一种可快速夹紧的金属切削加工机床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体涉及一种可快速夹紧的金属切削加工机床。

背景技术

机床夹具是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置，指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具，其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置，但现有的夹具锁紧工件需要人工一点点调节夹紧，导致了工作效率降低，针对一些设计制造周期较长、制造费用也较高的工件，当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废，只适用于产品固定且批量较大的生产中，实用性不强，结合实际生产。

现有的夹紧技术中，例如申请号为CN202122114297.2的便于安装的高速数控机床自适应夹紧装置，虽然能够可自动适应不同工件尺寸大小，通过侧面拉簧与卡盘配合，适应工件尺寸大小后可以自动锁紧工件实现自适应的夹持。但其存在的缺陷在于，只能针对于较为规则的金属件，且金属件与夹紧卡盘的接触面之间必须保持光滑，是较为理想的夹持。

综上所述，现有机床在进行待切削金属件的夹紧时对待切削的金属件具备一定形状上的要求，无法保证能够进行稳定的快速夹紧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可快速夹紧的金属切削加工机床，以解决现有技术中的现有机床在进行待切削金属件的夹紧时对待切削的金属件具备一定形状上的要求，无法保证能够进行稳定的快速夹紧技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种可快速夹紧的金属切削加工机床，具备：

圆盘工作台，所述圆盘工作台的径向上均匀分布有多个导槽，所述导槽从所述圆盘工作台的周向边缘向所述圆盘工作台的圆心延伸；

所述圆盘工作台的表面设置有同心圆环组，所述多个导槽将所述同心圆环组的每个圆环均匀分割成多个弧形壳体，所述弧形壳体通过弹动组件安装在所述圆盘工作台上；

夹持主体，所述夹持主体包括安装在所述圆盘工作台内部的驱动组件以及设置在所述导槽中的爪体，且所述爪体凸出所述圆盘工作台的平面，所述驱动组件用于同步驱动多个所述爪体沿所述导槽移动直至与放置在所述圆盘工作台上待加工金属件表面接触。

作为本发明的一种优选方案，所述圆盘工作台包括上台体、中间台体以及下台体，多个所述导槽设置在所述上台体的表面，且所述导槽沿所述上台体的轴向延伸至所述中间台体的圆心，所述驱动组件安装在所述中间台体上；

所述上台体通过固定杆固定连接所述下台体，且所述固定杆穿过所述中间台体，所述中间台体上设置有供所述固定杆穿过的圆心贯穿孔。

作为本发明的一种优选方案，所述中间台体的上表面和下表面的靠近外圈的表面均设置有环槽，所述上台体和所述下台体上均设置有与所述环槽相配合的摩擦环体。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动组件包括多个气压缸，多个所述气压缸均匀设置在所述中间台体的底部周向，所述气压缸的活塞推杆的端部沿所述中间台体的切向连接在所述中间台体上，所述气压缸远离所述中间台体的端部固定连接在所述下台体上，其中，多个所述气压缸同步工作驱动所述中间台体绕所述固定杆转动；

所述中间台体与所述上台体接触的表面且沿所述表面的径向均匀分布有多个弧形槽，所述弧形槽从所述中间台体的周向边缘延伸至所述中间台体的圆心，所述爪体滑动安装在所述弧形槽中；

其中，所述弧形槽和所述导槽在纵向上的投影存在交叉。

作为本发明的一种优选方案，所述爪体包括与所述导槽相配合的滑动座，所述滑动座的底部设置有延伸至所述弧形槽中的轴体，所述轴体的末端滚动安装有套环；

其中，所述滑动座和所述轴体连接的整体与水平面存在70°～90°的夹角。

作为本发明的一种优选方案，所述中间台体的上表面上设置有多个导向杆，多个所述导向杆与多个所述弧形槽一一对应，所述导向杆的一端通过转轴座安装在所述中间台体的圆心位置上，所述导向杆的另一端沿所述轴体的径向贯穿所述轴体。

