普通三爪卡盘改造为电动卡盘
三爪卡盘的改进
三爪卡盘的改进毕业设计（论文）（说明书）题目：姓名：编号：平顶山工业职业技术学院年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名专业任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师系（部）主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：专题（论文）题目：指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页毕业设计（论文）及答辩评语：目录手动三爪卡盘改进为电动三爪卡盘 (2)Changing general scroll chuck into electricchuck (3)第1章前言 (4)第2章电机的分析与选择 (7)第3章运动及动力参数 (8)第4章带传动设计.................................................................................10第5章带轮结构设计.............................................................................11第6章齿轮转动的设计..........................................................................14第7章轴的设计....................................................................................17第8章电动机的控制系统.......................................................................23第9章三爪卡盘的工艺应用...................................................................25第10章设计小结.....................................................................................30致谢.................................................................................................32参考文献.................................................................................................38手动三爪卡盘改进为电动三爪卡盘摘要总结普通机床数控化改造经验，介绍普通三爪卡盘自动化改造方法，为提高机床生产效率，提供很好的帮助。
三爪卡盘的改进设计
前言机床是大多数制造型企业最重要的生产工具,目前许多企业的机床虽在功能上能满足大多数情况下的加工要求,但在生产效率和减轻工人劳动强度上需要大大的改进，所以为达到企业省钱和工人省力的要求，机床的改进成为当前企业势在必行的任务。
随着现代制造技术的飞速发展，数控技术的应用越来越普遍,数控车床已成为各机械制造厂家的重要生产设备，在生产中发挥着不可替代的作用。
数控车床一般用液压卡盘来夹持工件。
液压卡盘通常都配备有未经淬火的卡爪，即所谓软爪。
软爪分为内夹和外夹两种形式，卡盘闭合时夹紧工件的软爪为内夹式软爪，卡盘张开时撑紧工件的软爪为外夹式软爪。
软爪是以端面齿槽与卡爪座3定位，通过螺钉和卡爪座中的T型螺母固定在卡爪座上。
液压卡盘工作时，软爪在卡爪座的带动下，作闭合或张开运动，将工件夹紧或松开。
夹持不同工件时，通过改变软爪在卡爪座上的位置来改变液压卡盘的夹持尺寸。
机床操作的劳动强度最大的部分就是工件的夹紧,传统的机床靠工人用手工进行夹紧,例如未经过改造的KZ320型三爪卡盘虽然在功能上能达到夹紧工件的要求, 但所需夹紧力非常大,还常常有夹不紧的情况。
因此可通过在KZ320型三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构构成液压增力改进系统来实现夹紧力的传递和运动方向的转换，这样改进有以下优点：1，能稳定地保证加工精度，减少对其他生产条件的依赖性；2，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率；3，能减轻工人的劳动强度，保证安全生产；4，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本；5，能确保生产周期和生产调度等工艺秩序；6，能扩大机床工艺范围。
此外，本系统能达到较高的增力比，工作稳定可靠，符合生产要求，同时又利用了企业现有资源，不会带来过多的经济负担，达到了工人省力的目的，具有良好的经济性和可行性。
本设计是一种变型设计,即在原有产品的基础上,基本工作原理和总体结构不变,通过改变或更换部分机构,形成变型产品。
铣床卡盘电动化
铣床卡盘电动化摘要铣床卡盘为手动卡盘，装卸工件必须用内四方扳手手动松开、夹紧工件，费时费力，经过电动化改造，只需按压夹紧或松开按钮，卡盘会自动夹紧、松开。
本文介绍了卡盘电动化改造思路和改造过程，请读者参考。
