专利名称：一种四爪自动对中卡盘的制作方法
技术领域：
本实用新型系一种机械加工用工装夹具，特别是涉及类似在车、磨加工中夹紧工件的一种卡盘。
背景技术：
公知，在车、磨加工中，对工件的表面需进行圆周切屑或砂磨处理，达到一定的直径尺寸或光洁度要求，此时，须将工件两端对中、夹紧，然后一端旋转，带动工件旋转，由刀具或砂轮对工件表面外围进行加工处理。
尤其是在太阳能硅电池加工中，更有此要求。
为了最大面积地接受太阳照射，吸收能源，太阳能转换成电能的半导体硅片一般是加工成方形的。在加工过程中，首先将多晶硅材料加工成单晶硅的圆棒，毛坯圆棒经过切断、滚圆后再加工成方棒，方棒切片后就成为便于排列的太阳能半导体硅片了。
硅材料是一种很昂贵的稀有材料，为了充分利用硅材料，一般在加工中不将滚圆后的圆棒切成正方形方棒，以免切除的边料太大，成本过高，即不将太阳能硅片加工成完全呈方形形状，而是大体为方形，方形的四角仍保留约15度左右的圆弧，经设计计算和测试，这样的结构既能较大效率地吸收太阳能光线，而制造成本又得到可贵地降低，性价比较高。
加工中，从单晶炉内拉制的圆形单晶硅棒是由无数个直径略有变化的同心圆组成，并有四条明显凸出的棱条。在将单晶硅棒切成0.3毫米以下厚度的方硅片以前，需要将单晶硅棒滚磨成规定尺寸的标准圆棒，并切去四边后成规定尺寸的方棒。为了充分利用切方后的边角下料作再生拉制单晶硅的原料，并减少滚磨时磨削废料的排放，生产工艺要求先将圆棒坯料切成方棒，然后再对剩下的四个圆弧角面进行定尺寸磨圆加工，如此工艺方案，滚磨的工作面很小，仅四只圆弧角，滚磨的废料少，浪费少，废料处理量也少，而前道切成方棒的下边料相对大了，下边料可利用率提高了。
但是，如此工艺方案要求切方和滚磨四圆弧的前后两次加工的工件几何中心保持一致，并与加工机床的中心轴线保持一致，要求较严，否则就会影响产品质量，造成棒料报废或浪费。
方棒磨圆两端的夹紧找正对中工装必须以前道四个方边为基准确定几何中心，并能同步夹紧方棒，与加工机床的中心轴线保持一致，再进行磨圆加工。
现有技术，方棒的夹具是由两个圆盘体组成，圆盘的平面与方棒工件相抵，圆盘的背部开设一球孔，机床夹具的两顶杆头部为球形，顶住球孔，两圆盘夹具可随方棒工件端面的角度作细微调整。
由于现有技术的夹具是平板形的，在平板上无参照点和定位点，要使得工件两端的中心与加工机床的中心轴线保持一致，调整找正时必须另借助在机床上安放一辅助参照测量仪器具，反复旋转工件，测试表面位置，反复进行纠正调整，调整工序十分麻烦、困难、费时，技术要求较高，而且也难获得高的调整精度。
由于本装置夹紧对象的尺寸变化较小，仅是起自动对中找正、夹紧作用，因此，如果使用车床上的三爪、多爪卡盘，此类卡盘爪卡夹紧径向调整的范围较大，机构的结构复杂，成本高，而且车床卡盘的轴向长度较大，相对机床加工零件的有效长度减少、受到限制，损失了长度方面的加工能力，而在硅电池片加工中，是需要尽量加长加工工件的长度，能尽量提高材料利用率和加工效率。
发明内容本实用新型的目的拟提供一种装卡简单，不必人工调整，能自动准确找正对中，保证切方和滚磨的前后两次加工的工件几何中心与加工机床的中心轴线保持一致的工装夹具。
本实用新型的目的是如此来实现的。
一种四爪自动对中卡盘包括卡紧盘和锁紧推盘，两部分同轴心，以螺纹旋紧形式组合。
卡紧盘部件呈阶梯盘状，在卡紧盘外侧中心开孔，以供与机床的两顶杆相配，并能保证工件的中心与机床旋转中心一致。卡紧盘的内侧为平面，与方棒工件的端面相接触挤压；卡紧盘的内侧大盘呈四边形，在四边，即与方棒工件对应四个面的接触处设置四块杠杆式压板，压板可围绕杠杆的轴销摆动，轴销的位置在卡紧盘的大盘四边，轴销的方向与卡紧盘的四边边线一致，因此，当压板的内端，即与工件接触端翘起时，方棒工件可方便地放入压板内，当压板外端翘起时，压板牢固地将工件压紧，当整个卡盘旋转时，四周的压板可带动工件一起旋转。卡紧盘外侧阶梯的小轴面为外螺纹，与锁紧推盘轴孔内的内螺纹相配合。
