一种卡盘的制作方法

1.本发明属于夹具技术领域，涉及一种卡盘。


背景技术：

2.在现有的连接结构中，经常会用到法兰螺栓，它不同于常规螺栓的是除了具有杆部和头部外还具有法兰，其中杆部和头部分别一体固连于法兰的两侧。在法兰螺栓的加工中，有两道工序是必不可少的，其中一道工序是杆部车端面并加工中心孔，还有一道工序是杆部车外圆。在杆部车端面并加工中心孔这道工序中，其加工位置是在杆部的端部，因杆部的长度比较长，因此要求其夹持位置要尽量靠近杆部的端部位置处，以避免加工过程中以夹持位置距离杆部的端部过远而出现加工误差；而在杆部车外圆这道工序中，其加工位置是整个杆部的外圆，而法兰又是扁平且厚度较薄，因此其夹持位置只能是在头部处。
3.由于这两道加工工序的夹持位置要求不同，常规的卡盘类夹具无法满足在两道加工工序中对法兰螺栓的夹持固定，因此在现有的自动化生产中，基本上只能在两台机床上分别安装不同的夹具，即在一台机床上先利用对应的夹具夹在法兰螺栓的杆部外来完成杆部车端面与加工中心孔，在完成该序加工后再将法兰螺栓输送至另一台机床上利用对应的夹具夹在法兰螺栓的头部外来完成杆部车外圆的加工。然而，由于要在两台机床之间进行转移，导致生产效率比较低，而且两套夹具因加工误差的叠加也容易造成加工精度变差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种卡盘，解决了生产效率低的问题。
5.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
6.一种卡盘，包括盘体以及若干沿周向分布于盘体前端的卡爪，所述的盘体前端固定有定位件，其特征在于，所述的定位件沿前后方向设有定位孔，定位孔的前端孔口具有定位凸肩一且其后端孔口具有定位凸肩二，定位件前端侧部设有能供工件放入定位孔内的上料口，定位件前端高出各卡爪且各卡爪均能同时伸入定位件前端内。
7.以工件为法兰螺栓且车端面与加工中心孔为第一道工序、杆部车外圆为第二道工序为例，机械手先夹持法兰螺栓从上料口放入到定位孔内至法兰螺栓的法兰一侧面抵靠在定位凸肩二上后，法兰螺栓的杆部并经定位孔伸出定位件的前端外，再由各卡爪同时向盘体的中心线靠近而夹紧在法兰螺栓的杆部外侧。完成第一道工序后，机械手夹持在法兰螺栓的杆部端部而将法兰螺栓自定位孔内经上料口处取出，然后将法兰螺栓的法兰自定位件的前方向后抵靠在定位凸肩一上形成定位，此时法兰螺栓的头部位于定位孔的前端孔口内，再由各卡爪同时向盘体的中心线靠近而夹紧在法兰螺栓的头部外侧。
8.通过上述设置，使得本卡盘能够针对法兰螺栓的两道不同加工工序均能实现稳定的夹持固定，也就是说仅用一台机床便可完成两道工序的加工，提高了生产效率，同时也降低了企业的生产成本。并且，定位凸肩一与定位凸肩二均设于同一个定位件上，不存在加工
误差的叠加，因此也能够很好地保证加工精度。
9.在上述的卡盘中，所述的定位凸肩一的前侧具有定位平面一，定位凸肩二的前侧具有定位平面二，定位平面一与定位平面二均与定位孔中心线相垂直。
10.通过上述设置，使得法兰螺栓的法兰无论在哪道工序中都能利用定位件形成可靠地定位，从而确保本卡盘能够针对法兰螺栓的两道不同加工工序均能实现稳定的夹持固定，提高了生产效率。
11.在上述的卡盘中，所述的定位件后端具有伸入盘体内的延伸头，定位孔后端位于延伸头内。
12.类似法兰螺栓这种结构的工件长度都比较长，通过设置伸入盘体内的延伸头，拉长了定位凸肩一与定位凸肩二之间的距离，这样就可以在第一道工序(即车端面及加工中心孔)中保证有大部分的法兰螺栓都是位于定位件内的以及保证卡爪的夹持位置更为靠近法兰螺栓的端部，从而保证车端面与加工中心孔时的加工精度更高。另外，这样的设置方式使得整个卡盘的结构更加紧凑、整体性更好。
13.在上述的卡盘中，所述的延伸头呈圆柱状，盘体内设有能沿前后方向运动以驱动各卡爪动作的活动块，活动块沿前后方向贯穿设置有带内螺纹的连接孔，延伸头外径小于连接孔的孔径且延伸头穿过连接孔。
14.卡盘在使用时都是连接在机床的主轴上，穿设在机床主轴内的中空拉杆前端螺纹连接在活动块的连接孔内，因此只需要设计好延伸头的外径就可以确保本卡盘的定位件中延伸头的设置不会给中空拉杆与活动块的螺纹连接造成影响，从而保证本卡盘能够通过定位件的使用而实现类似法兰螺栓这样的工件在两道不同加工工序中的夹持固定，进而提高生产效率。
