本發(fā)明涉及一種楔式動力卡盤，特別是一種多作用外曲線徑向柱塞液壓馬達與楔式動力卡盤融為一體的前置式液(氣)動高速大通孔楔式動力卡盤。

背景技術：

現(xiàn)有的楔式動力卡盤，包括卡盤盤體、滑座、卡爪、楔心套、短圓錐端蓋、螺套、螺套端蓋、楔式動力卡盤與機床法蘭式主軸端部連接用的圓柱頭內(nèi)六角螺釘。

在盤體的前端面，徑向設置有二個以上(包括二個)均布的工型槽，滑座可相對于卡盤盤體在工型槽內(nèi)徑向滑動，滑座和卡爪均帶有梳齒，滑座與卡爪通過梳齒和T型螺母用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定。

在卡盤盤體內(nèi)設置有可沿卡盤盤體軸向移動的楔心套，楔心套的移動是通過安裝在機床床頭箱尾部的液/氣缸來實現(xiàn)的，液/氣缸通過設置在機床主軸通孔內(nèi)的拉管(桿)帶動楔心套沿卡盤盤體軸向移動，楔心套上有與滑座工型導軌槽相配合的傾斜T型導軌槽，楔心套的移動帶動滑座和卡爪在卡盤盤體工型槽內(nèi)徑向滑動，實現(xiàn)松開或夾緊工件，輔助機床完成各種切削工作。

現(xiàn)有的前置式氣動動力卡盤，包括卡盤盤體、前置浮動式配氣環(huán)、氣動活塞、氣缸蓋、楔心套、滑座和卡爪。在卡盤盤體的前端面，徑向設置有二個以上(包括二個)均布的工型槽，滑座可相對于卡盤盤體，在工型槽內(nèi)徑向滑動，每個滑座和卡爪均帶有梳齒，卡爪通過梳齒和T型螺母，用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定在滑座上。卡盤盤體內(nèi)，設置有氣缸、氣動活塞、楔心套，氣缸與氣缸蓋用圓柱頭內(nèi)六角螺釘相對固定，壓縮空氣通過前置浮動式配氣環(huán)進入氣缸，推動氣動活塞，帶動楔心套沿卡盤盤體軸向移動，楔心套帶動滑座和卡爪相對卡盤盤體徑向滑動，實現(xiàn)夾緊或松開工件。

在卡盤盤體后端面，連接有短圓錐端蓋，短圓錐端蓋中孔加工有與機床法蘭式主軸端部相配合的短圓錐，卡盤盤體和短圓錐端蓋經(jīng)短止口和短圓柱定位，用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定。楔式動力卡盤，通過短圓錐端蓋的短圓錐與機床法蘭式主軸端部相連接，用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定。

這兩種結構的楔式動力卡盤有如下缺點：由于機床主軸通孔被連接液/氣缸和楔心套的拉管(桿)占用，加工范圍受到了很大限制，只能加工盤類工件(或較細的軸類零件)，無法加工長軸類零件。前置式氣動動力卡盤，雖然取消了安裝在機床床頭箱尾部的氣缸和機床主軸通孔內(nèi)的拉管(桿)，將氣缸前置與動力卡盤連接在一起，不占用機床主軸通孔的空間，但由于受到夾緊力和結構的限制，這種結構的動力卡盤，外圓和厚度尺寸較大，通孔直徑較小，質(zhì)量較大，滑座與楔心套相配合的工型導軌槽和T型導軌槽的根部為直角，應力比較集中，很容易斷裂，安全方面存在隱患，由于這些因素的影響，楔式動力卡盤和前置式氣動動力卡盤的強度、剛性、安全性較難提高，卡盤中孔直徑較小，加工范圍受到限制。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種結構簡單、低成本、高強度、安全性高、整體尺寸小、夾緊力大、生產(chǎn)效率高的多作用外曲線徑向柱塞液壓馬達與楔式動力卡盤融為一體的前置式液/氣)動高速大通孔楔式動力卡盤。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種外曲線徑向柱塞液壓馬達驅(qū)動的楔式動力卡盤，包括由中心旋轉(zhuǎn)部件驅(qū)動卡盤卡爪張合實現(xiàn)工件松緊的卡盤盤體。所述中心旋轉(zhuǎn)部件為后部連接驅(qū)動馬達、前端設置工型導軌槽的楔心套；所述工型導軌槽內(nèi)設置滑座，所述滑座關聯(lián)所述卡盤卡爪。所述馬達為外曲線徑向柱塞液壓馬達，包括外輪廓呈曲線狀的盤式轉(zhuǎn)子、套于所述轉(zhuǎn)子外部的定子、若干間隔在所述轉(zhuǎn)子外圓周上用于支頂所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的柱塞，以及由浮動式前置配油/配氣環(huán)、內(nèi)配油/配氣環(huán)、中心配油/配氣盤、密封部件、導油槽構成的用于驅(qū)動所述柱塞上下移動的液/氣壓通路，并配設液/氣壓供給系統(tǒng)。

