一种离心三爪自定心卡盘的制作方法

1.本发明属于工装夹具技术领域，具体的说是一种离心三爪自定心卡盘。


背景技术：

2.自定心卡盘，是卡爪可径向同心移动使工件自动定心的卡盘，常用的自定心卡盘包括三爪自定心卡盘和四爪自定心卡盘，其中三爪自定心卡盘通过呈120
°
间隔的三个同步运动的卡爪实现对工件的夹持与固定，而四爪自定心卡盘通过呈90
°
间隔的四个同步运动的卡爪实现对工件的夹持与固定。
3.在工装夹具领域中，由于三爪自定心卡盘和四爪自定心卡盘卡爪数量以及分布角度的不同，导致三爪自定心卡盘和四爪自定心卡盘适用的工件形状存在一定的差异，如三爪自定心卡盘主要用于加工圆形工件、而四爪自定心卡盘主要用于加工四方形工件，同时不具备自定心功能的四爪单动卡盘还可以用于加工偏心工件等，在实际生产过程中，由于其适用范围的不同，导致在工件加工领域中，需要根据工件的种类选取合适的卡盘，因此在车间中更换不同需求的工件生产时，不管是更换更换加工机器还是临时更换卡盘种类均会对生产效率以及生产的便捷性造成一定程度上的负面影响。，
4.而实际生产中为了这一问题，采用将三爪卡盘和四爪卡盘进行组合为一体的方式进行使用，进而使卡盘同时具备三爪与四爪卡盘的功能，但是在实际操作的过程中，由于同一副卡盘内部同时存在卡盘体驱动以及螺杆驱动、多个卡爪基座、卡爪的设置，导致组合后的卡盘内部机构过于复杂、制成的卡盘整体构件增多、卡盘体积较大，且多个卡爪位于卡盘表面与工件之间存在位置冲突，不便于夹持工作的进行，导致组合卡盘的实用性较低。
5.鉴于此，本发明提出了一种离心三爪自定心卡盘用于解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决如何在更换生产不同夹持需求的工件时，便捷的调整卡盘的夹持方式的技术问题，本发明提出了一种离心三爪自定心卡盘。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种离心三爪自定心卡盘，包括：
8.壳体，所述壳体包括上壳体与下壳体，所述上壳体与下壳体之间通过螺栓连接，所述上壳体与下壳体中部开设有驱动槽；
9.驱动机构，所述驱动机构安装于驱动槽内，所述驱动机构由驱动轮与卡盘体组合，所述驱动轮转动连接于下壳体上，所述驱动轮一端位于驱动槽内、一端贯穿下壳体，所述驱动轮位于驱动槽内一端锥齿轮设计，所述驱动轮位于驱动槽外一侧开设有四方孔，所述卡盘体转动连接于驱动槽内，所述卡盘体上表面开设有螺距相等的平面螺纹结构，所述卡盘体下表面为锥齿轮形设计，所述驱动轮与卡盘体下表面构成锥齿轮组；
10.还包括：
11.活动爪，所述活动爪与卡盘体上表面啮合连接；所述上壳体开设有滑动槽，用于对
活动爪进行限位；
12.夹持卡爪，所述夹持卡爪均安装于活动爪上，所述夹持卡爪用于对夹持工件；
13.切换机构，所述切换机构用于调整夹持卡爪位置。
14.优选的，所述夹持卡爪包括转动爪、主动爪和从动爪，所述转动爪与主动爪对称设计，所述转动爪底部开设有转动槽，所述转动槽内滑动连接有支撑板，所述支撑板远离转动爪一端均固定连接于对应的活动爪上，所述转动爪与主动爪初始状态下组合连接，所述主动爪与从动爪均通过连接机构安装于活动爪上。
15.优选的，所述连接机构包括定位槽和连接块，所述连接块与主动爪、从动爪下表面固定连接，所述活动爪上开设有定位槽；所述定位槽与连接块相匹配，所述主动爪、从动爪通过连接块和定位槽与活动爪连接。
16.优选的，所述切换机构包括连接槽和切换槽，所述连接槽开设于活动爪上表面，所述连接槽圆槽设计；所述连接槽与定位槽重合，所述切换槽开设于上壳体上；所述切换槽与滑动槽、连接槽均导通，所述主动爪、从动爪通过连接块与切换槽滑动连接。
17.优选的，所述转动槽内壁固定连接有限位凸起，所述支撑板上开设有引导槽，初始状态下所述引导槽与限位凸起错位设计。
18.优选的，所述转动爪、主动爪、从动爪长度均相同，所述定位槽于活动爪上的开设位置均不同，多个所述定位槽呈圆形排布。
