[发明专利]电动可调式车床主轴卡盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动可调式车床主轴卡盘，属于工业装备设计制造技术领域。 

背景技术

当前，普通车床中多采用三爪卡盘对零件毛坯进行装夹，其结构简单，成本低，定位精度适中，但由于采用了端面螺纹传动，完全依靠手动进行装夹，自动化程度低，工作效率低下，不适合用于先进制造系统；柔性制造和计算机集成制造系统中的机床多采用液压卡盘装夹零件，其夹持力大，稳定性高，其原理是利用液压缸推动杠杆机构将卡爪张开，装入工件后，液压缸反方向回位，依靠弹簧驱动拉块和杠杆机构将卡爪收紧，从而加紧工件。这种液压卡盘结构较为常见，但该卡爪机构能够装夹的零件尺寸范围固定，需要拆卸卡爪位置才能装夹尺寸差别较大的零件，而且液压卡盘中心不能做成中空，不利于长回转体零件毛坯的连续装夹，且由于使用了液压系统，结构复杂，成本较高。 

发明内容

本发明的目的是提供一种电动可调式车床主轴卡盘，将电磁转矩通过螺旋副转换为轴套的移动，从而驱动卡爪的张开，再利用弹簧弹力驱动卡爪夹紧零件。电动可调式车床主轴卡盘是一种结构简单、实用、成本低的自动化夹具。 

本发明的电动可调式车床主轴卡盘设有：由定子、绕组、转子螺母和外螺纹滑套，机壳和机盖构成的电磁驱动机构；由主轴套、滑环、连杆、卡盘滑块和卡爪、弹簧、卡爪丝杠和卡盘构成的夹紧机构，其特征在于： 

所述电动可调卡盘的电磁驱动机构径向上设有一个两相八极定子、8个绕组和一个四极转子螺母，转子螺母两端装入机盖上固定的轴承内孔中，转子螺母外壁上镶嵌有永磁体，内壁设有螺纹与一外螺纹滑套旋合，外螺纹滑套两端分别穿入两个机盖中间的八边形孔内，当转子螺母被驱动旋转时，将驱动外螺纹滑套产生轴向的直线运动。外螺纹滑套的直线运动将推动滑环轴向移动，而滑环将带动连杆驱动三个卡爪滑块和安装在卡盘滑块上的卡爪张开，并压缩与卡盘滑块接触的弹簧；当装入加工零件毛坯后，控制绕组加电顺序，驱动转子螺母反转，将使外螺纹滑套反向移动，并与滑环脱离，同时，被压缩的弹簧将推动卡盘滑块带动卡爪向卡盘中心移动，从而夹紧零件。

所述电机设有1个两相八极定子，定子上固定有8个绕组，定子中间穿过转子螺母，并留有气隙。 

所述转子螺母为一空心圆柱结构，内壁设有螺纹，外侧固装有四个瓦型永磁体，转子两端部设有轴肩，轴肩用于定位转子螺母与轴承之间的位置。 

所述外螺纹滑套为空心结构，中部设有外螺纹，并与转子螺母内壁上的螺纹旋合在一起形成螺旋副连接，滑套两端为八边形结构，穿入机盖上的八边形孔内，滑套可相对于机盖轴向滑动而不能转动。 

所述机盖为圆盘形，中间有八边形孔，孔内穿过外螺纹滑套。 

所述滑环为圆环形，内壁套入主轴外侧，在圆环一侧端面上设有三个伸出的支撑杆穿过主轴套上的三个孔；每个支撑杆末端设有孔，孔内穿过转轴销，转轴销同时还穿入一连杆的末端的孔中，并用轴用挡圈定位，两者形成转动副连接。 

所述主轴套为空心圆柱结构，在圆柱一侧端面上对称开有三个缺口，三个缺口底部设有孔与轴套另一侧端面贯通，孔内穿过滑环上的支撑杆。 

所述卡盘为中间有孔的圆盘形结构，在盘面上圆周方向对称开有三个横截面为“十”型的槽，在三个槽靠近圆盘边缘外侧部分为加工为平面结构，上面开有螺纹孔，用于旋入固定弹簧盖的螺钉。 

所述卡盘滑块为长方体，两对称侧面上开有凸台结构，形状大小与卡盘上的“十”型槽配合，长方体下表面设有两个凸起，凸起上开有燕尾槽，槽形状与卡爪上的燕尾型凸起配合；上表面有“工”型凸起，“工”型凸起中部有孔，孔内穿过装在连杆上安装的转轴销，连杆与卡盘滑块形成转动副连接。 

所述卡爪为长方体结构，长方体上表面一端设有台阶形结构，下表面设有截面为燕尾形的凸起，凸起形状与卡盘滑块上的燕尾槽配合，燕尾形凸起中部设有凸台，上面有螺纹孔，孔内旋入卡转丝杠，通过转动卡爪丝杠可以调节卡爪相对于卡盘滑块的位置。 

本发明中的电动可调式车床主轴卡盘将磁极的转矩通过螺旋副转换为轴套的移动，从而驱动卡爪的张开，再利用弹簧弹力驱动卡爪夹紧零件，是一种结构简单，控制方便，成本低的自动化机床夹具。 

附图说明

图1、图2是本发明电动可调式车床主轴卡盘的内部组成结构图； 

图2（A）、（B）是本发明电动可调式车床主轴卡盘卡爪张开、夹紧时的工作原理图；

图3、（A）、（B）是本发明电动可调式车床主轴卡盘的卡爪位置调节原理图；

图4、（A）、（B）分别是本发明电动可调式车床主轴卡盘中的定子主视图和轴测图；