一种卡盘的制作方法

本实用新型涉及工装夹具，特别涉及一种卡盘。

背景技术：

卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。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。

如附图10所示，一种现有的卡盘，其包括卡盘体1、卡爪驱动组件2和多个活动卡爪3，三部分组成。卡爪驱动组件2包括相啮合小锥齿轮22和大锥齿轮21，大锥齿轮21背向小锥齿轮22的一面设置有与平面矩形螺纹3111相匹配的平面矩形螺纹槽213。如附图11所示，活动卡爪3有包括基爪31和更换爪块32，更换爪块32位于基爪31上方，且通过固定螺栓33贯穿更换爪块32，并与基爪31螺纹连接，时更换爪块32和基爪31上下抵接压紧固定。结合附图10和11所示，基爪31的底面设置有平面矩形螺纹3111。旋转小锥齿轮22可带大锥齿轮21，进而平面矩形螺纹槽213抵推平面矩形螺纹3111，使多个活动卡爪3同步径向移动。

其不足之处在于，基爪31和更换爪块32上下抵接压紧固定，其固定稳定和固定强度受固定螺栓33压紧程度影响，故多个活动卡爪3之间存在差异，卡盘夹紧工件使用时，多个活动卡爪3受到的压力也存在差异，继而卡盘长时间的使用后，多个活动卡爪3的磨损程度不同甚至发生不同程度地背向移动，进而多个活动卡爪3会慢慢偏离车床主轴中心，卡盘同心度降低，使所加工零件的形位公差增大。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种卡盘，基爪和更换爪块之间抵压压力传导偏差小，更换爪块受磨损程度相近，减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种卡盘，包括卡盘体、卡爪驱动组件和多个活动卡爪，所述活动卡爪均围绕一中心轴线均匀分布，所述活动卡爪包括与卡爪驱动组件连接的基爪、安装在基爪上的更换爪块和固定螺栓，所述基爪朝向中心轴线的一侧均开设有水平延伸的插槽，所述插槽槽口朝向中心轴线；所述基爪上表面设置有贯通插槽的通口，所述插槽水平的底面在通口的正下方设置有螺栓孔；所述更换爪块包括用于抵接工件的抵块和插入插槽内的插块；所述插块上开设有竖直且与螺栓孔匹配的穿孔一；所述插块入插槽内的一端与插槽内侧竖直的槽底贴合抵接时，所述穿孔一与螺栓孔对准且可供固定螺栓穿设。

通过采用上述技术方案，插块插入插槽内并与插槽的槽底相抵接，当卡盘夹持工件时，多个抵块抵压工件的表面，此时插槽内侧竖直的槽底朝向中心轴线抵压支撑更换爪块，使固定稳定不易偏移，同时更换爪块所受工件反作用的压力直接传导至基爪上，与现有技术中通过固定螺栓传导相比，基爪和更换爪块之间抵压压力传导偏差小，继而多个活动卡爪的抵块所受磨损程度相近，减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度，延长卡盘修复周期。

作为优选的，所述通口竖直设置且通孔水平截面为多边形；所述插块上表面在穿孔外侧设置有定位槽，所述定位槽的槽口与通口相吻合；所述活动卡爪还包括定位块；所述定位块中心设置有供固定螺栓穿过的穿孔二，所述定位块的下端插入定位槽内且与定位槽契合，所述定位块的上端插入通口内且与通口契合。

通过采用上述技术方案，卡盘夹持工件加工时，多个活动卡爪常受到周向的扭转力，尤其是在进行工件环形的切削时，扭转力较大，使抵块带动插块发生偏转的趋势；由此固定螺栓用于固定插条，防止插条从插槽中拔出，同时抵压固定定位块；定位块的下端插入定位槽内，定位块的上端插入通口内，定位块限制插块发生水平的转动，进而阻止抵块带动插块偏转，使抵块朝向中心轴线以及插块插入插槽内的一端与插槽竖直的槽底相贴抵接，减少更换夹块与基爪之间力传导的偏差，进而进一步减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度。

作为优选的，所述通口的水平截面为正多边形。

通过采用上述技术方案，定位块的上端水平截面为正多边形，定位块上端侧面与通口内侧壁抵接并发生旋转的趋势时，两者之间相互作用力分布更为均匀，保护定位块和通口，防止两者发生划伤或挫伤。

