在薄壁件（jiàn）加工過程中, 經常會（huì）由於夾具的夾持力而引起工件變形, 當加工完成夾持（chí）力釋放後, 工件又回複到原來的形狀, 造（zào）成圓（yuán）度。橢圓（yuán）度誤差太大, 往往達不到用戶預期的目的, 這種現象在機械（xiè）加工中被稱為“ 複原現象” 。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。我們知道（dào）, 對於薄壁件的車削加工, 夾具是最重要的。夾具的結構選定後, 夾持力的大小（xiǎo）是所加工工件變形的關鍵。我（wǒ）廠（chǎng）在（zài）為加工鐵姆肯軸承（chéng）圈所設（shè）計生產（chǎn）的機床中采用意大利產S MW 一（yī）A U T O BLO K T S 浮動爪卡盤, 效果較好,滿足了C p k ≥1. 6 7 的要求, 得到了用戶的認可。

      S MW -A U T O BLO K T S 浮（fú）動爪卡盤是一種采（cǎi）用杠杆且爪（zhǎo）在其軸線上可做一定旋轉的自定心卡盤, 其結構如圖1 和圖2 所示（shì）。它不僅可外夾和內撐薄壁件的粗糙毛坯, 也可用軟高（gāo）爪在薄壁（bì）件已加工部位進行外夾和內撐。在軟高（gāo）爪與基爪連接處有一個可調心斜鍵, 可做微型調整工件中（zhōng）心（xīn）時（shí）用。還具（jù）有（yǒu）拉回功能, 使工件牢固靠死在定位麵上。從卡爪的結構來看, 采用三爪六點均布夾緊（jǐn）方式（shì）, 使力均勻分布在工件上, 從（cóng）而（ér）夾持力的大小是所加工工件變形量大小的（de）關鍵因素。

      1 S MW -A UTO B LO K T S 卡盤夾持工（gōng）件（jiàn）時所

      需油缸油壓的計算

      1.1 加工工件所需主切削力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（gěi）量,m m /r;

      K 一修（xiū）正係數（shù）。

      1.2 靜態夾持力Fs d 的計算

      如圖3 所示, 根據（jù）庫侖（lún）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數。

      若要使所加工工件（jiàn）在車削過程中被牢固夾持, 不使工件與卡爪（zhǎo）有相（xiàng）對運動, 如圖3 所示Fra 所產生的力矩（jǔ）T d a 必須大（dà）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(Fr a b ) ≥2.5 (FzR )

      式中: R 一最大車（chē）削半徑,m m ;

      b 一夾持（chí）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（suàn）(A U TO B LO K 提供)

      Fe t=3 (m r + Q ) W2 (N )

      式中: m 一（yī）一個（gè）卡爪加上安裝螺釘的質量, k g;

      r 一卡爪質心（xīn）的回轉半徑,m ;

      Q一考慮離心力辛嗜係統, 卡盤的離心值, k g m;

      w一卡盤的角速度, ra d /s e c ;

      3 一爪的數量。

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

      在實際車削過程中, 卡盤在高速旋轉, 從而產生了離心力。當外圓夾持時, 夾持力會相應（yīng）減少, 當夾（jiá）持麵是內圓時, 夾持力會（huì）相應增大。如圖1 所示, T S 卡盤（pán）零件的幾何形狀, 可補償離心力。對某一轉（zhuǎn）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（lā）杆（gǎn）拉力Ft 轉換到卡盤夾持力F5 0 的（de）過程中, 卡（kǎ）爪繞O 點做角移動。所以不同的加工工件卡（kǎ）爪不（bú）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) 一理論夾持力, kN ;

      h l一實際夾持距（jù）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（yī）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（de）有效麵積, c m 2;

      ∩一效率（lǜ）係數。

      1.8 聯立公式(1 )~公式(5 )得:

      2 實際（jì）應用

      以在C K7815C 上用（yòng）T S F-C2 5 0 加工軸承圈（quān）時卡（kǎ）盤所需油壓的計算為例(機床驅動動力足夠。鑒於雙方技術協議的原因, 在此不能提供加（jiā）工工（gōng）件具體圖紙（zhǐ）)。加工（gōng）工件大致描述（shù）:材料為軸承（chéng）鋼G Cr 巧, 毛坯（pī）為鍛（duàn）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（xiǎo）硬（yìng）爪, 安（ān）裝在我們設計的高爪上, 根據5 Mw 峨u T O B LO K 提供資（zī）料,∪取0. 6 。

      由（yóu）《機械設計手冊》查得, 對軸承鋼GCr l5, p =210 7 N/m m 2, 實際應用（yòng）中最大切削深度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 卡盤, Q=－0. 0 4 4 , 我（wǒ）們（men）所設計高爪重量m =1kg , 重心回轉半徑r= 0. 0 82 m, 采用最（zuì）高轉（zhuǎn）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（pán）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T S F -2 5 0 相匹配的S IN一S12 5 油缸的活塞麵積（jī）A =1 0 3 c m 2, 取∩=0. 9 5, 代人（rén）(6 )式得:

      P ≥0. 6 1 8 MPa

      考慮到力在機械傳遞過程中的損失和液壓係統的要求, 為了安全, 我們取（qǔ）p = 2 × 0. 6 1 5 = 1. 2 3 6 MPa 。

      在實際（jì）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, 采（cǎi）用1. 8MPa 的油壓（yā）也可以滿足用戶的要求。若油壓大於1. 8MPa , 就會出現Cp k 值不（bú）合格的問題（tí）。據來自美國鐵姆肯軸承研究所（suǒ）和印度鐵姆肯（kěn）軸（zhóu）承（chéng）研究所的驗收人員講, 他們多（duō）年（nián）的經驗是油壓為l. 5MPa 。從安全角度和實際應用考慮, 我們用（yòng）1. 5MPa 油壓作（zuò）為驗收（shōu）所用油缸壓力, 並通過了驗收。

      3 結束語

      根據（jù）以上計算和試驗, 5 MW -A u T O BLO K T S 卡盤可用於鍛件毛坯狀態下（xià）的薄壁軸承環的大批（pī）量生產。在實際加工過程中（zhōng）可（kě）根據不同工件的具體情（qíng）況,計算出所需油壓, 再根據（jù）具體加（jiā）工工藝（yì）要求（qiú）及安全性考慮, 調整（zhěng）油壓, 直到安全經濟地滿足（zú）加工工件要求為止, 這（zhè）樣即可確定實際加工所需油壓, 進行大批量（liàng）生（shēng）產。尤其在（zài）軸承行業（yè）中, 這是很重要的。現在在中國軸承行業中, 仿（fǎng）形車床和（hé）半自（zì）動液壓車床所占比例很,大, 如何推動和實現軸承行業的數控化生產, 這（zhè）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（háng）進一步的探討。