專利名稱：一種重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)床制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于大型、重型、超重型普通數(shù)控臥式車床的重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤。
背景技術(shù)：
機(jī)床主要有機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)三個(gè)部分組成,機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)床功能實(shí)現(xiàn)最終的執(zhí)行者，而電氣系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)功能的控制中樞，液壓系統(tǒng)則是為系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)擔(dān)任了輔助角色。卡盤是機(jī)械系統(tǒng)中的主要的組成部分，它的基本功能是固定并驅(qū)動(dòng)工件。大型、重型、超重型普通數(shù)控臥式車床的加工對(duì)象為集粗加工、精加工于一體的大、重型零件，卡盤在夾持大、重型零件時(shí)，既要承受不同載荷粗加工 帶來的大切削量、大進(jìn)給而產(chǎn)生的最大切削力，又要保證精加工時(shí)的高精度。選取卡盤鑄件結(jié)構(gòu)形式時(shí)，在保證結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的同時(shí)，卡盤鑄件重量盡量小的情況下，根據(jù)夾持直徑、夾持力的范圍，可標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)材質(zhì)、主軸接口、連接接口和加強(qiáng)筋的布置形式，確保卡盤自身的強(qiáng)度、剛度和應(yīng)用到機(jī)床工作中的加工精度。目前，同類機(jī)床設(shè)備所使用的卡盤主要分為兩類一類是采用外掛卡爪體卡盤，另一類為集成式卡盤。(I)外掛卡爪體卡盤結(jié)構(gòu)包括卡盤、卡爪和卡爪固定座等。所述外掛卡爪體卡盤結(jié)構(gòu)是在卡盤上增加卡爪或其他工裝夾具。此卡盤對(duì)異型零件加工容易造成干涉；在夾持工件時(shí)主軸懸伸較長(zhǎng)、夾緊力小、整體剛性差、夾持力保持性不長(zhǎng)久；對(duì)于加工外形尺寸變化較大的零件或重型工件時(shí)，卡盤調(diào)整起來不方便，加工準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。(2)集成式卡盤結(jié)構(gòu)包括卡盤I、卡爪2、卡爪固定座7和卡爪移動(dòng)機(jī)構(gòu)8,如圖I所示。所述集成式卡盤是在卡盤上安裝卡爪固定座，卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述卡爪固定座中。在裝夾工件過程中，可以在不移動(dòng)卡爪固定座的情況利用卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)小尺寸范圍內(nèi)工件鎖緊，相對(duì)與外掛卡爪體卡盤，集成式卡盤鎖緊力矩更大，能為加工的工件提供更大的夾持力，適合工件的重切削。但此類卡盤的卡爪固定座大多安裝在卡盤外部，占用空間較大，也造成了主軸懸伸長(zhǎng)，夾持力保持性不長(zhǎng)久、勞動(dòng)強(qiáng)度大等加工問題。綜上所知，在大型、重型、超重型普通數(shù)控臥式車床中，對(duì)卡盤在強(qiáng)度、剛度、抗震性、熱變形、安全性和內(nèi)應(yīng)力等方面提出了更高的要求?，F(xiàn)需求具有夾持貼面密合、易操作、并實(shí)現(xiàn)裝夾范圍大、定位精度高、剛性高、安全可靠和結(jié)構(gòu)緊湊的卡盤，能夠使卡爪移動(dòng)后增加小力矩產(chǎn)生大的鎖緊夾持力，來提高效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，具有高剛性、高精度、操作安全可靠，實(shí)現(xiàn)了卡爪移動(dòng)后增加小力矩產(chǎn)生大的鎖緊夾持力，有效的減少工件加工過程的裝夾時(shí)間，提高了工件的加工效率和保持夾緊力持久不變化。為了克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，其中包括卡盤本體、卡爪、卡爪固定裝置和卡爪移動(dòng)裝置，所述卡盤內(nèi)設(shè)置機(jī)械楔體增力系統(tǒng)，所述機(jī)械楔體增力系統(tǒng)對(duì)卡爪移動(dòng)裝置施加成倍放大加緊力，從而對(duì)工件進(jìn)行持久夾緊。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，所述卡爪、卡爪移動(dòng)裝置和機(jī)械楔體增力系統(tǒng)，通過卡爪固定裝置內(nèi)嵌在卡盤本體里。 在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，所述卡爪為切弧硬齒面結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，所述卡爪移動(dòng)裝置為通長(zhǎng)梯形螺紋絲杠。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，所述卡爪固定裝置通過支座內(nèi)嵌在卡盤本體里。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，所述卡爪通過壓板設(shè)置在支座上方。 本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)控重載負(fù)荷卡盤從工件的安裝復(fù)雜、夾持力保持性、縮減主軸懸伸等問題。