作为本发明的一种优选方案，所述气压缸的活塞推杆的端部通过弹性件连接所述中间台体；

所述弹性件包括与所述中间台体固定连接的导向套管，所述导向套管的内部套装有导向轴，所述导向轴的一端与所述活塞推杆的端部铰接，所述导向轴延伸出所述导向套管的另一端设置有止位垫，所述止位垫与所述导向套管之间的所述导向轴上套装有弹簧；

所述中间台体的底部转动安装有传动盘，传动盘的周向边缘通过连接件与导向轴和活塞推杆的连接处连接，所述传动盘的圆心处设置有锁止圈，所述锁止圈与所述固定杆套接，所述锁止圈的外表面与所述中间台体螺纹连接，所述锁止圈的内圈设置有沿所述锁止圈轴向的凸起，且所述凸起沿所述锁止圈的轴向高度逐渐增加。

作为本发明的一种优选方案，所述导槽具体包括设置在上台体径向上的直线形槽体结构或凸弧形槽体结构。

作为本发明的一种优选方案，所述上台体上设置有与所述弧形壳体相配合的凹槽，所述凹槽中间设置有与所述弧形壳体内腔体相配合的限位座。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明提供了能够实现对工作台上的待切削金属件进行自动化夹持技术方案，主要是通过弹动组件使弧形壳体具备纵向上的位置调节，在对于不规则的待切削的金属件，针对待切削金属件与圆盘工作台接触的表面具备一定的适应性，被待切削的金属件压住的弧形壳体则适应性的高度下降，这样在圆盘工作台径向上相邻的两个弧形壳体则存在高度差，这样可以通过产生的高度差对待切削的金属件进行预夹持；本发明提供的机床的对于待切削金属件的夹持是基于待切削金属件的预夹持和驱动装置驱动的爪体的共同夹持，这样实现待切削金属件的快速夹紧过程，避免了手动夹持对于各个爪体的手动夹持操作，以及夹持过程中的待切削金属件的位置调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供加工机床的圆盘工作台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供未安装弧形壳体的圆盘工作台的俯视图的结构示意图；

图3为本发明实施例提供下台体和转动盘的结构示意图；

图4为本发明实施例提供中间台体的底部仰视图的结构示意图；

图5为本发明实施例提供中间台体的结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-圆盘工作台；2-导槽；3-同心圆环组；4-弧形壳体；5-弹动组件；6-夹持主体；7-驱动组件；8-爪体；9-弹性件；10-凹槽；11-限位座；

101-上台体；102-中间台体；103-下台体；104-固定杆；105-圆心贯穿孔；106-环槽；107-摩擦环体；108-导向杆；109-转轴座；

71-气压缸；72-活塞推杆；73-弧形槽；

81-滑动座；82-轴体；83-套环；

91-导向套管；92-导向轴；93-止位垫；94-弹簧；95-转动盘；96-锁止圈；97-凸起；98-连接件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供了一种可快速夹紧的金属切削加工机床，具备：

圆盘工作台1，圆盘工作台1的径向上均匀分布有多个导槽2，导槽2从圆盘工作台1的周向边缘向圆盘工作台1的圆心延伸；

圆盘工作台1的表面设置有同心圆环组3，多个导槽2将同心圆环组3的每个圆环均匀分割成多个弧形壳体4，弧形壳体4通过弹动组件5安装在圆盘工作台1上；

夹持主体6，夹持主体6包括安装在圆盘工作台1内部的驱动组件7以及设置在导槽2中的爪体8，且爪体8凸出圆盘工作台1的平面，驱动组件7用于同步驱动多个爪体8沿导槽2移动直至与放置在圆盘工作台1上待加工金属件表面接触。

本发明提供一种能够实现对工作台上的待切削金属件进行自动化夹持技术方案，主要是通过弹动组件5使弧形壳体4具备纵向(整个圆盘工作台的轴向)上的位置调节，也就是当金属件放置在圆盘工作台1上时，在对于不规则的待切削的金属件(针对待切削金属件与圆盘工作台1接触的表面)具备一定的适应性，同时，被待切削的金属件压住的弧形壳体4则适应性的高度下降，这样在圆盘工作台1径向上相邻的两个弧形壳体4则存在高度差，这样可以通过产生的高度差对待切削的金属件进行预夹持。

