一种自定心卡盘式单柱高速数控车床的制作方法

本发明属于数控车床配件，特别涉及一种自定心卡盘式单柱高速数控车床。

背景技术：

1、随着机械领域的发展，用在单柱高速数控车床上的卡盘也由原先的双向卡盘发展成了如今的自定心卡盘，所谓自定心卡盘，其主要工作原理是呈环形阵列分布的各组卡爪或卡板可以同时靠近或远离。这样可以根据真实工作需要来确定卡爪或卡板的数量，从而提高对加工件的固定。

2、经检索，现引证公告号为cn117696944b，公告日为2024年04月05日，名为一种数控机床的外圆定位锁紧可调式夹具的专利文献，包括圆盘座，所述圆盘座上设有驱动组件以及多组内夹爪、外夹爪和压块；所述内夹爪滑动安装在圆盘座上并且能够沿着圆盘座径向移动，所述内夹爪用于对片状工件定位以及对普通工件外壁固定；所述外夹爪滑动安装在圆盘座上并且能够沿着圆盘座径向移动，所述外夹爪通过弹簧与内夹爪连接，所述外夹爪用于对普通工件内壁固定；所述压块安装在外夹爪上并且能够朝圆盘座表面垂线方向移动，所述压块与内夹爪传动连接，所述压块用于对定位后的片状工件表面固定。上述实施例相比常见卡盘能够对工件进行自定心，无需调试更加方便，同时利用弹簧对工件边缘施加的压力较小，避免损坏工件边缘，更加安全，而利用压块对片状工件表面压紧能够稳定夹持工件，防止工件晃动和脱落，方便了数控机床对此类特殊工件的加工，适用性强。

3、但上述实施例仍然具有以下缺陷：

4、上述实施例仅能对形状规则的加工件实现良好的固定，当面对表面凸部分布不均，形状怪异的异形加工件时，便难以进行固定，不仅降低了卡盘整体的固定效果，同时也降低了卡盘整体的兼容性。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，包括单柱高速数控车床本体，所述单柱高速数控车床本体上设有卡盘壳体，所述卡盘壳体中心处开设有卡料通槽，所述卡料通槽内呈环形阵列分布有若干组卡料单元；

2、所述卡料单元包括半球卡板；所述半球卡板四周边缘处呈环形阵列分布有若干组伸缩固定机构；所述伸缩固定机构的输出端上设有第一限位塔，所述伸缩固定机构一侧设有气动夹具，所述气动夹具的两组夹爪分别位于伸缩固定机构两侧，且两组夹爪相对的一侧壁上对称设有两组杵杆，两组所述杵杆另一端均延伸至伸缩固定机构的腔体内；所述伸缩固定机构包括套筒及活动贯穿其腔体的拉伸杆；

3、各组第一限位塔均抵触在加工料上，拉伸杆为活动贯穿于套筒，因此无论加工料表面凹凸如何分布，均能通过调整拉伸杆贯穿长度实现抵触，然后气动夹具工作将拉伸杆固定，使装置可以固定任意形状的异形加工件。

4、进一步的，所述卡盘壳体内设有旋转单元，所述旋转单元的输入端上传动连接有动力单元；所述旋转单元下方设有滑板，所述滑板上呈环形阵列分布有若干组第一滑槽，每组所述第一滑槽内均滑动连接有一组第一滑块；所述第一滑块顶部传动连接在旋转单元上，且底部安装有托料单元。

5、进一步的，所述旋转单元包括转盘，所述转盘为圆环状结构，且中轴线与卡盘壳体的中轴线重合；所述转盘顶部呈环形阵列分布有若干组直转齿，所述转盘内壁和外壁均转动连接有一组密封轴承；所述转盘底部呈螺旋状设置有螺旋转齿，每组所述第一滑块顶部均啮合连接在螺旋转齿上。

