CN217912906U - 自动卡盘夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机加工技术领域，公开了自动卡盘夹紧机构，包括：旋转盘，旋转盘的一个盘面上设置有螺旋线；锁定单元，有选择地锁定或解除锁定旋转盘；卡盘外壳，设置在旋转盘的外环周侧，且与旋转盘同轴转动连接；驱动单元，用于驱动卡盘外壳自转；卡爪，沿旋转盘径向方向设置，且与卡盘外壳滑动连接，卡爪靠近旋转盘的一侧设置有滑行槽，卡爪通过滑行槽与螺旋线滑动连接，卡盘外壳与旋转盘相对转动时带动卡爪沿旋转盘径向方向移动。本实用新型自动卡盘夹紧机构通用性强，可实现对夹持力的精准控制，且具有制造成本低的优点。

Description

自动卡盘夹紧机构

技术领域

本实用新型涉及机加工技术领域，特别是涉及自动卡盘夹紧机构。

背景技术

卡盘是指利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件。现有技术中自动卡盘主要有两种，即气动卡盘和液压卡盘，气动卡盘一次性开合距离较小(一般在5mm左右)，要实现不同直径的工件装夹，则需要对卡爪进行移位，即需要进行二次调整，因此，现有气动卡盘存在一次性装夹范围较小，加工效率低的缺点，另外气动卡盘的夹持力不能精准调节且造价昂贵，仅适用于粗加工。而液压卡盘主要应用于机械加工领域，使用时还需配备液压泵，体积较大、夹持力不能精准调节、价格也比较昂贵。

因此现有卡盘普遍存在通用性差、生产准备周期长和生产成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供自动卡盘夹紧机构，用以实现不同尺寸工件的装夹，以提高卡盘的通用性。

为了能够达到上述目的，本实用新型的技术方案是：自动卡盘夹紧机构，包括：

旋转盘，所述旋转盘的一个盘面上设置有螺旋线；

锁定单元，有选择地锁定或解除锁定所述旋转盘；

卡盘外壳，设置在所述旋转盘的外环周侧，且与所述旋转盘同轴转动连接；

驱动单元，用于驱动所述卡盘外壳自转；

卡爪，沿所述旋转盘径向方向设置，且与所述卡盘外壳滑动连接，所述卡爪靠近所述旋转盘的一侧设置有滑行槽，所述卡爪通过所述滑行槽与所述螺旋线滑动连接，所述卡盘外壳与所述旋转盘相对转动时带动所述卡爪沿所述旋转盘径向方向移动。

进一步地，所述卡盘外壳上设置有限位卡槽，所述限位卡槽沿所述旋转盘的径向方向设置，所述限位卡槽上滑动连接有所述卡爪。

进一步地，所述锁定单元包括：

静止轴，所述静止轴的一端贯穿所述卡盘外壳并与所述旋转盘传动连接；

锁定组件，与所述静止轴的另一端传动连接，用于有选择地锁定或解除锁定所述静止轴。

进一步地，所述锁定组件包括：

锁定支架；

固定设置在所述锁定支架上的锁紧气缸；

与所述静止轴的另一端同轴传动连接的锁轴轮；

与所述锁轴轮摩擦连接的锁轴摩擦带，所述锁轴摩擦带的一端与所述锁紧气缸的伸缩端连接，所述锁轴摩擦带的另一端与所述锁定支架固定连接。

进一步地，所述驱动单元包括：

外旋转轴，所述外旋转轴的一端与所述卡盘外壳传动连接；

驱动组件，与所述外旋转轴的另一端传动连接，用于驱动所述外旋转轴自转。

进一步地，所述驱动组件包括：

动力支架；

设置在所述动力支架上的驱动电机；

与所述驱动电机的输出轴传动连接的主传动同步轮；

与所述外旋转轴的另一端传动连接的从动同步轮；

分别与所述主传动同步轮和从动同步轮的摩擦连接的传动摩擦带。

进一步地，所述驱动电机为普通电机、步进电机或伺服电机中的一种。

进一步地，所述动力支架上固定连接有支撑管，所述支撑管、外旋转轴和静止轴由外向内依次同轴设置，且所述支撑管通过第一轴承与所述外旋转轴转动连接，所述外旋转轴过第二轴承与所述静止轴转动连接。