关键词电动卡盘；减速电机；电流继电器；发那科PMC在现代化的制作企业中，减轻劳动者强度、提高效率，全面实行自动化，无形中也降低劳动了成本，我公司购买的北京一机床厂的数控铣床，型号为XK6032A，当时购买时没有考虑液压站，导致操作工装夹工件时必须用内四方扳手手动松开、夹紧工件，第一，浪费人力，第二，浪费效率，经过研究，决定改造成电动卡盘。
1改造思路电动三爪卡盘应该满足卡爪活动范围大、可夹持工件的尺寸范围大，装夹力度可靠，并可实现自锁等要求。
为此，需要增加三相异步电动机旋转带动原来的卧式卡盘实现工件的松开和夹紧。
但是，由于三相异步电动机的转速较高，对松夹工件不利，因此在三相异步电动机和原卧式卡盘之间增加了具有大传动比的减速机构达到了以较低的速度夹紧工件的目的。
首先，改造需要三相异步电机、减速机构、卧式卡盘（原来的）、还需要投制减速机构与卡盘的连接工装，我们选择的三相异步电动机型号为：51K90GU-S3F，减速机构的型号为5GU 60KB，立式安装方式，电机功率90瓦，1400转/分，减速比为1：60，此三相异步电动机具有良好的堵转性能，因此非常适合作为卡盘夹紧用，减速机构有较高的减速比，卡盘夹紧后工件不易松动，一切条件具备好了，那么，问题提出来了，当电机减速后带动卡盘夹紧工件后，电机堵转，然后怎样才能断开三相异步电动机电源，否则电机将会烧毁，这里必须有电流继电器进行控制，断开三相电源，经过搜寻，我选择型号为EIR-RAH-A 的电流继电器，此电流继电器有过电流大小设置，还有过电流时间设置，这样，通过设置不同的过电流大小和过电流时间，就可以调整卡盘的夹紧力，当然，过电流时间不能过长，否则电机因为过热烧毁。
任务三 三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装
学情分析（1）本班学生在学习车工技能训练前已经完成半个学期的专业理论学习，包括机械基础、机械制图、车工工艺、金属材料等专业课程，掌握一定的机械结构原理理论基础。
（2）学生对车床的机械结构实物、机械装拆从来没有接触过，缺少动手能力，部份学生对机械装拆油污有一定的抵触心理。
（3）由于教具为三爪自定心卡盘，重量和体积较大，存在一定的安全隐患，课前必须注重学生的规范操作和安全意识教育。
教学过程设计教室布置图附件表附件1：三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装任务书附件2：小组评价表附件3：教师评价表《三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装》教学过程学习活动教师活动学生活动设计意图下达任务（20分钟）一、【组织教学】（4分钟）1.组织学生按之前分组就坐，准备好相关学习书箱笔记本，考勤并填写考勤记录表。
2.检查教学设备、工具等是否正常齐备。
3.检查学生穿着、防护等是否达到要求，并作严格要求。
按照座位就坐，准备好相关书籍、笔记本、检查衣着是否达要求。
调整情绪使学生能更快的进入学习状态。
二、【复习旧课】（5分钟）引导学生观看右图【提问】1.车床溜板箱正面大手轮轴上的刻度第转一格表示车床那个方向移动多大距离？2.车床尾座由那几部份组成？它们分别有什么作用？学生回答 :（略）【点评】：补充纠正学生的回答。
强调：床鞍纵向移动1mm。
由底座主体、手轮、尾座固定手柄、套筒锁紧手柄、套筒等组成，其中底座主体主要是与床身导轨联接，起到支撑与坚固作用；手轮作是是将旋转运动通过丝杆变为套筒的直线运动，从而顶住零件加工；尾座固定手柄是实现床向与尾座坚固作用；套筒锁紧手柄是实现套筒与尾座坚固作用。
观察、思考、积极回答问题。
以问题引入，复习巩固上节课知识，为进入本课堂学习做准备。
三、【情境分析】（5分钟）【提问】回忆之前我们学习过的钳工实习，在装夹零件是所使用的台虎钳工作原理及优缺点？学生回答 :（略）【讲解】台虎钳在装夹零件时的优点是操作方便快捷、夹紧力大，缺点是夹紧重复精度底低、夹紧圆柱类的零件不方便。
数控车三爪夹紧直线行程增大方法
数控车三爪夹紧直线行程增大方法数控车三爪夹紧直线行程增大的方法主要有以下步骤：
1. 拆下三爪上面的六个螺丝。
道理是三个爪都共进退，爪与卡盘是用齿来扣合的，并且有数字对应的，不能装错位置。
一号爪进齿5个齿，2号和3号也必须进5个齿，并且是在三爪打开的时候调节，然后调到比工件小一些，就可以锁死了。
2. 设置车床参数，改成反夹。
因为如果不反夹主轴不给你启动的，然后就可以用内孔刀扩孔了。
扩到比工件大一点点就好了，这样可以保证同心度。
简易数控车床工件夹紧装置的改造
简易数控车床工件夹紧装置的改造
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气阀是一种大批量生产的产品， 其机加工设备 的效率是人们关注的焦点， 在我国国情的情况下， 对设备进行适当的改造， 不失为是一种快而省的有 效方法， 笔者所在单位有一台用于加工气阀的简易 数控车床， 其进刀功能已实现了计算机程序控制， 但工件的夹紧方法非常落后， 仍采用手动操作。 为 了适应产量日益增长的需要， 我们首先提出了两种 改造方案， 一种是采用电动卡盘代替三爪卡盘； 尾 座采用气缸驱动器顶紧工件， 另一种是采用液压驱 动的卡盘及尾座并配以电气元件控制， 从而实现工 件夹紧的自动化， 通过对车间现场使用情况的调 查， 对比了两种方案的利弊， 认为液压卡盘夹紧力 的调整比电动卡盘容易实现， 且可靠性好， 故障率 低， 故决定采用第二种改造方案。 式中
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电气控制
电气原理 & 见 图 3 , 说明； 当闭 合脚踏 开关 45’
时， 中间继电器 6’ 得电并保持其常开触点闭合， 使 ! ’ ) 3
