一种高精全接触面卡盘的制作方法

1.本发明涉及车床夹具领域，特别是涉及一种高精全接触面卡盘。


背景技术：

2.车床是一种用于轴类工件加工的机械设备，使用过程是将工件装夹在卡盘上，利用车床的主轴使工件沿轴线高速转动，同时利用车床上的刀具对工件进行加工。目前，车床的夹具很难实现工件在高主轴速度下进行车削，导致工期延长，从而降低生产效率，其原因是主轴在高速转动时其离心力会增加，导致夹具的夹持力降低，从而降低了切削精度并增加了加工风险，而且现有夹具与工件的接触面积有限，缺少良好的同心度，容易造成工件需要返工。另外在生产不同直径的工件时，无法快速更换零件，造成每个工序时间增加。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高精全接触面卡盘，该卡盘可适应高主轴转速条件下的工件加工，且不受离心力的影响，而且可实现不同尺寸工件的快速装卸。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种高精全接触面卡盘，包括主轴箱、卡盘组件、拉钉和液压装置，所述主轴箱内设有中空的主轴，所述主轴一端连接有卡盘组件，所述卡盘组件包括连接盘、尾盘、中盘、外盘、拉簧和弹簧夹头，所述连接盘、尾盘、中盘和外盘均呈环形且依次连接，所述拉簧套装在尾盘和中盘之间，所述拉簧包括一体成型的直筒段、锥筒段和收缩段，所述锥筒段较小直径的一端朝向收缩段，直筒段中部均匀加工有沿轴线贯穿锥筒段和收缩段的弹簧槽，相邻弹簧槽之间的收缩段上加工有多条沿轴线设置的通槽，所述收缩段的外壁上加工有卡勾，所述直筒段远离锥筒段的一端与拉钉螺纹连接，所述拉钉穿过中空的主轴后与液压装置连接，所述中盘内壁加工有与锥筒段适配的锥部，使拉簧的锥筒段和收缩段收紧，所述弹簧夹头套装在外盘内部，所述弹簧夹头尾部加工有与卡勾配合的卡槽，所述外盘远离中盘的一端加工有正六边形的斜锥面，斜锥面较小的一端朝向中盘，所述弹簧夹头的夹持部为六边形。
6.所述弹簧夹头包括一体成型的筒体部和夹持部，筒体部位圆形，夹持部呈六边形的锥形，夹持部中部加工有装夹孔，所述夹持部上沿轴线方向加工有三条与装夹孔连通的弹簧过度槽，每条弹簧过渡槽位于夹持部相邻的边上，所述过度槽内安装有橡胶垫，所述筒体部内壁上加工有与拉簧上卡勾配合的卡槽，所述夹持部远离筒体部一端的端面上加工有三组均匀设置的装配孔，每组装配孔位于相邻弹簧过渡槽之间，所述每组装配孔均由两个盲孔组成。
7.还包括装夹手柄，所述装夹手柄包括支撑套、固定手柄、固定块、滑块、活动手柄、连杆结构、复位簧和固定钉，所述支撑套一端连接有固定手柄，另一端连接有固定块，所述固定块远离支撑套的端面上加工有三条均匀设置的滑槽，每条滑槽内均设置有可在滑槽内滑动的滑块，所述支撑套内部设有与每个滑块连接的连杆结构，所述支撑套中部铰接有活
动手柄，活动手柄与连杆结构远离滑块一端连接，活动手柄可通过连杆结构推动滑块均匀的张开，所述连杆结构外侧套装有顶块活动手柄的复位簧，所述滑块上安装有与装配孔对齐的固定钉。
8.所述连杆结构包括推杆和均匀铰接在推杆外壁上的三条滑杆，每条滑杆与对应的滑块连接。
9.所述连接盘与主轴固定连接。
10.所述主轴箱一侧设有电动机，电动机的输出轴通过皮带与主轴箱的输入轴连接。
11.本发明提供的高精全接触面卡盘具有的有益效果是：
12.(1)通过在卡盘组件内设置拉簧和弹簧夹头，并在拉簧上设置勾住弹簧夹头的收缩段，可实现不同规格弹簧夹头的快速更换，以实现对不同尺寸工件的快速夹持，同时设置六边形的弹簧夹头，配合六边形的外盘可提高弹簧夹头与工件的接触面积，从而使弹簧夹头适应高速切削状态，并能在高速切削状态下使弹簧夹头不受离心力的影响，提高切削精度；
13.(2)通过在弹簧夹头上加工装配孔，可通过装夹手柄可实现弹簧夹头的快速装卸，以实现对不同规格工件的快速装夹，提高加工效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1为本发明实施例提供的结构示意图。