进一步地，所述锁定支架通过连接板和动力支架固定连接，所述锁定支架和动力支架之间还设置有锁轴支架，所述锁轴支架的两端分别与所述锁定支架和动力支架固定连接。

本实用新型与现有技术相比至少具有以下优点：卡爪沿旋转盘径向方向移动，卡爪可移动距离大，当对不同直径的工件进行装夹时，无需进行二次调整，即可实现对不同直径的工件进行装夹，本实用新型卡盘夹紧机构的通用性强；采用锁定单元将旋转盘锁定，通过控制驱动单元的转动角度能够实现对夹持力的精准控制，重复定位精度高，可针对不同的使用场景和零件类型，合理选择夹持力大小，避免薄壁件夹持变形、高转速夹持刚性不够等问题；本实用新型无需液压泵等额外大型机械，生产成本低，便于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型自动卡盘夹紧机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型自动卡盘夹紧机构的半剖视图；

图3为本实用新型旋转盘与卡爪的结构示意图。

附图标记：1、旋转盘；2、卡盘外壳；3、卡爪；4、限位卡槽；5、静止轴；6、锁定支架；7、锁紧气缸；8、锁轴轮；9、锁轴摩擦带；10、外旋转轴；11、动力支架；12、驱动电机；13、主传动同步轮；14、从动同步轮；15、传动摩擦带；16、支撑管；17、第一轴承；18、第二轴承；19、连接板；20、锁轴支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-3，本实用新型提供了自动卡盘夹紧机构，用于装夹回转类产品，包括旋转盘1、锁定单元、卡盘外壳2、驱动单元和卡爪3。

具体结构为：旋转盘1为圆环形，旋转盘1的一个盘面上设置有螺旋线；锁定单元能够有选择地锁定或解除锁定旋转盘1，旋转盘1锁定时，能够保持静止状态，旋转盘1解除锁定时，能够保持活动状态；卡盘外壳2为中空圆柱体，设置在旋转盘1的外环周侧，且与旋转盘1同轴转动连接；驱动单元用于驱动卡盘外壳2自转，驱动单元可采用电机或发动机等；卡盘外壳2上设置有径向通孔，通孔处滑动连接有卡爪3，卡爪3沿旋转盘1径向方向设置，卡爪3靠近旋转盘1的一侧设置有滑行槽，卡爪3通过滑行槽与螺旋线滑动连接，卡盘外壳2与旋转盘1相对转动时，滑行槽在螺旋线上滑动，带动卡爪3沿旋转盘1径向方向移动。

装夹时，首先，将待加工的工件的卡接端朝向卡爪3设置；然后，利用驱动单元带动卡盘外壳2朝单一方向进行转动，此时旋转盘1将随卡盘外壳2一同转动，卡爪3沿旋转盘1径向方向无相对位移；最后，利用锁定单元将旋转盘1锁定，此时卡盘外壳2与旋转盘1之间发生相对转动，此时卡爪3的滑行槽在螺旋线上进行滑动，卡爪3沿螺旋盘径向方向发生位移，例如，此时卡爪3向远离旋转盘1圆心的方向进行移动，卡爪3将逐渐朝向工件的卡接端运动直至与工件卡接完成。工件加工过程中，只需在卡爪3与工件卡接配合后利用锁定单元解除对旋转盘1的锁定即可，此时驱动单元带动卡盘外壳2、旋转盘1和卡爪3同时旋转，并带动工件同时旋转，即可实现工件的加工过程。加工完成后，需对工件解除装夹，利用驱动单元带动卡盘外壳2朝另一方向进行单方向旋转，即与装夹过程中相反的方向旋转，同时利用锁定单元将旋转盘1锁定，此时卡爪3将向靠近旋转盘1圆心的方向进行移动，工作人员即可取下工件。

应当说明的是，上述装夹过程和解除装夹过程的操作过程中，利用驱动单元带动卡盘外壳2旋转过程和利用锁定单元将旋转盘1锁定过程可互换顺序，也可同时进行，即可以先利用锁定单元将旋转盘1锁定，再次利用驱动单元带动卡盘外壳2旋转过程，或利用锁定单元将旋转盘1锁定过程与利用驱动单元带动卡盘外壳2旋转过程同时进行。

在本实用新型中，卡爪3沿旋转盘1径向方向移动，卡爪3一次性开合距离大，当对不同直径的工件进行装夹时，无需进行二次调整，卡盘的通用性强；采用锁定单元将旋转盘1锁定，通过控制驱动单元的转动角度能够实现对夹持力的精准控制；本实用新型无需液压泵等额外大型机械，生产成本低，便于推广使用。