此时驱动组件7工作，驱动组件7驱动多个爪体8沿着导槽2移动直至与待切削的金属件表面接触，这其中存在爪体8对待切削的金属件的位置进行受力改变，并使得带切削的金属件与弧形壳体4之间重新找到对应的支撑点，也就是说，在爪体8和弧形壳体4之间存在更多的支撑位置，完成稳定夹持夹持。

也就是说，本发明提供的机床的对于待切削金属件的夹持是基于待切削金属件的预夹持和驱动装置驱动的爪体8的共同夹持，这样实现待切削金属件的快速夹紧过程，避免了手动夹持对于各个爪体8的手动夹持操作，以及夹持过程中的待切削金属件的位置调节。

当然，考虑到实际的夹持情况，爪体8与金属件接触的表面可设置橡胶垫，来避免和待切削金属件表面的直接接触。

进一步地，本发明为了实现爪体8的快速夹紧，圆盘工作台1包括上台体101、中间台体102以及下台体103，均主要为圆盘形结构，多个导槽2设置在上台体101的表面，且导槽2沿上台体101的轴向延伸至中间台体102的圆心，驱动组件7安装在中间台体102上；上台体101通过固定杆104固定连接下台体103，且固定杆104穿过中间台体102，中间台体102上设置有供固定杆104穿过的圆心贯穿孔105，由于在进行待切削的金属件的夹持时，需要提供较大的力，而直接通过驱动装置驱动爪体8进行金属件的夹持，则金属件在切削过程中的受力将直接作用在夹持组件的驱动部件上，在长时间工作过程中，容易使得驱动部件的产生损坏，因此本发明将爪体8设置在中间台体102上，中间台体102本身具备一定的质量，作用在爪体8上的作用力则首先需要克服中间台体102绕固定杆104的转动惯量，然后才是将通过作用力传递至驱动组件7。

进一步地，为了提高夹持的稳定性，主要则是通过增大摩擦的力的方法，因此在上述的基础上，中间台体102的上表面和下表面的靠近外圈的表面均设置有环槽106，上台体101和下台体103上均设置有与环槽106相配合的摩擦环体107，也就是通过摩擦环体107和环槽106的摩擦接触，从而实现爪体8和待切削金属件接触的稳定性。

那么在驱动组件7的设计上，驱动组件7包括多个气压缸71，多个气压缸71均匀设置在中间台体102的底部周向，气压缸71的活塞推杆72的端部沿中间台体102的切向连接在中间台体102上，气压缸71远离中间台体102的端部固定连接在下台体103上，其中，多个气压缸71同步工作驱动中间台体102绕固定杆104转动，以此驱动中间台体102的转动。

中间台体102与上台体101接触的表面且沿表面的径向均匀分布有多个弧形槽73，弧形槽73从中间台体102的周向边缘延伸至中间台体102的圆心，爪体8滑动安装在弧形槽73中。其中，弧形槽73和导槽2在纵向上的投影存在交叉，而爪体8则始终位于弧形导槽73和导槽2的交叉点上，因此爪体8虽然不与驱动组件7进行固定连接，但受到弧形槽73和导槽2的同时限制，以此来保证爪体8的夹持的稳定性。

其爪体8驱动的主要工作原理是，由于中间台体102在气压缸71的驱动下进行转动，而导槽2是固定不动的，使得爪体8在导槽2的导向限制下沿着弧形槽73移动(也就是由于中间台体102使得弧形槽73和导槽2的投影交叉点不断发生变化)。

由于爪体8需要在弧形槽73和导槽2内进行同步的滑动，因此进一步地，本发明设计一种适应上述滑动要求的爪体8，爪体8包括与导槽2相配合的滑动座81，滑动座81的底部设置有延伸至弧形槽73中的轴体82，轴体82的末端滚动安装有套环83；当然滑动座81和导槽2的接触类型，最好是滚动接触，并且不脱离导槽2，同样的套环83与弧形槽73的接触也是滚动接触，并且不脱离弧形槽73。

其中，滑动座81和轴体82连接的整体与水平面存在70°～90°角，是为了爪体8能够与待切削金属件的表面呈一定角度的夹持，也就是使得沿切削金属件的水平向的分力增大，提高夹持的力度，保证夹持的稳定性。

