高速动力卡盘的夹紧力损失分段模型与实验研究

• 作者: 周城 张国斌 杨利奎 杨华勇
• 来源期刊: 中国科学(技术科学)
• 关键词: 高速车削 动力卡盘 夹紧力损失 回转液压缸
• 年，卷（期）: 2011,（4）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 449-459
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/092010-947

摘要

高速动力卡盘是高速数控车床的重要功能部件.夹紧力损失是限制动力卡盘转速提高的首要因素.考虑动力卡盘传动机构在低速阶段与高速阶段的变形差异、卡盘传动机构的摩擦力、回转液压缸中液压油液的压缩性等3个因素,建立了夹紧力损失分段模型;并针对刚度不对称的动力卡盘,提出了修正的夹紧力损失计算模型.经实验验证,该模型具有较高的精度,能较好地解释总体夹紧力损失系数随转速的升高而增大的实验现象.另外,还讨论了动力卡盘在升速各阶段的夹紧力损失系数、各阶段之间的临界转速、以及楔式动力卡盘的自锁能力.具有小楔形角(α＜20°)的楔式动力卡盘,在常规润滑状态下(μ0＞0.06),夹紧力损失分为两个阶段,低速阶段(升速第一阶段)的夹紧力损失系数约是中、高速阶段(升速第二阶段)的70%.具有较大楔形角(α＞20°)或者极低摩擦系数(μ0＜0.06)的楔式动力卡盘,夹紧力损失最多可分为3个阶段,在高速阶段(升速第三阶段),楔式传动机构不具有自锁能力,夹紧力损失与回转液压缸是否有液压锁以及液压油的压缩性有关,第三阶段的局部夹紧力损失系数是第二阶段的1.75～2.13倍.本文提出的分段模型有利于深入全面地认识动力卡盘的夹紧力损失机理,对动力卡盘的优化设计和转速的提高有重要的意义.