一种新型矩形柔性四爪卡盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型矩形柔性四爪卡盘，包括固定设置在底座上的矩形卡盘体、四个呈90度夹角分布设置在卡盘体上且受丝盘驱动的联动卡爪、四个活动设置在联动卡爪上的转向中块、四个丝杆、四个滑动卡爪，所述滑动卡爪与丝杆配合，所述丝杆处于转向中块上端的圆弧槽中，固定于转向中块的挡环限定丝杆轴向运动，所述丝盘的外边缘设置有轮齿，所述卡盘体上垂直设置有与所述轮齿相驱动啮合的小齿轴。本实用新型能够只通过调节一个小齿轴实现联动功能，操作更加简便，降低了卡盘的整体高度，从而提高了机床的Z轴的可利用高度，使该卡盘的实用性更强；同时，该卡盘通过附加爪提高了对不规则程度较大的工件的夹持的可靠性，扩大了该卡盘的使用范围。
【专利说明】一种新型矩形柔性四爪卡盘
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械加工的工件卡盘，尤其涉及一种能够实现夹紧不规则工件的新型矩形柔性四爪卡盘。
【背景技术】
[0002]通用夹具主要有虎钳、三爪卡盘、四爪卡盘等等，它们主要应用于形状规则的工件(或毛胚)的夹持和固定，但对于一些形状不规则或者形状比较复杂的工件(或毛胚)，用以上这三种夹具显然无法做到合理的夹持。
[0003]现有技术中的柔性四爪卡盘集虎钳，三爪卡盘，自对心四爪卡盘等夹具的功能于一体，不仅能够夹持规则工件，还能通过转向中块使卡爪旋转任意的角度，实现对所有不规则工件的夹持。同时，该夹具还能利用联动功能简化工件装夹和卸载所需的操作，提高工件装夹和卸载的速率，从而提高生产效率和卡盘的实用性。但是，该柔性四爪卡盘结构不够紧凑，整体高度较高，减小了机床Z轴的可利用高度。同时，该卡盘使用联动功能时需要调节位于卡盘体周边的四个小锥齿轮，操作繁琐，而且很不方便。除此之外，对于不规则程度较大的工件虽然能够夹持，但是可靠性不高。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的问题是提供一种结构更加紧凑，能够更大限度使用机床Z轴的高度，操作更加方便，对于不规则程度较大的工件能够提供更加可靠的夹持的新型矩形柔性四爪卡盘，不仅能够实现原有的新型的柔性四爪的所有功能，而且只调节一个小齿轴就能够实现联动功能，操作更加方便，同时结构更加紧凑，整体高度降低，机床Z轴的可利用高度增加。不仅如此，使用附加爪，为不规则程度较大的工件提供更加可靠的夹持。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种新型矩形柔性四爪卡盘，包括固定设置在底座上的矩形卡盘体、四个呈90度夹角分布设置在卡盘体上且受丝盘驱动的联动卡爪、四个活动设置在联动卡爪上的转向中块、四个丝杆、四个滑动卡爪，所述滑动卡爪与丝杆配合，所述丝杆处于转向中块上端的圆弧槽中，固定于转向中块的挡环限定丝杆轴向运动，还包括四个蜗杆、四个具有通孔的蜗轮、四根倒T字形沉头光杆，所述联动卡爪中部设置有上下贯通的阶梯孔，所述转向中块底部向下突出地设置有与所述阶梯孔间隙配合的盲台，使得转向中块能够转动，所述盲台设置有开口向下的盲孔，所述蜗轮通过螺钉固定地连接在所述盲台的最下端，所述沉头光杆的顶端由下而上依次穿过联动卡爪的阶梯孔、蜗轮并直达所述盲孔内，并通过销与所述盲台相连接，所述蜗杆两端受联动卡爪一侧的支撑架铰接，限制蜗杆轴的轴向运动；蜗杆与蜗轮啮合连接，所述丝盘的外边缘设置有轮齿，所述卡盘体上垂直设置有与所述轮齿相驱动啮合的小齿轴。
[0007]进一步地，所述支撑架通过螺钉与联动卡爪固定连接。
