中心盖，使从机床供给的高压的制冷液从上述中心盖的周缘部的里侧朝向半径方向外侧喷出。由此，通过喷出的制冷液，将附着于卡爪的周围的切屑粉末等尘埃吹飞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利实开平04-136603号公报

专利文献2：国际公开第2018/092879号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1中，在弹簧构件发生不良情况的情况下，通过防尘板难以将底颚与盖板的切口之间的间隙堵塞。在这种情况下，切屑粉末、切削油等异物有可能从间隙侵入到卡盘主体的内部。另外，在专利文献2中，由于高压的制冷液，有可能将切屑粉末等尘埃压入到卡盘主体与卡爪之间的间隙。

因此，鉴于上述问题，本发明的技术问题的目的在于提供一种能够防止异物侵入到卡盘的内部的卡盘的防尘机构和卡盘。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明提供一种卡盘的防尘机构，上述防尘机构用于防止异物侵入到卡盘的内部，其中，包括：

流体供给源；

内部空间，上述内部空间设置于上述卡盘的内部，并且供从上述流体供给源供给的供给流体成为加压流体而经过；以及

排出间隙，上述排出间隙设置于上述卡盘，并且将上述加压流体从上述内部空间排出到上述卡盘的外部。

在上述的卡盘的防尘机构中，

还可以包括贯通流路，上述贯通流路将上述流体供给源与上述内部空间连通，并且贯穿对上述卡盘的卡爪座进行驱动的驱动构件。

在上述的卡盘的防尘机构中，

上述贯通流路也可以沿着上述卡盘的中心轴线延伸。

在上述的卡盘的防尘机构中，

还可以包括第一密封构件，上述第一密封构件设置于上述卡盘的上述排出间隙以外的间隙。

在上述的卡盘的防尘机构中，

上述排出间隙也可以是设置于上述卡盘的卡盘主体的沿半径方向延伸的引导槽与插入到上述引导槽的卡爪座之间的间隙。

在上述的卡盘的防尘机构中，

上述排出间隙也可以是上述引导槽与上述卡爪座之间的间隙中的在上述卡盘中的安装有爪的一侧的面上开口的间隙。

在上述的卡盘的防尘机构中，

还可以包括第二密封构件，上述第二密封构件从半径方向外侧对上述卡爪座与上述引导槽之间的间隙进行覆盖。

在上述的卡盘的防尘机构中，

还可以包括供给量调节部，上述供给量调节部用于对上述供给流体的供给量进行调节。

在上述的卡盘的防尘机构中，

还可以包括混入部，上述混入部将润滑剂混入到上述供给流体。

在上述的卡盘的防尘机构中，

上述混入部还可以具有混入量调节部，上述混入量调节部对混入到上述供给流体的润滑剂的混入量进行调节。

另外，本发明提供一种卡盘，

上述卡盘包括上述的卡盘的防尘机构。

发明效果

根据本发明，能够防止异物侵入到卡盘的内部。

附图说明

图1是表示根据本发明的实施方式的包括防尘机构的卡盘的图。

图2是表示从图1的卡盘取出爪后的状态的图。

图3是图2的III视图且是表示使驱动构件前进后的状态下的卡盘的截面的图。

图4是将图2的IV视的一部分放大的图。

图5是表示省略了卡爪座和爪引导构件的状态下的图3的第二密封构件的立体图。

图6是表示图4的VI-VI线截面的图。

图7是表示使驱动构件后退后的状态的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，对卡盘是固接于NC车床等机床的主轴的卡盘的例子进行说明。

如图1～图3所示，卡盘1固接于NC车床等机床的主轴50(图3)。卡盘1包括：卡盘主体2；卡爪座7，上述卡爪座7设置于卡盘主体2；以及驱动构件8，上述驱动构件8设置于卡盘主体2的内侧。

卡盘主体2具有沿半径方向延伸的安装槽3，通过安装于安装槽3的爪4对工件W进行夹持。工件W通过作为运送装置例示的装载机51运送至卡盘1。通过包括多个刀具的刀架(未图示)的前后左右的移动，夹持于卡盘1的工件W被加工。当待加工的工件W的直径变化时或由于长时间的使用而发生了磨损时，手动或通过爪自动更换装置(未图示)来更换爪4。

卡盘主体2具有前体5以及通过安装螺栓(未图示)设置于前体5的后端面的后体6。在前体5的前表面设置有多个安装槽3(例如，3个)。安装槽3在圆周方向上等间隔地配置。另外，前体5包括：圆筒状的第一内周面5a；以及圆筒状的第二内周面5b。第一内周面5a设置于后侧，第二内周面5b设置于前侧。第二内周面5b的直径小于第一内周面5a的直径。此外，前侧是指能够安装爪4的一侧，后侧是指机床的主轴50的一侧。