参 考 文 献
机床设计手册( 第) 册( 机械工业出版社出版， !99: 年 金属切削机床夹具设计手册( 机械工业出版社出版( !9;3年 液压传动设计手册( 上海人民出版社出版， !9<= 年 张用、 杨定亚( 机床电气控制( 上海科技出版社出版 & 编辑 作者单位： 戚墅堰机车车辆厂 邮政编码： 江苏常州・’!):!! 收稿日期： ’:::年’月 跃 " 华,
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液压站的设计
液压原理如图 ) 所示， 选用单作用变量叶片油
泵， 该泵通过移动定子偏心位置来改变泵的输出流 量， 并附有压力补偿装置及流量调节机构， 在液压 系统达到规定的压力后， 可自动减少泵的输出流 量， 并保持输出液压功率不变， 从而保证工件在加 工时所需要的夹紧力恒定不变。 为了保证车床主轴 在运转前和运转中回转油缸和顶紧油缸始终保持 压力的存在， 在回转油缸和顶紧油缸处分别设置了 压力继电器， 将压力继电器的常开触点串联在车床 主轴电机电气线路中， 当卡盘夹紧工件， 尾座顶紧 工件时， 液压系统必须保证有安全车削的压力， 压 力继电器常开触点闭合后， 主轴才能作旋转运动。 如果在切削过程中机床的液压系统突然发生故障， 压力下降或失去压力时， 压力继电器的常开触点则 迅速切断车床主轴电机电源， 主轴停止转动， 从而 可防止在切削过程中因故障而造成工件飞出事故 的发生。 通过调节液压回路中的溢流阀得到所需要 的顶紧力， 在尾座顶紧油缸处设置 ’ 只单向节流阀， 分别控制油缸的进、 退速度， 以避免顶紧工件时因 活塞杆移动速度过快而造成对工件产生冲击， 亦可 控制尾座的后退速度， 同时， 在液压回路中设置压 力表开关， 以分别测定 ’ 只油缸中的压力， 为调试液 压回路提供了很大的方便。 ’ 只电磁换向阀的电磁 铁分别由脚踏开关控制以实现电磁阀的换向。 换向阀的电磁铁’74 得电， 电动卡盘夹紧工件。 脚踏 常闭联动触点， 其目的是使 开关 45) 中有一对常开、 中间继电器 6!、 当脚踏开关 45)动 6’ 具有互锁作用。 作时， 中间继电器 6! 接通的同时中间继电器 6’ 的电 动力卡盘松开， 而当松开脚踏开关 源切断， 6! 得电， 此时， 电 时， 6! 也失电。 !74、 ’74 均处于失电状态， 磁换向阀处于中位， 液压系统卸荷。 同理， 脚踏开关 使中间继电器 453 、 458 中 也 具 有 一 对 联 动 触 点 ， 从而保证电磁铁)74、 6)、 63 具有互锁作用， 374 不可 能同时得电。 普通车床如何适应多品种、 大批量的盘类及棒 料工件加工， 对其夹紧装置进行改造不失为一条有 效途径。 用液压卡盘装夹加工这类工件非常合适， 液 压卡盘的夹紧力可以根据不同的要求而实现无级调 节。 回转油缸与动力卡盘配套不仅能在车床上使用 而且也适宜在磨床上使用， 回转油缸与弹簧夹头配 套使用还可用于装夹加工精密工件。 上述介绍的车 床夹紧装置改造， 经过一年多的使用， 非常成功， 它 不仅提高了生产效率而且大大降低了操作者的劳动 强度。 这种改造方式经费投入少、 周期短、 收效快 & 回 转油缸、 动力卡盘可以直接外购 , 、 液压与机械性能 可靠， 也可供普通车床的改造作参考。
纯干货：一文教你修正卧式车床三爪卡盘！
纯干货：一文教你修正卧式车床三爪卡盘！
车床三爪卡盘使用时间太久，就会出现同轴度降低及喇叭口现象，直接影响加工精度及装夹可靠性。
实践证明，用以下方法修正可以提高精度和装夹可靠性，方法简单实用，效果显着，不妨一试。
以正爪卡盘为例，先用外夹的方式夹紧一段适当直径的圆棒，开动机床，车削卡爪的外圆部分。
然后用内撑的方式夹持一环形件，开动机床，车削卡爪的内圆部份和端面。
显然，这样就能明显提高加工后的卡爪内圆与机床主轴的同轴度并消除喇叭口现象，获得较高的精度，达到修正的目的。
具体应用时尚需注意以下几点：圆棒的外圆和环形件的内圆需事先加工并具有一定的精度。
且圆环体的内径不宜过小，否则会使卡爪面凹弧太深，夹持大直径工件时易损伤工件表面，须引起重视。
由于卡爪与卡盘体的滑槽之间不可避免存在间隙，而且在修正时卡爪的受力方向与实际工作时的受力方向恰好相反，所以修正后的卡盘在使用时反而会出现喇叭口现象。
故在修正时应将卡爪内圆预加工成有一定锥度的反向喇叭口（内大外小），调整的锥度值可通过试验确定，这一点是成败的关键。
因卡爪硬度较高，又系断续切削，所以修正时切削深度和走刀量要小，切削速度也不宜太高。
刀具材料最好采用硬质合金，若能在拖板上装一小型动力头，采用砂轮磨削修正则效果更佳。
第一步切削卡爪外圆的目的是为了建立一个良好的基准，以提高修正精度，这一步最好不要省。
本方法也可用于修正新三爪因安装不当或其他原因而引起的误差，以提高加工精度，对反爪也可用同样的原理进行修正。
三爪卡盘结构
三爪卡盘组成及原理“卡盘”就是机床上用来夹紧工件得机械装置。
从卡盘爪数上面可以分为:两爪卡盘,三爪卡盘,四爪卡盘,六爪卡盘与特殊卡盘。
从使用动力上可以分为:手动卡盘,气动卡盘,液压卡盘,电卡盘动卡盘与机械卡盘。
从结构上面还可以分为:中空型与中实型。
卡盘分类利用均布在卡盘体上得活动卡爪得径向移动﹐把工件夹紧与定位得机床附件。
卡盘一般由卡盘体﹑活动卡爪与卡爪驱动机构 3部分组成。
卡盘体直径最小为65毫米﹐最大可达1500毫米﹐中央有通孔﹐以便通过工件或棒料﹔背部有圆柱形或短锥形结构﹐直接或通过法兰盘与机床主轴端部相联接。
卡盘通常安装在车床﹑外圆磨床与内圆磨床上使用﹐也可与各种分度装置配合﹐用于铣床与钻床上。
卡盘按驱动卡爪所用动力不同﹐分为手动卡盘与动力卡盘两种。
