CN204867489U - 一种可调式三爪离心卡盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种可调式三爪离心卡盘，主要由固定圆盘(1)浮动圆盘(2)齿形卡爪总成(3)齿形卡爪芯轴总成(4)连杆(5)机构所组成。是可调整夹持尺寸范围的三爪离心式卡盘，所述固定圆盘与主轴轴头相连接。浮动圆盘和齿形卡爪能按工件尺寸不同，不用更换任何零件就能快速调整，适合于直销轴类产品长连续送料的自动化连续性生产加工的需要，节省生产辅助时间。齿形卡爪设计成标准件，免去制备大量各种不同型号的齿形卡爪的消耗。受力部分采用可更换的结构，磨损后直接更换即可。备件制造简单，除更换的部分采用高级合金材料外，其他零件采用常用钢材，大大降低夹具备件制造的复杂程度和备件成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机械加工制造领域中的机床附件，尤其是一种可调式三爪离心卡盘。
背景技术
在轴类零件的车削加工中,为了减少装卡零件辅助时间和减轻工人劳动强度大量使用离心快速卡盘,普通离心卡盘主要由固定圆盘和浮动圆盘两部分组成。固定圆盘与主轴轴头连接,浮动圆盘在固定圆盘上浮动。浮动圆盘上有三个固定销轴，安装有三个可绕其转动的齿形卡爪，固定圆盘通过三个连杆驱动齿形卡爪，在固定圆盘连杆的驱动力和齿形卡爪齿面与工件的摩擦力的共同作用下，三个卡爪一起将工件夹紧。一般一种尺寸的工件要配用三件一套的特定型号的齿形卡爪，工件尺寸型号更换时就要更换一套相应的齿形卡爪。当需要加工的工件尺寸型号很多的情况时，造成齿形卡爪型号众多，且制作齿形卡爪的材料一般采用高级合金钢如T10工具钢，价格昂贵，一套齿形卡爪价格不菲，这将给备件制造、仓储等带来巨大消耗，无形中增加了生产准备和工装的成本。
实用新型发明内容
为了克服现有的车床离心卡盘一种型号的齿形卡爪只能夹持特定尺寸范围的工件以及备件制造麻烦的不足，本实用新型提供一种可调式三爪离心卡盘，能根据工件尺寸不同，不用更换任何零件就能调整夹持尺寸范围，且齿形卡爪齿形受力部分采用可更换的结构，备件制造简单，除更换的部分采用高级合金材料外，其他零件采用常用45号钢材，大大降低夹具备件制造的复杂程度和成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用固定圆盘与主轴轴头连接,浮动圆盘在固定圆盘上浮动。浮动圆盘上设计有三列三个一组、以浮动圆盘圆心为中心呈120度均布的销孔，每组孔的圆周中心距尺寸按一定规律递增。齿形卡爪通过销轴安装在其中一组销轴孔中。因为每组销轴孔的圆周中心距尺寸大小呈规律性变化，排列按渐开线分布，所以选择不同位置的销轴孔组合安装齿形卡爪就可以达到在一定范围内调整夹持尺寸范围的目的。齿形卡爪受力部分设计为镶块结构。当镶块磨损后可直接更换即可。本实用新型工作过程：假设三个齿形卡爪已按所需尺寸安装到了浮动圆盘上，各紧固措施都已完成。
当机床启动，与主轴连接的固定圆盘旋转时，通过连杆带动齿形卡爪绕其芯轴旋转，迫使齿形卡爪圆弧型齿面与工件接触将其工件夹紧。
本实用新型适用于自动车床大批量加工生产中用来夹持工件，尤其是能根据工件尺寸不同，不用更换任何零件就能调整夹持尺寸的范围。
本实用新型的有益效果是：
1、能根据工件尺寸不同，不用更换任何零件就能调整夹持尺寸范围，调整方便，省掉去仓库换领不同型号齿形卡爪的步骤，节省生产辅助时间。
2、齿形卡爪设计成标准件，仓库不再储备大量的各种不同型号的齿形卡爪。
夹具易损件仅齿形镶块，齿形镶块结构简单、容易制造。成本低廉。齿形镶块为易损件，磨损后直接更换即可。比整体式齿形卡爪制作成本大幅降低。
附图说明
图1为本实用新型的主体原理示意图；