锁紧推盘呈圆环形，圆环中心为螺纹孔，外圈表面为圆锥面，与卡紧盘同轴心，两者以螺纹形式配合连接，旋转锁紧推盘可使得锁紧推盘在卡紧盘上作轴向进退，锁紧推盘的外周呈锥形，锥形的小头向着卡紧盘大盘，且锥面与卡紧盘大盘四周的四块压板外侧的内面相抵，因此，当旋转锁紧推盘使得锁紧推盘与卡紧盘大盘盘面贴近时，锁紧推盘的外周锥面逐渐抬起卡紧盘四周的压板，而卡紧盘大盘四周压板的另一端，由于杠杆的作用往轴心方向压下，也就压紧、夹紧了方棒工件的四个面。反之，当旋转退出锁紧推盘，锁紧推盘的外周锥面逐渐脱离卡紧盘四周的压板，压板的外侧失去向径向的抬起力后，内侧也没有了压紧的约束力，对方棒工件不再压紧，可卸下加工作业完成的工件了。
由于锁紧推盘呈圆环形，旋转锁紧推盘可同步抬起四周四块压板，同步压紧四周的方棒工件，因此压紧的方式能达到对工件自动对中的目的。
在加工中对夹紧精度要求不太严的场合，可以有一种更为方便简易的变型结构。为了达到卡紧盘的四边四块杠杆式压板绕杠杆的轴心摆动的目的，可在压板的板面开设通孔，螺栓穿入通孔再旋入固定在卡紧盘大盘的四边，通孔的直径要大于螺栓的直径，螺栓头与压板接触面为球面，使得压板在螺栓中能够摆动，能够围绕卡紧盘的四周边线进行上下摆动，当外侧锁紧推盘推进时，锁紧推盘的外周锥面能起到抬起压板的外端，压下内端的效果。如此的结构，省却了在卡紧盘的四边设置轴座和轴销的结构，使得卡盘制作比较简单，用螺栓调整压板也比较简便，又能起到相同的压紧作用，优点更明显，当然，是在压紧精度要求不太高的场合。
本技术方案结构简单，操作方便，夹紧可靠，制造容易。本技术卡盘的轴向距离很短，结构紧凑，因此可以充分利用和发挥机床的有效工作长度，提高机床的加工效率。同样的原理，本技术方案的结构形式可应用于大于等于三爪的多爪卡盘，例三爪、五爪、六爪等，同样起到夹紧和自动对中作用。
图1是本实用新型提出的一种四爪自动对中卡盘在夹紧方棒工件状态的结构示意图；图2是本实用新型提出的一种四爪自动对中卡盘的卡紧盘部件外、内两侧视图；图3是本实用新型提出的一种四爪自动对中卡盘的锁紧推盘部件外、内两侧视图；图4是本实用新型提出的一种四爪自动对中卡盘简易变形后的内侧面的视图；图5是本实用新型提出的一种四爪自动对中卡盘简易变形后在夹紧方棒工件状态的结构局部示意图；图6是现有技术卡盘在夹紧方棒工件状态的结构示意图；图中，1.卡紧盘2.锁紧推盘1a.压板1b.轴座1c.轴销1d.螺栓具体实施方式
以下针对附图详细说明本实用新型技术方案。
实施例一。
一种四爪自动对中卡盘包括卡紧盘1和锁紧推盘2两部分组成。
卡紧盘1呈阶梯盘状，卡紧盘1的外侧中心开设中心孔，供与机床的两顶杆装配，保证工件的中心与机床旋转中心一致。卡紧盘1的内侧为平面，与方棒工件的端面相接触，挤压；卡紧盘1的大盘为四边形，与方棒工件对应四个面的接触处设置四块杠杆式压板1a，压板1a可围绕杠杆的轴销1c摆动，轴销1c的位置在卡紧盘的四边，轴销1c的方向与卡紧盘大盘的四边边线一致，因此，当压板1a的内端，即工作端翘起时，方棒工件可方便地放入压板1a内，当压板1a外端翘起时，压板1a可牢固地将工件压紧，当卡盘旋转时，四周的压板1a可带动工件一起旋转。卡紧盘1外侧阶梯的小轴面为外螺纹，与锁紧推盘轴孔的内螺纹相配合。