作为优选的，所述定位槽呈棱台状，且所述定位槽的槽口面积大于定位槽的槽底面积。

通过采用上述技术方案，棱台状的定位槽对定位块的插入起到导向作用；同时当固定螺栓旋拧退出螺栓孔后，向外拉拔插块，定位槽的槽壁可抵推定位块，迫使定位块顶出通口，并与定位块的取出，继而方便卡盘对不同工件加工时更换更换爪块。

作为优选的，所述定位槽呈正棱台状，且所述定位槽槽口的靠近插槽槽底的一侧边与插槽槽底平行。

通过采用上述技术方案，定位槽的一侧壁倾斜向上且其水平方向正对插槽槽口，由此向外拉动插块时，定位块更省力方便地被顶出。

作为优选的，所述插槽插有垂直插槽长度方向的限位插杆；所述插块下底面设置有挂槽，所述挂槽水平方向上垂直插块长度贯通插块的下底面；所述限位插杆的侧面与挂槽竖直的侧壁抵接时，所述穿孔一与螺栓孔部分重合或对准。

通过采用上述技术方案，卡盘在加工机床上的安装位置除了安装在水平面上还常安装在竖直面上，继而多个活动卡爪中至少有一个更换爪块的插块须向上插入插槽内；由此通过在插块插入插槽内后，将挂槽挂接在限位插杆的侧面上，可临时将插块固定与插槽内，无需人手支撑插块也可防止插块掉落，便于定位块的填放和固定螺栓的安装。

作为优选的，所述限位插杆的侧面与挂槽竖直的侧壁抵接时，所述穿孔一与螺栓孔部分重合；所述穿孔一与螺栓孔对准时，所述限位插杆的侧面不与挂槽的竖直侧壁抵接。

通过采用上述技术方案，插块抵接插槽内侧竖直的槽底时，限位插杆的侧面不与挂槽的竖直侧壁抵接，避免限位插杆成为夹持工件时更换爪块与基爪之间力传导的部件。

作为优选的，所述基爪在插槽竖直且平行的两侧壁均开设有穿口，两所述穿口相对准；所述限位插杆插入两穿口内，且所述限位插杆的侧面与穿口相契合。

通过采用上述技术方案，限位插杆由插槽外插入插槽内，与基爪非一体加工成型，降低加工和检修更换的难度。

作为优选的，所述基爪在一穿口的外侧设置有沿穿口长度方向延伸的导向槽。

通过采用上述技术方案，便于限位插杆的插入。

作为优选的，所述插槽水平的底面上设置有嵌合槽，所述嵌合槽的两端分别连通两穿口，且所述嵌合槽与限位插杆位于插槽内的侧面贴合。

通过采用上述技术方案，嵌合槽固定限位插杆，并且限位插杆所穿插槽的槽口朝下时，支持限位插杆，加强限位插杆的挂载负荷。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.当卡盘夹持工件时，多个抵块抵压工件的表面，此时插槽内侧竖直的槽底朝向中心轴线抵压支撑更换爪块，使固定稳定不易偏移，同时更换爪块所受工件反作用的压力直接传导至基爪上，与现有技术中通过固定螺栓传导相比，基爪和更换爪块之间抵压压力传导偏差更小，继而多个活动卡爪的抵块所受磨损程度相近，减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度，延长卡盘修复周期；

2.卡盘夹持工件加工时，多个活动卡爪常受到周向的扭转力，尤其是在进行工件环形的切削时，扭转力较大，使抵块带动插块发生偏转的趋势；由此固定螺栓用于固定插条，防止插条从插槽中拔出，同时抵压固定定位块；定位块的下端插入定位槽内，定位块的上端插入通口内，定位块限制插块发生水平的转动，进而阻止抵块带动插块偏转，使抵块朝向中心轴线以及插块插入插槽内的一端与插槽竖直的槽底相贴抵接，减少更换夹块与基爪之间力传导的偏差，进而进一步减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度；

3.当固定螺栓旋拧退出螺栓孔后，向外拉拔插块，定位槽的槽壁可抵推定位块，迫使定位块顶出通口，并与定位块的取出，继而方便卡盘对不同工件加工时更换更换爪块；

4.卡盘在加工机床上的安装位置除了安装在水平面上还常安装在竖直面上，继而多个活动卡爪中至少有一个更换爪块的插块须向上插入插槽内；由此通过在插块插入插槽内后，将挂槽挂接在限位插杆的侧面上，可临时将插块固定与插槽内，无需人手支撑插块也可防止插块掉落，便于定位块的填放和固定螺栓的安装。

