CN211708134U - 一种轮毂指形卡盘及轮毂加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮毂指形卡盘，解决了主轴的载荷和惯性大的问题，解决该问题的技术方案主要包括主轴箱和带动轮毂同步转动的定心装置，定心装置与轮毂的中心孔配合，主轴箱包括主轴和套设于主轴外侧的箱体，主轴的一端与定心装置传动连接，所述箱体靠近轮毂的一端固定有固定座，固定座上设有从轮毂外侧夹紧轮毂的卡爪，主轴通过定心装置带动轮毂相对固定座转动。同时，本实用新型还提供一种具有该轮毂指形卡盘的轮毂加工装置。本实用新型中卡爪通过固定座固定于箱体上，减小了主轴上的载荷，不仅大大降低了能耗，而且保证了主轴的使用寿命和轮毂的加工精度，同时，整个主轴的惯性小，利于缩短主轴加速和减速的时间，提高了加工效率。

Description

一种轮毂指形卡盘及轮毂加工装置

技术领域

本实用新型涉及机器制造技术领域，特别是一种轮毂指形卡盘，以及具有该轮毂指形卡盘的轮毂加工装置。

背景技术

为提高轮毂的加工效率、品质和成品率，一般采用数控车床进行轮毂加工，但现有的通用车床的卡盘连接于主轴并随主轴转动，主轴需要承受轮毂半成品和整个卡盘的重量，从而主轴的载荷和惯性力矩大，不仅增大了电机的功率，而且主轴容易发生弯曲，影响主轴的使用寿命。同时，卡盘上的卡爪在轮毂外侧夹紧轮毂，从而刀具无法到达轮毂上靠近卡爪的部位，故卡盘夹持轮毂需要先加工外露的一端，然后将轮毂翻转以加工另一端，整个加工过程需要装卸两次，即轮毂加工车床需要进行两次对刀，降低了轮毂的加工精度和加工效率。因此需要设计一款主轴负载小、加工方便且车削精度高的轮毂加工装置。

实用新型内容

本实用新型所要达到的目的就是提供一种轮毂指形卡盘以及具有该轮毂指形卡盘的轮毂加工装置，其中，卡爪通过固定座固定于箱体上，减小了主轴上的载荷，不仅大大降低了能耗，而且保证了主轴的使用寿命和轮毂的加工精度，同时，整个主轴的惯性小，利于缩短主轴加速和减速的时间，提高了加工效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种轮毂指形卡盘，包括主轴箱和带动轮毂同步转动的定心装置，定心装置与轮毂的中心孔配合，主轴箱包括主轴和套设于主轴外侧的箱体，主轴的一端与定心装置传动连接，所述箱体靠近轮毂的一端固定有固定座，固定座上设有从轮毂外侧夹紧轮毂的卡爪，主轴通过定心装置带动轮毂相对固定座转动。

进一步的，所述固定座面向轮毂的侧面设有用于减小摩擦的滚柱，滚柱沿轮毂的径向放置并与轮毂的端面滚动接触。

进一步的，所述卡爪的自由端设有橡胶轴承，橡胶轴承将轮毂轮缘压紧在滚柱上，橡胶轴承的外周侧面与轮毂滚动接触；和/或，所述固定座面向轮毂的侧面设有凸台，滚柱设于凸台的凸台面上。

进一步的，所述卡爪设有多个，至少两个在轮毂周向上相邻的卡爪之间设有供刀具车削的车削通道。

进一步的，所述轮毂指形卡盘还包括第一驱动装置，卡爪转动连接于固定座，第一驱动装置与卡爪远离轮毂的一端活动连接，并带动卡爪转动使卡爪的自由端夹紧或松开轮毂。

进一步的，所述第一驱动装置包括在轴向上移动的外夹滑柱，外夹滑柱通过连杆与卡爪连接，连杆的两端分别与外夹滑柱和卡爪铰接；或者，所述第一驱动装置为液压驱动装置，液压驱动装置包括油路连接环、位于油路连接环内的活塞和伸出油路连接环的外夹滑柱，油路连接环固定于固定座或箱体上，活塞连接于外夹滑柱并带动外夹滑柱在轴向上移动，液压驱动装置通过外夹滑柱与卡爪活动连接。

进一步的，所述箱体内壁设有轴承座，主轴穿过轴承座的中心孔与定心装置连接，固定座通过销轴紧固于轴承座伸出箱体的一端。

进一步的，所述定心装置包括具有定心孔的定心盘和与轮毂中心孔的孔壁配合的内撑组件，内撑组件上靠近定心孔的一端设有内撑斜面，定心孔内设有与内撑斜面配合的楔形块，楔形块带动内撑组件径向移动以夹紧轮毂的中心孔。