19.优选的，所述定位槽深度大于连接槽。
20.优选的，所述活动爪与转动爪、主动爪、从动爪相互靠近一侧均采用磁性材料制成，初始状态下所述活动爪与转动爪、主动爪、从动爪相互吸引。
21.优选的，所述连接块与主动爪、从动爪之间均固定安装有限位环，所述限位环转动连接有传动杆，所述上壳体内部开设有传动腔，所述传动杆均延伸至传动腔内，所述传动腔中心转动连接有拨动环，所述拨动环上固定有拨动杆，所述拨动杆与传动杆一一对应，所述拨动杆与传动杆均通过弹簧弹性连接。
22.优选的，所述转动爪、主动爪和从动爪均由底座和移动块组成，所述底座上开设有调整槽，所述调整槽内转动连接有丝杠，所述丝杠两端均贯穿底座，所述丝杠两端面均开设有四方孔，所述移动块底端固定连接有螺母块，所述螺母块与丝杠共同组成丝杠螺母副。
23.本发明的有益效果如下：
24.1.本发明所述的一种离心三爪自定心卡盘，通过活动爪以及夹持卡爪的设置配合切换机构，进而使改进的离心三爪自定心卡盘上的夹持卡爪可以自由的在三爪、四爪之间进行切换，且通过夹持卡爪的位置的变化，可以使其在切换后分别符合三爪自定心卡盘、三爪偏心卡盘、四爪自定心卡盘、四爪偏心卡盘之间进行灵活的调整，相较于直接更换卡盘，一方面减少了备用卡盘的数量，另一方面提高了卡盘种类更换的速率，进而使其在实际生产过程中适用性更广、实用性更强。
25.2.本发明所述的一种离心三爪自定心卡盘，通过外置动力配合丝杠两端的四方孔带动丝杠转动，进而使与丝杠形成丝杠螺母副的螺母块经螺旋传动作用产生相对位移，带动与螺母块固定连接的移动块运动，进而使多个移动块之间构成的圆形结构的圆心与上壳体的圆心偏离，进而形成三爪、四爪偏心卡盘。
附图说明
26.下面结合附图对本发明作进一步说明。
27.图1是本发明的三爪模式的立体图；
28.图2是本发明的四爪模式的立体图；
29.图3是上壳体的剖视图；
30.图4是驱动机构的构造图；
31.图5是活动爪的分布图；
32.图6是活动爪的构造图；
33.图7是主动爪的构造图；
34.图8是转动爪的部分剖视图；
35.图中：1、上壳体；11、下壳体；2、驱动轮；21、卡盘体；3、活动爪；31、滑动槽；4、转动爪；41、主动爪；42、从动爪；43、转动槽；44、支撑板；45、限位凸起；46、引导槽；5、定位槽；51、连接块；6、连接槽；61、切换槽；7、限位环；71、传动杆；72、传动腔；73、拨动环；74、拨动杆；8、底座；81、移动块；82、调整槽；83、丝杠；84、螺母块。
具体实施方式
36.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
37.本发明通过活动爪3以及夹持卡爪的设置配合切换机构，进而使改进的离心三爪自定心卡盘上的夹持卡爪可以自由的在三爪、四爪之间进行切换，且通过夹持卡爪的位置的变化，可以使其在切换后分别符合三爪自定心卡盘、三爪偏心卡盘、四爪自定心卡盘、四爪偏心卡盘之间进行灵活的调整，进而解决了如何在更换生产不同夹持需求的工件时，便捷的调整卡盘的夹持方式的技术问题。
38.如图1至图8所示，本发明所述的一种离心三爪自定心卡盘，包括：
39.壳体，所述壳体包括上壳体1与下壳体11，所述上壳体1与下壳体11之间通过螺栓连接，所述上壳体1与下壳体11中部开设有驱动槽；
40.驱动机构，所述驱动机构安装于驱动槽内，所述驱动机构由驱动轮2与卡盘体21组合，所述驱动轮2转动连接于下壳体11上，所述驱动轮2一端位于驱动槽内、一端贯穿下壳体11，所述驱动轮2位于驱动槽内一端锥齿轮设计，所述驱动轮2位于驱动槽外一侧开设有四方孔，所述卡盘体21转动连接于驱动槽内，所述卡盘体21上表面开设有螺距相等的平面螺纹结构，所述卡盘体21下表面为锥齿轮形设计，所述驱动轮2与卡盘体21下表面构成锥齿轮组；
41.还包括：
42.活动爪3，所述活动爪3与卡盘体21上表面啮合连接；所述上壳体1开设有滑动槽31，用于对活动爪3进行限位；
