一篇文章看懂德國卡盤選型

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德國的先進機械產(chǎn)品在國內(nèi)市場往往會被優(yōu)先選擇，了解這些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能特點，掌握正確的選型方法是購買前的必修課。本篇分享文章介紹了德國卡盤的接口型式，并舉例分析了德國卡盤的結(jié)構(gòu)和性能特點。

1、德國卡盤的接口型式

1.1德國車床的主軸接口型式

德國的車床主軸與卡盤的接口部位（即主軸接口）的尺寸有三個德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：DIN55026(老標(biāo)準(zhǔn)DIN55021)、DIN55027(老標(biāo)準(zhǔn)DIN55022)和DIN55029。這三個標(biāo)準(zhǔn)中的主軸接口都是采用1∶4的圓錐面定位，但在卡盤的緊固方式上有所不同。德國車床主軸的尺寸系列分為9種大小，并以數(shù)字3、4、5、6、8、11、15、20、28表示。

DIN55026標(biāo)準(zhǔn)中的車床主軸配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55028的A型和B型接口的卡盤。這兩種接口型式的卡盤不經(jīng)常拆卸。根據(jù)車床主軸上固定卡盤的螺孔位置不同車床主軸接口分為A型和B型，A型的螺孔在車床主軸法蘭上，B型在車床主軸法蘭和端面上都有螺孔�？ūP從前面用內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定到車床主軸上。

DIN55027標(biāo)準(zhǔn)中的車床主軸配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55028的C型接口的卡盤，通過若干個插銷螺栓和一個卡口墊從卡盤后部將卡盤固定在車床主軸上。這種連接方式的卡盤方便于經(jīng)常更換，實現(xiàn)快速連接。

標(biāo)準(zhǔn)DIN55029規(guī)定了凸輪鎖緊型車床主軸和相配的卡盤接口尺寸。主軸和卡盤由若干個裝在卡盤后面的拉桿通過凸輪鎖緊實現(xiàn)連接。

1.2德國卡盤的接口型式

德國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。與車床主軸接口型式相對應(yīng)，卡盤的1∶4的圓錐面定心接口有四種型式：標(biāo)準(zhǔn)DIN55028中規(guī)定的A型、B型和C型接口，標(biāo)準(zhǔn)DIN55029中規(guī)定的卡盤接口。在卡盤接口標(biāo)準(zhǔn)DIN55028中：A型卡盤接口配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55026的A型或B型車床主軸；B型卡盤接口配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55026的B型車床主軸；C型卡盤接口配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55027的車床主軸。

符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55029的卡盤接口配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55029的車床主軸。

圓柱面定心接口的卡盤通過中間(過渡)法蘭可以配1∶4的圓錐面定心接口的車床主軸。關(guān)于中間(過渡)法蘭有德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN6352。

符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55027和DIN55029的車床主軸通常配手動卡盤，動力卡盤一般配符合標(biāo)準(zhǔn)DIN55026的車床主軸。

關(guān)于車床主軸和卡盤接口的德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN55026、DIN55027、DIN55028、DIN55029采用了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，只在幾處做了調(diào)整。

我國關(guān)于車床主軸和卡盤接口有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5900.1～5900.3-1997《車床法蘭式主軸端部與花盤互換性尺寸》，該標(biāo)準(zhǔn)等效采用了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，只有幾處做了調(diào)整。

▲ 車床主軸和卡盤接口型式對照表

2、德國卡盤的選型

卡盤選型時，首先要使選擇的卡盤能滿足自己的使用要求，這包括：卡盤能夾持的工件直徑范圍、允許的最高轉(zhuǎn)速、工作轉(zhuǎn)速下的夾持力、精度、每只卡爪的運動行 程、使用壽命等。這又涉及到卡盤的結(jié)構(gòu)和卡爪的選擇；同時，要根據(jù)車床主軸的接口型式選擇卡盤的接口型式，若卡盤接口不能直接和車床主軸相配，可以在二者之間加中間(過渡)法蘭；另外，還要考慮卡盤的價格，選擇性能價格比好的卡盤。

2.1手動卡盤和氣動卡盤的選擇

在普通車床和需要手動夾緊的車床上選擇手動卡盤。采用斜齒條滑塊機構(gòu)的卡盤與盤絲卡盤相比，具有更高的夾持回轉(zhuǎn)精度和重復(fù)裝夾精度，驅(qū)動機構(gòu)使用磨損極小，夾緊力更大，尤其是在高速下仍能保持很大的夾緊力。在普通車床和沒有液壓回轉(zhuǎn)油缸的車床上，若要求實現(xiàn)自動裝夾工件，可以選擇氣動卡盤。