图2为本实用新型的主体结构示意图；
图3为本实用新型的浮动圆盘构造图；
图4为本实用新型的齿形卡爪总成构造图；
图5为本实用新型的齿形卡爪芯轴总成构造图；
图6为实用新型的连杆、销轴构造图；
图中：1、固定圆盘；2、浮动圆盘；3、齿形卡爪总成；301、卡爪体；302、圆柱销；303、齿形镶块；304、齿形镶块固定螺栓；4、齿形卡爪芯轴总成；401、芯轴；402、芯轴紧固螺母；403、芯轴衬套；404、垫片；5、连杆；501、销轴；502、垫片；503、连杆固定螺栓；6、挡板；
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明：
由附图1～6可知，一种可调式离心卡盘，主要由固定圆盘(1)浮动圆盘(2)齿形卡爪总成(3)齿形卡爪芯轴总成(4)连杆(5)机构所组成。
在图1本实用新型的主体原理示意图中，浮动圆盘(2)上的三个齿形卡爪芯轴(4)安装有三个齿形卡爪(3)，所述齿形卡爪可绕芯轴(4)自由回转，其回转半径为r。所述固定圆盘1通过连杆结构(5)带动齿形卡爪(3)绕芯轴(4)回转，由于齿形卡爪(3)的齿面是半径为R的圆弧型，R＞r，曲率中心与芯轴(4)中心存在偏心距t，齿形卡爪(3)旋转中心与圆弧型齿面圆弧起点的连线长L1小于其与末点的连线长L2，齿形卡爪(3)转动时其圆弧型齿面起点段越过工件，后续段受工件阻挡与工件接触，由于L2大于L1后续段不可能越过工件，在固定圆盘(1)和(连杆5)的驱动力和齿形卡爪(3)齿面与工件的摩擦力的共同作用下，三个卡爪一起将工件夹紧。
采用固定圆盘(1)与主轴轴头连接,浮动圆盘(2)在固定圆盘(1)上浮动。浮动圆盘(2)上设计有三列三个一组、以浮动圆盘(1)圆心为中心呈120度均布的销孔，每组孔的圆周中心距尺寸按一定规律递增。三个齿形卡爪(3)通过销轴安装在其中一组销轴孔中。
如图3所示，在浮动圆盘构造图中，浮动圆盘(2)上加工三列三个为一组以浮动圆盘(2)圆心为中心，呈120度均布的销孔Φn，分别用钢号打上编号1A、1B、1C、1D、1E、1F…,2A、2B、2C、2D、2E、2F…，3A、3B、3C、3D、3E、3F…。1A、2A、3A为其中A组，三个孔中心的位置度尺寸一致，都为ΦD1，1B、2B、3B为其中B组,三个孔中心的位置度尺寸一致，都为ΦD2,。以此类推C、D、E、F组位置度尺寸分别为ΦD3、ΦD4、ΦD5、ΦD6…。ΦD1+n＝ΦD2，ΦD2+n＝ΦD3…，n根据产品尺寸参数取值，例如n＝6，那么相邻销孔组其对应的夹持尺寸相隔为12mm。
同一列中相邻孔中心距为h，h取值既要考虑到紧凑又要考虑不破坏浮动圆盘(2)的强度。如销孔直径为20mm，h取值25mm，相邻二孔之间壁厚5mm。
本实施例设计的离心卡盘具体参数为：每组销孔的圆周中心距尺寸相隔6mm，最小的A组销孔组对应夹持尺寸为Φ30mm±10mm。B组销孔组对应的夹持尺寸直径增大12mm，即夹持尺寸Φ42mm±10mm。最大夹持尺寸Φ102mm±10mm，能满足本实用新型所有型号零件的生产。
所述浮动圆盘(2)使用45号钢材加工，外径ΦA比固定圆盘(1)内膛内径ΦB小3～5mm，保证浮动圆盘(2)有一定的浮动量。厚度尺寸E比固定圆盘(1)内膛深度F小0.5mm，保证固定圆盘(1)上的挡板安装后保证一定的活动间隙。浮动圆盘(2)加工完成后热处理：调质/硬度HRC35～38。热处理后其销孔Φn用硬质合金铰刀精加工。
