CN117532033B - 一种自制动定心卡盘 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自制动定心卡盘，包括：定位机构，其包括用于放置工件的支撑件，支撑件的周向设置有夹持组件，夹持组件具有第一状态和第二状态，当处于第一状态时，夹持组件和工件相抵，以对工件进行定心限位，当处于第二状态时，夹持组件解除对工件的限位；驱动机构，用于驱动夹持组件进行第一状态和第二状态的切换；制动机构，其包括控制装置，控制装置的输入端电连接有检测装置，检测装置和夹持组件连接，用于检测夹持组件的状态；控制装置的输出端和驱动机构控制连接，当夹持组件处于第一状态时，控制装置控制驱动机构及时制动，防止夹持组件在夹持外径不同的工件时，出现夹持力过大或过小情况，避免工件变形，提高了工件的加工精度。

Description

一种自制动定心卡盘

技术领域

本申请涉及工件加工定位技术领域，具体涉及一种自制动定心卡盘。

背景技术

定心卡盘是一种常用于机械加工中的夹紧工具，它可以将工件牢固地固定在工作台上，保证了加工的精度和效率。在进行任何机械加工之前，必须将工件安装到定心卡盘上，才能开始加工操作。定心卡盘通常用于铣床、钻床和车床等机械加工设备中。

现有技术的定心卡盘在对工件进行夹紧限位的过程中，由于工件外径存在公差，直径不相同，而定心夹盘定位点位置固定，所以会使夹持力过大或过小，影响工件变形。制动不及时，瞬停精度低，会影响卡盘对工件各个方向上的夹持力，导致夹持力不均匀，使得工件的中心和卡盘中心不相对应，影响工件最终的加工精度，此外，如果制动不及时，卡盘会对工件的夹持力过大，会缩短卡盘的使用寿命。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种自制动定心卡盘，包括：

定位机构，所述定位机构包括支撑件，所述支撑件的顶部用于放置工件；所述支撑件的周向设置有夹持组件，所述夹持组件具有第一状态和第二状态，当处于所述第一状态时，所述夹持组件和所述工件相抵，以对所述工件进行定心限位，当处于所述第二状态时，所述夹持组件解除对所述工件的限位；

驱动机构，所述驱动机构和所述夹持组件连接，用于驱动所述夹持组件向靠近或者远离所述工件的方向移动，以使所述夹持组件进行第一状态和第二状态的切换；

制动机构，所述制动机构包括控制装置，所述控制装置的输入端电连接有检测装置，所述检测装置和所述夹持组件连接，用于检测所述夹持组件的状态；所述控制装置的输出端和所述驱动机构控制连接，当所述夹持组件处于所述第一状态时，所述控制装置控制所述驱动机构制动。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑件的底部固定连接有与其垂直的支撑座，所述驱动机构和所述支撑座固定连接且环绕所述支撑件。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动机构包括：

驱动本体，所述驱动本体上罩设有与其相匹配的弹性盘，所述弹性盘和所述驱动本体的顶壁之间具有第一空间；所述弹性盘远离所述驱动本体的一侧和所述夹持组件连接；当所述夹持组件处于所述第一状态时，所述弹性盘处于收缩态，当所述夹持件处于所述第二状态时，所述弹性盘处于舒展态；

驱动件，所述驱动件设置在所述驱动本体内，且可沿平行于所述驱动本体中心轴线的方向运动，所述驱动件和所述弹性盘可拆卸连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述夹持组件包括：

夹持座，至少三个所述夹持座环绕所述支撑件等间距分布；所述夹持座和所述弹性盘可拆卸连接；

夹持爪，所述夹持爪和所述夹持座的顶壁可拆卸连接，至少一个所述夹持爪内开设有第一空腔，所述夹持爪靠近所述支撑件的一侧壁开设有和所述第一空腔相连通的出气孔，远离所述支撑件的一侧壁开设有和所述第一空腔相连通的进气孔，所述进气孔连通有第一气泵。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述检测装置包括压力传感器，所述压力传感器的输入端和所述第一空腔相连通，输出端和所述控制装置电连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动本体呈圆环形结构，所述驱动本体内壁绕其轴线开设有环形槽，所述驱动件包括：

