一种自定心四爪联动卡盘软爪装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一种自定心四爪联动卡盘软爪装置属于机械加工中定位夹具技术领域。包括4个卡盘软爪(100)、4个软爪连接块(102)和1个卡盘主体(102)，所述卡盘主体(102)是圆柱体形状的，在卡盘主体(102)的顶面均匀分布4个“H”形导向槽，每个“H”形导向槽中有一个可以在导向槽中自由滑动的软爪连接块(102)，每个软爪连接块(102)的顶面固定1个卡盘软爪(100)。本发明专利技术的软爪结构简单，利用卡爪夹持面两个大、小不同曲率的弧面结构可以实现在小弧面直径和大弧面直径之间的圆柱工件的夹持。

【技术实现步骤摘要】
一种自定心四爪联动卡盘软爪装置及加工方法
本专利技术属于机械加工中定位夹具
，涉及一种自定心四爪联动卡盘软爪结构及加工方法，可用于圆柱工件的定位、装夹。
技术介绍
自定心四爪联动卡盘是加工圆柱形工件的常用夹具，随着机械设计和机械加工过程中对圆柱工件的表面质量和尺寸精度要求越来越高，对四爪联动卡盘的定位精度和夹持稳定性提出更高的要求。卡盘卡爪根据选用的材料及应用场合的不同，分为硬爪和软爪，卡盘软爪自身选用的材料一般为中碳钢、铝合金、铜合金或胶木等，软爪硬度较低，不易划伤、夹伤工件表面，同时可以根据待加工的工件外形修整软爪的夹持结构，从而实现增大工件夹持面积，减小加工过程中工件夹持变形量的目的。常用四爪卡盘软爪结构简介及问题分析：1.传统四爪卡盘软爪通常为针对夹持某一形状尺寸工件制作，可夹持工件直径范围小，被当夹持工件直径小于弧面曲率时，软爪夹持面上只有随机一条楞线夹持工件，当夹持工件直径等于弧面曲率时，工件与卡爪夹持面曲面贴合，可准确夹装；当夹持工件直径超过夹持面的曲率半径时，超过卡盘的装夹范围，无法装夹；非设定尺寸工件夹持时定心精度差。2.软爪夹持面为单圆弧面，工件夹持受力面积小，对于刚性较差的零件，夹装时径向夹紧力难以把握，当夹紧力过大时，工件出现大变形量，反之工件夹紧力较小时，在加工过程中会出现工件松动甚至是甩飞的现象。3.传统卡盘软爪结构沿工件轴向不具备调节功能，无法满足轴向公差尺寸要求较高的工件的加工要求。针对上述特点与要求使自定心四爪联动卡盘软爪结构优化成为保证圆柱工件准确定位夹持，提高圆柱工件尺寸精度的重要方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种自定心四爪联动卡盘软爪装置，包括4个卡盘软爪100、4个软爪连接块102和1个卡盘主体102，所述卡盘主体102是圆柱体形状的，在卡盘主体102的顶面均匀分布4个“H”形导向槽，每个“H”形导向槽中有一个可以在导向槽中自由滑动的软爪连接块102，每个软爪连接块102的顶面固定1个卡盘软爪100，每个卡盘软爪100的结构相同，包括外卡爪夹持面1001、内卡爪夹持面1003、上定位基准面1002、下定位基准面1004和卡爪前端面1005，每个外卡爪夹持面1001和每个内卡爪夹持面1003均是由3个圆弧面嵌套连接构成，两侧的圆弧面的曲率相同，且小于中间的圆弧面的曲率，每个卡爪夹持面和卡爪前端面均有横向的夹持面断面槽1006，内卡爪夹持面1003和下定位基准面1004的夹角处有清根槽1007，在上定位面1002上有两个定位沉头孔1008；用本专利技术的装置夹持目标范围内尺寸的圆柱形工件时，软爪通过每个夹持面上的大、小三个圆弧面的两个交接处楞线与圆柱形工件接触，并使用定位基准面对工件进行轴向方向定位，保证圆柱形工件轴向方向上的尺寸精度。上述内、外夹持面上设置的断面槽1006和清根槽1007保证了工件重复定位精度。一种卡盘软爪的加工方法，有以下步骤：使用定位棒料撑起软爪，在软爪上铣削加工外夹持面的大曲率弧面和小曲率弧面，并使用同样的方法铣削内夹持面的大、小两个曲率的弧面；再使用端铣刀加工卡爪的上、下卡爪定位基准面，完成对软爪内、外夹持面和定位基准面的加工，最后使用斜角成型铣刀在夹持面上加工断面槽，倾转回转平台使卡盘倾斜45°，使用圆鼻铣刀加工清根槽，得到卡盘软爪。有益效果：1、本专利技术的软爪结构简单，在数控加工中心上一次定位后就可进行加工，并且加工后可直接在本加工中心上使用；2、利用卡爪夹持面两个大、小不同曲率的弧面结构可以实现在小弧面直径和大弧面直径之间的圆柱工件的夹持；3、夹紧工件时每个卡爪与工件之间均为双楞线接触，可以保证圆柱工件的回转轴线与卡盘回转中心重合，从而提高工件的夹持精度及加工后的尺寸精度；4、上、下定位基准面可以作为夹持工件的水平基准，从而保障圆柱形工件与底面的垂直度。