淺談德國卡盤的選用

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　　近年來界橱，德國的許多先進機械產(chǎn)品進入了中國市場童唧。了解這些產(chǎn)品的結構和性能特點盏萝，掌握正確的選型方法，可以使用戶買到滿足自己要求褒堆、性能價格比好的產(chǎn)品澡呼。本文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性能特點厉碟，期望能對用戶在選購德國卡盤時有所幫助喊巍。

1 德國卡盤的接口型式

德國車床的主軸接口型式
　
　　德國的車床主軸與卡盤接口部位(即主軸接口)的尺寸有三個德國工業(yè)標準：DIN55026(老標準DIN55021)、DIN55027(老標準DIN55022)和DIN55029箍鼓。這三個標準中的主軸接口都是采用1:4的圓錐面定位崭参，但在卡盤的緊固方式上有所不同。德國車床主軸的尺寸系列分為9種款咖，并以數(shù)字3何暮、4、5铐殃、6海洼、8、11富腊、15坏逢、20、28表示赘被。

　　DIN55026標準中的車床主軸配符合標準DIN55028的A型和B型接口的卡盤是整。這兩種接口型式的卡盤不經(jīng)常拆卸。根據(jù)車床主軸上固定卡盤的螺孔位置的不同谅儡，車床主軸接口分為A型和B型秫丐，A型的螺孔在車床主軸法蘭上，B型在車床主軸法蘭和端面上都有螺孔妈扁≈窬悖卡盤從前面用內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定到車床主軸上。

　　DIN55027標準中的車床主軸配符合標準DIN55028的C型接口的卡盤粘胧，通過若干個插銷螺栓和一個卡口墊從卡盤后部將卡盤固定在車床主軸上摊房。這種連接方式的卡盤便于經(jīng)常更換，實現(xiàn)快速連接诅潮。

　　標準DIN55029規(guī)定了凸輪鎖緊型車床主軸和相配的卡盤接口尺寸昨哑。主軸和卡盤由若干個裝在卡盤后面的拉桿通過凸輪鎖緊實現(xiàn)連接。

德國卡盤的接口型式

　　德國卡盤的接口型式有圓柱面定心接口和1:4的圓錐面定心接口胜全。與車床主軸接口型式相對應域毡，卡盤1:4的圓錐面定心接口有四種型式：標準DIN55028中規(guī)定的A型、B型和C型接口琅功，標準DIN55029中規(guī)定的卡盤接口考余。

　　在卡盤接口標準DIN55028中：A型卡盤接口配符合標準DIN55026的A型或B型車床主軸先嬉；B型卡盤接口配符合標準DIN55026的B型車床主軸；C型卡盤接口配符合標準DIN55027的車床主軸楚堤。

　　符合標準DIN55029的卡盤接口配符合標準DIN55029的車床主軸疫蔓。

　　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)法蘭有德國工業(yè)標準DIN6352身冬。

　　符合標準DIN55027和DIN55029的車床主軸通常配手動卡盤衅胀，而動力卡盤一般配符合標準DIN55026的車床主軸。

　　關于車床主軸和卡盤接口的德國工業(yè)標準DIN55026酥筝、DIN55027滚躯、DIN55028、DIN55029采用了國際標準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975樱哼，只在幾處做了調(diào)整哀九。我國關于車床主軸和卡盤接口有國家標準GB/T5900.1～5900.3-1997《車床法蘭式主軸端部與花盤互換性尺寸》，該標準等效采用了國際標準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975搅幅，只有幾處做了調(diào)整阅束。

　表1列出了德國工業(yè)標準(DIN)、中國國家標準(GB)和國際標準(ISO)關于車床主軸和卡盤接口型式的對照茄唐。

表1 車床主軸和卡盤接口型式對照表

德國工業(yè)標準(DIN)		中國國家標準(GB)	國際標準(ISO)
車床主軸	卡盤	車床主軸和卡盤	車床主軸和卡盤
DIN55026 A型	DIN55028 A型	GB/T5900.1-1997 A₂型	ISO 702/Ⅰ-1975
DIN55026 B型	DIN55028 A型或B型	GB/T5900.1-1997 A₁型	ISO 702/Ⅰ-1975
DIN55027	DIN55028 C型	GB/T5900.3-1997卡口型	ISO 702/Ⅲ-1975
DIN55029	DIN55029	GB/T5900.2-1997凸輪鎖緊型	ISO 702/Ⅱ-1975’