①手动卡盘﹕为通用附件﹐常用得有自动定心得三爪卡盘与每个卡爪可以单独移动得四爪卡盘。
三爪卡盘(图1 三爪卡盘)由小锥齿轮驱动大锥齿轮。
大锥齿轮得背面有阿基米德螺旋槽﹐与3个卡爪相啮合。
因此用扳手转动小锥齿轮﹐便能使3个卡爪同时沿径向移动﹐实现自动定心与夹紧﹐适于夹持圆形﹑正三角形或正六边形等得工件。
图1图2四爪卡盘(图2 )得每个卡爪底面有内螺纹与螺杆连接﹐用扳手转动各个螺杆便能分别地使相连得卡爪作径向移动﹐适于夹持四边形或不对称形状得工件。
图3②动力卡盘﹕属于自动定心卡盘﹐配以不同得动力装置(气缸﹑油缸或电机)﹐便可组成气动卡盘﹑液压卡盘或电动卡盘。
气缸或油缸装在机床主轴后端﹐用穿在主轴孔内得拉杆或拉管﹐推拉主轴前端卡盘体内得楔形套﹐由楔形套得轴向进退使3个卡爪同时径向移动﹐图3 楔套式动力卡盘为楔套式动力卡盘。
这种卡盘动作迅速﹐卡爪移动量小﹐适于在大批量生产中使用。
三爪卡盘得结构三爪卡盘就是由爪盘体、小锥齿轮、大锥齿轮(另一端就是平面螺纹)与三个卡爪组成。
如图3-1所示。
三个卡爪上有与平面螺纹相同螺牙与之配合,三个卡爪在爪盘体中得导槽中呈120°均布。
普通机床数控化改造
1机械部分的改造为了更好地表现数控系统的性能有优势，确保更改后的机床在数控系统操作环境中无爬行的微机进给，定位精度的精确，长寿命的使用以及机械部都作了如下改动。
普通车床上使用的是手动卡盘。
现进行改造，为了达到方便和自动化目的，把卡盘改造成气动卡盘（如图1）。
利用气阀控制卡盘的松紧，气动回路有单向阀，达到卡盘能自锁。
图1气动卡盘图三爪中空气动卡盘传统机床和数控机床的主运动方式都要求有相对宽阔的变速范围（1~16）来确保加工过程中切速的合理选择，进而使表面质量和生产效率得到提升，因此，对主轴变速箱进行改造。
无论是连续控制还是点位控制，拖板运动的灵敏度、精度以及稳定性都将直接影响到被加工零部件的最终坐标精度。
所以，要求拖板和配件的精度要高之外，还要满足灵敏度及传动精度的要求。
采取减速齿轮箱来提升传动精度和传动扭矩（分辨率0.01mm ）。
传动比计算公式为：（1）式1中：α为伺服电机步距角（度）；p 为丝杠螺距，mm ；δ为脉冲当量。
选取滚珠丝杠替代原滑动丝杠，减少功率输出，提升传动的灵敏性以及减少步进电机力矩损失。
自动刀架不仅可以用于数控机床微机控制元件，还可以替代普通车床手动刀架，选用自动刀架来完成一台机床一次装夹的多工序加工，由于其具有较高的重复定位精度，加上刀架体积小，所以适合用于强力车削且安全性高。
将原有拖板箱的位置拆除来安装新拖板箱，并将新的拖板箱固定于滚珠丝杠螺母上。
同时将走刀箱和挂轮箱的位置拆除，用于安装拖板轴向伺服元件功率步进电机、减速箱以及控制螺纹加工的主轴脉冲编码器。
将机床原有的变向杠、操纵杆和立轴等杠杆零件拆除，使得数控系统能够控制机床的启动和停机，保持机床外型美观、合理。
2电动机的选择2.1主轴交流伺服电机由于n max =1800n min =14n j =n min （2）则n j ==113r/min n j 为电动机的额定转速主轴要求的恒功率调速范围R n 为：R n ==1800/113=15.9（3）主轴电机的功率是：7.5kW选取型号为1HP6167-4CB4的SIMODRIVE 系列交流主轴电机，连续负载PH/kW=14.5，间歇负载（60%）/kW=17.5kW ，短时负载（20min ）/kW=19.25kW ，额定负载n=5000r ·min -1，最大转速n max =8000r ·min -1，额定转矩277N ·m ，惯性矩0.206/kg·m 2。
木工三爪卡盘的制作方法
木工三爪卡盘的制作方法
木工三爪卡盘是木工加工中不可或缺的工具之一。
它可以将木材夹紧在工作台上，方便进行切割、钻孔、锯切等工序。
下面是制作木工三爪卡盘的方法：
1.准备材料和工具：需要将三根1英寸直径的钢棒，两个钢板，三个螺丝钉，电钻和钻头，焊接设备。
2.将钢棒焊接在一起，使它们呈120度的角度，并在角度的中心处钻一个小孔。
这将成为卡盘的中心孔。
3.将钢板彼此焊接，使它们成为一个“T”形，并在其上钻三个孔以与卡盘的三个爪匹配。
4.将卡盘放入电钻中央，并用螺丝钉将钢板固定在卡盘三个螺丝孔上。
5.测试卡盘，确保它能够夹紧木材。
6.完成后，用锉刀将卡盘表面削平，以确保卡盘与工作台完美接触。
以上就是制作木工三爪卡盘的简单方法，希望对需要的人有所帮助。
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基于液压系统的数控车床液压三爪卡盘改造研究(全文)
基于液压系统的数控车床液压三爪卡盘改造研究XX：1006-4311（20XX）17-0039-021 作用和意义本次设计的机床的卡（夹）盘液压系统设计，运用液压传动系统地各方面知识综合运用设计通过对卡盘液压系统地工作循环和工况分析计算其技术参数，来选择系统的回路、元件、附件等。
本次设计中完成一个集成块由两组液压阀的顺序动作来保证系统地高压和低压工作需要，而且在夹盘夹紧保压的过程中始终保持系统压力，通过选用蓄能器来防止夹紧保压过程中的压力损失，而且也汲取了系统在工作中的压力冲击。
该液压系统在满足原有的要求的情况下实现重量轻、体积小、成本低、效率高、结构简单、使用维护方便的要求。
也可通过对本项目的研究，可以充分了解液压卡盘的工作原理及内部结构，在多元化教学的今天，尤其是要求理实一体化教学，可将此次研究的详细过程做为液压课程教学的一种教具，一个教学项目。
2 国内外研究现状分析液压传动相对于机械传动来说，是一门进展较晚的技术。
自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术只有二三百年的历史。
