CN85205270U

CN85205270U - 车床用自动手动两用卡盘

Info

Publication number: CN85205270U
Application number: CN 85205270
Authority: CN
Inventors: 陈永明
Original assignee: CHENGDU AERONAUTICS INDUSTRY SCHOOL
Current assignee: CHENGDU AERONAUTICS INDUSTRY SCHOOL
Priority date: 1985-12-07
Filing date: 1985-12-07
Publication date: 1986-07-23

Abstract

一种车床用自动手动双功能卡盘，卡紧和松开动力由主轴提供。该卡盘包括一个主轴慢转机构，一个将主轴转动变为卡爪移动的传动装置和一个自动操作控制装置。该卡盘结构简单，工作可靠，卡紧力可以无级调节，而且主轴孔通过能力不受任何影响，特别适合于液压车床和用液压技术改造车床时使用，对棒料的装卡尤为适用。

Description

本实用新型属于机械加工领域，涉及到车床卡盘的改进。

普通车床的卡盘，只能手动操作。现有的自动卡盘，比如电动卡盘、液压卡盘等，大都不能保留手动操作功能，而且由于在机床主轴孔内增加了传动机件，缩小了主轴孔内径，影响其通过能力，使大直径棒料无法通过，从而降低了车床操作的灵活性和对被加工材料的适应性。

本实用新型的任务是设计一种如权利要求1所描述的卡盘，它具有自动操作和手动操作双重功能，自动卡紧时，卡紧力可以无级调节，并具有自动超载保护能力，同时主轴孔的通过能力丝毫不受影响，特别适于自动车床对棒料的加工。

本实用新型的技术解决方案是在普通车床的三爪联动卡头的基础上增加下述机构：

1.主轴慢转机构。本卡盘是以主轴旋转力矩做为卡紧和松开的动力，为了保证足夠的力矩，要求主轴有足夠低的转速。一般车床的最低转速仍嫌太快，所以在床头箱外侧主轴尾部增加了一个主轴慢转机构。

2.传动机构。主轴的旋转通过三爪卡头和主轴间的一个传动装置驱使卡爪沿卡盘径向移动，完成卡紧和松开动作。

3.在卡盘下方的机床导轨上有一个自动操作控制装置，它能协调夹紧松开力之间的关系，同时还起到过载保护的作用。

以上三部分机构由电器开关元件实行程序控制以保证自动操作时动作协调一致。其工作原理是：自动卡紧时，主轴慢转机构带动主轴缓缓转动，这时主轴的转动力矩最大。传动机构受主轴驱动使卡爪发生径向移动完成卡紧、松开动作。手动操作时与普通卡盘相同。

