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目前在精密機床上一般使用的是以下兩種具有柔性的精密卡盤。一種是液壓卡盤，其缺點是在使用過程中，由于活動卡爪的磨損而降低定心精度，且卡盤尚需一液壓馬達作動力源，其整體結構龐大；另一種是薄膜卡盤，它不存在上述缺點并在一定程度上能滿足其工作要求。 5 k9 w0 t: j2 O8 [6 k* s$ l
由于薄膜卡盤在使用過程中能保持穩定的精度，不受操作者技術水平的影響，且可快速裝夾和遠距離控制，因此它在批量和自動生產系統更能發揮優越性。圖1所示的薄膜盤，其關鍵零件是一個環形的薄膜盤，其厚度自外徑向中心逐步增加，薄膜盤上固定有按圓周間隔為90°分布的四塊帶有燕尾槽的滑板，每塊滑板上裝有 一個可徑向調整的剛性卡爪。徑向調整卡爪的位置，便可夾緊不同直徑的工件。薄膜盤外端面與聯接器固接，此聯接器又與活塞氣缸聯接為一體。
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圖1 薄膜卡盤的結構 ( l- q. _7 Z6 h8 i9 Y% w
薄膜卡盤的工作原理如圖2。在外力P的作用下，卡盤的膜片產生彎曲并造成變形，使卡爪轉動一個角度，這時，固定在卡爪中的夾緊螺釘與卡爪一起作徑向移動，同時也轉過相同的角度，因此各個卡爪止夾緊表面的初始直徑B脹大并等于B+2C（圖中虛線表示），其中C是每個夾緊螺釘的移動量，B應小于工件定位基準直徑的最小值。當力P停止作用后，膜片、卡爪及夾緊螺釘一起企圖恢復到原來自由位置，但由于工件直徑大于B，所以膜片只能仍然處于變形狀態下，夾緊工件的力即由此彈性變形而形成，這夾緊力的大小由變形量2C(工件直徑與直徑B之差)決定。2C值越大，夾緊工件的力也越大。薄膜卡盤既可以夾緊外表面，也可以夾緊內表面，在夾緊工件的內表面時，使膜片產生彎曲的力P與圖示方向相反。 . e9 M# G( \: b6 O) N
圖2 3 C4 t' J5 R, n$ z. ^
在設計薄膜卡盤時，一定要考慮卡盤的夾緊力，如果夾緊力過大，則容易使工件產生過大變形，從而導致工件被釋放后，被加工表面不圓。如果夾緊力太小會造成夾不緊工件，而使工件在加工過程中脫落，出現事故。
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薄膜卡盤的兩種應用一、最適合硬車、磨削、高精車的薄膜夾持技術快換卡爪
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簡單的核心原理： 基于薄膜的彈性變形達到無滑動部件、無摩擦、離心力補償。 . u$ @) C) `4 l) t% v
圖3 薄膜系統操作原理
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特點： 1.卡爪安裝和定位時間短 ) V) H+ c# O; N" c' |, \
圖4
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2.非常適合抓取式機床，徑向進入的快換機構 5 l2 H4 A: ^* Y8 m
圖5
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3.介質輸入：氣檢 + 氣流/冷卻液
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圖6
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4.可完全互換的卡爪 圖7
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任一套卡爪都能安裝在任一卡盤上，并能保持較好的同心度
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二、用于硬車或磨削可夾持易變形的薄壁件的薄膜卡盤
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工件的徑向定心/夾緊使用帶有快換卡爪系統，軸向夾緊使用帶有軸向補償的擺動-后壓爪使用雙活塞油缸驅動, 單獨地驅動薄膜卡爪和軸向擺動-后壓爪。
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圖8 卡盤原理
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工作流程： 1.裝載：定心爪松開，擺動-后壓爪松開/向外轉 0 h3 {; Q4 w7 a0 O: N! ?, E
圖9 裝載 . ?) d4 R+ g/ ~+ u7 w, A" V
2.定心：定心爪夾緊
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圖10 定心 6 q7 f& U9 u1 O4 t0 r- x- L4 l! m4 W
3.夾緊：擺動-后壓爪向內轉+軸向壓緊 + n% c1 i7 h: v& m
圖11 夾緊
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4.加工：定心爪松開或夾緊 0 {, r k; J- y: `2 L
圖12 加工 9 b |* q' M; Y
特點： 1.安裝調整時間短 3 @$ U( P7 Y2 j# J% x
圖13 ; W; v6 n2 k3 o) I- O
2.非常適合抓取式機床 7 |3 @: j5 u: G, h6 p" U' W# \
圖14 5 G" P# `0 l( y
3.也可以只用于徑向夾緊
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圖15 ) V7 f* @6 m, @. ]& O# u% Z5 B+ H
結 語由于彈性薄膜卡盤具有定心精度高、結構簡單緊湊、工作平穩、夾緊方便等優點，因此在環形工件的精車、磨內外圓、齒輪精磨內孔等工序中日益得到廣泛的應用。 - }# \% P- _" N9 T% c6 B+ j
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發表于 2022-11-19 10:02:16
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