從零部件標(biāo)準(zhǔn)化出發(fā)，解決了大型、重型、異型零件在安裝過程中出現(xiàn)的裝夾費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、夾持不緊、夾緊力不能長(zhǎng)時(shí)間保持。解決了對(duì)不同重量、材質(zhì)、切削量的零件產(chǎn)生的不同的負(fù)荷、零件通用性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，從而提高工件的加工效率、加工質(zhì)量及卡盤通用性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中重型四爪單動(dòng)卡盤一實(shí)例結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明一實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I 一卡盤、2—卡爪、3—壓板、4 一卡爪移動(dòng)系統(tǒng)、5—機(jī)械模體增力系統(tǒng)、6一支座、7一卡爪固定座、8一卡爪移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖2所示，本實(shí)施例中介紹的一種重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式卡盤，包括卡盤I、切弧硬齒面卡爪2、壓板3、卡爪移動(dòng)裝置4、機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5和支座6。本實(shí)施例中的機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5內(nèi)嵌在卡爪移動(dòng)裝置4中，切弧硬齒面卡爪2分別通過內(nèi)嵌在卡盤本體I內(nèi)的卡盤移動(dòng)裝置4由壓板3壓緊，并坐落在支座6上，支座6內(nèi)嵌在卡盤I本體里，壓板3壓緊卡爪移動(dòng)裝置4，防止切弧硬齒面卡爪2在移動(dòng)過程中出現(xiàn)移動(dòng)變位，使整體結(jié)構(gòu)看上去更加緊湊，大大減少主軸的懸伸量，操作起來更為方便。本實(shí)施例中的切弧硬齒面卡爪2由卡爪移動(dòng)裝置4通過四對(duì)梯形螺紋副來實(shí)現(xiàn)工件的預(yù)緊或放松，并利用螺紋副的自鎖實(shí)現(xiàn)卡盤對(duì)工件的防松。此外，本發(fā)明實(shí)施例中由四個(gè)切弧硬齒面卡爪2在壓板3和底座6之間通過卡爪移動(dòng)裝置4前后移動(dòng)調(diào)整，來夾持工件表面并預(yù)緊后，然后用專用工具使機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5在卡爪移動(dòng)裝置4中對(duì)梯形螺紋外圍末端施加小的鎖緊力矩，接著產(chǎn)生成倍比例放大的力夾緊工件，并能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持夾緊力不變化。本實(shí)施例中的機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5亦適應(yīng)在二爪卡盤、三爪卡盤中。本發(fā)明實(shí)施例中介紹的一種重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式卡盤亦適應(yīng)在其他同種類機(jī)床中，或是其它需要增力的制動(dòng)裝置中本發(fā)明實(shí)施例所選卡盤的卡爪在機(jī)床中的應(yīng)用根據(jù)機(jī)床加工范圍和加工精度的要求，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選切弧硬齒面卡爪2，而卡爪的分布有兩卡爪、三卡爪和四卡爪，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選四卡爪。在加工重大型工件時(shí)，由于主軸接口懸伸長(zhǎng)造成工件在重切削時(shí)，卡盤整體振動(dòng)比較大，夾持力不夠長(zhǎng)久，所以本發(fā)明實(shí)施例取代傳統(tǒng)的外掛卡爪體卡盤或卡爪固定座大多安裝在卡盤外部的安裝老工藝，優(yōu)選內(nèi)嵌式卡爪固定裝置，使卡爪2和卡爪移動(dòng)裝置4內(nèi)嵌在卡盤I本體內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，鎖緊夾持力的增加采用的方案有在卡盤移動(dòng)裝置4中設(shè)置一個(gè)增力油缸、一個(gè)增力鉗和機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5。前兩種增力機(jī)構(gòu)設(shè)置在卡盤內(nèi)時(shí)，增力油缸需要的安裝空間大，操作中也不穩(wěn)定；而增力鉗本身的安裝配合精度已不高，再次設(shè)置在卡盤內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)工作中增力不夠?qū)е聤A緊力松弛。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5并內(nèi)嵌安裝在卡盤I中，其安裝方便、與卡盤I本體和卡盤移動(dòng)裝置4的安裝配合精度高，工作中夾持力持久穩(wěn)定。