2 德國卡盤的選型
　
　　卡盤選型時伴严，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范圍辐芍、允許的最高轉(zhuǎn)速贡垃、工作轉(zhuǎn)速下的夾持力、精度掷戚、每只卡爪的運動行程令久、使用壽命等。這又涉及到卡盤的結構和卡爪的選擇猫郎；同時沧唧，要根據(jù)車床主軸的接口型式選擇卡盤的接口型式，若卡盤接口不能直接和車床主軸相配矩修，可以在二者之間加中間(過渡)法蘭叫砚；另外，還要考慮卡盤的價格厅揍，選擇性能價格比好的卡盤铡涣。下面以德國雄克(Schunk)公司的卡盤為例，淺述德國卡盤的選型弹惦。

手動和氣動卡盤的選擇

　　在普通車床和需要手動夾緊的車床上選擇手動卡盤否淤。德國手動卡盤，如ROTA-SPlus棠隐、RPTA-G系列卡盤石抡，采用了斜齒條滑塊機構算墨，與盤絲卡盤相比，這類卡盤具有更高的夾持回轉(zhuǎn)精度和重復裝夾精度汁雷，驅(qū)動機構磨損極小，夾緊力更大报咳，尤其是在高速下仍能保持很大的夾緊力侠讯。這類卡盤還具有卡爪快換功能。

　　在普通車床和沒有液壓回轉(zhuǎn)油缸的車床上暑刃，若要求實現(xiàn)自動裝夾工件厢漩，可以選擇氣動卡盤。例如TP岩臣、TB系列氣動卡盤溜嗜。這類卡盤為氣動楔式動力卡盤，自帶回轉(zhuǎn)氣缸庇启，只要有0.6MPa的壓縮空氣氣源丢墅，配以簡單的氣動控制回路，就可以實現(xiàn)工件的自動裝夾盛媚。同時莽简，TB系列卡盤具有大的通孔直徑，尤其適合于大直徑長管材的加工撤忆。TB系列氣動卡盤最大外徑為?1000mm淹宽，最大中孔直徑為?534mm。

當卡盤外徑相同時矿钩，一般斜齒條滑塊式手動卡盤的價格低于氣動卡盤的價格劫丧。

(液壓)動力卡盤的選擇

　　在CNC車床和自動車床上通常使用(液壓)動力卡盤，它需要與液壓回轉(zhuǎn)油缸配套使用蛀家。液壓回轉(zhuǎn)油缸有通孔回轉(zhuǎn)油缸和非通孔回轉(zhuǎn)油缸兩類浊待。

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

　　普通楔式卡盤通過楔槽機構將卡盤活塞的軸向運動轉(zhuǎn)換成卡爪的徑向移動捕阅。這類卡盤結構簡單，但在高速時由于卡爪的離心力作用麸塞，夾持力喪失較多秃臣。為了彌補這類卡盤高速性能的不足，在楔式卡盤中加入離心力平衡裝置哪工，使卡盤在高速時仍有較大的夾持力奥此，提高卡盤的允許工作轉(zhuǎn)速，這就是帶離心力平衡裝置的楔式卡盤雁比。楔式卡盤通過采用活塞雙導向結構稚虎，可以使卡盤夾持精度提高撤嫩。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)型卡盤均采用活塞雙導向結構蠢终，它們的徑向和端面回轉(zhuǎn)精度均高于德國工業(yè)標準(DIN)規(guī)定的2倍序攘。

　　斜齒條滑塊式動力卡盤先通過楔槽機構將卡盤活塞的軸向移動轉(zhuǎn)換成三個滑塊在其滑槽內(nèi)的移動，這三個滑塊的頂部帶有斜齒寻拂，和卡爪底部的齒構成斜面嚙合關系程奠，通過滑塊的移動再帶動卡爪徑向移動從而夾緊工件。由于滑塊的移動方向基本上垂直于卡爪的離心力方向祭钉，卡盤的夾持力受離心力的影響很小瞄沙。因此，這種結構的卡盤具有很好的高速性能危晕。此外坟荤，這類卡盤還有夾持力大、夾持精度高饼尾、機構磨損小的特點挽沧。例如ROTA NCD型卡盤。斜齒條滑塊式卡盤ROTANCW谐昌、ROTA THW還具有卡爪快換功能帆速。

