CN118385977A - 一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，属于机床设备技术领域。包括：机体和夹爪机构，夹爪机构与机体的回转输出端固定连接，夹爪机构与机体之间通过紧固组件连接，夹爪机构包括卡盘和三组预紧组件，卡盘内开设有三个卡槽，三个卡槽呈环形均匀分布，三组预紧组件分别设置在三个卡槽内，预紧组件包括滑杆、卡块和第一弹簧，卡块远离第一弹簧的端部设有夹紧部件，三根滑杆相互靠近的一端通过驱动组件连接，卡盘外侧设有导流部件。本发明有效解决了卡块移动速度较慢，卡夹不便，且无法准确的控制力矩，容易造成压伤的问题。

Description

一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床

技术领域

本发明涉及机床设备技术领域，具体为一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床。

背景技术

机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为”工作母机”或”工具机”，习惯上简称机床,夹爪机构是机床上重要的组成部件，用于固定被加工的零件。

现有机床的夹爪机构多为三爪卡嵌式，通过三点固定，可使得工件具有良好的稳固性，如公告号为CN204276947U和CN210172570U的专利分别公开了一种三爪卡盘，均通过卡块的移动实现工件的加紧，卡块的移动均通过螺纹盘结构驱动，在驱动时，需要利用扳手拧动数圈，卡块移动速度较慢，卡夹十分不便，且拧动时，无法准确的控制力矩，容易扭转过度，对工件造成压伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，以解决上述背景技术中提出的利用扳手拧动数圈，卡块移动速度较慢，卡夹十分不便，且拧动时，无法准确的控制力矩，容易扭转过度，对工件造成压伤的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，包括：机体和夹爪机构，所述夹爪机构与机体的回转输出端固定连接；

所述夹爪机构与机体之间通过紧固组件连接，可以拆卸，所述夹爪机构包括卡盘和三组预紧组件，所述卡盘内开设有三个卡槽，三个所述卡槽呈环形均匀分布，三组所述预紧组件分别设置在三个卡槽内；

所述预紧组件包括滑杆、卡块和第一弹簧，所述滑杆转动安装在卡槽内，且与卡槽平行，所述卡块滑动嵌设在卡槽内，且套设在滑杆上，所述滑杆上开设有导程槽，卡块内壁滚动嵌设有滚珠，通过滚珠与导程槽卡嵌，导程槽使得卡块移动驱使滑杆转动，且滑杆转动驱使卡块移动，所述第一弹簧套设在滑杆上，且两端分别与卡槽内壁和卡块端部固定连接；

所述卡块远离第一弹簧的端部设有夹紧部件，三根所述滑杆相互靠近的一端通过驱动组件连接，所述卡盘外侧设有导流部件。

优选的，所述夹紧部件包括夹块、两根拉杆、两个第二弹簧、推杆、液压缸和压块，所述推杆滑动套设在卡块内，所述夹块固定安装在推杆内端，所述压块固定安装在推杆外端，所述液压缸固定安装在卡槽远离中心的内壁，且输出端朝向压块，所述卡块内对称开设有两个滑腔，两根所述拉杆均滑动嵌设在滑腔内，且外端均与夹块固定连接，两根所述第二弹簧分别套设在两根拉杆上，三根所述液压缸由导流部件驱动，三个卡槽内均设有刻度值。

优选的，所述导流部件包括封环、两根输送管和泵体装置，所述卡盘外侧开设有导流腔和回流腔，所述封环密封滑动嵌设在卡盘内，且覆盖导流腔和回流腔，两根所述输送管均固定套接在封环上，且分别与导流腔和回流腔导通，所述泵体装置固定安装在机体内，两根所述输送管顶端均通过连接头分别与泵体装置两个端口固定连接导通，所述液压缸两个端口分别与导流腔和回流腔固定连接导通。

优选的，所述驱动组件包括三个第一齿轮、第二齿轮、主轴、第三齿轮和齿条部件，三个所述第一齿轮分别固定套接在三根滑杆，所述主轴水平转动套接在卡盘中部，所述第二齿轮固定套接在主轴前端，且与三个第一齿轮均啮合连接，所述第三齿轮固定套接在主轴尾端，所述卡盘内开设有多个插孔，齿条部件通过插孔与第三齿轮连接。

优选的，所述齿条部件包括板体、多个齿块、多根销轴和多个扭簧，多根所述销轴均转动安装在板体内，多个所述齿块分别固定套接在多根销轴上，多个所述扭簧均卡嵌在板体内，且与销轴套接，在扭簧的扭力作用下，销轴单向偏转，板体端部固定安装有拉手。

