浮动顶紧卡盘及其夹紧方法技术

本发明专利技术揭示了一种浮动顶紧卡盘及其夹紧方法，包括卡盘本体、驱动机构、浮动顶升机构及夹紧机构；所述驱动机构设置于所述卡盘本体内部，所述驱动机构包括一驱动杆，所述驱动杆顶端开设有凹槽，所述凹槽内设置有滚珠，所述滚珠与所述凹槽间隙配合，所述浮动顶升机构包括与所述滚珠顶端触接的浮动座，以及可活动地设置于所述浮动座上的支撑杆，所述支撑杆至少有两个，所述夹紧机构设置于所述卡盘本体上端，包括卡爪及滑块；所述夹紧机构与支撑杆相互匹配；所述驱动机构与夹紧机构通过杠杆连接，所述杠杆能够将所述驱动机构的轴向方向运动转化为所述夹紧机构的径向方向运动。本发明专利技术有效保证了待加工件的夹紧效果，提高了装夹效率。

【技术实现步骤摘要】
浮动顶紧卡盘及其夹紧方法
本专利技术涉及一种浮动顶紧卡盘，尤其适用于涡壳毛坯件的夹紧定位，属于汽车零部件加工领域。
技术介绍
涡壳是汽油发动机内涡轮增压器的重要组成部件之一，随着涡轮增压技术的发展，汽车行业对于涡轮增压器的转速要求越来越高。正是由于这样的使用需求，因此目前涡壳的生产材料都会选用耐高温的奥氏体耐热钢或高镍奥氏体球铁。但不论是耐热钢还是高镍球铁，其基体组织均为奥式体。奥氏体以枝晶方式生长，由于其枝晶粗大，很容易造成严重的晶界偏析，于晶界处会形成硬点。这样一来不仅会严重影响加工性和刀具寿命，还会造成石墨呈线状排列，组织均匀性下降，形成晶间组织疏松，导致涡壳毛坯件外表面(A基准面)产生溃缩或膨胀，影响正常的生产加工。此外，目前较为普遍的涡壳毛坯件的装夹方式还是传统手动卡盘装夹，但这种装夹是用扳手夹紧和松开卡爪，劳动量大，效率极低，并且直接夹持在毛坯面极易夹歪工件导致工件报废。正是基于上述原因，也有越来越多的加工企业开始采用自动化的夹紧卡盘来满足生产加工需要。同时由于涡壳毛坯件的外表面(A基准面)平整度难以保证，但涡壳毛坯件的内表面(Z基准面)则由内模加工而成，存在一个固定的加工标准，因此，也有加工企业开始思考如何通过涡壳毛坯件的内表面(Z基准面)进行定位。CN104588711A公开了一种车用浮动液压夹紧卡盘，包括主轴、机床拉杆，包括卡盘座、拉紧块、滑块、浮动顶尖、卡爪、拉杆、杠杆，所述的卡盘座位于主轴前端中心处，二者滑配并螺纹相连，所述的拉紧块位于卡盘座内部中心处，二者活动相连，所述的滑块位于卡盘座前端上侧中心处，二者螺纹相连，所述的浮动顶尖位于卡盘座前端中心处，二者螺纹相连，所述的卡爪位于卡盘座前端上侧中心处，二者螺纹相连，所述的拉杆位于拉紧块左端中心处，二者螺纹相连，所述的杠杆位于卡盘座内部前端上侧中心处，二者螺纹相连。该方案虽然揭示了一种具有浮动夹紧功能的卡盘，但是在实际的使用过程中，仍然存在着诸多问题。其一，该方案中的浮动夹紧卡盘的浮动顶尖设置在装置顶端的中心位置，但是由于涡壳零件所需要夹紧的是出气口的位置，而这一位置的中心处是一个通孔，因此，这样的位置设置在涡壳零件夹紧的过程中很难发挥浮动顶尖应当具有的顶升作用。其二，该方案中浮动顶尖的运动行程是一条直线，这样的行程设置显然也没有考虑到在实际加工过程中可能存在的毛坯件外表面发生溃缩、膨胀，导致毛坯件外表面平整度不佳的情况。因此，该方案中的具有浮动夹紧功能的卡盘在涡壳毛坯件加工中的使用效果并不理想，甚至可以说并没有达到基本的加工要求。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述缺陷，本专利技术的目的是提出一种适用于涡壳毛坯件夹紧定位的浮动顶紧卡盘。本专利技术的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种浮动顶紧卡盘，包括卡盘本体、及用于装置驱动的驱动机构、用于顶升待加工件的浮动顶升机构以及用于夹紧待加工件的夹紧机构；所述驱动机构至少包括一可活动地设置于所述卡盘本体内部中心位置的驱动杆，所述驱动杆的顶端中心位置开设有一凹槽，所述凹槽内设置有滚珠，所述滚珠与所述凹槽间隙配合；所述浮动顶升机构设置于所述驱动机构的上方，并与所述驱动机构触接，所述浮动顶升机构包括与所述滚珠顶端相触接的浮动座，以及可活动地设置于所述浮动座上方用于顶升待加工件的支撑杆，所述支撑杆至少设置有两个且均布于所述浮动座上方；所述夹紧机构设置于所述卡盘本体上端，包括相互固接的卡爪及滑块；所述夹紧机构与所述支撑杆相互匹配；所述驱动机构与所述夹紧机构通过杠杆连接，所述杠杆能够将所述驱动机构的轴向方向运动转化为所述夹紧机构的径向方向运动。