应用于数控机床的四面自适应定心卡盘

摘要

本发明提供了应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其包括卡盘体、安装于卡盘体上并用于对工件进行自定心夹持的夹持机构、用于辅助工人扳动夹持机构并使夹持机构完成对工件夹持的卡盘扳手，夹持机构包括夹持驱动构件、夹持构件，夹持驱动构件用于驱使夹持构件对工件进行夹持或者撤销对工件的夹持；其可对工件进行自定心稳定夹持不仅能够增加工件被夹持的稳定性能，还能够适应不同形状类型的工件，适用性更为广泛；设置于转盘外圆面的插孔沿转盘的圆周方向阵列设置有若干组，能够使工作人员根据自身的发力习惯选择适合自身发力的插孔位置，侧面降低了工作人员的劳动强度并提高了工作效率；设置于卡块上的摩擦纹路能够更好的使卡块对工件进行夹持。

权利要求

1.应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其特征在于，其包括卡盘体、安装于卡盘体上并且用于对工件进行自定心夹持的夹持机构、用于辅助工人扳动夹持机构并使夹持机构完成对工件夹持的卡盘扳手；

所述的卡盘体包括固定轴、转盘、卡盘，固定轴为两端开口的圆环轴结构，固定轴的一端为与机床等设备安装连接的固定端、另一端为安装端；

所述的转盘为一端开口、一端封闭的圆形筒体结构，转盘通过轴承同轴安装于固定轴的外部，并且转盘的封闭端朝向固定轴的固定端，转盘的开口端匹配固定安装有固定端盖，并且固定端盖背离转盘封闭端的端面与固定轴的安装端端面之间位于同一平面内；

所述的转盘封闭端与固定轴外圆面之间设置有用于对两者之间的间隙进行密封的密封垫圈；

所述的卡盘为圆环形盘体结构，卡盘的一端为连接端、另一端为卡接端，卡盘的卡接端设置有安装槽并且安装槽与卡盘的内环面之间接通；

所述的卡盘设置有两组并分别为卡盘一、卡盘二，卡盘一的连接端与设置于转盘开口端的固定端盖之间同轴固定连接，并且设置于卡盘一卡接端的安装槽为安装槽一，卡盘二的卡接端与卡盘一的卡接端之间同轴固定连接，并且设置于卡盘二卡接端的安装槽为安装槽二，安装槽一与安装槽二之间的区域构成卡盘的安装区；

所述的夹持机构包括夹持驱动构件、夹持构件，夹持驱动构件用于驱使夹持构件对工件进行夹持或者撤销对工件的夹持；

所述的夹持驱动构件包括输入齿圈、驱动组件，输入齿圈同轴固定安装于转盘内，转盘绕自身轴向转动并可牵引输入齿圈同步转动，所述的转盘的外圆面设置有与其内腔连接接通的插孔，并且插孔沿转盘的圆周方向阵列设置有若干组，所述的卡盘扳手为与插孔相匹配的圆形杆状扳手结构；

所述的驱动组件包括传递轴、输出直齿轮、丝杆，所述的设置于转盘开口端的固定端盖设置有贯穿其轴向厚度的穿设孔一，所述的卡盘一的端面设置有贯穿其轴向厚度且与穿设孔一同轴布置的穿设孔二，所述的传递轴的轴向平行于固定轴的轴向，传递轴的一端位于转盘内、另一端穿过穿设孔一以及穿设孔二并位于卡盘的安装区内，传递轴可绕自身轴向转动；

所述的输出直齿轮同轴固定安装于传递轴位于转盘内的端部外部，并且输出直齿轮还与输入齿圈之间相互啮合；

所述的丝杆的轴向平行于固定轴的端面，丝杆活动安装于卡盘的安装区内，并且丝杆可绕自身轴向转动，丝杆与传递轴之间设置有动力连接组件且两者之间通过动力连接组件进行动力连接传递，并且动力连接组件接收传递轴转动产生的动力并将该动力单向传递给丝杆；

所述的驱动组件设置有四组，四组驱动组件呈四点式分布并且四组驱动组件的丝杆之间的区域构成呈方形结构的连接区。

2.根据权利要求1所述的应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其特征在于，所述的动力连接组件包括设置于丝杆外部的涡轮、设置于传递轴外部的蜗杆，涡轮与蜗杆之间相互啮合。