为了保证卡爪3沿旋转盘1径向方向位移，卡盘外壳2的通孔处设置有限位卡槽4，限位卡槽4可采用工字型或T字型等结构，限位卡槽4沿旋转盘1的径向方向设置，限位卡槽4上滑动连接有卡爪3，卡爪3的滑行槽沿螺旋线滑动过程中，卡爪3沿卡槽的方向进行移动，以实现远离或靠近旋转盘1轴线运动，进一步实现工件的装夹和解除装夹过程。

优选地，锁定单元包括静止轴5和锁定组件。静止轴5的一端贯穿卡盘外壳2并与旋转盘1传动连接，静止轴5的另一端传动连接锁定组件，锁定组件有选择地锁定或解除锁定静止轴5从而实现对旋转盘1的锁定或解除锁定。

具体地，锁定组件包括锁定支架6、锁紧气缸7、锁轴轮8和锁轴摩擦带9。其中锁紧气缸7固定设置在锁定支架6上，锁紧气缸7的伸缩端与锁轴摩擦带9的一端固定连接，锁轴轮8与静止轴5的另一端同轴传动连接，锁轴摩擦带9的另一端套设锁轴轮8周侧后与锁定支架6固定连接，其中锁轴摩擦带9与锁轴轮8摩擦连接。锁紧气缸7的伸缩端收缩时，锁轴摩擦带9与锁轴轮8之间的压力增大，从而使得锁轴摩擦带9与锁轴轮8之间摩擦力变大，进一步使锁轴轮8保持相对静止状态，从而带动静止轴5和旋转盘1保持锁定状态；相反的，锁紧气缸7的伸缩端伸长，锁轴摩擦带9与锁轴轮8之间的压力减小，从而使得锁轴摩擦带9与锁轴轮8之间摩擦力降低，进一步使锁轴轮8保持活动状态，从而静止轴5和旋转盘1保持活动状态。应当说明的是，类似于上述锁定组件的摩擦力制动方式适用于夹持力小的工件装夹。

可选地，为了适用于夹持力大的工件装夹过程。本实用新型中的锁定组件可采用刚性制动方式。例如：锁定组件包括制动气缸(图中未示出)、齿条(图中未示出)及齿轮(图中未示出)，锁定支架上固定连接有制动气缸，制动气缸的活塞杆与齿条连接，齿条的移动方向与制动气缸的活塞杆运动方向一致，齿条与齿轮选择性地啮合连接，齿轮与锁定支架转动连接，齿轮与静止轴5的另一端同轴传动连接。装夹或解除装夹时，首先，将工件的卡接端朝向卡爪3设置；然后，制动气缸的活塞杆伸长，齿条与齿轮啮合；最后，利用驱动单元带动卡盘外壳2进行转动，此时旋转盘1将随卡盘外壳2一同转动，卡爪3的滑行槽在螺旋线上进行滑动，卡爪3沿螺旋盘径向方向发生位移；卡盘外壳2沿不同方向转动能够实现工件的装夹或解除装夹过程。工件加工过程中，只需将制动气缸的活塞杆收缩，使得齿条与齿轮无接触，转动卡盘外壳2即可实现工件随卡爪3同时旋转过程。

优选地，驱动单元包括外旋转轴10和驱动组件。外旋转轴10的一端与卡盘外壳2传动连接，外旋转轴10转动时能够带动卡盘外壳2同步转动；外旋转轴10的另一端与驱动组件传动连接，驱动组件用于驱动外旋转轴10自转。

具体地，驱动组件包括动力支架11、驱动电机12、主传动同步轮13、从动同步轮14和传动摩擦带15。驱动电机12设置在动力支架11上，主传动同步轮13与驱动电机12的输出轴传动连接，从动同步轮14与外旋转轴10的另一端传动连接，传动摩擦带15分别与主传动同步轮13和从动同步轮14的摩擦连接。驱动电机12启动后，带动主传动同步轮13旋转，主传动同步轮13旋转利用传动摩擦带15将动力传递给从动同步轮14，从而带动外旋转轴10转动，进一步带动卡盘外壳2同步转动。