本卡盘与其他自动卡盘相比，有以下优点：

1.结构简单，工作可靠。当采用液压技术对普通车床进行自动、半自动改造时，或者对已带有液压站的机床，使用本卡盘十分方便。

2.一般自动卡盘，由于主轴孔被局部或全部占据，使棒料通过能力受到限制。本卡盘丝毫不影响主轴孔通过能力。

3.由于靜磨擦力作用，松开力往往比夹紧力大很多，本卡盘能保证可靠松开。

4.操作简单灵活，自动手动兼容。手动时与普通三爪卡盘完全相同，对于单件及批量生产均适用。

5.卡紧力可以无级调节，使用方便，对薄壁零件也能可靠卡紧而不损伤零件，实用价值很大。

下面结合附图给出的实施例说明本实用新型的结构细节和工作过程。

图1是主轴慢转机构结构图。

图2是主轴慢转机构传动示意图。

图3是卡盘结构图。

图4是自动操作控制装置结构图。

图5是自动过载保护原理示意图

其中（1）电机

（2）蜗杆

（3）蜗轮

（4）键环

（5）结合子乙

（6）拔叉

（7）结合子甲

（8）机床主轴

（9）床头箱

（10）油缸

（11）活塞杆

（12）锥齿盘乙

（13）锥齿轮

（14）连接盘

（15）过渡盘

（16）传动齿轮

（17）齿轮

（18）轴齿轮

（19）内齿套

（20）平键

（21）凹槽

（22）压圈

（23）油缸

（24）止动销

（25）搖臂

（26）搖臂轴

（27）复位簧

（28）活塞杆

（29）支承端盖

（30）锥齿盘甲

（31）车床导轨

本卡盘自动卡紧和自动松开的动力是由主轴提供的。为了获得足夠大的转矩，要求主轴有足夠低的转速。车床传动系统的最低转速仍不能满足这一要求，因此在车床上要附加一个主轴慢转机构。该机构安装在床头箱外侧主轴尾部。图二是它的传动示意图。图一是它的结构图。该机构包括一个驱动电机、一套蜗轮蜗杆副和一个油缸驱动的牙嵌式离合器。这个离合器由两个结合子组成，结合子甲（7）固定在主轴（8）上，结合子乙（5）受油缸（10）控制可以在支承端盖（29）的内孔中沿主轴方向移动。它与蜗轮（3）由键环（4）键合，因此蜗轮转动时，结合子乙跟随转动。油缸（10）有两个，它的活塞杆（11）上有拔叉（6）伸进结合子乙外圆上的环形槽内，油缸活塞移动时，拔叉（6）带动结合子乙移动，实现离合器的结合与分离。整个装置被固定在床头箱（9）上。该装置工作时，电机（1）带动蜗杆（2），经蜗轮（3）减速后经键环（4）带动牙嵌式离合器的结合子乙（5）旋转。由于此时油箱（10）已推动结合子乙与结合子甲结合，故结合子甲带动主轴慢速转动。工作结束后，电机（1）停转，油缸（10）使牙嵌式离合器分离。电机的功率1.5瓩左右即可。合理确定蜗轮蜗杆付的减速比就能获得满意的低转速。该慢转机构只在卡盘自动操作时才工作，手动操作时它不工作。

本实用新型采用下述装置将主轴的转动变为卡爪的移动。有一个普通三爪联动卡头，卡头和主轴间的传动装置，包括一对锥齿盘甲和乙，锥齿轮（13），行星齿轮组合，连接盘（14）和过渡盘（15）。锥齿盘甲上有平面螺旋可以驱动卡爪径向移动，锥齿盘乙套在连接盘（14）的空心轴上并且与传动齿轮（16）紧固成为一体。两锥齿盘间有锥齿轮（13）进行传动。过渡盘（15）是连接主轴和连接盘的中间零件，又是行星齿轮组合的载体。行星齿轮组合安装在过渡盘上，与传动齿轮（16）啮合。行星齿轮组合包括齿轮（17）轴齿轮（18）组成的行星齿轮对和一个内齿套（19）。至少有三对行星齿轮对沿过渡盘圆周分布。每对齿轮对中的齿轮（17）均与内齿套上的内齿啮合，而轴齿轮（18）均与传动齿轮（16）啮合。齿轮（17）通过平键（20）和轴齿轮（18）连接。内齿套（19）是一个有中心孔的圆盘，垂直于底面的盘缘内侧有一圈内齿，盘缘外圆周上均匀分布着8～16个凹槽（21）。内齿套空套在过渡盘外缘的台阶上，其内齿与齿轮（17）啮合。压圈（22）将内齿套限位使其仅能转动而不能沿轴向移动。压圈被固定在过渡盘上。从图三很容易看出，当内齿套相对于机床床身沒有被固定时，它可以随主轴一起转动，这时主轴的转动与卡爪的移动无关。而当内齿套相对于床身被固定时，主轴的转动就通过行星齿轮对传递到锥齿盘，驱动卡爪移动。

卡盘自动操作控制装置在卡盘下方的车床导轨上。它是一个被油缸（23）驱动的搖臂压销，包括止动销（24）、搖臂（25）、搖臂轴（26）、复位簧（27）。止动销（24）固定在搖臂上，搖臂轴的水平高度接近车床导轨（31）的上端面，搖臂在复位簧牵引下始终与活塞杆（28）靠紧。当油缸（23）充油时，油塞杆（28）顶起止动销（24）进入卡盘上的凹槽（21）将内齿套（19）固定，这时卡盘处在自动操作状态。当油缸卸荷后由于复位簧拉力使止动销退出凹槽。

