CN207548502U - 一种旋转张紧浮动卡盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转张紧浮动卡盘，属于工件夹具设备，旨在提供一种不需要增加额外的驱动装置而能够对工件进行夹紧的旋转张紧浮动卡盘，其技术方案如下，包括驱动机构和浮动机构；所述驱动机构包括卡盘座，所述卡盘座的中心开设有安装孔，所述卡盘座的一侧固定连接有齿圈；所述浮动机构包括死顶尖、阻尼组件和齿轮卡爪组件；所述死顶尖设置在安装孔的中心，所述阻尼组件套设在死顶尖上，所述齿轮卡爪组件设置在阻尼组件的一端；所述阻尼组件与卡盘座之间设置有间隙；所述齿轮卡爪组件的齿轮与齿圈啮合，所述齿圈驱动齿轮卡爪组件转动以夹持或松开工件件的齿轮与齿圈啮合，所述齿圈驱动齿轮卡爪组件转动以夹持或松开工件。

Description

一种旋转张紧浮动卡盘

技术领域

本实用新型涉及一种工件夹具，特别涉及一种旋转张紧浮动卡盘。

背景技术

传统加工中，针对轴类工件的外圆磨削，大多是在外圆磨床上来完成的。操作时，工件的上料、下料、装夹通常以双顶尖配合鸡心卡箍工人手工实现，鸡心卡箍的作用是使工件旋转，从而配合砂轮实现外圆或端面的磨削，工人劳动强度大，生产效率低，在如今的自动化生产中，手工操作的鸡心卡箍成为在外圆磨床上实现自动上下料的主要障碍。

公告号为CN202985341U的中国专利公开了一种双浮动自动卡盘，它包括一转盘，所述转盘前端设置有多个沿圆周方向分布的凸轮状卡爪，每一凸轮状卡爪均安装在一心轴上，每一心轴均通过固定圈和轴承圈活动套装在转盘的心轴孔内，所述转盘内安装有多组用以驱动各心轴及其上凸轮状卡爪动作的驱动机构，所述驱动机构均包括气缸、由气缸驱动的齿条、与齿条配合连接的传动齿轮以及一端与传动齿轮连接、另一端与心轴连接的万向节。

上述这种双浮动自动卡盘虽然能能够实现工件装夹，但是每个卡爪均需要通过气缸来实现夹紧，使得对工件的装夹需要额外的增加驱动装置而增加成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋转张紧浮动卡盘，具有不需要增加额外的驱动装置而能够对工件进行夹紧的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种旋转张紧浮动卡盘，包括驱动机构和浮动机构；

所述驱动机构包括卡盘座，所述卡盘座的中心开设有安装孔，所述卡盘座的一侧固定连接有齿圈；

所述浮动机构包括死顶尖、阻尼组件和齿轮卡爪组件；

所述死顶尖设置在安装孔的中心，所述阻尼组件套设在死顶尖上，所述齿轮卡爪组件设置在阻尼组件的一端；

所述阻尼组件与卡盘座之间设置有间隙；

所述齿轮卡爪组件的驱动齿轮与齿圈啮合，所述齿圈驱动齿轮卡爪组件转动以夹持或松开工件。

通过采用上述技术方案，将工件穿过齿轮卡爪组件并抵在死顶尖上，由卡盘座的转动带动齿圈转动，齿圈的转动便会产生㐑齿轮卡爪组件转动的力，而由于死顶尖固定不动，齿轮卡爪组件上的驱动力传递至阻尼组件，阻尼组件与死顶尖之间的阻力使这个驱动力反馈至齿轮卡爪组件本身，从而驱动齿轮卡爪组件夹持工件，实现不需要增加额外的驱动装置而能够对工件进行夹紧；需要将工件松开取下时，只需将卡盘座翻转即可。

进一步的：所述阻尼组件包括油封套环和阻尼套，所述油封套环套设在死顶尖上，所述阻尼套套设在油封套环上，所述阻尼套上开设有与死顶尖同轴的工件插孔一，所述齿轮卡爪组件设置在阻尼套上。

通过采用上述技术方案，工件插孔一的开设以供工件穿过工件插孔一抵在死顶尖上实现固定，在齿轮卡爪组件受齿圈的作用力而有转动的驱动力时，该驱动力传递至阻尼套上，油封套环套设在死顶尖上与死顶尖之间具有阻尼力，在阻尼力的作用使阻尼套不会在第一时间内转动，由于阻尼套不转动，而齿轮卡爪组件在驱动力的作用下而发生转动而夹紧工件或松开工件，实现不需要增加额外的驱动装置而能够对工件进行夹紧。

