CN109894643A - 一种模块化卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种模块化卡盘，涉及机加工、焊接和检验检测技术领域。包括卡盘体和工件夹持模块，所述工件夹持模块与卡盘体固定连接，所述工件夹持模块上设有用于固定工件的工件固定机构；所述卡盘体包括卡盘本体和本体涨套，所述本体涨套与卡盘本体密封连接，在卡盘本体与本体涨套之间设有卡盘紧固液压腔，卡盘本体连接有与卡盘紧固液压腔连通的卡盘增压机构。利用卡盘增压机构增加卡盘紧固液压腔内液压油等工作介质的压力，本体涨套涨紧固定工件夹持模块，工件通过工件固定机构固定在工件夹持模块上，工件夹持模块通过夹持涨套自动涨紧固定，实现自动定心，定位精度更高，而且没有磨损，使用寿命更长。

Description

一种模块化卡盘

技术领域

本发明实施例涉及机加工、焊接和检验检测技术领域，具体涉及一种模块化卡盘。

背景技术

在机加工领域，在对工件进行加工之前，必须要使用夹具将工件固定在机床上，而且要求必须安装准确、稳固。目前用于固定工件的夹具主要有普通手动自定心卡盘和后拉式液压自定心卡盘两种。

普通手动自定心卡盘精度差，一般重复定位精度大于0.03MM，而且卡盘内部容易进入切削物，致使卡盘转动不畅,且更换卡爪时需要将其旋出，再用同等时间旋入新卡爪。后拉式液压自定心卡盘的重复精度一般在0.01MM左右，更换卡爪时需要旋去紧固螺丝，取下并按上卡爪，再旋紧螺丝。而且上述2种卡盘夹紧和松开时都存在滑动运动，这样就产生了滑动面的磨损，进而降低了精度和缩短了使用寿命。

同样在焊接和检验检测行业也都需要对各种工件进行可靠、高效固定。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种模块化卡盘，以解决现有技术中夹具定位精度低、使用寿命短、易卡死、更换卡爪耗费时间长的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，该模块化卡盘包括卡盘体和工件夹持模块，所述工件夹持模块与卡盘体固定连接，所述工件夹持模块上设有用于固定工件的工件固定机构；所述卡盘体包括卡盘本体和本体涨套，所述本体涨套与卡盘本体密封连接，在卡盘本体与本体涨套之间设有卡盘紧固液压腔，卡盘本体连接有与卡盘紧固液压腔连通的卡盘增压机构。

进一步地，所述的卡盘增压机构包括卡盘增压螺栓和卡盘增压柱塞，所述卡盘体上开设有连通卡盘紧固液压腔的卡盘柱塞孔，所述卡盘增压柱塞设置在卡盘柱塞孔内，所述卡盘增压螺栓螺纹连接在卡盘柱塞孔的外端内侧。

进一步地，所述的工件固定机构包括设置在工件夹持模块内侧的夹持涨套，所述夹持涨套与工件夹持模块密封连接，在工件夹持模块与夹持涨套之间设有工件固定液压腔，所述工件夹持模块上设有连通工件固定液压腔的工件固定增压机构。

进一步地，所述的夹持涨套的内侧设有防滑凸起。

进一步的，所述的工件夹持模块上设有密封设置的工件固定液压腔，所述工件夹持模块上设有连通工件固定液压腔的工件固定增压机构，所述工件固定机构包括楔形机构和工件卡盘，所述楔形机构连通工件固定液压腔，所述工件卡盘的中部通过拉结件连接楔形机构，所述工件卡盘的圆周上设有固定工件的固定环，在所述工件卡盘上径向开设有多个变形槽。

进一步的，所述的楔形机构包括楔形柱塞和拉紧锥体，所述工件夹持模块上设有连通工件固定液压腔的工件夹紧柱塞孔，所述楔形柱塞的一端***工件夹紧柱塞孔内，所述楔形柱塞的另一端与拉紧锥体的锥形面相配合，所述拉结件一端连接拉紧锥体，另一端连接工件卡盘。