43.夹持卡爪，所述夹持卡爪均安装于活动爪3上，所述夹持卡爪用于对工件夹持；
44.切换机构，所述切换机构用于调整夹持卡爪位置；
45.在实际生产过程中，当工件种类进行切换时，如由圆形工件切换为四方形工件时或相反调节时，由于现有的卡盘类工装夹具中的三爪卡盘、四爪卡盘受到结构、位置的限
制，其适用的工件范围的不同，将会导致产线产品更换时，需要更换适配的卡盘用于工装夹持，卡盘的整体更换不仅导致需要根据生产产品配置多个不同种类的卡盘，造成生产成本的增加，同时临时调换、装配不同种的卡盘还会对生产效率、人力成本造成一定的影响；
46.在产线实际生产过程中，当需要切换不同形状的产品作业时，由于啮合在卡盘体21上方的活动爪3按照三爪卡盘与四爪卡盘重合的方式进行分布，且其中一爪重合，通过采用切换机构调整夹持卡爪的分布位置以及数量，使夹持卡爪与对应的活动爪3进行连接，进而使卡盘种类在三爪卡盘、四爪卡盘、定心卡盘和偏心卡盘之间进行切换、调整，在实际夹持过程中，通过外置动力或人力配合驱动轮2外侧的四方孔带动驱动轮2进行转动，转动的驱动轮2通过内端的锥齿轮形结构与卡盘体21底部传动配合，进而带动卡盘体21在上壳体1、下壳体11中部的驱动槽内进行转动，由于活动爪3与卡盘体21上表面的平面螺纹结构的啮合，以及上壳体1上开设的滑动槽31对活动爪3的限位作用，进而使卡盘体21带动多个活动爪3以相同的速度做直线运动，进而使与活动爪3之间连接的夹持卡爪产生相对运动，从而实现夹持、固定或分离的效果；
47.通过活动爪3以及夹持卡爪的设置配合切换机构，进而使改进的离心三爪自定心卡盘上的夹持卡爪可以自由的在三爪、四爪之间进行切换，且通过夹持卡爪的位置的变化，可以使其在切换后分别符合三爪自定心卡盘、三爪偏心卡盘、四爪自定心卡盘、四爪偏心卡盘之间进行灵活的调整，相较于直接更换卡盘，一方面减少了备用卡盘的数量，另一方面提高了卡盘种类更换的速率，进而使其在实际生产过程中适用性更广、实用性更强。
48.作为本发明的一种实施方式，所述夹持卡爪包括转动爪4、主动爪41和从动爪42，所述转动爪4与主动爪41对称设计，所述转动爪4底部开设有转动槽43，所述转动槽43内滑动连接有支撑板44，所述支撑板44远离转动爪4一端均固定连接于对应的活动爪3上，所述转动爪4与主动爪41初始状态下组合连接，所述主动爪41与从动爪42均通过连接机构安装于活动爪3上；
49.通过切换装置将三爪卡盘向四爪卡盘切换的过程中，不仅需要夹持卡爪的位置发生变动，同时还需要使用于夹持卡爪的数量由三个转换为四个，因此通过设置转动爪4、主动爪41和从动爪42，通过将转动爪4与主动爪41对称设计，当处于三爪卡盘模式时，将转动爪4与主动爪41进行拼合并同步运动，当处于四爪卡盘模式时，通过切换机构将转动爪4与主动爪41进行分离，配合分布在其他的两个从动爪42，进而实现三爪自定心卡盘与四爪自定心卡盘之间的灵活切换，而转动爪4通过转动槽43、支撑板44转动连接于对应的活动爪3时，可以在进行设计时，以转动爪4以及对应的活动爪3为起始，分别将其余的活动爪3、主动爪41和从动爪42按照位置关系进行排布，在卡盘类型切换过程中，通过切换机构配合连接机构使主动爪41、从动爪42分别与不同的活动爪3进行连接，进而使卡盘可以灵活的在不同的类型之间进行调整、切换。
50.作为本发明的一种实施方式，所述连接机构包括定位槽5和连接块51，所述连接块51与主动爪41、从动爪42下表面固定连接，所述活动爪3上开设有定位槽5；所述定位槽5与连接块51相匹配，所述主动爪41、从动爪42通过连接块51和定位槽5与活动爪3连接；
51.在进行夹持卡爪中的主动爪41、从动爪42的位置切换与安装的过程中，通过设置定位槽5和连接块51，利用定位槽5、连接块51之间形状的匹配，进而使主动爪41、从动爪42能够与对应的活动爪3进行连接，在工装夹持的过程中，随着卡盘体21的转动带动活动爪3
