接箍车丝机卡盘结构分析及维护技巧

　　1 结构分析及工作原理 

　　1.1 结构分析 

　　主轴卡盘是通过一个集成在主轴箱的夹紧系统完成接箍料加工时的夹紧。每种接箍料按照直径不同对应有1套卡爪（共11种）。 

　　卡爪总共有6个，3个定心夹紧，3个浮动夹紧（图1）。浮动夹紧是通过液压缸推动楔形块实现夹紧和松开来完成定心动作，定心夹紧是由液压拉杆直接实现夹紧和松开并通过圆弧槽来实现的。 

　　卡爪的总行程为10mm，理论最大夹紧力：10kN（60bar夹紧压力下），可调液压夹紧压力：0～60bar。 

　　1.2 工作原理 

　　定心卡爪夹紧： 

　　上料机械手气动卡盘将接箍料夹紧送入卡盘中心位，主轴卡盘通过一个集成液压注油器驱动3个定心油缸运动，3个定心油缸带动一个同步环驱动定心卡爪将接箍料夹紧。3个定心卡爪用3个同步爪连接到一个同步环，它有双重功能，第一：保证定心卡紧接箍，第二避免卡爪扭曲。 

　　浮动卡爪夹紧： 

　　定心卡爪夹紧后，主轴卡盘通过集成液压注油器驱动三个浮动油缸运动，三个浮动油缸分别驱动三个浮动卡爪将接箍料夹紧，同时上料机械手气动卡盘卡爪松开退出。浮动油缸内分别装有弹簧式蓄能器，可获得一个恒定的卡紧力，维持补偿因主轴转速的变化而影响卡紧力，当卡盘旋转时，由于切削力的作用使接箍料增加的抗力作用在卡爪上，使卡爪缸内压力升高，升高的压力由蓄能器接收，当退刀时或阻力减小时失去的压力由蓄能器补充。蓄能器同时可以防止当液压油路发生故障时或有泄露而引起卡具松开。 

　　主轴卡盘加工： 

　　主轴卡盘的驱动为电机通过锥齿轮和斜齿轮传动到主轴卡盘外齿圈实现（图2）。主轴通孔直径440mm。接箍料在卡盘内随卡盘高速运转，左右刀架同时从接箍料左右两端进行加工车丝，工件加工过程为：主轴启动→加工工件两端→加工完成后主轴停止→加工完的工件下料。 

　　定心卡爪、浮动卡爪松开： 

　　接箍料加工完成后，主轴卡盘停止转动，下料机械手将接箍料夹紧，主轴卡盘通过集成液压注油器同时驱动定心油缸和浮动油缸运动，使定心卡爪和浮动卡爪松开，下料机械手夹持接箍料退出。 

　　卡盘润滑： 

　　主轴卡盘通过集成液压注油器将润滑油注入六个卡爪油槽内，保证卡爪在夹紧和松开的过程中运行流畅，防止因润滑不良，卡爪夹紧和松开不到位发生报警的情况。 

　　2 主轴卡盘常见故障及解决方法 

　　2.1 卡盘密封失效 

　　主轴卡盘在长期运行过程中密封圈容易失效，经常发生液压油泄漏的情况。对此可定期对主轴卡盘进行压力测试，检查在夹紧状态下是否有压力值下降的趋势，如果压力值下降，说明卡盘有泄漏的问题，需解体更换新密封圈。 

　　2.2 卡盘精度超差 

　　主轴卡盘三个定心卡爪由同步环上的圆弧槽驱动，在长期运转过程中与同步环圆弧槽接触的卡爪销轴容易产生疲劳断裂，致使三个定心卡爪伸出长度不一致，导致加工完接箍料偏心等问题。对此要解体卡盘，检查内部同步环及定心卡爪销轴是否磨损，重新更换磨损的零部件。 

　　2.3 卡盘夹不紧工件 

　　卡盘夹不紧工件主要原因：①卡爪行程不够；②卡盘夹紧力不足；③切削力过大；④卡爪滑动面润滑油不足；⑤转速过高。卡盘夹不紧工件采取的方法：①检查接箍料外表面椭圆度是否超标并重新夹持工件；②检查所设定的油压是否达到要求；③重新调整切削参数；④重新润滑各部位并空运行几次；⑤降低转速至标准允许范围以内。 

　　3 结束语 

　　数控机床是现代企业生产中关键设备，一旦故障停机，易造成较大经济损失。笔者结合自已多年的数控机床使用和维修经验，分析德国EMAG接箍车丝机主轴卡盘的结构和工作原理，介绍了主轴卡盘在日常使用中容易产生的故障，并提出了相应的处理办法，以此来提高机床的可靠性，提高生产效率。