卡盘平衡装置的改进与应用

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卡盘是车床上用来夹持工件的机床附件。天水星火机床有限公司生产的卡盘直径最小 (/)650 mm，最大 qb3 800 mm。它们安装在车床主轴上，通过卡爪径向移动将所加工的零件夹紧和定位在卡盘上，并随主轴的旋转带动工件-起转动〃盘在持续周期性的外力作用下，如不平衡不对中，即质量偏心产生离心力而引起工件振动，不仅影响零件的加工质量，且对主轴及轴承的使用寿命也有影响。因此为了提高零件的加工质量，要求卡盘的质量沿圆周均布，并在加工完卡盘后必须进行静平衡试验1 J，以提高卡盘的工作精度〃盘的静平衡试验可在平衡支架上进行。平衡支架如图1所示。它是通过型材焊接而成，其结构简单实用，经济性良好，可进行大量推广。

图 1 平衡支架示意图平衡卡盘是提高车床主轴旋转精度最重要环节，在传统的卡盘平衡中采用整体式平衡卡具↑几年来随着科技发展、社会需求的拉动和技术进步的推动，我公司产品朝着高、大、精、尖方向发展的速度越来越快，产品品种多样化，且以中、小批量生产为主。

随着这种趋势的发展，使用专用卡具很容易造成积压浪费，而且产品的生产成本相应增加。为了满足新的生产特点的需要，我们必须旧能的满足卡盘静平衡装置的通用化程度，使其成为能够重新组合且多次使用的可拆结构的通用高效夹具。

2 卡盘平衡装置的改进2.1 静平衡原理首先将卡盘与平衡装置安装好后放在平衡支架上，如图2(a)所示，使其在平衡支架上根据卡盘的偏心量自由旋转到-定位置停止，然后调整活动尺，使其中心线通过竖直中心线两旁的螺纹中心A、 后将活动尺与竖尺紧固在-起，在卡盘上找两尺中心线交点 C对应点做记号，并将螺孔、磁力表座吸附在卡盘上的 C点逐渐对称地将 自制平衡块加于磁力表座上，使卡盘体达静平衡，然后取下磁力表座及 自制平衡块称出重量 G 。设加在A点的重量为 G ，加在 曰点的整理为 G ，则 G 、G 可用下式计算：D ，、 A，、G ( )Gc；Ge( )Gc选择合适的配重块及螺钉，配成 G 、G 重量各- 部分，然后将 G 、G 的重量分别安在 A、B两点，装完后按图2(b)检测残余不平衡量，将卡盘体上做记号的C点转至水平位置，待稳定后再让其自由转动，若转动方向如图所示，则在D点(反之应在E点)挂收稿日期：2013-04-12作者简介：胥巧玲(1974-)，女，甘肃天水人，助理工程师，主要从事工装设计方面的工作。

· 157·经验交流 2013年第3期(第26卷，总第125期)·机械研究与应用 ·上弹簧秤，待平衡后，读出拉力值 F，经过反复试验，直到卡盘平衡为止。

线图2 卡盘静平衡原理图2.2 卡盘平衡装置改进介绍原平衡卡具 的结构如图 3所示，其存在以下缺点：(1)焊接结构容易引起较大的残余变形和焊接内应力。由于该结构焊接采用局部加热，经焊接后，不可避免的在结构中产生-定的焊接应力和变形，从而影响结构的承载能力、加工精度和尺寸的稳定性。

755(平衡轴支架中心距)图3 原静平衡装置结构简图(2)由于该公司产品结构繁多，导致卡盘规格众多。而该结构仅局限于-种卡盘使用，不允许多次拆装，不利于维修，不能满足互换性要求。

故在改进方案中，采取了可拆卸式结构用锁紧螺母联接，对不同尺寸的卡盘，只需调整或更换个别的定位套或调整套，使卡具的组成原件及结构能够重复使用。有利于拆装，也避免了焊件的缺陷。当需新产品重新设计制造卡具时，只需设计、制造可换的调整件即可，大大减少了卡具设计与制造的劳动量，缩短了生产技术准备时间 ]∩拆卸式平衡卡具结构图如图4所示。该卡具在公司机床产品卡盘的平衡中· 158·应用广泛，具有调整方便准确，结构紧凑，通用范围大的优点。

2.3 安装调整如图4所示，首先将定位套 3、5及调整套4安装在芯轴 1上，然后将调整套2、调整套 6、锁紧圆螺母7、向心轴承、弹簧挡圈依次安装在芯轴上，用锁紧圆螺母固定，预紧各件～平衡轴支架安装在卡盘体锥孔内，通过锥面和螺钉 11及螺母 l0紧固定位，调整好各件后锁紧圆螺母。该装置通过预紧后靠锁紧圆螺母的调整来保证夹紧卡盘，因而有效地保证了卡盘在平衡过程中的平衡精度。

平衡轴支架中心桨图4 改进后静平衡装置结构简图1芯轴 2.调整套 3.定位套 4.调整套 5.定位套6.调整套 7.锁紧圆螺母 8.轴承 9.弹簧挡圈1O.螺钉 11.螺母3 卡盘平衡装置的应用可拆卸式平衡装置的设计改进通过相关技术组认可，并在公司 CCK61630200×160S等机床的卡盘平衡上得到成功应用。该卡具在现有结构不做大的改动的前提下，在卡盘平衡中不受卡盘规格的限制，只需对原有平衡装置进行调整后，可以根据需求比较方便的进行组合，扩展了平衡卡具的通用化程度∩拆卸式平衡装置通过对不同规格的卡盘平衡试验，不但达到了卡盘的精度要求及新的生产特点的需要，使用效果也十分理想。

4 结 语卡盘平衡装置的应用，改善了原有结构只能供-种卡盘使用不能满足互换性要求的缺点。只需调整或更换调整套，就能满足不同直径卡盘的平衡精度。

大大减少了卡具设计与制造的工作量，缩短了生产技术准备时间，产品的生产成本得以降低