进行直线运动时，由于定位槽5与连接块51相匹配，进而使直线运动的活动爪3能够带动主动爪41、从动爪42进行运动，且配合滑动槽31的限位，可以有效的使活动爪3与主动爪41、从动爪42之间不会发生相对运动，进而使主动爪41、从动爪42能够对工件进行夹持、固定。
52.作为本发明的一种实施方式，所述切换机构包括连接槽6和切换槽61，所述连接槽6开设于活动爪3上表面，所述连接槽6圆槽设计；所述连接槽6与定位槽5重合，所述切换槽61开设于上壳体1上；所述切换槽61与滑动槽31、连接槽6均导通，所述主动爪41、从动爪42通过连接块51与切换槽61滑动连接；
53.卡盘种类的切换通过切换机构配合夹持卡爪以及连接机构进行，在进行切换的过程中，通过设置切换槽61、连接槽6，且切换槽61、连接槽6和定位槽5依次连接，通过转动主动爪41、从动爪42，进而使与主动爪41、从动爪42之间连接的连接块51在连接槽6内进行转动，当连接块51在连接槽6内转动一定角度后，连接块51端部与切换槽61对齐，此时通过推动主动爪41、从动爪42，进而使主动爪41、从动爪42带动连接块51一同向切换槽61内滑动，进而使主动爪41、从动爪42、连接块51沿着切换槽61滑向相邻的活动爪3，并最终通过转动主动爪41、从动爪42，进而使滑动至相邻活动爪3上开设的连接槽6内的连接块51调整角度，并与定位槽5相匹配，进而实现卡盘类型的稳定切换，通过定位槽5、连接槽6的设置相较于直接采用切换槽61与定位槽5进行连接，直接平滑的推动主动爪41、从动爪42进行移动，进而调节位置的变化，本技术采用先转动、再滑动的方式用于卡盘模式的调整、切换，有效的避免工作人员误操作或在外界环境因素下，导致夹持卡爪轻易地从定位槽5内进入切换槽61内，进而造成卡盘的稳定性差的缺陷，同时在实际生产过程中，也可以根据实际情况省却连接槽6的开设，直接将定位槽5与连接槽6进行连接，同样落入要求保护的本发明范围内。
54.作为本发明的一种实施方式，所述转动槽43内壁固定连接有限位凸起45，所述支撑板44上开设有引导槽46，初始状态下所述引导槽46与限位凸起45错位设计；
55.由于初始状态下即三爪卡盘模式中，主动爪41、转动爪4共同与一个活动爪3进行连接，在主动爪41转动的过程中，为避免转动爪4对其造成影响，且为了避免主动爪41、转动爪4在非切换过程中发生转动，通过设置限位凸起45以及引导槽46，并使其初始状态下错位设计，可以在非切换过程中使转动爪4与对应的活动爪3之间无法进行相对转动，当需要切换卡盘类型时，通过手动向上推动转动爪4，进而使转动爪4上开设的转动槽43内壁上固定连接的限位凸起45与支撑板44上开设的引导槽46的位置相同，进而使转动爪4可相对活动爪3进行转动，进而使转动爪4不会对主动爪41形成阻碍，进而使本技术设计的离心三爪自定心卡盘实现不同类型的稳定切换。
56.作为本发明的一种实施方式，所述转动爪4、主动爪41、从动爪42长度均相同，所述定位槽5于活动爪3上的开设位置均不同，多个所述定位槽5呈圆形排布；
57.由于卡盘体21上表面开设的平面螺纹的螺距相同，因此分布在卡盘体21不同位置的活动爪3与其啮合位置不同，进而导致活动爪3之间不能构成标准的圆形，通过使不同活动爪3上开的的定位槽5的位置的不同形成补偿，进而使不同的定位槽5的圆心构成圆形，并且转动爪4、主动爪41、从动爪42长度均相同，进而使多个夹持卡爪以上壳体1圆心为中心呈圆形分布，并配合活动爪3的等量直线运动，进而可以有效的实现三爪、四爪卡盘的自定心功能。
58.作为本发明的一种实施方式，所述定位槽5深度大于连接槽6；
59.通过使定位槽5的深度大于连接槽6的深度，当与连接块51之间固定连接的主动爪41、从动爪42位置固定后，连接块51角度调节并进入定位槽5后，在重力的作用下连接块51进入定位槽5底部，进而使连接块51无法直接通过转动的方式进入连接槽6内，进而有效的增强夹持卡爪与活动爪3之间的连接稳定性，降低非人为的外界因素导致的夹持卡爪的位置的变动的几率，进而增强制成的卡盘的稳定性。
