一种气动卡盘夹具的制作方法

一种气动卡盘夹具
1.技术领域
2.本实用新型涉及机械加工技术领域，尤其为一种用于车床切削加工的气动卡盘夹具。


背景技术：

3.在现有的金属切削加工中，数控机床对于盘类工件常常使用三爪卡盘作为夹紧或放松件，为了使得三爪卡盘能够夹紧或放松工件，三爪卡盘需要与三爪卡盘扳手配合才能实现对工件的夹紧或放松，不仅操作繁琐费力，同时还存在着以下问题：一是卡盘扳手容易遗落在机床上，机床工作时容易将扳手甩出形成安全隐患；二是通过扳手控制对盘类工件进行夹紧时，需要将三爪卡盘进行大幅度的松开和夹紧，从而造成在进行装夹盘类工件时，很容易造成夹持不平，导致加工时工件晃动，影响加工质量。针对这些问题，公开号为cn211564552u的中国实用新型专利公开了一种盘类工件气动卡盘夹具，通过在卡盘夹具下端设计齿轮齿条传动，利用气缸的直线运动带动齿条传动从而转变为卡盘夹具内部轴的旋转运动，实现夹紧和松开，一定程度上保证了加工安全性，提高了加工效率，然而在实际运用中，齿轮齿条在长时间的啮合拉力下，互相啮合的齿面和齿尖容易出现磨损，从而使得齿轮齿条的啮合出现松动，从而使得对卡盘夹具内部轴的旋转推力不稳定，进而出现对盘类工件的夹持固定作用不稳定的状况，影响加工质量和效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种气动卡盘夹具，通过更加合理有效的结构设计，实现对盘类工件的有效夹持，确保工件加工的质量和效率。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种气动卡盘夹具，包括：
7.底座，其顶面设有中心重合的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽设置于所述第二凹槽下方，且所述第一凹槽的水平截面小于所述第二凹槽的水平截面；
8.高压气孔，其设置于所述底座中心，并从所述底座的底部贯穿至所述第一凹槽；
9.工作台，其固定连接于所述底座上方，包括：
10.第三凹槽，其设置于所述工作台底部中心；
11.第一矩形腔，其设置于所述工作台中心处；
12.十字腔，其沿所述第一矩形腔的上下左右方向设置，且其底部与所述第三凹槽连通；
13.第二矩形腔，其有两个，分别设置于所述十字腔的左右腔体上部，且其底部与所述十字腔连通；
14.气动机构，其设置于所述底座与工作台内，包括：
15.弹性隔膜，其设置于所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的槽壁紧密贴合；
16.连接柱，其底部与所述弹性隔膜的顶面固定连接，其顶部贯穿所述十字腔的上下
部腔体并靠近所述十字腔的上部腔体的顶部内壁；
17.滑动柱，其整体呈倒梯形状，设置于所述第一矩形腔内且高度小于所述第一矩形腔的高度，且其固定连接于所述连接柱的外壁；其梯形状面设置有第一滑槽；
18.弹簧，其套设于所述连接柱的外壁，其顶部与所述第三凹槽的内壁相连接，其底部与所述弹性隔膜的顶面相连接；
19.夹持机构，其设置于所述工作台，并与所述气动机构滑动连接，包括：
20.传动滑块，其设置于所述十字腔的左右腔体内，且其面向滑动柱方向的一端设置有与所述滑动柱相匹配的楔形滑面，所述楔形滑面上设置有与所述第一滑槽相匹配的第一滑块；
21.柔性轴腕，其设置于所述第二矩形腔内，其顶部通过第一球形万向节与所述工作台连接，其底部通过第二球形万向节与所述传动滑块连接；
22.卡爪，其固定连接于所述柔性轴腕的顶部，并位于所述工作台顶面；
23.工件承载台，其固定设置于所述工作台顶面，并位于至少两个所述卡爪的中心。
24.可选的，所述滑动柱与所述连接柱为一体成型。
25.可选的，所述滑动柱的高度大于所述传动滑块的高度。
26.可选的，所述第一球形万向节的直径大于所述第二球形万向节的直径。
27.可选的，所述高压气孔的进气端还设置有密封件。
28.可选的，所述连接柱的底部还设置有固定板，所述固定板与所述所述弹性隔膜的顶面固定连接。
29.可选的，所述弹性隔膜的底面正对所述高压气孔处还设有受压板，所述受压板的面积小于所述第一凹槽的面积。
30.可选的，所述十字腔的左右腔体的底面均设有第二滑槽，所述传动滑块的底部设置有与所述第二滑槽滑动连接的第二滑块。