优选的，所述紧固组件包括连接盘、多根螺杆和多个弹簧垫片，所述连接盘固定安装在卡盘后端，多根所述螺杆均转动套设在连接盘内，机体的回转输出端开设有多个相匹配的螺纹孔，多个所述弹簧垫片分别套设在多个螺杆上，且与连接盘后端固定连接，多个所述螺杆通过传动部件连接。

优选的，所述传动部件包括多个第四齿轮、齿圈、第五齿轮和转轴，多个所述第四齿轮分别固定套接在多根螺杆上，所述齿圈通过撑杆转动安装在连接盘内，且与多个第四齿轮啮合连接，所述转轴转动安装在连接盘内，且外端为六角螺钉状，所述第五齿轮固定安装在转轴内端，且与齿圈啮合连接。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过预紧组件、夹紧部件和驱动组件的配合，三个卡块同时快速靠近，将工件卡夹，实现预夹紧，对工件进行微调后，并最终实现均匀受力夹紧，实现工件的快速装载；

2、本发明通过液压缸的设置，实现精准卡夹，避免施力过度，在保证有效卡夹的同时，避免工件表面压伤；

3、本发明通过紧固组件的设置，实现快速拆卸，同样，在安装时，多个螺杆同时转动，使得连接盘快速与回转端连接紧固，且可以实现扭矩均匀分布，保证连接盘均匀受力。

附图说明

图1为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床的正视构示意图；

图3为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床中夹爪机构的立体结构示意图；

图4为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床中夹爪机构的侧视局部截面结构示意图；

图5为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床中夹爪机构的正视局部截面结构示意图；

图6为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床中齿条部件的立体结构示意图；

图7为本发明提出的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床中齿条部件的侧视局部截面结构示意图；

图8为图4中的A处结构放大图；

图9为图5中的B处结构放大图。

图中：1、机体；2、卡盘；3、卡槽；4、滑杆；5、卡块；6、第一弹簧；7、导程槽；8、夹块；9、拉杆；10、第二弹簧；11、推杆；12、液压缸；13、压块；14、滑腔；15、封环；16、输送管；17、泵体装置；18、导流腔；19、回流腔；20、连接头；21、第一齿轮；22、第二齿轮；23、主轴；24、第三齿轮；25、插孔；26、板体；27、齿块；28、销轴；29、扭簧；30、拉手；31、连接盘；32、螺杆；33、弹簧垫片；34、第四齿轮；35、齿圈；36、第五齿轮；37、转轴；38、撑杆。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅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。

参阅图1-9，一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，包括：机体1和夹爪机构，夹爪机构与机体1的回转输出端固定连接，夹爪机构与机体1之间通过紧固组件连接，可以拆卸，夹爪机构包括卡盘2和三组预紧组件，卡盘2内开设有三个卡槽3，三个卡槽3呈环形均匀分布，三组预紧组件分别设置在三个卡槽3内，预紧组件包括滑杆4、卡块5和第一弹簧6，滑杆4转动安装在卡槽3内，且与卡槽3平行，卡块5滑动嵌设在卡槽3内，且套设在滑杆4上，滑杆4上开设有导程槽7，卡块5内壁滚动嵌设有滚珠，通过滚珠与导程槽7卡嵌，导程槽7使得卡块5移动驱使滑杆4转动，且滑杆4转动驱使卡块5移动，第一弹簧6套设在滑杆4上，且两端分别与卡槽3内壁和卡块5端部固定连接，卡块5远离第一弹簧6的端部设有夹紧部件，三根滑杆4相互靠近的一端通过驱动组件连接，卡盘2外侧设有导流部件。

各电性设备由外接电源进行供电，整个装置通过控制终端对其实现控制，由于控制终端为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

夹紧部件包括夹块8、两根拉杆9、两个第二弹簧10、推杆11、液压缸12和压块13，推杆11滑动套设在卡块5内，夹块8固定安装在推杆11内端，压块13固定安装在推杆11外端，液压缸12固定安装在卡槽3远离中心的内壁，且输出端朝向压块13，卡块5内对称开设有两个滑腔14，两根拉杆9均滑动嵌设在滑腔14内，且外端均与夹块8固定连接，两根第二弹簧10分别套设在两根拉杆9上，三根液压缸12由导流部件驱动，三个卡槽3内均设有刻度值，刻度值可反映第一弹簧6的弹力值，从而根据此弹力值，精准施加夹紧力，第二弹簧10仅用于使得夹块8在自由状态下，贴合卡块5，在夹紧时，几乎不产生弹力。