进一步的，所述的工件固定机构包括固定芯轴，所述工件夹持模块的前端设有一个薄壁圆筒，所述固定芯轴设置在薄壁圆筒内，且薄壁圆筒前端与固定芯轴密封连接，所述固定芯轴后端与工件夹持模块固定连接，在薄壁圆筒与固定芯轴之间设有工件固定液压腔，所述工件夹持模块上设有连通工件固定液压腔的工件固定增压机构。

进一步的，所述的工件固定增压机构包括工件固定柱塞和工件固定螺栓，所述工件夹持模块上设有连通工件固定液压腔的模块柱塞孔，所述工件固定柱塞设置在模块柱塞孔内，所述工件固定螺栓螺纹连接在模块柱塞孔的外端内侧。

进一步的，所述的工件固定机构包括固定轴、锁紧轴套和蝶形弹簧片，所述固定轴固定在工件夹持模块前端，所述锁紧轴套套设在固定轴上，所述锁紧轴套两侧的固定轴上分别设有蝶形弹簧片，所述固定轴前端设有压紧蝶形弹簧片的弹簧压紧机构。

进一步的，所述的工件夹持模块前端设有一个固定套，所述工件固定机构包括空心弹簧锥形套和压紧螺纹套，所述空心弹簧锥形套设置在固定套前端内侧，所述固定套的前端内侧以及空心弹簧锥形套后部外侧为锥形面，所述空心弹簧锥形套上开设有多个变形槽，所述压紧螺纹套螺纹连接在固定套前端外侧，且压紧螺纹套的前端压紧在空心弹簧锥形套的前端。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例利用卡盘增压机构增加卡盘紧固液压腔内液压油等工作介质的压力，进而使得本体涨套发生变形，本体涨套涨紧固定工件夹持模块，由于需要夹持固定的工件形状有若干种，所以对应的设有多个工件夹持模块，工件通过工件固定机构固定在工件夹持模块上，工件夹持模块通过夹持涨套自动涨紧固定，实现自动定心，定位精度更高，而且没有磨损，使用寿命更长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种模块化卡盘的示意图；

图2为本发明实施例1提供的模块化卡盘的右视图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为图3中C处的局部放大图；

图6为本发明实施例2提供的模块化卡盘的结构示意图；

图7为本发明实施例2的工件夹持模块沿轴线的纵面剖视图；

图8为本发明实施例2的工件夹持模块的***示意图；

图9为本发明实施例3提供的模块化卡盘的结构示意图；

图10为本发明实施例3的工件夹持模块沿轴线的纵面剖视图；

图11为本发明实施例4提供的模块化卡盘的结构示意图；

图12为本发明实施例4的工件夹持模块沿轴线的纵面剖视图；

图13为本发明实施例5的工件夹持模块沿轴线的纵面剖视图；

图14为本发明实施例5中空心弹簧锥形套的结构示意图；

图中：1-机床主轴 2-卡盘体 3-工件夹持模块 4-工件 5-卡盘本体 6-本体涨套7-卡盘紧固液压腔 8-密封圈 9-卡盘增压柱塞 10-卡盘增压螺栓 11-卡盘柱塞孔 12-夹持涨套 13-工件固定液压腔 14-工件固定柱塞 15-工件固定螺栓 16-模块柱塞孔 17-防滑凸起 18-密封法兰 19-楔形柱塞 20-拉紧锥体 21-拉结螺栓 22-拉结螺母 23-定位盘24-工件卡盘 25-定位销 26-变形槽 27-固定芯轴 28-薄壁圆筒 29-蝶形弹簧片 30-锁紧轴套 31-压紧套 32-压紧螺母 33-固定轴 34-固定套 35-空心弹簧锥形套 36-压紧螺纹套。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

参见图1，该模块化卡盘包括卡盘体2和工件夹持模块3，工件夹持模块3与卡盘体2固定连接，工件夹持模块3上设有用于固定工件4的工件固定机构，卡盘体2用于连接到机床主轴1上，卡盘体2通过螺栓直接与机床主轴1固定连接。

