一种椭圆形管材夹紧装置及后置气动卡盘的制作方法

1.本实用新型涉及卡盘技术领域，尤其涉及一种椭圆形管材夹紧装置及后置气动卡盘。


背景技术：

2.激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术，由于具有速度快、精度高、工件不会出现变形等诸多特点，已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等领域。
3.卡盘作为激光切割设备的重要配件，用于夹持及传送各种材质的管料和型材，从而实现管料和型材加工。通过驱动机构驱动设置在卡盘前端的滑动块做相离或相合运动，从而实现固定安装在滑动块上的卡爪实现夹持功能，卡爪的夹持部结构相同，均为平口设计。对于常规的圆形或方形管材，采用前后错位并对称设置的卡爪进行夹持，具有很好的夹紧力，同时不会损伤管材，但是对于异型管，如椭圆形管，采用这种传统设计的卡爪会导致管材表面损伤甚至变形，并且在卡盘高速旋转时，由于卡爪与管材接触面积小而导致管材夹持不稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种椭圆形管材夹紧装置及后置气动卡盘，能够增加卡爪与椭圆管的接触点，使得夹持更加稳定，在保证夹紧力的同时，不会损伤管材。
5.实现本实用新型目的技术方案是：
6.一种椭圆形管材夹紧装置，包括卡盘本体，所述卡盘本体的周向均匀设有四个沿卡盘径向滑动的滑动块，两组对称设置的两个滑动块分别形成第一滑动组件和第二滑动组件，所述第一滑动组件的两个滑动块上分别固定安装有第一卡爪，所述第二滑动组件的两个滑动块上分别固定安装有第二卡爪，所述第二卡爪包括安装座，所述安装座远离卡盘本体中心的一侧设有v型夹持部。
7.进一步地，所述v型夹持部靠近卡盘中心的一侧设有v型槽，所述v型槽的底部设有横截面为半圆弧型的第一凹槽。
8.进一步地，所述v型槽的两侧面平行设有多个横截面为梯形的第一条形齿。
9.进一步地，所述安装座的底部设有至少一个凸部，所述滑动块上设有与所述凸部相对应的第二凹槽。
10.进一步地，所述第一卡爪的一侧设有横截面为梯形的第一夹持部，所述第一夹持部靠近卡盘本体中心的一侧均匀分布有多个凸起。
11.进一步地，所述第一卡爪的另一侧设有横截面为t型的第二夹持部，所述第二夹持部远离卡盘本体中心的一侧自上而下平行分布有多个横截面为梯形的第二条形齿。
12.一种后置气动卡盘，包括轴承座组件以及设于轴承座组件内并能围绕自身转动的
旋转本体，所述旋转本体的前端固定安装有如上所述的夹紧装置；所述旋转本体内设有适于驱动所述滑动块做相离和相合运动的驱动装置；所述旋转本体的后端设有适于连通驱动装置和外部气源的滑环。
13.进一步地，所述旋转本体包括同轴固定安装在夹紧装置后端的驱动装置外罩，所述驱动装置外罩的后端固定安装有从动齿圈，所述驱动装置外罩的内壁后端设有环形安装板；所述驱动装置包括四组沿环形安装板的周向均匀分布的气缸以及与气缸输出端固定相连的传动装置，所述传动装置的另一端与滑动块活动连接。
14.进一步地，所述旋转本体内设有贯穿前后的抽尘管，所述抽尘管的一端延伸至夹紧工位的一侧，另一端延伸至滑环，所述滑环为中空结构，并且后端固定安装有连接外部抽风机的接头。
15.进一步地，所述滑环包括套设在抽尘管后端的固定套，以及同轴固定安装在旋转本体后端并套设在固定套前部的转动套，所述固定套的后部外周面上设有气管接口，所述固定套的后端固定安装有防转板。
16.采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
17.(1)本实用新型设置两种结构不同的卡爪来分别夹持椭圆形管材的小圆弧端和大圆弧端，其中一组卡爪带有v型夹持部，用于夹持小圆弧端，相较于现有技术中的夹持部为平口的卡爪，改变了夹持点的位置和数量，从椭圆形管材最外端的一个夹持点变为最外端上下两侧对称的夹持点，使得夹持更加稳定，在保证夹紧力的同时，不会损伤管材。
18.(2)本实用新型v型夹持部设有v型槽，v型槽的底部设有第一凹槽，作为加工避让槽，方便机械加工形成v型槽，同时作为椭圆形管材的夹持避让槽，避免v型槽的底部挤压待加工管材而造成管材表面损伤。
19.(3)本实用新型v型槽的两侧面设有第一条形齿，从而增加v型槽的表面摩擦力，提高夹持稳定性。
