专利名称：一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光切管机，尤其涉及激光切管机中的一种用于管材加工的四爪定心 自动卡盘。
背景技术：
卡盘是一种利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机 床附件。卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构3部分组成。常规的盘丝式四爪定 心卡盘是手动夹紧、手动松开工件的，而且四个爪子一起联动，只能对圆管或正方形管进行 定心夹紧。近年来出现了一些气动卡盘(如专利申请号200810187615. 4)或定心夹紧装置 (如专利号200520145887. X)虽能通过气动或液压的方式实现自动夹紧、自动松开的功能， 但其只有一对V型卡爪，也只是能对圆管或正方形管进行定心夹紧。以上几种卡盘都无法 完成对矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材的定心夹紧。
发明内容
为了解决现有技术中卡盘无法完成对矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材的定心 夹紧的问题，本发明提供了一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘。本发明提供了一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘，包括心轴、设置在所述心 轴上的至少二个叠加的可独立绕所述心轴转动的转盘、设置在所述心轴上驱动所述转盘转 动的驱动机构、至少四个活动卡爪和与所述活动卡爪连接的径向直线导轨往复机构，所述 驱动机构与所述转盘连接，每个所述转盘上设有至少二个相互对称设置的偏心圆弧槽，所 述径向直线导轨往复机构与所述偏心圆弧槽连接。作为本发明的进一步改进，所述径向直线导轨往复机构包括设置在所述心轴上的 径向直线导轨和设置在所述径向直线导轨上的滑块，所述滑块设置在所述偏心圆弧槽上。作为本发明的进一步改进，所述滑块设有凸块，所述凸块设置在所述偏心圆弧槽 上。作为本发明的进一步改进，所述偏心圆弧槽上设有轴承，所述凸块设置在所述轴 承上。作为本发明的进一步改进，所述驱动机构包括设置在所述心轴上的气缸和与所述 气缸连接的推块，所述转盘设有凹槽，所述推块设置在所述凹槽上。作为本发明的进一步改进，所述气缸的往复直线运动的方向与所述转盘的径向方 向相垂直，所述凹槽与所述气缸的往复直线运动的方向的夹角为钝角。作为本发明的进一步改进，所述驱动机构还包括设置在所述心轴上的气缸固定 座，所述气缸设置在所述气缸固定座上。作为本发明的进一步改进，所述用于管材加工的四爪定心自动卡盘还包括外罩， 所述心轴设置在所述外罩上，所述心轴设有中心通孔，所述中心通孔的轴线与所述心轴的 轴线重合，在不同转盘上的所述偏心圆弧槽绕所述心轴的周向均勻分布。
作为本发明的进一步改进，所述转盘包括第一转盘和第二转盘，设置在所述第一 转盘上的偏心圆弧槽为第一偏心圆弧槽，设置在所述第二转盘上的偏心圆弧槽为第二偏心 圆弧槽，所述第一偏心圆弧槽与所述第二偏心圆弧槽绕所述心轴的周向间隔90度分布。作为本发明的进一步改进，所述第一转盘位于所述活动卡爪与所述第二卡盘之 间，与所述第一转盘连接的驱动机构为第一驱动机构，与所述第二转盘连接的驱动机构为 第二驱动机构，所述第二卡盘设有避让所述第一驱动机构的通孔。本发明的有益效果是通过上述方案，所述驱动机构推动所述转盘转动，所述偏心 圆弧槽跟随所述转盘转动，所述径向直线导轨往复机构在所述偏心圆弧槽的作用下带动所 述活动卡爪进行径向运动，可通过至少四个活动卡爪来实现对矩形管、椭圆管、双头圆扁管 等管材的定心夹紧。
图1是本发明一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘主视图； 图2是图1的剖视图A-A。
具体实施例方式下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。图1至图2中的附图标号为活动卡爪1 ；滑块2 ；凸块21 ；外罩3 ；径向直线导轨 4 ；转盘5 ；偏心圆弧槽51 ；凹槽52 ；轴承6 ；气缸固定座7 ；气缸8 ；心轴9冲心通孔91 ；推 块10。如图1至图2所示，一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘，包括心轴9、设置在所 述心轴9上的至少二个叠加的可独立绕所述心轴9转动的转盘5、设置在所述心轴9上驱动 所述转盘5转动的驱动机构、至少四个活动卡爪1和与所述活动卡爪1连接的径向直线导 轨往复机构，所述心轴9的轴线与所述转盘5的圆心重合，具体是所述转盘5设有中心孔， 装配时将所述转盘5套设在所述转轴9上，所述驱动机构与所述转盘5连接，每个所述转盘 5上设有至少二个相互对称设置的偏心圆弧槽51，其中，在不同转盘5上的所述偏心圆弧槽 51绕所述心轴9的周向均勻分布，所述转盘5的圆心即为二个偏心圆弧槽51的对称点，所 述径向直线导轨往复机构与所述偏心圆弧槽51连接，即每个转盘5带动至少二个活动卡爪 1进行径向运动。