6、进一步的，所述动力单元包括锥齿轮，所述锥齿轮沿水平方向设置在转盘上方，且与任意一组直转齿啮合连接；所述锥齿轮输入端上安装有传动杆，所述传动杆另一端延伸至卡盘壳体外部，且传动连接有伺服电机。

7、进一步的，所述半球卡板为半球状结构，且开口朝向卡料通槽的中轴线；

8、所述第一限位塔为三角锥状结构，且尖端处安装有第一防磨球。

9、进一步的，所述拉伸杆两侧壁上均等间距排列有若干组卡孔；所述拉伸杆远离套筒开口的一端与套筒底部内壁之间连接有第二弹簧；所述拉伸杆远离安装板的一端活动延伸至套筒外部，且与所述第一限位塔连接。

10、进一步的，所述套筒两侧壁上分别开设有一组贯穿孔，两组所述杵杆分别通过一组贯穿孔延伸至套筒内，且安装有推板，所述推板远离杵杆的一侧壁上安装有卡杆，所述卡杆活动卡接在同一侧的任意一组卡孔内；所述推板与套筒内壁之间连接有第一弹簧。

11、进一步的，所述套筒内壁上沿垂直方向开设有第二滑槽；所述第二滑槽内滑动连接有第二滑块，所述第二滑块另一端安装在拉伸杆上。

12、进一步的，所述托料单元包括立杆，所述立杆沿垂直方向安装在相应一组第一滑块底部，所述立杆底部安装有斜杆，所述斜杆底部朝向卡料通槽的中轴线方向倾斜延伸，且端口处安装有托盘，所述托盘的侧视截面为扇环状结构。

13、进一步的，所述托盘的内壁上沿其自身长度方向等间距分布有若干组第二限位塔，所述第二限位塔的结构与第一限位塔的结构相同，所述第二限位塔的尖端处安装有第二防磨球。

14、本发明的有益效果是：

15、1、通过各组半球卡板从四周对加工件进行固定，利用半球卡板的半球状腔室可以容纳加工件的凸出部。并且此时各组第一限位塔的尖端均与加工件相抵触，然后控制气动夹具的两组夹爪夹紧，无论拉伸杆位于套筒外的长度有多长，都可以快速对拉伸杆和第一限位塔进行固定，以避免加工件发生晃动。使得卡盘整体可以固定住任意形状、任意大小的异形加工件。不仅提高了卡盘整体的固定效果，同时还提升了卡盘整体的兼容性。

16、2、卡料单元在将加工件固定的同时，各组托料单元也会同时运动至加工件的下方，从下方将加工件托住，从而提高卡盘整体的承载力。与此同时，各组第二限位塔的结构均与第一限位塔结构相同，并且各组第二限位塔是沿托盘的扇环状路径等间距排列，这就使得各组第二限位塔均能抵触在加工件上。从而放置因外力造成的加工件脱落，在提高卡盘整体承载力的同时，还降低了加工件在被加工时的安全隐患。

17、3、由于第一限位塔为三角锥状结构，因此当加工件表面就算出现空间狭小的凹槽时，能使第一限位塔尖端顺利延伸至该凹槽内，从而实现对加工件的抵触，使得各组第一限位塔之间受力更加均衡。

18、4、通过螺旋状结构的螺旋转齿与直转齿的设定，使得控制各组第一滑块水平运动的结构更加精简，也可以在更加狭小的空间内提供动力支持，从而节省了操作空间，使得卡盘整体可以朝向更加微小的方向发展，并以此提高了传动效率。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，包括单柱高速数控车床本体（100），所述单柱高速数控车床本体（100）上设有卡盘壳体（300），其特征在于：所述卡盘壳体（300）中心处开设有卡料通槽（302），所述卡料通槽（302）内呈环形阵列分布有若干组卡料单元（700）；

