| 标题 | 一种用于轧辊磨床的尾座自定心卡盘设计 |
| 范文 | 邹宇声 摘 要：本文主要讨论了轧辊磨床的含义，结构及注意事项；分析了尾座自定心卡盘的制作及设计特点，工作过程和优点，望为同行提供参考。 关键词：轧辊磨床；尾座自定心卡盘；设计特点；优点 中图分类号：TG58 文献标志码：A 0 引言 公司的产品是生产超宽超薄的铝箔，使用的铝箔轧机是世界上最先进的德国阿森巴赫公司生产的2000mm轧机。在铝箔轧制过程中，卷取机使用张力梯度控制，由于空气被带入会导致串层或松卷，不但限制了轧制速度的发挥，也容易產生废品。在这种情况下，熨平辊的使用就显得十分重要。熨平辊是压靠在卷取铝卷表面的一根辊，随着铝卷转动。随着带卷直径的不断增大，熨平辊对料卷的压力要均匀地压在料卷的整个宽度上，不能一边大、一边小。而且由于直接和铝卷表面接触，熨平辊的表面精度要求也相当高。综上所述，对轧机熨平辊磨削的精度要求相当高。目前，公司是使用德国赫克里斯公司生产的CNC轧辊磨床对熨平辊进行磨削，磨床本身的精度不存在问题，但是由于熨平辊的辊身是一根空心长轴，磨床制造商并没有配置合适的尾架顶针或中心托架，所以要磨削出精度高的熨平辊，就要设计一种适合磨削空心长轴的工装夹具，本文就介绍了一种自主研发的尾座自定心卡盘，该发明已经获得了实用型专利证书。 1 轧辊磨床 1.1 含义 轧辊磨床为金属切削机床，由弹簧基础、床身、头架、尾架、托架、纵横拖板、磨头、磨削液过滤系统、测量架及电气数控（CNC）系统组成，分为承载系统、驱动系统、磨削系统、测量系统和控制系统5个子系统。工件由头架、尾架和托架支撑，并由头架驱动旋转。数控系统根据轧辊表面母线的数学模型，控制机床作多轴复合运动，在运动过程中实现砂轮对辊面金属的磨削。在线测量系统实时地将测量数据反馈给磨床控制系统，并由控制系统对机床出闭环控制，从而完成对工件的精密加工。 1.2 结构 1.2.1 床身 （1）工件移动式磨床的主床身是用来支撑轧辊、尾架、托架、头架的固定及移动工作台的导向作用。副床身是用来支撑砂轮架的，砂轮架的纵向是固定的。此类磨床多用于支撑重量小于6t的工件。 （2）砂轮架移动式磨床的主床身是用来支撑砂轮架，砂轮架的纵向在床身上做往复移动的。他的加工精度和安装精度都很高。副床身是用来支撑轧辊、尾架、托架及头架的固定。床身使用铸铁制作的，为维持床身的高精度他经过时效处理，机加工后还要刮研处理。整个床身置放在调整垫铁上进行校正，且调整垫铁固定在水泥基础上。床身导轨大多采用V-P导轨形式（静压导轨除外），导向精度高、刚性好。此类磨床大多用于支撑重量大于6t的工件磨削。 1.2.2 头架 用来驱动轧辊，大多采用多级皮带传动，以保证驱动稳定。在重型轧辊磨床上还装有专用的启动电机。对于小型轧辊磨床也有采用涡轮或齿轮等减速机构传动的。头架由电机驱动，并可无级调速。为保证轧辊的平稳转动在拨盘上设有浮动驱动装置，在转动时两个拨头要受力均匀。 （1）尾架。尾架的作用是将轧辊在磨削过程中进行轴向定位，避免轧辊在磨削过程中发生轴向窜动。大多数尾架是由上下两部分组成。侧向可由上部微量调整使其和头架双顶尖的轴线与主轴轴向平行。通常尾架上装有金刚石修整笔，用于修整砂轮。数控磨床的尾架上还装有基准盘，用于数控测量的直径校正。 （2）托架。托架是用来在磨削过程中支撑住轧辊的。通常支撑在轧辊的辊颈处。它分左、右托架。左、右托架及每个托架的上、下托瓦的位置是不能对调的。每个托瓦还有不同支撑直径的托瓦供选择。每次托瓦的调整应在起重设备的辅助下用头架、尾架顶尖将轧辊定位后在对上、下瓦进行调整。 （3）砂轮架。它是轧辊磨床的核心，决定辊型的成型机构、影响磨削精度的主轴都集中在砂轮架上。