31.可选的，当所述柔性轴腕呈竖直状态时，所述十字腔的左右腔体的靠近所述工作台外壁的一侧均留有空间。
32.可选的，所述十字腔的上部腔体的顶部内壁设有缓冲垫。
33.本实用新型的工作原理是：
34.本气动卡盘夹具，通过设置气动机构，且弹性隔膜与第二凹槽的槽壁紧密贴合，使得第一凹槽形成密闭空间，在使用时，先通过高压气孔向该密闭空间充入高压气体，弹性隔膜受高压气体的挤压向上移动，进而带动连接柱向上移动，连接柱上的滑动柱也一并向上移动；由于滑动柱为倒梯形结构，在其向上移动的过程中，与其滑动连接的传动滑块受其向上移动的影响，不断向内滑动；传动滑块向内滑动，带动第二球形万向节也向内移动，从而使得柔性轴腕发生扭转，带动其顶部的卡爪向外张开，可将盘类工件放入工件承载台；工件放入工件承载台后，抽出高压气体，弹性隔膜和连接柱在弹簧的弹力及密闭空间的负压作用下向下移动，带动滑动柱也向下移动，由于滑动柱为倒梯形结构，在其向下移动的过程中，与其滑动连接的传动滑块受其向下移动的影响，不断向外滑动；传动滑块向外滑动，带动第二球形万向节也向外移动，从而使得柔性轴腕发生反向扭转，带动其顶部的卡爪向内夹紧，从而实现对工件的夹紧。
35.由此可见，与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
36.本实用新型结构设计紧凑合理，在使用中以高压气体为动力，推动夹持机构对工件进行夹紧或放松，整个过程流畅、高效，能对盘类工件实现稳定牢固的夹持，从而确保工件的加工质量；且本夹具整体性强，安全性高，部件磨损小，使用寿命长，减少了故障发生率和更换频率，进一步确保了工件加工的质量和效率。
附图说明
37.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本实用新型的整体结构示意图。
39.图2为本实用新型的底座的结构示意图。
40.图3为本实用新型的工作台的结构示意图。
41.图4为本实用新型的气动机构的结构示意图。
42.附图标记：
[0043]1‑
底座，11
‑
第一凹槽，12
‑
第二凹槽，13
‑
高压气孔，14
‑
密封件；
[0044]2‑
工作台，21
‑
第三凹槽，22
‑
第一矩形腔，23
‑
十字腔，23a
‑
缓冲垫，24
‑
第二矩形腔；
[0045]3‑
气动机构，31
‑
弹性隔膜，32
‑
连接柱，33
‑
滑动柱，34
‑
弹簧，35
‑
固定板，36
‑
受压板；
[0046]4‑
夹持机构，41
‑
传动滑块，42
‑
柔性轴腕，42a
‑
第一球形万向节，42b
‑
第二球形万向节，43
‑
卡爪，44
‑
工件承载台。
具体实施方式
[0047]
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0048]
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0049]
如图1所示，本实施例中提供的一种气动卡盘夹具，包括底座1、工作台2、气动机构3和夹持机构4；如图2所示，所述底座1顶面设有中心重合的第一凹槽11和第二凹槽12，所述第一凹槽11设置于所述第二凹槽12下方，且所述第一凹槽11的水平截面小于所述第二凹槽12的水平截面；所述底座1中心还设置有高压气孔13，所述高压气孔13从所述底座1的底部贯穿至所述第一凹槽11，并与所述第一凹槽11的中心线重合。
[0050]
所述工作台2固定连接于所述底座1上方，如图3所示，其包括第三凹槽21、第一矩形腔22、十字腔23和第二矩形腔24，所述第三凹槽21设置于所述工作台2底部中心，所述第一矩形腔22设置于所述工作台2中心处，所述十字腔23沿所述第一矩形腔22的上下左右方向设置，其底部与所述第三凹槽21连通，且所述第一矩形腔22的上下左右边的宽度均大于所述十字腔23的宽度；所述第二矩形腔24有两个，分别设置于所述十字腔23的左右腔体上部，且其底部与所述十字腔23连通。
[0051]