导流部件包括封环15、两根输送管16和泵体装置17，卡盘2外侧开设有导流腔18和回流腔19，封环15密封滑动嵌设在卡盘2内，且覆盖导流腔18和回流腔19，两根输送管16均固定套接在封环15上，且分别与导流腔18和回流腔19导通，泵体装置17固定安装在机体1内，两根输送管16顶端均通过连接头20分别与泵体装置17两个端口固定连接导通，液压缸12两个端口分别与导流腔18和回流腔19固定连接导通，泵体装置17为一个可双向导流的系统，实现液压缸12的伸缩，连接头20便于拆装检修，在卡盘2转动时，封环15静止，且保证密封，使得液压缸12稳压加持。

驱动组件包括三个第一齿轮21、第二齿轮22、主轴23、第三齿轮24和齿条部件，三个第一齿轮21分别固定套接在三根滑杆4，主轴23水平转动套接在卡盘2中部，第二齿轮22固定套接在主轴23前端，且与三个第一齿轮21均啮合连接，第三齿轮24固定套接在主轴23尾端，卡盘2内开设有多个插孔25，齿条部件通过插孔25与第三齿轮24连接。

齿条部件包括板体26、多个齿块27、多根销轴28和多个扭簧29，多根销轴28均转动安装在板体26内，多个齿块27分别固定套接在多根销轴28上，多个扭簧29均卡嵌在板体26内，且与销轴28套接，在扭簧29的扭力作用下，销轴28单向偏转，板体26端部固定安装有拉手30，将板体26向插孔25内推动时，齿块27被板体26卡死不可偏转，驱动第三齿轮24转动，向外拉动时，齿块27可偏转，与第三齿轮24打滑。

在使用此设备对工件进行固定时，将齿条部件插入插孔25内，并通过拉手30推动板体26移动，齿块27与第三齿轮24啮合，驱使第三齿轮24转动，第三齿轮24带动主轴23转动，主轴23带动第二齿轮22转动，第二齿轮22带动与其啮合的三个第一齿轮21同时转动，从而使得三根滑杆4转动，在导程槽7的作用下，三个卡块5同时快速相互远离，形成卡夹空间，将工件放入，反向拉动板体26，主轴23反转，三个卡块5同时快速靠近，在三根第一弹簧6的作用下，将工件卡夹，实现预夹紧，可以对工件进行微调，保证夹力均匀。

待卡夹完成后，将板体26拉出，在扭簧29的协作下，齿块27偏转，与第三齿轮24产生滑动，实现板体26的抽出，根据卡槽3内的刻度值，可判断出第一弹簧6的预紧压力，同时可判断出是否施力均匀，然后，启动泵体装置17，向导流腔18内注入液压油，液压缸12伸长，对压块13施加压力，压块13通过推杆11向夹块8施加压力，使得夹块8对工件施加预设的夹紧力，实现精准卡夹，避免施力过度，在保证有效卡夹的同时，避免工件表面压伤，然后即可对工件进行加工。

加工完毕后，泵体装置17运转，使得液压油反向流动，液压缸12缩短，快速解除压力，通过齿条部件使得三个卡块5快速移动，从而实现工件的快速卸载。

紧固组件包括连接盘31、多根螺杆32和多个弹簧垫片33，连接盘31固定安装在卡盘2后端，多根螺杆32均转动套设在连接盘31内，机体1的回转输出端开设有多个相匹配的螺纹孔，多个弹簧垫片33分别套设在多个螺杆32上，且与连接盘31后端固定连接，多个螺杆32通过传动部件连接。

传动部件包括多个第四齿轮34、齿圈35、第五齿轮36和转轴37，多个第四齿轮34分别固定套接在多根螺杆32上，齿圈35通过撑杆38转动安装在连接盘31内，且与多个第四齿轮34啮合连接，转轴37转动安装在连接盘31内，且外端为六角螺钉状，第五齿轮36固定安装在转轴37内端，且与齿圈35啮合连接。

在需要对夹爪机构进行检修时，通过使用内六角卡套拧动转轴37端部，转轴37带动第五齿轮36转动，第五齿轮36带动齿圈35转动，齿圈35带动多个第四齿轮34同时转动，从而使得多根螺杆32同时转动，脱离螺孔，实现快速拆卸，同样，在安装时，可反向转动转轴37，多个螺杆32同时转动，使得连接盘31快速与回转端连接紧固，且可以实现扭矩均匀分布，保证连接盘31均匀受力，弹簧垫片33具有防松作用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，包括：机体（1）和夹爪机构，所述夹爪机构与机体（1）的回转输出端固定连接；

其特征在于：所述夹爪机构与机体（1）之间通过紧固组件连接，可以拆卸，所述夹爪机构包括卡盘（2）和三组预紧组件，所述卡盘（2）内开设有三个卡槽（3），三个所述卡槽（3）呈环形均匀分布，三组所述预紧组件分别设置在三个卡槽（3）内；

