[發明專利]一種適用于薄壁管件激光切割設備的二爪卡盤

有效

• 申請號: 202110017216.9
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112658467B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 楊文玉;丁彤;秦亮;姜羽澤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23K26/02
• 分類號: B23K26/02;B23K26/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發明屬于管材加工相關技術領域，其公開了一種適用于薄壁管件激光切割設備的二爪卡盤，包括：主軸；固定于主軸端部的主盤，主盤設有槽體；第一滑動底座和第二滑動底座設有凸軸；相互嚙合的第一鉗口卡爪和第二鉗口卡爪；第一鉗口卡爪和第二鉗口卡爪基體的后部均設有凹槽，凹槽內均設有彈簧壓板；阿基米德盤包括兩條中心對稱的阿基米德螺線槽、避讓槽以及一圓孔，兩凸軸分別設于阿基米德螺線槽內；伸縮氣缸的兩端部分別轉動連接銷軸的一端，銷軸的另一端固定于圓孔，銷軸穿過避讓槽固定于主盤。本申請可以實現對管件的順應性定心夾持，對管材形狀適應性好，定位精準。

技術領域

本發明屬于管材加工相關技術領域，更具體地，涉及一種適用于薄壁管件激光切割設備的二爪卡盤。

背景技術

目前的精密薄壁管加工通常是以激光切割的方式完成，市場上需要加工的管材截面形狀多樣，如圓管、矩形管、橢圓管等，為保證激光束焦點與管材的加工點重合，需要用一種能夠適應不同形狀截面的精準定位夾具來夾持管材，并在加工時控制管材的進給。

中國專利CN107984157A中公開了一種用氣缸驅動的四爪卡盤，該卡盤的四個卡爪分分別采用四個氣缸通過鉸鏈連接，相對卡爪之間通過盤體上的同步轉動圓環實現同步運動，卡爪是長L形卡爪，卡爪的爪頭裝有較長的平口，可以夾持截面形狀較為復雜的管材。中國專利CN109604658A公開了一種卡盤的自動定心裝置，該卡盤的卡爪也是由四個氣缸通過鉸鏈分別連接的，但是其同步裝置采用的是齒輪傳動機構，該卡盤包含兩組嚙合齒輪，分別控制兩對爪的同步定心運動。在齒輪盤轉動時，對向卡爪的氣缸的傘形齒輪的運動下按一定的姿態伸長，通過鉸鏈與連桿驅動卡爪運動，該盤的卡爪爪頭為單個小軸承。美國專利US6220608B1公開了一種四爪卡盤，該卡盤的對爪同步運動方案采用的是阿基米德螺線盤，電機通過齒輪驅動阿基米德盤旋轉，從而帶動卡爪在盤面結構的約束下做直線向心運動，該卡盤采用的卡爪為普通卡爪。

在前兩種卡盤的結構中，均采用了四個氣缸分別驅動各個卡爪，這樣的結構會讓整個卡盤的尺寸較大，在小直徑的精密薄壁管加工機床上占據了太多空間；同時第一種卡盤的爪頭的平口很薄，對管材表面可能會產生壓痕和損傷；第二種卡盤的同步運動靠齒輪嚙合傳動實現，對齒的加工精度要求很高，否則齒厚誤差等因素會造成同步精度的下降，另外，其卡爪采用單軸承，寬度太小，在夾持尺寸稍大的管材時會產生偏轉誤差，造成整個卡盤夾持定心性能的下降；第三種卡盤的阿基米德盤驅動為外嚙合驅動，這種方式需要在控制電機時對盤體和阿基米德盤的轉動做測量與控制，且兩電機控制并不解耦，因此控制也較為復雜，另外其卡爪采用普通的硬爪，對不同截面形狀的管材夾持適應能力較差。除了上述三種卡盤外，根據實際的應用場景，目前市場上已有很多不同的激光加工卡盤產品，他們的四爪卡盤大多采用的是兩對二爪聯動的卡爪，需要兩組同步機構進行驅傳動，在夾持過程中由于一對爪總是先于另一對爪夾住管材，因此先夾住的卡爪產生的摩擦力可能會導致后夾的卡爪無法讓管材定心，影響定心精度。因此，亟需設計一種適用于薄壁管件激光切割設備的二爪卡盤。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種適用于薄壁管件激光切割設備的二爪卡盤，通過伸縮氣缸的伸縮帶動阿基米德盤的轉動進而帶動第一滑動底座和第二滑動底座的上移和下移，實現第一鉗口卡爪和第二鉗口卡爪的同步開啟和關閉，同時通過壓板實現待夾持件的夾持姿態確定，對管材形狀適應性好，定位精準。