K11系列三爪自定心卡盘技术资料
三爪自定心卡盘1
三爪自定心卡盘热 ??? 三爪自定心卡盘(3-TAW SELF-CECTRING CHUCK), 作者:佚名转贴自: 点击数:263 更新时间:2004-5-27 ,1.概述三爪自定心卡盘，用于多种金属机床上，能自定中心夹紧或撑紧圆形、三角形、六边形等各种形状的外表面或内表面的工件，进行各种机械加工，夹紧力可调，定心精度高，能满足普通精度机床的要求。
三爪自定心卡盘标准是产品设计、制造、验收的重要依据，同时也为主机配套提供参考。
三爪自定心卡盘有两种连接型式:短圆柱及短圆锥。
前者通过过渡盘与机床主轴连接，以适应早些年我国机床主轴端部不统一状况。
随着主轴端部标准JB2521-79《法兰式车床主轴端部尺寸》及GB/T5900-97《机床法兰式主轴端部与花盘互换性尺寸》相继制订，按GB5900规定生产的短圆锥式卡盘不通过过渡盘直接与机床连接，使机床工具系统刚性大大提高。
从而提高了加工质量，目前短圆柱连接卡盘作为传统产品列入标准，以适应市场需要。
当对短圆柱卡盘进行几何精度检验时，尚需注意应使其过渡盘连接为无间隙配合，以免定位误差影响检验精度。
对部分几何精度检验方法的说明:(1)G1卡盘径向和端面跳动:将卡盘固定在检验主轴上，并保证定位基准无间隙配合，固定指示器，使其测头垂直地触及卡盘外径连续部位和靠近外径的端面上，旋转主轴检验。
(2)G2,G4夹持弧(撑紧弧)的径向跳动:三爪卡盘应用每一个锥齿轮分别夹紧检验棒(环)检验，取三个锥齿轮分别夹紧检验中的最大值。
目前，呼和浩特机床附件厂、上海机床附件二厂、烟台机床附件厂和天津机床附件厂等生产的K11型三爪自定心卡盘远销美国、瑞士、朝鲜、东南亚、伊朗和香港等国家和地区。
2.结构及规格(1)基本结构和工作原理:三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔，将卡盘紧固在机床法兰上。
将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动，通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散。
三爪卡盘静态夹紧力研究
设计与研究三爪卡盘静态夹紧力研究烟台第二机床附件厂 张耀文 摘要 用静力学的方法研究了三爪卡盘各结构参数与夹紧力之间的函数关系,并对中外卡盘进行了夹紧力对比实验。
结果表明盘丝平面螺纹与卡爪牙弧接触部位的摩擦是影响卡盘夹紧力的最重要的因素,而其它各结构尺寸则影响很小。
关键词 三爪卡盘 夹紧力 摩擦 润滑 夹紧力是衡量三爪卡盘性能好坏的最重要的指标之一。
我厂在对外业务交往中,曾有客商反映,我厂的出口卡盘夹紧力小、夹不住工件。
为找出原因,我们一是对中外卡盘进行了夹紧力对比试验,二是用静力学的方法对夹紧力进行了公式推导,并借助计算机对部分结构参数与夹紧力之间的函数关系作了数值计算。
结果表明,润滑条件是影响夹紧力的最重要的因素,而各结构尺寸则影响很小。
1 夹紧力公式的推导 三爪自定心卡盘的结构如图1所示。
输入扭矩通过搬手1传给小伞齿轮2,使盘丝3按箭头方向转动,盘丝平面螺纹带动卡爪沿盘体(图中未画)径向移动,实现对工件的夹紧。
图1 三爪卡盘结构简图 图211搬手 21小伞齿轮 31盘丝 41卡爪111 取小伞齿轮1为研究对象图2为小伞齿轮的端面图。
M n为驱动力矩,M f 为摩擦阻力矩,T为轮齿正压力的端面投影,r m1为伞齿轮齿宽中点处的分度圆半径,R1为伞齿轮大端顶圆半径,且r m1≈34R1,θ为伞齿轮齿形压力角。
对伞齿轮轴线0取矩得ΣM0=0 M n-M f-T t r m1=0(1) 由机械原理中轴颈摩擦知,M f=f v T r R1= f1+f2T r R1,f为接触表面间的摩擦系数。
又T t= T cosθ,T r=T sinθ,解(1)式得T=M nf R11+f2sinθ+r m1cosθ(2) 在本问题中,T的切向分量T t产生有效夹紧驱动力,于是有T t=M nR1f1+f2tgθ+3/4(3)112 取盘丝为研究对象图3为盘丝的受力简图。
盘丝轮齿受到小伞齿轮法向力T′的作用沿逆时针方向旋转,盘丝平面螺纹则图3受到卡爪牙弧的法向反力P、摩擦力F P、由T′t产生的盘丝内孔摩擦阻力矩F vρ、以及由T′a产生的盘丝端面摩擦阻力f T′a的作用。
三爪卡盘卡盘组成及原理
三爪卡盘卡盘组成及原理
1 概述：
利用均布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件。
“卡盘”是机床上用来夹紧工件的机械装置。
从卡盘爪数上面可以分为：两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘.
