Elemantary Introduction About Selection for
Abstract: This paper introduces the holding firtures of
Key words:
摘 要:本文(wén)介紹了德國卡盤的接口型式,舉例分析了德國卡盤的結構和(hé)性能特點,簡單介紹了德國卡盤的選型。
關(guān)鍵詞:德國卡盤 選型 車(chē)床
1 引言
近年來,許多德國的先進機械産品進入中(zhōng)國市場。了解這些産品的結構和(hé)性能特點,掌握正确的選型方法,可(kě)以使用戶買到滿足自己的要求、性能價格比好的産品。本文(wén)介紹了德國卡盤的接口型式,舉例分析了德國卡盤的結構和(hé)性能特點,期望能對用戶在選購德國卡盤時有所幫助。
2 德國卡盤的接口型式
2.1 德國車(chē)床的主軸接口型式[1][2][3]
德國的車(chē)床主軸與卡盤的接口部位(即主軸接口)的尺寸有三個(gè)德國工業(yè)标準規定:DIN55026(老标準DIN55021)、DIN55027(老标準DIN55022)和(hé)DIN55029。這三個(gè)标準中(zhōng)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(chē)床主軸的尺寸系列分為9種大小,并以數字3、4、5、6、8、11、15、20、28表示。
DIN55026标準中(zhōng)的車(chē)床主軸配符合标準DIN55028的A型和(hé)B型接口的卡盤。這兩種接口型式的卡盤不經常拆卸。根據車(chē)床主軸上固定卡盤的螺孔位置不同車(chē)床主軸接口分為A型和(hé)B型,A型的螺孔在車(chē)床主軸法蘭上,B型在車(chē)床主軸法蘭和(hé)端面上都有螺孔。卡盤從前面用内六角圓柱頭螺釘固定到車(chē)床主軸上。
DIN55027标準中(zhōng)的車(chē)床主軸配符合标準DIN55028的C型接口的卡盤,通(tōng)過若幹個(gè)插銷螺栓和(hé)一個(gè)卡口墊從卡盤後部将卡盤固定在車(chē)床主軸上。這種連接方式的卡盤方便于經常更換,實現快速連接。
标準DIN55029規定了凸輪鎖緊型車(chē)床主軸和(hé)相配的卡盤接口尺寸。主軸和(hé)卡盤由若幹個(gè)裝在卡盤後面的拉杆通(tōng)過凸輪鎖緊實現連接。
2.2 德國卡盤的接口型式[3][4]
德國卡盤的接口型式有圓柱面定心接口和(hé)1∶4的圓錐面定心接口。與車(chē)床主軸接口型式相對應,卡盤的1∶4的圓錐面定心接口有四種型式:标準DIN55028中(zhōng)規定的A型、B型和(hé)C型接口,标準DIN55029中(zhōng)規定的卡盤接口。
在卡盤接口标準DIN55028中(zhōng):A型卡盤接口配符合标準DIN55026的A型或B型車(chē)床主軸;B型卡盤接口配符合标準DIN55026的B型車(chē)床主軸;C型卡盤接口配符合标準DIN55027的車(chē)床主軸。
符合标準DIN55029的卡盤接口配符合标準DIN55029的車(chē)床主軸。
圓柱面定心接口的卡盤通(tōng)過中(zhōng)間(過渡)法蘭可(kě)以配1∶4的圓錐面定心接口的車(chē)床主軸。關(guān)于中(zhōng)間(過渡)法蘭有德國工業(yè)标準DIN6352[5]。
符合标準DIN55027和(hé)DIN55029的車(chē)床主軸通(tōng)常配手動(dòng)卡盤,動(dòng)力卡盤一般配符合标準DIN55026的車(chē)床主軸。
關(guān)于車(chē)床主軸和(hé)卡盤接口的德國工業(yè)标準DIN55026、DIN55027、DIN55028、DIN55029采用了國際标準ISO702/Ⅰ~702/Ⅲ-1975,隻在幾處做了調整。
我國關(guān)于車(chē)床主軸和(hé)卡盤接口有國家标準GB/T 5900.1~5900.3-1997《車(chē)床 法蘭式主軸端部與花(huā)盤 互換性尺寸》,該标準等效采用了國際标準ISO702/Ⅰ~702/Ⅲ-1975,隻有幾處做了調整[6]。
表1列出了德國工業(yè)标準(DIN)、中(zhōng)國國家标準(GB)和(hé)國際标準(ISO)關(guān)于車(chē)床主軸和(hé)卡盤接口型式的對照。
表1 車(chē)床主軸和(hé)卡盤接口型式對照表
德國工業(yè)标準(DIN) | 中(zhōng)國國家标準(GB) | 國際标準(ISO) | |
車(chē)床主軸 | 卡盤 | 車(chē)床主軸和(hé)卡盤 | 車(chē)床主軸和(hé)卡盤 |
DIN55026 A型 | DIN55028 A型 | GB/T 5900.1-1997 A2型 | ISO 702/Ⅰ-1975 |
