Elemantary Introduction About Selection for Germanys  chucks

Abstract: This paper introduces the holding firtures ofGermanyschucks. Illustrates with example the structure and the     characteristic in function and introduces the selection forGerman \yschucks.

Key words:Germanyschucks    selection    machine tool

摘    要：本文(wén)介紹了(le)德國卡盤的接口型式，舉例分析了(le)德國卡盤的結構和(hé)性能(néng)特點，簡單介紹了(le)德國卡盤的選型。

關鍵詞：德國卡盤  選型  車床

1  引言

    近年來(lái)，許多德國的先進機械産品進入中國市場。了(le)解這(zhè)些(xiē)産品的結構和(hé)性能(néng)特點，掌握正确的選型方法，可以使用(yòng)戶買到(dào)滿足自(zì)己的要求、性能(néng)價格比好(hǎo)的産品。本文(wén)介紹了(le)德國卡盤的接口型式，舉例分析了(le)德國卡盤的結構和(hé)性能(néng)特點，期望能(néng)對(duì)用(yòng)戶在選購德國卡盤時(shí)有所幫助。

2  德國卡盤的接口型式

2.1  德國車床的主軸接口型式^{［1］［2］［3］}

    德國的車床主軸與卡盤的接口部位（即主軸接口）的尺寸有三個德國工(gōng)業标準規定：DIN55026(老(lǎo)标準DIN55021)、DIN55027(老(lǎo)标準DIN55022)和(hé)DIN55029。這(zhè)三個标準中的主軸接口都是采用(yòng)1∶4的圓錐面定位，但(dàn)在卡盤的緊固方式上(shàng)有所不同。德國車床主軸的尺寸系列分爲9種大(dà)小(xiǎo)，并以數字3、4、5、6、8、11、15、20、28表示。

    DIN55026标準中的車床主軸配符合标準DIN55028的A型和(hé)B型接口的卡盤。這(zhè)兩種接口型式的卡盤不經常拆卸。根據車床主軸上(shàng)固定卡盤的螺孔位置不同車床主軸接口分爲A型和(hé)B型，A型的螺孔在車床主軸法蘭上(shàng)，B型在車床主軸法蘭和(hé)端面上(shàng)都有螺孔。卡盤從(cóng)前面用(yòng)内六角圓柱頭螺釘固定到(dào)車床主軸上(shàng)。

    DIN55027标準中的車床主軸配符合标準DIN55028的C型接口的卡盤，通過若幹個插銷螺栓和(hé)一個卡口墊從(cóng)卡盤後部将卡盤固定在車床主軸上(shàng)。這(zhè)種連接方式的卡盤方便于經常更換，實現(xiàn)快(kuài)速連接。

    标準DIN55029規定了(le)凸輪鎖緊型車床主軸和(hé)相配的卡盤接口尺寸。主軸和(hé)卡盤由若幹個裝在卡盤後面的拉杆通過凸輪鎖緊實現(xiàn)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。與車床主軸接口型式相對(duì)應，卡盤的1∶4的圓錐面定心接口有四種型式：标準DIN55028中規定的A型、B型和(hé)C型接口，标準DIN55029中規定的卡盤接口。

在卡盤接口标準DIN55028中：A型卡盤接口配符合标準DIN55026的A型或B型車床主軸；B型卡盤接口配符合标準DIN55026的B型車床主軸；C型卡盤接口配符合标準DIN55027的車床主軸。

符合标準DIN55029的卡盤接口配符合标準DIN55029的車床主軸。

    圓柱面定心接口的卡盤通過中間(過渡)法蘭可以配1∶4的圓錐面定心接口的車床主軸。關于中間(過渡)法蘭有德國工(gōng)業标準DIN6352^［5］。

    符合标準DIN55027和(hé)DIN55029的車床主軸通常配手動卡盤，動力卡盤一般配符合标準DIN55026的車床主軸。

    關于車床主軸和(hé)卡盤接口的德國工(gōng)業标準DIN55026、DIN55027、DIN55028、DIN55029采用(yòng)了(le)國際标準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，隻在幾處做了(le)調整。

    我國關于車床主軸和(hé)卡盤接口有國家标準GB/T 5900.1～5900.3-1997《車床  法蘭式主軸端部與花(huā)盤  互換性尺寸》，該标準等效采用(yòng)了(le)國際标準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，隻有幾處做了(le)調整^［6］。

    表1列出了(le)德國工(gōng)業标準(DIN)、中國國家标準(GB)和(hé)國際标準(ISO)關于車床主軸和(hé)卡盤接口型式的對(duì)照。

表1  車床主軸和(hé)卡盤接口型式對(duì)照表

3  德國卡盤的選型

    卡盤選型時(shí)，首先要使選擇的卡盤能(néng)滿足自(zì)己的使用(yòng)要求，這(zhè)包括：卡盤能(néng)夾持的工(gōng)件直徑範圍、允許的最高(gāo)轉速、工(gōng)作(zuò)轉速下(xià)的夾持力、精度、每隻卡爪的運動行程、使用(yòng)壽命等。這(zhè)又涉及到(dào)卡盤的結構和(hé)卡爪的選擇；同時(shí)，要根據車床主軸的接口型式選擇卡盤的接口型式，若卡盤接口不能(néng)直接和(hé)車床主軸相配，可以在二者之間加中間(過渡)法蘭；另外(wài)，還要考慮卡盤的價格，選擇性能(néng)價格比好(hǎo)的卡盤。下(xià)面以德國某公司的卡盤爲例^［7］，淺述德國卡盤的選型。