卡爪座7配置于前体5的各引导槽25内。引导槽25以与上述安装槽3对应的方式配置，并且沿半径方向延伸。如图3和图4所示，各引导槽25形成与对应的安装槽3连续的空间。卡爪座7在引导槽25内能够沿半径方向移动。

如图3所示，连结构件12以能够进退的方式设置于卡爪座7。连结构件12包括能够与爪4的连结面4a(后述)连结的齿条状的连结部12a。连结构件12能够在与爪4连结的连结位置与从爪4分离的解除位置之间移动。若连结构件12位于连结位置，则被引导至安装槽3的爪4与卡爪座7连结。连结部12a与连结面4a卡合。

爪4包括：底颚13；以及顶颚15，上述顶颚15由多个螺栓14固定于底颚13的前表面。底颚13插入到安装槽3内。安装槽3形成于插入到引导槽25的卡爪座7的前方。在底颚13的后表面设置有连结面4a。

如图1～图4所示，在卡盘主体2的前体5的外周面中的与各安装槽3对应的位置(安装槽3的外周侧的位置)处形成有安装面11。如图4和图5所示，该安装面11在从安装槽3到引导槽25的范围内形成为平坦状。如图4所示，爪引导构件10通过螺栓26安装于安装面11。爪引导构件10构成为在通过手动或爪自动更换装置(未图示)进行更换时，将新安装的爪4引导到卡盘主体2的安装槽3。

如图3所示，驱动构件8对卡爪座7进行驱动。驱动构件8具有起拉螺钉27、楔形柱塞28和固位器29。起拉螺钉27、楔形柱塞28和固位器29能够一体地沿中心轴线CL移动。

起拉螺钉27配置成以卡盘主体2的中心轴线CL为中心。

楔形柱塞28安装于起拉螺钉27的前表面。楔形柱塞28具有楔形卡合槽28a，卡爪座7的楔形部7a与楔形卡合槽28a卡合。由此，起拉螺钉27经由楔形柱塞28与各卡爪座7啮合。楔形卡合槽28a相对于中心轴线CL倾斜。

固位器29夹设在起拉螺钉27与前体5之间。固位器29配置在前体5的第一内周面5a与起拉螺钉27的外周面之间。固位器29安装于起拉螺钉27，并且能够在前体5的第一内周面5a上滑动。起拉螺钉27通过楔形柱塞28保持于后述的驱动引导构件9，并且通过固位器29保持于前体5。

构成为驱动构件8沿中心轴线CL前进(向图3的右侧移动)或后退(向图3的左侧移动，参照图7)，由此使各卡爪座7沿着引导槽25向半径方向移动。即，如图3所示，在驱动构件8前进时，各卡爪座7向半径方向外侧移动。另一方面，如图7所示，在驱动构件8后退时，各卡爪座7向半径方向内侧移动。由此，在爪4与卡爪座7的连结构件12连结的情况下，通过驱动构件8的前进，能够使爪4向半径方向外侧移动，通过驱动构件8的后退，能够使爪4向半径方向内侧移动。

如图3所示，驱动引导构件9(也称为导轴衬)设置于前体5的内侧。驱动引导构件9构成为对驱动构件8的移动进行引导。更具体地，驱动引导构件9包括：圆筒部9a；以及设置于圆筒部9a的后端部的后端部9b。圆筒部9a与中心轴线CL同芯状地形成。圆筒部9a的前端部安装于前体5的第二内周面5b。圆筒部9a的外周面是对安装于驱动构件8的楔形柱塞28的移动进行引导的引导面。后端部9b与中心轴线CL垂直地形成，并且与驱动构件8的前表面相对。在圆筒部9a的内侧形成有外部空间B。外部空间B在卡盘主体2的前表面开口。在爪4夹持工件W的情况下，外部空间B能够供工件W的一部分插入。

如图1～图3所示，在各卡爪座7的前表面安装有第一盖构件30。第一盖构件30从对应的卡爪座7越过驱动引导构件9的圆筒部9a而向半径方向内侧延伸。另外，在沿周向彼此相邻的第一盖构件30之间安装有第二盖构件31。通过第一盖构件30和第二盖构件31对卡爪座7的半径方向内侧的端部与前体5之间的间隙、以及前体5与驱动引导构件9的圆筒部9a之间的间隙进行覆盖。因此，防止切屑粉末、切削油等异物侵入到上述间隙。上述外部空间B在第一盖构件30和第二盖构件31的半径方向内侧开口。