如图2所示，所述活动卡爪1包括与所述心轴9轴向平行的第二段、分别与所述心 轴9径向平行的第一段和第三段，其中，所述活动卡爪1的第二段的一端与其第一段连接， 另一端与其第三段连接，可通过所述活动卡爪1与所述心轴9轴向平行的第二段来夹紧管 材的内圆，也可以通过所述活动卡爪1与所述心轴9径向平行的第三段来夹紧管材的外圆， 至于是夹紧管材的内圆或者外圆可视情况而定，如管材的管径大小、夹紧面的径向跳动量 大小等。如图1至图2所示，所述径向直线导轨往复机构包括设置在所述心轴上的径向直 线导轨和设置在所述径向直线导轨上的滑块2，所述滑块2设置在所述偏心圆弧槽51上，所 述滑块2可在所述偏心圆弧槽51的作用下，沿所述径向直线导轨4进行径向的往复运动， 从而带动所述活动卡爪1进行径向的往复运动。
如图1至图2所示，所述滑块2设有凸块21，所述凸块21设置在所述偏心圆弧槽 51上，所述偏心圆弧槽51上设有轴承6，所述凸块21设置在所述轴承6上，通过所述轴承 6来实现所述凸块21与所述偏心圆弧槽51的连接，可减少所述凸块21与所述偏心圆弧槽 51的摩擦，所述轴承6优选为滚动轴承。如图1至图2所示，所述驱动机构包括设置在所述心轴9上的气缸8和与所述气 缸8连接的推块10，所述转盘5设有凹槽52，该凹槽52优选为直线分布，所述推块10设置 在所述凹槽52上，其中，所述气缸8的往复直线运动的方向与所述转盘5的径向方向相垂 直，所述凹槽52与所述气缸8的往复直线运动的方向的夹角为钝角，其中，设置在同一转盘 5上的驱动机构优选为二个，即一个转盘5通过二个气缸8合力驱动，并且由于所述偏心圆 弧槽51还具有一定的增力作用，因此，本发明所提供的一种用于管材加工的四爪定心自动 卡盘可提供大约2至2. 5倍于所述气缸8推力的夹紧力。如图1至图2所示，所述驱动机构还包括设置在所述心轴9上的气缸固定座7，所 述气缸8设置在所述气缸固定座7上。如图1至图2所示，所述用于管材加工的四爪定心自动卡盘还包括外罩3，所述心 轴9设置在所述外罩3上，所述心轴9是用来支承所述转盘5的，所述心轴9设有中心通孔 91，所述中心通孔91的轴线与所述心轴9的轴线重合，管材能从所述中心通孔91穿过，有 利于对长管材进行加工。如图1至图2所示，所述转盘5可以有二个，分别为第一转盘和第二转盘，设置在 所述第一转盘上的偏心圆弧槽51为第一偏心圆弧槽，设置在所述第二转盘上的偏心圆弧 槽51为第二偏心圆弧槽，所述第一偏心圆弧槽与所述第二偏心圆弧槽绕所述心轴9的周 向间隔90度分布，即所述第一转盘与所述第二转盘的结构是相同的，所不同的是两者以旋 转90度角叠加装配在同一心轴9上，由于每个转盘5至少需要配置二个活动卡爪1，因此， 本实施例可称为四活动卡爪二转盘结构，其中，沿所述心轴9的轴向方向看，所述第一转盘 位于所述活动卡爪1与所述第二卡盘之间，与所述第一转盘连接的驱动机构为第一驱动机 构，与所述第二转盘连接的驱动机构为第二驱动机构，所述第二卡盘设有避让所述第一驱 动机构的通孔，可避免由于两转盘5的叠加装配与所述驱动机构产生干涉。所述转盘5也可以有三个，分别为第一转盘、第二转盘和第三转盘，设置在所述第 一转盘上的偏心圆弧槽51为第一偏心圆弧槽，设置在所述第二转盘上的偏心圆弧槽51为 第二偏心圆弧槽，设置在所述第三转盘上的偏心圆弧槽51为第三偏心圆弧槽，所述第一偏 心圆弧槽、所述第二偏心圆弧槽和第三偏心圆弧槽绕所述心轴9的周向间隔60度分布，由 于每个转盘5至少需要配置二个活动卡爪1，因此，本实施例可称为六活动卡爪三转盘结 构，同理，所述转盘5也可以有多个。如图1至图2所示，本发明所提供的一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘的工 作原理是通过所述气缸8带动所述推块10作直线往复运动，从而带动所述转盘5进行正 转或者反转，而所述偏心圆弧槽51则是跟随所述转盘5进行正转或者反转的，在所述偏心 圆弧槽51的作用下，所述滑块2沿所述径向直线导轨4进行径向往复运动，从而带动所述 活动卡爪1进行径向收缩或者涨开，以实现所述活动卡爪1的夹紧与松开，每一个转盘5可 带动二个活动卡爪1进行夹紧与松开，而转盘5之间又相互独立，每对活动卡爪1可进行对 心联动，实现自定心，至少二个转盘5四个活动卡爪1即可实现矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材的定心夹紧，以上述四活动卡爪二转盘结构为例，第一转盘带动活动卡爪1可实现 矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材在X轴方向上的夹紧，，第二转盘带动活动卡爪1可实现 矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材在Y轴方向上的夹紧，从而实现矩形管、椭圆管、双头圆 扁管等管材的定心夹紧。