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[分享] 薄膜卡盘及应用

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发表于 2017-7-12 09:43:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
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分享一篇夹具文章,写的算是中肯,自己做了几年工装夹具了,欢迎大家交流可以加下我微信号:bmb2015(微信号)5 ?0 f! ]* P; s7 M6 \2 J8 F

目前在精密机床上一般使用的是以下两种具有柔性的精密卡盘一种是液压卡盘,其缺点是在使用过程中由于活动卡爪的磨损而降低定心精度,且卡盘尚需一液压马达作动力源,其整体结构庞大;另一种是薄膜卡盘,它不存在上述缺点并在一定程度上能满足其工作要求。

由于薄膜卡盘在使用过程中能保持稳定的精度,不受操作者技术水平的影响,且可快速装夹和远距离控制,因此它在批量和自动生产系统更能发挥优越性。图1所示的薄膜盘,其关键零件是一个环形的薄膜盘,其厚度自外径向中心逐步增加,薄膜盘上固定有按圆周间隔为90o分布的四块带有燕尾槽的滑板,每块滑板上装有一个可径向调整的刚性卡爪。径向调整卡爪的位置,便可夹紧不同直径的工件。薄膜盘外端面与联接器固接,此联接器又与活塞气缸联接为一体。


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                                                                                       图1 薄膜卡盘的结构

薄膜卡盘的工作原理如图2。在外力P的作用下卡盘的膜片产生弯曲并造成变形,使卡爪转动一个角度,这时,固定在卡爪中的夹紧螺钉与卡爪一起作径向移动,同时也转过相同的角度,因此各个卡爪止夹紧表面的初始直径B胀大并等于B+2C(图中虚线表示),其中C是每个夹紧螺钉的移动量,B应小于工件定位基准直径的最小值。当力P停止作用后,膜片、卡爪及夹紧螺钉一起企图恢复到原来自由位置,但由于工件直径大于B,所以膜片只能仍然处于变形状态下,夹紧工件的力即由此弹性变形而形成,这夹紧力的大小由变形量2C(工件直径与直径B之差)决定。2C值越大,夹紧工件的力也越大。薄膜卡盘既可以夹紧外表面,也可以夹紧内表面,在夹紧工件的内表面时,使膜片产生弯曲的力P与图示方向相反。

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                                                                                      图2 薄膜卡盘工作原理

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在设计薄膜卡盘时,一定要考虑卡盘的夹紧力,如果夹紧力过大,则容易使工件产生过大变形,从而导致工件被释放后,被加工表面不圆。如果夹紧力太小会造成夹不紧工件,而使工件在加工过程中脱落,现现事故。

薄膜卡盘的两种应用

1.最适合硬车、磨削、高精车的薄膜夹持技术快换卡爪

简单的核心原理:基于薄膜的弹性变形达到无滑动部件、无摩擦、离心力补偿。


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                                                                                      图3 薄膜系统操作原理

特点:

1.卡爪安装和定位时间短

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                                                                                              图4

2.非常适合抓取式机床,径向进入的快换机构

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                                                                                               图5

3.介质输入:气检+ 气流/冷却液


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                                                                                                图6

4.可完全互换的卡爪


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                                                                                                 图7


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任一套卡爪都能安装在任一卡盘上,并能保持较好的同心度

2.用于硬车或磨削可夹持易变形的薄壁件的薄膜卡盘

工件的径向定心/夹紧使用带有快换卡爪系统,轴向夹紧使用带有轴向补偿的摆动-后压爪

使用双活塞油缸驱动, 单独地驱动薄膜卡爪和轴向摆动-后压爪。

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                                                                                     图8 卡盘原理

工作流程

1.装载 定心爪松开,摆动-后压爪松开/向外转


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                                                                                                  图9 装载

2.定心定心爪夹紧


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                                                                                                图10 定心

3.夹紧摆动-后压爪向内转+轴向压紧

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                                                                                                图11 夹紧

4.加工定心爪松开或夹紧


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                                                                                                图12 加工

特点

1.安装调整时间短

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                                                                                                 图13

2.非常适合抓取式机床


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                                                                                                    图14

3.也可以只用于径向夹紧


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                                                                                                     图15

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由于弹性薄膜卡盘具有定心精度高、结构简单紧凑、工作平稳、夹紧方便等优点,因此在环形工件的精车、磨内外圆、齿轮精磨内孔等工序中日益得到广泛的应用。

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