[0008]进一步地，所述支撑架与联动卡爪为一体式结构。[0009]进一步地，所述联动卡爪上设有弧形导轨，转向中块相对弧形导轨处设置有与弧形导轨移动配合的弧形槽。
[0010]进一步地，所述蜗轮和盲台上还设置有定位孔，通过定位销与所述盲台进行定位。
[0011]进一步地,所述小齿轴的轮齿与丝盘的外边缘的轮齿为直齿、斜齿或螺旋齿。
[0012]进一步地，所述卡盘体上相邻两个联动卡爪之间还设置有可拆卸的附加爪。
[0013]进一步地，所述附加爪包括附加爪底座、挡环、附加爪丝杆和附加爪滑动卡爪，附加爪丝杆处于附加爪底座的圆弧槽内，附加爪滑动卡爪与附加爪丝杆相配合，固定于附加爪底座上的挡环限定丝杆轴向上的运动；所述附加爪底座与卡盘体通过螺钉固定连接。
[0014]进一步地，所述附加爪底座底部及卡盘体上分别设置有相互配合形成移动副的导轨及导轨槽。
[0015]本实用新型以现有的柔性四爪卡盘为基础，用丝盘，一个小齿轴分别取代原有的卡盘里的丝盘和四个小锥齿轮，丝盘开有通孔，与具有圆柱凸台的底座铰链连接，小齿轴与丝盘以平行轴传动的方式啮合连接，联动卡爪通过小齿轴和丝盘的啮合传动实现联动。增加一个附加爪，与卡盘体固定连接。
[0016]附加爪底座具有多个螺钉孔，在卡盘体上的位置具有可调性。附加爪可以拆卸。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:该实用新型能够只通过调节一个小齿轴实现联动功能，操作更加简便。而且小齿轴不再位于卡盘体周边而是上方，降低了卡盘的整体高度，从而提高了机床的Z轴的可利用高度，使该卡盘的实用性更强。同时，该卡盘还增加了一个附加爪，对于不规则程度较大的工件，可以作为一个基准边，使夹持方案更多，从而提高了对不规则程度较大的工件的夹持的可靠性，扩大了该卡盘的使用范围，提高了该卡盘的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例的立体剖视结构示意图。
[0019]图2为本实用新型实施例的立体示意图。
[0020]图3是本实用新型实施例的俯视示意图。
[0021]图中标号构件对应名称如下:1-附加爪；2_滑动卡爪；3_转向中块；4_卡盘体；5-沉头光杆；6_丝盘；7-底座；8-小齿轴；9-蜗杆；10-支撑架；11-蜗轮；12_销；13_联动卡爪；14_丝杆；15-附加爪滑动卡爪；16-附加爪底座；17_螺钉；18-导轨槽；19-附加爪丝杆。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0023]如图1至3所示，一种新型矩形柔性四爪卡盘，包括固定设置在底座7上的矩形卡盘体4、四个呈90度夹角分布设置在卡盘体4上且受丝盘6驱动的联动卡爪13、四个活动设置在联动卡爪13上的转向中块3、四个丝杆14、四个滑动卡爪12，所述滑动卡爪12与丝杆14配合，所述丝杆14处于转向中块3上端的圆弧槽中，固定于转向中块3的挡环限定丝杆14轴向运动，还包括四个蜗杆9、四个具有通孔的蜗轮11、四根倒T字形沉头光杆5，所述联动卡爪13中部设置有上下贯通的阶梯孔，所述转向中块3底部向下突出地设置有与所述阶梯孔间隙配合的盲台，使得转向中块3能够转动，所述盲台设置有开口向下的盲孔，所述蜗轮11通过螺钉固定地连接在所述盲台的最下端，所述沉头光杆5的顶端由下而上依次穿过联动卡爪13的阶梯孔、蜗轮11并直达所述盲孔内，并通过销12与所述盲台相连接，所述蜗杆9两端受联动卡爪13 —侧的支撑架10铰接，限制蜗杆9轴的轴向运动；蜗杆9与蜗轮11啮合连接，所述丝盘6的外边缘设置有轮齿，所述卡盘体4上垂直设置有与所述轮齿相驱动啮合的小齿轴8。