2 结构：
三爪卡盘由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构组成。
三爪卡盘上三个卡爪导向部分的下面，有螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，碟形齿轮转动，背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或退出，用以夹紧不同直径的工件。
用在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大的工件。
三爪卡盘的自行对中精确度为0.05-0.15mm。
用三爪卡盘加工工件的精度受到卡盘制造精度和使用后磨损情况的影响。
卡盘按驱动卡爪所用动力不同﹐分为手动卡盘和动力卡盘两种。
①手动卡：为通用附件，常用的有自动定心的三爪卡盘和每个卡爪可以单独移动的四爪卡盘。
三爪卡盘(图1 三爪卡盘)由小锥齿轮驱动大锥齿轮。
大锥齿轮的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，实现自动定心和夹紧﹐适于夹持圆形﹑正三角形或正六边形等的工件。
3工作原理：
三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔，将卡盘紧固在机床法兰上。
将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动，通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散。
4 缺点：
三爪卡盘使用久了，随着卡盘的磨损三爪会出现喇叭口状，三爪也会慢慢偏离车床主轴中心。
使所加工零件的形位公差增大。
要修复三爪和三爪卡盘。
三爪卡盘原理(图)
三抓卡盘组成及原理
“卡盘"是机床上用来夹紧工件的机械装置。
从卡盘爪数上面可以分为：两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘。
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
动卡盘和机械卡盘.从结构上面还可以分为:中空型和中实型。
三爪卡盘
用伏打扳手旋转锥齿轮，锥齿轮带动平面矩形螺纹,然后带动三爪向心运动，因为平
卡盘
面矩形螺纹的螺距相等,所以三爪运动距离相等，有自动定心的作用.三爪卡盘是由一个大锥齿轮，三个小锥齿轮，三个卡爪组成。
三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，三个卡爪
等分安装在平面螺纹上。
当用扳手扳动小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出.