60.作为本发明的一种实施方式，所述活动爪3与转动爪4、主动爪41、从动爪42相互靠近一侧均采用磁性材料制成，初始状态下所述活动爪3与转动爪4、主动爪41、从动爪42相互吸引；
61.通过使活动爪3与转动爪4、主动爪41、从动爪42相互靠近一侧均采用磁性材料制成，并使其相互吸引，进而有效的在制成的卡盘于垂直使用、倒置使用等多种使用环境中，利用其相互吸引的效果，进而使连接块51与定位槽5、限位凸起45与引导槽46之间位置的稳定程度增强，进而降低非人为的外界因素导致的夹持卡爪的位置的变动的几率，增强制成的卡盘的稳定性。
62.作为本发明的一种实施方式，所述连接块51与主动爪41、从动爪42之间均固定安装有限位环7，所述限位环7转动连接有传动杆71，所述上壳体1内部开设有传动腔72，所述传动杆71均延伸至传动腔72内，所述传动腔72中心转动连接有拨动环73，所述拨动环73上固定有拨动杆74，所述拨动杆74与传动杆71一一对应，所述拨动杆74与传动杆71均通过弹簧弹性连接；
63.在卡盘类型切换的过程中，需要分别移动主动爪41和两个从动爪42，不便于操作，通过设置传动腔72和拨动环73、传动杆71，当需要进行卡盘类型的切换时，首先将转动爪4、主动爪41和从动爪42相较于活动爪3的位置调节完毕，此时直接移动主动爪41，主动爪41转动时通过传动杆71推动拨动环73转动，拨动环73转动一定角度后推动与从动爪42对应的传动杆71运动，进而完成夹持卡爪位置的调节，此时重新调整转动爪4、主动爪41、从动爪42与活动爪3的连接后，即完成卡盘类型的切换，限位环7的设置是为了使主动爪41、转动爪4、从动爪42转动时不对传动杆71形成影响，且在主动爪41、从动爪42与传动杆71形成移动关联，弹簧的设置可以配合切换槽61、滑动槽31，使不同的从动爪42分别能够转动不同的角度，进而限位于设定的位置，便于夹持卡爪的位置调节，同时还能在回程时起到拉动的作用，使本技术制成的离心三爪自定心卡盘能够灵活、便捷的调节。
64.作为本发明的一种实施方式，所述转动爪4、主动爪41和从动爪42均由底座8和移动块81组成，所述底座8上开设有调整槽82，所述调整槽82内转动连接有丝杠83，所述丝杠83两端均贯穿底座8，所述丝杠83两端面均开设有四方孔，所述移动块81底端固定连接有螺母块84，所述螺母块84与丝杠83共同组成丝杠螺母副；
65.工作时，通过将转动爪4、主动爪41和从动爪42均由底座8和移动块81组成，当卡盘类型由三爪定心、四爪定心卡盘向偏心卡盘调整时，通过外置动力配合丝杠83两端的四方孔带动丝杠83转动，进而使与丝杠83形成丝杠螺母副的螺母块84经螺旋传动作用产生相对位移，带动与螺母块84固定连接的移动块81运动，进而使多个移动块81之间构成的圆形结构的圆心与上壳体1的圆心偏离，进而形成三爪、四爪偏心卡盘，通过调整丝杠83转动的幅度，可以灵活的调整偏心参数，进而使本技术制成的离心三爪自动心卡盘可切换的种类增多，适用范围更广。
66.具体工作流程如下：
67.工作时，首先共同提拉转动爪4、主动爪41，并转动转动爪4、主动爪41，接着提拉并转动从动爪42，使与主动爪41、从动爪42之间连接的连接块51端部与切换槽61对齐，此时通过推动主动爪41、从动爪42，进而使主动爪41、从动爪42带动连接块51一同向切换槽61内滑动，进而使主动爪41、从动爪42、连接块51沿着切换槽61滑向相邻的活动爪3，并最终通过转动主动爪41、从动爪42，进而使滑动至相邻活动爪3上开设的连接槽6内的连接块51调整角度，并与定位槽5相匹配，此时重新转动转动爪4、主动爪41和从动爪42，分别通过限位凸起45、引导槽46以及定位槽5实现对转动爪4、主动爪41和从动爪42的限制。
68.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。