参见图2～4，卡盘体2包括卡盘本体5和本体涨套6，本体涨套6与卡盘本体5密封连接，在卡盘本体5与本体涨套6之间设有卡盘紧固液压腔7，卡盘本体5连接有与卡盘紧固液压腔7连通的卡盘增压机构。本实施例的卡盘增压机构包括卡盘增压螺栓10和卡盘增压柱塞9，卡盘体2上开设有连通卡盘紧固液压腔7的卡盘柱塞孔11，卡盘增压柱塞9设置在卡盘柱塞孔11内，卡盘增压螺栓10螺纹连接在卡盘柱塞孔11的外端内侧。

参见图5，工件固定机构包括设置在工件夹持模块3内侧的夹持涨套12，夹持涨套12与工件夹持模块3密封连接，在工件夹持模块3与夹持涨套12之间设有工件固定液压腔13，工件夹持模块3上设有连通工件固定液压腔13的工件固定增压机构。为了固定更加牢固，本实施例在夹持涨套12的内侧设有防滑凸起17。工件固定增压机构包括工件固定柱塞14和工件固定螺栓15，工件夹持模块3上设有连通工件固定液压腔13的模块柱塞孔16，工件固定柱塞14设置在模块柱塞孔16内，工件固定柱塞14的圆周上固定有密封圈8，工件固定螺栓15螺纹连接在模块柱塞孔16的外端内侧。

本实施例中的工件4为圆柱体，也可以用于夹持圆筒体，将工件4放入夹持涨套12内侧，通过旋转工件固定螺栓15从而推动工件固定柱塞14在模块柱塞孔16内移动，使得工件固定液压腔13内的液压油等工作介质压力增加，进而使得夹持涨套12变形夹紧工件4。工件夹持模块3放入本体涨套6内，旋转卡盘增压螺栓10，推动卡盘增压柱塞9在卡盘柱塞孔11内移动，卡盘紧固液压腔7内的液压油等工作介质压力增加，进而使得本体涨套6夹紧工件夹持模块3，实现自动定心固定，定位精度更高，而且没有磨损，使用寿命更长。

实施例2

参见图6～8，本实施例的工件夹持模块3上设有密封设置的工件固定液压腔13，工件夹持模块3后侧设有密封工件固定液压腔13的密封法兰18。工件夹持模块3上设有连通工件固定液压腔13的工件固定增压机构，工件固定机构包括楔形机构和工件卡盘24，楔形机构连通工件固定液压腔13，工件卡盘24的中部通过拉结件连接楔形机构，工件夹持模块3的前侧固定有一个定位盘23，工件卡盘24通过定位销25连接定位盘23，而且定位销25的直径小于工件卡盘24上定位孔的直径，这样工件卡盘24可以相对定位销25发生一定的移动变形。工件卡盘24的圆周上设有固定工件4的固定环，工件4固定在固定环的内侧，在工件卡盘24上径向开设有多个变形槽26。本实施例中的卡盘体2与工件固定增压机构结构与实施例1相同，在此不再赘述。

楔形机构包括楔形柱塞19和拉紧锥体20，工件夹持模块3上设有连通工件固定液压腔13的工件夹紧柱塞孔，楔形柱塞19的一端***工件夹紧柱塞孔内，楔形柱塞19的另一端与拉紧锥体20的锥形面相配合，拉结件一端连接拉紧锥体20，另一端连接工件卡盘24。本实施例中的拉结件包括拉结螺栓21和拉结螺母22拉结螺栓21由前至后穿过工件卡盘24与拉紧锥体20后与拉结螺母22连接。

通过旋转工件固定螺栓15从而推动工件固定柱塞14在模块柱塞孔16内移动，使得工件固定液压腔13内的液压油等工作介质压力增加，进而推动楔形柱塞19向工件夹紧柱塞孔的外侧移动，楔形柱塞19进一步推动拉紧锥体20向后侧移动，拉紧锥体20通过拉结螺栓21带动工件卡盘24向后侧移动，工件4放置在工件卡盘24的固定环内侧，工件卡盘24向后侧移动的过程中发生一定变形，变形槽26贯穿固定环，固定环的直径缩小，进而夹紧工件4。本实施例的工件夹持模块3可以非常方便地夹持长度较小的圆盘或者圆环。