3.根据权利要求1所述的应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其特征在于，所述的夹持构件设置于夹持驱动构件的连接区内，夹持构件包括夹持组件，夹持组件与驱动组件的丝杆之间连接，并且夹持组件对应设置有四组；

所述的夹持组件包括卡块，卡块与对应驱动组件的丝杆之间呈四十五度夹角布置，卡块朝向对应驱动组件的丝杆的侧面上设置有连接凸耳，连接凸耳通过丝母与对应驱动组件的丝杆之间连接，并且丝杆绕自身轴向转动并可牵引卡块沿丝杆的轴向发生位移；

所述的四组夹持组件的卡块之间的区域为呈方形的夹持区，并且四组驱动组件的丝杆绕自身轴向转动并可牵引夹持构件的夹持区面积发生改变。

4.根据权利要求3所述的应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其特征在于，所述的卡盘二的连接端设置有密封盘，密封盘为外圆内方的盘体结构并且密封盘与卡盘二的连接端之间同轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其特征在于，所述的卡块朝向夹持构件夹持区的侧面上设置有摩擦纹路。

说明书

应用于数控机床的四面自适应定心卡盘

技术领域

[0001] 本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种自适应定心夹持卡盘。

背景技术

[0002] 卡盘是一种机械加工工具，用于夹持工件，有工件定位的作用，卡盘结构中，起夹持定位作用的为卡爪，通常，卡盘包括多个卡爪，多个卡爪围成圆周形，且形成一个圆形或
卡爪延长线为圆形的夹持区域，卡爪种类很多，包括圆爪、阶梯爪、正反爪等，而一个卡盘可
适应多种卡爪的安装，卡爪是通过卡爪座与卡盘的主体安装为一体的，为适应不同尺寸、不
同形状的工件的夹持，通常需要更换卡爪，因此，卡爪通常涉及为可拆卸更换的结构，但为
了使用不同形状尺寸的工件而对卡爪进行频繁性更换会对卡盘的整体定位夹持造成偏差，
进而使工件的加工误差变大，严重影响工件的质量，为此，本发明有必要提出一种自适应定
心夹持卡盘，其可对工件进行自定心稳定夹持；由于本卡盘采用方形夹持区对工件进行夹
持，不仅能够增加工件被夹持的稳定性能，还能够适应不同形状类型的工件，适用性更为广
泛；设置于转盘外圆面的插孔沿转盘的圆周方向阵列设置有若干组，能够使工作人员根据
自身的发力习惯选择适合自身发力的插孔位置，侧面降低了工作人员的劳动强度并提高了
工作效率；设置于卡块上的摩擦纹路能够更好的使卡块对工件进行夹持。

发明内容

[0003] 为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自适应定心夹持卡盘，其可对工件进行自定心稳定夹持，并且还能够适应不同形状类型的工件，适用性更为广泛，同时工
作人员能够根据自身的发力习惯选择适合自身发力的插孔位置，侧面降低了工作人员的劳
动强度并提高了工作效率，同时设置于卡块上的摩擦纹路能够更好的使卡块对工件进行夹
持。

[0004] 为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

[0005] 应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其包括卡盘体、安装于卡盘体上并且用于对工件进行自定心夹持的夹持机构、用于辅助工人扳动夹持机构并使夹持机构完成对工
件夹持的卡盘扳手。

[0006] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0007] 所述的卡盘体包括固定轴、转盘、卡盘，固定轴为两端开口的圆环轴结构，固定轴的一端为与机床等设备安装连接的固定端、另一端为安装端；

[0008] 所述的转盘为一端开口、一端封闭的圆形筒体结构，转盘通过轴承同轴安装于固定轴的外部，并且转盘的封闭端朝向固定轴的固定端，转盘的开口端匹配固定安装有固定
端盖，并且固定端盖背离转盘封闭端的端面与固定轴的安装端端面之间位于同一平面内。

[0009] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0010] 所述的转盘封闭端与固定轴外圆面之间设置有用于对两者之间的间隙进行密封的密封垫圈。