附图说明图1为本专利技术的一种自定心四爪联动卡盘软爪装置的结构示意图。图2为单个卡盘软爪的结构示意图。图3为单个卡盘软爪的尺寸图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进一步详细介绍，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：本专利技术为一种范围夹持卡爪结构及其加工方法，用于圆柱工件的定位夹持，在本实施例中要实现直径的圆柱工件的夹持。所述的范围夹持卡爪结构的加工方法如下：如图1所示，首先将软爪100安装在软爪连接块101上，软爪连接块101沿着卡盘主体103上的导向槽安装在自定心四爪卡盘上，所述自定心四爪卡盘安装在数控加工中心可倾斜工作平台上。然后使用盘铣刀对卡爪进行粗加工，保留0.5mm余量进行精修。如图2所示，卡爪夹持面的加工由外夹持面1001开始，使用软爪前端面1005夹紧直径的定位棒料将卡爪涨紧，以卡盘中心作为软爪加工坐标系原点，使用的硬质合金立铣刀按圆弧轨迹加工外夹持面1001大弧面，顺时针铣削加工，依次移动铣刀至(-92，0)、(0，-92)、(92，0)、(0，92)，按圆弧轨迹加工外夹持面1001小圆弧，并且在加工夹持面小弧面的同时加工外夹持面的上定位基准面1002；使用相同的方法按照内夹持面大圆弧面小圆弧面加工内夹持面1003和下定位基准面1004。夹持面圆弧结构加工完成后，使用45°硬质合金成型刀，顺时针旋转卡盘加工内、外夹持面断面槽1006；倾斜回转平台至45°，使用的清根铣刀对内、外夹持面与定位基准面交界处进行清根加工，顺时针旋转卡盘，完成卡爪结构的清根槽1007；加工完成后卸下定位芯棒即得到本专利技术的一种自定心四爪联动卡盘软爪装置，整体结构如图1所示，单个卡盘软爪的结构如图2所示，一种优选的尺寸如图3所示。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改和变更，均应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自定心四爪联动卡盘软爪装置，包括4个卡盘软爪(100)、4个软爪连接块(102)和1个卡盘主体(102)，所述卡盘主体(102)是圆柱体形状的，在卡盘主体(102)的顶面均匀分布4个“H”形导向槽，每个“H”形导向槽中有一个可以在导向槽中自由滑动的软爪连接块(102)，每个软爪连接块(102)的顶面固定1个卡盘软爪(100)；每个卡盘软爪(100)的结构相同，包括外卡爪夹持面(1001)、内卡爪夹持面(1003)、上定位基准面(1002)、下定位基准面(1004)和卡爪前端面(1005)，每个外卡爪夹持面(1001)和每个内卡爪夹持面(1003)均是由3个圆弧面嵌套连接构成，两侧的圆弧面的曲率相同，且小于中间的圆弧面的曲率，每个卡爪夹持面和卡爪前端面均有横向的夹持面断面槽(1006)，内卡爪夹持面(1003)和下定位基准面(1004)的夹角处有清根槽(1007)，在上定位面(1002)上有两个定位沉头孔(1008)；用本专利技术的装置夹持目标范围内尺寸的圆柱形工件时，软爪通过每个夹持面上的大、小三个圆弧面的两个交接处楞线与圆柱形工件接触，并使用定位基准面对工件进行轴向方向定位，保证圆柱形工件轴向方向上的尺寸精度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自定心四爪联动卡盘软爪装置，包括4个卡盘软爪(100)、4个软爪连接块(102)和1个卡盘主体(102)，所述卡盘主体(102)是圆柱体形状的，在卡盘主体(102)的顶面均匀分布4个“H”形导向槽，每个“H”形导向槽中有一个可以在导向槽中自由滑动的软爪连接块(102)，每个软爪连接块(102)的顶面固定1个卡盘软爪(100)；每个卡盘软爪(100)的结构相同，包括外卡爪夹持面(1001)、内卡爪夹持面(1003)、上定位基准面(1002)、下定位基准面(1004)和卡爪前端面(1005)，每个外卡爪夹持面(1001)和每个内卡爪夹持面(1003)均是由3个圆弧面嵌套连接构成，两侧的圆弧面的曲率相同，且小于中间的圆弧面的曲率，每个卡爪夹持面和卡爪前端面均有横向的夹持面断面槽(1006)，内卡爪...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪宇，何志，朱品文，彭刚，吴洪伟，吕云洲，彭寅山，王海涛，李京，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22