进一步地，为了提高爪体8在沿弧形槽73和导槽2移动时的稳定性，中间台体102的上表面上设置有多个导向杆108，多个导向杆108与多个弧形槽73一一对应，导向杆108的一端通过转轴座109安装在中间台体102的圆心位置上，导向杆108的另一端沿轴体82的径向贯穿轴体82，其目的是，将限制爪体8的作用力方向变成3个，具体为导槽2长度方向、导向杆108长度方向以及弧形槽73的圆心方向，三个方向的延长线的交点即爪体8的位置；

当然为了适应三个方向上的限制以及位置变化，爪体8的轴体82需要与滑动座81转动连接。

进一步地，本发明中为了配合气压缸71对中间台体102的驱动状态的过程中实现爪体8在任何位置对金属件的锁定，同时中间台体102本身也能够进行任意位置的锁止，来保证爪体8夹持金属件的稳定性。

进一步地，本发明为了实现爪体8在任意位置(与弧形壳体4的配合)与待切削金属件表面接触时，都能够进行稳定的夹持，以及中间台体102都能够被锁定，气压缸71的活塞推杆72的端部通过弹性件9连接中间台体102。弹性件9包括与中间台体102固定连接的导向套管91，导向套管91的内部套装有导向轴92，导向轴92的一端与活塞推杆72的端部铰接，导向轴92延伸出导向套管91的另一端设置有止位垫93，止位垫93与导向套管91之间的导向轴92上套装有弹簧94。中间台体102的底部转动安装有传动盘95，传动盘95的周向边缘通过连接件98与导向轴92和活塞推杆72的连接处连接，传动盘95的圆心处设置有锁止圈96，锁止圈96与固定杆104套接，锁止圈96的外表面与中间台体102螺纹连接，锁止圈96的内圈设置有沿锁止圈96轴向的凸起97，且凸起97沿锁止圈96的轴向高度逐渐增加。

在具体地实现过程中，气压缸71的活塞推杆72在做伸长动作时推动导向轴92沿着导向套管91移动，此时导向轴92会通过止位垫93压缩弹簧94，施力在导向套管91上从而气压缸71驱动中间台体102绕固定杆104转动，此时爪体8还并没有和金属件接触，此时传动盘95和中间台体102同步转动。

当爪体8与待夹持的金属件接触并完成夹持时，爪体8的位置已经无法继续在导槽2和弧形槽73中移动，气压缸71的活塞推杆72继续做伸长动作是，止位垫93进一步地压缩弹簧94，此时中间台体102停止转动，导向轴沿导向套管91继续移动，活塞推杆72将通过连接件推动传动盘95转动，此时传动盘95相对于中间台体102转动，锁止圈96和中间台体102螺旋结合，使锁止圈96沿固定杆104的轴向发生位移，凸起97则与固定杆104表面接触，产生沿固定杆104径向的作用力。

并且在上述过程中，传动盘95在中间台体102的轴向上具备一定的移动空间。

本发明中通过该方式能够使得中间台体102和固定杆104锁止，同时也能够使得中间台体102和上台体101的下表面进行紧密的接触，增大中间台体102和上台体101之间的摩擦环体107和环槽106之间的接触摩擦力；这样无论爪体8和待切割的金属件处于上台体101上的何种位置，以及带切割金属件的形状如何都能够在爪体8完成夹持动作后对中间台体102进行位置锁定。

补充说明的是，摩擦环体107和环槽106设置在靠近结构的周向边缘的表面上。

进一步地，本发明中的导槽2具体包括设置在上台体101径向上的直线形槽体结构或凸弧形槽体结构。

本发明中，为了弧形壳体4在受到金属件的压力时能够在弹动组件5的作用下发生高度上的变化，上台体101上设置有与弧形壳体4相配合的凹槽10，同时为了避免金属件的重力超过弹动组件5的受力极限，凹槽10中间设置有与弧形壳体4内腔体相配合的限位座11，也就是说当金属件的质量超过一定的限度时，弧形壳体4与限位座11的顶部接触，从而限制弧形壳体4进一步地降低位置。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。