卡盘定位夹紧装置的制作方法

本实用新型涉及一种安装于激光切管机或板管一体机上的卡盘定位夹紧装置，用以对各种金属材质的管料、型材的装夹。

背景技术：

各种金属材质的管料、型材的加工，广泛采用专业激光切管机或板管一体机。客户很关注管材加工时夹紧力稳定性、可靠性以及夹紧精度问题。如图1、2示出，传统的仿形槽导向夹紧机构有气缸101推动圆盘102转动，并通过圆盘上的仿形槽103来带动卡爪推动轴104的运动，以实现卡爪的离合状态，这样结构的夹紧机构具有仿形槽加工困难、仿形槽磨损后影响夹紧定位精度和夹紧力、摩擦阻力大、夹紧力衰减大、相对夹紧爪的同步性差等缺陷。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种夹紧定位精度准、夹紧力好、摩擦阻力小、夹紧力不易衰减、同步性高的卡盘定位夹紧装置。

实现本实用新型的技术方案如下

卡盘定位夹紧装置，包括内套、套在内套外的转动盘，以及驱使转动盘围绕内套转动的动力源，还包括多个卡爪结构，卡爪结构包括卡爪及与卡爪固定安装的滑块，在转动盘与滑块之间通过齿传动机构形成传动，所述动力源推动转动盘转动并通过上述齿传动机构的传动，使多个卡爪结构之间形成相离或相合运动。

进一步地，所述转动盘与每个滑块之间布置有上述的齿传动机构。

进一步地，所述齿传动机构包括过桥齿轮、推动齿轮以及分布于转动盘外周的驱动齿，驱动齿与过桥齿轮啮合形成传动，过桥齿轮与推动齿轮同轴装配，在滑块上布置有随动齿，所述推动齿轮与随动齿啮合形成传动。

进一步地，在内套外套有一个转动盘，在该转动盘上分布有与卡爪结构数量相对应的驱动齿，转动盘至少使用一个动力源进行驱使。

进一步地，在内套外套设有两个或两个以上的转动盘，每个转动盘上分别分布有驱动齿，每个转动盘至少使用一个动力源进行驱使。

进一步地，所述动力源为气缸或油缸。

一种卡盘，包括上述的卡盘定位夹紧装置，还包括底座、固定设置于底座上的外圈以及处于外圈内的内圈，外圈与内圈之间布置有滚动装置，上述定位夹紧装置处于内圈中；所述内圈一侧固定安装有盘体，上述盘体上开设有与滑块数量相对应的滑槽，滑块处于滑槽内滑动。

进一步地，所述内圈另一侧固定安装有气密封盘，在气密封盘外侧中部延伸出环形凸台，在环形凸台上套设有气密封环，以及安装于气密封盘上用于将气密封环装夹于气密封盘上的密封压盖，在气密封环的两侧形成独立的介质通道，在气密封环的径向上开设有与两个介质通道形成一一对应连通的两个介质接口。

进一步地，所述底座与外圈采用螺钉或螺栓或焊接方式固定连接。

进一步地，所述底座与外圈为一体成型。

采用了上述技术方案，利用齿轮、齿的传动精准、效率高、加工制造容易等优点解决传统仿形槽导向夹紧机构的仿形槽加工困难、仿形槽磨损后影响夹紧定位精度和夹紧力、摩擦阻力大、夹紧力衰减大、相对夹紧爪的同步性差等的缺陷，另外此结构使卡盘的轴向尺寸缩短，减少余料长度，提高材料利用率，增加经济效益。

附图说明

图1为传统卡盘的结构示意图；

图2为图1的C-C向剖视结构示意图；

图3为本实用新型夹紧装置的结构示意图；

图4为图3的后视结构示意图；

图5为图4的左侧结构示意图；

图6为图5中隐除卡爪及动力源后的结构示意图；

图7为本实用新型中转动盘的示意图；

图8为本实用新型中卡盘正面的立体结构示意图；

图9为本实用新型中卡盘背面的立体结构示意图；

图10为本实用新型中卡盘正面的平面结构示意图；

图11为图10中A-A向剖视图；

附图中，1为内套，2为转动盘，3为动力源，4为卡爪，5为滑块，6为滚轴，7为过桥齿轮，8为推动齿轮，9为驱动齿，10为固定轴，10为固定轴，11为随动齿，12为销轴，13为安装柱，14为底座，15为外圈，16为内圈，17为盘体，18为滑槽，19为气密封盘，20为环形凸台，21为气密封环，22为密封压盖，23为介质通道，24为滚珠。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

如图3-11所示，卡盘定位夹紧装置，包括内套1、套在内套外的转动盘2，内套与转动盘之间间隙配合，以便转动盘的转动，以及驱使转动盘围绕内套转动的动力源3，动力源为气缸或油缸或电动缸；还包括多个卡爪结构，这里的卡爪结构数量上可以根据需要来进行设置，如两个或四个或六个等等，多个卡爪结构形成在圆周内的均匀分布，以使对工件的夹紧力均衡，卡爪结构包括卡爪4及与卡爪固定安装的滑块5，卡爪的前端安装有滚轴6，以对装夹的工件外表面接触形成压紧力。

在转动盘与滑块之间通过齿传动机构形成传动，动力源推动转动盘转动并通过上述齿传动机构的传动，使多个卡爪结构之间形成相离或相合运动。转动盘与每个滑块之间布置有上述的齿传动机构。工作中，通过动力源的伸缩运动，以驱使转动盘围绕内套转动，而转动盘的转动，能够通过齿传动机构来驱使卡爪结构在卡盘径向上的运动，多个卡爪结构相合运动时，形成对工件的夹紧力，相离运动时，则撤回对工件的夹紧力。

