多件浮动夹紧楔式动力卡盘设计

曲昭新 杨春利

(大连机床集团瓦房店机电园，辽宁 瓦房店116300)

随着数控机床的发展，其机床主机的高效、高精度已成为现实，但是与其相适应的高效机床附件的发展还相对滞后一步。多件浮动夹紧楔式动力卡盘的设计，就是一种高效的机床附件，可以适用于立式加工中心、数控铣床、数控钻床、数控车床等机械加工设备。在一个加工循环中，可同时浮动夹紧4个工件。多件浮动夹紧楔式动力卡盘具有使用方便、劳动效率高、降低劳动强度、降低能源消耗、利于环保等特点，属于一种集经济性与实用性、高效性为一体的新型楔式动力卡盘。

1 卡盘设计与分析

数控机床的高速发展，对与其相适应的机床附件发展提出较高的要求。目前机床附件的发展还相对滞后于数控机床的发展，多数机床附件虽然通用性强，但是极少能够实现多件装夹的目的。多件浮动夹紧楔式动力卡盘的研究和设计，就是针对这个问题而开展的。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘设计目的是研究设计一种新型的楔式动力卡盘。用以解决现有技术中存在的问题:(1)现有的各种楔式动力卡盘只能夹持一个工件;(2)现有的各种楔式动力卡盘只具有自定心功能，不能浮动夹紧的功能。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘的技术解决方案是这样实现的:多件浮动夹紧楔式动力卡盘，是由T型键、滑座、楔心套、端盖及盘体所组成，楔心套与螺栓及螺母一同装于盘体中部，两个滑座对称装于盘体上下两端的滑道内，并与楔心套通过楔槽相互配合;端盖通过螺钉装于盘体上，并将楔心套封闭于盘体中;T型键装于滑座上;固定块通过螺钉固定在盘体的中部;梳齿爪座通过T型键和螺钉装于滑座上;卡爪通过转轴及螺钉装于梳齿爪座上。所述的卡爪可以围绕转轴旋转，实现工件浮动夹紧。所述的梳齿爪座与滑座的结合面虽梳齿状，利于调整卡爪的上下位置，满足夹持不同大小工件的需要。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘的使用过程为:外部动力通过中间的螺钉带动楔心套沿轴向左右移动，由于楔心套上的楔槽和滑座上的楔槽相互配合，当楔心套左右移动时带动滑座上下移动，从而带动滑座上的T型键、梳齿爪座、卡爪同样上下移动，以达到松开和夹紧工件的目的。

卡爪可以围绕转轴进行转动。转动是当两个被夹紧的工件的被夹持面的尺寸有微量(加工误差)不同时，卡爪围绕转轴进行微量转动，保证工件得以充分夹紧(即所述的浮动夹紧)。

固定块用螺钉固定在盘体上，与卡爪共同夹紧工件。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘可以根据被加工工件的大小和形状，在卡爪和固定块之间各夹持两个工件相同的夹持面，将工件的位置确定在卡爪和固定块之间，达到将工件定位、夹紧的目的。卡盘在一个加工循环中可以同时夹紧4个工件，实现多件夹紧的性能。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘的结构，如图1所示。

2 卡盘安装与使用

多件浮动夹紧楔式动力卡盘安装于立式加工中心、数控铣床、数控钻床等机床使用时，最佳方法是配合立式油缸使用。以油缸为动力，通过卡盘中间的螺钉带动楔心套沿轴向左右移动，实现对工件的夹紧与松开。在立式加工中心、数控铣床、数控钻床等机床上使用多件浮动夹紧楔式动力卡盘时，可以根据机床工作台的大小安装一个卡盘或多个卡盘。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘安装于立式加工中心、数控铣床、数控钻床等机床使用时，除了配合立式油缸使用外，还可以自行配置相应的动力机构，驱动卡盘的楔心套实现对工件的松开与夹紧。

多件浮动夹紧楔式动力卡盘安装于数控车床使用时，应根据数控车床的主轴形式及大小，配备相应的过渡盘。过渡盘的配备可参照《机床 主轴端部与花盘互换性尺寸》GB/T 5900.1－3－1997。同时应在车床主轴后端配备液压回转油缸作为动力源，驱动卡盘的楔心套实现对工件的松开与夹紧。

3 结语

多件浮动夹紧楔式动力卡盘是一种全新的楔式动力卡盘，解决了现有的各种楔式动力卡盘只能夹持一个工件，不能实现多件浮动夹紧的功能。本文从总体方案，结构设计，安装与使用等方面介绍了多件浮动夹紧楔式动力卡盘。该卡盘对充分发挥机床的效率和功能，起到了积极的作用。特别是在立式加工中心的实际使用，取得良好的效果，为该卡盘的全面推广奠定了良好基础。

［1］国家技术监督局.GB/T 5900.1—1997机床 主轴端部与花盘互换性尺寸［S］.北京:中国标准出版社，1998.

［2］国家技术监督局.GB/T 5900.2—1997机床 主轴端部与花盘互换性尺寸［Z］.北京:中国标准出版社，1998.

［3］国家技术监督局.GB/T 5900.3—1997机床 主轴端部与花盘互换性尺寸［Z］.北京:中国标准出版社，1998.

［4］国家机械工业局.JB/T 3860.1—1998楔式动力卡盘［Z］.北京:机械工业部标准化研究所，1998.

［5］国家机械工业局.JB/T 3860.2—1998楔式动力卡盘［Z］.北京:机械工业部标准化研究所，1998.

［6］成大先.机械设计手册［M］.北京:化学工业出版社，2002.