直到20世纪30年代它才较普遍的用于起重机、机床及工程机械。
在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应速度、精度高的液压操纵机构所装备的各种军事武器，第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机械及自动生产线。
从而使它在机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造等行业得到广泛的应用。
近些年来随着电子工业的迅猛进展，机械行业及机械加工业也受到了不同程度的影响，高效先进的生产力成为了相应加工行业的主力军。
在一般机械加工领域上，液压卡盘装置在车床上的应用，夹持力适中成为了主导思想。
液压卡盘的诞生大幅提高单机效率，同时夹持精度高，大幅度降低成品报废率。
在人工成本日益增加的今天，企业面临的管销费用越来越大，就要求工厂的生产效率越来越高，越多的车床生产厂家开始选用油浴送料机和数控车床液压自动化改造，从而提高生产效率，实现1人负责多台车床和料机，最终达到减少生产人工成本。
电动卡盘工作原理
电动卡盘工作原理电动卡盘是一种常见的夹紧装置，它主要由电机、减速机、离合器、制动器、卡盘和控制系统等组成。
电动卡盘的工作原理是通过电机带动减速机，使卡盘旋转，从而夹紧工件。
下面将详细介绍电动卡盘的工作原理。
1. 电机电动卡盘的电机通常采用交流电机或直流电机，其功率大小根据卡盘的夹紧力和工件的重量来确定。
电机的转速通常较高，需要通过减速机来降低转速。
2. 减速机减速机是将电机的高速旋转转换为卡盘的低速旋转的装置。
减速机通常采用齿轮传动或带传动，其减速比根据卡盘的直径和工件的要求来确定。
3. 离合器离合器是电动卡盘的重要组成部分，它可以使卡盘旋转或停止旋转。
当离合器处于分离状态时，卡盘不会旋转，可以方便地更换工件。
当离合器处于联合状态时，卡盘会旋转，夹紧工件。
4. 制动器制动器是电动卡盘的另一个重要组成部分，它可以使卡盘停止旋转。
当制动器处于释放状态时，卡盘可以旋转。
当制动器处于夹紧状态时，卡盘会停止旋转，保证工件的夹紧力。
5. 卡盘卡盘是电动卡盘的核心部件，它可以夹紧工件。
卡盘通常由三爪或四爪组成，爪的数量根据工件的要求来确定。
卡盘的夹紧力大小根据工件的重量和形状来确定。
6. 控制系统控制系统是电动卡盘的另一个重要组成部分，它可以控制离合器和制动器的状态，从而控制卡盘的旋转和停止。
控制系统通常由电气控制柜和控制面板组成，可以手动或自动控制。
综上所述，电动卡盘的工作原理是通过电机带动减速机，使卡盘旋转，从而夹紧工件。
离合器和制动器可以控制卡盘的旋转和停止，控制系统可以手动或自动控制。
电动卡盘具有夹紧力大、夹紧范围广、夹紧速度快、操作简单等优点，广泛应用于机床、自动化生产线、机器人等领域。
浅析三爪卡盘代替拨盘的车工新方法
浅析三爪卡盘代替拨盘的车工新方法作者：孙少江来源：《硅谷》2010年第24期摘要：用三爪卡盘代替拨盘的车工新方法可以提高生产率，降低成本，简化工件的安装。
对三角爪盘的施工工艺进行分析和探讨。
关键词：三爪卡盘；拨盘；车工新方法提高生产效率中图分类号：TG5文献标识码：A文章编号：1671-7597（2010）1220158－01车工时，对同轴度要求较高且需调头加工的轴类工件，常用双顶尖装夹工件，并通过拨盘和卡箍随主轴一起转动，但是这种办法生产效率相对较低，成本较高，而且安装操作较为复杂，用三爪卡盘代替拨盘的施工工艺与之相比有着一定的优势。
企业在竞争时代，要注意提高生产效率，降低生产成本，简化施工工艺，用三爪卡盘代替拨盘的车工方法是一种比较先进的车工方法。
1 三爪卡盘的种类与工艺改进随着对机械加工高精度、高速化的需求不断提高，为了满足用户追求的多样化以及高规格机械加工的要求国内外各大厂家正在不断开发各种各样的卡盘产品。
有二爪、三爪、四爪、六爪（另外还有五爪、八爪等少数）系列自定心卡盘，单动卡盘（如二爪三爪可单独调整也可联动）系列，管子复合卡盘系列，动力卡盘系列等。
按照使用的动力区别，又分为利用液压、空压（气动）和电动等的动力卡盘和人工的手动卡盘。
卡爪也有软爪、硬爪之分。
在车工中，卡盘专业生产厂商研制开发了一系列新产品，带快速卡爪更换系统的卡盘系列。
该系列快换卡盘不仅装夹精度高、装夹牢固可靠，而且其卡爪更换速度快，操作简单、方便、精确。
使用快换卡盘可以大幅度减少车床卡盘调整的辅助时间，使小批量生产不需要很多的辅助工时和费用，可以在一分钟之内完成三爪卡盘的更换。
卡爪安装的重复精度达0.02mm，并且可以省略卡盘卡爪的同轴度修磨时间。
此外，卡盘还使用了新的润滑系统，提高了卡盘的装夹性能，车床用三爪卡盘的卡爪快换系统很有特点，克服了普通三爪卡盘中经常出现的缺陷：反复地装夹，不断地松开、夹紧，以及在车削过程中使用冷却液，还有不能及时对卡盘进行维护保养，不能对卡盘进行及时润滑等等，都将会导致卡盘夹紧力的下降。
三爪卡盘的改进
平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名专业任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师系（部）主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：专题（论文）题目：指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页毕业设计（论文）及答辩评语：目录手动三爪卡盘改进为电动三爪卡盘Changing general scroll chuck into electric chuck 第1章前言第2章电机的分析与选择第3章运动及动力参数第4章带传动设计第5章带轮结构设计第6章齿轮转动的设计第7章轴的设计第8章电动机的控制系统第9章三爪卡盘的工艺应用第10章设计小结致谢参考文献手动三爪卡盘改进为电动三爪卡盘摘要总结普通机床数控化改造经验，介绍普通三爪卡盘自动化改造方法，为提高机床生产效率，提供很好的帮助。
