大型重载单动卡盘设计中相关问题的探讨- .pdf

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1、大型重载单动卡盘设计中相关问题的探讨沈阳机床股份公司沈一希斯事业部(辽宁110141)代利国代丽芬目前我事业部卧车用的卡盘大多为直径在转速。由公式(1)可知，当转速增加时，夹持力】O00mm以上的单动卡盘，相对于小规格的卡盘，的损失会以转速的平方迅速增加。而大型卡盘的回这种卡盘由于产量少，故卡盘厂家缺少相关的技术转半径和移动部件质量都比较大，所以这三方面应数据。比方说卡盘限制转速问题，在样本和产品介该给予综合考虑。绍中只是根据经验给出数值，多与卡盘直径相关，一个卡盘在加工时的极限转速应该与几个因素见附表。相关：①卡爪的重量。②卡盘

2、的夹持力。③夹持工卡盘规格／mill限制转速／r·min。。件的重量。④夹持工件的直径。1000315驴l2502502．大型重载单动卡盘设计应注意的问题1600200200015O对于大型卡盘来说，转速通常不是很高很显然，这是一个相对保守的数据，已经有很(500r／min以下)，但是卡爪的质量和卡爪质心多用户反馈他们经常使用超过附表中数值的转速来处半径，的数值很大。另外，最大夹持力也会根据加工。这样的数据在使用说明书中给出，不利于机结构和驱动件的不同而不同。卡盘的最大夹持力床性能的发挥。是由卡盘采用的丝杆所受的输入扭矩决定的，理

3、论而针对高承重，大直径的重型卡盘，国内的卡上说，只要丝杆不发生机械破坏，夹持力就能随着盘厂家并没有给出转速、夹持力等数据，如果只是输入扭矩的增大而一直增加。使用增力丝杆只是能根据卡盘的直径对重型卡盘的速度限制给出数据，使卡盘在相同输入扭矩的情况下，获得较大的夹持则这个数据又过于危险。所以，有必要对大直径卡力。当工件重量较大时，从丝杆强度、易操作性能盘进行一个系统地分析，找出规律。等方面考虑选择合适的丝杆，然后按照滑动螺旋副1．影响卡盘加工极限转速的因素来进行各种强度验算。悬卡时，较长工件对卡爪产对卡盘转速进行限制，主要是因为夹持工

4、件加生的弯矩也应当给予考虑。不使用增力丝杆时，可工时，由于高速旋转，卡爪自身向外的离心力抵消以选择使用如图1所示的结构来增加操作时的输入了夹持力，如果超出了一定的转速范围，就会发生力矩。工件夹持力不够，甚至卡爪飞出等事故。对卡盘机工件的重量这项／lt卜：1构进行验算时，也应当以此为依据，找出薄弱点加参数比较复杂，因为12以校核。除了工件的质量对夹卡爪离心力计算公式为持力有影响外，工件图1F=mv2／r=m(2丌rn／60)／r=丌1"11／900(1)重心的位置，也就是1．丝杆2．齿条3．扳手式中，／T／为卡盘上移动部件的质量，通

5、常指的是工件的形状也会对夹持力产生影响。另外，加工过单个卡爪的质量；为卡盘旋转时，移动部件(卡程中的切削力、加工中是否使用尾座、是否使用托爪)的线速度；，为卡爪质心处的半径；n为卡盘的辊和中心架等辅助设施，都会对卡爪施加正面的或56b她翻：，。磊‘’．一霄邪上机床f附件fI装eTools／Accessories／Fixture负面的影响。可以将夹持力乘以一个安全系数，大干工件重量，则可以认为其是安全的。但是对于加工者来说，工件的重量是最直观的参数。图2所示是一重公司给出的不同机床根据工件重量选择卡盘转速的图表。夹持工件的直径(即卡

6、爪的位置)决定着，值的大小。一一<0200删160懈衄{120{嘲8O盼蒜4。00009999结构B结构一=nlr．rain—I图3幽2／'a=rh=1O00mm；卡爪的质量11"7=130kg，／T／b=针对不同的结构，大型卡盘有可能因为几种原50kg；夹持力F=100000N，Fb=62500N；根据公因失效：①固定丝杆的或卡爪座的定位键受剪切应式(1)取2／3最大卡持力损失时的转速为最大转力过大而断裂。②堵头处固定丝杆的螺栓被拉断。速，则③输入扭矩过大，使丝杆受扭转切应力。④过长的2／3Fa=丌2maran．2／900(2)

7、丝杆，有可能会产生失稳现象。求得n=225r／rain。综上所述，对于大型、重载的单动卡盘，设计2／3Fb=丌2mrib2／900(3)时应主要考虑：①保证强度的前提下，尽量减少可求得nh=275r／rain。移动部件的重量。②选择丝杆时，还应当考虑悬卡由此可见，这两种结构的卡盘的极限转速都有时，作用在卡爪上的弯矩力。③校核丝杆固定处和很大的潜力可挖。但是上面的结果是直接利用国外卡爪固定处的剪切应力。④考虑到可操作性，尽量卡盘厂家2／3夹持力损失的经验数据计算的，而一使用增力丝杆或者其他增力装置。⑤标示出合适的些相对保守的厂家如S

8、Mw则将夹持力损失1／2时作最高转速，保证安全又能最大限度发挥卡盘性能。为最大转速的计算依据。所以以上数据是否适用干国外卡盘厂家对卡盘最高转速的定义是，离心大型重载的卡盘还有待试验验证。为了便于操作者力等于2／3夹持力时，此时的转速是卡盘的最高转参