對(duì)于盤套類零件，由于其粗加工和半精加工時(shí)的切削速度一般都很低，所以夾具的轉(zhuǎn)速不是影響切削的主要矛盾，使用常規(guī)的液壓卡盤就可滿足加工的要求拳昌。但是袭异，對(duì)此類零件進(jìn)行精加工時(shí)钠龙，切削速度很高，常規(guī)的液壓卡盤的動(dòng)態(tài)夾緊力會(huì)隨主軸轉(zhuǎn)速的提高而銳減御铃，并且碴里，主軸轉(zhuǎn)速的提高受安裝于其尾部的液壓缸的極限轉(zhuǎn)速的制約。本文著重探討采用杠桿增力機(jī)構(gòu)的離心式彈性夾頭的工作原理及力學(xué)計(jì)算上真。

　　1． 工作原理

　　一種夾緊盤套類零件外圓的離心式彈性夾頭咬腋，其工作原理為:夾具體以止口與車床法蘭盤或主軸錐孔聯(lián)結(jié)，工件以半精加工的外圓為基準(zhǔn)睡互，在間隙較小的條件下置入彈性夾頭根竿。當(dāng)機(jī)床帶動(dòng)夾具開始旋轉(zhuǎn)后，數(shù)只離心重塊在離心力的作用下甩澳，繞銷作逆時(shí)針方向擺動(dòng)卜呈，其左端部壓迫柱塞艰耿，柱塞繼而壓縮柔性介質(zhì)，迫使拉桿帶動(dòng)彈性夾頭左移贵舀。彈性夾頭則受夾具體內(nèi)錐孔的作用而產(chǎn)生變形苔盆，從而夾緊工件的外圓表面，此時(shí)便可以進(jìn)行切削加工欲灾。加工完畢后機(jī)床主軸停止旋轉(zhuǎn)茵窃，由于彈性夾頭外錐體與夾具體錐孔之間為非自鎖配合，所以彈性夾頭會(huì)自動(dòng)恢復(fù)變形而松開工件勉徘。但為防止夾具在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可能發(fā)生的偶然事故漏北，在重塊的外部設(shè)置了防護(hù)罩。

　　這種夾具的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為緊湊嗓钦，拉桿的后移機(jī)構(gòu)簡單可靠：缺點(diǎn)是旦良，為了防止重塊滑移可能發(fā)生的卡滯現(xiàn)象，需對(duì)重塊與夾具體及銷的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位提出較高的配合要求溯饵。離心體幾何形狀復(fù)雜侵俗，制造工藝性不好。

　　一種采用杠桿增力的夾緊盤套類零件外圓的離心式彈性夾頭丰刊，這種夾具是經(jīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)的隘谣。其工作原理為:夾具體內(nèi)裝有數(shù)只可徑向運(yùn)動(dòng)的圓柱形離心重塊，當(dāng)機(jī)床帶動(dòng)夾具體開始旋轉(zhuǎn)后啄巧，數(shù)只離心重塊在離心力的作用下寻歧，沿徑向向外移動(dòng)，離心力通過杠桿作用于柱塞秩仆，迫使柱塞向軸心方向運(yùn)動(dòng)码泛，壓縮柔性介質(zhì)，柔性介質(zhì)推動(dòng)拉桿向后移動(dòng)澄耍。彈性夾頭夾緊和松開工件的原理與上述夾具相同噪珊，在此不再贅述。

　　這種夾具采用貫通式結(jié)構(gòu)齐莲，質(zhì)心半徑可自動(dòng)平衡痢站。離心重塊的幾何形狀改為圓柱體，加工工藝性好鳖直。采用浮動(dòng)支點(diǎn)杠桿悯女，夾具結(jié)構(gòu)大大簡化，加工要求低姥咖，結(jié)構(gòu)緊湊犀震，安全性好，工作可靠碟灾。

　　2 ．力學(xué)計(jì)算

　　通過建立力學(xué)模型并經(jīng)力學(xué)分析禀坝，如果忽略柔性介質(zhì)和杠桿產(chǎn)生的離心力综姜，則離心式彈性夾頭在工作狀態(tài)下拉桿的軸向拉力為

　　F=[m1r1 L1 -m2r2]w2 （d12-d22） L2 d2

　　式中：m1——離心重塊和堵塊的合成質(zhì)量，kg

　　m2——柱塞的質(zhì)量几研，kg

　　r1——離心重塊與堵塊的合成質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心的距離挽钧，m

　　r2——柱塞的質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心的距離，m

　　w——車床主軸的旋轉(zhuǎn)角速度蚓夺，rad/s

　　L1——杠桿的動(dòng)力臂長度熊朵，m

　　L2——杠桿的阻力臂長度，m

　　d——柱塞直徑赛喊，m

　　d1——拉桿大端直徑殖熟，m

　　d2——拉桿中間部分直徑，m

　　夾緊力可通過下式計(jì)算得出 Fj= F / 2tg（α+φ）

　　式中：α——彈性夾頭圓錐角之半斑响，rad或（°）

　　φ——彈性夾頭錐面與夾具體錐孔之間的摩擦角菱属，rad或（°）

　　其驅(qū)動(dòng)工件的力矩T可用下式表達(dá)

　　T= μFD / 2tg（α+φ） 

　　式中：μ——彈性夾頭內(nèi)孔與工件表面之間的摩擦因數(shù)

　　D——工件被夾持部分的直徑，m

　　3 ．設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

　　綜上所述舰罚，該夾具既可在普通車床上使用纽门，也可在數(shù)控車床及液壓仿形車床上使用，特別適用于沒有配備液壓系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床营罢，但在進(jìn)行此類夾具設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)赏陵，應(yīng)注意以下準(zhǔn)則:

　　該類卡盤能進(jìn)行工作的基本力學(xué)條件為m1r1L1>m2r2L2。因此饲漾，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能增大離心重塊質(zhì)量及動(dòng)力臂長度蝙搔，減小柱塞質(zhì)量及阻力臂長度。

　　應(yīng)保證離心重塊在運(yùn)動(dòng)時(shí)其上下腔內(nèi)的空氣進(jìn)出通暢考传。

　　為了能適應(yīng)較大的工件直徑范圍吃型，彈性夾頭前端的內(nèi)孔可設(shè)計(jì)成系列規(guī)格，而與拉桿的連接尺寸保持不變僚楞。

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