2.2（液壓）動力卡盤的選擇

在CNC車床和自動車床上通常使用（液壓）動力卡盤，(液壓)動力卡盤需要與液壓回轉(zhuǎn)油缸配套使用，液壓回轉(zhuǎn)油缸有通孔回轉(zhuǎn)油缸和非通孔回轉(zhuǎn)油缸兩類。（液壓）動力卡盤的結(jié)構(gòu)有楔式和斜齒條滑塊式，楔式卡盤又有普通楔式卡盤和帶離心力平衡裝置的楔式卡盤。

普通楔式卡盤通過楔槽機構(gòu)將卡盤活塞的軸向運動轉(zhuǎn)換成卡爪的徑向移動，這類卡盤結(jié)構(gòu)簡單，但在高速時由于卡爪的離心力作用，夾持力喪失較多。為了彌補這類卡盤高速性能的不足，在楔式卡盤中加入離心力平衡裝置，使卡盤在高速時仍有較大的夾持力，提高卡盤的允許工作轉(zhuǎn)速，這就是帶離心力平衡裝置的楔式卡盤。楔式卡盤通過采用活塞雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，可以使卡盤夾持精度提高。

斜齒條滑塊式動力卡盤先通過楔槽機構(gòu)將卡盤活塞的軸向移動轉(zhuǎn)換成三個滑塊在其滑槽內(nèi)的移動，這三個滑塊的頂部帶有斜齒，和卡爪底部的齒構(gòu)成斜面嚙合關(guān)系，通過滑塊的移動再帶動卡爪徑向移動從而夾緊工件。由于滑塊的移動方向基本上垂直于卡爪的離心力方向，卡盤的夾持力受離心力的影響很小。因此這種結(jié)構(gòu)的卡盤具有很好的高速性能。此外，這類卡盤還有夾持力大、夾持精度高、機構(gòu)磨損小的特點。

三種（液壓）動力卡盤中，普通楔式卡盤結(jié)構(gòu)簡單，價格最便宜，但允許的最高轉(zhuǎn)速沒有其它二種卡盤高，高速性能也相對差一些；帶離心力平衡裝置的楔式卡盤的高速性能很好，夾持力隨轉(zhuǎn)速提高的變化很小。斜齒條滑塊式卡盤也具有很好的高速性能，但由于這兩種卡盤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它們的價格也相對較高。

因此，在上述三種結(jié)構(gòu)的（液壓）動力卡盤中，如果它們的高速性能都能滿足用戶的使用要求，可以首選普通楔式卡盤。但若用戶對高速性能要求很高或者有充足的資金，則可以選擇另外兩種高品質(zhì)的（液壓）動力卡盤。

2.3卡爪的選擇

卡爪是卡盤上直接夾持工件的部分，不同的加工工序、不同的加工對象需要用不同的卡爪來夾緊工件。

整體爪可以被直接裝入卡盤的卡爪槽內(nèi)并夾緊工件，整體爪有硬爪和軟爪兩種；分體爪由滑座和爪子組成，滑座裝在卡盤的卡爪槽內(nèi)，在滑座上可以安裝各種不同的爪子以滿足不同加工情況的需要，滑座一般由高強度滲碳鋼經(jīng)磨削加工制成，爪子也有硬爪和軟爪兩種。硬爪通常用于工件的初次夾緊，夾緊面上的齒可以輕度地嵌入 工件表面；軟爪的材料未經(jīng)硬化處理，使用者可以根據(jù)具體情況將軟爪的夾緊面加工成所需的形狀，用軟爪夾緊工件可以避免損傷工件表面。

嵌入爪常用于大進刀量的粗切削加工，它的夾緊面帶有堅硬的齒，可以較深地嵌入被夾持工件的表面，從而傳遞較大的扭矩。嵌入爪有整體爪，也有分體爪。

扇形卡爪具有較大的周向夾緊面，用于夾持較易變形的工件；自適應(yīng)卡爪可以在一個小范圍內(nèi)擺動，以自動適應(yīng)工件的外形；塑料爪由特種工程塑料制成，用于夾持加工過的表面或軟材料的表面；特種卡爪是為了夾持特殊形狀的工件而設(shè)計、制造的專用卡爪。

德國卡盤上一般都配有分體爪的滑座，用戶要根據(jù)需要選擇并購買爪子。在德國卡盤樣本上一般都列出了與卡盤配套的卡爪類型和夾持直徑范圍，供用戶選擇時參考。對于軟、硬爪都需要的用戶，選擇分體爪比較合適。

結(jié)語

先進的金屬切削加工機床為機械制造業(yè)提供了高效的加工手段，但要充分發(fā)揮金屬切削加工機床的加工能力，還要充分重視機床附件的正確選擇和應(yīng)用。車床卡盤是連接車床主軸和工件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著加工精度和加工效率。

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