根据本实施方式的卡盘1包括防尘机构16，上述防尘机构16防止在工件W的加工时等产生的切屑粉末、切削油等异物侵入到卡盘1的内部。该防尘机构16构成为经由使卡盘1动作的驱动构件8将供给流体供给到由前体5和驱动构件8等形成的内部空间A，并且在内部空间A中进行加压。另外，防尘机构16构成为将内部空间A内的加压流体供给到卡盘主体2的后述排出间隙32，并且从排出间隙32排出到卡盘主体2的外部。

更具体地，根据本实施方式的防尘机构16包括：作为流体供给源例示的空气供给源18；设置于卡盘1的内部的内部空间A；以及设置于卡盘1的排出间隙32。

空气供给源18将作为供给流体的一例的供给空气供给到排出间隙32。空气供给源18也可以构成为将空气作为供给空气送入到内部空间A。此外，供给流体不限于空气，也可以是空气以外的操作性较好的气体，还可以是液体。

内部空间A与空气供给源18连接，并且对从空气供给源18供给的供给空气进行加压。内部空间A包括由前体5、卡爪座7、驱动构件8和驱动引导构件9划定的空间。内部空间A用作表示在卡盘1内部的彼此相邻的部件之间形成的空间的用语。在本实施方式中，内部空间A具有如下结构：包括微小间隙的多个空间以形成供空气经过的流路的方式连通。对于内部空间A中的、在驱动构件8的前表面与驱动引导构件9的后端部9b之间划定的空间的容积，该容积在如图7所示的驱动构件8后退的情况下比在如图3所示的驱动构件8前进的情况下大。

空气供给源18与内部空间A由贯通流路27a连通。贯通流路27a贯穿驱动构件8的起拉螺钉27。贯通流路27a也可以沿中心轴线CL延伸。贯通流路27a在起拉螺钉27的前表面开口，并且与内部空间A连通。

供给管17的一端连接到贯通流路27a。空气供给源18连接到供给管17的另一端。来自空气供给源18的供给空气经由供给管17和贯通流路27a被供给到卡盘主体2的内部空间A。

排出间隙32是将加压空气从内部空间A排出到卡盘主体的外部的间隙。排出间隙32也可以是设置于前体5的沿半径方向延伸的引导槽25与插入到引导槽25的卡爪座7之间的间隙。更具体地，如图2～图4所示，排出间隙32也可以是引导槽25与卡爪座7的侧面7b(参照图4和图6)之间的间隙中的在卡盘主体2的前表面(安装有爪4的一侧的面)上开口的间隙。该排出间隙32与安装有爪4的安装槽3连通。因此，在爪4安装于安装槽3的情况下，加压空气从排出间隙32经由爪4与安装槽3之间的间隙排出到卡盘主体2的外部。

如图3所示，为了使加压空气从排出间隙32排出到外部，防尘机构16也可以包括在设置于卡盘主体2的间隙中的排出间隙32以外的间隙中设置的第一密封构件19a～19d。第一密封构件19a～19d也可以设置于卡盘1的多个间隙。例如，第一密封构件19a也可以设置于前体5与第一盖构件30之间的间隙。第一密封构件19b也可以设置于前体5与驱动引导构件9的圆筒部9a之间的间隙。第一密封构件19c也可以设置于起拉螺钉27与固位器29之间的间隙，第一密封构件19d也可以设置于固位器29与前体5之间的间隙。各第一密封构件19a～19d例如也可以是由橡胶等弹性材料形成的O形环。

另外，为了使加压空气从排出间隙32排出到外部，如图3～图6所示，防尘机构16也可以包括第二密封构件20，上述第二密封构件20从半径方向外侧对卡爪座7与引导槽25之间的间隙进行覆盖。卡爪座7突出到第二密封构件20的上方。如图6所示，第二密封构件20与形成于前体5的外周面的安装面11抵接，并且与卡爪座7的侧面7b及后表面7c抵接。由此，从半径方向外侧对卡爪座7与引导槽25之间的间隙进行覆盖而密封。如图4和图5所示，第二密封构件20形成为当从半径方向外侧观察时，部分地包围卡爪座7的周围。更具体地，第二密封构件20与卡爪座7的两侧面7b和后表面7c抵接，并且形成为一部分被切掉的矩形框状。这样，第二密封构件20从半径方向外侧对卡爪座7的两侧面7b、后表面7c与引导槽25之间的间隙进行覆盖。