所述气动机构3设置于所述底座1与工作台2内，如图4所示，其包括弹性隔膜31、连接柱32、滑动柱33和弹簧34，所述弹性隔膜31设置于所述第二凹槽12内并与所述第二凹槽12的槽壁紧密贴合，从而使得所述第一凹槽11形成密闭空间；所述连接柱32底部与所述弹性隔膜31的顶面固定连接，其顶部贯穿所述十字腔23的上下部腔体并靠近所述十字腔23的上部腔体的顶部内壁，但与所述十字腔23的上部腔体的顶部内壁留有空间；所述滑动柱33整体呈倒梯形状，设置于所述第一矩形腔22内且高度小于所述第一矩形腔22的高度，且其固定连接于所述连接柱32的外壁；其梯形状面设置有第一滑槽（图中未示出）；所述弹簧34套设于所述连接柱32的外壁，其顶部与所述第三凹槽21的内壁相连接，其底部与所述弹性隔膜31的顶面相连接。
[0052]
所述夹持机构4设置于所述工作台2，并与所述气动机构3滑动连接，如图1所示，其包括传动滑块41、柔性轴腕42、卡爪43和工件承载台44，所述传动滑块41设置于所述十字腔23的左右腔体内，且其面向滑动柱33方向的一端设置有与所述滑动柱33相匹配的楔形滑面，所述楔形滑面上设置有与所述第一滑槽相匹配的第一滑块（图中未示出），通过第一滑块与所述第一滑槽的滑动连接，实现所述滑动柱33与所述传动滑块41的连接；所述柔性轴腕42设置于所述第二矩形腔24内，其顶部通过第一球形万向节42a与所述工作台2连接，其底部通过第二球形万向节42b与所述传动滑块41连接；所述卡爪43固定连接于所述柔性轴腕42的顶部，并位于所述工作台2顶面；所述工件承载台44固定设置于所述工作台2顶面，并位于至少两个所述卡爪43的中心。
[0053]
作为一种优选方案，本实施例中，所述滑动柱33与所述连接柱32为一体成型，从而增强结构的整体性和牢固性。
[0054]
作为一种优选方案，本实施例中，所述滑动柱33的高度大于所述传动滑块41的高度，从而使得对夹持机构4的放松和夹紧的状态都可有更大的控制空间。
[0055]
作为一种优选方案，本实施例中，所述第一球形万向节42a的直径大于所述第二球形万向节42b的直径，从而使得对柔性轴腕42的倾斜控制更加省功省力。
[0056]
作为一种优选方案，本实施例中，所述高压气孔13的进气端还设置有密封件14，从而进一步加强所述第一凹槽11形成的密闭空间的密封性能，确保充入和放出高压气体时弹性隔膜31的快速准确移动。
[0057]
作为一种优选方案，本实施例中，所述连接柱32的底部还设置有固定板35，所述固定板35与所述所述弹性隔膜31的顶面固定连接，从而增强连接柱32与弹性隔膜31连接的稳定性和稳固性。
[0058]
作为一种优选方案，本实施例中，所述弹性隔膜31的底面正对所述高压气孔13处还设有受压板36，所述受压板36的面积小于所述第一凹槽11的面积，该结构使得高压空气充入时，气体对连接柱32的压力更为直接。
[0059]
作为一种优选方案，本实施例中，所述十字腔23的左右腔体的底面均设有第二滑槽（图中未示出），所述传动滑块41的底部设置有与所述第二滑槽滑动连接的第二滑块（图中未示出），该结构使得传动滑块41在滑动过程中更加顺畅，避免出现因摩擦力的影响导致传动滑块41的移动受到阻碍的情况发生。
[0060]
作为一种优选方案，本实施例中，当所述柔性轴腕42呈竖直状态时，所述十字腔23的左右腔体的靠近所述工作台2外壁的一侧均留有空间，该结构设计，使得当需要对工件进
行更大力的夹持时，传动滑块41可以有更多的向外移动的空间。
[0061]
作为一种优选方案，本实施例中，所述十字腔23的上部腔体的顶部内壁设有缓冲垫23a，以避免连接柱32顶部与十字腔23的上部腔体的顶部内壁发生强烈碰撞而发生磨损的情况发生。
[0062]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0063]
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0064]
同时，本实用新型所述的弹簧的弹力，可根据实际需求选择，以能实现对弹性隔膜和连接柱的位置复原为准，本实用新型不作具体限制；所述气动机构的供气设备，也可根据实际需求选择，以能实现对第一凹槽形成的密闭空间进行高压充气以使得弹性隔膜向上移动为准，本实用新型不做具体限制和说明。
[0065]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。