附图说明

图1为卡盘的爆炸图；

图2为卡爪驱动组件体现其底面结构的结构示意图；

图3为卡爪驱动组件体现其上表面结构的结构示意图；

图4为活动卡爪的爆炸图；

图5为活动卡爪的结构示意图；

图6为基爪体现插槽内部结构的结构示意图；

图7为活动卡爪体现插槽内结构的剖视图一；

图8为活动卡爪体现插槽内结构的剖视图二；

图9为活动卡爪体现插槽内结构的剖视图三；

图10为现有技术中卡盘的爆炸图；

图11为现有技术中活动卡爪的爆炸图。

附图标记：1、卡盘体；11、底盘；111、定位环；112、安装环；113、安装螺栓；12、上壳体；121、安装腔；122、插孔；123、卡爪滑道；1231、限位槽；124、安装孔；2、卡爪驱动组件；21、大锥齿轮；211、第一锥齿；212、抵接面；213、平面矩形螺纹槽；22、小锥齿轮；221、啮合端；2211、第二锥齿；222、旋拧端；2221、旋拧槽；3、活动卡爪；31、基爪；311、底座；3111、平面矩形螺纹；3112、限位条；3113、导向槽；312、安装部；3121、插槽；3121-1、嵌合槽；3121-2、螺栓孔；3122、通口；3123、穿口；32、更换爪块；321、抵块；322、插块；3221、定位槽；3222、穿孔一；3223、挂槽；33、固定螺栓；331、螺纹柱；332、旋拧头；34、定位块；341、限位柱；342、插接端；343、穿孔二；35、限位插杆；4、中心轴线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如附图1所示，一种卡盘，包括卡盘体1、卡爪驱动组件2和多个活动卡爪3。

卡盘体1包括呈圆盘形的底盘11和柱状的上壳体12。底盘11上表面中心设置有定位环111，定位环111上表面安装环112。安装环112、定位环111以及底座311三者同轴。底盘11在安装环112外的外沿处围绕其轴心均匀的穿设有若干安装螺栓113，安装螺栓113自下而上穿设，其数量根据实际情况而定，此处安装螺栓113数量为四。

本实施例中还设置有中心轴线4，中心轴线4为本实施例中更好地阐述活动卡爪3的结构以及零件之间的关系而虚设的直线，实际上并不存在实体，其为活动卡爪3夹持工件时径向移动的中心，一般机床车轴的轴心重合，处于安装环112的轴心重合。

上壳体12呈柱状，其底面敞口且其内部带有容置卡爪驱动组件2的安装腔121。上壳体12底面的外沿与底座311的外沿相叠合，通过安装螺栓113固定底盘11和上壳体12。

上壳体12中心设置有贯穿上壳体12的插孔122，插孔122与中心轴线4同轴。上壳体12的上端围绕插孔122设置有多个卡爪滑道123，卡爪滑道123的数量和活动卡爪3的数量相等，其可根据实际情况而定，此处数量为三。卡爪滑道123水平设置且背向插孔122延伸，卡爪滑道123的底面与安装腔121贯通，且卡爪滑道123的两侧均设置有沿卡爪滑槽延伸的限位槽1231。同时上壳体12的侧面还设置有三个围绕其轴心均匀设置的安装孔124，安装孔124与安装腔121相连通。

卡爪驱动组件2架设于安装环112上，其包括大锥齿轮21和小锥齿轮22。

如附图1和附图2所示，大锥齿轮21水平放置，其轴心竖直且与中心轴线4重合。大锥齿轮21的底面外沿围绕其轴心分布有倾斜的第一锥齿211。大锥齿轮21底面在第一锥齿211的内侧设置有水平且环形的抵接面212，抵接面212贴合抵接在安装环112上端的环面上。

如附图3所示，大锥齿轮21的上表面还设置有平面矩形螺纹槽213。平面矩形螺纹槽213其呈螺旋状，自外向内旋转缩进，并且平面矩形螺纹槽213任意一垂直其旋转切向的截面为同一尺寸大小的矩形。