可选地，驱动电机12为普通电机、步进电机或伺服电机中的一种。采用步进电机或伺服电机时，可实现对卡盘外壳2转动角度的精准控制，进一步能够实现对夹持力的精确调节。

优选地，动力支架11上固定连接有支撑管16，支撑管16、外旋转轴10和静止轴5由外向内依次同轴设置，且支撑管16通过第一轴承17与外旋转轴10转动连接，外旋转轴10过第二轴承18与静止轴5转动连接。

优选地，锁定支架6通过连接板19和动力支架11固定连接，锁定支架6和动力支架11之间还设置有锁轴支架20，锁轴支架20的两端分别与锁定支架6和动力支架11固定连接。锁轴支架20能够保证锁紧气缸7的伸缩端收缩时，锁轴摩擦带9与锁轴轮8之间的压力增大，连接板19容易发生扭曲，通过设置锁轴支架20能够保证连接板19相对稳定，以提供足够的摩擦力保证旋转盘1锁定，避免静止轴5发生弯曲，以实现本实用新型的结构稳定。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.自动卡盘夹紧机构，其特征在于，包括：

旋转盘(1)，所述旋转盘(1)的一个盘面上设置有螺旋线；

锁定单元，有选择地锁定或解除锁定所述旋转盘(1)；

卡盘外壳(2)，设置在所述旋转盘(1)的外环周侧，且与所述旋转盘(1)同轴转动连接；

驱动单元，用于驱动所述卡盘外壳(2)自转；

卡爪(3)，沿所述旋转盘(1)径向方向设置，且与所述卡盘外壳(2)滑动连接，所述卡爪(3)靠近所述旋转盘(1)的一侧设置有滑行槽，所述卡爪(3)通过所述滑行槽与所述螺旋线滑动连接，所述卡盘外壳(2)与所述旋转盘(1)相对转动时带动所述卡爪(3)沿所述旋转盘(1)径向方向移动。

2.根据权利要求1所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述卡盘外壳(2)上设置有限位卡槽(4)，所述限位卡槽(4)沿所述旋转盘(1)的径向方向设置，所述限位卡槽(4)上滑动连接有所述卡爪(3)。

3.根据权利要求1所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述锁定单元包括：

静止轴(5)，所述静止轴(5)的一端贯穿所述卡盘外壳(2)并与所述旋转盘(1)传动连接；

锁定组件，与所述静止轴(5)的另一端传动连接，用于有选择地锁定或解除锁定所述静止轴(5)。

4.根据权利要求3所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述锁定组件包括：

锁定支架(6)；

固定设置在所述锁定支架(6)上的锁紧气缸(7)；

与所述静止轴(5)的另一端同轴传动连接的锁轴轮(8)；

与所述锁轴轮(8)摩擦连接的锁轴摩擦带(9)，所述锁轴摩擦带(9)的一端与所述锁紧气缸(7)的伸缩端连接，所述锁轴摩擦带(9)的另一端与所述锁定支架(6)固定连接。

5.根据权利要求4所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述驱动单元包括：

外旋转轴(10)，所述外旋转轴(10)的一端与所述卡盘外壳(2)传动连接；

驱动组件，与所述外旋转轴(10)的另一端传动连接，用于驱动所述外旋转轴(10)自转。

6.根据权利要求5所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述驱动组件包括：

动力支架(11)；

设置在所述动力支架(11)上的驱动电机(12)；

与所述驱动电机(12)的输出轴传动连接的主传动同步轮(13)；

与所述外旋转轴(10)的另一端传动连接的从动同步轮(14)；

分别与所述主传动同步轮(13)和从动同步轮(14)的摩擦连接的传动摩擦带(15)。

7.根据权利要求6所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述驱动电机(12)为普通电机、步进电机或伺服电机中的一种。

8.根据权利要求6所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述动力支架(11)上固定连接有支撑管(16)，所述支撑管(16)、外旋转轴(10)和静止轴(5)由外向内依次同轴设置，且所述支撑管(16)通过第一轴承(17)与所述外旋转轴(10)转动连接，所述外旋转轴(10)过第二轴承(18)与所述静止轴(5)转动连接。

9.根据权利要求8所述的自动卡盘夹紧机构，其特征在于，所述锁定支架(6)通过连接板(19)和动力支架(11)固定连接，所述锁定支架(6)和动力支架(11)之间还设置有锁轴支架(20)，所述锁轴支架(20)的两端分别与所述锁定支架(6)和动力支架(11)固定连接。

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