第一驱动部，所述第一驱动部和所述环形槽相匹配，所述第一驱动部远离所述中心轴线的一端和所述环形槽的内壁滑动连接；

第二驱动部，所述第二驱动部和所述第一驱动部靠近所述中心轴线的一端连接且位于所述环形槽外，所述第二驱动部呈环形结构，其沿平行于所述中心轴线方向的长度大于所述环形槽开口的长度，且和所述驱动本体的内壁滑动连接，所述第二驱动部和所述弹性盘通过螺栓连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一驱动部将所述环形槽分隔为互不连通的第二空腔和第三空腔，所述第二空腔和所述第三空腔均连通有压力调节组件。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述压力调节组件包括：

第二气泵，所述第二气泵的输出端连通有第一进气阀和第二进气阀；

第一导管，所述第一导管的一端和所述第一进气阀连通，另一端和所述第二空腔连通，所述第二空腔还连通有第一排气阀；

第二导管，所述第二导管的一端和所述第二进气阀连通，另一端和所述第三空腔连通，所述第三空腔还连通有第二排气阀；

所述第一进气阀、所述第二进气阀、所述第一排气阀及所述第二排气阀均和所述控制装置电连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动本体的内壁上还开设有第一密封槽和第二密封槽，所述第一密封槽和所述第二密封分别位于所述环形槽开口的两侧，所述第一密封槽和所述第二密封槽内均设置有密封圈。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一驱动部远离所述第二驱动部的一端开设有第三密封槽，所述第三密封槽内设置有密封圈。

有益效果为：

由于所述定位机构包括支撑件，所述支撑件的顶部用于放置工件，当工件放置在所述支撑件的顶部时，以对工件进行初步定位。

通过在所述支撑件的周向设置有夹持组件，将所述夹持组件和驱动机构连接，当需要对工件进行加工时，驱动机构驱动所述夹持组件切换至所述第一状态，使夹持组件将工件夹紧，防止工件在加工使移动错位，与此同时检测装置检测到所述夹持组件已和所述工件相抵时，将检测的信息传输至所述控制装置，控制装置控制所述驱动机构及时制动，当工件完成加工后，驱动机构驱动所述夹持组件切换至所述第二状态，解除对工件的限位，便于将工件从所述夹具定位块上取下。

由于该自制动定心卡盘能在夹持组件和所述工件相抵时及时地制动，防止夹持组件在夹持外径不同的工件时，出现夹持力过大或过小情况，避免工件变形；还能使夹持组件的瞬停精度高，进而使夹持组件在各个方向上的夹持力均匀，同时使工件在各个方向上受力均匀，使得工件的中心和支撑件的中心相对应，能提高工件最终的加工精度，同时，由于该夹持组件制动及时，能避免夹紧组件对工件的夹持力过大，能延长其使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的一种自制动定心卡盘的整体结构示意图；

图2为图1中驱动机构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种自制动定心卡盘的驱动机构的俯视图；

图4为图3中A-A方向的截面图。

图中：1、定位机构；11、支撑件；12、工件；13、夹持组件；131、夹持座；132、夹持爪；14、支撑座2、驱动机构；21、驱动本体；22、弹性盘；23、驱动件；231、第一驱动部；232、第二驱动部；24、环形槽；25、第一密封槽；26、第二密封槽；27、第三密封槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1~图4，一种自制动定心卡盘，包括：

定位机构1，所述定位机构1包括支撑件11，所述支撑件11的顶部用于放置工件12；所述支撑件11的周向设置有夹持组件13，所述夹持组件13具有第一状态和第二状态，当处于所述第一状态时，所述夹持组件13和所述工件12相抵，以对所述工件12进行定心限位，当处于所述第二状态时，所述夹持组件13解除对所述工件12的限位；

驱动机构2，所述驱动机构2和所述夹持组件13连接，用于驱动所述夹持组件13向靠近或者远离所述工件12的方向移动，以使所述夹持组件13进行第一状态和第二状态的切换；

制动机构，所述制动机构包括控制装置，所述控制装置的输入端电连接有检测装置，所述检测装置和所述夹持组件13连接，用于检测所述夹持组件13的状态；所述控制装置的输出端和所述驱动机构2控制连接，当所述夹持组件13处于所述第一状态时，所述控制装置控制所述驱动机构2制动。