关键词：三爪卡盘；电动；改造；控制Changing general scroll chuck into electric chuckAbstractThe text summed up the experience of changing general machine to CNC .introduce the means of changing general scroll chuck to automatic .In order to provide profitable helps for increasing the production efficiency of machine.Keywords: scroll chuck、 electric 、change 、control第1章前言1.1 研究的目的及意义随着科学技术的发展，车床由普通车床发展为数控车床，实现了自动化，机器代替手工，大大降低了劳动强度。
三爪卡盘的可调偏心改造与加工技巧探讨
以上 所述 方法 适用 于 偏心距 在 一定 范 围 内且 对工 件
精度 要求 不 高的情 况 。当实 际生产 中加 工精 度要 求较 高
的偏 心工 件 时，首 先按 照上述 方法 对垫 片 厚度进 行计 算 并进 行 车 削后 ，对 工件 进行 偏心 距 的测量 并计 算误差 ， 最后 按照 相应 的方法 对此 误差进 行修 正 。
重 复调整 偏 心距 ，用 于批 量生 产工件 可节 省 大量 人力 物 力 ，在 保证 工件 精度 的 同时也 在一 定程 度上 提高 了加 工
的效率 ，还 能够节 省开 发研 究专用 夹具 的成本 。 ３ ． ２ 垫 片改 良 三 爪 卡盘 的偏 心工 作原 理是 在任 一个 卡爪 上 增垫 一
爪卡 盘夹 紧工件 ，进 行偏 心工件 的加 工 。
工作 时 需注 意 ，在调 整好 偏 心值 的精 度之 后 ，必 须 用 百分表 来进 行找 更 小偏 心值 的调整 。在 实 践 中发现 ， 利 用上述 三 爪卡 盘进 行偏 心工 件时 ，不必 每 次加 工时 都
位精度； （ ３ ）要加 工 同心度 较 高 的 、数量 较 多 的工 件
摘要 ：文章 对三爪卡盘 的偏 心工作原理进行 阐述 ，并 总结它在工作 时的优 缺点 ，基 于它的工作特 点提 出相应 的
可调 偏心改造方法 ，并总结 了一些偏 心加 工的技巧 ，为三爪卡盘 的偏 心加 工效率和质量提 高提供 了实用方法。
关键 词 ：三爪卡盘 ；偏心工作原理 ；可调偏心改造 ；偏心加 工技 巧 ；偏心工件
均 能有效 地实 现偏 心工 作 的效率 和精 度 ，具有 一定 的参
考价 值 。在实 际生 产 中，三 爪卡 盘 的偏心 工作 是一 种 常
普通三爪卡盘改造为电动卡盘
普通三爪卡盘改造为电动卡盘刘棣中，陈伟珍（广西水利电力职业技术学院，广西南宁530023）摘要：总结普通机床数控化改造的经验，介绍普通三爪卡盘自动化改造的方法，为提高机床的生产效率提供有益的帮助。
关键词：三爪卡盘；电动；改造；控制Abstract: The text summed up the experiences of changing general machine to CNC, introdu ce the means of changing general scroll chuck to automatic, in order to provide profitable hel ps for increasing the production efficiency of machine.Keywords: scroll chuck, electromotion, change, control1 普通三爪卡盘改造的意义在普通机床数控化改造的过程中，主要是进行机床进给装置的数控化改造，对于机床附件和其他功能的数控化改造，则视实际需要而定。
如：普通车床数控化改造中，一般并不进行三爪卡盘的改造，但是，如果所改造的车床用于大批量生产，则自动三爪卡盘却是提高生产率的关键。
因此，如何在投资少、时间短的基础上将原有手动三爪卡盘改造为自动三爪卡盘，仍然是值得关注和研究。
常见的自动三爪卡盘有液压式和电动式两大类，因为普通车床一般不带有液压系统，电动式又来得比较方便，故本文只就电动三爪卡盘谈谈自己的经验。
2 普通三爪卡盘的改造方法2.1改造的思路图1 图2原有的手动三爪卡盘是通过人工转动小锥齿轮，使螺旋盘带动卡爪实现工件的松开和夹紧。
这个过程即花费了时间也增加了的劳动强度，为使松夹工件的过程能自动完成以提高工作效率，可将原有三爪卡盘改造为液压传动或电动方式的自动三爪卡盘。
一般液压传动方式对原有卡盘的改动较大、液压系统需要较大的投资，而且夹紧过程需要保持压力，使液压系统更为复杂，故常用的改造方式是将手动三爪卡盘改造为电动三爪卡盘。
普通三爪卡盘改造为电动卡盘
普通三爪卡盘改造为电动卡盘
刘棣中;陈伟珍
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】总结普通机床数控化改造的经验,介绍普通三爪卡盘自动化改造的方法,为提高机床的生产效率提供有益的帮助.
