[发明专利]一种适用于薄壁管件激光切割设备的二爪卡盘有效

专利信息
申请号: 202110017216.9 申请日: 2021-01-07
公开(公告)号: CN112658467B 公开(公告)日: 2022-05-20
发明(设计)人: 杨文玉;丁彤;秦亮;姜羽泽 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: B23K26/02 分类号: B23K26/02;B23K26/38
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 孔娜;李智
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 薄壁 激光 切割 设备 卡盘
【说明书】:

本发明属于管材加工相关技术领域,其公开了一种适用于薄壁管件激光切割设备的二爪卡盘,包括:主轴;固定于主轴端部的主盘,主盘设有槽体;第一滑动底座和第二滑动底座设有凸轴;相互啮合的第一钳口卡爪和第二钳口卡爪;第一钳口卡爪和第二钳口卡爪基体的后部均设有凹槽,凹槽内均设有弹簧压板;阿基米德盘包括两条中心对称的阿基米德螺线槽、避让槽以及一圆孔,两凸轴分别设于阿基米德螺线槽内;伸缩气缸的两端部分别转动连接销轴的一端,销轴的另一端固定于圆孔,销轴穿过避让槽固定于主盘。本申请可以实现对管件的顺应性定心夹持,对管材形状适应性好,定位精准。

技术领域

本发明属于管材加工相关技术领域,更具体地,涉及一种适用于薄壁管件激光切割设备的二爪卡盘。

背景技术

目前的精密薄壁管加工通常是以激光切割的方式完成,市场上需要加工的管材截面形状多样,如圆管、矩形管、椭圆管等,为保证激光束焦点与管材的加工点重合,需要用一种能够适应不同形状截面的精准定位夹具来夹持管材,并在加工时控制管材的进给。

中国专利CN107984157A中公开了一种用气缸驱动的四爪卡盘,该卡盘的四个卡爪分分别采用四个气缸通过铰链连接,相对卡爪之间通过盘体上的同步转动圆环实现同步运动,卡爪是长L形卡爪,卡爪的爪头装有较长的平口,可以夹持截面形状较为复杂的管材。中国专利CN109604658A公开了一种卡盘的自动定心装置,该卡盘的卡爪也是由四个气缸通过铰链分别连接的,但是其同步装置采用的是齿轮传动机构,该卡盘包含两组啮合齿轮,分别控制两对爪的同步定心运动。在齿轮盘转动时,对向卡爪的气缸的伞形齿轮的运动下按一定的姿态伸长,通过铰链与连杆驱动卡爪运动,该盘的卡爪爪头为单个小轴承。美国专利US6220608B1公开了一种四爪卡盘,该卡盘的对爪同步运动方案采用的是阿基米德螺线盘,电机通过齿轮驱动阿基米德盘旋转,从而带动卡爪在盘面结构的约束下做直线向心运动,该卡盘采用的卡爪为普通卡爪。

在前两种卡盘的结构中,均采用了四个气缸分别驱动各个卡爪,这样的结构会让整个卡盘的尺寸较大,在小直径的精密薄壁管加工机床上占据了太多空间;同时第一种卡盘的爪头的平口很薄,对管材表面可能会产生压痕和损伤;第二种卡盘的同步运动靠齿轮啮合传动实现,对齿的加工精度要求很高,否则齿厚误差等因素会造成同步精度的下降,另外,其卡爪采用单轴承,宽度太小,在夹持尺寸稍大的管材时会产生偏转误差,造成整个卡盘夹持定心性能的下降;第三种卡盘的阿基米德盘驱动为外啮合驱动,这种方式需要在控制电机时对盘体和阿基米德盘的转动做测量与控制,且两电机控制并不解耦,因此控制也较为复杂,另外其卡爪采用普通的硬爪,对不同截面形状的管材夹持适应能力较差。除了上述三种卡盘外,根据实际的应用场景,目前市场上已有很多不同的激光加工卡盘产品,他们的四爪卡盘大多采用的是两对二爪联动的卡爪,需要两组同步机构进行驱传动,在夹持过程中由于一对爪总是先于另一对爪夹住管材,因此先夹住的卡爪产生的摩擦力可能会导致后夹的卡爪无法让管材定心,影响定心精度。因此,亟需设计一种适用于薄壁管件激光切割设备的二爪卡盘。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种适用于薄壁管件激光切割设备的二爪卡盘,通过伸缩气缸的伸缩带动阿基米德盘的转动进而带动第一滑动底座和第二滑动底座的上移和下移,实现第一钳口卡爪和第二钳口卡爪的同步开启和关闭,同时通过压板实现待夹持件的夹持姿态确定,对管材形状适应性好,定位精准。

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