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目前在精密機床上一般使用的是以下兩種具有柔性的精密卡盤。一種是液壓卡盤，其缺點是在使用過程中，由于活動卡爪的磨損而降低定心精度，且卡盤尚需一液壓馬達(dá)作動力源，其整體結(jié)構(gòu)龐大；另一種是薄膜卡盤，它不存在上述缺點并在一定程度上能滿足其工作要求。
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由于薄膜卡盤在使用過程中能保持穩(wěn)定的精度，不受操作者技術(shù)水平的影響，且可快速裝夾和遠(yuǎn)距離控制，因此它在批量和自動生產(chǎn)系統(tǒng)更能發(fā)揮優(yōu)越性。圖1所示的薄膜盤，其關(guān)鍵零件是一個環(huán)形的薄膜盤，其厚度自外徑向中心逐步增加，薄膜盤上固定有按圓周間隔為90°分布的四塊帶有燕尾槽的滑板，每塊滑板上裝有 一個可徑向調(diào)整的剛性卡爪。徑向調(diào)整卡爪的位置，便可夾緊不同直徑的工件。薄膜盤外端面與聯(lián)接器固接，此聯(lián)接器又與活塞氣缸聯(lián)接為一體。
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圖1 薄膜卡盤的結(jié)構(gòu)
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薄膜卡盤的工作原理如圖2。在外力P的作用下，卡盤的膜片產(chǎn)生彎曲并造成變形，使卡爪轉(zhuǎn)動一個角度，這時，固定在卡爪中的夾緊螺釘與卡爪一起作徑向移動，同時也轉(zhuǎn)過相同的角度，因此各個卡爪止夾緊表面的初始直徑B脹大并等于B+2C（圖中虛線表示），其中C是每個夾緊螺釘?shù)囊苿恿浚珺應(yīng)小于工件定位基準(zhǔn)直徑的最小值。當(dāng)力P停止作用后，膜片、卡爪及夾緊螺釘一起企圖恢復(fù)到原來自由位置，但由于工件直徑大于B，所以膜片只能仍然處于變形狀態(tài)下，夾緊工件的力即由此彈性變形而形成，這夾緊力的大小由變形量2C(工件直徑與直徑B之差)決定。2C值越大，夾緊工件的力也越大。薄膜卡盤既可以夾緊外表面，也可以夾緊內(nèi)表面，在夾緊工件的內(nèi)表面時，使膜片產(chǎn)生彎曲的力P與圖示方向相反。
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圖2 # d) ?2 u9 e- s: b) A/ c" Q
在設(shè)計薄膜卡盤時，一定要考慮卡盤的夾緊力，如果夾緊力過大，則容易使工件產(chǎn)生過大變形，從而導(dǎo)致工件被釋放后，被加工表面不圓。如果夾緊力太小會造成夾不緊工件，而使工件在加工過程中脫落，出現(xiàn)事故。 8 E m$ ~9 t8 N* v
薄膜卡盤的兩種應(yīng)用一、最適合硬車、磨削、高精車的薄膜夾持技術(shù)快換卡爪
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簡單的核心原理： 基于薄膜的彈性變形達(dá)到無滑動部件、無摩擦、離心力補償。 : C7 a( ]9 m/ N I
圖3 薄膜系統(tǒng)操作原理 $ d, O" F. ~) w5 g
特點： 1.卡爪安裝和定位時間短
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圖4 $ k% Q3 _& f7 l# }* N
2.非常適合抓取式機床，徑向進入的快換機構(gòu) ! n. j" _" l5 ^1 E y* X5 P
圖5
8 {6 M" ?. q$ c4 W
3.介質(zhì)輸入：氣檢 + 氣流/冷卻液 7 m% z3 h; \, q) [/ G( c
圖6 ; e7 R4 i! H' F6 N3 d+ C$ M n
4.可完全互換的卡爪 圖7
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任一套卡爪都能安裝在任一卡盤上，并能保持較好的同心度
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二、用于硬車或磨削可夾持易變形的薄壁件的薄膜卡盤 " ]$ q) }' ~! F" q: B
工件的徑向定心/夾緊使用帶有快換卡爪系統(tǒng)，軸向夾緊使用帶有軸向補償?shù)臄[動-后壓爪使用雙活塞油缸驅(qū)動, 單獨地驅(qū)動薄膜卡爪和軸向擺動-后壓爪。 * Q' y6 W! {% {- e& c
圖8 卡盤原理
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工作流程： 1.裝載：定心爪松開，擺動-后壓爪松開/向外轉(zhuǎn) ( g" B0 b+ ~8 m5 N, ?# S5 F
圖9 裝載
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2.定心：定心爪夾緊 " v4 G9 ?0 F4 m
圖10 定心 4 x. g+ L4 w K# b1 r h
3.夾緊：擺動-后壓爪向內(nèi)轉(zhuǎn)+軸向壓緊 * S/ G1 X. J% n Z
圖11 夾緊
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4.加工：定心爪松開或夾緊
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圖12 加工
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特點： 1.安裝調(diào)整時間短 , n4 Z( I) }- L) `. e( o6 S
圖13 $ u. O8 M) j, r+ T
2.非常適合抓取式機床 2 o- T2 t& a3 ^/ b+ F6 h
圖14 & e8 v: m7 s; n* k7 t
3.也可以只用于徑向夾緊 2 N( L1 R7 {8 r' E: j. o. i$ i
圖15
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結(jié) 語由于彈性薄膜卡盤具有定心精度高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作平穩(wěn)、夾緊方便等優(yōu)點，因此在環(huán)形工件的精車、磨內(nèi)外圓、齒輪精磨內(nèi)孔等工序中日益得到廣泛的應(yīng)用。
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發(fā)表于 2022-11-19 10:02:16
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