具体的，所述支撑件11包括中心支柱，所述中心支柱可拆卸连接有和待加工工件12相匹配的夹具定位块，将工件12防止在所述夹具定位块上，以对工件12进行初步定位。

进一步的，所述中心支柱为圆柱体。

具体的，当需要对工件12进行加工时，驱动机构2驱动所述夹持组件13切换至所述第一状态，使夹持组件13将工件12夹紧，防止工件12在加工使移动错位，与此同时检测装置检测到所述夹持组件13已和所述工件12相抵时，将检测的信息传输至所述控制装置，控制装置控制所述驱动机构2及时制动，当工件12完成加工后，驱动机构2驱动所述夹持组件13切换至所述第二状态，解除对工件12的限位，便于将工件12从所述夹具定位块上取下。

工作原理：

由于该自制动定心卡盘能在夹持组件13和所述工件12相抵时及时地制动，防止夹持组件13在夹持外径不同的工件时，出现夹持力过大或过小情况，避免工件变形；还能使得夹持组件13的瞬停精度高，进而使夹持组件13在各个方向上的夹持力均匀，同时使工件12在各个方向上受力均匀，使得工件12的中心和支撑件11的中心相对应，能提高工件12最终的加工精度，同时，由于该夹持组件13制动及时，能避免夹紧组件对工件12的夹持力过大，能延长其使用寿命。

在一优选实施例中，所述支撑件11的底部固定连接有与其垂直的支撑座14，所述驱动机构2和所述支撑座14固定连接且环绕所述支撑件11。

具体的，所述支撑座14通过螺栓分别和所述支撑件11及所述驱动机构2连接。

在一优选实施例中，所述驱动机构2包括：

驱动本体21，所述驱动本体21上罩设有与其相匹配的弹性盘22，所述弹性盘22和所述驱动本体21的顶壁之间具有第一空间；所述弹性盘22远离所述驱动本体21的一侧和所述夹持组件13连接；当所述夹持组件13处于所述第一状态时，所述弹性盘22处于收缩态，当所述夹持件处于所述第二状态时，所述弹性盘22处于舒展态；

驱动件23，所述驱动件23设置在所述驱动本体21内，且可沿平行于所述驱动本体21中心轴线的方向运动，所述驱动件23和所述弹性盘22可拆卸连接。

具体的，所述弹性盘22和所述驱动本体21的顶壁之间的第一空间便于所述弹性盘22发生形变。

进一步的，当所述驱动件23向远离所述工件12的方向移动时，带动所述弹性盘22发生形变，所述夹持组件13向所述工件12靠拢直至与所述工件12相抵；当所述驱动件23向靠近所述工件12的方向移动时，带动所述弹性盘22发生形变，所述夹持组件13远离所述工件12，直至解除对所述工件12的限位。

在一优选实施例中，所述夹持组件13包括：

夹持座131，至少三个所述夹持座131环绕所述支撑件11等间距分布；所述夹持座131和所述弹性盘22可拆卸连接；

夹持爪132，所述夹持爪132和所述夹持座131的顶壁可拆卸连接，至少一个所述夹持爪132内开设有第一空腔，所述夹持爪132靠近所述支撑件11的一侧壁开设有和所述第一空腔相连通的出气孔，远离所述支撑件11的一侧壁开设有和所述第一空腔相连通的进气孔，所述进气孔连通有第一气泵。

具体的，四个所述夹持座131通过螺栓和所述弹性盘22连接。

进一步的，所述夹持爪132通过螺栓和所述夹持座131连接。

具体的，当所述弹性盘22发生形变收缩时，四个所述夹持爪132同步向靠近所述工件12移动且同时与所述工件12相抵，当所述弹性盘22舒展时，四个所述夹持爪132同步向远离所述工件12移动且同时与所述工件12分离。

具体的，当需要所述夹持组件13对工件12进行夹紧限位时，所述第一气泵向所述第一空腔内充气，气体从所述出气孔排出，当所述夹持爪132和所述工件12相抵时，所述出气孔被封堵，所述第一空腔内的压力升高。

