一种浮动夹头的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种浮动夹头，属于机械【技术领域】。它解决了现有夹头夹持效果差的问题。本浮动夹头包括驱动机构、卡爪盘以及周向均匀分布在卡爪盘上的三个卡爪，驱动机构能同时带动三个卡爪在卡爪盘上直线移动，使得三个卡爪向内聚拢或向外展开。本发明具有设计合理、夹持效果好的优点。
【专利说明】一种浮动夹头
【技术领域】
[0001]本发明属于机械【技术领域】，涉及一种浮动夹头，特别是一种用于外圆磨床的浮动夹头。
【背景技术】
[0002]磨床是用来对工件表面进行磨削加工的，在加工过程中需要采用相应的夹头对加工对象(工件)进行固定，使之处于正确的位置，以便接受磨削加工。
[0003]夹头根据所加工工件的形状结构的不同也有不同的类型，对于轴类工件的磨削加工一般采用的是三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹头。现有用于磨床的夹头夹持效果一般且多采用人工对工件进行夹紧，工件容易出现松动或偏心的现象，从而影响到工件的加工，致使产品质量出现问题。
[0004]综上所述，为解决现有用于外圆磨床的夹头结构上的不足，需要设计一种设计合理、夹持效果好的浮动夹头。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、夹持效果好的浮动夹头。
[0006]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种浮动夹头，包括驱动机构、卡爪盘以及周向均匀分布在卡爪盘上的三个卡爪，所述驱动机构能同时带动三个卡爪在卡爪盘上直线移动，使得三个卡爪向内聚拢或向外展开。
[0007]在上述的一种浮动夹头中，所述驱动机构包括壳体、活动安装在壳体内的活塞盘、与活塞盘固连的拉套，所述活塞盘与壳体密封连接并合围形成活动形腔，在活塞盘中部设有与壳体密封连接的活塞环，所述活塞环位于所述活动形腔内并将活动形腔分割为第一气室、第二气室，在壳体上开设有分别与第一气室、第二气室联通的第一进气孔、第二进气孔。
[0008]在上述的一种浮动夹头中，所述拉套与卡爪盘同轴设置且拉套部分伸入卡爪盘内，在卡爪盘中部穿设有驱动轴且驱动轴依次穿过卡爪盘以及拉套，在驱动轴中部插设有顶尖且顶尖部分伸出卡爪盘外。
[0009]在上述的一种浮动夹头中，每个卡爪均包括夹持部以及安装部，每个夹持部的后端均通过弹簧与对应的安装部连接，每个夹持部的前端均具有一弧形曲面，在每个夹持部的前端设置有环绕对应弧形曲面并与该弧形曲面相连的若干辅助平面。
[0010]在上述的一种浮动夹头中，在卡爪盘上开设有与三个卡爪——对应的三个滑槽，每个滑槽内均活动安装有滑座，每个滑座均与对应的卡爪固连，所述驱动机构能同时带动各滑座在对应的滑槽内直线移动。
[0011]在上述的一种浮动夹头中，每个安装部上均开设有至少一列第一齿条，每个滑座上均开设有与对应安装部上的第一齿条相啮合的至少一列第二齿条。
[0012]在上述的一种浮动夹头中，在拉套上开设有与三个滑槽一一对应且呈倾斜设置的三个轨道，每个滑座的前端均具有一滑块，每个滑块均能在对应的轨道内滑移且每个滑块的两侧均对称开设有两斜槽，在每个轨道的两侧均设有与对应两斜槽一一对应的两斜块，每个斜块均能在对应的斜槽内滑移。
[0013]在上述的一种浮动夹头中，每个斜块靠近活塞盘一端的高度均小于该斜块远离活塞盘一端的高度。
[0014]与现有技术相比，本发明采用气动机构驱动夹头夹紧工件，操作简便；卡爪上夹持部以及安装部之间弹簧的设计能在工件加工时进行浮动调节，进一步对准工件中心位置，使加工更加准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。
