CN212217131U - 一种手动夹紧卡盘及激光切割机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光切割领域，提供一种手动夹紧卡盘及激光切割机，其卡盘包括夹头座、中心轴、旋转盘、驱动机构和卡爪机构，夹头座具有一中心通孔，中心轴设置于中心通孔且与夹头座固定连接，其旋转盘连接于中心轴，所述驱动机构用于驱动所述旋转盘转动；所述驱动机构为涡轮蜗杆驱动机构。本实用新型的有益效果在于：通过涡轮蜗杆的结构将手动旋转转换为卡爪的直线运动，由于使用手动夹紧的方式，卡盘中少了旋转密封、气缸等结构，整个结构简单、旋转部分重量轻，因此转动惯量相对较小，轴向尺寸也相对缩小很多，对于后续机床设计具有很大帮助。
Description
技术领域
本实用新型属于激光切割技术领域，涉及激光切割机上的一种卡盘机构，更具体的说涉及一种能实现工件手动夹紧的卡盘机构及具有该卡盘机构的激光切割机。
背景技术
激光管材切割机作为一种管材加工设备，在管材加工领域得到越来越广泛的使用，具有加工效率高、加工速度快，柔性加工等特点。
相对于传统加工方式，省掉了大部分的工序，对于管材加工行业是革命性的变革。卡盘作为管材切割机最为重要的部件，主要功能是实现管材的自动定心、夹紧，并能实现管材的360度旋转。目前自动夹紧卡盘在全自动管材切割机上应用较多，主要难点在在夹紧管材的同时，需要实现无限旋转的功能。结构涉及旋转密封等结构，结构复杂，且装置尺寸大，占用空间多，对于一些批量较小、种类较多的管材加工并不适用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：解决传统夹紧管材卡盘结构复杂、惯量大、对密封要求高、轴向尺寸大的缺点，从而提供一种可使用在一些不需要自动夹紧管材的场合的手动夹紧卡盘及具有该卡盘的激光切割机。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型一种手动夹紧卡盘，包括夹头座、中心轴、旋转盘、驱动机构和卡爪机构，所述夹头座具有一中心通孔，所述中心轴设置于所述中心通孔且与所述夹头座固定连接，所述旋转盘连接于所述中心轴，所述卡爪机构与所述旋转盘配合连接，所述驱动机构驱动所述旋转盘转动。
进一步的，所述驱动机构包括蜗杆和涡轮片，所述蜗杆通过一轴承座固定于所述夹头座上，所述涡轮片设置于所述旋转盘上；所述蜗杆与所述涡轮片啮合连接。
进一步的，所述旋转盘包括第一旋转盘和第二旋转盘，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘间隔设置。
进一步的，所述卡爪机构为4组，每两组卡爪机构相对设置，相对设置的两组卡爪机构由同一旋转盘连接。
进一步的，所述驱动机构为两组，两组所述驱动机构分别连接于所述第一旋转盘和所述第二旋转盘，用于分别驱动所述第一旋转盘和第二旋转盘。
进一步的，所述涡轮片的分度圆中心与所述中心轴中心和所述旋转盘旋转中心重合。
进一步的，所述卡爪机构包括卡爪和滑块，所述卡爪固定于所述滑块上，所述滑块通过直线导轨连接于所述夹头座并沿所述直线导轨做往复运动。
进一步的，所述卡爪上安装有滚筒，所述滚筒与夹持工件接触。
进一步的，所述旋转盘上设置有定位槽，所述滑块固定连接于一连接轴的一端，所述连接轴另一端穿过所述定位槽并沿所述定位槽滑动。
一种激光切割机，包括所述的卡盘和送料机构，所述送料机构用于输送管材至所述卡盘处夹紧。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构是一种手动夹紧管材的卡盘装置；通过涡轮蜗杆的结构将手动旋转转换为卡爪的直线运动；由于使用手动夹紧的方式，卡盘中少了旋转密封、气缸等结构，整个结构简单、旋转部分重量轻，因此转动惯量相对较小；轴向尺寸也相对缩小很多，对于后续机床设计具有很大帮助。
附图说明
下面结合附图详述本实用新型的具体结构
图1为本实用新型卡盘整机结构俯视图；
图2为本实用新型卡盘整机结构侧视图；
图3为本实用新型卡盘整机结构仰视图；