[0024]进一步地，所述支撑架10通过螺钉与联动卡爪13固定连接，或者，所述支撑架10与联动卡爪13为一体式结构，即所述支撑架10在联动卡爪13上直接加工而成。
[0025]为增加转向中块3的旋转精度和稳定性，所述联动卡爪13上设有弧形导轨，转向中块3相对弧形导轨处设置有与弧形导轨移动配合的弧形槽，导轨在导轨槽限定的范围内移动，有效杜绝转向中块3产生偏移。
[0026]所述蜗轮11和盲台上还设置有定位孔，通过定位销与所述盲台进行定位，使蜗轮11与盲台的相对位置保持不变，同时也便于安装和调试。
[0027]所述小齿轴8的轮齿与丝盘6的外边缘的轮齿为直齿、斜齿或螺旋齿。
[0028]进一步地，所述卡盘体4上相邻两个联动卡爪13之间还设置有可拆卸的附加爪1，可强化对轮廓不规则形物件的夹紧和定位。
[0029]具体地，所述附加爪I包括附加爪底座16、挡环、附加爪丝杆19和附加爪滑动卡爪15，附加爪丝杆19处于附加爪底座16的圆弧槽内，附加爪滑动卡爪15与附加爪丝杆19相配合，固定于附加爪底座16上的挡环限定丝杆14轴向上的运动；所述附加爪底座16与卡盘体4通过螺钉17固定连接。
[0030]进一步地，所述附加爪底座16底部及卡盘体4上分别设置有相互配合形成移动副的导轨及导轨槽19，既利于附加爪I的快速定位，也方便附加爪I的位置调节。
[0031]所述卡盘体4内部设置有具有螺旋线的丝盘6，其与具有圆柱凸台的底座7铰接，并且丝盘6外边缘设置有轮齿,该轮齿与小齿轴8的轮齿相啮合,可随小齿轴8的转动而绕其轴线旋转。卡盘体4四周设置有呈90度夹角对称分布的四个联动卡爪13，联动卡爪13与丝盘6的螺旋线相配合，可随丝盘6的旋转而做直线运动。每个联动卡爪13均与一个转向中块3通过沉头光杆5活动连接，转向中块3可随联动卡爪13做前后直线运动，并可相对联动卡爪13旋转任意角度。
[0032]蜗轮11与转向中块3固定连接，并嵌在联动卡爪13的阶梯孔中，沉头光杆5依次穿过联动卡爪13的通孔、蜗轮11的通孔、转向中块3的凸台上的盲孔，最后使用销12与转向中块3销接，起转轴作用。蜗杆9与联动卡爪13上的支撑架10铰接，并与蜗轮11啮合连接。夹持工件时，利用蜗轮11蜗杆9的啮合传动实现角度调节，并通过旋转丝杆14实现滑动卡爪2的前后移动，以及丝盘6与小齿轴8的啮合传动实现联动功能，从而实现对不规则工件的装夹。
[0033]在夹持规则回转体零件时，不需使用附加爪1，通过手动旋转小齿轴8，使与之配合的丝盘6转动，进而带动四个联动卡爪13联动同时往中心合拢或同时往外围退出，由此夹持规则回转体零件。
[0034]在夹持一般的不规则零件时，不需要使用附加爪1，通过旋转蜗杆9，带动与之啮合的蜗轮11转动，从而带动转向中块3绕联动卡爪13的铰接点旋转至要求角度。然后转动丝杆14，使与之配合的滑动卡爪2向前移动将工件夹紧。当工件需要卸载时，通过转动小齿轴8带动大齿盘6转动，从而带动联动卡爪13向远离卡盘中心的方向移动，从而实现在保持转向中块3的转动角度和滑动卡爪2的进给量不变的情况下卸载工件，在对下一个相同工件进行装夹的时候，只需再一次转动小齿轴8带动大齿盘6转动，从而带动联动卡爪13向卡盘中心靠拢，即可迅速实现有效夹持。
[0035]当夹持外形较复杂的不规则体时，使用螺钉17将附加爪I的附加爪底座16固定在卡盘体4的合适位置上，旋转附加爪I上的附加爪丝杆19使附加爪I上的附加爪滑动卡爪15直线移动到要求的位置，作为基准边。将工件的任意一个平面紧贴在附加爪滑动卡爪15的夹持面上，旋转蜗杆9，带动与之啮合的蜗轮11转动，从而带动转向中块3绕联动卡爪13的铰接点做旋转。转向中块3旋转至要求的角度后，转动丝杆14，使与之配合的滑动卡爪2的夹持面与工件的其他面贴紧，从而夹紧不规则程度较大的工件。