进一步的，所述主轴上设有第二驱动装置，第二驱动装置包括在轴向上移动的内撑滑柱，内撑滑柱与楔形块连接并带动楔形块在轴向移动；或者，所述内撑斜面沿轴向从外至内向主轴中心线倾斜；或者，所述内撑组件包括滑块和与滑块连接的内撑爪，定心盘上设有径向滑槽，内撑斜面设于滑块上靠近主轴中心线的一端，楔形块带动滑块在径向滑槽内径向滑动。

本实用新型还提供了一种轮毂加工装置，包括床体和驱动电机，还包括上述任意一种方案中的轮毂指形卡盘，主轴箱安装于床体上，驱动电机与主轴箱内的主轴传动连接并驱动主轴转动。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

首选，卡爪和固定座不再随主轴旋转，而是将整个固定座固定于箱体上，即主轴相对固定座和卡爪转动，从而减小了主轴上的载荷，不仅避免主轴受力弯曲变形，保证了主轴的使用寿命和轮毂的加工精度，而且降低了驱动主轴旋转的功率要求，大大降低了能耗；同时，主轴只需要带动质量较轻的定心装置旋转，即整个主轴的惯性小，利于缩短主轴加速和减速的时间，提高了加工效率。其次，固定座上的卡爪在夹紧轮毂后，其在轮毂轴向和周向上的位置固定不变，从而刀具与卡爪不再发生干涉，利于刀具靠近轮毂上被卡爪夹持的部分进行加工，促进轮毂的外周侧面一次加工成型，也进一步提高了轮毂的加工效率和加工精度。最后，定心装置与轮毂的中心孔配合，不仅带动轮毂随主轴旋转，实现轮毂外侧面的回转加工，而且利于轮毂安装的中心定位，防止轮毂加工时相对主轴发生偏转，保证轮毂与主轴的同轴度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实施例一中轮毂指形卡盘的结构示意图；

图2为本实施例一中轮毂指形卡盘的俯视图；

图3为本实施例一中轮毂指形卡盘的卡爪和内撑爪均夹紧的剖视图；

图4为本实施例一中轮毂指形卡盘的卡爪松开且内撑爪夹紧的剖视图；

图5为本实施例一中轮毂指形卡盘的卡爪和内撑爪均松开的剖视图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图5所示，本实施例提供一种轮毂指形卡盘，包括主轴箱1和带动轮毂2同步转动的定心装置3，主轴箱1包括主轴11和套设于主轴11外侧的箱体12，主轴11的一端与定心装置3传动连接，定心装置3与轮毂2的中心孔配合，所述箱体12靠近轮毂2的一端固定有固定座4，固定座4上设有从轮毂2外侧夹紧轮毂2的卡爪5，主轴11通过定心装置3带动轮毂2相对固定座4转动。

首选，卡爪5和固定座4不再随主轴11旋转，而是将整个固定座4固定于箱体12上，即主轴11相对固定座4和卡爪5转动，从而减小了主轴11上的载荷，不仅避免主轴11受力弯曲变形，保证了主轴11的使用寿命和轮毂2的加工精度，而且降低了驱动主轴11旋转的功率要求，大大降低了能耗，同时，轮毂2加工过程中卡爪5不再受到离心力的作用，卡爪5对轮毂2的夹持稳定性和可靠性更高；另外，主轴11只需要带动质量较轻的定心装置3旋转，即整个主轴11的惯性小，利于缩短主轴11加速和减速的时间，提高了加工效率。其次，固定座4上的卡爪5在夹紧轮毂2后，其在轮毂2轴向和周向上的位置固定不变，从而刀具与卡爪5不再发生干涉，利于刀具靠近轮毂2上被卡爪5夹持的部分进行加工，促进轮毂2的外周侧面一次加工成型，也进一步提高了轮毂2的加工效率和加工精度。最后，定心装置3与轮毂2的中心孔配合，不仅带动轮毂2随主轴11旋转，实现轮毂2外侧面的回转加工，而且利于轮毂2安装的中心定位，防止轮毂2加工时相对主轴11发生偏转，保证轮毂2与主轴11的同轴度。

为避免轮毂2与固定座4接触而产生大面积的磨损，本实施例中，所述固定座4面向轮毂2的侧面设有凸台6，凸台6的凸台面可以设有用于减小轮毂2与凸台6之间摩擦的滚柱61，滚柱61沿轮毂2的径向放置并与轮毂2的端面滚动接触。凸台6的设置增大了固定座4与轮毂2之间的轴向间距，避免两者接触而发生干涉，也利于定心装置3与轮毂2的中心孔的配合，同时，滚柱61与轮毂2的端面滚动接触，不仅减小了轮毂2转动时的阻力，降低了驱动主轴11旋转的能耗，而且减小了轮毂2端面的磨损，利于保证轮毂2轴向上的尺寸精度。