[0016]图2是本发明一较佳实施例的爆炸示意图。
[0017]图3是本发明一较佳实施例的部分结构示意图。
[0018]图4是本发明一较佳实施例的剖视图。
[0019]图5是本发明一较佳实施例中拉套的结构示意图。
[0020]图6是本发明一较佳实施例中滑座的结构示意图。
[0021]图7是本发明一较佳实施例中卡爪的结构示意图。
[0022]图中，10、驱动机构；11、壳体；111、第一进气孔；112、第二进气孔；12、活塞盘；121、活塞环；13、拉套；131、轨道；1311、斜块；1312、第二台阶面；20、卡爪盘；21、滑槽；22、滑座；221、第二齿条；222、滑块；2221、斜槽；2222、第一台阶面；30、卡爪；31、夹持部；311、弧形曲面；312、辅助平面；32、安装部；321、第一齿条；41、第一气室；42、第二气室；50、驱动轴；60、顶尖。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]如图1所示，本浮动夹头包括驱动机构10、卡爪盘20以及周向均匀分布在卡爪盘20上的三个卡爪30，驱动机构10能同时带动三个卡爪30在卡爪盘20上直线移动，使得三个卡爪30向内聚拢或向外展开。
[0025]优选地，如图2和图4所示，驱动机构10包括壳体U、活动安装在壳体11内的活塞盘12、与活塞盘12固连的拉套13，活塞盘12与壳体11密封连接并合围形成活动形腔(图中未示出)，在活塞盘12中部设有与壳体11密封连接的活塞环121，活塞环121位于活动形腔内并将活动形腔分割为第一气室41、第二气室42，在壳体11上开设有分别与第一气室41、第二气室42联通的第一进气孔111、第二进气孔112。
[0026]本发明保护一种用于外圆磨床的浮动夹头，在驱动机构10作用下该夹头的三个卡爪30同时向内聚拢自动夹紧工件(图中未示出)，夹紧效果好且不易出现松动。在对工件完成相关加工工作之后，仍通过驱动机构10带动三个卡爪30同时向外展开自动松开工件，操作简单易行，便于广泛使用。
[0027]整个驱动机构10的结构与气压缸类似，活动形腔的设置是给气体的输入提供了一个空间，活塞环121的设置则是为了将活动形腔分割为第一气室41、第二气室42，当从第一进气孔111向第一气室41通气时，活塞盘12朝着第二气室42滑移，当从第二进气孔112向第二气室42通气时，活塞盘12朝着第一气室41滑移。由于拉套13与活塞盘12固连，因此当活塞盘12滑移的时候，会带着拉套13 —起滑移。
[0028]活塞盘12与壳体11密封连接是为了保证活动形腔除了与第一进气孔111、第二进气孔112联通之外不与其他空间联通，而活塞环121与壳体11密封连接则是为了确保第一气室41与第二气室42两者之间不相互联通，不会漏气，这样一来，在分别向第一气室41、第二气室42通气时，能够使活塞盘12的滑移过程顺利进行。
[0029]进一步优选地，拉套13与卡爪盘20同轴设置且拉套13部分伸入卡爪盘20内，在卡爪盘20中部穿设有驱动轴50且驱动轴50依次穿过卡爪盘20以及拉套13，在驱动轴50中部插设有顶尖60且顶尖60部分伸出卡爪盘20外。
[0030]在三个卡爪30夹紧工件时，顶尖60抵住工件，磨床上与夹头相对的一端也采用顶尖60抵住工件，此时驱动轴50转动，连带着拉套13、活塞盘12、卡爪盘20以及三个卡爪30一起转动，进而带动工件一起转动，对工件进行磨削加工。
[0031]优选地，如图7所示，每个卡爪30均包括夹持部31以及安装部32，每个夹持部31的后端均通过弹簧(图中未示出)与对应的安装部32连接，每个夹持部31的前端均具有一弧形曲面311，在每个夹持部31的前端设置有环绕对应弧形曲面311并与该弧形曲面311相连的多个辅助平面312。