所述预紧组件包括滑杆（4）、卡块（5）和第一弹簧（6），所述滑杆（4）转动安装在卡槽（3）内，且与卡槽（3）平行，所述卡块（5）滑动嵌设在卡槽（3）内，且套设在滑杆（4）上，所述滑杆（4）上开设有导程槽（7），卡块（5）内壁滚动嵌设有滚珠，通过滚珠与导程槽（7）卡嵌，导程槽（7）使得卡块（5）移动驱使滑杆（4）转动，且滑杆（4）转动驱使卡块（5）移动，所述第一弹簧（6）套设在滑杆（4）上，且两端分别与卡槽（3）内壁和卡块（5）端部固定连接；

所述卡块（5）远离第一弹簧（6）的端部设有夹紧部件，三根所述滑杆（4）相互靠近的一端通过驱动组件连接，所述卡盘（2）外侧设有导流部件。

2.根据权利要求1所述的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，其特征在于：所述夹紧部件包括夹块（8）、两根拉杆（9）、两个第二弹簧（10）、推杆（11）、液压缸（12）和压块（13），所述推杆（11）滑动套设在卡块（5）内，所述夹块（8）固定安装在推杆（11）内端，所述压块（13）固定安装在推杆（11）外端，所述液压缸（12）固定安装在卡槽（3）远离中心的内壁，且输出端朝向压块（13），所述卡块（5）内对称开设有两个滑腔（14），两根所述拉杆（9）均滑动嵌设在滑腔（14）内，且外端均与夹块（8）固定连接，两根所述第二弹簧（10）分别套设在两根拉杆（9）上，三根所述液压缸（12）由导流部件驱动，三个卡槽（3）内均设有刻度值。

3.根据权利要求2所述的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，其特征在于：所述导流部件包括封环（15）、两根输送管（16）和泵体装置（17），所述卡盘（2）外侧开设有导流腔（18）和回流腔（19），所述封环（15）密封滑动嵌设在卡盘（2）内，且覆盖导流腔（18）和回流腔（19），两根所述输送管（16）均固定套接在封环（15）上，且分别与导流腔（18）和回流腔（19）导通，所述泵体装置（17）固定安装在机体（1）内，两根所述输送管（16）顶端均通过连接头（20）分别与泵体装置（17）两个端口固定连接导通，所述液压缸（12）两个端口分别与导流腔（18）和回流腔（19）固定连接导通。

4.根据权利要求1所述的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，其特征在于：所述驱动组件包括三个第一齿轮（21）、第二齿轮（22）、主轴（23）、第三齿轮（24）和齿条部件，三个所述第一齿轮（21）分别固定套接在三根滑杆（4），所述主轴（23）水平转动套接在卡盘（2）中部，所述第二齿轮（22）固定套接在主轴（23）前端，且与三个第一齿轮（21）均啮合连接，所述第三齿轮（24）固定套接在主轴（23）尾端，所述卡盘（2）内开设有多个插孔（25），齿条部件通过插孔（25）与第三齿轮（24）连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，其特征在于：所述齿条部件包括板体（26）、多个齿块（27）、多根销轴（28）和多个扭簧（29），多根所述销轴（28）均转动安装在板体（26）内，多个所述齿块（27）分别固定套接在多根销轴（28）上，多个所述扭簧（29）均卡嵌在板体（26）内，且与销轴（28）套接，在扭簧（29）的扭力作用下，销轴（28）单向偏转，板体（26）端部固定安装有拉手（30）。

6.根据权利要求1所述的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，其特征在于：所述紧固组件包括连接盘（31）、多根螺杆（32）和多个弹簧垫片（33），所述连接盘（31）固定安装在卡盘（2）后端，多根所述螺杆（32）均转动套设在连接盘（31）内，机体（1）的回转输出端开设有多个相匹配的螺纹孔，多个所述弹簧垫片（33）分别套设在多个螺杆（32）上，且与连接盘（31）后端固定连接，多个所述螺杆（32）通过传动部件连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有拆卸式夹爪的四轴数控加工机床，其特征在于：所述传动部件包括多个第四齿轮（34）、齿圈（35）、第五齿轮（36）和转轴（37），多个所述第四齿轮（34）分别固定套接在多根螺杆（32）上，所述齿圈（35）通过撑杆（38）转动安装在连接盘（31）内，且与多个第四齿轮（34）啮合连接，所述转轴（37）转动安装在连接盘（31）内，且外端为六角螺钉状，所述第五齿轮（36）固定安装在转轴（37）内端，且与齿圈（35）啮合连接。