如图4和图5所示，第二密封构件20也可以由多个螺栓构件21固定于安装面11。第二密封构件20也可以例如由橡胶等弹性材料形成。或者，第二密封构件20也可以由比橡胶等弹性材料更硬的树脂材料形成。在这种情况下，在第二密封构件20中的与卡爪座7抵接的抵接面和与安装面11抵接的抵接面上也可以形成有橡胶等弹性材料的层。

如图3所示，防尘机构16也可以包括作为供给量调节部例示的流量调节阀22。流量调节阀22也可以安装于供给管17，能够对从供气源18供给到内部空间A的供给空气的供给量进行调节。通过该流量调节阀22，对从卡盘主体2的间隙排出的加压空气的排出量进行调节。在通过爪自动更换装置来更换爪4的情况下，流量调节阀22也可以由控制装置(未图示)进行控制。或者，在通过手动来更换爪4的情况下，流量调节阀22也可以手动地操作。

另外，防尘机构16还可以包括混入部33，上述混入部33将润滑剂混入到供给空气。若从内部空间A向外部持续排出加压空气，则预先涂布于构成卡盘1的部件的润滑剂被去除，有时会对卡盘1的工作造成影响。因此，防尘机构16也可以构成为能够将润滑剂混入到从空气供给源18供给的供给空气。更具体地，混入部33也可以具有向供给管17供给润滑剂(例如，润滑油)的润滑剂供给泵34、以及将润滑剂供给泵34与供给管17连接的混入管35。这样，贮存在未图示的润滑剂贮存部中的润滑剂通过润滑剂供给泵34被供给到供给管17而以雾状混入到供给空气中。混入了润滑剂的供给空气被供给到内部空间A而被加压。

作为混入量调节部例示的分配阀36也可以安装于混入管35。通过该分配阀36，对混入到供给到卡盘1的内部空间A的供给空气中的润滑剂的混入量进行调节。在通过爪自动更换装置来更换爪4的情况下，分配阀36也可以由控制装置(未图示)进行控制。或者，在通过手动来更换爪4的情况下，分配阀36也可以手动地操作。

这样，根据本实施方式，从空气供给源18供给到内部空间A的供给空气被加压，内部空间A内的加压空气经过排出间隙32而从内部空间A排出到卡盘1的外部。由此，能够防止切屑粉末、润滑剂等异物从卡盘1的外部经过排出间隙32侵入到内部。在这种情况下，能够防止卡盘1内的卡爪座7、驱动构件8等可动部件的移动被侵入的异物妨碍。另外，由于将加压空气从内部空间A经过排出间隙32排出到外部，因此，能够简化空气的供给流路的结构。因此，能够以简单的结构防止异物的侵入。

另外，根据本实施方式，用于将空气供给源18与内部空间A连通的贯通流路27a贯穿对卡爪座7进行驱动的驱动构件8的起拉螺钉27。由此，能够简化空气供给流路的结构。特别地，根据本实施方式，贯通流路27a沿中心轴线CL延伸。由此，能够将加压空气均匀地供给到由沿周向配置于不同位置的各卡爪座7划定的排出间隙32。另外，能够防止卡盘1的旋转平衡降低，并且能够减小由旋转产生的振动。

另外，根据本实施方式，在卡盘1的排出间隙32以外的间隙中设置有第一密封构件19a～19d。由此，能够通过第一密封构件19a～19d对排出间隙32以外的间隙进行密封，并且能够防止加压空气从该间隙排出到外部。因此，能够集中地向排出间隙32供给加压空气，并且能够增大来自排出间隙32的加压空气的排出量(或排出速度)。其结果是，能够进一步防止异物从卡盘1的外部经由排出间隙32侵入到内部。

另外，根据本实施方式，排出间隙32是设置于卡盘主体2的沿半径方向延伸的引导槽25与插入到引导槽25的卡爪座7之间的间隙。工件W通过爪4安装于卡盘1的前表面而进行加工。由此，通过使加压空气从存在于靠近工件W一侧的间隙排出，能够有效地防止切屑粉末、润滑剂等异物侵入到该间隙。

另外，根据本实施方式，排出间隙32是引导槽25与卡爪座7之间的间隙中的在卡盘1的前表面开口的间隙。由此，通过使加压空气从在卡盘1的前表面开口的排出间隙32排出，能够进一步防止切屑粉末、润滑剂等异物侵入到排出间隙32。