15.在上述的卡盘中，所述的盘体前端中心处具有凹腔，定位件具有固定在凹腔内的圆板，延伸头连接于圆板的后侧面。
16.常规的卡盘中，在盘体前端中心处的凹腔内会固定有一个防尘盖。在本卡盘中，将防尘盖拆掉并将定位件通过圆板固定在凹腔内而安装在盘体上，这样一来圆板就可以起到像防尘盖一样的作用。
17.在上述的卡盘中，所述的延伸头包括一体固连于圆板后侧面的主体以及焊接固连于主体后端部的环形块，定位孔贯穿主体后端，环形块中心孔的孔径小于定位孔孔径，定位凸肩二为环形块位于定位孔后端孔口处的部分。
18.一般来说，一体式结构上很难加工出两端孔口处分别具有定位凸肩一与定位凸肩二这样的形状，因此将延伸头设置为包括一体固连于圆板后侧面的主体以及焊接固连于主体后端部的环形块，这样定位凸肩一可直接在定位件前端加工形成，然后环形块位于定位孔后端孔口处的部分便可直接作为定位凸肩二使用，进而使定位件最终能形成在定位孔前端孔口处具有定位凸肩一以及在后端孔口处具有定位凸肩二的结构以配合各卡爪完成工件分别在两道加工工序中的夹持固定。
19.在上述的卡盘中，所述的定位件前端呈块状，卡爪数量为至少三个且至少两个卡爪能同时穿过上料口，定位件前端侧部还设置有与剩余卡爪一一对应的让位缺口。
20.常规中，都是设置于卡爪数量相同的让位缺口，但这样就会因为让位缺口过多而导致定位件前端侧部不再具有足够的实体部分来设置上料口。由于各卡爪在初始状态是远
离盘体中心线位置的，因此在卡爪数量为至少三个的情况下将上料口设置为可供至少两个卡爪同时穿过，这样既确保了上料口能设置得足够大以方便工件的放入，同时又不影响到对卡爪伸入定位件内的正常让位。通过上述设置，保证了利用本卡盘在两道不同加工工序中均能实现夹持固定，提高了生产效率。而至少三个卡爪则能确保夹持后工件与主轴的同轴度。
21.在上述的卡盘中，与上料口相对应的各卡爪内端与后侧面之间均设有让位豁口。
22.在实际中，当机械手要将工件放入定位孔内或是将工件从定位孔内取出时，工件都会有一个较为贴近盘体前端面的状态，再考虑到机械手夹持部位的尺寸，容易与和上料口相对应的各卡爪之间产生干涉。因此，在与上料口相对应的各卡爪内端与后侧面之间均设置让位豁口能够形成一定让位，保证了在第一道加工中从上料口处进行上下料的可靠性。
23.与现有技术相比，本卡盘在定位件上设置定位孔，并在定位孔前端孔口设置定位凸肩一以及定位孔后端孔口设置定位凸肩二，使得本卡盘针对法兰螺栓的两道不同加工工序均能实现稳定的夹持固定，也就是说仅用一台机床便可完成两道工序的加工，提高了生产效率，同时也降低了企业的生产成本。
24.此外，定位件的圆板可直接固定在现有卡盘的防尘盖处，且定位件的设置对于现有卡盘的内部结构无影响，仅需要修正卡爪端部即可，也就说对现有卡盘改动小而易实现。
附图说明
25.图1是本卡盘的示意图。
26.图2是本卡盘的前端面示意图。
27.图3是图2中a-a向的剖视图。
28.图4是本卡盘的侧视图。
29.图5是本卡盘在各卡爪伸入定位件前端内时的前端面示意图。
30.图6是本卡盘中定位件的示意图。
31.图7是第一道工序中利用本卡盘定位法兰螺栓时的剖视图(剖视方向与图3相同)。
32.图8是第二道工序中利用本卡盘定位法兰螺栓时的剖视图(剖视方向与图3相同)。
33.图中，1、盘体；2、卡爪；2a、让位豁口；3、滑块；4、定位件；4a、定位孔；4b、定位凸肩一；4b1、定位平面一；4c、定位凸肩二；4c1、定位平面二；4d、上料口；4e、延伸头；4e1、主体；4e2、环形块；4f、圆板；4g、让位缺口；4h、定位块；5、法兰螺栓；5a、头部；5b、杆部；5c、法兰。
具体实施方式
34.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
35.如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种卡盘，包括盘体1以及若干沿周向分布于盘体1前端且能同时沿盘体1的径向移动的卡爪2，具体是在盘体1的前端滑动连接有若干滑块3，各卡爪2固定在滑块3上。盘体1前端固定有定位件4，定位件4沿前后方向设有定位孔4a，定位孔4a的前端孔口具有定位凸肩一4b且其后端孔口具有定位凸肩二4c，定位凸肩一4b的前侧具有定位平面一4b1，定位凸肩二4c的前侧具有定位平面二4c1，定位平面一4b1与
