改双油缸四爪液压卡盘的研制

1 前言随着人们对工作效率越来越高的要求，液压卡盘逐渐取代手动卡盘，得到了广泛的应用。为满足不同工件的加工要求，如矩形面、圆柱毛坯面等一些不规则形面的工件，以及一些夹持面与加工面存在偏心的工件，通常需要采用四爪液压卡盘。纵观国内外液压卡盘生产厂家生产的四爪液压卡盘，其结构均为一个油缸驱动四个夹爪同时夹紧，工件中心很难与主轴回转中心同轴，每次夹持中心的调整都得通过自车夹爪来实现，很不方便。即使调整得比较精确，由于工件自身夹持面的偏差，根据三点定心的原理，仍旧不能实现四点同圆，四个夹爪中三爪夹紧后第四爪为虚夹。当切削力较大时，夹持力可能不够，造成废品甚至发生事故，制约了四爪液压卡盘的应用。为此，我厂开发研制了四爪自动定心液压卡盘，并成功地应用于1.2m数控立车上。本文着重介绍该卡盘的结构、工作原理、夹爪的调整以及夹紧力的计算。

1.油缸Ⅰ 2.油缸Ⅱ 3.活塞.4.活塞Ⅱ 5.拉块Ⅰ

6.拉块Ⅱ 7.导向套 8.杠杆 9.水平拉块 10.工作台

11.调整螺母 12.锁紧螺母 13.滑块 14.夹爪

四爪液压卡盘原理图2 工作原理四爪液压卡盘原理图如右图所示。卡盘将四个夹爪分为对称的两组，用两个不同的油缸驱动。两油缸受压面积相等，由同一油路①供油，从而保证了两油缸的输出拉力相等。两活塞杆连着各自的拉块，经过杠杆增力机构，拉动滑块及夹爪作相应的运动，实现夹紧动作。每个夹爪行程为12～15mm。 当油路①供油时，夹爪夹紧。由于工件夹持面的偏差，两对夹爪夹住工件的时间可能会有先后之分，但是由于两个油缸之间是沟通的，而且两油缸的受压面积相同，因此当两对夹爪夹紧工件后，两油缸液压油压力一直相等，保证了四个夹爪均夹紧工件，且夹紧力基本一致。 3 夹爪的调整夹爪的调整可分为粗调和微调两步。 粗调 调整时，根据工件夹持直径的大小，在充分考虑到夹爪行程和工件偏心等因素的前提下，将四个夹爪移到合适的位置，拧紧螺钉即可。对于大多工件来说，只需进行粗调就可以了，对于一些精度要求较高的工件，则还需进行微调。微调 实测粗调的结果，记录每爪的偏差，对每一个夹爪进行微调，每个夹爪的微调量最大值大于一个梳齿齿距。调整时，用专用扳手松开锁紧螺母12，根据每爪的偏差，用专用扳手旋转调整螺母11至合适位置，然后拧紧锁紧螺母12即可。批量生产时，一般只需进行一次微调。 4 夹紧力的计算每个油缸输出力为

(1)式中：P——压力油压力 A——有效受压面积 D1，D2——油缸Ⅰ、Ⅱ的直径 d1，d2——活塞杆Ⅰ、Ⅱ的直径 每对夹爪正压力F夹为

F总=2F夹(3)由式(1)、(2)、(3)可知，通过调节输入油压力可改变夹爪夹紧力的大小。 5 结束语实际使用证明，我们研制的这种四爪液压卡盘具有结构紧凑、维修方便、夹持范围大、调整方便、夹持力可调等优点，可用来夹持矩形工件、圆形工件、部分不规则工件以及偏心工件，进行旋转加工。

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