带有力放大机构的重型卡盘设计.pdfVIP

学兔兔 木 带 有 力 放 大 机 构 的 重 型 卡 盘 设 计 口 刘元琦t 口 张云峰z 口 周培垄 口 顾寄南 1．江苏大学制造业信息化研究中心 江苏镇江 212013 2．江苏齐航数控机床有限公司 江苏镇江 212000 摘 要：改进设汁了用于夹持≥10 t工件的重型卡盘，对其夹紧能力、极限转速等性能作了相关分析。为了方便人工 操作，设计了卡爪的增力机构，对其动态卡紧力的大小及极限转速进行探讨。研究成果用于63 t级重型数控机床卡盘的 设计。 关键词：力放大机构 重型卡盘 动态夹紧力 中图分类号：TH122；TG751 文献标识码：B 文章编号：1000-4998(2014)07-0092-02 大型卡盘夹持重型工件时 ，如果要使用普通丝杆 ， 必须人工旋转丝杠完成 T件上料。但是重型工件上料 时 。由于毛坯质量过重 ，工人一般需要使用加力长扳手 等进行装夹 ，不仅消耗体力 ，增加人工成本 ，甚至会造 成零部件变形失效等结果。 1 卡盘设计及理论 丝杆为卡盘重要部件，其表面加工有螺纹 ，通过盘 体限位槽安装在重型盘体 中 (也有通过卡柱限位 的)， 卡 爪处在工作状态下 的夹 紧力 ，称为动态夹 紧 丝杆螺纹与卡爪底部螺纹耦合 ．旋转丝杆使卡爪前后 力 。由于卡爪离心力的大小与转速 的平方成正 比，因 移动 ，达到夹紧放松工件的 目的。卡爪夹持工件时 ，夹 此在高速旋转时夹紧力下降很多。旋转 的工件及其夹 持力最终通过丝杆螺纹传递至卡盘盘体 (卡柱限位时 紧力系统具有巨大的运动能量 ，当有效夹 紧力小于抵 先传递至卡柱 )．用普通丝杆的卡爪装夹工件时 ，劳动 抗切削力所需的最小夹紧力时 ，工件就会被甩出而造 强度大 ．很难满足重型机床的夹紧要求 ，而且装卡效率 成重大事故 。当卡盘处在工作状态时 ，由于卡盘随车 比较低。笔者设计了一种高强度和高可靠性的机构，即 床主轴旋转 ．必然引起卡盘静态夹紧力的下降。其下 只需要简单的手工操作和小的操作力矩就能实现大的 降的程度取决两个主要 因素：一是卡盘旋转时 ，作用于 夹紧力。增力机构如图 2所示 。 卡爪的离心力迫使静态夹紧力下降；二是卡爪的弯曲 在不考虑摩擦力的情况。计算各分力如下： 变形力产生 的弹性恢复力与上述离心力相抗衡 ，使静 p==(1／2)plcot (1) 态夹紧力下降程度减弱 ，其惯性力 尺 为 ： W静=pzeot~b (2) Rg= G D+ )(暑) (5) 2W静／p1=cotctxcotth (3) 式中：G为卡盘质量 ；g为重力加速度 ；D为工件直径 ； 式中 ：P 为周向压力 ； 静为夹紧反力或称静态夹紧力 ；