定位平面二4c1均与定位孔4a中心线相垂直。定位件4的前端侧部设有能供工件放入定位孔4a内的上料口4d，定位件4前端高出各卡爪2且各卡爪2均能同时伸入定位件4前端内。
36.进一步地，如图3和图5所示，盘体1前端中心处具有凹腔，定位件4具有通过紧固件固定在凹腔内的圆板4f。盘体1上沿前后方向设有贯通孔，定位件4后端具有伸入盘体1内的延伸头4e，定位孔4a后端位于延伸头4e内。其中，延伸头4e呈圆柱状，盘体1内设有能沿前后方向运动以驱动各卡爪2运动的活动块，活动块沿前后方向贯穿设置有带内螺纹的连接孔，延伸头4e的外径小于连接孔的孔径且延伸头4e穿过连接孔。活动块与各卡爪2的具体连接结构及工作原理为现有技术，在此不再赘述。卡盘在使用时都是连接在机床的主轴上，穿设在机床主轴内的中空拉杆前端螺纹连接在活动块的连接孔内，因此只需要设计好延伸头4e的外径就可以确保本卡盘的定位件4中延伸头4e的设置不会给中空拉杆与活动块的螺纹连接造成影响。延伸头4e包括一体固连于圆板4f后侧面的主体4e1以及焊接固连于主体4e1后端部的环形块4e2，定位孔4a贯穿主体4e1后端，环形块4e2中心孔的孔径小于定位孔4a孔径，定位凸肩二4c为环形块4e2位于定位孔4a后端孔口处的部分。
37.如图1-图5所示，定位件4前端呈块状，卡爪2数量为至少三个且至少两个卡爪2能同时穿过上料口4d，定位座4h侧部还设置有与剩余卡爪2一一对应的让位缺口4g，上料口4d与让位缺口4g均同时贯穿定位件4的前端部。定位件4前端由上料口4d及让位缺口4g分隔为若干独立的且与圆板4f一体固连的定位块4h，定位平面一4b1由各定位块4h前端面所组成。本实施例中，卡爪2的数量实际为三个，让位缺口4g的数量为一个，这样定位块4h的数量便是两个，其中一个卡爪2能穿过让位缺口4g，剩余两卡爪2能同时穿过上料口4d。与上料口4d相对应的各卡爪2内端与后侧面之间均设有让位豁口2a。
38.具体在使用时，将现有卡盘上的防尘盖拆掉，然后将定位件4上的圆板4f通过紧固件固定在原先防尘盖所在的凹腔内，这样定位件4后端的延伸头4e会伸入到盘体1内。当然，为了使各卡爪2能够顺利地穿过定位件4对工件进行夹持，需要事先对各卡爪2用于夹持工件的一端两侧进行修整，使其形状能配合让位缺口4g或是上料口4d。
39.本卡盘主要是在法兰螺栓5自动化加工时使用，法兰螺栓5的其中一道加工工序是车端面并加工中心孔，另一道加工工序是杆部5b车外圆。以先车端面与加工中心孔后杆部5b车外圆为例，机械手先夹持法兰螺栓5从上料口4d放入到定位孔4a内至其法兰5c抵靠在定位凸肩二4c的定位平面二4c1上形成定位(如图7所示，此时法兰螺栓的头部5a位于定位凸肩二4c的内侧)，初始阶段各卡爪2远离盘体1中心线，因此不会对工件从上料口4d处放入定位孔4a内造成阻碍，法兰螺栓5的杆部5b并经定位孔4a伸出定位件4的前端外，再由各卡爪2同时向盘体1的中心线靠近而夹紧在法兰螺栓5的杆部5b外侧，以配合刀具完成车端面及加工中心孔工作。
40.完成第一道工序后，机械手夹持在法兰螺栓5的杆部5b端部，各卡爪2退回到初始位置即靠近盘体1边缘位置处而使得上料口4d被让出来，接着机械手将法兰螺栓5的法兰5c自定位件4的前方向后抵靠在定位凸肩一4b的定位平面一4b1上形成定位(如图8所示)，此时法兰螺栓5的头部5a位于定位孔4a的前端孔口内，再由各卡爪2同时向盘体1的中心线靠近而夹紧在法兰螺栓5的头部5a外侧，这样法兰螺栓5的整个杆部5b就都处于定位件4外以配合刀具完成杆部5b车外圆的工作。
41.本卡盘在定位件4上沿前后方向设置定位孔4a，通过设置在定位孔4a前端孔口处
的定位凸肩一4b、设置在定位孔4a后端孔口处的定位凸肩二4c以及设置在定位件4前端侧部的上料口4d，使得本卡盘能够针对法兰螺栓5的两道不同加工工序均能实现稳定的夹持固定，也就是说仅用一台机床便可完成两道工序的加工，提高了生产效率，同时也降低了企业的生产成本。
42.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。