[0032]采用弧形曲面311相对于平面来说在夹紧工件时能够有更好的夹紧效果，辅助平面312的设置能够给弧形曲面311提供一定的支撑作用，进一步加强对工件的夹紧效果。
[0033]外圆磨床是靠两个顶尖60顶住工件的两端来定位的，如果磨床上有一端的顶尖60不在工件中心上的话，就会使工件的外圆和中心线发生偏移，当转动起来的时候，夹着工件的三个卡爪30相对中心线的距离是不相等的，工件中心孔偏心越大，三个卡爪30到中心线的距离差也越大。
[0034]在卡爪30的夹持部31与对应的安装部32之间设置了弹簧，在转动的时候，三个卡爪30就会自动根据工件的偏心量来补偿卡爪30自身到工件表面的距离差，有了一定的浮动调节，在这个过程中，三个卡爪30始终是夹紧工件的。
[0035]优选地，如图1至图4所示，在卡爪盘20上开设有与三个卡爪30——对应的三个滑槽21，每个滑槽21内均活动安装有滑座22，每个滑座22均与对应的卡爪30固连，驱动机构10能同时带动各滑座22在对应的滑槽21内直线移动。
[0036]进一步优选地，如图6和图7所示，每个安装部32上均开设有至少一列第一齿条321，每个滑座22上均开设有与对应安装部32上的第一齿条321相啮合的至少一列第二齿条 221。
[0037]第一齿条321以及第二齿条221的设置将每个卡爪30的安装部32均与对应的滑座22固连在一起，当驱动机构10同时带动三个滑座22在三个滑槽21内直线移动时，能带着三个卡爪30 —起移动。
[0038]此外，第一齿条321与第二齿条221之间可以改变相对位置，即可以改变卡爪30与滑座22之间的相对位置，根据所夹持的工件的直径大小调整卡爪30与滑座22之间的相对位置，当工件直径大时，可以将卡爪30沿着径向向外移动一定距离，当工件直径小时，可以将卡爪30沿着径向向内移动一定距离。
[0039]优选地，如图2、图3、图5以及图6所示，在拉套13上开设有与三个滑槽21——对应且呈倾斜设置的三个轨道131，每个滑座22的前端均具有一滑块222，每个滑块222均能在对应的轨道131内滑移且每个滑块222的两侧均对称开设有两斜槽2221，在每个轨道131的两侧均设有与对应两斜槽2221——对应的两斜块1311，每个斜块1311均能在对应的斜槽2221内滑移。
[0040]由于三个轨道131是倾斜设置的，因此对应的滑块222的端面也是倾斜的，同时每个斜槽2221均具有一倾斜设置的第一台阶面2222且每个斜块1311均具有一倾斜设置的第二台阶面1312，每个滑块222上对称的两个第一台阶面2222与对应的两个第二台阶面1312之间相互滑移才促使每个滑块222在对应的轨道131内滑移，使得三个滑座22沿着卡爪盘20的径向滑移，进一步带动三个卡爪30 —起移动。
[0041]值得一提的是，每个滑块222上不一定只有两个对称开设的斜槽2221，还可对称开设多对斜槽2221，同样的，每个对应的轨道131内也可设置与多对斜槽2221——对应的多对斜块1311。这样一来，即是多了多对第一台阶面2222以及多对第二台阶面1312，每个第一台阶面2222与对应的第二台阶面1312之间仍是能够相互滑移，使每个滑块222在对应的轨道131内滑移。本实施例中，每个滑块222上斜槽2221的数量优选为两个，每个轨道131内斜块1311的数量优选为两个。
[0042]进一步优选地，如图2和图5所示，每个斜块1311靠近活塞盘12 —端的高度均小于该斜块1311远离活塞盘12 —端的高度。
[0043]这样的设计使得当向着第一气室41输入气体，活塞盘12带着拉套13 —起向着第二气室42滑移时，三个滑座22分别在对应的滑块222的带动下，沿着径向向卡爪盘20中心滑移，使得三个卡爪30分别向卡爪盘20中心聚拢，夹紧工件；当向着第二气室42输入气体，活塞盘12带着拉套13 —起向着第一气室41滑移时，三个滑座22分别在对应的滑块222的带动下，沿着径向远离卡爪盘20中心，使得三个卡爪30分别向外展开，松开工件。