優(yōu)選方式下，所述外曲線徑向柱塞液壓馬達還包括位于所述液/氣壓通路中的蓄能器，所述蓄能器包括蓄能器活塞、蓄能器彈簧。

此外，卡盤后端設置有用于連接A型、C型或D型機床法蘭主軸端部的連接鎖定部件。

本發(fā)明卡盤結構簡單、低成本、高強度、安全性高、整體尺寸小、夾緊力大、生產(chǎn)效率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明卡盤原理側向剖視結構示意圖；

圖2是外曲線徑向柱塞液壓馬達的驅(qū)動原理結構示意圖；

圖3是本發(fā)明雙液控單向閥的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明畜能器的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明在卡盤盤體加工出的徑向柱塞油缸結構示意圖；

圖6是本發(fā)明液/氣壓系統(tǒng)原理圖；

圖7是本發(fā)明浮動式前置配油環(huán)的結構示意圖；

圖8是圖7所示的X-X向剖視示意圖；

圖9是卡盤盤體的立體結構示意圖；

圖10是中心配油/配氣盤的立體結構示意圖；

圖11是滑座的立體結構示意圖；

圖12是楔心套的立體結構示意圖；

圖13是內(nèi)配油/配氣環(huán)的結構示意圖；

圖14是圖13所示內(nèi)配油/配氣環(huán)的側視結構示意圖；

圖15是圖13所示Y-Y向剖面結構示意圖；

圖16是圖13所示Z-Z向剖面結構示意圖。

具體實施方式

如圖1～16所示，本發(fā)明的前置式液/氣動高速大通孔楔式動力卡盤包括：浮動式前置配油/配氣環(huán)1、特制的密封圈2、內(nèi)配油/配氣環(huán)3(如圖13～16)、卡盤盤體4、短圓錐端蓋5(結構不同，分別用于A、C、D型機床法蘭式主軸端部)、連接卡盤與機床法蘭式主軸端部用的圓柱頭內(nèi)六角螺釘8(A型機床法蘭式主軸端部用)、插銷螺栓和帶肩螺母10(C型機床法蘭式主軸端部用)、拉桿11(D型機床法蘭式主軸端部用)、雙液控單向閥(見圖3)、控制活塞12、壓縮彈簧13、卸載閥閥芯14、單向閥閥芯15、(蓄能器見圖3)、蓄能器活塞16、蓄能器彈簧17(見圖4)、外曲線轉(zhuǎn)子18、中心配油/配氣盤19(如圖10)、在盤體上加工出的徑向柱塞油缸(見圖5)、斜頭柱塞20、楔心套21(如圖12)、滑座22、壓配式壓注油杯、卡爪24、T型螺母25、密封端蓋26等。

本發(fā)明原理結構如圖1和2所示，外曲線徑向柱塞液壓馬達驅(qū)動的楔式動力卡盤，包括由中心旋轉(zhuǎn)部件驅(qū)動卡盤卡爪張合實現(xiàn)工件松緊的卡盤盤體4(如圖9)；所述中心旋轉(zhuǎn)部件為后部連接驅(qū)動馬達、前端設置工型導軌槽的楔心套21；所述工型導軌槽內(nèi)設置滑座22，所述滑座22關聯(lián)所述卡盤卡爪；所述馬達為外曲線徑向柱塞液壓馬達，包括外輪廓呈曲線狀的盤式轉(zhuǎn)子18、套于所述轉(zhuǎn)子18外部的定子、若干間隔在所述轉(zhuǎn)子外圓周上用于支頂所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的柱塞20，以及由浮動式前置配油/配氣環(huán)1、內(nèi)配油/配氣環(huán)3、中心配油/配氣盤19、密封部件、導油槽構成的用于驅(qū)動所述柱塞20上下移動的液/氣壓通路，并配設液/氣壓供給系統(tǒng)。

