斜齒滑塊式手動卡盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能分析--摘自佳工網(wǎng)

冷月梧桐

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之前看到一個德國手動卡盤，一直沒看明白原理。今兒找到了，也看明白了，故而轉(zhuǎn)此文與社友共賞之 ; D! A0 l2 C! H7 T: A) N2 j# Y1 _ 摘要：斜齒滑塊式手動卡盤是一種高性能的卡盤，可以滿足高轉(zhuǎn)速和高精度的要求。本文分析了這種卡盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能，介紹了手動卡盤的接口型式。 ) i' t3 L+ G$ y* G# a關(guān)鍵詞：手動卡盤 斜齒滑塊 車床 ' T* W% ~6 j) @+ ` 1 引言 在普通車床和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上，通常使用手動卡盤。國內(nèi)的手動卡盤通常為盤絲型卡盤。近年來，隨著車床主軸轉(zhuǎn)速的不斷提高，盤絲型卡盤由于本身結(jié)構(gòu)的原因，往往不能夠滿足轉(zhuǎn)速和精度的要求。這時就需要使用能滿足高轉(zhuǎn)速和高精度要求的斜齒滑塊式手動卡盤。德國某公司生產(chǎn)的ROTA-SPlus、ROTA-G系列卡盤就是高性能的斜齒滑塊式手動卡盤。 7 M9 D4 z5 i9 L5 s* ` $ c' M& d) i" |# _: F. `) u" B8 U2 斜齒滑塊式手動卡盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2.1 斜齒滑塊式手動卡盤的結(jié)構(gòu) 圖1是斜齒滑塊式手動卡盤的結(jié)構(gòu)剖視圖。 4 t% Q" g8 `+ n% Y& u1 O圖1 斜齒滑塊式手動卡盤的結(jié)構(gòu)剖視圖 斜齒滑塊式手動卡盤上卡爪的驅(qū)動過程為：用卡盤鑰匙轉(zhuǎn)動絲桿，絲桿帶動滑塊1在滑槽內(nèi)移動，該滑塊又通過同步盤帶動另外兩個滑塊移動，保持三個滑塊同步。 + u% c5 P0 D4 @9 D( K% e7 n, {- o, f圖2 卡盤的同步驅(qū)動機(jī)構(gòu) 圖3 滑塊和卡爪的斜齒嚙合 圖2為斜齒滑塊式手動卡盤的同步驅(qū)動機(jī)構(gòu)。三個滑塊的頂部帶有斜齒，和卡爪底部的斜齒構(gòu)成斜面嚙合關(guān)系（圖3）；在卡盤盤體上有三個均勻布置的滑槽，滑槽的方向與徑向垂直；當(dāng)三個滑塊在滑槽內(nèi)移動時，通過滑塊頂部和卡爪底部斜齒的嚙合將滑塊的運(yùn)動轉(zhuǎn)換成卡爪的徑向移動,夾緊或松開工件。 1 y7 {4 w& t) x* k6 `$ ]9 M7 ? ROTA系列斜齒滑塊式手動卡盤設(shè)有卡爪快換機(jī)構(gòu)，當(dāng)按下位于卡盤側(cè)面的按鈕時，可將卡爪抽出，一分鐘之內(nèi)可以更換所有卡爪，數(shù)秒鐘就能改變夾持直徑。ROTA系列手動卡盤中還設(shè)有多種保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，以防止誤操作產(chǎn)生的危害。 & V( P: l, y, T' f! l ) w3 m4 B" f- c: {3 F4 {( {  _2.2 盤絲型手動卡盤的結(jié)構(gòu)   X& q# u0 Y( ^* V. F3 r 圖4為盤絲型手動卡盤的結(jié)構(gòu)簡圖。