优选地，所述卡盘本体借助第三螺钉固定于卡盘安装座上，所述卡盘本体的底面还设置有定位底盘，所述定位底盘借助第二螺钉与所述卡盘本体固接，所述定位底盘上设置有供所述驱动机构穿过的定位孔。优选地，所述驱动机构包括滑动套杆及驱动弹簧；所述驱动杆的上端设置有用于限制所述滑动套杆行程的第一限位凸起，所述驱动杆下端穿过所述定位孔并与下方的连接头螺纹连接；所述滑动套杆及驱动弹簧均套设于所述驱动杆上，所述滑动套杆的顶端与所述第一限位凸起触接，所述滑动套杆的底端与所述驱动弹簧的顶端触接，所述滑动套杆由所述驱动弹簧带动；所述驱动弹簧穿过所述定位孔，所述驱动弹簧的底端与所述连接头的顶端触接。优选地，所述驱动杆的顶端为球冠状或圆台状，所述驱动杆顶端的中心位置处开设有凹槽，所述凹槽的宽度大于所述滚珠的直径，所述凹槽的深度小于所述滚珠的直径。优选地，所述浮动座的底端设置有一内凹面，所述内凹面与所述滚珠顶端触接，所述内凹面与所述驱动杆的顶端相匹配。优选地，所述浮动座上方还设置有用于防止异物进入所述卡盘本体内的密封隔板，所述密封隔板借助第四螺钉与所述卡盘本体固定连接。优选地，所述卡爪呈L型，所述卡爪的上端设置有与Z基准面相匹配的爪勾，所述卡爪下端借助第一螺钉与所述滑块顶端固接，所述卡爪上还设置有顶升孔，所述支撑杆穿设于所述顶升孔内，所述卡爪与所述滑块之间设置有用于快速定位的固定键。优选地，所述支撑杆上套设有顶升弹簧，所述支撑杆底端设置有用于限制所述顶升弹簧行程的第二限位凸起，所述顶升弹簧设置于所述顶升孔内。优选地，所述滑动套杆侧面均匀开设有与所述夹紧机构数量一致的第一传动槽，所述滑块底面开设有第二传动槽。优选地，所述杠杆由相互垂直的第一连杆与第二连杆组成，所述第一连杆与第二连杆的连接处开设有转轴孔，所述转轴孔内穿设有固定轴，所述杠杆借助所述固定轴可转动地设置于所述卡盘本体内；所述第一连杆顶端插设于所述第一传动槽，所述第二连杆顶端插设于所述第二传动槽，所述第一传动槽的槽口宽度大于所述第一连杆顶端的直径，所述第二传动槽的槽口宽度大于所述第二连杆顶端的直径。浮动顶紧卡盘的夹紧方法，包括如下步骤：1)预定位步骤：将所述驱动杆下端与所述连接头螺纹连接，再将待加工件扣置于所述卡爪顶端的外侧；2)扩张夹紧步骤：所述连接头带动所述驱动杆向上移动，随后，所述驱动弹簧开始扩张，在所述驱动弹簧的作用下，所述滑动套杆向上运动，所述滑动套杆的上移带动所述杠杆围绕所述固定轴旋转，旋转过程中，所述杠杆带动所述滑块向外侧移动，基于所述滑块与所述卡爪固接的结构设置，所述卡爪会一并向外侧移动，完成对待加工件的扩张夹紧；3)浮动顶升步骤：在所述驱动杆的上升过程中，所述驱动杆推动其上方的浮动座及支撑杆同时动作，所述支撑杆上升，推动待加工件一同向上移动，所述驱动杆与所述卡爪相配合，完成待加工件顶紧；当所述待加工件外表面不平整，导致某根支撑杆提前定位时，所述驱动杆会继续上升，而已完成定位的支撑杆则不再继续动作，则此时，该支撑杆会对所述浮动座产生一个反作用力，随后，所述浮动座会以所述滚珠为支点进行活动，并最终使所有的支撑杆均与待加工件的表面接触并完成定位；4)复位步骤：所述连接头带动所述驱动杆向下移动，所述驱动杆与所述浮动座之间产生间隙，在所述顶升弹簧的作用下，所述支撑杆与所述浮动座向下移动，同时所述滑动套杆向下移动，并带动所述杠杆再次围绕所述固定轴旋转，旋转过程中，所述滑块及所述卡爪一并向内侧移动，直至所述驱动杆回到初始位置，此时可将待加工件顺利取出。