为减小卡爪5与旋转轮毂2之间的磨损，所述卡爪5的自由端可以设有橡胶轴承51，橡胶轴承51将轮毂2的轮缘压紧在滚柱61上，橡胶轴承51的外周侧面与轮毂2滚动接触。橡胶轴承51具有足够大的弹性，从而卡爪5与轮毂2之间为弹性接触，夹持的稳定性和可靠性更高，也避免在轮毂2的外周侧面留下明显的夹持痕迹；同时，橡胶轴承51与轮毂2滚动接触，两者之间的磨损小，保证卡爪5的使用寿命；另外，橡胶轴承51将轮毂2的轮缘压紧在滚柱61上，限制轮毂2在轴向上移动，保证了定心装置3可以与轮毂2的中心孔稳定配合。

本实施例中，所述卡爪5设有多个，从而卡盘上的夹持点更多，利于减小轮毂2加工过程中的振动，其中，至少两个在轮毂2周向上相邻的卡爪5之间设有供刀具车削的车削通道7，从而具有足够大的空间供刀具移动到底和退刀，避免刀具或刀架与固定座4和卡爪5发生干涉，利于刀具在轮毂2一次装夹时可以加工整个轮毂2的外周侧面，加工精度和加工效率更高。

为避免整个轮毂指形卡盘在轴向上的尺寸过大，本实施例中，所述轮毂指形卡盘还包括第一驱动装置，固定座4为盘状结构，固定座4的边缘设有供卡爪5安装的缺口41，卡爪5与缺口41内壁通过转轴51转动连接，第一驱动装置与卡爪5远离轮毂2的一端活动连接，第一驱动装置带动卡爪5绕转轴51转动使卡爪5的自由端夹紧或松开轮毂2。缺口41的设置不仅方便卡爪5在固定座4上安装和转动连接，而且为卡爪5提供了转动活动的空间，也限制了卡爪5沿转轴51移动，保证第一驱动装置带动卡爪5精准地夹紧和松开轮毂2。

具体地，所述第一驱动装置为液压驱动装置，液压驱动装置包括油路连接环81、位于油路连接环81内的活塞82和伸出油路连接环81的外夹滑柱83，油路连接环81固定于固定座4或箱体12上，油路连接环81环绕于固定座4外侧并在轴向上位于箱体12和卡爪5之间，活塞82连接于外夹滑柱83并带动外夹滑柱83在轴向上移动，液压驱动装置通过外夹滑柱83与卡爪5活动连接。从而多个卡爪5可以通过一个液压驱动装置同步控制，减少第一驱动装置的数量，减小第一驱动装置的安装空间，降低安装难度；同时，不同位置的卡爪5开合同步，可以防止轮毂2夹持歪斜，保证轮毂2的加工精度；另外，油路连接环81内的油量大，驱动外夹滑柱83轴向移动的动力足，利于卡爪5紧紧地夹持轮毂2。

本实施例中，外夹滑柱83通过连杆84与卡爪5连接，连杆84的两端分别与外夹滑柱83和卡爪5铰接。从而外夹滑柱83的直线运动通过连杆84转化为卡爪5的转动，整个传动结构简单可靠，运动空间小，避免缺口41过大而影响固定座4自身的强度。

为实现固定座4稳定的安装在箱体12上，所述箱体12内壁设有轴承座13，主轴11穿过轴承座13的中心孔与定心装置3连接，固定座4通过销轴42紧固于轴承座13伸出箱体12的一端。轴承座13不仅实现对主轴11的支撑和定位，而且固定座4紧贴轴承座13的端面，实现了固定座4在轴向上安装定位，两者通过销轴42连接，保证两者连接可靠，也保证了箱体12的强度。

本实施例中，所述定心装置3包括具有定心孔310的定心盘31和与轮毂2中心孔的孔壁配合的内撑组件32，内撑组件32上靠近定心孔310的一端设有内撑斜面320，定心孔310内设有与内撑斜面320配合的楔形块33，楔形块33带动内撑组件32径向移动以夹紧轮毂2的中心孔。楔形块33在轴向上移动并与内撑斜面320配合带动内撑组件32径向移动，其传动结构紧凑且传动稳定性更高，内撑组件32在径向上涨紧轮毂2的中心孔，实现定心装置3与轮毂2中心孔的过盈配合，保证主轴11通过定心装置3带动轮毂2同步转动。