基本结构和工作原理：三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔,将卡盘紧固在机床法兰上。
将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动,通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散.。
三爪卡盘原理(图)
三抓卡盘组成及原理
“卡盘”是机床上用来夹紧工件的机械装置。
从卡盘爪数上面可以分为：两爪卡盘,三爪卡盘，四爪卡盘,六爪卡盘和特殊卡盘.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
动卡盘和机械卡盘.从结构上面还可以分为：中空型和中实型。
三爪卡盘
用伏打扳手旋转锥齿轮，锥齿轮带动平面矩形螺纹，然后带动三爪向心运动，因为平
卡盘
面矩形螺纹的螺距相等，所以三爪运动距离相等，有自动定心的作用。
三爪卡盘是由一个大锥齿轮,三个小锥齿轮,三个卡爪组成。
三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，三个卡爪等
分安装在平面螺纹上.当用扳手扳动小锥齿轮时,大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出。
基本结构和工作原理：三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔，将卡盘紧固在机床法兰上。
将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动，通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散。
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。
三爪卡盘的简介
三爪卡盘只能 加工圆柱形回 转体零件，主 要用于装夹中 小型轴类、套 类或盘类零件。
随着卡盘的磨 损三爪会出现 喇叭口状，三 爪也会慢慢偏 离主轴中心。 使所加工零件 的形位公差增 大。
三爪卡盘是车床加工中的常用零件，其改进变形有很多种， 但是基本原理是三点定圆心。
三爪卡盘
汇报人：
卡盘家族 三爪卡盘的结构 三爪卡盘的工作原理 三爪卡盘的特点 三爪卡盘的工作状态 三爪卡盘的缺点
卡盘
利用均布在卡盘体上的三 个活动卡爪的径向移动， 把工件夹紧和定位的机床 附件。 从卡盘爪数可以分为：两 爪卡盘，三爪卡盘，四爪 卡盘和特殊卡盘等。
三爪卡盘
三个爪均匀分 布（120度）在 卡盘体上的装 夹机构。
2.装夹方便、迅速
装夹过程中只需套 筒、铜片及扳手， 不需要其他辅助定 位装置。
三爪卡盘工作一般有正夹与反夹两种
正夹 （加工较小零件）
反夹 （加工较大零件）
1.夹紧力偏小
三爪卡盘只有 三个卡爪，在 受力中由互成 120度的双向 力平衡第三向 力与重力的叠 加。不能加持 较重的工件。
2.工件形状单一 3.定位精度不高
三卡盘由卡盘体、活动卡爪 和卡爪驱动机构组成。三个 卡爪导向部分的下面，有螺 纹与大锥齿轮背面的平面螺 纹相啮合。大锥齿轮与带方 孔的小锥齿轮啮合。
三个螺 钉固定 卡盘
扳手通 过啮合 带动小 齿轮小齿轮 利用啮Fra bibliotek合带动 大齿轮
大齿轮 利用螺 纹带动 三爪
1.自定心能力强
三爪自定心卡盘的 三个卡爪是同时移 动自行对中的，故 可自动定心。
三爪卡盘原理(图)
三抓卡盘组成及原理
“卡盘”是机床上用来夹紧工件的机械装置.从卡盘爪数上面可以分为：两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘,六爪卡盘和特殊卡盘。
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
动卡盘和机械卡盘.从结构上面还可以分为:中空型和中实型。
三爪卡盘
用伏打扳手旋转锥齿轮,锥齿轮带动平面矩形螺纹，然后带动三爪向心运动，因为平
卡盘
面矩形螺纹的螺距相等,所以三爪运动距离相等，有自动定心的作用。
三爪卡盘是由一个大锥齿轮，三个小锥齿轮,三个卡爪组成。
三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合,大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，三个卡爪
等分安装在平面螺纹上。
当用扳手扳动小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出。
基本结构和工作原理：三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔，将卡盘紧固在机床法兰上。
将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动，通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散。
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K11系列三爪自定心卡盘技术资料K11系列短圆柱三爪自定心卡盘配带正爪和反爪各一副，可分别使用。
K11A 、K11C 型卡盘的卡爪由两部分组成，采用螺钉连接，可调整为正爪或反爪使用。
K11A 型配带符合GB4346（ISO3442）标准的分离爪，K11C 型配带传统结构的分离爪。
可根据客户要求提供软卡爪，经配车或磨后可获得理想的夹持精度。
基本参数见表3.1K11系列短圆锥三爪自定心卡盘系短锥连接形式,可直接与机床主轴连接。
