在薄壁件加工過程中, 經常會由於夾具的夾持力而引起工（gōng）件變形, 當加工完成夾持力釋放後, 工件又回複（fù）到原來的形狀, 造成圓（yuán）度。橢圓度誤差太大, 往往達不到用戶預期的目的, 這種現象在機械加工中被稱為（wéi）“ 複（fù）原現象” 。隨著工業的高速發展, 對薄壁件車削加工的要求也越來越高。我們知（zhī）道, 對於薄壁件的車削（xuē）加工, 夾具（jù）是最重要的。夾具的結構選（xuǎn）定後, 夾持力的大小是所加工工件變形的關鍵（jiàn）。我廠在為加工鐵（tiě）姆（mǔ）肯（kěn）軸承圈所設計（jì）生產的機（jī）床中采用意大利產S MW 一A U T O BLO K T S 浮（fú）動爪卡盤, 效果較好,滿足了C p k ≥1. 6 7 的（de）要求, 得到了用戶（hù）的認可。

      S MW -A U T O BLO K T S 浮動爪卡盤是一種采用杠杆且爪在其軸線上可做一定旋轉的自定心卡盤, 其結構（gòu）如圖1 和圖2 所示。它不僅可外夾和內撐薄（báo）壁件的粗糙（cāo）毛坯, 也可用（yòng）軟高爪在薄壁件已加工部位進行外（wài）夾和內撐。在（zài）軟高（gāo）爪與基（jī）爪連接處有一個可（kě）調心斜鍵, 可做微型調整工件中心時用。還具有拉回功能, 使工件牢固靠死在定位（wèi）麵（miàn）上。從卡爪的結構（gòu）來看, 采用三爪六點均布夾緊方式, 使力均勻分布在工件上, 從而夾持力的大小是所加工工件變形（xíng）量大小的關鍵因素。

      1 S MW -A UTO B LO K T S 卡盤夾持工件時所

      需油缸（gāng）油壓的計算

      1.1 加工工件所需主（zhǔ）切削力Fz的計算

      Fz= p a fK (N )

      式中: p 一切削麵積上的主切削力, N /m m 2 ;

      a 一切削深度,m m ;

      f一進給量,m m /r;

      K 一修正係數。

      1.2 靜態夾持力Fs d 的計（jì）算

      如圖3 所示, 根據庫侖定律:

      Fra 二Fs d ×∪

      式中: Fra 一卡爪與工件的摩擦力, kN ;∪一（yī）卡爪與工件的摩擦係數。

      若要使所加工工件在車削（xuē）過程中被（bèi）牢固夾（jiá）持, 不使工件與卡爪有相對運動, 如圖3 所示Fra 所產生的力矩T d a 必須大於切削（xuē）力F：所產生的力矩（jǔ）T Z 。S MW- AU T O BLO K 建（jiàn）議T d a ≥2.5 T Z。

      即(Fr a b ) ≥2.5 (FzR )

      式中: R 一最大車削半徑,m m ;

      b 一夾（jiá）持半徑,m m 。

      所（suǒ）以Fs d ) ≥ 2.5 (Fz R )/ (f b )             （1）

      1.3 離心力Fe t 的（de）計算(A U TO B LO K 提供)

      Fe t=3 (m r + Q ) W2 (N )

      式中: m 一一（yī）個卡爪加上安裝螺釘的質量, k g;

      r 一卡爪質（zhì）心的回轉半徑,m ;

      Q一考慮離心力辛嗜（shì）係統, 卡（kǎ）盤的離心值, k g m;

      w一卡盤的角（jiǎo）速度, ra d /s e c ;

      3 一爪（zhǎo）的（de）數量。

      1.4 實際夾持力Fs 0(h l)與靜態夾持力Fs d 的關（guān）係（xì）

      在實（shí）際車削過程中, 卡盤在高（gāo）速旋轉, 從而產生（shēng）了離心力。當外圓夾持時, 夾持力會相應減少, 當夾持麵是內圓時, 夾持力會相應增大。如圖1 所示, T S 卡盤零件的幾何形狀, 可補償（cháng）離心力。對（duì）某一轉速下:

      Fs d =Fs o (h l)－Fe t                    (2 )

      1. 5 實際夾持力Fs o (h l) 的計算

      如圖1 所示, 對T S 卡盤, 在拉杆拉力Ft 轉換到卡盤夾持力（lì）F5 0 的過程中, 卡爪繞O 點做角移動。所以不同（tóng）的加工工件卡爪不同, h 也（yě）不同, 根據杠杆原理

      Fs o (h 1) x×(b + h 1)= Fs o (h ) × (b + h )

      Fs o (h 1)=[ Fs o (h)× (b + h) ] /(b + h 1)                     (3 )