进一步的：所述齿轮卡爪组件包括后端固定板、驱动齿轮和凸轮卡爪；

所述后端固定板与阻尼套固定连接，所述后端固定板上开设有与工件插孔一同轴的工件插孔二，所述后端固定板上绕工件插孔二圆周阵列有至少两根心轴，所述心轴的一端向阻尼套方向延伸并与驱动齿轮同轴固定连接，另一端与凸轮卡爪固定连接。

通过采用上述技术方案，卡盘座的转动带动齿圈转动，由于油封套环与死顶尖之间具有阻尼力，阻尼套与油封套环之间也具有阻尼力，因而在齿圈转动过程中有带动驱动齿轮移动的趋势时，阻尼套受阻尼力的作用而不易转动，齿圈转动便驱动与之啮合的驱动齿轮转动，驱动齿轮转动便通过心轴驱动凸轮卡爪旋转而夹持在工件上，从而实现在无额外驱动装置的情况下，依靠卡盘座的转动以及阻尼力实现凸轮卡爪对工件的夹持；在凸轮卡爪夹持工件转动的过程中，由于阻尼力持续性的存在，并且磨床的砂轮为工件的转动提供一个反力，因而凸轮卡爪能够稳定的对工件进行稳定的夹持；在加工结束之后，只需将卡盘座反转使齿圈带动驱动齿轮反转，使凸轮卡爪反转而脱离工件便能够轻松的将工件取下，非常方便。

进一步的：所述齿圈上开设有与齿圈同心的圆弧状的腰型孔，所述后端固定板上设置有限位块，所述限位块嵌设在腰型孔中。

通过采用上述技术方案，在需要拆卸工件时，在卡盘座不转动的情况下，转动后端固定板，其限位块便在腰型孔内滑动，使驱动齿轮在齿圈上移动，由于齿圈不发生转动，从而使驱动齿轮转动移驱动凸轮卡爪转动，从而使凸轮卡爪脱离工件，进而使工件能够被快速的取出；工件的拆卸过程不需要使卡盘座翻转即可实现，使卡盘座不易在翻转的过程中其翻转的角度过大而导致凸轮卡爪再次抵在工件上。

进一步的，所述限位块上转动连接有滚动环，所述腰型孔的宽度与滚动环的直径之差为1mm-3mm。

通过采用上述技术方案，限位块在腰型孔内移动的过程中，由于滚动环的设置使限位块与腰型孔之间的滑动摩擦转变成滚动摩擦，减少了腰型孔与限位块之间的磨损，进而延长了齿圈与后端固定板的使用寿命。

进一步的，所述卡盘座位于齿圈的外缘圆周阵列有若干支撑架，所述支撑架远离卡盘座的一侧设置有圆环端盖，所述后端固定板介于圆环端盖与齿圈之间。

通过采用上述技术方案，将后端固定板设置在圆环端盖与齿圈之间能够很好的对后端固定板进行保护，并且由支撑架、圆环端盖以及卡盘座三者之间的结合能够对浮动机构进行保护，从而使得外部物体不易直接进入到浮动机构内而对浮动机构造成损坏，同时提高了安全性。

进一步的，所述后端固定板远离齿圈的一侧设置有前端固定板，所述前端固定板上开设有工件穿孔，所述前端固定板通过连接柱与后端固定板固定连接，所述前端固定板上开设有供与心轴适配的稳定孔，所述心轴远离驱动齿轮的一端延伸至稳定孔内。

通过采用上述技术方案，将心轴的一端延伸至稳定孔内，使凸轮卡爪在对工件夹持并工作的过程中，位于凸轮卡爪两侧的心轴分别收到后端固定板和前端固定板的限位而不易发生滑动，从而使凸轮卡爪能够稳定的对工件进行夹持，以使工件在进行打磨的过程中能够更加的平稳，同时使心轴在长期的使用过程中不易发生弯曲，延长了心轴的使用寿命。