[0011] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0012] 所述的卡盘为圆环形盘体结构，卡盘的一端为连接端、另一端为卡接端，卡盘的卡接端设置有安装槽并且安装槽与卡盘的内环面之间接通；

[0013] 所述的卡盘设置有两组并分别为卡盘一、卡盘二，卡盘一的连接端与设置于转盘开口端的固定端盖之间同轴固定连接，并且设置于卡盘一卡接端的安装槽为安装槽一，卡
盘二的卡接端与卡盘一的卡接端之间同轴固定连接，并且设置于卡盘二卡接端的安装槽为
安装槽二，安装槽一与安装槽二之间的区域构成卡盘的安装区。

[0014] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0015] 所述的夹持机构包括夹持驱动构件、夹持构件，夹持驱动构件用于驱使夹持构件对工件进行夹持或者撤销对工件的夹持；

[0016] 所述的夹持驱动构件包括输入齿圈、驱动组件，输入齿圈同轴固定安装于转盘内，转盘绕自身轴向转动并可牵引输入齿圈同步转动，所述的转盘的外圆面设置有与其内腔连
接接通的插孔，并且插孔沿转盘的圆周方向阵列设置有若干组，所述的卡盘扳手为与插孔
相匹配的圆形杆状扳手结构。

[0017] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0018] 所述的驱动组件包括传递轴、输出直齿轮、丝杆，所述的设置于转盘开口端的固定端盖设置有贯穿其轴向厚度的穿设孔一，所述的卡盘一的端面设置有贯穿其轴向厚度且与
穿设孔一同轴布置的穿设孔二，所述的传递轴的轴向平行于固定轴的轴向，传递轴的一端
位于转盘内、另一端穿过穿设孔一以及穿设孔二并位于卡盘的安装区内，传递轴可绕自身
轴向转动；

[0019] 所述的输出直齿轮同轴固定安装于传递轴位于转盘内的端部外部，并且输出直齿轮还与输入齿圈之间相互啮合；

[0020] 所述的丝杆的轴向平行于固定轴的端面，丝杆活动安装于卡盘的安装区内，并且丝杆可绕自身轴向转动，丝杆与传递轴之间设置有动力连接组件且两者之间通过动力连接
组件进行动力连接传递，并且动力连接组件接收传递轴转动产生的动力并将该动力单向传
递给丝杆；

[0021] 所述的驱动组件设置有四组，四组驱动组件呈四点式分布并且四组驱动组件的丝杆之间的区域构成呈方形结构的连接区。

[0022] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0023] 所述的动力连接组件包括设置于丝杆外部的涡轮、设置于传递轴外部的蜗杆，涡轮与蜗杆之间相互啮合。

[0024] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0025] 所述的夹持构件设置于夹持驱动构件的连接区内，夹持构件包括夹持组件，夹持组件与驱动组件的丝杆之间连接，并且夹持组件对应设置有四组；

[0026] 所述的夹持组件包括卡块，卡块与对应驱动组件的丝杆之间呈四十五度夹角布置，卡块朝向对应驱动组件的丝杆的侧面上设置有连接凸耳，连接凸耳通过丝母与对应驱
动组件的丝杆之间连接，并且丝杆绕自身轴向转动并可牵引卡块沿丝杆的轴向发生位移；

[0027] 所述的四组夹持组件的卡块之间的区域为呈方形的夹持区，并且四组驱动组件的丝杆绕自身轴向转动并可牵引夹持构件的夹持区面积发生改变。

[0028] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0029] 所述的卡盘二的连接端设置有密封盘，密封盘为外圆内方的盘体结构并且密封盘与卡盘二的连接端之间同轴固定连接。

[0030] 作为上述技术方案的进一步改进与优化。

[0031] 所述的卡块朝向夹持构件夹持区的侧面上设置有摩擦纹路。

[0032] 本发明与现有技术相比的有益效果在于，其可对工件进行自定心稳定夹持；由于本卡盘采用方形夹持区对工件进行夹持，不仅能够增加工件被夹持的稳定性能，还能够适
应不同形状类型的工件，适用性更为广泛；设置于转盘外圆面的插孔沿转盘的圆周方向阵
列设置有若干组，能够使工作人员根据自身的发力习惯选择适合自身发力的插孔位置，侧
面降低了工作人员的劳动强度并提高了工作效率；设置于卡块上的摩擦纹路能够更好的使
卡块对工件进行夹持。

