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前 言

万向节轴十字叉轴，因其对称的外形和轴承安装面位置，要加工此类零件必须要固定的工装才能完成。在过去加工万向节轴十字叉轴需要在特殊的大容量机床上加工制造，设备成本高，所耗工时长。而随着分度卡盘的出现，十字叉轴可以在通用机床上用全自动分度卡盘一次装夹一道工序加工完成，大大降低了成本与加工周期。

图1 万向节轴十字叉轴

一、设计案例：一种液压自动分度卡盘

1.1自动分度原理

卡盘体中的组合式液压油缸可实现夹爪的夹紧一分度一锁紧定位一松开，见图1。为了使工件分度和锁紧(图1b、c)。组合缸中有转位活塞缸和定位活塞缸，压力油经分油器进入油缸体。在卡盘的上下端各装一支夹紧工件的卡爪(图1a)，其中一卡爪与分度方块相连，通过转位活塞拨动方块及卡爪转角，定位活塞锁紧定位，转角与锁紧动作互锁，即完成工件自动分度、旋转角度和锁紧定位。另一卡爪与夹紧活塞相连，通过活塞往复位移，对工件进行夹紧和松开。

图2 分度卡盘原理

1.2 分度卡盘的液压系统

分度卡盘的液压系统参考图2。由变量叶片泵供应系统压力油，分两路分别进入夹紧(松开)缸和分度(锁紧)缸，均由二位四通电磁阀控制活塞行程和换向为防止液压系统频繁换向产生的冲击，在进(回)油路前首末两端装有单向阀和蓄能器等装置。

图3 卡盘部件结构

1.3 分度卡盘特点

此种卡盘结构新颖、使用安全可靠。一次装夹即可实现自动分度, 对工件进行多面换位、多工序加工。还可按工件不同形状的要求, 设计组装成不同等分的自动旋转分度。该卡盘不仅适用于自动车床, 稍加改进后还可用于铣床、饱床和磨床。

二、产品实例

下面以SMW分度卡盘为例进行分析：

2.1 通用操作控制图

图4 通用操作控制图

2.2 分度系统

简单且严格的分度系统：在分度轴上有一个三角形，正方形或多边形，分度轴“A”通过活塞“C”旋转，并由活塞“B”定位，需要由四根液压油管进行夹持和分度。

如图5，P1内有压力分度轴A，通过定位器B锁定在位置1，车削加工工件的第一个面。

图5 P1内有压力分度轴A

如图6， P2内有压力 (分度)定位器退回，松开分度轴A，分度头C向前移动，推动轴旋转45°。

图6

如图7， P1内有压力分度头C退回，定位器B向前移动，推动轴A旋转90°，并将其锁定于位置2，开始工件第二面的加工。

图7

2.3 离心力补偿系统

（1）为减小由夹持活塞P和卡爪A产生的离心力所造成的夹紧力损失，采用了独特的液压系统设计。

（2）配重块M位于卡盘体内的一个径向孔内，该孔通过单向阀与液压回路联接。

（3）在旋转过程中，由配重块所产生的压力增加了夹持活塞的压力，补偿由于离心力所造成的夹紧力损失。

图8 离心力补偿系统

2.4分度位置控制系统

（1）分度位置控制系统安装在配油器上，采用连杆系统驱动，通过四个接近开关监测。

（2）分度爪上的凸轮“E”通过“F”杆、杠杆“H”、杆“G”和回弹簧“M”来移动后部的开关环。

（3）每个分度位置对应的开关通过开关环“M”驱动，监测此分度位置是否达到。

图9 分度位置控制系统

结 语

分度卡盘主要用于具有直角、45°、60°或120°轴类零件的全自动高生产率加工以及大批量高转位精度的零件如阀体、十字轴、或管接头等的加工。由于分度卡盘很短的夹紧、分度时间以及简易的安装，不仅可以用于大批量零件的生产加工，在小批量生产中也可以高效率运用。