需要进一步说明的是这个机构与卡盘夹紧、松开力之间的关系和对它们的控制作用。参见图五，当自动卡紧时，油缸推动止动销（24）楔入凹槽（21）将内齿套固定。此时由于主轴正在慢转，使内齿套产生顺时针转动的趋势，凹槽（21）的侧面a对止动销产生接触压力F₁，力矩F₁·L₁欲使搖臂绕轴O逆时针转动，因而止动销受一个垂直向下的分力F^′ ₁，F^′ ₁与垂直向上的活塞推力P方向相反，作用在同一直线上。F^′ ₁随着工件被卡紧而逐渐增加，当F^′ ₁＋复位簧拉力＞P时，止动销下移并脫离凹槽，卡紧力停止在一定的力度，起到超载保护作用。调节液压系统的压力即可改变P的数值从而可以获得不同的夹紧力，实现卡紧力无级调节。

当自动松开时，由于靜摩擦作用，所需力矩比卡紧时大很多。这时内齿套有逆时针转动趋势，凹槽（21）的侧面b对止动销产生接触压力F₂，力矩F₂·L₂欲使搖臂绕轴O顺时针转动，使止动销受一垂直向上分力F^′ ₂。由于F^′ ₂与P方向相同，止动销始终被顶在凹槽内，保证卡盘克服很大的靜摩擦力顺利松开。

Claims

1、车床用自动手动两用卡盘，包括一个联动三爪卡头，其特征在于：A、有一个向卡盘提供卡紧和松开力矩的主轴慢转机构；B、三爪卡头和主轴间有一个将主轴旋转变成卡爪径向移动的传动装置；C、在卡盘下方的机床导轨上有一个自动操作控制装置。

2、根据权利要求1的卡盘，其特征在于所说的主轴慢转机构由一个电机带动的蜗轮蜗杆副和一个连接蜗轮与主轴的离合器组成。

3、根据权利要求2的卡盘，其特征在于所说的离合器是牙嵌式离合器，一个结合子甲（7）固定在主轴上，另一个结合子乙（5）可以在支承端盖（29）内孔中沿主轴方向移动并通过键环（4）与蜗轮（3）键合。

4、根据权利要求3的卡盘，其特征在于所说的牙嵌式离合器有两个控制油缸（10），其活塞杆（11）头部固定着拔叉（6），拔叉伸进结合子乙外缘的环形槽内。

5、根据权利要求1的卡盘，其特征在于所说的三爪卡头和主轴间的传动装置包括一对锥齿盘、锥齿轮（13）、传动齿轮（16、）、行星齿轮组合、一个连接盘（14）和一个过渡盘（15），锥齿盘甲（30）上有驱动卡爪的平面螺旋，锥齿盘乙（12）套在连接盘（14）的空心轴上并与传动齿轮（16）紧固为一体，传动齿轮（16）与行星齿轮组合啮合，行星齿轮组合安装在过渡盘（15）上。

6、根据权利要求5的卡盘，其特征在于所说的行星齿轮组合包括由齿轮（17）和轴齿轮（18）组成的行星齿轮对以及一个内齿套（19），至少有三对行星齿轮对沿过渡盘（15）圆周分布，每个行星齿轮对中的齿轮（17）均与内齿套（19）上的内齿啮合，轴齿轮（18）均与传动齿轮（16）啮合。

7、根据权利要求6的卡盘，其特征在于，内齿套（19）是一个有中心孔的圆盘，垂直于底面的盘缘内侧有一圈内齿，盘缘外圆周上均匀分布着8～16个凹槽（21）。

8、根据权利要求1.2.3.4.5.6.7.的卡盘，其特征在于所说的自动操作控制装置是一个被油缸驱动的搖臂压销，油缸和压销安装在卡盘下方的车床导轨上，油缸充油后推动压销进入凹槽（21）将内齿套（19）固定。

9、根据权利要求8的卡盘，其特征在于所说的搖臂压销由止动销（24）、搖臂（25）、复位簧（27）等组成，止动销固定在搖臂上，搖臂在复位簧牵引下始终与活塞杆（28）靠紧，搖臂轴的水平高度接近车床导轨的上端面。