      式中:Fs o (h) 一理論（lùn）夾持力, kN ;

      h l一實際夾持距離,m m ;

      b 和h一卡盤理論尺寸, m m ;

      1.6 理論夾持力Fs 0(h )的金長算(A U T O BLO K 提供)

      據A U T O B LO K 資料, 按公式(4 )計算:

      K = Fso (h)/F t=Fs m a x,/Ftm a x 即

      Fs o (h)=Fs m a x ×Ft/F tm a x                  (4 )

      式中: Fsm ax 一最大夾持力, kN ;

      Ftm a x 一拉杆最大拉力, kN ;

      Ft一拉杆（gǎn）拉力, kN 。

      1.7 油缸油壓p 的計算

      Ft= A p ∩, (k N )                               (5 )

      式中: A 一油缸活塞的有效麵積, c m 2;

      ∩一效率係數。

      1.8 聯立公式(1 )~公式（shì）(5 )得:

      2 實際應用

      以在C K7815C 上用T S F-C2 5 0 加工軸承圈時卡盤所需油壓的計算為例(機床驅（qū）動（dòng）動力足夠。鑒於雙方技術（shù）協議的原因, 在此不能提供加工工件具體圖紙)。加工工件大致描述:材料為軸承鋼G Cr 巧, 毛坯為鍛（duàn）件, 最（zuì）大外徑φ1 16 m m, 內徑φ9 0 m m, 寬度4 0 m m 。采用S MW -AU T O BLO K U G E 2 0 小硬爪, 安（ān）裝在我們（men）設計的（de）高爪上, 根據5 Mw 峨u T O B LO K 提供資料,∪取0. 6 。

      由《機械設（shè）計手冊》查得（dé）, 對軸（zhóu）承鋼GCr l5, p =210 7 N/m m 2, 實際應用中最大切（qiē）削深度a =4 m m ,最大進給量f= 0. 3 m m/r, K 取1。

      得: Fz = 2 5 2 8. 4 N。

      對（duì）T S F-C250 卡盤（pán）, Q=－0. 0 4 4 , 我們所設計高爪重量（liàng）m =1kg , 重心回轉半徑r= 0. 0 82 m, 采用最高轉速18 0 0 rpm (w=18 8 r a d/s e c ), 得:

      Fe t=(1 ×0.0 8 2 －0 .0 4 4) ×1 8 8 2 x 3 /9. 8 ≈4 0 2 9. 17 N。

      由SMW -A UT O B LO K T S -C 2 5 o 卡盤樣本查（chá）得:

      b = 12 m m , h =7 0 m m ,Ftm a x =4 0 kN , Fs m a x = 9 6 k N。

      高爪h l= 6 8 m m , R = b = 5 8 m m, 與T S F -2 5 0 相匹配的S IN一S12 5 油缸的活塞麵積A =1 0 3 c m 2, 取∩=0. 9 5, 代人(6 )式得:

      P ≥0. 6 1 8 MPa

      考（kǎo）慮（lǜ）到力在機械傳遞過程中的損失和液壓係統的要（yào）求, 為了安全, 我們取p = 2 × 0. 6 1 5 = 1. 2 3 6 MPa 。

      在實際驗收過程中, 我們讓油壓由1. 23 6 M Pa 向上變（biàn）化, 進行不同壓力下的車削試驗, 采用1. 8MPa 的油壓也可以滿足用戶的要求。若油壓大（dà）於1. 8MPa , 就會出現Cp k 值不合格的問題。據來自美國鐵姆肯（kěn）軸承研究所和印度鐵姆肯軸承研究所的驗收人員講, 他（tā）們多年的經驗是油壓為l. 5MPa 。從安全角度和實際應用考慮, 我們用1. 5MPa 油壓作為驗收所用油缸壓力, 並通過了驗收。

      3 結束語

      根據（jù）以上（shàng）計（jì）算和試驗, 5 MW -A u T O BLO K T S 卡盤可用於鍛（duàn）件毛坯狀態（tài）下的薄壁軸承環的大批量生產。在實際（jì）加工過程中可根據不同工件的具體情況,計算出（chū）所需油壓, 再根據具體加工（gōng）工藝要求及安全性考慮, 調整油壓, 直到安全經濟地滿足加工工件要求為止, 這樣即（jí）可確定實際加工所需油（yóu）壓, 進行大批量生產。尤其在軸承行業中, 這是很重要的。現在在中國軸承行業中, 仿形車床和半自動液壓車床所占比例（lì）很,大, 如何推動和實（shí）現（xiàn）軸承行業的數控化生產, 這還需要我（wǒ）們對包括軸承加工工藝。設備在（zài）內的（de）諸多問題進行（háng）進一步的探討。