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：本文介紹了(le)德國卡盤的(de)接口型式，舉例分(fēn)析了(le)德國卡盤的(de)結構和(hé)性能特點，簡單介紹了(le)德國卡盤的(de)選型。

關鍵詞：德國卡盤  選型  車床

1  引言

    近年來(lái)，許多(duō)德國的(de)先進機械産品進入中國市場(chǎng)。了(le)解這(zhè)些産品的(de)結構和(hé)性能特點，掌握正确的(de)選型方法，可(kě)以使用(yòng)戶買到滿足自己的(de)要求、性能價格比好的(de)産品。本文介紹了(le)德國卡盤的(de)接口型式，舉例分(fēn)析了(le)德國卡盤的(de)結構和(hé)性能特點，期望能對(duì)用(yòng)戶在選購(gòu)德國卡盤時(shí)有所幫助。

2  德國卡盤的(de)接口型式

2.1  德國車床的(de)主軸接口型式^{［1］［2］［3］}

    德國的(de)車床主軸與卡盤的(de)接口部位（即主軸接口）的(de)尺寸有三個(gè)德國工業标準規定：DIN55026(老标準DIN55021)、DIN55027(老标準DIN55022)和(hé)DIN55029。這(zhè)三個(gè)标準中的(de)主軸接口都是采用(yòng)1∶4的(de)圓錐面定位，但在卡盤的(de)緊固方式上有所不同。德國車床主軸的(de)尺寸系列分(fēn)爲9種大(dà)小，并以數字3、4、5、6、8、11、15、20、28表示。

    DIN55026标準中的(de)車床主軸配符合标準DIN55028的(de)A型和(hé)B型接口的(de)卡盤。這(zhè)兩種接口型式的(de)卡盤不經常拆卸。根據車床主軸上固定卡盤的(de)螺孔位置不同車床主軸接口分(fēn)爲A型和(hé)B型，A型的(de)螺孔在車床主軸法蘭上，B型在車床主軸法蘭和(hé)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(de)車床主軸配符合标準DIN55028的(de)C型接口的(de)卡盤，通(tōng)過若幹個(gè)插銷螺栓和(hé)一個(gè)卡口墊從卡盤後部将卡盤固定在車床主軸上。這(zhè)種連接方式的(de)卡盤方便于經常更換，實現快(kuài)速連接。

    标準DIN55029規定了(le)凸輪鎖緊型車床主軸和(hé)相配的(de)卡盤接口尺寸。主軸和(hé)卡盤由若幹個(gè)裝在卡盤後面的(de)拉杆通(tōng)過凸輪鎖緊實現連接。

2.2       德國卡盤的(de)接口型式^{［3］［4］}

    德國卡盤的(de)接口型式有圓柱面定心接口和(hé)1∶4的(de)圓錐面定心接口。與車床主軸接口型式相對(duì)應，卡盤的(de)1∶4的(de)圓錐面定心接口有四種型式：标準DIN55028中規定的(de)A型、B型和(hé)C型接口，标準DIN55029中規定的(de)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(de)A型或B型車床主軸；B型卡盤接口配符合标準DIN55026的(de)B型車床主軸；C型卡盤接口配符合标準DIN55027的(de)車床主軸。

符合标準DIN55029的(de)卡盤接口配符合标準DIN55029的(de)車床主軸。

    圓柱面定心接口的(de)卡盤通(tōng)過中間(過渡)法蘭可(kě)以配1∶4的(de)圓錐面定心接口的(de)車床主軸。關于中間(過渡)法蘭有德國工業标準DIN6352^［5］。

    符合标準DIN55027和(hé)DIN55029的(de)車床主軸通(tōng)常配手動卡盤，動力卡盤一般配符合标準DIN55026的(de)車床主軸。

    關于車床主軸和(hé)卡盤接口的(de)德國工業标準DIN55026、DIN55027、DIN55028、DIN55029采用(yòng)了(le)國際标準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，隻在幾處做(zuò)了(le)調整。

    我國關于車床主軸和(hé)卡盤接口有國家标準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(le)國際标準ISO702/Ⅰ～702/Ⅲ-1975，隻有幾處做(zuò)了(le)調整^［6］。

    表1列出了(le)德國工業标準(DIN)、中國國家标準(GB)和(hé)國際标準(ISO)關于車床主軸和(hé)卡盤接口型式的(de)對(duì)照(zhào)。

表1  車床主軸和(hé)卡盤接口型式對(duì)照(zhào)表

3  德國卡盤的(de)選型

    卡盤選型時(shí)，首先要使選擇的(de)卡盤能滿足自己的(de)使用(yòng)要求，這(zhè)包括：卡盤能夾持的(de)工件直徑範圍、允許的(de)最高(gāo)轉速、工作轉速下(xià)的(de)夾持力、精度、每隻卡爪的(de)運動行程、使用(yòng)壽命等。這(zhè)又涉及到卡盤的(de)結構和(hé)卡爪的(de)選擇；同時(shí)，要根據車床主軸的(de)接口型式選擇卡盤的(de)接口型式，若卡盤接口不能直接和(hé)車床主軸相配，可(kě)以在二者之間加中間(過渡)法蘭；另外，還(hái)要考慮卡盤的(de)價格，選擇性能價格比好的(de)卡盤。下(xià)面以德國某公司的(de)卡盤爲例^［7］，淺述德國卡盤的(de)選型。