K11系列三爪自定心卡盘与机床主轴连接形式有A1，A2，C ，D 四种，可分别同3，4，5，6，8，11，15号短锥锥主轴端部配套，短锥连接参数符合GB5900.1～GB5900.3（ISO702）标准。
主要参数见表3.2表3.1 K11系列短圆柱三爪自定心卡盘的基本尺寸和参数(mm)规格 D D 1D 2D 3HH 1H 2 hz-d80 55 66 16 66 50 － 3.53～M6100 72 84 22 74.5 55 3～M8125 95 108 3084 58 4 130 100115 86 60 3.5160 130142 40 95 65 5 160A 109 71 165 145 96.566.5 －4.5 200165 180657553～M10表3.2 K11 系列卡盘产品规格与主轴端部配套选择一览表（mm)(1)A型（穿通螺钉连接〕A型又分为A1型（内圈螺钉连接）和A2 型（外圈螺钉连接）两种，它们的基本参数和尺寸见表：A1 型的基本参数和尺寸（mm)型号规格D D1D2D3D4D5H1h h1h2d1z－d K11200/A15K11200C/ A15 K11200A/A1520082.56361.940133104.88414.28812 6..516.33～M10K11250/A15K11250C/A16 K11250A/A1525082.56361.940133104.89314.28812 6.516.33～M10K11250/A16K11250C/A16 K11250A/A16106.37582.655165133.49315.87513 6.519.56～M12K11325C/A16 K11325A/A16325106.37582.655165133.410615.87513 6.519.56～M12K11325C/A18 K11325A/A18139.719111.178210171.410617.46214824.26～M16K11380C/A18 K11380A/A18380139.719111.178210171.411817.46214824.26～M16K11500A/A111500196.869165.112528023513519.056161029.46～M18K11500A/A115285.775247.6200380330.213520.638171035.76～M22注：上图中尺寸B 等于K11系列中同规格卡盘的H和H1之差。
A2型的基本参数和尺寸（mm)型号规格D D1D3D4D5H1h h1h2d1z～d K11200/A24K11200C/A24 K11200A/A420063.5136010882.686－10 6.514.73～M10K11500A/A211500196.86919028023513520161029.46～M18注：上图中尺寸B等于K11系列中同规格卡盘的H 和H1之差。
（2)C型（拨盘，螺栓琐紧连接）C型的基本尺寸和参数见表C型基本参数和尺寸（mm)型号规格D D1D2D3D4H1h h1h2d1z～dK11 125/C312553.9757525102631310－－3～M10K11 125/C463.5138525112631310 6.514.73～M10K11 160/C3 、K11 160A/C316053.9757540102761310－－3～M10K11 160/C4 、K11 160A/C463.5138540112701310 6.514.73～M10 K11 160/C5 、K11 160A/C582.563104.840135731512 6.516.34～M10K11 200/C4、K11200C/C4 、K11 200A/C420063.5138550112841310 6.514.73～M10K11 200/C5、K11200C/C5 、K11 200A/C582.563104.850135841512 6.516.34～M10K11 200/C6、K11200C/C6 、K11 200A/C6106.375133.450170841613 6.519.54～M12K11 250/C5、K11250C/C5 、K11 250A/C525082.563104.870135951512 6.516.34～M10K11 250/C6、K11250C/C6 、K11 250A/C6106.375133.470170951613 6.519.54～M12 K11 250/C8、K11 139.719171.48020951814824.24～M16250C/C8 、K11 250A/C8K11 325C/C6、 K11 325A/C6325106.375133.4100170103.51613 6.519.54～M12K11 325C/C8、 K11 325A/C8139.719171.41002201061814824.24～M16 K11 325C/C11、 K11325A/C11196.869235100290103.520161029.46～M20K11 380C/C8、 K11 380A/C8380139.719171.41302201181814824.24～M16K11 380C/C11、 K11380A/C11196.86923513529011820161029.46～M20K11 500A/C11500196.86923519029013520161029.46～M20K11 500A/C15285.755330.221040013521171035.76～M24注：上图中尺寸B等于K11系列中同规格卡盘的H 和H 1之差。