20.(4)本实用新型通过在安装座的底部和滑动块上分别设置相互配合的凸部和第二凹槽，起到很好的定位作用，便于安装。
21.(5)本实用新型第一卡爪的一侧设有第一夹持部，另一侧设有第二夹持部，且两个夹持部的结构不同，满足不同的管材夹持需求，降低使用成本，同时第一夹持部和第二夹持部分别设有凸起和条形齿，增大夹持部的表面摩擦力，提高夹持稳定性。
22.(6)本实用新型的气动卡盘，通过设置旋转本体带动安装在其前端的夹紧装置实现旋转运动，通过设置在旋转本体内部的驱动装置来实现夹紧装置的夹持功能，通过设置滑环实现气动卡盘的旋转密封，从而连通驱动装置和外部气源；由于夹紧装置的一组卡装设有v型夹持部，在夹持的过程中能够更好的与椭圆形管材相契合，增加了夹持点，同时结构简洁，成本低，在提高夹持稳定性的同时不会损伤管材表面。
23.(7)本实用新型的旋转本体包括设有环形安装板的驱动装置外罩，便于安装驱动装置的气缸，同时设有从动齿圈，从而与激光切割机上的主动齿轮相啮合，进而实现旋转本体的转动。
24.(8)本实用新型的气动卡盘还设有贯穿旋转本体的抽尘管，在激光切割机切管的过程中，能够将附着在卡盘本体前端面的切削碎屑及时抽吸出去，避免进入滑动块与卡盘本体的安装缝隙中，造成卡爪移动不畅。
25.(9)本实用新型的滑环后端还设有防转板，避免滑环的转动套跟随旋转本体转动的过程中带动固定套转动，从而导致与气管接口相连的气管绞合，影响供气。
附图说明
26.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
27.图1为本实用新型后置气动卡盘的立体图；
28.图2为本实用新型后置气动卡盘的内部结构示意图；
29.图3为本实用新型第二卡爪的立体图；
30.图4为本实用新型滑动块的立体图；
31.图5为本实用新型第一卡爪的立体图；
32.图6为本实用新型第一卡爪的仰视图；
33.图7为本实用新型第一卡爪的后视图；
34.图8为本实用新型驱动装置和夹紧装置的安装结构图。
35.附图中的标号为：
36.滑环1、固定套1-1、转动套1-2、卡盘本体2、延伸部2-1、滑动块3、第二凹槽3
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1、第一卡爪4、第一夹持部4-1、凸起4-1-1、第二夹持部4-2、第二条形齿4-2-1、第二卡爪5、安装座5-1、凸部5-1-1、v型夹持部5-2、v型槽5-2-1、第一凹槽5-2-2、第一条形齿5-2-3、驱动装置外罩6、环形安装板6-1、从动齿圈7、气缸8、传动装置9、第一推杆9-1、第一连接座9-2、第一铰链板9-3、第二推杆9-4、第二连接座9-5、第二铰链板9-6、驱动臂9-7、基座10、双轴承11、抽尘管12、接头13、防转板14。
具体实施方式
37.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
38.(实施例1)
39.如图1至图8所示的后置气动卡盘，包括轴承座组件以及设于轴承座组件内并能围绕自身转动的旋转本体，旋转本体的前端固定安装有夹紧装置，后端设有滑环1，内部设有驱动装置。本实施例的夹紧装置为椭圆形管材夹紧装置，包括卡盘本体2以及沿卡盘本体2的周向均匀设置的四个滑动块3，每个滑动块3均沿卡盘径向滑动设置，上下对称设置的两个滑动块3形成第一滑动组件，左右对称设置的滑动块3形成第二滑动组件，第一滑动组件的两个滑动块3上分别固定安装有第一卡爪4，第二滑动组件的两个滑动块2上分别固定安装有第二卡爪5。通过设于旋转本体内部的驱动装置来驱动滑动块2做相离和相合运动，从而带动分别对称设置的第一卡爪4和第二卡爪5实现夹持功能。滑环1的前端与旋转本体的后端固定相连，用于连通驱动装置和外部气源，实现卡盘的旋转密封功能。
40.具体地，第二卡爪5包括安装座5-1以及设于安装座5-1远离卡盘本体1中心的一侧上的v型夹持部5-2，用于夹持椭圆形管材的小圆弧端，相较于现有技术中的夹持部为平口的卡爪，改变了夹持点的位置和数量，从椭圆形管材最外端的一个夹持点变为最外端上下两侧对称的两个夹持点，使得夹持更加稳定，在保证夹紧力的同时，不会损伤管材。
41.v型夹持部5-2靠近卡盘中心1的一侧设有v型槽5-2-1，v型槽5-2-1的底部设有横截面为半圆弧型的第一凹槽5-2-2，作为加工避让槽，方便机械加工形成v型槽5-2