DIN55026 B型 | DIN55028 A型或B型 | GB/T 5900.1-1997 A1型 | ISO 702/Ⅰ-1975 |
DIN55027 | DIN55028 C型 | GB/T 5900.3-1997卡口型 | ISO 702/Ⅲ-1975 |
DIN55029 | DIN55029 | GB/T 5900.2-1997凸輪鎖緊型 | ISO 702/Ⅱ-1975 |
3 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範圍、允許的最高轉速、工作轉速下(xià)的夾持力、精度、每隻卡爪的運動(dòng)行程、使用壽命等。這又涉及到卡盤的結構和(hé)卡爪的選擇;同時,要根據車(chē)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(hé)車(chē)床主軸相配,可(kě)以在二者之間加中(zhōng)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。下(xià)面以德國某公司的卡盤為例[7],淺述德國卡盤的選型。
3.1 手動(dòng)卡盤和(hé)氣動(dòng)卡盤的選擇
在普通(tōng)車(chē)床和(hé)需要手動(dòng)夾緊的車(chē)床上選擇手動(dòng)卡盤。德國手動(dòng)卡盤,如(rú)ROTA-SPlus、ROTA-G系列卡盤,采用了斜齒條滑塊機構,與盤絲卡盤相比,這類卡盤具有更高的夾持回轉精度和(hé)重複裝夾精度,驅動(dòng)機構使用磨損極小,夾緊力更大,尤其是在高速下(xià)仍能保持很大的夾緊力。這類卡盤還具有卡爪快換功能。
在普通(tōng)車(chē)床和(hé)沒有液壓回轉油缸的車(chē)床上,若要求實現自動(dòng)裝夾工件,可(kě)以選擇氣動(dòng)卡盤。例如(rú)TP、TB系列氣動(dòng)卡盤。這類卡盤為氣動(dòng)楔式動(dòng)力卡盤,自帶回轉氣缸,隻要有6bar的壓縮空氣氣源,配以簡單的氣動(dòng)控制回路(lù),就可(kě)以實現工件的自動(dòng)裝夾。同時,TB系列卡盤具有特别大的通(tōng)孔直徑,尤其适合于大直徑長管材的加工,例如(rú)在大直徑長管件加工的專用車(chē)床上使用了這類氣動(dòng)卡盤。TB系列氣動(dòng)卡盤最大外徑為Φ1000mm,最大中(zhōng)孔直徑為Φ534mm。
當卡盤外徑相同時,一般斜齒條滑塊式手動(dòng)卡盤的價格低于氣動(dòng)卡盤的價格。
3.2 (液壓)動(dòng)力卡盤的選擇
在CNC車(chē)床和(hé)自動(dòng)車(chē)床上通(tōng)常使用(液壓)動(dòng)力卡盤,(液壓)動(dòng)力卡盤需要與液壓回轉油缸配套使用,液壓回轉油缸有通(tōng)孔回轉油缸和(hé)非通(tōng)孔回轉油缸兩類。
(液壓)動(dòng)力卡盤的結構有楔式和(hé)斜齒條滑塊式,楔式卡盤又有普通(tōng)楔式卡盤和(hé)帶離(lí)心力平衡裝置的楔式卡盤。
普通(tōng)楔式卡盤通(tōng)過楔槽機構将卡盤活塞的軸向運動(dòng)轉換成卡爪的徑向移動(dòng),這類卡盤結構簡單,但在高速時由于卡爪的離(lí)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(zhōng)加入離(lí)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速,這就是帶離(lí)心力平衡裝置的楔式卡盤。楔式卡盤通(tōng)過采用活塞雙導向結構,可(kě)以使卡盤夾持精度提高,例如(rú)ROTA NC(普通(tōng)楔式卡盤)、ROTA NCF(帶離(lí)心力平衡裝置的楔式卡盤)型卡盤均采用活塞雙導向結構,它們的徑向和(hé)端面回轉精度均高于德國工業(yè)标準(DIN)規定的2倍。
斜齒條滑塊式動(dòng)力卡盤先通(tōng)過楔槽機構将卡盤活塞的軸向移動(dòng)轉換成三個(gè)滑塊在其滑槽内的移動(dòng),這三個(gè)滑塊的頂部帶有斜齒,和(hé)卡爪底部的齒構成斜面齧合關(guān)系,通(tōng)過滑塊的移動(dòng)再帶動(dòng)卡爪徑向移動(dòng)從而夾緊工件。由于滑塊的移動(dòng)方向基本上垂直于卡爪的離(lí)心力方向,卡盤的夾持力受離(lí)心力的影響很小。因此,這種結構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、機構磨損小的特點。例如(rú)ROTA NCD型卡盤。斜齒條滑塊式卡盤ROTA NCW、ROTA THW還具有卡爪快換功能。