（3〕D型（拉杆，凸轮琐紧连接）D型的基本尺寸和参数见表D型基本参数和尺寸（mm)型号规格D D1D2D3D4H1h h1z～dK11 125/D312553.97570.625926313103～M10×1K11 125/D463.51382.6251176313103～M10×1K11 160/D3 K11 160A/D316053.97570.640927613103～M10×1K11 160/D4 K11 160A/D463.51382.6401177013103～M10×1 K11 160/D5 K11 160A/D582.563104.8401467315126～M16×1 K11 200/D4K11 200C/D4 K11 200A/D420063.51382.6501178613103～M10×1K11 200/D5K11 200C/D5 K11 200A/D582.563104.8501468615126～M12×1K11 200/D6106.375133.4501818816136～M16×1.5K11 200C/D6 K11 200A/D6K11 250/D5K11 250C/D5 K11 250A/D525082.563104.8701469515126～M12×1K11 250/D6K11 250C/D6 K11 250A/D6106.375133.4701819816136～M16×1.5K11 250/D8K11 250C/D8 K11 250A/D8139.719171.4802259818146～M20×1.5K11 325C/D6 K11 325A/D6325106.375133.4100181103.516136～M16×1.5K11 325C/D8 K11 325A/D8139.719171.4100225103.518146～M20×1.5K11 325C/D11 K11 325A/D11196.869235100298103.520166～M22×1.5K11 380C/D8 K11 380A/D8380139.719171.413022511818146～M20×1.5K11 380C/D11 K11 380A/D11196.86923513529811820166～M22×1.5K11 500A/D11500196.86923519029813520166～M22×1.5K11 500A/D15285.755330.221040313521176～M24×1.5注：上图中尺寸B等于K11系列中同规格卡盘的H和H1之差。
(4)K11系列三爪自定心卡盘夹持范围K11系列三爪自定心卡盘夹持范围见表3.7。
表3.7 K11系列三爪自定心卡盘夹持范围（mm)规格D正爪反爪夹紧范围撑紧范围夹紧范围A－A1B－B1C－C1802～2225～7022～631002～3030～9030～80125 2.5～4038～12538～1101303～4040～13040～1201603～5550～16055～1451654～6052～16555～1501904～7065～19065～1902004～8565～20065～2002406～10070～25090～2502506～11080～25090～25031510～14095～315100～31532511.5～16595～350110～34038011.5～21095～400110～40040015～210120～400120～40050025～280150～500150～500(5)K11系列三爪自定心卡盘卡爪结构参数：与K11系列三爪自定心卡盘相同,K11系列的卡盘结构型式也分为整体爪(包括正爪、反爪各一副）、A型分离爪（包括滑座和卡爪两部分）、C型分离爪（包括滑座和卡爪两部分），同规格卡盘的相同结构型式的卡爪可以通用。
它们的基本参数见表3.8～3.14。
表3.8 整体爪的基本尺寸(mm)规格80100125130160165190200240250 L324256707285105B12151618.52227H33384554576169h 6.57912表3.9 A型分离爪中卡爪的基本参数(mm)规格160200250315325380400500 L678095108130132 B25303645H414553617082 h910.513.517.51722 a12.67519.02519.025b7.9412.712.7e1922.22731.538.1t36t14z～d2～112～132～182～22表3.10 A型分离爪中滑座的基本参数(mm)规格160200250315325380400500 L648098********* L12934.939.747.647.547.4 B2022273645 H333538424655 a12.67519.02519.025b7.9412.712.7e1922.22731.7538.1t4 4.27t13z～d2～M102～M123～M123～M164～M20表3.11 C型分离爪中卡爪的基本参数(mm)规格L B H h a b e t t1z～d20088224412131128732～9240108274613352～11 250表3.12 C型分离爪中滑座的基本参数(mm)规格L L1B H a b e t t1z～d 2007631.52236131128622～M8 2409541273913352～M10 250表3.13 C型分离爪中卡爪的基本参数(mm)规格L B H h a b e t t1z～d 3251273659.5172815447.5 2.82～13 380表3.14 C型分离爪中滑座的基本参数(mm)规格L L1B H a b e t t1z～d 3251144336402815448.5 3.52～M12 380K11、K15 三爪自定心卡盘卡爪卡爪分为:整体爪、A型、D型分离爪、C型分离爪。