目前在精密機床上一般使用的是以下兩種具有柔性的精密卡盤。一種是液壓卡盤,其缺點是在使用過程中,由于活動卡爪的磨損而降低定心精度,且卡盤尚需一液壓馬達作動力源,其整體結構龐大;另一種是薄膜卡盤,它不存在上述缺點并在一定程度上能滿足其工作要求。 0 f, B/ r9 `6 z
由于薄膜卡盤在使用過程中能保持穩定的精度,不受操作者技術水平的影響,且可快速裝夾和遠距離控制,因此它在批量和自動生產系統更能發揮優越性。圖1所示的薄膜盤,其關鍵零件是一個環形的薄膜盤,其厚度自外徑向中心逐步增加,薄膜盤上固定有按圓周間隔為90°分布的四塊帶有燕尾槽的滑板,每塊滑板上裝有 一個可徑向調整的剛性卡爪。徑向調整卡爪的位置,便可夾緊不同直徑的工件。薄膜盤外端面與聯接器固接,此聯接器又與活塞氣缸聯接為一體。
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圖1 薄膜卡盤的結構 7 I7 H/ r8 y' O9 Z5 v" w5 X
薄膜卡盤的工作原理如圖2。在外力P的作用下,卡盤的膜片產生彎曲并造成變形,使卡爪轉動一個角度,這時,固定在卡爪中的夾緊螺釘與卡爪一起作徑向移動,同時也轉過相同的角度,因此各個卡爪止夾緊表面的初始直徑B脹大并等于B+2C(圖中虛線表示),其中C是每個夾緊螺釘的移動量,B應小于工件定位基準直徑的最小值。當力P停止作用后,膜片、卡爪及夾緊螺釘一起企圖恢復到原來自由位置,但由于工件直徑大于B,所以膜片只能仍然處于變形狀態下,夾緊工件的力即由此彈性變形而形成,這夾緊力的大小由變形量2C(工件直徑與直徑B之差)決定。2C值越大,夾緊工件的力也越大。薄膜卡盤既可以夾緊外表面,也可以夾緊內表面,在夾緊工件的內表面時,使膜片產生彎曲的力P與圖示方向相反。 3 _1 Y: ?; [4 P! k6 q$ \/ V! z
圖2
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在設計薄膜卡盤時,一定要考慮卡盤的夾緊力,如果夾緊力過大,則容易使工件產生過大變形,從而導致工件被釋放后,被加工表面不圓。如果夾緊力太小會造成夾不緊工件,而使工件在加工過程中脫落,出現事故。
$ f0 c& _) i/ F- ~' a2 ? 薄膜卡盤的兩種應用一、最適合硬車、磨削、高精車的薄膜夾持技術快換卡爪 9 a. A1 [ h9 a! R' l) k
簡單的核心原理: 基于薄膜的彈性變形達到無滑動部件、無摩擦、離心力補償。 " A5 j6 e+ v- Z- u) P
圖3 薄膜系統操作原理 ( T# O8 c+ J' T7 {. b/ p: u
特點: 1.卡爪安裝和定位時間短
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圖4 ( G+ K3 J2 G$ w9 r% t" s+ X" K
2.非常適合抓取式機床,徑向進入的快換機構 - i6 c8 a4 [9 i1 n* u
圖5 E2 v) I3 a' @, F! r0 n1 L
3.介質輸入:氣檢 + 氣流/冷卻液
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圖6
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4.可完全互換的卡爪 圖7 % o/ O2 D9 G: A2 |9 F) k9 f# t. r R
任一套卡爪都能安裝在任一卡盤上,并能保持較好的同心度
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二、用于硬車或磨削可夾持易變形的薄壁件的薄膜卡盤
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工件的徑向定心/夾緊使用帶有快換卡爪系統,軸向夾緊使用帶有軸向補償的擺動-后壓爪使用雙活塞油缸驅動, 單獨地驅動薄膜卡爪和軸向擺動-后壓爪。 ' o/ F, @7 f6 ^
圖8 卡盤原理 & {% G8 K$ |8 |
工作流程: 1.裝載:定心爪松開,擺動-后壓爪松開/向外轉 * L6 @2 d" {- [, h1 o0 Y4 H
圖9 裝載
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2.定心:定心爪夾緊 ! ?2 l: z: R9 `9 Z# T, [( d
圖10 定心 5 `9 w9 q' t) J; x ?+ i
3.夾緊:擺動-后壓爪向內轉+軸向壓緊
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圖11 夾緊 2 Y5 _" }# J' R
4.加工:定心爪松開或夾緊 / j; G! O- D% S7 B$ L+ H# k! \: o9 M
圖12 加工 2 ]# f* M8 `" ]( N s9 n
特點: 1.安裝調整時間短
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圖13 . U$ U8 U1 N1 J9 G
2.非常適合抓取式機床 0 ]8 z" n. t3 }. ?! O1 J: \
圖14 $ [. }) G8 P1 r) r, u" G
3.也可以只用于徑向夾緊 . e6 M/ M" M/ b2 J' q1 j! A
圖15
: G1 P: i# S6 ` e9 } 結 語由于彈性薄膜卡盤具有定心精度高、結構簡單緊湊、工作平穩、夾緊方便等優點,因此在環形工件的精車、磨內外圓、齒輪精磨內孔等工序中日益得到廣泛的應用。 ; G6 d3 U$ V* O% R" z# }- c1 V' X
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