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三爪卡盘的改进设计（机械

CAD 图纸）（常用版）

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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。由于其开发周期较短,经济性好,因此,

有广阔的市场前景,预期将能产生好的经济效益和社会效益。

1.1 各种夹具的比较................................................................................................................4

1．2 三爪卡盘的介绍..............................................................................................................7

1.3 夹紧装置简介....................................................................................................................7

1.3.1 夹紧基本原理理论.................................................................................................7

1.3.2 夹紧座....................................................................................................................9

1.3.3 夹紧支板..............................................................................................................9

1.3.4 夹紧螺钉..............................................................................................................10

第 2 章总体方案的设计..............................................................................................................11

2.1 设计方案..........................................................................................................................11

2.1.1 设计方案的提出..................................................................................................11

2.1.2 几种典型夹紧机构的比较：..............................................................................11

2.2 液压缸简介......................................................................................................................14

第 3 章各零部件的设计..............................................................................................................16

3.1 结构及原理....................................................................................................................16

3.2 液压缸的设计..................................................................................................................17

3.2.1 液压腔的结构设计................................................................................................17

3.2.2 转子叶片数的设计..............................................................................................17

3.2.3　摆动角的设计....................................................................................................17

3.2.4 定子圆柱活塞杠面积的设计..............................................................................18

３.３齿轮传动的设计..........................................................................................................18

3.4 绘制零件图......................................................................................................................19

3.5 夹具的国内外现状和发展趋势......................................................................................22

第四章三爪卡盘的仿真................................................................................................................24

结束语..........................................................................................................................................26

参考文献..........................................................................................................................................27

致谢................................................................................................................................................29

第1章现有装置概论

1.1 各种夹具的比较

在机床上加工工件时,我们可以看到两种不同的情况:一种是用划针或指示表

等量具,按工件的某一表面,或者按工件表面上所划的线进行找正,使工件在机床

上处于所需要的正确位置,然后夹紧工件进行加工;另一种是把工件安装字夹具上

进行加工。为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面,一般都按

工件的结构形状,加工方法和生产批量的不同,采用各种不同的装置将工件准确,

方便的而可靠地安装在机床上,然后进行加工.这种用来安装的工件以确定工件与

切削刀具的相对位置并将工件夹紧的装置称为“机床夹具”。在实际的生产中,

例如活塞,连杆的生产线上,几乎每道工序中都采用了夹具。十分明显,如果不采用

夹具,不但工件的加工精度难以保证,而且加工生产率也会大大降低,有时甚至会

造成无法加工的情况。除了机床加工时需要使用夹具外,有时在检验,装配等的工

序中也要用到夹具,因之在这种场合中用到的夹具可分别称为“检验夹具”和“装

配夹具”。

机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称

为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹

具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。

通用夹具是在普通机床上一般都附有通用夹具,如车床上的卡盘,铣床上的回

转工作台,分度头,顶尖座等。它们都一标准化了,具有一定的通用性,可以用来安装

一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整。但是,在实际生产中,

通用夹具常常不能够满足各种零件加工的需要;或者因为生产率低而必须把通用

夹具进行适当的改进;或者由于工件的形状,加工的要求等的不同须专门设计制造

一种专用夹具,以解决生产实际的需要。

专用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的,其

功用主要有下列几个方面:1.保证工件被加工表面的位置精度,例如与其他表面间

的距离精度,平行度,同轴度等。对于外行比较复杂,位置精度要求比较高的工件,使

用通用夹具进行加工往往难以达到精度要求。2.缩短了工序时间,从而提高了劳动

生产率。进行某一工序所需要的时间,其中主要包括加工工件所需要的机动时间

和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。采用专用夹具后,安装工件和转换工位

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