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1，同时作为椭圆形管材的夹持避让槽，避免v型槽5-2-1的底部挤压待加工管材而造成管材表面损伤。为了增加v型槽5-2-1的表面摩擦力，提高夹持稳定性，本实施例的 v型槽5-2-1的两侧面平行设有多个横截面为梯形的第一条形齿5-2-3。
42.安装座5-1的底部设有两个凸部5-1-1，滑动块3上设有与凸部5-1-1相对应的第二凹槽3-1，通过螺钉将安装座5-1与滑动块3固定相连。由于设置了相互配合的凸部5
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1-1和第二凹槽3-1，起到很好的定位作用，便于安装座5-1与滑动块3的的安装。
43.第一卡爪4的一侧设有横截面为梯形的第一夹持部4-1，另一侧设有横截面为t型的第二夹持部4-2，两个夹持部的结构不同，满足不同的管材夹持需求，降低使用成本。第一夹持部4-1靠近卡盘本体1中心的一侧均匀分布有多个凸起4-1-1，第二夹持部4-2 远离卡盘本体1中心的一侧自上而下平行分布有多个横截面为梯形的第二条形齿4-2-1，增大夹持部的表面摩擦力，进一步提高夹持稳定性。
44.本实施例旋转本体包括同轴固定安装在夹紧装置后端的驱动装置外罩6，驱动装置外罩6的后端固定安装有从动齿圈7，驱动装置外罩6的内壁后端设有环形安装板6-1。驱动装置包括四组沿环形安装板6-1的周向均匀分布的气缸8以及与气缸8输出端固定相连的传动装置9。传动装置9包括呈“十字”型交叠设置的并沿卡盘长度方向做直线运动的第一推动组件和第二推动组件。第一推动组件包括两根第一推杆9-1和一个第一连接座9-2，两根第一推杆9-1的一端分别与对称设置的两个气缸8固定连接，另一端均与第一连接座9-2固定连接，第一连接座9-2上固定对称设有第一铰链板9-3。第二推动组件包括两根第二推杆9-4和一个第二连接座9-5，两根第二推杆9-4的一端分别与另外两个对称设置的气缸8的输出端固定连接，另一端均与第二连接座9-5固定连接，第二连接座9-5的结构与第一连接座9-2相同并固定对称设有第二铰链板9-6。
45.第一铰链板9-3和第二铰链板9-6通过销轴转动连接有驱动臂9-7。卡盘本体2的后端设有延伸部2-1，驱动臂9-7为l型结构，中部通过销轴与延伸部2-1转动连接。驱动臂9-7的一端与铰链板转动连接，并且连接处设有腰型孔，为驱动臂9-7的转动提供运动补偿。驱动臂9-7的另一端与滑动块3活动连接，从而实现利用驱动装置带动卡爪实现夹持功能。
46.本实施例轴承座组件包括基座10以及固定安装在基座10内圈的双轴承11，驱动装置外罩6与双轴承11的内圈固定相连，从而实现旋转本体与轴承座组件的转动连接。在激光切割机切管的过程中，经常出现切削碎屑进入滑动块3与卡盘本体2的安装缝隙中，造成卡爪移动不畅，为此，本实施例旋转本体内设有贯穿前后的抽尘管12，抽尘管12的一端延伸至夹紧工位的一侧，另一端延伸至滑环1，能够将附着在卡盘本体2前端面的切削碎屑及时抽吸出去。
47.具体地，滑环1为中空结构，包括固定套1-1和转动套1-2。固定套1-1套设在抽尘管12后端并与抽尘管12固定相连，转动套1-2套设在固定套1-1前部并与驱动装置外罩6的后端同轴固定相连，固定套1-1的后端固定安装有连接外部抽风机的接头13，抽尘管12、固定套1-1与接头13共同形成了本实施例的抽尘通道。固定套1-1的后部外周面上设有气管接口并且固定套1-1的后端固定安装有防转板14，避免滑环1的转动套 1-2跟随旋转本体转动的过程中带动固定套1-1转动，从而导致与气管接口相连的气管绞合，影响卡盘的供气。
48.本实施例通过设置两种结构不同的卡爪来分别夹持椭圆形管材的小圆弧端和大圆弧端，其中一组卡爪带有v型夹持部5-2，用于夹持小圆弧端，相较于现有技术中的夹持部为平口的卡爪，改变了夹持点的位置和数量，从椭圆形管材最外端的一个夹持点变为最外端上下两侧对称的夹持点，使得夹持更加稳定，在保证夹紧力的同时，不会损伤管材。
49.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。