在上述三種(液壓)動(dòng)力卡盤中(zhōng),普通(tōng)楔式卡盤結構簡單,價格最便宜,但允許的最高轉速沒有其它二種卡盤高,高速性能也相對差一些;帶離(lí)心力平衡裝置的楔式卡盤的高速性能很好,夾持力随轉速提高的變化很小。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構複雜,它們的價格也相對較高,而這兩種卡盤自己相比,它們的價格相差不多。以外徑為250mm的(液壓)動(dòng)力卡盤為例,表2列出了不同結構的卡盤的技術(shù)數據,來比較這些卡盤的高速性能。
表2 Φ250mm(液壓)動(dòng)力卡盤的技術(shù)數據
型 号 | 最大驅動(dòng)力 KN | 最大夾緊力 KN | 允許的最高轉速 轉/min | 4000轉/min時的夾緊力 KN | 最高轉速時的夾緊力 KN |
普通(tōng)楔式 | 57 | 137.5 | 4000 | 75 | 75 (4000轉/min) |
離(lí)心力平衡、楔式 | 57 | 137.5 | 4500 | 114 | 110 (4500轉/min) |
斜齒條滑塊式 | 70 | 160 | 5000 | 95 | 57 (5000轉/min) |
因此,在上述三種結構的(液壓)動(dòng)力卡盤中(zhōng),如(rú)果它們的高速性能都能滿足用戶的使用要求,可(kě)以首選普通(tōng)楔式卡盤。但若用戶對高速性能要求很高或者有充足的資(zī)金,則可(kě)以選擇另外兩種高品質的(液壓)動(dòng)力卡盤。
3.3 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(kě)以被直接裝入卡盤的卡爪槽内并夾緊工件,整體爪有硬爪和(hé)軟爪兩種;分體爪由滑座和(hé)爪子(zǐ)組成,滑座裝在卡盤的卡爪槽内,在滑座上可(kě)以安裝各種不同的爪子(zǐ)以滿足不同加工情況的需要,滑座一般由高強度滲碳鋼經磨削加工制成,爪子(zǐ)也有硬爪和(hé)軟爪兩種。硬爪通(tōng)常用于工件的初次夾緊,夾緊面上的齒可(kě)以輕度地嵌入工件表面;軟爪的材料未經硬化處理,使用者可(kě)以根據具體情況将軟爪的夾緊面加工成所需的形狀,用軟爪夾緊工件可(kě)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(kě)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;自适應卡爪可(kě)以在一個(gè)小範圍内擺動(dòng),以自動(dòng)适應工件的外形;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,用戶要根據需要選擇并購買爪子(zǐ)。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(hé)夾持直徑範圍,供用戶選擇時參考。對于軟、硬爪都需要的用戶,選擇分體爪比較合适。
4 結束語
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确選擇和(hé)應用。車(chē)床卡盤是連接車(chē)床主軸和(hé)工件的關(guān)鍵環節,它直接影響到加工精度和(hé)加工效率。德國卡盤代表了當前國際金屬切削加工領域中(zhōng)工件夾持技術(shù)的先進水平,引進、使用德國卡盤也會使我國機械制造業(yè)的水平得到提高。
參考文(wén)獻
[1] DIN55026 Werkzeugmaschinen; Spindelköpfe mit Zentrierkegel und Flansch; Maβe.1980
[2] DIN55027 Werkzeugmaschinen;Spindelköpfe mit Zentrierkegel,Flansch und Bajonettschei
-benbefestigung, Zubehör; Maβe.1980
[3] DIN55029 Werkzeugmaschinen; Spindelköpfe und Futterflansche mit Zentrierkegel; Camlock-Ausführung,Zubehör; Maβe.1980
[4] DIN55028 Werkzeugmaschinen;Aufnahmen für Spannzeuge, Anschluβmaβe für Spindelköpfe nach DIN55026 und DIN55027.1980
[5] DIN6352 Blatt 1 Futterflansche mit Zentrierkegel 1∶4; Grundflansche.1968
[6] GB/T 5900.1~5900.3-1997《車(chē)床 主軸端部與花(huā)盤 互換性尺寸》
時間(2010-7-23) 來源:http://www.gcity.com.cn 編輯: 浏覽(3840)