锁紧推盘2呈圆盘形，中心螺纹孔，外周为圆锥面，与卡紧盘1同轴心，以螺纹形式配合连接，旋转锁紧推盘2可使得锁紧推盘2在卡紧盘1上作轴向进退，锁紧推盘2外周锥形的小头向着卡紧盘1大盘盘面，且锥面与卡紧盘1四周的四块压板1a外端的内面相抵，因此，当旋转锁紧推盘2使得锁紧推盘2与卡紧盘1盘面贴近时，锁紧推盘2的外周锥面逐渐抬起卡紧盘1四周的压板1a，而卡紧盘1四周压板1a的另一端，由于杠杆的作用往轴心方向压下，也就压紧、夹紧了方棒工件的四个面。反之，当旋转退出锁紧推盘2，锁紧推盘2的外周锥面逐渐脱离卡紧盘1四周的压板1a，压板1a的外侧失去径向的抬起力后，内端也没有了压紧的约束力，对方棒工件不再压紧，可卸下加工作业完成的工件了。
实施例二。
在加工中对夹紧精度要求不太严的场合，为了达到卡紧盘的四边四块杠杆式压板1a绕杠杆的轴心摆动的目的，在压板1a的板面开设通孔，螺栓1d穿入通孔再旋入固定在卡紧盘1大盘的四边，通孔的直径要大于螺栓1d的直径，螺栓1d的螺栓头与压板1a的接触面呈球形，使得压板在螺栓中能够摆动，同样起到压板1a能绕卡紧盘1的四边上下翘起、压下作用，当外侧锁紧推盘2推进时，锁紧推盘2的外周锥面抬起压板1a的外端，压下内端，夹紧方棒工件。如此的结构，省却了在卡紧盘1的四边设置轴座1b和轴销1c的结构，使得卡盘制作比较简单，节约成本，本技术方案结构简单，操作方便，夹紧可靠，制造容易。本技术卡盘的轴向距离很短，结构紧凑，因此可以充分利用和发挥机床的有效工作长度。
权利要求1.一种四爪自动对中卡盘，其特征在于，所述卡盘包括卡紧盘(1)和锁紧推盘(2)两个部分，两部分以轴向螺纹作同轴组合，卡紧盘(1)呈同轴阶梯盘状，卡紧盘(1)的外侧中心开孔，卡紧盘(1)的内侧为平面，卡紧盘(1)的大盘呈四边形，四边设置杠杆式压板(1a)，压板(1a)可围绕杠杆轴销(1c)摆动，轴销(1c)的位置在卡紧盘大盘的四边，轴销(1c)的方向与卡紧盘的大盘四边边线一致，卡紧盘(1)外侧阶梯的小轴面为外螺纹面，锁紧推盘(2)呈圆环形，圆环中心为内螺纹通孔，其螺纹与卡紧盘(1)的外螺纹相配，锁紧推盘(2)的外圈为圆锥面，锥形的小头向着卡紧盘(1)的大盘面，锥面与卡紧盘(1)四周的压板(1a)外端的内面相抵。
2.一种四爪自动对中卡盘，其特征在于，所述卡盘包括卡紧盘(1)和锁紧推盘(2)两个部分，两部分以轴向螺纹作同轴组合，卡紧盘(1)呈同轴阶梯盘状，卡紧盘(1)的外侧中心开孔，卡紧盘(1)的内侧为平面，卡紧盘(1)的大盘呈四边形，四边设置杠杆式压板(1a)，在压板(1a)的板面开设通孔，螺栓(1d)穿入通孔固定在卡紧盘(1)的大盘四边，通孔的直径大于螺栓(1d)的直径，螺栓(1d)与压板(1a)接触面为球面，卡紧盘(1)外侧阶梯的小轴面为外螺纹面，锁紧推盘(2)呈圆环形，圆环中心为内螺纹通孔，其螺纹与卡紧盘(1)的外螺纹相配，锁紧推盘(2)的外圈为圆锥面，锥形的小头向着卡紧盘(1)的大盘面，锥面与卡紧盘(1)四周的压板(1a)外端的内面相抵。
3.根据权利要求1或2所述的一种四爪自动对中卡盘，其特征在于，卡紧盘(1)的周边边数为大于等于3，压板(1a)的数量与卡紧盘(1)的周边边数相同。
专利摘要本实用新型系一种机械加工用工装夹具，特别是涉及对方形棒状工件进行车、磨加工的一种夹紧卡盘。卡紧盘1呈阶梯盘状，大盘呈四边形，四边设置杠杆式压板1a，卡紧盘1外侧阶梯的小轴面为圆螺纹面。锁紧推盘2呈圆环形，中心为内螺纹通孔，其螺纹与卡紧盘1的外螺纹相配，锁紧推盘2的外周为圆锥面，锥面与压板1a外端的内面相抵，旋转锁紧推盘2，外周锥面抬起压板1a，压板1a的另一端由于杠杆作用往轴心方向压下，夹紧方棒工件的四个面。本技术方案结构简单，操作方便，夹紧可靠，制造容易。卡盘的轴向距离短，结构紧凑，可以充分利用机床有效工作长度。同样原理，可应用于大于等于三爪的多爪卡盘。
文档编号B23B31/10GK2900042SQ200620042380
公开日2007年5月16日 申请日期2006年6月2日 优先权日2006年6月2日
发明者严宝华, 李广普 申请人:上海卡姆丹克半导体有限公司