砂轮架通常由以下部分组成：架体、主轴、砂轮动平衡装置、横进给机构、中凸（凹）成型机构、砂轮进刀（退刀）机构、断电保护机构等。 2 自定心卡盘 2.1 含义 自定心卡盘（self-centering chuck），是卡爪可径向同心移动使工件自动定心的卡盘。 2.2 尾座自定心卡盘的制作 尾座自定心卡盘由三抓卡盘、卡盘联接体、轴承组和带莫氏5号锥度的芯轴等部分组成，其中芯轴由轴头端、轴承位、螺纹处和锥体组成。将深沟球轴承6211RZ、隔环、圆锥滚子轴承skf2206G依次通过顺序装入卡盘联接体中，用螺栓M6×20将压盖与卡盘联接体紧固在一起。随后将芯轴从卡盘联接体有螺纹孔的一端插入，再用圆螺母将芯轴固定在卡盘联接体上，由此组成一个可以旋转的带莫氏5号锥度的自定心卡盘联接体。将钻好沉头孔的三抓卡盘通过螺栓M8×60固定在带莫氏5号锥度的卡盘联接体端面台阶上，由此组合一个带莫氏5号锥度的自定心车床尾座卡盘。 2.3 设计特点 （1）选用的是125的三爪卡盘，卡盘联接体的加工尤为重要，同卡盘和端盖联接的端面，内孔端面必须都是加工面，保证同心，垂直。 这整套装置同莫氏5号锥度的心轴配合在一起，一方面是为了适合本企业加工件的内孔直径，另一方面整体直径的大小也能保持整个部件的整体刚性，保证适应机加工时大切削量的操作。 （2）心轴1的径向跳动主要由深沟球轴承6211RZ来限定。轴承靠压盖3来压紧。如果压盖不能有效的预紧，会直接导致心轴的径向跳动超差。所以，设计中不单单靠圆螺母2背紧压盖，更关键的是使用8个M6×20的螺栓锁紧压盖。使心轴与卡盘的中心线同轴度在加工过程中保持一致。深沟球轴承本身也会保证一定的定心精度。 （3）心轴所承受的轴向力主要由圆锥滚子轴承所承受。它与深沟球轴承之间由隔环隔开，外圈靠压盖压紧，使轴承外圈定位，防止心轴在受力时轴向窜动，而轴向力本身则由圆锥滚子轴承来承担，既保证了心轴在装夹和车、磨时的刚度，也保证车、磨时心轴转动自如。 3 工作过程 利用与尾座匹配的莫氏5号锥度的锥柄将卡盘直接装于尾座上，使用三爪自定心卡盘，无须找正，用三爪夹紧工件即可。由于磨床尾座原先使用的是活顶尖，采用液压锁紧，装夹时液压锁将顶尖抱死，磨削时液压锁打开，顶尖转动。使用自主设计的三爪卡盘时，由于卡盘本身转动，就必须在磨削时将液压锁打开，使尾座的转动部分锁死，工件的自由转动由自定心卡盘实现。通过修改磨床的程序，开发出了磨削空心熨平辊的模式，操作手操作时，只需将模式进行切换，就可以使用三爪自定心卡盘进行熨平辊的磨削了。 4 尾座自定心卡盘的优点 （1）支撑卡盘的锥柄是与尾座相匹配的莫氏5号锥度，其制作简单，安装方便，可广泛地用于车、磨床上薄壁件、细长件、空心长轴件的加工。 （2）尾座用三爪自定心卡盘，突破了细长工件要两端找正的弊端，提高了工作效率。 （3）三爪卡盘可用车床替下的部件，锥柄可用废旧钻头的锥柄。这样，既充分利用了资源，又达到了节能减排的目的。 （4）对于一些薄壁件、细长轴件，可避免执行使用固定架的传统加工工艺，在提高工作效率的同时，也能够保证加工的精度。在加工薄壁件外圆时，该装置还能有效防止工件发颤。 （5）该装置可广泛地适用于薄壁件，细长轴件，空心轴件在两端装夹的情况下完成车、磨外圆的工艺。 结语 该尾座自定心卡盘打破了本企业现有磨床传统的“一夹一顶”的工作模式，将其扩展到“两端装夹”，扩大了企业现有磨床的加工范围，使其从传统的轧辊磨床升级为多用途磨床，为磨床的进一步改造、创新提供了新思路。 参考文献 [1]叶保卫.改进用于加工石墨电极的三爪卡盘[J].设备管理与维修，2008（1）：57. |
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