當(dāng)用卡盤鑰匙轉(zhuǎn)動三個驅(qū)動小傘齒輪之一時，與小傘齒輪嚙合的大傘齒輪隨之轉(zhuǎn)動，大傘齒輪的背面是平面螺紋（等進(jìn)螺紋線），與平面螺紋相嚙合的三個卡爪隨著平面螺紋的轉(zhuǎn)動而同時向心或離心移動，實(shí)現(xiàn)工件的夾緊或松開。 圖4 盤絲型卡盤的結(jié)構(gòu)簡圖 2.3 斜齒滑塊式手動卡盤和盤絲型手動卡盤的比較 6 S1 e9 y6 w" K! N8 @4 \ 與盤絲型手動卡盤相比，斜齒滑塊式手動卡盤有許多優(yōu)點(diǎn)。表1列出了兩者的比較。 表1斜齒滑塊式手動卡盤與盤絲型手動卡盤的比較 / ]: ~; U2 v8 `8 _( H) v' E 3 斜齒滑塊式手動卡盤的性能分析 ! T! l) Q3 a! D" T0 d/ a% {2 D& D斜齒滑塊式手動卡盤的滑塊移動方向垂直于卡爪的離心力方向，滑塊頂部的斜齒和卡爪底部的斜齒嚙合時為面接觸，因而卡盤的夾持力大，夾持力受離心力的影響很小，可以用于高工作轉(zhuǎn)速的場合。表2是ROTA-SPlus系列卡盤的性能參數(shù)。 表2 ROTA-SPlus系列卡盤的性能參數(shù) 注：卡盤型號中第一個數(shù)字表示卡盤外徑，第二個數(shù)字表示中空卡盤的中孔直徑。例如：ROTA-SPlus 160-42表示該卡盤的外徑為φ160mm，中孔直徑為φ42mm。 . X* l: ^* }/ ~" w+ s. } ) z, M# f$ Y- Z% ?* _; v在車削加工中，卡盤的重復(fù)夾緊精度很重要，由于斜齒滑塊式手動卡盤的滑塊與卡爪之間的嚙合為面接觸，重復(fù)夾緊精度高，可以達(dá)到0.01～0.02mm；耐磨損，夾緊精度可以長期保持。如果對卡爪進(jìn)行配車或配磨，可以使夾持精度進(jìn)一步提高。圖5是ROTA系列手動卡盤徑向跳動和端面跳動的測量示意圖，表3為ROTA-SPlus系列卡盤徑向跳動和端面跳動的最大容許值。卡盤的實(shí)際精度一般都優(yōu)于表3中的精度指標(biāo)。 ) }) e" c0 l' B/ Q4 L7 w/ p) g# H圖5 ROTA系列手動卡盤徑向跳動和端面跳動測量示意圖 表3 ROTA-SPlus系列卡盤徑向跳動和端面跳動的最大容許值 注：檢測時卡盤使用STF型整體硬爪；Md（Nm）—扳緊力矩。 4．斜齒滑塊式手動卡盤的接口型式 卡盤接口是指卡盤與車床主軸的連接部位。德國手動卡盤的接口型式有：圓柱面定心接口和1∶4的圓錐面定心接口。 ROTA-SPlus系列卡盤的圓柱面定心接口的尺寸見表4，圓柱面定心接口的卡盤通過中間過渡法蘭也可以配1∶4的圓錐面定心接口的車床主軸；手動卡盤的1∶4圓錐面定心接口有：符合德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN55028的A型、C型和符合DIN55029的卡盤接口。分別配裝于符合DIN55026的A型、符合DIN55027和DIN55029的車床主軸。中國國家標(biāo)準(zhǔn)中相對應(yīng)的是：GB/T5900.1－1997 A2型、GB/T5900.3－1997卡口型和GB/T5900.2－1997凸輪鎖緊型卡盤和車床主軸接口。 表4 ROTA-SPlus系列卡盤圓柱面定心接口的尺寸 ! u( Z3 N- @/ N& M( E  z/ U+ y/ {, B+ S 注：接口尺寸中，第一組數(shù)字表示接口直徑（孔徑）和配合性質(zhì)，第二個數(shù)字表示接口長度尺寸。例如：φ145 H6×5表示接口孔徑為φ145mm，配合性質(zhì)為H6，接口長度尺寸為5mm。(end)

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