浮動頂緊卡盤及其夾緊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種浮動頂緊卡盤及其夾緊方法，尤其適用于渦殼毛坯件的夾緊定位，屬于汽車零部件加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]渦殼是汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)渦輪增壓器的重要組成部件之一，隨著渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展，汽車行業(yè)對于渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速要求越來越高。正是由于這樣的使用需求，因此目前渦殼的生產(chǎn)材料都會選用耐高溫的奧氏體耐熱鋼或高鎳奧氏體球鐵。
[0003]但不論是耐熱鋼還是高鎳球鐵，其基體組織均為奧式體。奧氏體以枝晶方式生長，由于其枝晶粗大，很容易造成嚴(yán)重的晶界偏析，于晶界處會形成硬點(diǎn)。這樣一來不僅會嚴(yán)重影響加工性和刀具壽命，還會造成石墨呈線狀排列，組織均勻性下降，形成晶間組織疏松，導(dǎo)致渦殼毛坯件外表面(A基準(zhǔn)面)產(chǎn)生潰縮或膨脹，影響正常的生產(chǎn)加工。
[0004]此外，目前較為普遍的渦殼毛坯件的裝夾方式還是傳統(tǒng)手動卡盤裝夾，但這種裝夾是用扳手夾緊和松開卡爪，勞動量大，效率極低，并且直接夾持在毛坯面極易夾歪工件導(dǎo)致工件報(bào)廢。
[0005]正是基于上述原因，也有越來越多的加工企業(yè)開始采用自動化的夾緊卡盤來滿足生產(chǎn)加工需要。同時(shí)由于渦殼毛坯件的外表面(A基準(zhǔn)面)平整度難以保證，但渦殼毛坯件的內(nèi)表面(Z基準(zhǔn)面)則由內(nèi)模加工而成，存在一個(gè)固定的加工標(biāo)準(zhǔn)，因此，也有加工企業(yè)開始思考如何通過渦殼毛坯件的內(nèi)表面(Z基準(zhǔn)面)進(jìn)行定位。
[0006]CN104588711A公開了一種車用浮動液壓夾緊卡盤，包括主軸、機(jī)床拉桿，包括卡盤座、拉緊塊、滑塊、浮動頂尖、卡爪、拉桿、杠桿，所述的卡盤座位于主軸前端中心處，二者滑配并螺紋相連，所述的拉緊塊位于卡盤座內(nèi)部中心處，二者活動相連，所述的滑塊位于卡盤座前端上側(cè)中心處，二者螺紋相連，所述的浮動頂尖位于卡盤座前端中心處，二者螺紋相連，所述的卡爪位于卡盤座前端上側(cè)中心處，二者螺紋相連，所述的拉桿位于拉緊塊左端中心處，二者螺紋相連，所述的杠桿位于卡盤座內(nèi)部前端上側(cè)中心處，二者螺紋相連。
[0007]該方案雖然揭示了一種具有浮動夾緊功能的卡盤，但是在實(shí)際的使用過程中，仍然存在著諸多問題。其一，該方案中的浮動夾緊卡盤的浮動頂尖設(shè)置在裝置頂端的中心位置，但是由于渦殼零件所需要夾緊的是出氣口的位置，而這一位置的中心處是一個(gè)通孔，因此，這樣的位置設(shè)置在渦殼零件夾緊的過程中很難發(fā)揮浮動頂尖應(yīng)當(dāng)具有的頂升作用。其二，該方案中浮動頂尖的運(yùn)動行程是一條直線，這樣的行程設(shè)置顯然也沒有考慮到在實(shí)際加工過程中可能存在的毛坯件外表面發(fā)生潰縮、膨脹，導(dǎo)致毛坯件外表面平整度不佳的情況。
[0008]因此，該方案中的具有浮動夾緊功能的卡盤在渦殼毛坯件加工中的使用效果并不理想，甚至可以說并沒有達(dá)到基本的加工要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種適用于渦殼毛坯件夾緊定位的浮動頂緊卡盤及其夾緊方法。
[0010]本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
一種浮動頂緊卡盤，包括卡盤本體、及用于裝置驅(qū)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于頂升待加工件的浮動頂升機(jī)構(gòu)以及用于夾緊待加工件的夾緊機(jī)構(gòu)；
所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)至少包括一可活動地設(shè)置于所述卡盤本體內(nèi)部中心位置的驅(qū)動桿，所述驅(qū)動桿的頂端中心位置開設(shè)有一凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有滾珠，所述滾珠與所述凹槽間隙配合；
所述浮動頂升機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的上方，并與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)觸接，所述浮動頂升機(jī)構(gòu)包括與所述滾珠頂端相觸接的浮動座，以及可活動地設(shè)置于所述浮動座上方用于頂升待加工件的支撐桿，所述支撐桿至少設(shè)置有兩個(gè)且均布于所述浮動座上方；
所述夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述卡盤本體上端，包括相互固接的卡爪及滑塊；所述夾緊機(jī)構(gòu)與所述支撐桿相互匹配；