2.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述卡盘壳体（300）内设有旋转单元（400），所述旋转单元（400）的输入端上传动连接有动力单元（500）；所述旋转单元（400）下方设有滑板（600），所述滑板（600）上呈环形阵列分布有若干组第一滑槽（610），每组所述第一滑槽（610）内均滑动连接有一组第一滑块（620）；所述第一滑块（620）顶部传动连接在旋转单元（400）上，且底部安装有托料单元（800）。

3.根据权利要求2所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述旋转单元（400）包括转盘（410），所述转盘（410）为圆环状结构，且中轴线与卡盘壳体（300）的中轴线重合；所述转盘（410）顶部呈环形阵列分布有若干组直转齿（420），所述转盘（410）内壁和外壁均转动连接有一组密封轴承；所述转盘（410）底部呈螺旋状设置有螺旋转齿（430），每组所述第一滑块（620）顶部均啮合连接在螺旋转齿（430）上。

4.根据权利要求3所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述动力单元（500）包括锥齿轮（510），所述锥齿轮（510）沿水平方向设置在转盘（410）上方，且与任意一组直转齿（420）啮合连接；所述锥齿轮（510）输入端上安装有传动杆（520），所述传动杆（520）另一端延伸至卡盘壳体（300）外部，且传动连接有伺服电机。

5.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述半球卡板（710）为半球状结构，且开口朝向卡料通槽（302）的中轴线；

6.根据权利要求1所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述拉伸杆（732）两侧壁上均等间距排列有若干组卡孔（733）；所述拉伸杆（732）远离套筒（731）开口的一端与套筒（731）底部内壁之间连接有第二弹簧（738）；所述拉伸杆（732）远离安装板（720）的一端活动延伸至套筒（731）外部，且与所述第一限位塔（740）连接。

7.根据权利要求6所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述套筒（731）两侧壁上分别开设有一组贯穿孔（734），两组所述杵杆（761）分别通过一组贯穿孔（734）延伸至套筒（731）内，且安装有推板（735），所述推板（735）远离杵杆（761）的一侧壁上安装有卡杆（736），所述卡杆（736）活动卡接在同一侧的任意一组卡孔（733）内；所述推板（735）与套筒（731）内壁之间连接有第一弹簧（737）。

8.根据权利要求7所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述套筒（731）内壁上沿垂直方向开设有第二滑槽（739）；所述第二滑槽（739）内滑动连接有第二滑块（770），所述第二滑块（770）另一端安装在拉伸杆（732）上。

9.根据权利要求2所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述托料单元（800）包括立杆（810），所述立杆（810）沿垂直方向安装在相应一组第一滑块（620）底部，所述立杆（810）底部安装有斜杆（820），所述斜杆（820）底部朝向卡料通槽（302）的中轴线方向倾斜延伸，且端口处安装有托盘（830），所述托盘（830）的侧视截面为扇环状结构。

10.根据权利要求9所述的一种自定心卡盘式单柱高速数控车床，其特征在于：所述托盘（830）的内壁上沿其自身长度方向等间距分布有若干组第二限位塔（840），所述第二限位塔（840）的结构与第一限位塔（740）的结构相同，所述第二限位塔（840）的尖端处安装有第二防磨球（850）。

技术总结
本发明涉及数控车床配件技术领域，特别涉及一种自定心卡盘式单柱高速数控车床。包括单柱高速数控车床本体，所述单柱高速数控车床本体上设有卡盘壳体，所述卡盘壳体中心处开设有卡料通槽，所述卡料通槽内呈环形阵列分布有若干组卡料单元；所述卡料单元包括半球卡板；所述半球卡板四周边缘处呈环形阵列分布有若干组伸缩固定机构；所述伸缩固定机构的输出端上设有第一限位塔，所述伸缩固定机构一侧设有气动夹具，所述气动夹具的两组夹爪分别位于伸缩固定机构两侧。本发明可以固定住任意形状、任意大小的异形加工件。不仅提高了卡盘整体的固定效果，同时还提升了卡盘整体的兼容性。

技术研发人员：王晓军
受保护的技术使用者：大连瓦机数控机床有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/12