实施例3

参见图9～10，本实施例中工件夹持模块3的工件固定机构包括固定芯轴27，工件夹持模块3的前端设有一个薄壁圆筒28，固定芯轴27设置在薄壁圆筒28内，且薄壁圆筒28前端与固定芯轴27密封连接，固定芯轴27后端与工件夹持模块3固定连接，在薄壁圆筒28与固定芯轴27之间设有工件固定液压腔13，工件夹持模块3上设有连通工件固定液压腔13的工件固定增压机构。工件4套在薄壁圆筒28的外侧，薄壁圆筒28的厚度根据需要进行选择，本实施例中的薄壁圆筒28的厚度为1～5mm。

工件固定增压机构包括工件固定柱塞14和工件固定螺栓15，工件夹持模块3上设有连通工件固定液压腔13的模块柱塞孔16，工件固定柱塞14设置在模块柱塞孔16内，工件固定螺栓15螺纹连接在模块柱塞孔16的外端内侧。

通过旋转工件固定螺栓15从而推动工件固定柱塞14在模块柱塞孔16内移动，使得工件固定液压腔13内的液压油等工作介质压力增加，进而推动薄壁圆筒28向外侧变形，薄壁圆筒28涨紧固定工件4，本实施例中的工件夹持模块3可以非常方便夹持圆筒形工件4的内壁，不妨碍对工件4外壁进行加工。

实施例4

参见图11～12，本实施例中的工件固定机构包括固定轴33、锁紧轴套30和蝶形弹簧片29，固定轴33固定在工件夹持模块3前端，锁紧轴套30套设在固定轴33上，锁紧轴套30两侧的固定轴33上分别设有蝶形弹簧片29，固定轴33前端设有压紧蝶形弹簧片29的弹簧压紧机构。本实施例中的弹簧压紧机构包括压紧套31和压紧螺母32，压紧套31套设在固定轴33的前端，压紧螺母32连接在压紧套31前侧的固定轴33上。本实施例中在锁紧轴套30的每侧均设有两个蝶形弹簧片29，而且两个蝶形弹簧片29反方向成V形设置，可以提供更大的夹紧力。为了更加有利于蝶形弹簧片29变形，在蝶形弹簧片29上开设有多个变形槽26。

旋转压紧螺母32后，压紧套31向后侧挤压锁紧轴套30与蝶形弹簧片29，蝶形弹簧片29受压后变形，直径增加，从而夹紧在工件4的两端内壁，实现对工件4的牢固固定，本实施例可以非常方便夹持圆筒形工件4，不妨碍对工件4外壁进行加工。

实施例5

参见图13～14，本实施例在工件夹持模块3前端设有一个固定套34，工件固定机构包括空心弹簧锥形套35和压紧螺纹套36，空心弹簧锥形套35设置在固定套34前端内侧，固定套34的前端内侧以及空心弹簧锥形套35后部外侧为锥形面，空心弹簧锥形套35上开设有多个变形槽26，压紧螺纹套36螺纹连接在固定套34前端外侧，且压紧螺纹套36的前端压紧在空心弹簧锥形套35的前端。工件4的一端固定在空心弹簧锥形套35内侧。

旋转压紧螺纹套36后推动空心弹簧锥形套35向固定套34内侧移动，由于固定套34的前端内侧以及空心弹簧锥形套35后部外侧为锥形面，且空心弹簧锥形套35上开设有多个变形槽26，空心弹簧锥形套35向固定套34内侧移动的过程中发生变形，内径变小，从而将工件4夹紧固定。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种模块化卡盘，其特征在于：所述的模块化卡盘包括卡盘体(2)和工件夹持模块(3)，所述工件夹持模块(3)与卡盘体(2)固定连接，所述工件夹持模块(3)上设有用于固定工件(4)的工件固定机构；所述卡盘体(2)包括卡盘本体(5)和本体涨套(6)，所述本体涨套(6)与卡盘本体(5)密封连接，在卡盘本体(5)与本体涨套(6)之间设有卡盘紧固液压腔(7)，卡盘本体(5)连接有与卡盘紧固液压腔(7)连通的卡盘增压机构。