实施中，齿传动机构包括过桥齿轮7、推动齿轮8以及分布于转动盘外周的驱动齿9，驱动齿与过桥齿轮啮合形成传动，过桥齿轮与推动齿轮装配于同一固定轴10上，在滑块上布置有随动齿11，推动齿轮与随动齿啮合形成传动。随动齿可以是直接在滑块上加工出来，也可在滑块上安装齿条，齿条上的齿作为随动齿。动力源的驱动端通过销轴12连接转动盘，动力源的另一端通过安装柱13装配于盘体上，需要对工件形成夹紧力时，动力源的驱动端伸出，推动转动盘转动，转动盘上的驱动齿推动过桥齿轮转动，通过固定轴的传动，推动齿轮随之转动，由于推动齿轮上的齿与随动齿形成啮合，从而带动滑块沿着卡盘径向向内运动，以使卡爪产生运动，与工件外表面接触形成夹紧力。而需要撤销对工件的夹紧力时，动力源的驱动端缩回，通过之间的齿传动机构，以使滑块沿着卡盘径向向外运动，卡爪则与工件脱离，失去夹紧力。

在使用中，转动盘的布置方式可以采用如下两种方式：

方式一，在内套外套有一个转动盘，在该转动盘上分布有与卡爪结构数量相对应的驱动齿，一个驱动齿对应驱动一个卡爪的运动，转动盘至少使用一个动力源进行驱使。当使用一个以上动力源时，动力源对称或均匀布置在转动盘的周围，以同时对转动盘进行驱动。

方式二，在内套外套设有两个或两个以上并排布置的转动盘，每个转动盘上分别分布有驱动齿，每个转动盘至少使用一个动力源进行驱使。如本申请附图中示出，转动盘采用两个，动力源采用两个，卡爪结构采用四个，一个动力源驱动一个转动盘转动，在转动盘上布置有两段驱动齿，即一个转动盘驱使两个卡爪结构，两个动力源为同步工作。此结构通过两个动力源分别推动两个转动盘，两个转动盘绕内套进行转动，再通过齿传动机构的传动，通过齿传动机构把转动盘的旋转运动转换为成对滑动块的相对直线运动，带齿的滑块上装有卡爪，从而实现对工件的同步夹紧。每一个转动盘分别通过一组齿传动机构带动成对滑块运动，(即两组成对滑块成180°方向分布)从而实现工件四点夹紧。

一种卡盘，包括上述的卡盘定位夹紧装置，还包括底座14、固定设置于底座上的外圈15以及处于外圈内的内圈16，外圈与内圈之间布置有滚动装置，滚动装置可以采用滚珠，外圈与内圈及滚珠构成的结构如轴承结构，定位夹紧装置处于内圈中。内圈一侧通过螺钉或螺栓固定安装有盘体17，盘体上开设有与滑块数量相对应的滑槽18，滑块5处于滑槽内滑动。

内圈另一侧固定安装有气密封盘19，在气密封盘外侧中部延伸出环形凸台20，在环形凸台上套设有气密封环21，以及安装于气密封盘上用于将气密封环装夹于气密封盘上的密封压盖22，在气密封环的两侧形成独立的介质通道23，密封环的侧面与气密封盘、密封压盖之间分别安装有密封圈，以对两个介质通道形成密封；当需要内套在旋转过程中，为动力源提供动力介质，以实现卡爪结构离合动作时，密封环为转动的装夹在气密封盘与密封压盖之间，即如图11所示，在密封环两侧安装滚珠24，以使密封环不跟随气密封盘及内圈的转动；而当在内套停止转动，才需要对动力源提供动力介质，以实现卡爪结构离合动作时，密封环可以与气密封盘或密封压盖直接固定，具体根据需要进行选择。在气密封环的径向上开设有与两个介质通道形成一一对应连通的两个介质接口，动力源的进口、入口分别通过连接管与对应的介质通道形成连接，以通过介质通道向动力源中输入动力介质，以实现动力源(气缸或油缸)的伸缩动作。

而当动力源采用电动缸时，介质通道这部分结构可以取消，在动力源采用气缸或油缸时，则采用介质通道的结构。具体实施中，底座与外圈采用螺钉或螺栓或焊接方式固定连接，或者底座与外圈为一体成型。

工作时卡盘底座14固定，用夹紧装置定位、夹紧工件，并带动工件旋转，由于卡爪的前端安装有滚轴6，工件可以沿轴向前后移动。内圈作为旋转部分，用于装配齿传动机构及动力源、卡爪机构，并同旋转部分一起旋转。卡盘的夹紧定位装置装夹工件可以处理的工作有：铝件做黑色阳极氧化处理，或本色阳极氧化，钢质件做发黑处理，或喷塑处理等等。

本申请中利用齿轮、齿的传动精准、效率高、加工制造容易等优点，解决传统仿形槽导向夹紧机构的仿形槽加工困难、仿形槽磨损后影响夹紧定位精度和夹紧力、摩擦阻力大、夹紧力衰减大、相对夹紧爪的同步性差等的缺陷，另外此结构使卡盘的轴向尺寸缩短，减少余料长度，提高材料利用率，增加经济效益。同样装夹口径的卡盘，如图1所示，传统卡盘的轴向宽度W1在400mm左右，而采用本申请定位夹紧装置的卡盘机构轴向宽度W2仅250mm左右，大大的降低了卡盘的厚度，同时也减少了部件材料的投入，降低成本；由于卡盘轴向尺寸大，会导致加工余料较长，而采用本夹紧装置的卡盘能够有效解决加工余料较长的问题，提高材料利用率，增加经济效益。