【总页数】3页(P84-86)
【作者】刘棣中;陈伟珍
【作者单位】广西水利电力职业技术学院,广西,南宁,530023;广西水利电力职业技术学院,广西,南宁,530023
【正文语种】中文
【中图分类】TG5
【相关文献】
1.机床尾座电动三爪卡盘的研制 [J], 李兰勋
2.JDK型电动三爪自定心卡盘 [J], 倪汉民
3.基于液压系统的数控车床液压三爪卡盘改造研究 [J], 郝春玲
4.三爪卡盘的可调偏心改造与加工技巧探讨 [J], 张朝阳
5.普通车床卡盘三爪的修正 [J], 吕泰红;宋楠楠;李良刚
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C620车床卡盘的改造
C620车床卡盘的改造【摘要】C620车床卡盘的改造补偿了卡盘制造中的误差和使用过程中的磨损。
不论原卡盘定心精度差多少，均可调整到一个具有较高精度的定心卡盘，保证零件的加工精度。
【关键词】调心卡盘；三爪卡盘软爪；定心精度；夹紧面积目前，现在制造厂家生产的普通精度的三爪自动定心卡盘（以下简称卡盘），因限于其自身的结构和制造过程中的积累误差，使得其定心精度，都通常保持在0.10毫米左右。
经过我厂各车间使用一段时间之后，鉴于磨损等其它各种原因，使其定心精度显著下降，给装卡工件有保证同心度的要求时，造成了很大困难。
针对这种情况，我们改进了传统的法兰盘与卡盘的联接方式，将原来的固定连接，现改为可调连接。
这样就补偿了卡盘制造中出现的误差和使用过程中造成的磨损。
这种用法兰盘进行调心的卡盘，结构简单，制造容易，调心方便，调心范围很大。
不论原卡盘定心精度差多少，均可调整到一个具有较高精度的定心卡盘。
1.下面把改进后的C620车床的卡盘调整方式叙述如下调心方法：调整时，三爪上卡一根试棒，用千分表检查试棒的径向跳动数，根据指针的偏摆情况，稍微松一下螺钉，然后再拧紧螺钉，使试棒的径向跳动在0.002毫米以下，再把螺钉紧固。
使用情况和注意事项1.1新卡盘经一次调整之后，不需要每次都进行调整。
装卡与试棒直径相同的工件，其定心精度可达0.01毫米以下，与试棒直径不同的工件，其定心精度可达0.03毫米以下。
1.2旧卡盘，视其新旧的程度，一般经过一次调整之后，定心精度可达0.05毫米左右。
1.3要达到较高的定心精度，关键在于拔盘、法兰盘、压盘各接触面的精度。
为此，先将拨盘装入主轴上，精车与法兰盘的接触面（要求达到光洁度为▽7）。
然后把粗车后的法兰盘，与拨盘的接触面磨平，通过螺钉紧固在拨盘上，精车各部尺寸。
严格控制各接触端面的平行度保证在0.005毫米以下，以确保调心时，法兰盘能够径向的平行移动。
1.4在调心的同时再配以软爪三爪卡盘，不但可以使其精度得以更高的保证，而且还能避免了一般的硬三爪卡盘夹紧零件会使其产生“三角形”的变形状况，而软爪还可以成倍的增大与零件的夹紧面积，均匀、多点的夹紧会大大减少薄壁零件的夹紧变形。
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普通三爪卡盘改造为电动卡盘
刘棣中，陈伟珍（广西水利电力职业技术学院，广西南宁530023）
摘要：总结普通机床数控化改造的经验，介绍普通三爪卡盘自动化改造的方法，为提高机床的生产效率提供有益的帮助。
关键词：三爪卡盘；电动；改造；控制
Abstract: The text summed up the experiences of changing general machine to CNC, introdu ce the means of changing general scroll chuck to automatic, in order to provide profitable hel ps for increasing the production efficiency of machine.
Keywords: scroll chuck, electromotion, change, control
1 普通三爪卡盘改造的意义
在普通机床数控化改造的过程中，主要是进行机床进给装置的数控化改造，对于机床附件和其他功能的数控化改造，则视实际需要而定。
如：普通车床数控化改造中，一般并不进行三爪卡盘的改造，但是，如果所改造的车床用于大批量生产，则自动三爪卡盘却是提高生产率的关键。
因此，如何在投资少、时间短的基础上将原有手动三爪卡盘改造为自动三爪卡盘，仍然是值得关注和研究。
常见的自动三爪卡盘有液压式和电动式两大类，因为普通车床一般不带有液压系统，电动式又来得比较方便，故本文只就电动三爪卡盘谈谈自己的经验。
2 普通三爪卡盘的改造方法
2.1改造的思路
图1 图2
原有的手动三爪卡盘是通过人工转动小锥齿轮，使螺旋盘带动卡爪实现工件的松开和夹紧。
这个过程即花费了时间也增加了的劳动强度，为使松夹工件的过程能自动完成以提高工作效率，可将原有三爪
卡盘改造为液压传动或电动方式的自动三爪卡盘。
一般液压传动方式对原有卡盘的改动较大、液压系统需要较大的投资，而且夹紧过程需要保持压力，使液压系统更为复杂，故常用的改造方式是将手动三爪卡盘改造为电动三爪卡盘。
其基本原理如图1所示，在主轴内孔中装一传动轴与卡盘内部联接，在床头箱上安装一个异步电动机，通过皮带传动将电动机的运动传给传动轴，通过控制电动机正反转使卡爪夹紧和松开。
2.2结构设计
电动三爪卡盘应满足卡爪活动范围大、可夹持工件的尺寸范围大，装夹力度可靠，并可实现自锁等要求。
为此，可以保留原来的螺旋盘带动卡爪实现工件的松开和夹紧这一套机构。