其中：10-夹头座；20-中心轴；30-卡爪机构；301-滑块；302-直线导轨；303-卡爪；304-滚筒；32-连接轴；40-旋转盘；401-第一旋转盘；4012-定位槽；402-第二旋转盘；50-驱动机构；501-第一驱动机构；5011-轴承座；5012-蜗杆；5013-涡轮片；502-第二驱动机构；55-内六角孔位。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
请参阅图1以及图2，本实施例提供一种激光切割用卡盘，具体地提供一种手动夹紧卡盘，包括夹头座10、中心轴20、旋转盘40、驱动机构50和卡爪机构30，夹头座10具有一中心通孔，中心轴20设置于中心通孔且与夹头座10固定连接，其旋转盘40连接于中心轴20，所述驱动机构50用于驱动所述旋转盘40转动。
本实施例中，所述驱动机构50为涡轮蜗杆驱动机构，包括蜗杆5012和涡轮片5013，蜗杆5012固定于夹头座10上，涡轮片5013固定在旋转盘40上；蜗杆5012与涡轮片5013啮合连接，从而，蜗杆5012的运动带动所述涡轮片5013运动，进而驱动所述旋转盘40转动，卡爪机构30与旋转盘40配合连接，随旋转盘40的转动运动。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构是一种手动夹紧管材的卡盘装置；通过涡轮蜗杆的结构将手动旋转转换为卡爪的直线运动；由于使用手动夹紧的方式，卡盘中少了旋转密封、气缸等结构，整个结构简单、旋转部分重量轻，因此转动惯量相对较小；轴向尺寸也相对缩小很多，对于后续机床设计具有很大帮助。
如图1所示，夹头座10为带有中心通孔的圆盘，为工件的夹持提供通道，卡爪机构30有4组，每两组相对设置于夹头座10上，从四个方向向夹头座10中心通孔夹紧，进而夹紧加工工件；卡爪机构30包括卡爪303和滑块301，卡爪303与滑块301固定连接，在夹头座10上设置有直线导轨302，滑块301与直线导轨302配合安装，可沿直线导轨302做往复运动；每个卡爪303上安装有滚筒304，以便对管材的夹紧，进一步的方便管材的前后移动，实现管材与卡爪间的相对运动，另外，在卡爪与管材间不需要实现相关运动时，卡爪与管材的接触也可以采用其他形式代替，比如卡爪前端安装固定块，亦可将卡爪前端设计为整体设计，能与管材接触并将管材夹紧均在本实施例方案范围内；卡爪303和滚筒304在滑块301的带动下可沿径向运动实现对工件的夹紧。
参阅2、3所示，中心轴20设置于夹头座10中心通孔并通过螺钉固定连接；旋转盘40连接于中心轴10并可绕中心轴10旋转运动，且所述旋转盘40进一步包括第一旋转盘401和第二旋转盘402，在第一旋转盘401和第二旋转盘402上均设有定位槽4012，通过一连接轴32的传动，在旋转盘40旋转的过程中带动卡爪机构30运动夹紧，具体的，连接轴32一端固定在卡爪机构30的滑块301上、另一端穿过旋转盘40上的定位槽4012，并可沿定位槽4012滑动，本实施例中，定位槽4012为圆弧槽，连接轴32也可以通过轴承与定位槽4012接触以减小滑动过程中的摩擦力；其旋转盘40的旋转过程包括：
在夹头座10上设置有驱动机构50，为分别驱动所述第一旋转盘401和第二旋转盘402，所述驱动机构50包括第一驱动机构501和第二驱动机构502，第一驱动机构501与第二驱动机构502结构相同，均包括蜗杆5012和涡轮片5013，蜗杆5012由轴承座5011支撑，可自由转动，所述轴承座5011固定于夹头座10上，第一旋转盘401和第二旋转盘402分别由第一驱动机构501与第二驱动机构502进行驱动，第一驱动机构501和第二驱动机构502上的蜗轮片分别固定在第一旋转盘401和第二旋转盘402上，且蜗轮片的分度圆中心和中心轴20中心、旋转盘40旋转中心重合，蜗杆5012端部设有内六角孔位55，当使用内六角扳手旋转蜗杆5012时，蜗杆5012旋转时与涡轮片5013间通过齿轮啮合传动可带动蜗轮片5013运动，从而带动第一旋转盘401、第二旋转盘402旋转，蜗杆5012与蜗轮片5013之间的配合是存在自锁的要求，在设计传动比时需考虑自锁，以防止夹紧后的工件在外力作用下松开。