在一优选实施例中，所述检测装置包括压力传感器，所述压力传感器的输入端和所述第一空腔相连通，输出端和所述控制装置电连接。

具体的，当所述压力传感器检测到所述第一空腔内的压力升高时，所述压力传感器将检测的压力信号传输至所述控制装置，所述控制装置控制所述驱动机构2及时制动，以保证四个所述夹持爪132对所述工件12的夹持力均匀，使工件12受到的夹持力均匀，从而使得工件12的限位定心更加精准。

在一优选实施例中，所述驱动本体21呈圆环形结构，所述驱动本体21内壁绕其轴线开设有环形槽24，所述驱动件23包括：

第一驱动部231，所述第一驱动部231和所述环形槽24相匹配，所述第一驱动部231远离所述中心轴线的一端和所述环形槽24的内壁滑动连接；

第二驱动部232，所述第二驱动部232和所述第一驱动部231靠近所述中心轴线的一端连接且位于所述环形槽24外，所述第二驱动部232呈环形结构，其沿平行于所述中心轴线方向的长度大于所述环形槽24开口的长度，且和所述驱动本体21的内壁滑动连接，所述第二驱动部232和所述弹性盘22通过螺栓连接。

具体的，所述第一驱动部231呈圆环形，所述第二驱动部232和所述第一驱动部231相互垂直。

在一优选实施例中，所述第一驱动部231将所述环形槽24分隔为互不连通的第二空腔和第三空腔，所述第二空腔和所述第三空腔均连通有压力调节组件。

具体的，通过所述压力调节组件调节所述第二空腔和所述第三空腔内的压力，以驱动所述驱动组件向靠近或远离所述工件12的方向移动，所述驱动件23向远离所述工件12方向移动时，所述弹性盘22收缩；所述驱动件23向靠近所述工件12方向移动时，所述弹性盘22舒展。

在一优选实施例中，所述压力调节组件包括：

第二气泵，所述第二气泵的输出端连通有第一进气阀和第二进气阀；

第一导管，所述第一导管的一端和所述第一进气阀连通，另一端和所述第二空腔连通，所述第二空腔还连通有第一排气阀；

第二导管，所述第二导管的一端和所述第二进气阀连通，另一端和所述第三空腔连通，所述第三空腔还连通有第二排气阀；

所述第一进气阀、所述第二进气阀、所述第一排气阀及所述第二排气阀均和所述控制装置电连接。

具体的，当需要所述夹持组件13切换至所述第一状态时，所述控制装置控制所述第一进气阀打开，控制所述第一排气阀关闭，使所述第二空腔处于充气态，控制所述第二进气阀关闭，控制所述第二排气阀打开，使所述第三空腔处于排气态，进而使所述驱动件23向远离所述工件12的方向移动；当需要所述夹持组件13切换至所述第二状态时，所述控制装置控制所述第一进气阀关闭，控制所述第一排气阀打开，使所述第二空腔处于排气态，控制所述第二进气阀打开，控制所述第二排气阀关闭，使所述第三空腔处于充气态，进而使所述驱动件23向远离所述工件12的方向移动以使所述驱动件23向靠近所述工件12的方向移动。

在一优选实施例中，所述驱动本体21的内壁上还开设有第一密封槽25和第二密封槽26，所述第一密封槽25和所述第二密封分别位于所述环形槽24开口的两侧，所述第一密封槽25和所述第二密封槽26内均设置有密封圈。

具体的，密封圈为橡胶材质，当密封圈受所述第二驱动部232挤压时，能够靠自身的弹力和第二驱动部232紧密接触，从而起到密封的作用。

进一步的，通过在所述第一密封槽25内设置密封圈，用于防止所述第二空腔漏气，通过在所述第二密封槽26内设置密封圈，用于防止所述第三空腔漏气。

在一优选实施例中，所述第一驱动部231远离所述第二驱动部232的一端开设有第三密封槽27，所述第三密封槽27内设置有密封圈。

具体的，通过在所述第三密封槽27内设置密封圈以阻隔所述第二空腔和所述第三空腔的气体。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种自制动定心卡盘，其特征在于，包括：