但是，由于三相异步电动机的转速较高，对松夹工件不利，因此在传动轴和螺旋盘之间增加了具有大传动比的行星齿轮机构。
如图2所示。
这是由两排行星机构组成的行星传动装置，为使结构紧凑，将两排行星机构的太阳轮、行星轮设计成完全一样，也就是共用太阳轮和行星轮。
其工作原理为：行星轮Z4同时与太阳轮Z2、固定齿圈Z3及转动齿圈Z5啮合，平面螺旋盘与转动齿圈Z5固定连结，电动机的运动通过皮带传动使太阳轮Z2转动，并通过行星传动装置的转动齿圈Z5带动螺旋盘转动，从而带动卡爪夹紧或松开工件。
2.3夹紧机构的设计计算
行星轮系由一个太阳轮、一个固定齿圈、一个转动齿圈和行星齿轮架组成。
当太阳轮转动时，由于固定齿圈与外壳固定不动，迫使行星齿轮架绕公共轴线转动、行星轮自转，同时带动可动齿圈转动。
固定齿圈与转动齿圈的齿数差很少，使转动齿圈作反向低速转动，而转动齿圈与螺旋盘连接成一体，达到了以较低的速度夹紧工件的目的。
行星轮系传动装置主要受到原有卡盘内部空间的限制，所以在设计的过程中应根据空间大小设计齿轮。
首先根据切削力大小计算选择电机，再由夹紧力和夹紧速度设计行星轮系。
具体如下：图3车削时进给拖板上的载荷
2.3.1车削抗力分析[1]
车削外圆时的切削抗力分解为F x、F y、F z。
主切削力F z与切削速度方向一致，垂直向下，是计算车床主轴电机切削功率的主要依据。
切深抗力F y与纵向进给方向垂直，影响加工精度或已加工表面质量。
进给抗力F x与进给方向平行且相反指向，设计或校核进给系统刚度时用。
2.3.2拖板工作载荷的计算
由于F x与F y所消耗的切削功率可以略而不计，因此车床的切削功率P m为
（kw）
式中：F z和v的单位分别为N和m/s。
考虑到机床的传动效率，机床的电机功率P E为
（kw）
式中：ηm为机床主传动系统传动效率，一般取0.75~0.85。
因此，主切削力F z的大小可以按机床主电机功率计算
(N)
式中：v可取主轴传递全部功率时的最低切削速度(m／s)。
进给抗力F x和切深抗力F y可按下列比例分别求出
F z：F x：F y=1：0.25：0.4
2.4夹紧力的计算
三爪卡盘的夹紧力必须足够大，保证在加工过程中工件夹紧安全可靠。
故夹紧力除了克服主切削力F z 和进给抗力F y产生的合力外，还应考虑安全保障，在计算结果中乘以一个安全系数K p，取K p＝1.1～
1.3。
2.5行星轮系设计
根据卡盘的大小，选定齿轮直径和设计齿轮的模数后即可得到各齿轮的齿数。
设太阳轮分度圆直径为D2，齿轮模数m，则齿数z＝D2/m；设行星齿轮分度圆直径d4，则其齿数z4＝；设固定齿圈分度圆直径d3，齿数z3＝d3/m。
设转动齿圈齿数为z5，为了得到大的传动比，必须使齿数z5比z3少若干个齿，而齿轮5、齿轮3同时与齿轮4啮合，即中心距a43＝a45，故齿轮5和齿轮3中必有一个是变位齿轮。
由行星轮系传动比的计算得下列两式：
和
将n3＝0代入联合解上述两式得：
①
②的差值越大则齿轮5和齿轮3的齿数相差越大，则传动比越小，而且齿轮的变位系数越大，给齿轮加工带来困难，故的值尽量小。
（1）设分别代入①式和②式得：
和
若已知z2＝60，则z5－z3=6，即两个内齿轮的齿数差为6，设z5＝100，则z3＝94，由③式得传动比。
（2）若设k1－k2＝0.05分别代入①式和②式得：
和
若已知z2＝60，则z5－z3=3，即两个内齿圈的齿数差为3，设z5＝100，则z3＝97，由⑤式得传动比。
依此类推，可得到合适的传动比。
2.6变位齿轮的计算
设z3为变位齿轮，则a45为标准中心距，通过z3齿轮的变位使中心距a43＝a45，计算方法如下。
（1）计算啮合角
变位前的中心距为，
变位后的中心距为，
则：。
（2）计算变位系数
，由于变位之后中心距加大，即＞，所以齿轮z3与z4的啮合传动为正传动，故计算结果。
（3）计算齿顶高变动系数。
（4）分配变位系数，取，则＞0。
3 电动卡盘控制电路的设计
电动卡盘的控制电路如图4所示。
其中，QF1为电动机断路器，FV1为灭弧器，M1为控制电动机，SB1为夹紧按钮。
当SB1按下时，KM1线圈通电，KM1的主辅常开触点接通，其辅助触点并接在SB1两端实现了自保持，主触点接通M1主回路使之正转并通过传动轴带动转动齿圈Z5转动，再通过平面螺旋盘带动卡爪夹紧工件。
随着夹紧力的不断增加，电机电流会相应加大，当电流超过一定值时，电流继电器KA1动作，其常闭触点断开，KM1线圈回路断电，电机M1停转。
夹紧力的大小与电流继电器的动作电流成对应关系，通过计算和试验的方法可测定工件的夹紧力，并通过调整电流继电器的动作电流实现工件夹紧力的调整。
M1停转后，由于卡爪在平面螺旋盘中有自锁作用，卡爪在工件加工过程中不会自动松开。
当需
要松开工件时，只要按下点动控制的松开按钮SB2，KM2线圈通电使M1反转并带动卡爪松开工件；SB2按钮一放开，KM2线圈断电，M1停转。
在电路的设计过程中，为防止主回路短路，M1正反转的接触器和控制按钮均采用了互锁，过电流继电器的常闭接点均串接在两个接触器的线圈回路中。
图4 电动三爪卡盘控制电路图
参考文献：
[1]吴振彪.机电综合设计指导[M].北京：中国人民大学出版社，2000.
[2]东北重型机械学院.机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社，1986
收稿日期：2006—12—05
作者简介：刘棣中（1962—），男，助理实验师。
主要从事数控机床、液压传动技术教学工作。