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(yào / yāo)：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(néng)特點，簡單介紹了德國卡盤的選型。

關鍵詞：德國卡盤  選型  車床

1  引言

    近年(nián)來，許多德國的先進機械産品進入中國市場。了解這些産品的結構和性能(néng)特點，掌握正确的選型方法，可(kě)以使用(yòng)戶買到滿足自(zì)己的要(yào / yāo)求、性能(néng)價格比好的産品。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(néng)特點，期望能(néng)對(duì)用(yòng)戶在選購德國卡盤時有所(suǒ)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業标準規定：DIN55026(老标準DIN55021)、DIN55027(老标準DIN55022)和DIN55029。這三個标準中的主軸接口都是采用(yòng)1∶4的圓錐面定位，但在卡盤的緊固方式上有所(suǒ)不同。德國車床主軸的尺寸系列分爲9種大小，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B型接口的卡盤。這兩種接口型式的卡盤不經常拆卸。根據車床主軸上固定卡盤的螺孔位置不同車床主軸接口分爲A型和B型，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。卡盤從前面用(yòng)内六角圓柱頭螺釘固定到車床主軸上。

    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(guò)若幹個插銷螺栓和一個卡口墊從卡盤後(hòu)部将卡盤固定在車床主軸上。這種連接方式的卡盤方便于(yú)經常更換，實現快速連接。

    标準DIN55029規定了凸輪鎖緊型車床主軸和相配的卡盤接口尺寸。主軸和卡盤由若幹個裝在卡盤後(hòu)面的拉杆通過(guò)凸輪鎖緊實現連接。

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(guò)中間(過(guò)渡)法蘭可(kě)以配1∶4的圓錐面定心接口的車床主軸。關于(yú)中間(過(guò)渡)法蘭有德國工業标準DIN6352^［5］。

    符合标準DIN55027和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(yú)車床主軸和卡盤接口的德國工業标準DIN55026、DIN55027、DIN55028、DIN55029采用(yòng)了國際标準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，隻在幾處做了調整。

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

    表1列出了德國工業标準(DIN)、中國國家(jiā)标準(GB)和國際标準(ISO)關于(yú)車床主軸和卡盤接口型式的對(duì)照。

表1  車床主軸和卡盤接口型式對(duì)照表

3  德國卡盤的選型

    卡盤選型時，首先要(yào / yāo)使選擇的卡盤能(néng)滿足自(zì)己的使用(yòng)要(yào / yāo)求，這包括：卡盤能(néng)夾持的工件直徑範圍、允許的最高轉速、工作轉速下(xià)的夾持力、精度、每隻卡爪的運動行(háng / xíng)程、使用(yòng)壽命等。這又涉及到卡盤的結構和卡爪的選擇；同時，要(yào / yāo)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)直接和車床主軸相配，可(kě)以在二者之間加中間(過(guò)渡)法蘭；另外，還要(yào / yāo)考慮卡盤的價格，選擇性能(néng)價格比好的卡盤。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  手動卡盤和氣動卡盤的選擇

    在普通車床和需要(yào / yāo)手動夾緊的車床上選擇手動卡盤。德國手動卡盤，如(rú)ROTA-S^Plus、ROTA-G系列卡盤，采用(yòng)了斜齒條滑塊機構，與盤絲卡盤相比，這類卡盤具有更高的夾持回轉精度和重複裝夾精度，驅動機構使用(yòng)磨損極小，夾緊力更大，尤其(qí)是在高速下(xià)仍能(néng)保持很大的夾緊力。這類卡盤還具有卡爪快換功能(néng)。

    在普通車床和沒有液壓回轉油缸的車床上，若要(yào / yāo)求實現自(zì)動裝夾工件，可(kě)以選擇氣動卡盤。例如(rú)TP、TB系列氣動卡盤。這類卡盤爲氣動楔式動力卡盤，自(zì)帶回轉氣缸，隻要(yào / yāo)有6bar的壓縮空氣氣源，配以簡單的氣動控制回路，就(jiù)可(kě)以實現工件的自(zì)動裝夾。同時，TB系列卡盤具有特别大的通孔直徑，尤其(qí)适合于(yú)大直徑長管材的加工，例如(rú)在大直徑長管件加工的專用(yòng)車床上使用(yòng)了這類氣動卡盤。TB系列氣動卡盤最大外徑爲Φ1000mm，最大中孔直徑爲Φ534mm。

    當卡盤外徑相同時，一般斜齒條滑塊式手動卡盤的價格低于(yú)氣動卡盤的價格。

3.2  （液壓）動力卡盤的選擇

    在CNC車床和自(zì)動車床上通常使用(yòng)（液壓）動力卡盤，(液壓)動力卡盤需要(yào / yāo)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非通孔回轉油缸兩類。

    （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。

    普通楔式卡盤通過(guò)楔槽機構将卡盤活塞的軸向運動轉換成卡爪的徑向移動，這類卡盤結構簡單，但在高速時由于(yú)卡爪的離心力作用(yòng)，夾持力喪失較多。爲了彌補這類卡盤高速性能(néng)的不足，在楔式卡盤中加入離心力平衡裝置，使卡盤在高速時仍有較大的夾持力，提高卡盤的允許工作轉速，這就(jiù)是帶離心力平衡裝置的楔式卡盤。楔式卡盤通過(guò)采用(yòng)活塞雙導向結構，可(kě)以使卡盤夾持精度提高，例如(rú)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，它們的徑向和端面回轉精度均高于(yú)德國工業标準(DIN)規定的2倍。

斜齒條滑塊式動力卡盤先通過(guò)楔槽機構将卡盤活塞的軸向移動轉換成三個滑塊在其(qí)滑槽内的移動，這三個滑塊的頂部帶有斜齒，和卡爪底部的齒構成斜面齧合關系，通過(guò)滑塊的移動再帶動卡爪徑向移動從而(ér)夾緊工件。由于(yú)滑塊的移動方向基本上垂直于(yú)卡爪的離心力方向，卡盤的夾持力受離心力的影響很小。因此，這種結構的卡盤具有很好的高速性能(néng)。此外，這類卡盤還有夾持力大、夾持精度高、機構磨損小的特點。例如(rú)ROTA NCD型卡盤。斜齒條滑塊式卡盤ROTA NCW、ROTA THW還具有卡爪快換功能(néng)。

    在上述三種（液壓）動力卡盤中，普通楔式卡盤結構簡單，價格最便宜，但允許的最高轉速沒有其(qí)它二種卡盤高，高速性能(néng)也相對(duì)差一些；帶離心力平衡裝置的楔式卡盤的高速性能(néng)很好，夾持力随轉速提高的變化很小。斜齒條滑塊式卡盤也具有很好的高速性能(néng)，但由于(yú)這兩種卡盤的結構複雜，它們的價格也相對(duì)較高，而(ér)這兩種卡盤自(zì)己相比，它們的價格相差不多。以外徑爲250mm的（液壓）動力卡盤爲例，表2列出了不同結構的卡盤的技術數據，來比較這些卡盤的高速性能(néng)。

表2  Φ250mm（液壓）動力卡盤的技術數據