16.图2为本发明实施例提供的卡盘组件的内部结构示意图。
17.图3为本发明实施例提供的拉簧的结构示意图。
18.图4为本发明实施例提供的弹簧夹头的结构示意图。
19.图5为本发明实施例提供的弹簧夹头的内部结构示意图。
20.图6为本发明实施例提供的装夹手柄的结构示意图。
21.附图标记：1、主轴箱；11、主轴；2、卡盘组件；21、连接盘；22、尾盘；23、中盘；231、锥部；24、外盘；241、斜锥面；25、拉簧；251、直筒段；252、锥筒段；253、收缩段；254、弹簧槽；255、通槽；256、卡勾；26、弹簧夹头；261、筒体部；262、卡槽；263、夹持部；264、装夹孔；265、弹簧过度槽；266、橡胶垫；267、装配孔；3、拉钉；4、液压装置；5、装夹手柄；51、支撑套；52、固定手柄；53、固定块；531、滑槽；54、滑块；55、活动手柄；56、连杆结构；561、推杆；562、滑杆；57、复位簧；58、固定钉；6、电动机；7、皮带。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.实施例
26.如图1～图5所示，本实施例提供的高精全接触面卡盘包括主轴箱1、卡盘组件2、拉钉3和液压装置4，所述主轴箱1一侧设有电动机6，电动机6的输出轴通过皮带7与主轴箱1的输入轴连接，为主轴箱1提供动力，所述主轴箱1内设有中空的主轴11，所述主轴11一端连接有卡盘组件2，所述卡盘组件2包括连接盘21、尾盘22、中盘23、外盘24、拉簧25和弹簧夹头26，所述连接盘21与主轴11固定连接，所述连接盘21、尾盘22、中盘23和外盘24均呈环形且依次连接，其中部形成中空的通道用于安装拉簧25和弹簧夹头26，所述拉簧25套装在尾盘22和中盘23之间，所述拉簧25包括一体成型的直筒段251、锥筒段252和收缩段253，所述锥筒段252较小直径的一端朝向收缩段253，直筒段251中部均匀加工有沿轴线贯穿锥筒段252和收缩段253的弹簧槽254，相邻弹簧槽254之间的收缩段253上加工有多条沿轴线设置的通槽255，所述收缩段253的外壁上加工有卡勾256，所述直筒段251远离锥筒段252的一端与拉钉3螺纹连接，所述拉钉3穿过中空的主轴11后与液压装置4连接，液压装置4为液压油缸，液压装置4通过拉钉3拉动拉簧25在连接盘21、尾盘22、中盘23和外盘24内的通道移动，所述中盘23内壁加工有与锥筒段252适配的锥部231，使拉簧25的锥筒段252和收缩段253收紧，拉簧25的锥筒段252和收缩段253收紧后收缩段253上的卡勾256收拢，所述弹簧夹头26套装在外盘24内部，所述弹簧夹头26尾部加工有与卡勾256配合的卡槽262，所述外盘24远离中盘23的一端加工有正六边形的斜锥面241，斜锥面241较小的一端朝向中盘23，所述弹簧夹头26的夹持部263为六边形，所述弹簧夹头26包括一体成型的筒体部261和夹持部263，筒体部261位圆形，夹持部263呈六边形的锥形，且与外盘24上的斜锥面241适配，夹持部263中部加工有装夹孔264，弹簧夹头26可以有多个，且每个弹簧夹头26的装夹孔264尺寸不一，以适应不同直径的工件加工，所述夹持部263上沿轴线方向加工有三条与装夹孔264连通的弹簧过度槽265，每条弹簧过渡槽位于夹持部263相邻的边上，所述过度槽内安装有橡胶垫266，通过橡胶垫266，可使夹持部263在装夹工件时具有减震的效果，同时可保证夹持力更加，所述筒体部261内壁上加工有与拉簧25上卡勾256配合的卡槽262，通过拉簧25上的卡勾256勾住卡槽262，可带动弹簧夹头26与外盘24上的斜锥面241配合夹紧工件，同时可实现不同口径弹簧夹头26的快速更换，更换时，液压装置4通过拉钉3使拉簧25朝向中盘23移动，在中盘23的锥部231的作用下使拉簧25的收缩段253收拢，此时，卡勾256从卡槽262内移出，就可将弹簧夹头26取出，更换新的弹簧夹头26，所述夹持部263远离筒体部261一端的端面上加工有三组均匀设置的装配孔267，每组装配孔267位于相邻弹簧过渡槽之间，所述每组装配孔267均由两个盲孔组成。