在上述三種(液壓)動力卡盤中，普通楔式卡盤結構簡單粘榕，價格最便宜互愚，但允許的最高轉(zhuǎn)速沒有其它兩種卡盤高，高速性能也相對差一些伴零。帶離心力平衡裝置的楔式卡盤的高速性能很好千覆，夾持力隨轉(zhuǎn)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感桌，但由于這種卡盤的結構復雜姑裂，價格也相對較高。以外徑為?250mm的(液壓)動力卡盤為例男旗，用表2列出了不同結構卡盤的技術數(shù)據(jù)舶斧，來比較這些卡盤的高速性能。

表2 ?250mm(液壓)動力卡盤的技術數(shù)據(jù)


型號	最大驅(qū)動力 (kN)	最大夾緊力 (kN)	允許的最高轉(zhuǎn)速 (r/min)	4000r/min 時的夾緊力 (kN)	最高轉(zhuǎn)速時的夾緊力 (kN)
ROTA NC 250-71 普通楔式	57	137.5	4000	75	75
ROTA NCF 250-71離心力平衡察皇、楔式	57	137.5	4500	114	110
ROTA NCD 250-86斜齒條滑塊式	70	160	5000	95	57

　　在上述三種結構的(液壓)動力卡盤中茴厉，如果它們的高速性能都能滿足用戶的使用要求，可以首選普通楔式卡盤什荣。但若用戶對高速性能要求很高或者有充足的資金矾缓，則可以選擇另外兩種高品質(zhì)的(液壓)動力卡盤。

卡爪的選擇

卡爪是卡盤上直接夾持工件的部分，不同的加工工序嗜闻、不同的加工對象需要用不同的卡爪來夾緊工件蜕依。

　　整體爪可以被直接裝入卡盤的卡爪槽內(nèi)并夾緊工件。整體爪有硬爪和軟爪兩種琉雳。分體爪由滑座和爪子組成样眠，滑座裝在卡盤的卡爪槽內(nèi)，在滑座上可以安裝各種不同的爪子以滿足不同加工情況的需要翠肘∫睿滑座一般由高強度滲碳鋼經(jīng)磨削加工制成，爪子也有硬爪和軟爪兩種搔献。硬爪通常用于工件的初次夾緊，夾緊面上的齒可以輕度地嵌入工件表面袭甲；軟爪的材料未經(jīng)硬化處理榛瞪，使用者可以根據(jù)具體情況將軟爪的夾緊面加工成所需的形狀，用軟爪夾緊工件可以避免損傷工件表面赊蚁。

　　嵌入爪常用于大進刀量的粗切削加工窟诈，它的夾緊面帶有堅硬的齒，可以較深地嵌入被夾持工件的表面某尘，從而傳遞較大的轉(zhuǎn)矩掏手。嵌入爪有整體爪，也有分體爪厦鸠。

　　扇形卡爪具有較大的周向夾緊面丑凛，用于夾持較易變形的工件。自適應卡爪可以在一個小范圍內(nèi)擺動塘坛，以自動適應工件的外形苗膝。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植旧。特種卡爪是為了夾持特殊形狀的工件而設計辱揭、制造的專用卡爪。

　　德國卡盤上一般都配有分體爪的滑座病附，用戶要根據(jù)需要選擇并購買爪子问窃。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夾持直徑范圍，供用戶選擇時參考完沪。對于軟域庇、硬爪都需要的用戶，選擇分體爪比較合適覆积。

3 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较剃，但要充分發(fā)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確選擇和應用。車床卡盤是連接車床主軸和工件的關鍵環(huán)節(jié)写穴，它直接影響到加工精度和加工效率惰拱。德國卡盤代表了當前國際金屬切削加工領域中工件夾持技術的先進水平，引進星肤、使用德國卡盤也會使我國機械制造業(yè)的水平得到提高

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