进一步的，所述前端固定板与圆环端盖在同一平面上，并且所述前端固定板的外径与圆环端盖的内径相等。

通过采用上述技术方案，由于前端固板与圆环端盖处于同一平面上，并且两者之间的缝隙很小，从而使外部的物体不易进入到圆环端盖与1之间，从而使驱动齿轮和凸轮卡爪能够稳定的工作，并且不易受外界的物体影响而造成损坏。

进一步的，所述死顶尖与油封套环之间设置有衬套，所述衬套与死顶尖固定连接，所述油封套环的内侧与衬套抵触。

通过采用上述技术方案，将衬套设置在死顶尖与油封套环之间，使油封套环在转动的过程中直接与衬套接触，从而减少了对死顶尖的损坏。

进一步的，所述油封套环设置为两个，每个所述油封套环内均设置有空腔。

通过采用上述技术方案，在其中一个油封套环损坏时，可进行单独更换；并且每个油封套环在使用的过程中因摩擦而产生热量，其内部设置的空腔能够减慢热量的传递，同时该空腔还能在油封套环套在死顶尖上为油封套环的形变提供变形空间。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用油封套环与死顶尖的摩擦力驱使凸轮卡爪能够夹持工件，从而实现不需要增加额外驱动装置便能夹持工件的效果；

2、采用腰型孔与限位块的配合，实现在卡盘座不转动的情况下手动拆卸；

3、采用前端固定板与圆环端盖的设置，实现了对浮动机构的保护；

4、采用衬套以及两个油封套环的设置，延长了死顶尖以及油封套环的使用寿命。

附图说明

图1是本实施例中用于体现驱动机构和浮动机构的结构示意图；

图2是本实施例中用于体现内部结构的剖面示意图；

图3是本实施例中用于体现驱动机构和浮动机构的爆炸视图；

图4是本实施例中用于体现齿圈、凸轮卡爪、后端固定板之间的连接关系示意图；

图5是本实施例中用于体现前端固定板和圆环端盖的结构示意图；

图6是本实施例中用于体现凸轮卡爪完全打开时的状态示意图；

图7是本实施例中用于体现夹持工件时的状态示意图。

图中，1、驱动机构；11、卡盘座；111、安装孔；112、连接侧；113、安装侧；12、齿圈；121、腰型孔；13、支撑架；14、圆环端盖；141、环形缺口；2、浮动机构；21、死顶尖；211、衬套；22、阻尼组件；221、阻尼套；2211、工件插孔一；2212、连接块；222、油封套环；2221、空腔；23、齿轮卡爪组件；231、后端固定板；2311、工件插孔二；2312、限位块；2313、滚动环；232、心轴；233、驱动齿轮；234、凸轮卡爪；24、前端固定板；241、连接柱；242、工件穿孔；243、稳定孔；244、封闭环；3、间隙；4、工件；5、尾座顶尖。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种旋转张紧浮动卡盘，如图1所示，包括分别固定在磨床上的驱动机构1和浮动机构2。

如图2所示，驱动机构1包括固定连接在磨床卡盘上的卡盘座11，卡盘座11的中心位置设置有供浮动机构2（参见图1）安装的安装孔111，卡盘座11上用于与磨床卡盘连接的一侧为连接侧112，另一面为安装侧113，卡盘座11位于安装侧113上固定连接有齿圈12。

如图1所示，浮动机构2包括固定在磨床上的死顶尖21、阻尼组件22、齿轮卡爪组件23。

如图2所示，死顶尖21位于安装孔111的中心位置，在死顶尖21上固定套设有一个衬套211。

如图3所示，阻尼组件22包括阻尼套221和油封套环222，在本实施例中，油封套环222设置为两个并且均套设在衬套211上，两个油封套环222内均设置有空腔2221（参见图2），从而为油封套环222的变形提供空间。阻尼套221套设在油封套环222上，油封套环222的内侧与衬套211抵触，外侧与阻尼套221的内壁抵触，从而使三者之间在有相对移动时具有阻尼力。阻尼套221与卡盘座11之间留有间隙3（参见图2）。在阻尼套221远离死顶尖21一侧的中心位置远离阻尼套221方向延伸有一个截面呈三角形的连接块2212，阻尼套221上开设有与死顶尖21同轴的工件插孔一2211，工件插孔一2211贯穿连接块2212，使工件4能够穿过工件插孔一2211抵在死顶尖21上。