2.根据权利要求1所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的卡盘增压机构包括卡盘增压螺栓(10)和卡盘增压柱塞(9)，所述卡盘体(2)上开设有连通卡盘紧固液压腔(7)的卡盘柱塞孔(11)，所述卡盘增压柱塞(9)设置在卡盘柱塞孔(11)内，所述卡盘增压螺栓(10)螺纹连接在卡盘柱塞孔(11)的外端内侧。

3.根据权利要求1所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的工件固定机构包括设置在工件夹持模块(3)内侧的夹持涨套(12)，所述夹持涨套(12)与工件夹持模块(3)密封连接，在工件夹持模块(3)与夹持涨套(12)之间设有工件固定液压腔(13)，所述工件夹持模块(3)上设有连通工件固定液压腔(13)的工件固定增压机构。

4.根据权利要求3所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的夹持涨套(12)的内侧设有防滑凸起(17)。

5.根据权利要求1所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的工件夹持模块(3)上设有密封设置的工件固定液压腔(13)，所述工件夹持模块(3)上设有连通工件固定液压腔(13)的工件固定增压机构，所述工件固定机构包括楔形机构和工件卡盘(24)，所述楔形机构连通工件固定液压腔(13)，所述工件卡盘(24)的中部通过拉结件连接楔形机构，所述工件卡盘(24)的圆周上设有固定工件(4)的固定环，在所述工件卡盘(24)上径向开设有多个变形槽(26)。

6.根据权利要求5所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的楔形机构包括楔形柱塞(19)和拉紧锥体(20)，所述工件夹持模块(3)上设有连通工件固定液压腔(13)的工件夹紧柱塞孔，所述楔形柱塞(19)的一端***工件夹紧柱塞孔内，所述楔形柱塞(19)的另一端与拉紧锥体(20)的锥形面相配合，所述拉结件一端连接拉紧锥体(20)，另一端连接工件卡盘(24)。

7.根据权利要求1所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的工件固定机构包括固定芯轴(27)，所述工件夹持模块(3)的前端设有一个薄壁圆筒(28)，所述固定芯轴(27)设置在薄壁圆筒(28)内，且薄壁圆筒(28)前端与固定芯轴(27)密封连接，所述固定芯轴(27)后端与工件夹持模块(3)固定连接，在薄壁圆筒(28)与固定芯轴(27)之间设有工件固定液压腔(13)，所述工件夹持模块(3)上设有连通工件固定液压腔(13)的工件固定增压机构。

8.根据权利要求3、5或7所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的工件固定增压机构包括工件固定柱塞(14)和工件固定螺栓(15)，所述工件夹持模块(3)上设有连通工件固定液压腔(13)的模块柱塞孔(16)，所述工件固定柱塞(14)设置在模块柱塞孔(16)内，所述工件固定螺栓(15)螺纹连接在模块柱塞孔(16)的外端内侧。

9.根据权利要求1所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的工件固定机构包括固定轴(33)、锁紧轴套(30)和蝶形弹簧片(29)，所述固定轴(33)固定在工件夹持模块(3)前端，所述锁紧轴套(30)套设在固定轴(33)上，所述锁紧轴套(30)两侧的固定轴(33)上分别设有蝶形弹簧片(29)，所述固定轴(33)前端设有压紧蝶形弹簧片(29)的弹簧压紧机构。

10.根据权利要求1所述的模块化卡盘，其特征在于：所述的工件夹持模块(3)前端设有一个固定套(34)，所述工件固定机构包括空心弹簧锥形套(35)和压紧螺纹套(36)，所述空心弹簧锥形套(35)设置在固定套(34)前端内侧，所述固定套(34)的前端内侧以及空心弹簧锥形套(35)后部外侧为锥形面，所述空心弹簧锥形套(35)上开设有多个变形槽(26)，所述压紧螺纹套(36)螺纹连接在固定套(34)前端外侧，且压紧螺纹套(36)的前端压紧在空心弹簧锥形套(35)的前端。