27.如图6所示，为了实现快速更换弹簧夹头26，还包括装夹手柄5，所述装夹手柄5包
括支撑套51、固定手柄52、固定块53、滑块54、活动手柄55、连杆结构56、复位簧57和固定钉58，所述支撑套51一端连接有固定手柄52，另一端连接有固定块53，所述固定块53远离支撑套51的端面上加工有三条均匀设置的滑槽531，每条滑槽531内均设置有可在滑槽531内滑动的滑块54，所述支撑套51内部设有与每个滑块54连接的连杆结构56，所述连杆结构56包括推杆561和均匀铰接在推杆561外壁上的三条滑杆562，推杆561在支撑套51内部沿固定块53垂直方向移动，每条滑杆562与对应的滑块54连接，所述支撑套51中部铰接有活动手柄55，活动手柄55与连杆结构56远离滑块54一端连接，活动手柄55可通过连杆结构56推动滑块54均匀的张开，所述滑块54上安装有与装配孔267对齐的固定钉58，使用时将固定钉58插入装配孔267内，随后握着活动手柄55朝向固定手柄52移动，此时活动手柄55带动推杆561朝向固定块53移动，固定块53移动时，铰接在推杆561上的滑杆562张开，用于推动滑块54张开，此时固定钉58撑开装配孔267，利用摩擦力固定弹簧夹头26，随后更换外盘24内的弹簧夹头26，所述连杆结构56外侧套装有顶块活动手柄55的复位簧57，复位簧57可用于在松开活动手柄55后，推动活动手柄55转动，利用活动手柄55将推杆561拉回，此时拉杆通过滑杆562将滑块54推回原位，需要注意的是，活动手柄55在不受力的状态下每个滑块54上的固定钉58位置与弹簧夹头26上装配孔267的位置对齐。
28.本发明的使用方法是：
29.使用时，通过液压装置4使拉钉3朝向卡盘组件2移动，此时拉钉3推动拉簧25向外盘24移动，在中盘23的锥部231与拉簧25的锥筒段252接触时，拉簧25的锥筒段252和收缩段253在中盘23的作用下收拢，然后利用装夹手柄5将对应的弹簧夹头26放入卡盘组件2的外盘24，装夹手柄5工作时，工作人员将滑块54具有固定钉58的一端插入弹簧夹头26的装配孔267内，随后握住活动手柄55，使活动手柄55朝向固定手柄52移动，活动手柄55在移动的过程中，推动推杆561朝向固定块53移动，使推杆561上的滑杆562撑开滑块54，滑块54撑开后，将推力作用在弹簧夹头26的装配孔267内，利用摩擦力夹紧弹簧夹头26，接着将弹簧夹头26送入外盘24并向外盘24内部推动，推动到位后，弹簧夹头26的筒体部261套装在拉簧25的收缩段253上，接着液压装置4带动拖动拉钉3使拉簧25朝向弹簧夹头26的反向运动，拉簧25在移动的过冲中，锥筒段252与中盘23松开，此时收缩段253不受力张开，收缩段253上的卡勾256勾住弹簧夹头26圆筒段的卡槽262，接着将待加工的工件放入弹簧夹头26的装夹孔264内，并控制液压装置4继续拖动拉钉3使拉簧25朝向弹簧夹头26的反向运动，拉簧25上的卡勾256勾住卡槽262朝向卡盘组件2内部运动，使弹簧夹头26朝向卡盘组件2内部移动，弹簧夹头26移动的过程中，外盘24上的斜锥面241与弹簧夹头26上的夹持部263配合，夹紧工件，完成工件的装夹，随后机床对工件进行加工，由于弹簧夹头26的弹簧过渡槽内填充有橡胶垫266，而橡胶垫266具有一定的弹性形变，因此六边形的弹簧夹头26配合六边形的斜锥面241可为工件提供足够的夹持力，使其满足高速加工。
30.更换工件时，液压装置4推动拉钉3朝向弹簧夹头26移动一定位置，使弹簧夹头26的夹持部263与外盘24的斜锥面241分离，此时将加工完成的工件拆除，同时换上新的工件，接着液压装置4反向拉动拉钉3，利用拉簧25上的卡勾256勾住弹簧夹头26上的卡槽262，带动弹簧夹头26向内移动，利用外盘24上的斜锥面241卡住弹簧夹头26的夹持部263，再次完成工件的装夹。
31.更换弹簧夹头26时，液压装置4推动拉钉3朝向弹簧夹头26移动，使拉簧25的锥筒
