数控机床上的新型夹紧装置——卡盘动力组合装置的设计.pdf

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1、·机电一体化与数控技术·严小林刘桂芝梅建文数控机床上的新型夹紧装置⋯⋯55数控机床上的新型夹紧装置一卡盘动力组合装置的设计严小林，刘桂芝，梅建文(1．泰兴市晨光高新技术开发有限公司，江苏泰兴225400)(2．南京工程学院工程基础实验与训练中心，江苏南京211167)摘要：为拓展普通手动三爪、四爪卡盘的夹紧功能，设计了一种用于数控机床上的新型夹紧装置——卡盘动力组合装置。其结构特点是不改变机床原有卡盘的结构，通过增加动力源电机，实现了普通手动卡盘对零件夹紧、松开的自动化功能。关键词：数控机床；动力卡盘；卡盘动力组合装置；设计中图分类号：TG75文献标识码

2、：B文章编号：1672—1616(2012)23—0055—03随着机械制造业的高速发展，动力卡盘由于其表13种卡盘结构特点及使用场合省力、高效的优点在金属切削加工设备中获得广泛的应用。现在使用较多的是电动、液压、气动动力卡盘，这些动力卡盘结构原理基本相同，仅动力源不同。因此，动力卡盘需配套相应的动力源、动力传递机构和力源控制系统。其结果造成使用设备机构复杂，制造、安装及维护成本增加，机床的故障率也增加。为避免传统动力卡盘存在的共性问题，设计了一种新型高效、成本低廉的用于数控机床的新型夹紧装置——卡盘动力组合装置，这一装置的研制达到了在数控机床上使夹紧机

3、构高效、机床成本降低的目的¨。1现有动力卡盘的结构与特点现在制造业加工设备使用的动力卡盘，根据动力源的不同，可分为气动、电动和液压动力卡盘。的不同，直线驱动式动力卡盘主要有4种：杠杆式、为适应数控机床高速发展的要求，液压动力卡盘成斜齿条式、楔一杠杆式、楔式等。4种直线驱动式为中高速数控机床使用最广的动力卡盘。动力卡盘的结构及特点见表2。根据卡盘的安装形式，动力卡盘可分为前置式以上几种形式的动力卡盘从结构、安装及使用动力卡盘、直线驱动式动力卡盘和复合卡盘。3种上分析，存在着需要配置独立的较为复杂的动力控卡盘的结构特点及使用场合见表l_2J。制源、动力执行元

4、件——气缸或液压缸的共性问3种动力卡盘中，直线驱动式动力卡盘自20题。通过对手动卡盘夹紧、松开动作分析，将手动世纪初诞生以来，因其结构紧凑、精度高、转速高，卡盘应用在经济型数控机床上，在满足这类数控机使用相当广泛。在现有使用的动力卡盘设备中，床使用要求的前提下，提高手动卡盘夹紧的自动化80％以上使用直线驱动的动力卡盘。按传动机构程度，减少操作工的劳动强度，提高加工效率，这样收稿日期：2012—06—05基金项目：江苏省第七批“六大人才高峰”资助项目(N02010一JxQc一020)作者简介：严小林(1966一)，男，江苏泰兴人，泰兴市晨光高新技术开发有限

5、公司高级工程师，主要从事数控机床的设计与开发工作。562012年12月中国制造业信息化第41卷第23期手动卡盘就具有动力卡盘的功能，实现手动卡盘对2．1卡盘动力组合装置结构零件的自动夹紧和松开，设计研制的卡盘动力组合卡盘动力组合装置主要由2部分组成。装置即可以满足上述要求。．一部分是卡盘及卡盘定位装置，由卡盘1、主表24种直线驱动式动力卡盘的结构及特点轴2、主轴箱3、接近开关支架4、接近开关5及定位序号名称工作原理特点盘6组成。主轴前端根据加工要求安装普通手动杠杆成9()。弯杆，长结构紧凑，维修方三爪卡盘或四爪卡盘1。主轴尾部安装一定位盘杆与活塞套啮合，

6、短便，夹紧范围大，杠杆式杆与书爪啮合，活塞调整方便，夹紧力6，定位盘的圆周面上加工一环形燕尾槽，燕尾槽上动力卡盘套的运动通过杠杆可调。安装了可调整的3个或4个感应块(三爪卡盘用3转换为卡爪的径向自锁安全性差，高运动完成夹紧松开。速性能不好。个，四爪卡盘用4个)，对应着手动三爪或四爪卡活塞套的凸齿与滑盘的卡爪扳手孔，箱体的侧面安装一接近开关支架块啮合，滑块通过斜齿条与卡爪啮合，活夹持力大，夹持精4，支架上安装一接近开关5，通过接近开关与感应斜齿条式塞套轴向运动时，滑度高，机构磨损动力卡盘块作横向运动，通过小，具有较好的高块检测卡盘上卡爪扳手孔的位置。斜齿条

7、使卡爪作径速性能，价格贵。另一部分为卡盘夹紧松开装置，由卡盘、卡盘向运动，完成夹紧松开调整轴1、气缸2、花键连接套3、减速机4、电机5、卡爪质量轻，降低气缸电机支架6及磁性开关7组成。了高速时的夹紧s鋈力的损失，提高了装置中的气缸活塞杆亦即卡爪调整轴1，相当于卡盘转速。手动卡盘的扳手，前端安装一5mm的导向锥，方便卡通过楔槽机构将卡结构简单紧凑，适爪调整轴1进入卡盘圆周面上的扳手孔，卡爪调整轴应性强，卡爪行程4楔式动力卡盘龚纛銎器霾篙较小，高速性能不1的另一端为花键轴，通过花键连接套3与安装在三移动。好。相异步电机5上的摆线针轮减速机4的输出轴连接。设计

8、时要保证卡爪调整轴1的中心线与卡盘圆周上2卡盘动力组合装置结构介绍的扳手孔中心线