另外，根据本实施方式，第二密封构件20从半径方向外侧对卡爪座7与引导槽25之间的间隙进行覆盖。由此，能够通过第二密封构件20对卡爪座7与引导槽25之间的间隙中的在卡盘主体2的外周面开口的部分进行密封，并且能够防止加压空气从该部分排出到外部。因此，能够集中地向引导槽25与卡爪座7之间的间隙中的在卡盘1的前表面开口的排出间隙32供给加压空气，并且能够增大来自排出间隙32的加压空气的排出量。其结果是，能够进一步防止异物从卡盘1的外部经由排出间隙32侵入到内部。

另外，根据本实施方式，通过流量调节阀22对从空气供给源18供给到内部空间A的供给空气的供给量进行调节。由此，在卡盘1的爪4的更换时、工件W的加工时、卡盘1的待机时，能够改变来自排出间隙32的加压空气的排出量。因此，能够高效地排出加压空气。例如，在异物侵入的可能性较高的情况下，能够增大加压空气的排出量，从而能够有效地防止异物的侵入。例如，通过在爪4的更换时增大加压空气的排出量，能够通过加压空气将附着于新安装的爪4的切屑粉末、润滑剂等异物吹飞。因此，能够进一步防止异物侵入到排出间隙32。也可以使加压空气的排出量在爪4的更换时比工件W的加工时增大，在这种情况下，能够进一步防止异物的侵入。在工件W的加工时，由于切屑粉末、润滑剂等异物在卡盘1的前方产生，因此，通过增大加压空气的排出量，能够进一步防止异物侵入到排出间隙32。另一方面，在卡盘1的待机时，异物侵入的可能性较低，因此，能够减少加压空气的排出量，从而能够减少空气的使用量。

另外，根据本实施方式，在供给空气中混入有润滑剂。由此，能够向内部空间A供给混入了润滑剂的供给空气。因此，能够将润滑剂附着于因加压空气而去除了润滑剂的部件。因此，能够使卡盘1内的卡爪座7、驱动构件8等可动部件平滑地移动。

此外，根据本实施方式，通过分配阀36对混入到供给空气中的润滑剂的混入量进行调节。由此，能够高效地使润滑剂附着。例如，在爪4的更换时或工件W的加工时使加压空气的排出量增大的情况下，认为润滑剂由于加压空气而被去除的可能性较高。在这种情况下，通过增大润滑剂的混入量，能够使润滑剂高效地附着于各部件。另一方面，在卡盘1的待机时使加压空气的排出量减少的情况下，认为通过加压空气去除润滑剂的可能性较低。在这种情况下，通过减少润滑剂的混入量，能够使润滑剂的使用量减少。

本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离发明主旨的范围内，能够适当地改变一部分结构来实施。

Claims (8)

1.一种卡盘的防尘机构，所述防尘机构用于防止异物侵入到卡盘的内部，其特征在于，包括：

流体供给源；

内部空间，所述内部空间设置于所述卡盘的内部，并且供从所述流体供给源供给的供给流体成为加压流体而经过；

排出间隙，所述排出间隙设置于所述卡盘，并且将所述加压流体从所述内部空间排出到所述卡盘的外部；以及

第二密封构件，

所述排出间隙是设置于所述卡盘的卡盘主体的沿半径方向延伸的引导槽与插入到所述引导槽的卡爪座之间的间隙中的在安装有爪的一侧的面上开口的间隙，

所述第二密封构件从半径方向外侧对所述卡爪座与所述引导槽之间的间隙进行覆盖。

2.如权利要求1所述的卡盘的防尘机构，其特征在于，

还可以包括贯通流路，所述贯通流路将所述流体供给源与所述内部空间连通，并且贯穿对所述卡盘的卡爪座进行驱动的驱动构件。

3.如权利要求2所述的卡盘的防尘机构，其特征在于，

所述贯通流路沿着所述卡盘的中心轴线延伸。

4.如权利要求1至3中任一项所述的卡盘的防尘机构，其特征在于，

还包括第一密封构件，所述第一密封构件设置于所述卡盘的所述排出间隙以外的间隙。

5.如权利要求1至3中任一项所述的卡盘的防尘机构，其特征在于，

还包括供给量调节部，所述供给量调节部用于对所述供给流体的供给量进行调节。

6.如权利要求1至3中任一项所述的卡盘的防尘机构，其特征在于，

还包括混入部，所述混入部将润滑剂混入到所述供给流体。

7.如权利要求6所述的卡盘的防尘机构，其特征在于，

所述混入部具有混入量调节部，所述混入量调节部对混入到所述供给流体的润滑剂的混入量进行调节。

8.一种卡盘，其特征在于，

所述卡盘包括权利要求1至7中任一项所述的卡盘的防尘机构。