本發(fā)明實(shí)施例通過采用切弧硬齒面卡爪2標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范設(shè)計(jì)的切弧結(jié)構(gòu)使夾持面更貼合工件表面，完全傳達(dá)力矩，并配合通長(zhǎng)梯形螺紋來快速適應(yīng)不同尺寸的工件，采用切弧硬齒面卡爪2通過卡爪固定裝置壓緊在卡爪移動(dòng)裝置4中，并可對(duì)卡爪的前后貼合面進(jìn)行調(diào)換壓緊，用于不同結(jié)構(gòu)零件的夾持，此處的卡爪固定裝置由壓板2、底座6和固定件組成，壓板2壓緊卡爪移動(dòng)裝置4，防止切弧硬齒面卡爪2在移動(dòng)過程中移動(dòng)變位，卡爪移動(dòng)裝置4通過四對(duì)通長(zhǎng)梯形螺紋，并利用螺紋副的自鎖實(shí)現(xiàn)卡盤2的防松，機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5安裝在卡爪移動(dòng)裝置4內(nèi)，當(dāng)工件安裝到位并預(yù)緊后，利用機(jī)械楔體增力系統(tǒng)5，施加小的鎖緊力矩就能夠產(chǎn)生成倍比例放大的力夾緊工件，并能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持夾緊力不變化。本發(fā)明實(shí)施例公開的一種用于大型、重型、超重型普通、數(shù)控機(jī)床的重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤與傳統(tǒng)相似功能的卡盤相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
I)本發(fā)明卡爪移動(dòng)裝置采用了通長(zhǎng)梯形螺紋，卡爪的行程加大。當(dāng)工件尺寸變化較大時(shí)，無需重新調(diào)整卡爪固定座的位置，大大縮短了工件的裝夾時(shí)間，提高了加工效率，從而產(chǎn)生更高的效益。2)本發(fā)明機(jī)械楔塊體增力系統(tǒng)是內(nèi)嵌安裝在卡爪移動(dòng)裝置中?？梢詫⑤^小力矩比例放大，且鎖緊時(shí)所需的螺紋副軸向移動(dòng)距離縮小，從而減小鎖緊時(shí)卡盤自身的裝夾誤差，提高加工精度。由于機(jī)械楔體增力系統(tǒng)可以產(chǎn)生更大的夾持力，并能夠長(zhǎng)時(shí)間保持夾持力不變化，大大提高了卡盤的剛性。3)本發(fā)明采用的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，卡盤整體外形尺寸更加緊湊，極大地簡(jiǎn)化主軸結(jié)構(gòu)和減小了主軸懸伸，提高了工件加工精度及其保持性，為生產(chǎn)提高效率并能夠安全生產(chǎn)。4)本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，卡盤優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置改為平行陣列筋板結(jié)構(gòu)，在同規(guī)格中剛性最強(qiáng)，優(yōu)化接口及配合口增加了通用性及互換性，簡(jiǎn)化了相關(guān)零件結(jié)構(gòu)。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種重型變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，包括卡盤本體、卡爪、卡爪固定裝置和卡爪移動(dòng)裝置，其特征在于所述卡盤內(nèi)設(shè)置機(jī)械楔體增力系統(tǒng)，所述機(jī)械楔體增力系統(tǒng)對(duì)卡爪移動(dòng)裝置施加成倍放大加緊力，從而對(duì)工件進(jìn)行持久夾緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種重型變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，其特征在于所述卡爪、卡爪移動(dòng)裝置和機(jī)械楔體增力系統(tǒng)，通過卡爪固定裝置內(nèi)嵌在卡盤本體里。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重型變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，其特征在于所述卡爪為切弧硬齒面結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I- 3之一所述的一種重型變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，其特征在于所述卡爪移動(dòng)裝置為通長(zhǎng)梯形螺紋絲杠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種重型變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，其特征在于所述卡爪固定裝置通過支座內(nèi)嵌在卡盤本體里。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種重型變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，其特征在于所述卡爪通過壓板設(shè)置在支座上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及到機(jī)床制造領(lǐng)域，公開了一種用于大、重、超重型普通數(shù)控臥式車床的重載變負(fù)荷內(nèi)嵌式機(jī)械增力卡盤，包括卡盤本體、卡爪、卡爪固定裝置和卡爪移動(dòng)裝置。所述卡盤固定裝置、卡爪移動(dòng)裝置內(nèi)嵌到卡盤本體中。所述卡盤內(nèi)設(shè)置機(jī)械楔體增力系統(tǒng)對(duì)卡爪移動(dòng)裝置施加成倍放大加緊力進(jìn)行工件夾緊。解決了卡盤在安裝過程中出現(xiàn)的裝夾費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，工件夾持不緊、夾緊力不能長(zhǎng)時(shí)間保持，從而提高了工件的加工效率、加工質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23B31/103GK102626798SQ20111012338
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者史錦瓊, 唐志剛, 李銘 申請(qǐng)人:紐威數(shù)控裝備(蘇州)有限公司