本发明所提供的一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘不仅能自动夹紧、自动松 开工件，而且能实现对圆管、矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材的定心夹紧，特别适用于上 述管材的切割加工，尤其适用于激光切管机，其结构简单，实用可靠，成本低廉，制作和检修 都非常简便，相比于传统卡盘，具有相当大的优势。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于包括心轴(9)、设置在所述心轴(9)上的至少二个叠加的可独立绕所述心轴(9)转动的转盘(5)、设置在所述心轴(9)上驱动所述转盘(5)转动的驱动机构、至少四个活动卡爪(1)和与所述活动卡爪(1)连接的径向直线导轨往复机构，所述驱动机构与所述转盘(5)连接，每个所述转盘(5)上设有至少二个相互对称设置的偏心圆弧槽(51)，所述径向直线导轨往复机构与所述偏心圆弧槽(51)连接。
2.根据权利要求1所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述径向 直线导轨往复机构包括设置在所述心轴(9)上的径向直线导轨(4)和设置在所述径向直线 导轨(4)上的滑块(2)，所述滑块(2)设置在所述偏心圆弧槽(51)上。
3.根据权利要求2所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述滑块 (2)设有凸块(21)，所述凸块(21)设置在所述偏心圆弧槽(51)上。
4.根据权利要求3所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述偏心 圆弧槽(51)上设有轴承(6 )，所述凸块(21)设置在所述轴承(6 )上。
5.根据权利要求1所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述驱动 机构包括设置在所述心轴(9)上的气缸(8)和与所述气缸(8)连接的推块(10)，所述转盘 (5)设有凹槽(52)，所述推块(10)设置在所述凹槽(52)上。
6.根据权利要求5所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述气缸 (8)的往复直线运动的方向与所述转盘(5)的径向方向相垂直，所述凹槽(52)与所述气缸 (8)的往复直线运动的方向的夹角为钝角。
7.根据权利要求5所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述驱动 机构还包括设置在所述心轴(9 )上的气缸固定座(7 )，所述气缸(8 )设置在所述气缸固定座 (7)上。
8.根据权利要求1所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述用于 管材加工的四爪定心自动卡盘还包括外罩(3)，所述心轴(9)设置在所述外罩(3)上，所述 心轴(9)设有中心通孔(91)，所述中心通孔(91)的轴线与所述心轴(9)的轴线重合，在不同 转盘(5)上的所述偏心圆弧槽(51)绕所述心轴(9)的周向均勻分布。
9.根据权利要求1所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述转盘 (5)包括第一转盘和第二转盘，设置在所述第一转盘上的偏心圆弧槽(51)为第一偏心圆弧 槽，设置在所述第二转盘上的偏心圆弧槽(51)为第二偏心圆弧槽，所述第一偏心圆弧槽与 所述第二偏心圆弧槽所述心轴(9)的周向间隔90度分布。
10.根据权利要求9所述的用于管材加工的四爪定心自动卡盘，其特征在于所述第一 转盘位于所述活动卡爪(1)与所述第二卡盘之间，与所述第一转盘连接的驱动机构为第一 驱动机构，与所述第二转盘连接的驱动机构为第二驱动机构，所述第二卡盘设有避让所述 第一驱动机构的通孔。
全文摘要
本发明涉及一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘。本发明提供了一种用于管材加工的四爪定心自动卡盘，包括心轴、设置在所述心轴上的至少二个叠加的可独立绕所述心轴转动的转盘、设置在所述心轴上驱动所述转盘转动的驱动机构、至少四个活动卡爪和与所述活动卡爪连接的径向直线导轨往复机构，所述驱动机构与所述转盘连接，每个所述转盘上设有至少二个相互对称设置的偏心圆弧槽，所述径向直线导轨往复机构与所述偏心圆弧槽连接。本发明的有益效果是驱动机构推动转盘转动，偏心圆弧槽跟随转盘转动，径向直线导轨往复机构带动活动卡爪进行径向运动，可通过至少四个活动卡爪来实现对矩形管、椭圆管、双头圆扁管等管材的定心夹紧。
文档编号B23B31/10GK101992353SQ20101053803
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者张永峰, 胡加生, 高云峰, 黄雪松 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司