在薄壁件加工過程中, 經常會由（yóu）於夾具的夾持力（lì）而引起工件變形, 當加工完成夾持力釋放後, 工（gōng）件又回複到原來的形狀, 造（zào）成（chéng）圓度。橢圓（yuán）度誤差太大, 往往達不到用戶預期的目的, 這（zhè）種現象在機械加工中被稱（chēng）為“ 複原現象” 。隨著工業的高速（sù）發展, 對薄（báo）壁件（jiàn）車削加工的要求也越來越高。我（wǒ）們知道, 對於薄壁件的車削加工, 夾具是最重要的。夾具（jù）的結構（gòu）選定後, 夾持力的大小是（shì）所加工工件變形的關鍵。我廠在為加工鐵姆肯軸承圈所設計生產的（de）機床中采（cǎi）用意大利（lì）產S MW 一A U T O BLO K T S 浮動爪卡盤（pán）, 效果較好,滿足了C p k ≥1. 6 7 的要（yào）求, 得到了（le）用戶的認可。

      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（xīn）卡盤, 其結構如（rú）圖1 和圖2 所示。它不僅可外（wài）夾和內撐（chēng）薄壁件的粗糙毛坯, 也可用軟高（gāo）爪在薄壁件已加工部位進行（háng）外夾和內撐。在軟高爪與基爪連接處有一個可調心斜鍵, 可做微型調整（zhěng）工件中心時用。還具（jù）有拉（lā）回功能, 使工件牢固靠死在定位麵上。從卡爪（zhǎo）的結構來看, 采用（yòng）三爪六點均布（bù）夾緊方式, 使力（lì）均勻分布在工（gōng）件（jiàn）上, 從而夾持力的大小是所加工工件變形量大（dà）小的關鍵因素。

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

      需油缸油壓的計（jì）算

      1.1 加工工件所需主切削力Fz的計算（suàn）

      Fz= p a fK (N )

      式中: p 一切削（xuē）麵積上的主切（qiē）削力, N /m m 2 ;

      a 一切削深度,m m ;

      f一進給（gěi）量,m m /r;

      K 一修正係數。

      1.2 靜態夾持力（lì）Fs d 的計算

      如（rú）圖3 所示（shì）, 根據庫侖定律:

      Fra 二Fs d ×∪

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

      若要使所加工工件在車（chē）削過程中被（bèi）牢固夾持, 不使工件與卡爪有相對運動, 如（rú）圖3 所（suǒ）示（shì）Fra 所產生的力矩T d a 必須大於切削力F：所產生的力矩T Z 。S MW- AU T O BLO K 建議T d a ≥2.5 T Z。

      即（jí）(Fr a b ) ≥2.5 (FzR )

      式中: R 一最大車削半徑,m m ;

      b 一（yī）夾持半徑,m m 。

      所以Fs d ) ≥ 2.5 (Fz R )/ (f b )             （1）

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

      Fe t=3 (m r + Q ) W2 (N )

      式中（zhōng）: m 一一個卡爪加上安裝螺釘的質量, k g;

      r 一卡爪（zhǎo）質心的回轉半徑（jìng）,m ;

      Q一（yī）考慮離心力辛（xīn）嗜係統（tǒng）, 卡盤的離（lí）心值, k g m;

      w一卡盤的角速（sù）度, ra d /s e c ;

      3 一（yī）爪的數量。

      1.4 實（shí）際夾持力Fs 0(h l)與靜態夾持力Fs d 的（de）關係

      在實際車削過程中, 卡盤（pán）在高（gāo）速旋轉, 從而產（chǎn）生了離心力（lì）。當外圓（yuán）夾持時, 夾（jiá）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（kǎ）盤零件的幾何形狀, 可補償離心力。對某一轉速下:

      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F5 0 的過程中, 卡爪繞O 點做角移（yí）動。所以不同的加工工件（jiàn）卡爪（zhǎo）不（bú）同, h 也不同, 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（shí）際（jì）夾持（chí）距離,m m ;

      b 和h一卡盤理論尺寸, m m ;

      1.6 理論夾持（chí）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（liào）, 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（zhōng）: Fsm ax 一（yī）最大夾持力, kN ;

      Ftm a x 一拉杆最大拉力, kN ;

      Ft一拉杆拉力, 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(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(機床驅動（dòng）動力足夠。鑒於雙方技術協議（yì）的原因, 在此不能提供加工工件具體圖紙)。加工工件大（dà）致描述:材料為軸承鋼G Cr 巧, 毛坯為鍛件, 最大外徑（jìng）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, 安裝在我們設計的高爪上, 根據5 Mw 峨u T O B LO K 提（tí）供資料（liào）,∪取0. 6 。

      由《機械設計手冊》查得, 對軸承（chéng）鋼GCr l5, p =210 7 N/m m 2, 實際應用中最大（dà）切削深度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T S F-C250 卡（kǎ）盤, Q=－0. 0 4 4 , 我們所設計（jì）高爪重量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（dé）:

      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（yǔ）T S F -2 5 0 相匹配的（de）S IN一S12 5 油缸的活塞麵積A =1 0 3 c m 2, 取∩=0. 9 5, 代（dài）人(6 )式得:

      P ≥0. 6 1 8 MPa

      考慮到力（lì）在（zài）機械（xiè）傳遞過程中的損（sǔn）失和液壓係統的（de）要求, 為（wéi）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 向上變化, 進行不同壓力下的車削試驗（yàn）, 采用1. 8MPa 的油壓也可以滿（mǎn）足用戶的要（yào）求。若油壓大於1. 8MPa , 就會出現Cp k 值不合格的（de）問題。據來自美國鐵姆（mǔ）肯軸（zhóu）承研究所和印（yìn）度（dù）鐵姆肯軸承研究所的驗收人員講, 他們多年的經（jīng）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（suǒ）用油缸壓力, 並通過了（le）驗收。

      3 結束語

      根據（jù）以上計算和試驗, 5 MW -A u T O BLO K T S 卡盤可用於（yú）鍛件毛坯狀態下的薄壁軸承環的大批量生產。在實際加工過（guò）程中可根據不同（tóng）工（gōng）件的具體情（qíng）況,計算（suàn）出所需油壓, 再根據具體加工工藝（yì）要求及安（ān）全性考慮（lǜ）, 調整油壓, 直到安全經濟地滿（mǎn）足加工工件要求為止, 這樣即可確定實際加工所需油壓, 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很,大, 如何推動（dòng）和實（shí）現（xiàn）軸承行業（yè）的數控化生產, 這還需要我們對包括軸承加工工藝。設備（bèi）在內的諸多問題進行進一步（bù）的探討。