关于车床设备中多用卡盘的发明与研究

胡智土

[摘要]介绍一种多功能三爪卡盘的发明项目，解决了车床类设备中卡盘一次装夹只能完成单一类零件加工的问题，供从事车削类实训课程的专业教师借鉴。

[关键词]三爪卡盘;多功能;发明专利

[中图分类号]  TG51                    [文獻标志码]  A                [文章编号]  2096-0603（2018）36-0259-01

本发明来源于笔者在车削类实训课程授课中发现的一个问题。车床类设备所使用的三爪卡盘只能装夹圆形工件，加工偏心工件时需要垫铜片等辅助零件，无法加工不规整工件，如椭圆工件等。如果要加工不规整的工件，需要更换四爪卡盘，增加了工厂机加工操作人员的劳动强度，特别是现在大部分企业加工工件时实行计件来进行计酬，增加了企业的加工成本，且更换卡盘或调整三爪卡盘加工偏心工件浪费时间，工作效率低，降低企业的生产力。本文介绍的发明为一种多用三爪卡盘，实现同心和偏心类零件的同时装夹而无需更换卡盘，操作方便、节约时间、提高生产效率。

一、多用卡盘的结构和优点

（一）结构组成

本多用三爪卡盘，包括卡盘前端盖、卡盘后端盖和多个卡爪，所述卡盘前端盖和卡盘后端盖相互匹配，卡盘前端盖的侧面设有扳手插孔，多个卡爪均布安装在卡盘前端盖上，其特征在于：还包括定位座、盖板、连接块、定位螺杆、调节螺杆、同步齿轮和档位手柄，所述定位座连接在卡盘前端盖和卡盘后端盖之间，盖板固定在定位座上，连接块与卡盘前端盖相连，定位螺杆安装在定位座上，调节螺杆的数量与卡爪的数量对应，每个卡爪均与对应的调节螺杆相配合，调节螺杆与同步齿轮啮合，档位手柄设置在卡盘前端盖上。结构合理，操作方便，可实现加工圆形工件及大部分不规整的工件，满足人们使用的需求。

（二）结构介绍

1.卡盘前端盖上开有不同档位的槽孔，档位手柄设置在对应档位的槽孔内。

2.档位包括联动档、独自移动档和空档;通过装夹不同形状工件进行不同档位的调节。档位手柄设置在卡盘前端盖的顶部;便于操作。

3.卡爪上设有齿条，调节螺杆一端的齿与卡爪的齿条啮合，该调节螺杆另一端的齿与同步齿轮啮合。

4.卡爪为三个，该三个卡爪均布安装在卡盘前端盖上。

5.三个卡爪在卡盘前端盖中呈120°均布，使得装夹更方便，加工的精度更高。

6.扳手插孔为三个，该三个扳手插孔均设在三个卡爪的一侧。

7.定位座上设置有螺纹孔，该螺纹孔中安装有定位螺杆;通过定位螺杆可进行轴向调节。

（三）结构优点

1.结构合理，操作方便，可实现加工圆形工件及大部分不规整的工件，效率高，安全可靠。

2.可快速工作，装夹大部分形状各异的零件，无需更换卡盘，具有三爪卡盘与四爪卡盘的功能。

3.使用寿命长，制造工艺简单，其成本低。

4.没有更换卡盘的烦恼，节约时间，提高工作效率，提升企业的生产力。

5.减小安全隐患，特别是小加工坊，更换卡盘时，没有吊机，需要人工抬卡盘安装到机床上，存在安全隐患。

二、多用卡盘的实际运行原理

本卡盘通过挂档来实现三卡爪3联动或各自移动，使其具有三爪卡盘与四爪卡盘的功能，下面通过三个运动来实现三爪卡盘与四爪卡盘功能的原理说明。

（一）圆形零件装夹

通过档位手柄10挂到联动档，使卡盘前端盖1内部圆柱齿轮变换位置，一头圆柱齿轮的齿与三卡爪3上的齿条13啮合，另外一头圆柱齿轮的齿与卡盘前端盖1内部的齿轮啮合，用卡盘钥匙旋转其中一根圆柱齿轮可使三个卡盘的爪一起移动，从而实现装夹圆形工件。

（二）不规整零件装夹及偏心轴装夹

通过档位手柄10挂到独自移动档，使卡盘前端盖1内部圆柱齿轮变换位置，一头圆柱齿轮的齿与三卡爪3上的齿条13啮合，另外一头圆柱齿轮的齿与卡盘前端盖1内部的齿轮脱开，用卡盘钥匙旋转其中一根圆柱齿轮只能使与它啮合一只卡爪3移动，其他两只卡爪3不移动，要移动需分别用卡盘钥匙旋转另外二根圆柱齿轮，从而实现装夹不规整工件及偏心轴。

（三）其他工作原理

通过档位手柄10挂到空档，使卡盘前端盖1内部圆柱齿轮变换位置，一头圆柱齿轮的齿与三卡爪3上的齿条13脱开，另外一头圆柱齿轮的齿与卡盘前端盖1内部的齿轮脱开，实现空挡。设置空挡是因为装夹不规整零件及偏心轴后，可使卡盘三爪复位到中心点，进行圆形工件加工。处于空档位置，促使多用卡盘可以复位，保证档位顺利的切换。

三、专利情况

本发明已申请国家发明专利并已取得发明专利证书，证书号为ZL201610734575.5。

四、小结

本发明是笔者在实际教学工作中从发现问题到解决问题的一个缩影，利用自身专业知识进行发明创造的过程。在中职学校专业实训课程中，笔者认为作为专业教师不但要将专业技能教授学生，更重要的是要培养学生发现问题和动手解决问题的能力，学以致用，通过传授专业技能逐渐向发明研究型高层次人才进行培养。在学习技能过程中，学会发明创造既能充分调动学生学习的积极性主动性，更能激发学生的自主探索精神。

参考文献：

[1]张旭.车工工艺与技能训练[M].南京：江苏教育出版社，2010.

[2]邹维绪.普通车工教学做一体化教程[M].武汉：华中科技大学出版社，2010.

[3]俞礼锋.一种基于三爪卡盘的改装夹具[P].实用新型专利，2015.