防工件变形的四爪卡盘的制作方法

本实用新型属卡盘工装技术领域，具体涉及一种防薄壁型工件变形的四爪卡盘。

背景技术：

四爪卡盘分为四爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，四爪卡盘由盘体、四个卡爪、四个卡爪驱动位移机构组成。其中，卡爪在盘体上的移动是利用等距螺纹传动的原理来实现等距定心线性位移的；工件在卡盘上的定位是通过调节四个联动或非联动卡爪在卡盘上的相对位置来实现的。现有技术下，四爪卡盘利用盘体上端面平面做工件定位面；利用卡爪位移方向的实体块平面夹紧工件四周外侧壁作夹持面实现工件的夹紧。但是，这样的四爪卡盘用于小型铝铸件电机薄壁端盖工件的定位夹紧时，极易导致端盖变形；为此，现有技术下，授权公告号为CN202212604U的一种新型自定心四爪夹具通过在卡爪朝向夹具轴线位移的一侧设置定位板(弧形)来避免上述问题。但是，该设计应用于四方电机端盖存在的问题在于：第一、受四方电机端盖工件1的四周侧壁101为薄壁结构影响，卡爪对工件的施力夹持面为电机端盖四周最为薄弱的竖直侧壁101；变形可能性较大；第二、卡爪夹持面与工件四周侧壁接触面积较大；在卡爪驱动位移机构其它参数设计不变的情况下，卡爪的推力大小与接触面积成正比，因此卡爪对工件的推力也偏大；也会导致工件挤压变形，对此，为从工件非薄弱处夹紧工件，预防工件变形；并减小卡爪与工件的接触面积，以减少推力，防止工件受挤压变形，现提出如下改进技术方案。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题：提供一种防工件变形的四爪卡盘，通过将四爪卡盘的卡爪设计为相互垂直的定位面和夹持面，并向工件四周直角端施力，同时对夹持面制出内凹的避让槽以减小夹持面与工件的接触面积，解决现有技术下卡爪夹持四方薄壁壳体工件时易导致工件变形的技术问题。

本实用新型采用的技术方案：防工件变形的四爪卡盘，具有夹持薄壁壳体工件的四爪卡盘的盘体，以及沿盘体四个90°垂直方向上向心线性位移安装的四个卡爪，以及四个卡爪的等距线性位移机构，其特征在于：所述卡爪向心位移的前端分别制有相互垂直的定位面和夹持面；并通过定位面夹持面组成的一阶凹台结构与工件接触；且一阶凹台与工件薄壳侧壁四周外侧壁的直角部匹配对应；其中定位面紧贴并支撑工件底部；所述夹持面紧贴工件四周的薄壳侧壁；且夹持面与工件四周薄壳侧壁的接触面制有减少接触面积的内凹避让槽。

上述技术方案中，为进一步减小夹持面对工件的夹持力：所述夹持面仅夹持贴合工件的部分薄壳侧壁。

上述技术方案中，在卡爪驱动位移机构其它参数不变的情况下，最大限度地减小卡爪对工件侧壁的推力：所述避让槽制于夹持面中部，且避让槽至少减少夹持面与工件四周薄壳侧壁接触面积的三分之一。

上述技术方案中，为锁定卡爪和盘体的相对位移，进一步地，所述卡爪和盘体垂直于盘体对应制有轴向锁紧卡爪和盘体相对位移的螺孔。

上述技术方案中，优选地：所述螺孔对应每个卡爪采用两点定位并以轴向压紧的方式锁紧卡爪和盘体。

上述技术方案中，优选地，所述卡爪背面与卡爪一体成型制有与盘体匹配的定位齿；所述定位齿为V型齿。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案卡爪的定位面支撑工件底部；夹持面夹持工件四周；通过相互垂直的定位面和夹持面向工件四周薄壁壳体的直角端施力，较向工件薄壁壳体竖直的四周侧壁施力的夹持方式；工件直角端的刚度明显大于工件四周薄壁侧壁壳体处的刚度；因此，改从刚度更大的直角端夹持工件，可有效预防工件受挤压变形情况的发生；

2、本方案夹持面内凹避让槽的设置；协同前述夹持面仅贴合工件部分薄壳侧壁夹持两者共同作用；在卡爪位移机构其它设计参数不变的情况下，大大减小了夹持面与工件的接触面积，相应地减小了卡爪对工件的夹持力大小；在前述夹持工件直角端施力基础上，可进一步预防薄壳工件的变形；

3、本方案只需对现有卡盘卡爪作出简单改进，即可有效解决现有技术下四爪卡盘夹持四方薄壁壳体零件易导致工件变形的技术问题。

附图说明

图1为四方薄壁结构的电机端盖工件结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例的立体图；

图4为图3实施例夹持工件后的主视图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为本实用新型定位齿的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-6描述本实用新型的具体实施例。

以下的实施例便于更好地理解本实用新型，但并不限定本实用新型。下述实施例，仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。下述实施例中控制电路的实现，如无特殊说明，均为常规控制方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