小锥齿的数量根据实际情况而定，可为一个或多个，此处小锥齿数量为三。三个小锥齿位于大锥齿轮21的下方且围绕大锥齿轮21的轴心均匀分布。小锥齿包括朝向大锥齿轮21轴心的啮合端221和背向大锥齿轮21轴心的旋拧端222。

如附图2所示，啮合端221呈圆台状，其轴心水平且圆台的侧面上围绕其轴心分布有第二锥齿2211。第二锥齿2211与第一锥齿211相匹配啮合。小锥齿轮22以自身轴心为轴转动时，其可带大锥齿轮21旋转。

旋拧端222呈柱状且与啮合端221同轴，其背向啮合端221的一端插入安装孔124内，进而对小锥齿轮22的轴心位置进行固定。同时旋拧端222背向啮合端221的端面上开设有旋拧槽2221，旋拧槽2221的形状刻根据实际情况而定，此处为开口呈矩形的凹槽。旋拧槽2221用于工具插入后转动小锥齿轮22。

如附图1所示，活动卡爪3的数量根据实际情况而定，其数量大于一且围绕一中心轴线4均匀分布，此处活动卡爪3的数量为三。

如附图1和附图4所示，活动卡爪3包括相插接的基爪31和更换爪块32。基爪31安装在卡爪滑道123内，其包括底座311和位于底座311上表面上的固定部。底座311平行长度方向的两者还设置有限位条3112，两限位条3112插在限位槽1231内。

如附图5所示，底座311底面设置有平面矩形螺纹3111，平面矩形螺纹3111与平面矩形螺纹槽213相匹配，平面矩形螺纹3111可插入平面矩形螺纹槽213内，且平面矩形螺纹3111的侧面与平面矩形螺纹槽213的槽壁相贴。结合附图3和附图5，当大锥齿轮21旋转时，平面矩形螺纹槽213的槽壁会抵接推动平面矩形螺纹3111，带动基爪31向内径向缩进移动或向外径向远离移动。

如附图4所示，安装部312呈长条形且其一端朝向中心轴轴线。安装部312朝向中心轴心的一端面的下边沿上沿安装部312的长度方向水平开设有插槽3121，插槽3121的槽底与槽口平行且均竖直设置。

安装部312的顶部还开设置有竖直且呈多边形的通口3122，通口3122贯通插槽3121。通口3122的形状根据实际情况而定，且优选为正多边形，进一步优选为正五边形或正六边形，此处通口3122为正六边形。

安装部312平行其长度方向的两竖直侧壁与底座311连接处均开设有穿口3123，穿口3123的上部分位于安装部312，其下部分位于底座311上。两穿口3123均贯通插槽3121且相对准，穿口3123的形状可根据实际情况而定，此处为矩形。

同时底座311在其中一穿孔远离插槽3121一端的外侧设置有导向槽3113。导向槽3113沿穿孔长度设置，贯通底座311的上表面，且导向槽3113垂直其长度方向的截面与穿口3123形状相同。

如附图6所示，插槽3121内部水平的底面上还设置有嵌合槽3121-1。嵌合槽3121-1垂直插槽3121的长度方向，其两端分别连通两穿口3123，且嵌合槽3121-1垂直其长度方向的截面与穿口3123位于底座311上的形状相同。同时插槽3121内部水平的底面在通口3122正下方还设置有竖直的螺栓孔3121-2。

如附图4所示，更换爪块32包括抵块321和插块322。抵块321朝向中心轴线4，其用于抵接夹紧工件，其形状可根据实际情况而定，此处为近似为直棱柱状。

插块322位于抵块321朝向插槽3121的一侧，且其呈长条形。插块322朝向插槽3121内的端面为竖直面，且可与插槽3121内部竖直的槽底相贴抵接。插块322插入插槽3121内时，插块322沿长度方向的两竖直侧壁与插槽3121两竖直侧壁相贴。

插块322的上表面上还设置有下陷的定位槽3221，定位槽3221的槽口与通口3122的形状相同，定位槽3221的形状可根据实际情况而定，此处定位槽3221为正六棱台形的凹槽，且该定位槽3221的槽口面积大于其槽底面积。定位槽3221槽底中心开设有贯穿插块322的穿孔一3222。定位槽3221槽口有两边沿与插槽3121的槽底平行。