为驱动楔形块33在轴向上移动，所述主轴11上设有第二驱动装置，第二驱动装置包括在轴向上移动的内撑滑柱91，内撑滑柱91与楔形块33连接并带动楔形块33在轴向移动。本实施例中，第二驱动装置可以为液压驱动装置，当然，也可以为电动装置或气动装置。

本实施例中，所述内撑斜面320沿轴向从外至内向主轴11中心线倾斜。从而楔形块33对内撑组件32具有径向分力和沿轴向向内的轴向分力，即楔形块33通过轴向分力将内撑组件32压紧在定心盘31上，从而楔形块33限制内撑组件32与定心盘31分离，实现了内撑组件32的安装定位，促进内撑组件32在径向分力的作用下沿径向稳定夹紧轮毂2。

本实施例中，所述内撑组件32包括滑块321和与滑块321连接的内撑爪322，为保证内撑组件32在径向上移动，定心盘31面向轮毂2的侧面设有径向滑槽311，内撑斜面320设于滑块321上靠近主轴11中心线的一端，楔形块33带动滑块321在径向滑槽311内径向滑动。当然，滑块321与内撑爪322也可以一体成型，简化安装程序。

实施例二

本实施例中提供一种轮毂加工装置，包括床体和驱动电机，还包括上述任意一项实施例所述的轮毂指形卡盘，主轴箱1安装于床体上，驱动电机与主轴箱1内的主轴11传动连接并驱动主轴11转动。降低了驱动电机的功率，保证了驱动电机的使用寿命，也利于加工相对较重的轮毂2，整个轮毂2加工装置的适用范围更广。

本实施例未描述的其他内容可以参考上述实施例一。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种轮毂指形卡盘，包括主轴箱和带动轮毂同步转动的定心装置，定心装置与轮毂的中心孔配合，主轴箱包括主轴和套设于主轴外侧的箱体，主轴的一端与定心装置传动连接，其特征在于，所述箱体靠近轮毂的一端固定有固定座，固定座上设有从轮毂外侧夹紧轮毂的卡爪，主轴通过定心装置带动轮毂相对固定座转动。

2.根据权利要求1所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述固定座面向轮毂的侧面设有用于减小摩擦的滚柱，滚柱沿轮毂的径向放置并与轮毂的端面滚动接触。

3.根据权利要求2所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述卡爪的自由端设有橡胶轴承，橡胶轴承将轮毂轮缘压紧在滚柱上，橡胶轴承的外周侧面与轮毂滚动接触；和/或，所述固定座面向轮毂的侧面设有凸台，滚柱设于凸台的凸台面上。

4.根据权利要求1所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述卡爪设有多个，至少两个在轮毂周向上相邻的卡爪之间设有供刀具车削的车削通道。

5.根据权利要求1所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述轮毂指形卡盘还包括第一驱动装置，卡爪转动连接于固定座，第一驱动装置与卡爪远离轮毂的一端活动连接，并带动卡爪转动使卡爪的自由端夹紧或松开轮毂。

6.根据权利要求5所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述第一驱动装置包括在轴向上移动的外夹滑柱，外夹滑柱通过连杆与卡爪连接，连杆的两端分别与外夹滑柱和卡爪铰接；或者，所述第一驱动装置为液压驱动装置，液压驱动装置包括油路连接环、位于油路连接环内的活塞和伸出油路连接环的外夹滑柱，油路连接环固定于固定座或箱体上，活塞连接于外夹滑柱并带动外夹滑柱在轴向上移动，液压驱动装置通过外夹滑柱与卡爪活动连接。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述箱体内壁设有轴承座，主轴穿过轴承座的中心孔与定心装置连接，固定座通过销轴紧固于轴承座伸出箱体的一端。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述定心装置包括具有定心孔的定心盘和与轮毂中心孔的孔壁配合的内撑组件，内撑组件上靠近定心孔的一端设有内撑斜面，定心孔内设有与内撑斜面配合的楔形块，楔形块带动内撑组件径向移动以夹紧轮毂的中心孔。

9.根据权利要求8所述的轮毂指形卡盘，其特征在于，所述主轴上设有第二驱动装置，第二驱动装置包括在轴向上移动的内撑滑柱，内撑滑柱与楔形块连接并带动楔形块在轴向移动；或者，所述内撑斜面沿轴向从外至内向主轴中心线倾斜；或者，所述内撑组件包括滑块和与滑块连接的内撑爪，定心盘上设有径向滑槽，内撑斜面设于滑块上靠近主轴中心线的一端，楔形块带动滑块在径向滑槽内径向滑动。

10.一种轮毂加工装置，包括床体和驱动电机，其特征在于，还包括权利要求1至9任意一项所述的轮毂指形卡盘，主轴箱安装于床体上，驱动电机与主轴箱内的主轴传动连接并驱动主轴转动。

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