如图3所示，齿轮卡爪组件23（参见图1）包括后端固定板231、驱动齿轮233和凸轮卡爪234，后端固定板231呈圆形，后端固定板231固定连接在连接块2212远离阻尼套221的一侧，在后端固定板231上开设有与工件插孔一2211同轴的工件插孔二2311，从而使工件4能够穿过工件插孔二2311、工件插孔一2211与死顶尖21。后端固定板231上圆周阵列有三根心轴232，每根心轴232的一端朝向阻尼套221方向延伸并与驱动齿轮233固定连接，另一端延伸出后端固定板231与凸轮卡爪234连接。驱动齿轮233与齿圈12啮合。

如图4所示，齿圈12上圆周阵列有两个圆弧状的腰型孔121，该腰型孔121的圆心与齿圈12同心，在后端固定板231上设置有两个嵌入到腰型孔121内的圆柱形限位块2312，在限位块2312上转动连接有滚动环2313，腰型孔121的宽度与滚动环2313的直径之差为1mm-3mm，本实施例中为1mm。滚动环2313能够在腰型孔121内顺畅的滑动，还能够减少腰型孔121与限位块2312之间的磨损。当滚动环2313与腰型孔121逆时针方向的一端抵触时，其凸轮卡爪234为完全打开状态，即凸轮卡爪234打开所能夹持工件的最大距离（参见图6）。以图6为参考，当限位块2312沿着腰型孔121做顺时针转动时，三个凸轮卡爪234逆时针旋转从而夹持工件4（参见图7）。

如图3所示，在卡盘座11位于齿圈12的外缘圆周阵列有若干个支撑架13，在支撑架13远离卡盘座11的一侧固定连接有圆环端盖14，圆环端盖14与卡盘座11同轴，圆环端盖14位于后端固定板231远离阻尼套221的一侧。圆环端盖14与支撑架13的配合能够对后端固定板231形成包裹，从而对后端固定板231进行保护。

如图3所示，后端固定板231远离连接块2212的一侧固定连接有连接柱241，连接柱241远离后端固定板231的一端连接有一块圆形的前端固定板24，前端固定板24位于圆环端盖14的内侧，并且前端固定板24与圆环端盖14处于同一平面。圆环端盖14的内径与前端固定板24的外径适配。

如图5所示，前端固定板24上开设有工件穿孔242。该工件穿孔242的直径大于工件插孔二2311（参见图4）的直径，在圆环端盖14的内侧朝向后端固定板231的一端开设有环形缺口141，前端固定板24上设置有与环形缺口141形状适配的封闭环244，使得圆环端盖14与前端固定板24之间的缝隙被遮盖，进而使外界物质不易进入到安装孔111内对工作造成影响。

如图4和5所示，在前端固定板24上与心轴232对应的位置设置有稳定孔243，心轴232远离驱动齿轮233的一端延伸至稳定孔243内，稳定孔243的直径与心轴232的直径适配。稳定孔243对凸轮卡爪234一侧的心轴232进行限位，凸轮卡爪234另一侧的心轴232由后端固定板231进行限位，从而是凸轮卡爪234能够稳定的夹持工件4（参见图7）。

具体实施过程：为了使工件4的工作过程更加清楚，在本实施例中，将磨床与死顶尖21配合的尾座顶尖5（参见图7）加入到阐述的过程。

工件4安装过程：初始状态，滚动环2313抵在腰型孔121逆时针方向的一端，此时的凸轮卡爪234处于放开状态，然后将工件4的一端依次穿过工件穿孔242、工件4插孔，最后将工件4的中心顶在死顶尖21上，另一端由尾座顶尖5将工件4顶住，从而实现对工件4的支撑。然后转动前端固定板24，由前端固定板24的旋转带动后端固定板231旋转，由后端固定板231带动三个心轴232同时转动，此时驱动齿轮233受心轴232的带动而发生移动，并且驱动齿轮233在齿圈12的作用下发生旋转，从而由心轴232带动凸轮卡爪234转动而夹持在工件4上。以上操作是对工件4进行预夹持，只是将凸轮卡爪234抵在工件4上，防止卡盘座11突然快速转动而使凸轮卡爪234撞击工件4而造成损坏。