段252与中盘23的锥部231接触，使拉簧25的收缩段253收拢，卡勾256从弹簧夹头26的卡槽262内移出，工人通过装夹手柄5将外盘24上的弹簧夹头26取出，并换上新的弹簧夹头26，接着液压装置4反向运动，通过拉钉3拉动拉簧25，使拉簧25上的锥筒段252不受力，此时收缩段253张开，收缩段253上的卡勾256勾住更换后的弹簧夹头26上的卡槽262，完成弹簧夹头26的更换。
32.以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。

技术特征：
1.一种高精全接触面卡盘，其特征在于：包括主轴箱、卡盘组件、拉钉和液压装置，所述主轴箱内设有中空的主轴，所述主轴一端连接有卡盘组件，所述卡盘组件包括连接盘、尾盘、中盘、外盘、拉簧和弹簧夹头，所述连接盘、尾盘、中盘和外盘均呈环形且依次连接，所述拉簧套装在尾盘和中盘之间，所述拉簧包括一体成型的直筒段、锥筒段和收缩段，所述锥筒段较小直径的一端朝向收缩段，直筒段中部均匀加工有沿轴线贯穿锥筒段和收缩段的弹簧槽，相邻弹簧槽之间的收缩段上加工有多条沿轴线设置的通槽，所述收缩段的外壁上加工有卡勾，所述直筒段远离锥筒段的一端与拉钉螺纹连接，所述拉钉穿过中空的主轴后与液压装置连接，所述中盘内壁加工有与锥筒段适配的锥部，使拉簧的锥筒段和收缩段收紧，所述弹簧夹头套装在外盘内部，所述弹簧夹头尾部加工有与卡勾配合的卡槽，所述外盘远离中盘的一端加工有正六边形的斜锥面，斜锥面较小的一端朝向中盘，所述弹簧夹头的夹持部为六边形。2.根据权利要求1所述的高精全接触面卡盘，其特征在于：所述弹簧夹头包括一体成型的筒体部和夹持部，筒体部位圆形，夹持部呈六边形的锥形，夹持部中部加工有装夹孔，所述夹持部上沿轴线方向加工有三条与装夹孔连通的弹簧过度槽，每条弹簧过渡槽位于夹持部相邻的边上，所述过度槽内安装有橡胶垫，所述筒体部内壁上加工有与拉簧上卡勾配合的卡槽，所述夹持部远离筒体部一端的端面上加工有三组均匀设置的装配孔，每组装配孔位于相邻弹簧过渡槽之间，所述每组装配孔均由两个盲孔组成。3.根据权利要求2所述的高精全接触面卡盘，其特征在于：还包括装夹手柄，所述装夹手柄包括支撑套、固定手柄、固定块、滑块、活动手柄、连杆结构、复位簧和固定钉，所述支撑套一端连接有固定手柄，另一端连接有固定块，所述固定块远离支撑套的端面上加工有三条均匀设置的滑槽，每条滑槽内均设置有可在滑槽内滑动的滑块，所述支撑套内部设有与每个滑块连接的连杆结构，所述支撑套中部铰接有活动手柄，活动手柄与连杆结构远离滑块一端连接，活动手柄可通过连杆结构推动滑块均匀的张开，所述连杆结构外侧套装有顶块活动手柄的复位簧，所述滑块上安装有与装配孔对齐的固定钉。4.根据权利要求3所述的高精全接触面卡盘，其特征在于：所述连杆结构包括推杆和均匀铰接在推杆外壁上的三条滑杆，每条滑杆与对应的滑块连接。5.根据权利要求1所述的高精全接触面卡盘，其特征在于：所述连接盘与主轴固定连接。6.根据权利要求1所述的高精全接触面卡盘，其特征在于：所述主轴箱一侧设有电动机，电动机的输出轴通过皮带与主轴箱的输入轴连接。
技术总结
本发明公开了一种高精全接触面卡盘，包括主轴箱、卡盘组件、拉钉和液压装置，主轴箱设有中空的主轴，主轴一端连接有卡盘组件，卡盘组件包括连接盘、尾盘、中盘、外盘、拉簧和弹簧夹头，连接盘、尾盘、中盘和外盘均呈环形且依次连接，拉簧套装在尾盘和中盘之间，拉簧一端与拉钉连接，拉钉穿过主轴后与液压装置连接，弹簧夹头套装在外盘内部，弹簧夹头尾部与拉簧卡合，弹簧夹头的夹持部为六边形。本发明通过在卡盘组件内设置拉簧和弹簧夹头，通过拉簧与弹簧夹头卡合，实现对不同尺寸工件的快速更换，同时设置六边形的弹簧夹头，可提高弹簧夹头与工件的接触面积，从而使弹簧夹头适应高速切削状态，提高切削精度。提高切削精度。提高切削精度。


技术研发人员：袁宇新 杨涛 郑艳萍 邹大金 胡俊 何磊 苟涛 徐贤兵 万沛东 陈星琦
受保护的技术使用者：成都工贸职业技术学院
技术研发日：2021.03.29
技术公布日：2021/6/24