數(shù)控機床回轉(zhuǎn)軸的環(huán)抱式定位夾緊機構(gòu)
環(huán)抱式定位夾緊是通過夾緊套或環(huán)形剎車片在徑向方向上作用于旋轉(zhuǎn)軸的圓周表面，從而產(chǎn)生摩擦扭矩對回轉(zhuǎn)軸進行角度定位的夾緊方式。目前常見的環(huán)抱式定位夾緊機構(gòu)主要有液壓夾緊套和氣壓抱閘2種。液壓夾緊套的工作原理是將油壓至抱閘套筒壁的密封之間毫無損失地轉(zhuǎn)換成徑向夾緊力，并使套筒內(nèi)壁作用于回轉(zhuǎn)軸的外圓周表面，從而產(chǎn)生摩擦扭矩的夾緊方式，如圖7所示。 被夾緊的元件在夾緊定位發(fā)生時，既不會產(chǎn)生向推動，也不會產(chǎn)生扭曲，當(dāng)油壓完全卸荷，套筒彈回最初狀態(tài)，再次釋放部件。此類夾緊機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，夾緊扭矩大。其夾緊扭矩可根據(jù)下式估算： 由式(4)可以得出，徑向液壓夾緊方式的夾緊扭矩與抱閘的作用面積、作用壓力以及抱閘和被夾緊面的摩擦系數(shù)成正比。圖8為我公司“十一五”重大專項AC軸雙擺角數(shù)控萬能銑頭項目樣機MH30fhc的C軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)。回轉(zhuǎn)單元主要采用力矩電動機串聯(lián)式驅(qū)動結(jié)構(gòu)。其夾緊定位機構(gòu)采用的是液壓夾緊套的定位夾緊方式，夾緊套的筒壁直接作用于隔套的外圓周，較直接作用于外轉(zhuǎn)子表面具有更大的作用面積，獲得了理想的夾緊扭矩。將驅(qū)動系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)較好地融合在了一起。此外，液壓夾緊套直接作用于隔套的外圓周，而不是作用于力矩電動機的外轉(zhuǎn)子，也降低了電動機損壞的風(fēng)險。 與液壓夾緊套的夾緊方式類似，氣動抱閘也是利用環(huán)形剎車片作用于回轉(zhuǎn)軸的圓周表面，從而產(chǎn)生摩擦扭矩，達到回轉(zhuǎn)軸定位夾緊的目的。圖9為HEMA公司的內(nèi)圓周被動式氣壓抱閘的原理，OPEN口通入空氣時，彈簧皮腔彎曲弓起，并連帶引起環(huán)形剎車片與回轉(zhuǎn)軸的分離，回轉(zhuǎn)軸得到釋放，當(dāng)壓縮彈簧的空氣由OPEN口排放或皮腔外部腔體由CLOSE口充氣增壓時，皮腔得到放松并伸展，從而環(huán)形剎車片夾緊回轉(zhuǎn)軸。氣動抱閘雖然在大夾緊扭矩的獲得上效果不如液壓夾緊套，但其具有反應(yīng)速度快、安裝簡單和清潔度高的優(yōu)點，尤其值得一提的是，此類氣動抱閘本身還具有安全夾緊的功能，當(dāng)系統(tǒng)掉電時，氣源消失，彈簧會恢復(fù)形變，抱閘自動夾緊回轉(zhuǎn)軸，能夠有效防止系統(tǒng)失去動力后回轉(zhuǎn)軸由于自身重力或磁力作用產(chǎn)生難以預(yù)料的動作造成刀具或工件的損壞。