定位机构（1），所述定位机构（1）包括支撑件（11），所述支撑件（11）的顶部用于放置工件（12）；所述支撑件（11）的周向设置有夹持组件（13），所述夹持组件（13）包括夹持座（131），至少三个所述夹持座（131）环绕所述支撑件（11）等间距分布，所述夹持座（131）的顶壁可拆卸连接有夹持爪（132），至少一个所述夹持爪（132）内开设有第一空腔，所述夹持爪（132）靠近所述支撑件（11）的一侧壁开设有和所述第一空腔相连通的出气孔，远离所述支撑件（11）的一侧壁开设有和所述第一空腔相连通的进气孔，所述进气孔连通有第一气泵；所述夹持爪（132）具有第一状态和第二状态，当处于所述第一状态时，所述夹持爪（132）和所述工件（12）相抵，以对所述工件（12）进行定心限位，当处于所述第二状态时，所述夹持爪（132）解除对所述工件（12）的限位；

驱动机构（2），所述驱动机构（2）包括驱动本体（21），所述驱动本体（21）呈圆环形结构，且内壁绕其轴线开设有环形槽（24），所述驱动本体（21）上罩设有与其相匹配的弹性盘（22），所述弹性盘（22）和所述驱动本体（21）的顶壁之间具有第一空间；所述弹性盘（22）远离所述驱动本体（21）的一侧和所述夹持座（131）连接；当所述夹持爪（132）处于所述第一状态时，所述弹性盘（22）处于收缩态，当所述夹持爪（132）处于所述第二状态时，所述弹性盘（22）处于舒展态；所述驱动本体（21）内设有驱动件（23），所述驱动件（23）包括第一驱动部（231），所述第一驱动部（231）和所述环形槽（24）相匹配，所述第一驱动部（231）远离所述中心轴线的一端和所述环形槽（24）的内壁滑动连接；所述第一驱动部（231）靠近所述中心轴线的一端连接有第二驱动部（232），所述第二驱动部（232）位于所述环形槽（24）外，所述第二驱动部（232）呈环形结构，其沿平行于所述中心轴线方向的长度大于所述环形槽（24）开口的长度，且和所述驱动本体（21）的内壁滑动连接，所述第二驱动部（232）和所述弹性盘（22）通过螺栓连接；所述第一驱动部（231）将所述环形槽（24）分隔为互不连通的第二空腔和第三空腔，所述第二空腔和所述第三空腔均连通有压力调节组件，所述压力调节组件包括第二气泵，所述第二气泵的输出端连通有第一进气阀和第二进气阀，所述第一进气阀通过第一导管和所述第二空腔连通，所述第二空腔还连通有第一排气阀；所述第二进气阀通过第二导管和所述第三空腔连通，所述第三空腔还连通有第二排气阀；

制动机构，所述制动机构包括控制装置，所述控制装置的输入端电连接有检测装置，所述检测装置包括压力传感器，所述压力传感器的输入端和所述第一空腔相连通，输出端和所述控制装置电连接；所述控制装置的输出端和所述第一进气阀、所述第二进气阀、所述第一排气阀及所述第二排气阀均控制连接，当所述夹持爪（132）处于所述第一状态时，所述控制装置通过控制所述第一进气阀、所述第二进气阀、所述第一排气阀及所述第二排气阀的开闭，以使所述驱动机构（2）制动。

2.根据权利要求1所述的一种自制动定心卡盘，其特征在于，所述支撑件（11）的底部固定连接有与其垂直的支撑座（14），所述驱动本体（21）和所述支撑座（14）固定连接且环绕所述支撑件（11）。

3.根据权利要求2所述的一种自制动定心卡盘，其特征在于，所述驱动本体（21）的内壁上还开设有第一密封槽（25）和第二密封槽（26），所述第一密封槽（25）和所述第二密封分别位于所述环形槽（24）开口的两侧，所述第一密封槽（25）和所述第二密封槽（26）内均设置有密封圈。

4.根据权利要求2所述的一种自制动定心卡盘，其特征在于，所述第一驱动部（231）远离所述第二驱动部（232）的一端开设有第三密封槽（27），所述第三密封槽（27）内设置有密封圈。