本专利技术的突出效果为：本专利技术采用了一种全新的顶升机构，快速实现了对待加工件的夹紧，保证了待加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮动顶紧卡盘，其特征在于：包括卡盘本体（10）、及用于装置驱动的驱动机构、用于顶升待加工件的浮动顶升机构以及用于夹紧待加工件的夹紧机构；所述驱动机构至少包括一可活动地设置于所述卡盘本体（10）内部中心位置的驱动杆（12），所述驱动杆（12）的顶端中心位置开设有一凹槽，所述凹槽内设置有滚珠（11），所述滚珠（11）与所述凹槽间隙配合；所述浮动顶升机构设置于所述驱动机构的上方，并与所述驱动机构触接，所述浮动顶升机构包括与所述滚珠（11）顶端相触接的浮动座（9），以及可活动地设置于所述浮动座（9）上方用于顶升待加工件的支撑杆（2），所述支撑杆（2）至少设置有两个且均布于所述浮动座（9）上方；所述夹紧机构设置于所述卡盘本体（10）上端，包括相互固接的卡爪（1）及滑块（5）；所述夹紧机构与所述支撑杆（2）相互匹配；所述驱动机构与所述夹紧机构通过杠杆（7）连接，所述杠杆（7）能够将所述驱动机构的轴向方向运动转化为所述夹紧机构的径向方向运动。

【技术特征摘要】
1.一种浮动顶紧卡盘，其特征在于：包括卡盘本体(10)、及用于装置驱动的驱动机构、用于顶升待加工件的浮动顶升机构以及用于夹紧待加工件的夹紧机构；所述驱动机构至少包括一可活动地设置于所述卡盘本体(10)内部中心位置的驱动杆(12)，所述驱动杆(12)的顶端中心位置开设有一凹槽，所述凹槽内设置有滚珠(11)，所述滚珠(11)与所述凹槽间隙配合；所述浮动顶升机构设置于所述驱动机构的上方，并与所述驱动机构触接，所述浮动顶升机构包括与所述滚珠(11)顶端相触接的浮动座(9)，以及可活动地设置于所述浮动座(9)上方用于顶升待加工件的支撑杆(2)，所述支撑杆(2)至少设置有两个且均布于所述浮动座(9)上方；所述夹紧机构设置于所述卡盘本体(10)上端，包括相互固接的卡爪(1)及滑块(5)；所述夹紧机构与所述支撑杆(2)相互匹配；所述驱动机构与所述夹紧机构通过杠杆(7)连接，所述杠杆(7)能够将所述驱动机构的轴向方向运动转化为所述夹紧机构的径向方向运动；所述卡爪(1)呈L型，所述卡爪(1)的上端设置有与Z基准面(222)相匹配的爪勾，所述卡爪(1)下端借助第一螺钉(6)与所述滑块(5)顶端固接，所述卡爪(1)上还设置有顶升孔，所述支撑杆(2)穿设于所述顶升孔内，所述卡爪(1)与所述滑块(5)之间设置有用于快速定位的固定键(4)。2.根据权利要求1所述的浮动顶紧卡盘，其特征在于：所述卡盘本体(10)借助第三螺钉(19)固定于卡盘安装座(16)上，所述卡盘本体(10)的底面还设置有定位底盘(17)，所述定位底盘(17)借助第二螺钉(18)与所述卡盘本体(10)固接，所述定位底盘(17)上设置有供所述驱动机构穿过的定位孔。3.根据权利要求2所述的浮动顶紧卡盘，其特征在于：所述驱动机构包括滑动套杆(15)及驱动弹簧(14)；所述驱动杆(12)的上端设置有用于限制所述滑动套杆(15)行程的第一限位凸起，所述驱动杆(12)下端穿过所述定位孔并与其下方的连接头(13)螺纹连接；所述滑动套杆(15)及驱动弹簧(14)均套设于所述驱动杆(12)上，所述滑动套杆(15)的顶端与所述第一限位凸起触接，所述滑动套杆(15)的底端与所述驱动弹簧(14)的顶端触接，所述滑动套杆(15)由所述驱动弹簧(14)带动；所述驱动弹簧(14)穿过所述定位孔，所述驱动弹簧(14)的底端与所述连接头(13)的顶端触接。4.根据权利要求1所述的浮动顶紧卡盘，其特征在于：所述驱动杆(12)的顶端为球冠状或圆台状，所述驱动杆(12)顶端的中心位置处开设有凹槽，所述凹槽的宽度大于所述滚珠(11)的直径，所述凹槽的深度小于所述滚珠(11)的直径。5.根据权利要求4所述的浮动顶紧卡盘，其特征在于：所述浮动座(9)的底端设置有一内凹面，所述内凹面与所述滚珠(11)顶端触接，所述内凹面与所述驱动杆(12)的顶端相匹配。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，王翠玲，史先锋，朱小宇，
申请(专利权)人：常州南车汽车零部件有限公司，南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32