在薄壁件加工過程中, 經常會由於夾具的夾持力而引起工件變形, 當加工完成夾持力釋放後, 工件又回複到原來（lái）的形狀, 造成（chéng）圓度。橢圓度誤差太大, 往往（wǎng）達不到用戶預期的目的, 這種現象在機械加（jiā）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（lái）越高。我們知道, 對於薄壁件的車（chē）削加工, 夾具是最（zuì）重（chóng）要的。夾具的結構選定後, 夾持力的大小是所加工工件（jiàn）變形的關鍵。我廠在為加工鐵姆肯軸（zhóu）承圈所設計生產的機床中采用意大利產S MW 一A U T O BLO K T S 浮（fú）動爪卡（kǎ）盤, 效果較（jiào）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 浮動爪（zhǎo）卡盤是一（yī）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（jié）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, 也可用軟高爪在薄壁件已加工部位進行外夾和內撐。在軟（ruǎn）高爪與基爪連接處有一個可調心斜鍵, 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（zài）定位麵上。從卡爪的結構來看, 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（shì）所（suǒ）加（jiā）工工件變（biàn）形量大小的關（guān）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（yóu）壓的（de）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（yī）切削麵積上的主切削力, N /m m 2 ;

      a 一切削深（shēn）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 的計算

      如圖3 所示, 根（gēn）據庫侖定律:

      Fra 二Fs d ×∪

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

      若要使所加工工件在車削過程中被牢（láo）固夾持, 不使工件與卡爪有相對（duì）運動, 如圖3 所（suǒ）示Fra 所產生的力矩T d a 必須大於（yú）切削力（lì）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（dà）車削（xuē）半徑,m m ;

      b 一夾持半徑,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: m 一一個卡爪加上安裝螺釘的質量, k g;

      r 一卡爪質心的回轉（zhuǎn）半徑,m ;

      Q一考慮離心（xīn）力辛嗜係統, 卡盤的離心值, k g m;

      w一卡盤（pán）的角速度（dù）, 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（guān）係

      在實際車削過程中, 卡盤在高速旋轉, 從而（ér）產生了離心力。當外圓夾持時（shí）, 夾（jiá）持力會相應（yīng）減（jiǎn）少, 當夾持（chí）麵是內圓時, 夾持力會相應增大。如圖1 所示, T S 卡盤零（líng）件（jiàn）的幾何形狀, 可補（bǔ）償離心力（lì）。對某一轉速下:

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

      1. 5 實（shí）際夾持力Fs o (h l) 的計算

      如（rú）圖1 所示, 對T S 卡盤, 在拉杆拉力Ft 轉換到卡（kǎ）盤夾持力F5 0 的過程中, 卡（kǎ）爪繞O 點做角移動。所以不同的加工工件卡爪不同, 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) 一理論夾持力, kN ;

      h l一實（shí）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（chí）力（lì）, kN ;

      Ftm a x 一拉杆最大拉力, kN ;

      Ft一拉杆拉力（lì）, 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（miàn）積, c m 2;

      ∩一（yī）效率係數。

      1.8 聯立公式(1 )~公式(5 )得:

      2 實際應用（yòng）

      以在C K7815C 上用T S F-C2 5 0 加工（gōng）軸承圈時卡盤所需油壓（yā）的計算（suàn）為例(機床驅動動力足（zú）夠。鑒於雙方技術協議的原因, 在此（cǐ）不能提供加工工件（jiàn）具體圖（tú）紙)。加工工件大致描述:材料為軸承（chéng）鋼G Cr 巧, 毛坯為鍛件, 最大外徑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）裝在我們設計的高爪上, 根據（jù）5 Mw 峨u T O B LO K 提供資料,∪取0. 6 。

      由（yóu）《機械設計（jì）手冊》查得, 對軸承鋼（gāng）GCr l5, p =210 7 N/m m 2, 實際應用中最大切削深度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（pán）, Q=－0. 0 4 4 , 我們所設計高爪重量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:

      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（yàng）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（yóu）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

      考慮（lǜ）到力在（zài）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p = 2 × 0. 6 1 5 = 1. 2 3 6 MPa 。

      在實際驗（yàn）收過程中, 我們讓油壓由1. 23 6 M Pa 向上變化, 進行不（bú）同壓力下的車削試驗, 采用1. 8MPa 的油壓（yā）也可（kě）以滿足用戶的要求。若油壓大於1. 8MPa , 就會（huì）出（chū）現Cp k 值（zhí）不合格的問題。據（jù）來自美國鐵姆肯軸承研究所（suǒ）和印度鐵（tiě）姆肯軸承研究所的驗收人員講, 他們多年的經驗是（shì）油（yóu）壓為l. 5MPa 。從安全角度和實際應用考慮, 我們用（yòng）1. 5MPa 油壓（yā）作為驗（yàn）收所用油缸壓力, 並通過了驗收。

      3 結束語

      根據以上計算和試驗, 5 MW -A u T O BLO K T S 卡盤可（kě）用於（yú）鍛件毛坯狀態下的薄壁軸承環的大（dà）批量生產。在實（shí）際加工過程中可根據不同工件的具體情況,計算出所需油壓, 再根據具體加工工藝要求（qiú）及安全性考慮, 調整油壓, 直到（dào）安全經濟地滿足加工工件要求為止, 這樣即可確定實際加（jiā）工所需油壓, 進行大批量生產。尤其（qí）在軸承行業中, 這是很重要的。現在在中國軸承（chéng）行業中, 仿形車（chē）床和（hé）半自動液壓車床（chuáng）所占比（bǐ）例很,大, 如何推動和實現軸承行業的數控化生產, 這還需要我們對包（bāo）括軸承加工工藝。設備在內的諸多問題進行進一步的探討。