附图说明

[0033] 图1为本发明的整体结构示意图。

[0034] 图2为本发明的整体结构示意图。

[0035] 图3为本发明的工件夹持状态下的结构示意图。

[0036] 图4为本发明的工件夹持状态下的结构示意图。

[0037] 图5为本发明的工件夹持状态下的结构示意图。

[0038] 图6为本发明的工件夹持状态下的结构示意图。

[0039] 图7为本发明的卡盘体的内部零部件配合示意图。

[0040] 图8为本发明的卡盘体的内部零部件配合示意图。

[0041] 图9为本发明的卡盘一、卡盘二、密封盘三者之间的配合示意图。

[0042] 图10为本发明的卡盘一、卡盘二、密封盘三者之间的配合示意图。

[0043] 图11为本发明的内部结构示意图。

[0044] 图12为本发明的内部结构示意图。

[0045] 图13为本发明的夹持机构的整体结构示意图。

[0046] 图14为本发明的夹持驱动工件的整体结构示意图。

[0047] 图15为本发明的夹持组件与丝杆的配合示意图。

[0048] 图16为本发明的夹持构件的整体结构示意图。

具体实施方式

[0049] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0050] 应用于数控机床的四面自适应定心卡盘，其包括卡盘体100、安装于卡盘体100上并且用于对工件进行自定心夹持的夹持机构200、用于辅助工人扳动夹持机构200并使夹持
机构200完成对工件夹持的卡盘扳手300。

[0051] 所述的卡盘体100包括固定轴101、转盘102、卡盘，固定轴101为两端开口的圆环轴结构，固定轴101的一端为与机床等设备安装连接的固定端、另一端为安装端。

[0052] 所述的转盘102为一端开口、一端封闭的圆形筒体结构，转盘102通过轴承同轴安装于固定轴101的外部，并且转盘102的封闭端朝向固定轴101的固定端，转盘102的开口端
匹配固定安装有固定端盖，并且固定端盖背离转盘102封闭端的端面与固定轴101的安装端
端面之间位于同一平面内。

[0053] 优选的，所述的转盘102封闭端与固定轴101外圆面之间设置有用于对两者之间的间隙进行密封的密封垫圈。

[0054] 所述的卡盘为圆环形盘体结构，卡盘的一端为连接端、另一端为卡接端，卡盘的卡接端设置有安装槽并且安装槽与卡盘的内环面之间接通。

[0055] 所述的卡盘设置有两组并分别为卡盘一104、卡盘二105，卡盘一104的连接端与设置于转盘102开口端的固定端盖之间同轴固定连接，并且设置于卡盘一104卡接端的安装槽
为安装槽一107，卡盘二105的卡接端与卡盘一104的卡接端之间同轴固定连接，并且设置于
卡盘二105卡接端的安装槽为安装槽二108，安装槽一107与安装槽二108之间的区域构成卡
盘的安装区。

[0056] 所述的夹持机构200包括夹持驱动构件210、夹持构件220，夹持驱动构件210用于驱使夹持构件220对工件进行夹持或者撤销对工件的夹持。

[0057] 所述的夹持驱动构件210包括输入齿圈211、驱动组件，输入齿圈211同轴固定安装于转盘102内，转盘102绕自身轴向转动并可牵引输入齿圈211同步转动，所述的转盘102的
外圆面设置有与其内腔连接接通的插孔103，并且插孔103沿转盘102的圆周方向阵列设置
有若干组，所述的卡盘扳手300为与插孔103相匹配的圆形杆状扳手结构；工人将卡盘扳手
300插入至插孔103内，接着，工人手动扳动卡盘扳手300即可驱使转盘102绕自身轴向转动，
其中，插孔103阵列设置有若干组能够更好的便于工人选择适合自身的发力位置。