插块322的下底面在穿孔一3222远离抵块321的一侧设置有水平设置的挂槽3223。挂槽3223垂直插块322长度方向贯通插块322的下底面。

活动卡爪3还包括固定螺栓33、定位块34和限位插杆35。固定螺栓33此处为内六角螺栓，其包括螺纹柱331和旋拧头332。

定位块34呈柱状，其高度大于通口3122竖直的高度。定位块34包括上方的限位柱341和下端的插接端342。限位柱341为竖直的柱状，其水平截面形状与通口3122形状相同，使限位柱341插入通口3122内时，限位柱341的侧面与通口3122的内壁一一对准相贴。插接端342的形状与定位槽3221的形状相契合，此处为倒置的正六棱台。同时定位块34上端面的中心和其下底面的中心贯通有穿孔二343，穿孔二343可供螺纹柱331穿过。

限位插杆35可自导向槽3113滑入插入内，其垂直长度朝向的截面与穿口3123形状相等。参见附图7，限位插柱位于插槽3121内的侧面以及底面贴合在嵌合槽3121-1内。

如附图7所示，卡盘水平放置情况下，更换爪块32安装时，先将插块322插入插槽3121内，并使插块322远离抵块321的一端端面与插槽3121竖直的槽底相抵接，此时通口3122、穿孔一3222、穿孔二343和螺栓孔3121-2在竖直方向上对准；继而相通口3122内填入定位块34，插接端342插入定位槽3221内，限位柱341上端插入通口3122的下端内，最后自上而下插入固定螺栓33，螺纹柱331依次穿过通口3122、穿孔一3222和穿孔二343，并与螺栓孔3121-2螺纹连接，旋拧头332抵接压紧定位块34。在此过程中定位块34对插块322插入插槽3121内的位置进行定位，便于后续固定螺栓33的安装，避免固定螺栓33安装时插块322发生滑动。

如附图8和附图9所示，同时插块322的高度低于插槽3121的高度，挂槽3223的高度与限位插杆35高于插槽3121水平底面的高度相等。卡盘在加工机床上的安装位置除了安装在水平面上还常安装在竖直面上，继而多个活动卡爪3中至少有一个更换爪块32的插块322须向上插入插槽3121内。更换爪块32入插槽3121槽口向下的基爪31时，插块322插入插槽3121内后，将挂槽3223挂接在限位插杆35的侧面上，使插块322临时挂接与插槽3121内，且此时穿孔一3222与螺栓孔3121-2部分对准，定位槽3221与通口3122部分对准；继而再向通口3122内填入定位块34，插接端342抵接定位槽3221槽壁，迫使插块322向上移动，使插块322的端部与插槽3121的槽底相贴抵接，此时限位插杆35与挂槽3223的槽壁相分离；最后安装固定螺栓33即可。

更换爪块32更换时，从插槽3121内抽出限位插杆35后，将固定螺栓33旋拧退出螺栓孔3121-2后，向外拉拔插块322，定位槽3221的槽壁可抵推定位块34，迫使定位块34顶出通口3122，即可取出定位块34，再安装新的更换爪块32即可，方便卡盘对不同工件加工时更换更换爪块32。

本实用新型的工作原理：

当卡盘夹持工件时，多个抵块321抵压工件的表面，此时插槽3121内侧竖直的槽底朝向中心轴线4抵压支撑更换爪块32，使固定稳定不易偏移，同时更换爪块32所受工件反作用的压力直接传导至基爪31上，与现有技术中通过固定螺栓33传导相比，基爪31和更换爪块32之间抵压压力传导偏差更小，继而多个活动卡爪3的抵块321所受磨损程度相近，减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度，延长卡盘修复周期。

同时卡盘夹持工件加工时，多个活动卡爪3常受到周向的扭转力，尤其是在进行工件环形的切削时，扭转力较大，使抵块321带动插块322发生偏转的趋势；由此固定螺栓33用于固定插条，防止插条从插槽3121中拔出，同时抵压固定定位块34；定位块34的下端插入定位槽3221内，定位块34的上端插入通口3122内，定位块34限制插块322发生水平的转动，进而阻止抵块321带动插块322偏转，使抵块321朝向中心轴线4以及插块322插入插槽3121内的一端与插槽3121竖直的槽底相贴抵接，减少更换夹块与基爪31之间力传导的偏差，进而进一步减少卡盘同心度的降低，提高工件加工精度。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。