3.1  手動卡盤和(hé)氣動卡盤的選擇

    在普通車床和(hé)需要手動夾緊的車床上(shàng)選擇手動卡盤。德國手動卡盤，如ROTA-S^Plus、ROTA-G系列卡盤，采用(yòng)了(le)斜齒條滑塊機構，與盤絲卡盤相比，這(zhè)類卡盤具有更高(gāo)的夾持回轉精度和(hé)重複裝夾精度，驅動機構使用(yòng)磨損極小(xiǎo)，夾緊力更大(dà)，尤其是在高(gāo)速下(xià)仍能(néng)保持很(hěn)大(dà)的夾緊力。這(zhè)類卡盤還具有卡爪快(kuài)換功能(néng)。

    在普通車床和(hé)沒有液壓回轉油缸的車床上(shàng)，若要求實現(xiàn)自(zì)動裝夾工(gōng)件，可以選擇氣動卡盤。例如TP、TB系列氣動卡盤。這(zhè)類卡盤爲氣動楔式動力卡盤，自(zì)帶回轉氣缸，隻要有6bar的壓縮空(kōng)氣氣源，配以簡單的氣動控制回路，就可以實現(xiàn)工(gōng)件的自(zì)動裝夾。同時(shí)，TB系列卡盤具有特别大(dà)的通孔直徑，尤其适合于大(dà)直徑長管材的加工(gōng)，例如在大(dà)直徑長管件加工(gōng)的專用(yòng)車床上(shàng)使用(yòng)了(le)這(zhè)類氣動卡盤。TB系列氣動卡盤最大(dà)外(wài)徑爲Φ1000mm，最大(dà)中孔直徑爲Φ534mm。

    當卡盤外(wài)徑相同時(shí)，一般斜齒條滑塊式手動卡盤的價格低(dī)于氣動卡盤的價格。

3.2  （液壓）動力卡盤的選擇

    在CNC車床和(hé)自(zì)動車床上(shàng)通常使用(yòng)（液壓）動力卡盤，(液壓)動力卡盤需要與液壓回轉油缸配套使用(yòng)，液壓回轉油缸有通孔回轉油缸和(hé)非通孔回轉油缸兩類。

    （液壓）動力卡盤的結構有楔式和(hé)斜齒條滑塊式，楔式卡盤又有普通楔式卡盤和(hé)帶離心力平衡裝置的楔式卡盤。

    普通楔式卡盤通過楔槽機構将卡盤活塞的軸向運動轉換成卡爪的徑向移動，這(zhè)類卡盤結構簡單，但(dàn)在高(gāo)速時(shí)由于卡爪的離心力作(zuò)用(yòng)，夾持力喪失較多。爲了(le)彌補這(zhè)類卡盤高(gāo)速性能(néng)的不足，在楔式卡盤中加入離心力平衡裝置，使卡盤在高(gāo)速時(shí)仍有較大(dà)的夾持力，提高(gāo)卡盤的允許工(gōng)作(zuò)轉速，這(zhè)就是帶離心力平衡裝置的楔式卡盤。楔式卡盤通過采用(yòng)活塞雙導向結構，可以使卡盤夾持精度提高(gāo)，例如ROTA NC(普通楔式卡盤)、ROTA NCF(帶離心力平衡裝置的楔式卡盤)型卡盤均采用(yòng)活塞雙導向結構，它們的徑向和(hé)端面回轉精度均高(gāo)于德國工(gōng)業标準(DIN)規定的2倍。

斜齒條滑塊式動力卡盤先通過楔槽機構将卡盤活塞的軸向移動轉換成三個滑塊在其滑槽内的移動，這(zhè)三個滑塊的頂部帶有斜齒，和(hé)卡爪底部的齒構成斜面齧合關系，通過滑塊的移動再帶動卡爪徑向移動從(cóng)而夾緊工(gōng)件。由于滑塊的移動方向基本上(shàng)垂直于卡爪的離心力方向，卡盤的夾持力受離心力的影響很(hěn)小(xiǎo)。因此，這(zhè)種結構的卡盤具有很(hěn)好(hǎo)的高(gāo)速性能(néng)。此外(wài)，這(zhè)類卡盤還有夾持力大(dà)、夾持精度高(gāo)、機構磨損小(xiǎo)的特點。例如ROTA NCD型卡盤。斜齒條滑塊式卡盤ROTA NCW、ROTA THW還具有卡爪快(kuài)換功能(néng)。

    在上(shàng)述三種（液壓）動力卡盤中，普通楔式卡盤結構簡單，價格最便宜，但(dàn)允許的最高(gāo)轉速沒有其它二種卡盤高(gāo)，高(gāo)速性能(néng)也(yě)相對(duì)差一些(xiē)；帶離心力平衡裝置的楔式卡盤的高(gāo)速性能(néng)很(hěn)好(hǎo)，夾持力随轉速提高(gāo)的變化很(hěn)小(xiǎo)。斜齒條滑塊式卡盤也(yě)具有很(hěn)好(hǎo)的高(gāo)速性能(néng)，但(dàn)由于這(zhè)兩種卡盤的結構複雜(zá)，它們的價格也(yě)相對(duì)較高(gāo)，而這(zhè)兩種卡盤自(zì)己相比，它們的價格相差不多。以外(wài)徑爲250mm的（液壓）動力卡盤爲例，表2列出了(le)不同結構的卡盤的技術數據，來(lái)比較這(zhè)些(xiē)卡盤的高(gāo)速性能(néng)。

表2  Φ250mm（液壓）動力卡盤的技術數據