[0044]如若一开始向着第二气室42输入气体，活塞盘12带着拉套13向第一气室41滑移，即拉套13向着卡爪盘20滑移，此时要想三个滑座22沿着径向向卡爪盘20中心滑移的话，相关零部件以及卡爪盘20的尺寸与结构都需要进行改变，此外还可能出现零部件之间发生碰触的现象，导致夹紧工作无法顺利进行，设计不合理。这样也就限定了本实施例中每个斜块1311上靠近活塞盘12 —端的高度均小于该斜块1311远离活塞盘12 —端的高度，反之不可取。
[0045]本浮动夹头在初始状态下，将外部高压气体从第一进气孔111向第一气室41充气，活塞盘12带着拉套13 —起向着第二气室42滑移，三个滑座22带着三个卡爪30分别在对应的滑槽21内滑移，使得三个卡爪30向卡爪盘20中心聚拢，夹紧工件，保证高压气体一直充满第一气室41，即保证夹头对工件的夹紧状态，然后整个夹头在驱动轴50作用下开始绕着夹头中心(即驱动轴50的轴心线)转动，对工件进行磨削加工。在工件加工完成之后，夹头逐渐停止转动，此时，开始从第二进气孔112向第二气室42充高压气体(不再向第一气室41充高压气体)，活塞盘12带着拉套13 —起向着第一气室41滑移，三个滑座22带着三个卡爪30远离卡爪盘20中心，向外滑移，松开工件。整个操作过程简单易行，适用性广。
[0046]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。
【权利要求】
1.一种浮动夹头，包括驱动机构、卡爪盘以及周向均匀分布在卡爪盘上的三个卡爪，其特征在于，所述驱动机构能同时带动三个卡爪在卡爪盘上直线移动，使得三个卡爪向内聚拢或向外展开。
2.根据权利要求1所述的一种浮动夹头，其特征在于，所述驱动机构包括壳体、活动安装在壳体内的活塞盘、与活塞盘固连的拉套，所述活塞盘与壳体密封连接并合围形成活动形腔，在活塞盘中部设有与壳体密封连接的活塞环，所述活塞环位于所述活动形腔内并将活动形腔分割为第一气室、第二气室，在壳体上开设有分别与第一气室、第二气室联通的第一进气孔、第二进气孔。
3.根据权利要求2所述的一种浮动夹头，其特征在于，所述拉套与卡爪盘同轴设置且拉套部分伸入卡爪盘内，在卡爪盘中部穿设有驱动轴且驱动轴依次穿过卡爪盘以及拉套，在驱动轴中部插设有顶尖且顶尖部分伸出卡爪盘外。
4.根据权利要求3所述的一种浮动夹头，其特征在于，每个卡爪均包括夹持部以及安装部，每个夹持部的后端均通过弹簧与对应的安装部连接，每个夹持部的前端均具有一弧形曲面，在每个夹持部的前端设置有环绕对应弧形曲面并与该弧形曲面相连的若干辅助平面。
5.根据权利要求4所述的一种浮动夹头，其特征在于，在卡爪盘上开设有与三个卡爪一一对应的三个滑槽，每个滑槽内均活动安装有滑座，每个滑座均与对应的卡爪固连，所述驱动机构能同时带动各滑座在对应的滑槽内直线移动。
6.根据权利要求5所述的一种浮动夹头，其特征在于，每个安装部上均开设有至少一列第一齿条，每个滑座上均开设有与对应安装部上的第一齿条相啮合的至少一列第二齿条。
7.根据权利要求5或6所述的一种浮动夹头，其特征在于，在拉套上开设有与三个滑槽一一对应且呈倾斜设置的三个轨道，每个滑座的前端均具有一滑块，每个滑块均能在对应的轨道内滑移且每个滑块的两侧均对称开设有两斜槽，在每个轨道的两侧均设有与对应两斜槽一一对应的两斜块，每个斜块均能在对应的斜槽内滑移。
8.根据权利要求7所述的一种浮动夹头，其特征在于，每个斜块靠近活塞盘一端的高度均小于该斜块远离活塞盘一端的高度。
【文档编号】B24B41/06GK104493704SQ201410658069
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】翁海明 申请人:宁波美德机器人有限公司