楔式动力卡盘的径向夹持刚度特性研究.pdf

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1、第52卷第11期机械工程学报Vol.52No.112016年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2016DOI：10.3901/JME.2016.11.129*楔式动力卡盘的径向夹持刚度特性研究111122王健健张建富冯平法吴志军张国斌闫培龙(1.清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084；2.呼和浩特众环集团呼和浩特010051)摘要：在阐明夹持刚度对工件加工精度影响规律的基础上，通过理论、仿真和试验相结合的方法，从卡爪/工件接触状态角度，研究楔式动力卡盘的径向夹持刚度特性。研究卡盘的使

2、用参数，特别是夹紧力、卡爪数量、夹持长度、切削力等对径向夹持刚度的影响规律。针对较大的切削力会使卡盘的径向夹持刚度降低的现象，提出保证高加工精度的极限切削力的判定方法。研究发现：当卡爪和工件在整个夹持长度上完全接触时，卡盘径向夹持刚度的周期性变化不明显；当弯力大于极限值的时候，径向夹持刚度会降低，并重新表现出周期性现象。通过合理配车使夹紧力均匀分布、增大夹紧力和夹持长度是改善卡盘夹持刚度特性、提高极限弯力的有效方法。使用四爪卡盘可以削弱夹持刚度的周期性现象。关键词：卡盘；加工精度；径向夹持刚度；极限弯力中图分类号：TG506；TG751Radia

3、lChuckingStiffnessCharacteristicsAnalysisofWedgeTypePowerChuck1111WANGJianjianZHANGJianfuFENGPingfaWUZhijun22ZHANGGuobinYANPeilong(1.BeijingKeyLabofPrecision/Ultra-precisionManufacturingEquipmentsandControl,TsinghuaUniversity,Beijing100084;2.HuhhotZhongHuan(Group)Co.,Ltd.,Huh

4、hot010051)Abstract：Basedontheclarificationofchuckingrigidity’sinfluenceonthechuckingaccuracy,thecharacteristicofchuckingrigidityisresearchedsystematically.Puttingthecontactstateofchuckingarcandworkpiece,theinfluenceofclampingforce,chuckinglength,andbendingforceontheradialchuc

5、kingrigidityisanalyzed.Theinvestigationshowsthat,whenthejawcontactstheworkpiecealongitsfullclampinglength,thevariationinapparentradialchuckingstiffnesswithrespecttothedirectionofthebendingforcecanbeeliminated.Howeverwhenthebendingforceislargerthansomecriticalvalue,theradialch

6、uckingrigidityisreduced,andthevariationofthatcanbeobservedagain.Thenthemethodforimprovingthecharacteristicofchuckingrigidityandcriticalbendingforceisintroduced,whichcombinetheenlargementofclampingforceandchuckinglength,turningthetopjawreasonably.Furthermore,afourjawchuckiseff

7、ectivetobeusedtoeliminatethevariationinradialchuckingstiffness.Keywords：chuck；machiningaccuracy；radialchuckingstiffness；criticalradialcuttingforce方法要经过粗车削、热处理和磨削三个工序。而硬*0前言车削技术是把淬硬钢的车削作为最终加工的工艺方法，以取代目前普遍采用的磨削技术，从而大大提淬硬钢以其强度高、耐磨损等优点，被广泛地升加工效率。与磨削相比，硬车削具有加工表面之[1]应用于汽车、轴承、刀具、模具等

8、领域。为了满间位置精度高、加工工艺环保、适合柔性生产要求[2-3]足加工精度和表面质量的要求，淬硬钢的传统加工等优点。然而，要使硬车削技