[0036]本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种新型矩形柔性四爪卡盘，包括固定设置在底座(7)上的矩形卡盘体(4)、四个呈90度夹角分布设置在卡盘体(4)上且受丝盘(6)驱动的联动卡爪(13)、四个活动设置在联动卡爪(13)上的转向中块(3)、四个丝杆(14)、四个滑动卡爪(12)，所述滑动卡爪(12)与丝杆(14)配合,所述丝杆(14)处于转向中块(3)上端的圆弧槽中，固定于转向中块(3)的挡环限定丝杆(14 )轴向运动，其特征在于: 还包括四个蜗杆(9)、四个具有通孔的蜗轮(11)、四根倒T字形沉头光杆(5)，所述联动卡爪(13)中部设置有上下贯通的阶梯孔，所述转向中块(3)底部向下突出地设置有与所述阶梯孔间隙配合的盲台，使得转向中块(3)能够转动，所述盲台设置有开口向下的盲孔，所述蜗轮(11)通过螺钉固定地连接在所述盲台的最下端，所述沉头光杆(5)的顶端由下而上依次穿过联动卡爪(13)的阶梯孔、蜗轮(11)并直达所述盲孔内，并通过销(12)与所述盲台相连接，所述蜗杆(9)两端受联动卡爪(13)—侧的支撑架(10)铰接，限制蜗杆(9)轴的轴向运动；蜗杆(9)与蜗轮(11)啮合连接，所述丝盘(6)的外边缘设置有轮齿，所述卡盘体(4)上垂直设置有与所述轮齿相驱动啮合的小齿轴(8)。
2.根据权利要求1所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述支撑架(10)通过螺钉与联动卡爪(13)固定连接。
3.根据 权利要求1所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述支撑架(10)与联动卡爪(13)为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述联动卡爪(13)上设有弧形导轨，转向中块(3)相对弧形导轨处设置有与弧形导轨移动配合的弧形槽。
5.根据权利要求1所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述蜗轮(11)和盲台上还设置有定位孔，通过定位销与所述盲台进行定位。
6.根据权利要求1所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述小齿轴(8)的轮齿与丝盘(6)的外边缘的轮齿为直齿、斜齿或螺旋齿。
7.根据权利要求1至6任一项所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述卡盘体(4)上相邻两个联动卡爪(13)之间还设置有可拆卸的附加爪(I)。
8.根据权利要求7所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述附加爪(I)包括附加爪底座(16)、挡环、附加爪丝杆(19)和附加爪滑动卡爪(15)，附加爪丝杆(19)处于附加爪底座(16)的圆弧槽内，附加爪滑动卡爪(15)与附加爪丝杆(19)相配合，固定于附加爪底座(16)上的挡环限定丝杆(14)轴向上的运动；所述附加爪底座(16)与卡盘体(4)通过螺钉(17)固定连接。
9.根据权利要求8所述的新型矩形柔性四爪卡盘，其特征在于:所述附加爪底座(16)底部及卡盘体(4)上分别设置有相互配合形成移动副的导轨及导轨槽(19)。
【文档编号】B23B31/103GK203679325SQ201420045817
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】池璋, 张志宏, 张铁, 詹俊赋, 胡瑞祺, 叶卉 申请人:华南理工大学