其中，在卡盤盤體的前端，徑向設置有均布的T型導軌槽，滑座(如圖11所示)可相對于卡盤盤體在T型導軌槽內(nèi)徑向滑動，滑座22與卡爪24通過1.5*60 。梳齒和T型螺母用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定。

在卡盤盤體的里孔設置有楔心套21(如圖12所示)，滑座22與楔心套21相配合的工型導軌槽，采用側面楔形結構，減少卡爪上浮，增加強度。

卡盤盤體里孔還設置有外曲線轉(zhuǎn)子18、內(nèi)配油/配氣環(huán)3、中心配油/配氣盤19。外曲線轉(zhuǎn)子18與內(nèi)配油/配氣盤3經(jīng)短圓柱與短止口定位，用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定，并用圓錐銷加強定位，防止產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動；外曲線轉(zhuǎn)子的外緣表面設有n個均勻凹槽，形狀為正弦曲線面(單邊)，凹槽的數(shù)目就是馬達柱塞的作用次數(shù)(本實施例為n＝8)，凹槽的左右兩側面分別為進油區(qū)段(即工作區(qū)段)和回油區(qū)段。

如圖7和8所示，浮動式前置配油環(huán)1的外圓有兩圈間斷且均布分布的凹槽作為配油槽，間斷部分為封閉區(qū)，配油槽與封閉區(qū)夾角相同，A圈和B圈的配油槽和封閉區(qū)相對應，控制油路的運行，每圈的凹槽數(shù)量與轉(zhuǎn)子凹槽數(shù)相同(本實施例n＝8)。與配液/氣盤外圓相配合的卡盤盤體的里孔沿卡盤盤體軸線方向有兩圈，沿圓周方向配有2y組油路，數(shù)量與柱塞數(shù)相等(本實施例y＝6)、壓力油通過配液/氣盤的凹槽與卡盤盤體內(nèi)孔徑向均布的2y組油路孔或?qū)蝈e開，依次控制斜頭柱塞的進油或排油，斜頭柱塞在壓力油的作用下，沿卡盤徑向向中心移動，推動外曲線轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；外曲線轉(zhuǎn)子中孔設有內(nèi)螺紋，與楔心套的外螺紋相嚙合，外曲線轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，帶動楔心套沿卡盤盤體軸向移動，楔心套帶動滑座和卡爪沿卡盤盤體徑向滑動，實現(xiàn)夾緊或松開工件。

如圖4，在卡盤盤體內(nèi)設置有z個儲能器(本實施例z＝2個；見圖4)，分別設置在卡盤的進、出液/氣路上，蓄能器內(nèi)設有蓄能器活塞和蓄能器彈簧，卡盤工作中的壓力損失由蓄能器補充。在卡盤盤體內(nèi)還設置有雙液控制單向閥(見圖2)，當壓力油從第一腔流入時，控制活塞右行，先推開卸載閥閥芯，再推開單向閥閥芯，壓力油從第一腔流入，進入卡盤油路工作系統(tǒng)后，從第二腔流出回油箱，反之壓力油從第二腔流入，從第一腔流出，當兩腔均沒有壓力時，左右兩端單向閥在各自彈簧力的作用下將各自的閥口封閉，進出油路均被封閉，對卡盤各腔的油壓進行保壓鎖定。

在卡盤盤體的后端，還設有短圓錐端蓋5(結構不同，分別配A、C、D型機床法蘭式主軸端部)，連接卡盤與機床主軸的圓柱內(nèi)六角螺釘8(A型機床法蘭式主軸端部用)；插銷螺栓和帶肩螺母10(C型機床法蘭式主軸端部用)；和拉桿11(D型機床法蘭式主軸端部用)，短圓錐端蓋均以短圓柱與卡盤盤體的短止口定位，用圓柱頭內(nèi)六角螺釘固定，楔式動力卡盤經(jīng)短圓錐端蓋上的短圓錐與機床法蘭式主軸端部相配合，分別用圓柱頭內(nèi)六角螺釘8(A型機床法蘭式主軸端部用)，插銷螺栓和帶肩螺母10(C型機床法蘭式主軸端部用)，拉桿11(D型機床法蘭式主軸端部用)固定。