防工件变形的四爪卡盘，具有夹持薄壁壳体工件1的四爪卡盘盘体2，以及沿盘体2四个90°垂直方向上向心线性位移安装的四个卡爪3，以及四个卡爪3的等距线性位移机构，需要说明的是：所述四个卡爪的等距线性位移机构与三爪卡盘等距线性位移机构原理相同，如大椎齿轮背面制有平面等距螺纹、与大椎齿轮啮合在四个方向设有的小锥齿轮，通过旋动小锥齿轮实现四个方向卡爪的等距向心线性位移以夹紧四方工件。除此之外，所述四爪卡盘盘面四个垂直方向上的卡爪还可通过四个方向上独立的气缸或液压缸驱动实现四个方向上卡爪同步向心位移的工件夹紧操作。

在此基础上，防工件变形的四爪卡盘，其特征在于：(参见图3)所述卡爪3向心位移的前端分别制有相互垂直的定位面4和夹持面5；并通过定位面 4和夹持面5组成的一阶凹台结构与工件1接触；且一阶凹台与工件1薄壳侧壁101四周外侧壁的直角部匹配对应；即当卡爪3向心线性位移时，卡爪3 四个方向上的定位面4和夹持面5分别朝向工件1薄壳侧壁101四周外侧壁的刚度更大的翻边直角部施加推力(参见图5)，以防工件1受挤压变形；所述定位面4紧贴并支撑工件1底部；所述夹持面5紧贴工件1四周的薄壳侧壁101；且夹持面5与工件1四周薄壳侧壁101的接触面制有减少接触面积的内凹避让槽6(再次参见图3)。上述实施例中，为进一步减小夹持面5对工件的夹持力：所述夹持面5仅夹持贴合工件1的部分薄壳侧壁101。具体地：即夹持面5沿盘体2的轴向厚度为工件1薄壳侧壁101高度的二分之一或三分之二即可；即通过减小夹持面的面积减少夹持力，以防工件1变形。再者，上述实施例中，在卡爪3驱动位移机构其它参数不变的情况下，为进一步最大限度地减小卡爪3对工件1侧壁的推力：所述避让槽6制于夹持面5中部 (结合图4)，且避让槽6至少减少夹持面5与工件1四周薄壳侧壁101接触面积的三分之一。上述实施例中，为锁定卡爪和盘体的相对位移，进一步地，所述卡爪3和盘体2垂直于盘体2对应制有轴向锁紧卡爪3和盘体2相对位移的螺孔7。当盘体2盘面的四个垂直方向上的卡爪3夹紧工件1后；使用螺栓先后旋合卡爪3、盘体2的螺孔7以轴向压紧锁死卡爪3和盘体2的相对位置然后开始加工待加工工件1。上述实施例中，优选地：所述螺孔7对应每个卡爪3采用两点定位并以轴向压紧的方式锁紧卡爪3和盘体2。每个卡爪3的两个螺孔7沿卡爪位移方向两点连成线设置。上述实施例中，为确保卡爪3 线性位移的精度，优选地，所述卡爪3背面与卡爪3一体成型制有与盘体2 匹配的定位齿8；所述定位齿8为V型齿。

工作原理：所述四爪卡盘尤其适用于四方薄壁壳体零件如小型四方电机端盖的定位夹紧所用；其中，盘体2盘面四个垂直方向上向心线性位移的卡爪3朝向盘体中心四方待夹电机端盖四条边位移，直至卡爪3的定位面4支撑工件1的底部；卡爪3的夹持面5以最小的接触面积夹紧工件1的四周薄壳侧壁101的每个侧面；实现对薄壳类零件诸如四方电机端盖刚度更大的薄壳直角部两个直角边的定位夹紧；带卡爪定位夹持工件的四个侧面之后，用八个螺栓对应四个方向上的四个卡爪3分别采用两点定位，两两锁紧固定卡爪3和盘体2的相对位移；完成诸如四方薄壳类电机端盖工件在四爪卡盘上的装夹定位和锁紧，以实现下一步对端盖的高精度加工。

可见，本实用新型卡爪3的定位面4支撑工件1底部；夹持面5夹持工件1四周；通过相互垂直的定位面4和夹持面5向工件1四周薄壁壳体的直角端施力(参见图5)，较仅向工件1薄壁壳体竖直的四周侧壁101施力的夹持方式而言：工件直角端的刚度明显大于工件四周薄壁侧壁壳体处的刚度；因此，改从刚度更大的直角端夹持工件1，更能有效预防工件1受挤压变形情况的发生；再者，本实用新型夹持面5内凹避让槽6的设置；协同前述夹持面仅贴合工件部分薄壳侧壁夹持两者共同作用；在现有技术下的四爪卡盘卡爪位移机构其它设计参数不变的情况下，具有通过大大减小夹持面5与工件1 夹紧面的接触面积，从而达到相应减小卡爪3对工件1夹持力的效果；在前述夹持工件直角端施力基础上，可进一步有效预防薄壳工件的变形。

综上所述，本实用新型只需对现有卡盘卡爪作出简单改进，即可有效解决现有技术下四爪卡盘夹持四方薄壁壳体零件易导致工件变形的技术问题。保证四爪卡盘夹持四方工件稳定性、四方线性度、对中平行度的同时；可有效防止被夹薄壳工件的变形。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。