[0058] 所述的驱动组件包括传递轴212、输出直齿轮213、丝杆215，所述的设置于转盘102开口端的固定端盖设置有贯穿其轴向厚度的穿设孔一，所述的卡盘一104的端面设置有贯
穿其轴向厚度且与穿设孔一同轴布置的穿设孔二，所述的传递轴212的轴向平行于固定轴
101的轴向，传递轴212的一端位于转盘102内、另一端穿过穿设孔一以及穿设孔二并位于卡
盘的安装区内，传递轴212可绕自身轴向转动。

[0059] 所述的输出直齿轮213同轴固定安装于传递轴212位于转盘102内的端部外部，并且输出直齿轮213还与输入齿圈211之间相互啮合；输入齿圈211转动并通过输出直齿轮213
驱使传递轴212绕自身轴向转动。

[0060] 所述的丝杆215的轴向平行于固定轴101的端面，丝杆215活动安装于卡盘的安装区内，并且丝杆215可绕自身轴向转动，丝杆215与传递轴212之间设置有动力连接组件214
且两者之间通过动力连接组件214进行动力连接传递，并且动力连接组件214接收传递轴
212转动产生的动力并将该动力单向传递给丝杆215，具体的，所述的动力连接组件214包括
设置于丝杆215外部的涡轮、设置于传递轴212外部的蜗杆，涡轮与蜗杆之间相互啮合；传递
轴212绕自身轴向转动并通过动力连接组件214牵引丝杆215绕自身轴向转动，其中，丝杆
215绕自身轴向转动未能通过动力连接组件214反向牵引传递轴212绕自身轴向转动。

[0061] 所述的驱动组件设置有四组，四组驱动组件呈四点式分布并且四组驱动组件的丝杆215之间的区域构成呈方形结构的连接区。

[0062] 所述的夹持构件220设置于夹持驱动构件210的连接区内，夹持构件220包括夹持组件，夹持组件与驱动组件的丝杆215之间连接，并且夹持组件对应设置有四组。

[0063] 所述的夹持组件包括卡块221，卡块221与对应驱动组件的丝杆215之间呈四十五度夹角布置，卡块221朝向对应驱动组件的丝杆215的侧面上设置有连接凸耳222，连接凸耳
222通过丝母与对应驱动组件的丝杆215之间连接，并且丝杆215绕自身轴向转动并可牵引
卡块221沿丝杆215的轴向发生位移。

[0064] 所述的四组夹持组件的卡块221之间的区域为呈方形的夹持区，并且四组驱动组件的丝杆215绕自身轴向转动并可牵引夹持构件220的夹持区面积发生改变。

[0065] 所述的卡盘二105的连接端设置有密封盘106，密封盘106为外圆内方的盘体结构并且密封盘106与卡盘二105的连接端之间同轴固定连接。

[0066] 优选的，所述的卡块221朝向夹持构件220夹持区的侧面上设置有摩擦纹路；其意义在于，增大工件与卡块221之间的摩擦力，能够更好的对工件进行夹持。

[0067] 实际工作时，工作人员通过密封盘106的方形内腔将工件插入至夹持构件220的夹持区内，随后，工作人员将卡盘扳手300插入至设置于转盘102外圆面的插孔103内，接着，工
作人员扳动卡盘扳手300并带动转盘102绕自身轴向转动，转盘102转动并牵引输入齿圈211
同步转动，输入齿圈211转动并通过输出直齿轮213牵引传递轴212绕自身轴向转动，传递轴
212转动并通过动力连接组件214牵引丝杆215绕自身轴向转动，丝杆215转动并可牵引卡块
221沿丝杆215的轴向发生位移，即四组驱动组件的丝杆215绕自身轴向转动并可牵引夹持
构件220的夹持区面积变小，从而达到对工件进行夹持的目的；

[0068] 工件加工完毕后，工作人员将卡盘扳手300插入至设置于转盘102外圆面的插孔103内，接着，工作人员扳动卡盘扳手300并使转盘102绕自身轴向进行反转，进而使四组驱
动组件的丝杆215绕自身轴向反转并牵引夹持构件220的夹持区面积变大，从而达到对工件
撤销夹持的目的，工作人员取出工件。

[0069] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰
也应视为本发明的保护范围。