前置式大行程氣動管子卡盤設計改進

摘 要：集卡盤與氣缸為一體的動力卡盤，安裝于機床主軸前端，具備較大通孔，可通過長棒料、長管料。其特點是夾緊可靠、調整方便、動作快捷、承載能力強，可顯著減輕體力勞動，提高生產效率。

關鍵詞：三爪；氣動夾緊；氣缸；長管件；數控車床

1 技術難點及創新點概括

（1）初步解決了回轉部件與固定部件之間送氣與密封的難題；卡盤在主軸停止狀態松開工件，卡盤盤體及其他基本件隨主軸一起轉動，卡盤配氣環及U型密封圈固定于機床床頭箱，靜止不動，裝配后配氣環和盤體部位同軸度控制在0.1mm。

（2）氣進入配氣環后，把U型密封圈密封到盤體上，使配氣環和盤體間隙封閉，氣通過U型密封圈小孔和盤體上進氣孔進入盤體內腔，沒有氣源U型密封圈則與盤體松開，復位到配氣環中，使配氣環和盤體形成間隙，這就是設計重點。

（3）解決卡爪行程加大后，卡盤懸伸太長主軸負荷太大的問題。楔心套和滑座成斜角配合，先走45度斜角，實現快動作，再走15度斜角，實現慢動作。實現產品空間變化不大，行程是普通前置式管子卡盤的2倍多，實現了管子大的夾持范圍。

2 工作原理

卡盤在主軸停止狀態夾緊工件原理如下：卡盤靜止時夾緊工件，壓縮空氣從配氣環上的管接頭（如圖1，夾緊氣孔）經配氣環進氣小孔進入盤體內腔，氣進入配氣環后，把U型密封圈密封到盤體上，把配氣環和盤體間隙封閉起來，氣通過U型密封圈小孔和盤體上進氣孔進入盤體內腔（這就是設計重點，配氣環與U型密封圈關系），經過盤體內部的氣孔進入單向閥的左面，推開閥芯進入氣缸右腔，推動活塞和楔心套一同運動，楔心套和滑座成斜角配合，先走45度斜角，完成快進動作，再走15度斜角，完成慢夾動作（這就是設計重和難點，快進慢夾），實現產品空間變化不大，行程是普通前置式管子卡盤的2倍多，實現管子大的夾持范圍，就是所謂的大行程。滑座帶動T 型塊、卡爪夾緊工件，實現了工件夾緊的過程。氣缸左腔的空氣則從單向閥的右面排出，單向閥關閉進氣閥，沒有氣源U型密封圈與盤體松開，復位到配氣環中，使配氣環和盤體形成間隙（這就是設計難點，配氣環與U型密封圈關系），啟動主軸開始加工工件。完成加工工件全過程。工件夾緊后，關掉壓力氣源，靠卡盤內單向閥保證夾緊力，卡盤開始工作。

卡盤在主軸停止狀態松開工件原理如下：卡盤轉動停止后要松開工件，壓縮空氣從配氣環上的管接頭（如圖2，松開氣孔）經配氣環小孔進入盤體內腔，氣進入配氣環后，把U型密封圈密封到盤體上，把配氣環和盤體間隙封閉起來，氣通過U型密封圈小孔和盤體上進氣孔進入盤體內腔（這就是設計重點，配氣環與U型密封圈關系），通過盤體內腔的氣孔進入單向閥右面，推開閥芯進入氣缸左腔，推動活塞和楔心套一同向前運動，楔心套和滑座成斜角配合，先走15度斜角，完成慢松動作，再走45度斜角，完成快松動作（這就是設計重和點，慢松快退），實現產品空間變化不大，行程是普通前置式管子卡盤的2倍多，實現管子大的夾持范圍，就是所謂的大行程。滑座帶動T 型塊、卡爪松開工件，實現了工件加工完畢的過程。氣缸右腔的從單向閥的左面排出。

3 結束語

前置式大行程氣動管子卡盤設計的重點和難點有：不與卡盤轉動的配氣環，有一個進氣孔和出氣孔，以及與配氣環配合的U型密封圈；還有一個是楔心套與滑座成斜角配合完成快進慢夾的過程（慢松快退的過程），而這個過程完成了產品空間變化不大卻比原來大2倍的夾持范圍。這些都是這一新產品的性能特點也是設計難點。為了有效補償卡盤高速旋轉時損失的夾緊力，還可以設計成有補償塊及補償軸，這樣就能有更好的性能。

參考文獻

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