如圖3，控制油/氣路：在卡盤盤體外圓配置有外配油/氣環(huán)，環(huán)內(nèi)有A、B兩條環(huán)形配油/氣槽，外配油/氣槽內(nèi)有特制的密封圈密封。內(nèi)配油/氣環(huán)的內(nèi)孔和外圓各有A、B兩條配液/氣槽。內(nèi)配油/氣環(huán)的外圓A槽與外配油/氣環(huán)A槽相配，內(nèi)配液/氣環(huán)的外圓B槽與外配油/氣環(huán)B槽相配，實現(xiàn)系統(tǒng)的進路和回路。A路來的壓力液/氣經(jīng)上述A的油路進入盤體內(nèi)的雙液控單向閥A腔，打開A腔的單向閥閥芯，流經(jīng)蓄能器、內(nèi)配液/氣環(huán)油路進入配油盤的A槽口，經(jīng)盤體內(nèi)的徑向油路進入柱塞，推動柱塞運行。與此同時雙液控單向閥的控制活塞(閥芯)向右移動，推動單向閥閥芯打開B腔，回液/氣路打開，柱塞的回液/氣經(jīng)此路回油箱。

本發(fā)明的工作過程，結合圖6的液壓/氣壓供給系統(tǒng)說明。夾緊工件時，系統(tǒng)的壓力液/氣經(jīng)1DT得電的中位卸載式三位五通電磁滑閥(見附圖6液壓系統(tǒng)原理圖)，流入內(nèi)配液/氣環(huán)的圓環(huán)型油槽A(內(nèi)配液/氣環(huán)與卡盤盤體采用過盈配合壓入盤體的外圓，靠過盈量對壓力油進行封閉，并用圓錐銷定位，防止產(chǎn)生相對位移)，流入設置在卡盤盤體內(nèi)的雙液控單向閥的A腔(見附圖3)，控制活塞右行，先推開卸載閥閥芯，再推開單向閥閥芯，壓力油從A腔流入，進入卡盤的油路系統(tǒng)后從B腔流出?？ūP盤體徑向有與配液/氣盤外圓液/氣槽相對應的孔，壓力油經(jīng)雙液單向閥A腔流入內(nèi)配液/氣環(huán)環(huán)形油槽A，轉(zhuǎn)換后經(jīng)卡盤盤體徑向油孔A，流入配液/氣盤環(huán)形油槽A，油槽接通時，再經(jīng)卡盤盤體內(nèi)的另一條徑向油路流入設置在盤體內(nèi)徑向的柱塞油缸，壓力油推動斜頭柱塞向卡盤中心移動，進而推動外曲線轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，帶動楔心套軸向移動，斜頭柱塞移動至低點，配油盤外圓面將壓力液/氣路封閉，同時另一條液/氣路打開，繼續(xù)轉(zhuǎn)動的外曲線轉(zhuǎn)子將斜頭柱塞推至外曲線頂點，斜頭柱塞將徑向柱塞油缸內(nèi)的(見圖5)壓力油推出，進入回油油路，經(jīng)內(nèi)配液/氣環(huán)的環(huán)形配液/氣環(huán)B，經(jīng)雙液控制單向閥B腔回油箱，實現(xiàn)夾緊工件。

加工工件時，三位五通電磁滑閥處于中位卸載狀態(tài)，卡盤盤體內(nèi)的油壓由雙液控單向閥(也稱“液壓鎖”)封閉液/氣路，卡盤內(nèi)的壓力油處于保壓狀態(tài)，加工過程中的油壓損失由設置在卡盤盤體內(nèi)的蓄能器(見圖4)補充(本專利卡盤有2個蓄能器，分別配置在回油油路和進油油路上)。因在無壓狀態(tài)下，前置式浮動配液/氣環(huán)及特制密封圈與卡盤盤體的接觸力很小，卡盤旋轉(zhuǎn)過程中的摩擦力也很小。

松開工件時，三位五通電磁滑閥(見圖6液壓系統(tǒng)原理圖)的2DT得電,系統(tǒng)的壓力液/氣經(jīng)三位五通電磁滑閥，實現(xiàn)油路換向，外曲線轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，帶動楔心套反向移動，松開工件。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。