如图4所示，在齿形卡爪总成3构造中，齿形镶块(304)镶嵌安装在齿形卡爪体(301)中，用二颗螺栓(701)固定。卡爪体(301)回转孔ΦD与圆柱销孔Φd的距离为a，与齿形镶块(304)齿面圆弧中点的距离为r，a＝r。三者在一条直线上。卡爪体(301)厚度为G，G比图5中衬套抬肩长度g小0.5mm，以保证卡爪体(301)有活动间隙。齿形镶块(304)的齿面圆弧半径为R，R＝1.5×r～2×r。圆柱销(302)用来连接卡爪体(301)和连杆(5)。圆柱销(302)与卡爪体(301)的销孔Φd为过盈配合，与连杆(5)为间隙配合。卡爪体(301)和连杆(5)用45号钢材制作，热处理：调质/硬度HRC30～35。齿形镶块(304)用合金工具钢T10制作，圆弧段加工成尖齿状，齿形角度w＝60度～90度，热处理：淬火/硬度HRC50～55。
如图5所示，在齿形卡爪芯轴总成构造图中，芯轴(401)、衬套(403)、垫片(404)用钢材40Cr钢制作，热处理：调质/硬度HRC35～38，热后精加工。芯轴(401)杆部尺寸为Φm，与图3中浮动圆盘(2)的销孔Φn为过度配合，与衬套(403)、垫片(404)为间隙配合。
如图6所示，在连杆、销轴构造图中，固定盘(1)用45号钢材制作。三个销轴(501)用钢材40Cr钢制作，热处理：调质/硬度HRC35～38。销轴(501)与固定盘(1)之间为过盈配合，销轴(501)在固定盘(1)上以固定盘圆心为中心呈120°均布。连杆与销轴抬肩的配合为间隙配合，垫片(502)连杆固定螺栓(503)用来把连杆固定在销轴上，连杆可绕销轴自由转动。三个挡板(6)用螺栓均布固定在固定盘(1)上，限制浮动圆盘(2)，使其只能在固定盘(1)中转动，不能有轴向移动。
如图2所示，在本实用新型的结构示意图中，装配方法如下三步骤：
1、根据工件尺寸大概确定浮动圆盘(2)上销孔组的位置。把三个芯轴(401)分别穿入浮动圆盘(2)上指定的销孔，轻敲到位。
2、把3个连杆(5)插入卡爪体(301)槽中，装入圆柱销(302)并敲紧。
3、把三个衬套(403)分别套在已安装在浮动圆盘(2)上的芯轴(401)上，随后把三个齿形卡爪总成(2)分别套在三个衬套(403)上，放上垫片(404)套上螺母(402)并拧紧。
4、把上述三步骤已装好的浮动圆盘(2)等放入固定盘(1)，装上三个挡板(6)，再把连杆(5)套在固定盘(1)上的销轴(501)上，套上垫片(502)拧紧连杆固定螺栓(503)。
以上所述，仅为本实用新型实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容及所附权利要求的限定所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
Claims (4)
1.一种可调式三爪离心卡盘，由固定圆盘、浮动圆盘和齿形卡爪和连杆机构组成；固定圆盘与主轴轴头相连接，浮动圆盘和齿形卡爪能按工件尺寸不同，不用更换任何零件就能快速调整；
所述的浮动圆盘上设计有三列三个一组、以浮动圆盘圆心为中心呈120度均布的销孔，每组孔的圆周中心距尺寸按一定规律递增；齿形卡爪通过销轴安装在其中一组销孔中；因为每组销孔的圆周中心距尺寸大小呈规律性变化，所以选择不同位置的销孔组安装齿形卡爪就可以达到在一定范围内调整夹持尺寸范围的目的。
2.如权利要求1所述的一种可调式三爪离心卡盘，其特征在于：所述的固定圆盘(1)、连杆(5)的驱动力和齿形卡爪(3)齿面与工件的摩擦力的共同作用下，三个卡爪一起将工件夹紧。
3.如权利要求1所述的一种可调式三爪离心卡盘，其特征在于：所述的固定圆盘与主轴轴头连接,浮动圆盘在固定圆盘上浮动。
4.如权利要求1所述的一种可调式三爪离心卡盘，其特征在于：可调式三爪离心卡盘，有一个多孔的浮动圆盘，其上有三列120度均布的销孔，销孔用来安装芯轴和齿形卡爪总成；齿形卡爪总成为积木结构，由卡爪体和齿形镶块拼装而成。
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