3.1  手動卡盤和(hé)氣動卡盤的(de)選擇

    在普通(tōng)車床和(hé)需要手動夾緊的(de)車床上選擇手動卡盤。德國手動卡盤，如ROTA-S^Plus、ROTA-G系列卡盤，采用(yòng)了(le)斜齒條滑塊機構，與盤絲卡盤相比，這(zhè)類卡盤具有更高(gāo)的(de)夾持回轉精度和(hé)重複裝夾精度，驅動機構使用(yòng)磨損極小，夾緊力更大(dà)，尤其是在高(gāo)速下(xià)仍能保持很大(dà)的(de)夾緊力。這(zhè)類卡盤還(hái)具有卡爪快(kuài)換功能。

    在普通(tōng)車床和(hé)沒有液壓回轉油缸的(de)車床上，若要求實現自動裝夾工件，可(kě)以選擇氣動卡盤。例如TP、TB系列氣動卡盤。這(zhè)類卡盤爲氣動楔式動力卡盤，自帶回轉氣缸，隻要有6bar的(de)壓縮空氣氣源，配以簡單的(de)氣動控制回路，就可(kě)以實現工件的(de)自動裝夾。同時(shí)，TB系列卡盤具有特别大(dà)的(de)通(tōng)孔直徑，尤其适合于大(dà)直徑長(cháng)管材的(de)加工，例如在大(dà)直徑長(cháng)管件加工的(de)專用(yòng)車床上使用(yòng)了(le)這(zhè)類氣動卡盤。TB系列氣動卡盤最大(dà)外徑爲Φ1000mm，最大(dà)中孔直徑爲Φ534mm。

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

3.2  （液壓）動力卡盤的(de)選擇

    在CNC車床和(hé)自動車床上通(tōng)常使用(yòng)（液壓）動力卡盤，(液壓)動力卡盤需要與液壓回轉油缸配套使用(yòng)，液壓回轉油缸有通(tōng)孔回轉油缸和(hé)非通(tōng)孔回轉油缸兩類。

    （液壓）動力卡盤的(de)結構有楔式和(hé)斜齒條滑塊式，楔式卡盤又有普通(tōng)楔式卡盤和(hé)帶離心力平衡裝置的(de)楔式卡盤。

    普通(tōng)楔式卡盤通(tōng)過楔槽機構将卡盤活塞的(de)軸向運動轉換成卡爪的(de)徑向移動，這(zhè)類卡盤結構簡單，但在高(gāo)速時(shí)由于卡爪的(de)離心力作用(yòng)，夾持力喪失較多(duō)。爲了(le)彌補這(zhè)類卡盤高(gāo)速性能的(de)不足，在楔式卡盤中加入離心力平衡裝置，使卡盤在高(gāo)速時(shí)仍有較大(dà)的(de)夾持力，提高(gāo)卡盤的(de)允許工作轉速，這(zhè)就是帶離心力平衡裝置的(de)楔式卡盤。楔式卡盤通(tōng)過采用(yòng)活塞雙導向結構，可(kě)以使卡盤夾持精度提高(gāo)，例如ROTA NC(普通(tōng)楔式卡盤)、ROTA NCF(帶離心力平衡裝置的(de)楔式卡盤)型卡盤均采用(yòng)活塞雙導向結構，它們的(de)徑向和(hé)端面回轉精度均高(gāo)于德國工業标準(DIN)規定的(de)2倍。

斜齒條滑塊式動力卡盤先通(tōng)過楔槽機構将卡盤活塞的(de)軸向移動轉換成三個(gè)滑塊在其滑槽内的(de)移動，這(zhè)三個(gè)滑塊的(de)頂部帶有斜齒，和(hé)卡爪底部的(de)齒構成斜面齧合關系，通(tōng)過滑塊的(de)移動再帶動卡爪徑向移動從而夾緊工件。由于滑塊的(de)移動方向基本上垂直于卡爪的(de)離心力方向，卡盤的(de)夾持力受離心力的(de)影(yǐng)響很小。因此，這(zhè)種結構的(de)卡盤具有很好的(de)高(gāo)速性能。此外，這(zhè)類卡盤還(hái)有夾持力大(dà)、夾持精度高(gāo)、機構磨損小的(de)特點。例如ROTA NCD型卡盤。斜齒條滑塊式卡盤ROTA NCW、ROTA THW還(hái)具有卡爪快(kuài)換功能。

    在上述三種（液壓）動力卡盤中，普通(tōng)楔式卡盤結構簡單，價格最便宜，但允許的(de)最高(gāo)轉速沒有其它二種卡盤高(gāo)，高(gāo)速性能也(yě)相對(duì)差一些；帶離心力平衡裝置的(de)楔式卡盤的(de)高(gāo)速性能很好，夾持力随轉速提高(gāo)的(de)變化(huà)很小。斜齒條滑塊式卡盤也(yě)具有很好的(de)高(gāo)速性能，但由于這(zhè)兩種卡盤的(de)結構複雜(zá)，它們的(de)價格也(yě)相對(duì)較高(gāo)，而這(zhè)兩種卡盤自己相比，它們的(de)價格相差不多(duō)。以外徑爲250mm的(de)（液壓）動力卡盤爲例，表2列出了(le)不同結構的(de)卡盤的(de)技術數據，來(lái)比較這(zhè)些卡盤的(de)高(gāo)速性能。

表2  Φ250mm（液壓）動力卡盤的(de)技術數據