本实施例所举述的一种卡盘，可以在中心轴一侧连接回转支撑或者类轴承座等结构以实现整个卡盘在外部动力作用下的旋转。
其具体的夹紧过程为：
中心轴10的功能主要有支撑旋转盘40，作为整个卡爪机构30和后端旋转盘40的连接过渡件。使用内六角扳手旋转第驱动机构501中的蜗杆时，相应的蜗轮片做旋转运动带动第一旋转盘401绕中心轴10旋转，带动连接轴32在定位槽4012中滑动，进而连接轴32相对于夹头座10做沿径向的直线运动，带动滑块301及相应卡爪303做径向运动向中心通孔夹紧，实现两个相对设置的卡爪相对运动，实现对管材一个方向的夹紧。
同理，当使用内六角扳手旋转第二驱动机构中的蜗杆时，相应的蜗轮片做旋转运动带动第二旋转盘402绕中心轴10旋转，带动连接轴32在定位槽4012中滑动；进而连接轴32相对于夹头座10做沿径向的直线运动，带动滑块301及相应卡爪303做径向运动，实现两个相对设置的卡爪相对运动向中心通孔夹紧，实现对管材另一个方向的夹紧。
上述卡盘应用于一种激光切割机上，由激光切割机的送料机构将待加工管材送至卡盘中心通孔的物料通道位置，在卡盘夹紧后进行管材激光切割。
综上所述，本实用新型结构是一种手动夹紧管材的卡盘结构，有益效果在于：
1.通过涡轮蜗杆的结构将手动旋转转换为卡爪的直线运动；由于使用手动夹紧的方式，卡盘中少了旋转密封、气缸等结构，整个结构简单、旋转部分重量轻，因此转动惯量相对较小；轴向尺寸也相对缩小很多，对于后续机床设计具有很大帮助。
2.对于设计不同夹紧范围的卡盘，本结构只需要相应修改中心轴的内孔大小即可实现更大管材的夹持。
3.本卡盘装置结构简单，制造、加工、维护成本低，非常适合非自动夹紧的切管机床。
实施例2
本实施例提供一种激光切割机，其包括实施例1所述的手动夹紧卡盘和送料机构，所述送料机构用于将待加工管材输送至所述卡盘处进行夹紧处理。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种手动夹紧卡盘，其特征在于：所述卡盘包括夹头座、中心轴、旋转盘、驱动机构和卡爪机构，所述夹头座具有一中心通孔，所述中心轴设置于所述中心通孔且与所述夹头座固定连接，所述旋转盘连接于所述中心轴，所述卡爪机构与所述旋转盘配合连接，所述驱动机构驱动所述旋转盘转动。
2.如权利要求1所述的卡盘，其特征在于，所述驱动机构包括蜗杆和涡轮片，所述蜗杆通过一轴承座固定于所述夹头座上，所述涡轮片设置于所述旋转盘上；所述蜗杆与所述涡轮片啮合连接。
3.如权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述旋转盘包括第一旋转盘和第二旋转盘，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘间隔设置。
4.如权利要求3所述的卡盘，其特征在于，所述卡爪机构为4组，每两组卡爪机构相对设置，相对设置的两组卡爪机构由同一旋转盘连接。
5.如权利要求4所述的卡盘，其特征在于，所述驱动机构为两组，两组所述驱动机构分别连接于所述第一旋转盘和所述第二旋转盘，用于分别驱动所述第一旋转盘和第二旋转盘。
6.如权利要求5所述的卡盘，其特征在于，所述涡轮片的分度圆中心与所述中心轴中心和所述旋转盘旋转中心重合。
7.如权利要求1所述的卡盘，其特征在于，所述卡爪机构包括卡爪和滑块，所述卡爪固定于所述滑块上，所述滑块通过直线导轨连接于所述夹头座并沿所述直线导轨做往复运动。
8.如权利要求7所述的卡盘，其特征在于，所述卡爪上安装有滚筒，所述滚筒与夹持工件接触。
9.如权利要求8所述的卡盘，其特征在于，所述旋转盘上设置有定位槽，所述滑块固定连接于一连接轴的一端，所述连接轴另一端穿过所述定位槽并沿所述定位槽滑动。
10.一种激光切割机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的卡盘和送料机构，所述送料机构用于输送管材至所述卡盘处夹紧。
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