所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述夾緊機(jī)構(gòu)通過杠桿連接，所述杠桿能夠?qū)⑺鲵?qū)動機(jī)構(gòu)的軸向方向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為所述夾緊機(jī)構(gòu)的徑向方向運(yùn)動。
[0011]優(yōu)選地，所述卡盤本體借助第三螺釘固定于卡盤安裝座上，所述卡盤本體的底面還設(shè)置有定位底盤，所述定位底盤借助第二螺釘與所述卡盤本體固接，所述定位底盤上設(shè)置有供所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)穿過的定位孔。
[0012]優(yōu)選地，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括滑動套桿及驅(qū)動彈簧；
所述驅(qū)動桿的上端設(shè)置有用于限制所述滑動套桿行程的第一限位凸起，所述驅(qū)動桿下端穿過所述定位孔并與下方的連接頭螺紋連接；
所述滑動套桿及驅(qū)動彈簧均套設(shè)于所述驅(qū)動桿上，所述滑動套桿的頂端與所述第一限位凸起觸接，所述滑動套桿的底端與所述驅(qū)動彈簧的頂端觸接，所述滑動套桿由所述驅(qū)動彈貪帶動；
所述驅(qū)動彈簧穿過所述定位孔，所述驅(qū)動彈簧的底端與所述連接頭的頂端觸接。
[0013]優(yōu)選地，所述驅(qū)動桿的頂端為球冠狀或圓臺狀，所述驅(qū)動桿頂端的中心位置處開設(shè)有凹槽，所述凹槽的寬度大于所述滾珠的直徑，所述凹槽的深度小于所述滾珠的直徑。
[0014]優(yōu)選地，所述浮動座的底端設(shè)置有一內(nèi)凹面，所述內(nèi)凹面與所述滾珠頂端觸接，所述內(nèi)凹面與所述驅(qū)動桿的頂端相匹配。
[0015]優(yōu)選地，所述浮動座上方還設(shè)置有用于防止異物進(jìn)入所述卡盤本體內(nèi)的密封隔板，所述密封隔板借助第四螺釘與所述卡盤本體固定連接。
[0016]優(yōu)選地，所述卡爪呈L型，所述卡爪的上端設(shè)置有與Z基準(zhǔn)面相匹配的爪勾，所述卡爪下端借助第一螺釘與所述滑塊頂端固接，所述卡爪上還設(shè)置有頂升孔，所述支撐桿穿設(shè)于所述頂升孔內(nèi)，所述卡爪與所述滑塊之間設(shè)置有用于快速定位的固定鍵。
[0017]優(yōu)選地，所述支撐桿上套設(shè)有頂升彈簧，所述支撐桿底端設(shè)置有用于限制所述頂升彈簧行程的第二限位凸起，所述頂升彈簧設(shè)置于所述頂升孔內(nèi)。
[0018]優(yōu)選地，所述滑動套桿側(cè)面均勻開設(shè)有與所述夾緊機(jī)構(gòu)數(shù)量一致的第一傳動槽，所述滑塊底面開設(shè)有第二傳動槽。
[0019]優(yōu)選地，所述杠桿由相互垂直的第一連桿與第二連桿組成，所述第一連桿與第二連桿的連接處開設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔，所述轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)穿設(shè)有固定軸，所述杠桿借助所述固定軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述卡盤本體內(nèi)；
所述第一連桿頂端插設(shè)于所述第一傳動槽，所述第二連桿頂端插設(shè)于所述第二傳動槽，所述第一傳動槽的槽口寬度大于所述第一連桿頂端的直徑，所述第二傳動槽的槽口寬度大于所述第二連桿頂端的直徑。
[0020]浮動頂緊卡盤的夾緊方法，包括如下步驟:
1)預(yù)定位步驟:將所述驅(qū)動桿下端與所述連接頭螺紋連接，再將待加工件扣置于所述卡爪頂端的外側(cè)；
2)擴(kuò)張夾緊步驟:所述連接頭帶動所述驅(qū)動桿向上移動，隨后，所述驅(qū)動彈簧開始擴(kuò)張，在所述驅(qū)動彈簧的作用下，所述滑動套桿向上運(yùn)動，所述滑動套桿的上移帶動所述杠桿圍繞所述固定軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中，所述杠桿帶動所述滑塊向外側(cè)移動，基于所述滑塊與所述卡爪固接的結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述卡爪會一并向外側(cè)移動，完成對待加工件的擴(kuò)張夾緊；
3)浮動頂升步驟:在所述驅(qū)動桿的上升過程中，所述驅(qū)動桿推動其上方的浮動座及支撐桿同時(shí)動作，所述支撐桿上升，推動待加工件一同向上移動，所述驅(qū)動桿與所述卡爪相配合，完成待加工件頂緊；
當(dāng)所述待加工件外表面不平整，導(dǎo)致某根支撐桿提前定位時(shí)，所述驅(qū)動桿會繼續(xù)上升，而已完成定位的支撐桿則不再繼續(xù)動作，則此時(shí)，該支撐桿會對所述浮動座產(chǎn)生一個(gè)反作用力，隨后，所述浮動座會以所述滾珠為支點(diǎn)進(jìn)行活動，并最終使所有的支撐桿均與待加工件的表面接觸并完成定位；
4)復(fù)位步驟:所述連接頭帶動所述驅(qū)動桿向下移動，所述驅(qū)動桿與所述浮動座之間產(chǎn)生間隙，在所述頂升彈簧的作用下，所述支撐桿與所述浮動座向下移動，同時(shí)所述滑動套桿向下移動，并帶動所述杠桿再次圍繞所述固定軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中，所述滑塊及所述卡爪一并向內(nèi)側(cè)移動，直至所述驅(qū)動桿回到