工作过程：卡盘座11转动带动齿圈12转动，齿圈12转动便会对驱动齿轮233产生一个驱动力，这个驱动力便会驱动驱动齿轮233转动，驱动齿轮233的转动带动凸轮卡爪234转动而抵在工件4上，此时的驱动齿轮233便不在继续转动，而在齿圈12持续的转动下，驱动齿轮233随齿圈12一起绕工件4转动，驱动齿轮233的转动带动后端固定板231转动，后端固定板231转动带动连接块2212、阻尼套221转动，而阻尼套221与油封套环222之间具有摩擦力，油封套环222与衬套211也同样具有摩擦力，死顶尖21为固定不动的状态，在阻尼套221转动的过程中，衬套211上的摩擦力传递至阻尼套221，再由阻尼套221传递至驱动齿轮233上，最终将这个摩擦力传递至凸轮卡爪234上，使凸轮卡爪234在这个摩擦力的作用下对工件4进行夹持，使工件4不易相对于凸轮卡爪234发生转动。通过依靠摩擦和惯性实现对工件4夹紧和松开，而不需要增加其他驱动装置实现凸轮卡爪234对工件4的夹持，非常方便。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：包括驱动机构(1)和浮动机构(2)；

所述驱动机构(1)包括卡盘座(11)，所述卡盘座(11)的中心开设有安装孔(111)，所述卡盘座(11)的一侧固定连接有齿圈(12)；

所述浮动机构(2)包括死顶尖(21)、阻尼组件(22)和齿轮卡爪组件(23)；

所述死顶尖(21)设置在安装孔(111)的中心，所述阻尼组件(22)套设在死顶尖(21)上，所述齿轮卡爪组件(23)设置在阻尼组件(22)的一端；

所述阻尼组件(22)与卡盘座(11)之间设置有间隙(3)；

所述齿轮卡爪组件(23)的驱动齿轮(233)与齿圈(12)啮合，所述齿圈(12)驱动齿轮卡爪组件(23)转动以夹持或松开工件(4)。

2.根据权利要求1所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述阻尼组件(22)包括油封套环(222)和阻尼套(221)，所述油封套环(222)套设在死顶尖(21)上，所述阻尼套(221)套设在油封套环(222)上，所述阻尼套(221)上开设有与死顶尖(21)同轴的工件插孔一(2211)，所述齿轮卡爪组件(23)设置在阻尼套(221)上。

3.根据权利要求2所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述齿轮卡爪组件(23)包括后端固定板(231)、驱动齿轮(233)和凸轮卡爪(234)；

所述后端固定板(231)与阻尼套(221)固定连接，所述后端固定板(231)上开设有与工件插孔一(2211)同轴的工件插孔二(2311)，所述后端固定板(231)上绕工件插孔二(2311)圆周阵列有至少两根心轴(232)，所述心轴(232)的一端向阻尼套(221)方向延伸并与驱动齿轮(233)同轴固定连接，另一端与凸轮卡爪(234)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述齿圈(12)上开设有与齿圈(12)同心的圆弧状的腰型孔(121)，所述后端固定板(231)上设置有限位块(2312)，所述限位块(2312)嵌设在腰型孔(121)中。

5.根据权利要求4所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述限位块(2312)上转动连接有滚动环(2313)，所述腰型孔(121)的宽度与滚动环(2313)的直径之差为1mm-3mm。

6.根据权利要求3所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述卡盘座(11)位于齿圈(12)的外缘圆周阵列有若干支撑架(13)，所述支撑架(13)远离卡盘座(11)的一侧设置有圆环端盖(14)，所述后端固定板(231)介于圆环端盖(14)与齿圈(12)之间。

7.根据权利要求3所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述后端固定板(231)远离齿圈(12)的一侧设置有前端固定板(24)，所述前端固定板(24)上开设有工件穿孔(242)，所述前端固定板(24)通过连接柱(241)与后端固定板(231)固定连接，所述前端固定板(24)上开设有供与心轴(232)适配的稳定孔(243)，所述心轴(232)远离驱动齿轮(233)的一端延伸至稳定孔(243)内。

8.根据权利要求7所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述前端固定板(24)与圆环端盖(14)在同一平面上，并且所述前端固定板(24)的外径与圆环端盖(14)的内径相等。

9.根据权利要求2所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述死顶尖(21)与油封套环(222)之间设置有衬套(211)，所述衬套(211)与死顶尖(21)固定连接，所述油封套环(222)的内侧与衬套(211)抵触。

10.根据权利要求9所述的一种旋转张紧浮动卡盘，其特征是：所述油封套环(222)设置为两个，每个所述油封套环(222)内均设置有空腔(2221)。