球关节式动力卡盘的制作方法

1.本发明涉及卡盘结构领域，特别涉及一种球关节式动力卡盘。


背景技术：

2.标准的动力卡盘通过基爪在卡盘主体径向上的运动，从而带动顶爪的运动以实现夹持和释放工件的效果。
3.基爪在卡盘主体的运动是纯径向的，在夹持工件的时候，由于卡盘主体刚性的限制和夹紧力对顶爪弯矩的影响，势必造成卡盘主体从中心到外径渐趋上浮，从而导致端面定位不可靠，最终导致不能获得稳定的夹持定位精度及加工精度和较大切削的可能。
4.同时，传统的动力卡盘没有实质意义上的密封结构，主要靠机械结构的间隙和油膜进行密封，切削液和细的切屑会不可避免地进入到卡盘主体内部，势必造成摩擦副的过度磨损及生锈腐蚀，将直接缩短卡盘的精度和寿命。而定期维护(一个班次加注一次润滑脂并在使用1000小时后完全拆解维护)只是一个被动的选择。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的为提供一种球关节式动力卡盘，旨在解决夹持过程中卡盘主体从中心到外径渐趋上浮，导致端面定位不可靠以及卡盘在基爪处密封效果不佳的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种球关节式动力卡盘，包括：
7.卡盘主体，前端设置有至少两个轴承套，所述轴承套内具有第一球形腔；
8.推拉盘，可沿所述卡盘主体轴向运动的设置于所述卡盘主体的内腔，所述推拉盘对应所述第一球形腔设置有第二球形槽；
9.球锁臂，包括臂部、球部和顶爪连接部，所述臂部和所述顶爪连接部连接于所述球部的两端，所述球部活动的设置于所述第一球形腔内；
10.半球体，活动的设置于所述第二球形槽，所述半球体内贯穿有臂通道，所述臂部穿入于所述臂通道；
11.其中，当所述推拉盘处于近所述卡盘主体的状态时，所述臂部的长度方向的自由端朝向或者远离所述卡盘主体的轴向延伸。
12.进一步地，所述轴承套可拆的连接于所述卡盘主体。
13.进一步地，所述轴承套包括轴承套主体、轴承套盖和螺栓，所述螺栓顺序穿过所述轴承套盖与所述轴承套主体后连接于所述卡盘主体。
14.进一步地，所述球部与所述轴承套之间设置有第一密封圈。
15.进一步地，所述臂部远离所述球部的自由端设置有处于压缩状态的第一弹性组件，所述第一弹性组件抵持所述卡盘主体的内壁。
16.进一步地，所述球部外壁的径向上相对设置有两个销安装孔，所述销安装孔内设置有挡销组件，所述轴承套的内壁上对应所述挡销组件的位置处设置有限制孔，所述挡销组件包括挡销以及第二弹性件，所述第二弹性件设置于所述销安装孔的底部，所述挡销的
一端与所述第二弹性件抵持，所述挡销的另一端可滑动地设置于所述限制孔内。
17.进一步地，所述限制孔呈锥状，所述挡销的另一端为与所述限制孔匹配的锥帽，所述限制孔的高度较比所述锥帽的高度尺寸大。
18.进一步地，所述半球体内壁与所述半球体的外壁之间通过半圆键进行限制。
19.进一步地，所述球锁臂长度方向与所述顶爪连接部方向呈10至30度的夹角。
20.进一步地，所述轴承套通过在所述卡盘主体上的固定方式为螺栓固定，所述轴承套在所述卡盘主体前端上包括呈中心对称的两个安装朝向。
21.本发明提供的球关节式动力卡盘，利用球锁臂的摆动，实现固定工件的作用；球部与轴承套之间作用面积增大，卡盘主体发生局部形变的可能性降低；球部与轴承套形成的是球面之间的配合，那么其密封效果得到大幅度提升，球锁臂处的密封效果得以改进。
附图说明
22.图1是本发明一实施例球关节式动力卡盘从前端侧的视角示意图；
23.图2是图1中a-a处的截面示意图；
24.图3是图2中的局部放大图；
25.图4是本发明一实施例球关节式动力卡盘的球锁臂示意图；
26.图5是本发明一实施例图2中a-a处的截面示意图；
27.图6是本发明一实施例球关节式动力卡盘的截面示意图(推拉盘后拉后)；
28.图7是图6中的局部放大图；
29.图8是本发明一实施例球关节式动力卡盘的截面示意图(球锁臂反装示意图)；
30.图9是图8中的局部放大图。
31.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
34.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
35.参照图1至9，本发明一实施例中，一种球关节式动力卡盘，包括：
36.卡盘主体100，前端设置有至少两个轴承套110，所述轴承套110内具有第一球形腔；
37.推拉盘200，可沿所述卡盘主体100轴向运动的设置于所述卡盘主体100的内腔，所述推拉盘200对应所述第一球形腔设置有第二球形槽210；
38.球锁臂300，包括臂部310、球部320和顶爪连接部330，所述臂部310和所述顶爪连接部330连接于所述球部320的两端，所述球部320活动的设置于所述第一球形腔内；
39.半球体400，活动的设置于所述第二球形槽210，所述半球体400内贯穿有臂通道，所述臂部310穿入于所述臂通道；
40.其中，当所述推拉盘200处于近所述卡盘主体100的状态时，所述臂部310的长度方向的自由端朝向或者远离所述卡盘主体100的轴向延伸。
41.现有技术中，标准的动力卡盘通过基爪在卡盘主体径向上的运动，从而带动顶爪的运动以实现夹持和释放工件的效果。基爪在卡盘主体的运动是纯径向的，在夹持工件的时候，由于卡盘主体刚性的限制和夹紧力对顶爪弯矩的影响，势必造成卡盘主体从中心到外径渐趋上浮，从而导致端面定位不可靠，最终导致不能获得稳定的夹持定位精度及加工精度和较大切削的可能。同时，传统的动力卡盘没有实质意义上的密封结构，主要靠机械结构的间隙和油膜进行密封，切削液和细的切屑会不可避免地进入到卡盘主体内部，势必造成摩擦副的过度磨损及生锈腐蚀，将直接缩短卡盘的精度和寿命，而定期维护(每个班次加注一次润滑脂并在使用1000小时后完全拆解维护)只是一个被动的选择。
42.在本发明中卡盘主体100前端与后端的判定以球锁卡盘的工作位置为基准；顶爪连接部330用于连接顶爪500，顶爪500处为前端，相应的方向则为后端；轴承套110的数量为三个。假设当推拉盘200处于近卡盘主体100的状态时，臂部310的长度方向的自由端平行于卡盘主体100的轴向延伸，那么推拉盘200远离卡盘主体100运动时，球锁臂300则不会受迫摆动。而本发明中，当推拉盘200处于近卡盘主体100的状态时，臂部310的长度方向的自由端朝向或者远离卡盘主体100的轴向延伸，当推拉盘200远离卡盘主体100时，半球体400会在第二球形槽210内旋转，球锁臂300也就会受迫摆动，具体球锁臂300摆动的趋势为臂部310倾角减小。推拉盘200从近卡盘主体100状态移动到远离所述卡盘主体100状态，从而对球锁臂300进行驱动。当推拉盘200后拉或者前退时，带动球锁臂300以球部320为基础发生摆弄，半球体400与第二球形槽210的配合也提供了球锁臂300摆动的基础，当球锁臂300摆动时，安装于顶爪连接部330的顶爪500能实现固定工件的作用(如球锁臂300向内摆动，则能实现夹持效果)。臂部310、球部320和顶爪连接部330三者可以是一体结构或者是分体结构，其中分体结构对于加工以及安装过程有利。
43.综上，利用球锁臂300的摆动，实现固定工件的作用；球部320与轴承套110之间作用面积增大，卡盘主体发生局部形变的可能性降低；球部320与轴承套110形成的是球面之间的配合，那么其密封效果得到大幅度提升，球锁臂300处的密封效果得以改进。
44.在一个实施例中，所述轴承套110可拆的连接于所述卡盘主体100。
45.以上可拆卸的设定相对于轴承套110加工于卡盘主体100，对于降低轴承套110的加工难度以及球锁臂300的安装难度都是有利的。在本实施例中，轴承套110通过螺栓固定于卡盘主体100。
46.在一个实施例中，所述轴承套110包括轴承套主体、轴承套盖和螺栓，所述螺栓顺
10mm，以上两者的高度尺寸差异越大，则球锁臂300在垂直卡盘主体100的直径方向上进行横向的摆动的范围越大，然而范围过大对于稳定夹持不利。当然销安装孔321与锥帽811的形状不要求是一致的，形成匹配即可。
56.参照图2至3，在一个实施例中，所述半球体400内壁与所述半球体400的外壁之间通过半圆键410进行限制。
57.半圆键410限制了半球体400与臂部310之间通过半圆键410进行限定，阻止了两者之间的相对转动，为臂部310的稳定提供了条件，若臂部310需要进行一定程度的摆动则是伴随着半球体400一同进行。
58.参照图3至4，在一个实施例中，所述球锁臂300长度方向与所述顶爪连接部330方向呈10至30度的夹角。
59.在本实施例中，球锁臂300的臂部310、球部320和顶爪连接部330三者不呈直线分布，而是呈夹角设置，也就产生了正、反两种安装方式。在正装过程中，臂部310长度方向的自由端向卡盘主体100的中轴方向延伸，当推拉盘200后拉时，球锁臂300向内摆，顶爪500作夹持功能使用；在反装过程中，臂部310长度方向的自由端远离卡盘主体100的中轴方向延伸，当推拉盘200后拉时，球锁臂300向外摆，顶爪500作内撑功能使用(内撑固定腔状的工件)。以上正、反两种安装方式，形成的夹持和内撑功用，为球关节式动力卡盘的使用提供了较大的便利。
60.参照图1，在一个实施例中，所述轴承套110通过在所述卡盘主体100上的固定方式为螺栓固定，所述轴承套110在所述卡盘主体100前端上包括呈中心对称的两个安装朝向。
61.在本实施例中，由于球锁臂300长度方向与顶爪连接部330方向呈10至30度的夹角，产生了正、反两种安装方式，通过将轴承套110的固定角度旋转180度即可实现正、反两种安装方式的切换。特别是轴承套110的固定方式为螺栓固定，那么拆下固定的螺栓然后旋转轴承套110过180度，然后重新固定上螺栓即可完成正、反两种安装方式的切换，便利性大幅度提升。
62.综上所述，本发明提供的球关节式动力卡盘，利用球锁臂300的摆动，实现固定工件的作用；球部320与轴承套110之间作用面积增大，卡盘主体发生局部形变的可能性降低；球部320与轴承套110形成的是球面之间的配合，那么其密封效果得到大幅度提升，球锁臂300处的密封效果得以改进。
63.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。