毕业设计
题目：电动卡盘
系别：机电工程系
专业：机电一体化
班级：07大专机电（3）
学生姓名: 冯丹丹陆艳许媛媛
顾飞许荣王进军张扬
指导老师：***
2011年10月1日
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
Sums up the experiences of changing general machine to CNC machine, introduces the means of changing chuck with three jaws to electric chuck, which provides profitable helps for increasing the production efficiency of machine.
第一章三爪卡盘 (4)
1.1 夹具的概述 (4)
1.2 三爪卡盘的介绍 (5)
1.3 三爪卡盘改进的意义 (6)
第二章电动卡盘 (7)
2.1 电动卡盘的概述 (7)
2.2 国内外电动卡盘的研究现状 (7)
2.3 普通三爪卡盘改进为电动卡盘的思路 (8)
2.4 普通三爪卡盘改进为电动卡盘的设计 (8)
第三章电动卡盘机械部分设计 (9)
3.1 卡盘各部分尺寸的测量（见附件（2）零件图及装配图） (9)
3.2 行星轮系的设计 (9)
3.3 键的选择 (12)
3.4 轴承的选择 (13)
3.5 零件图及装配图 (14)
第四章电动卡盘电气控制部分的设计 (15)
4.1 控制电路图的设计 (15)
4.2 电器元器件的选择 (16)
4.2.1 电机的选择 (16)
4.2.2元器件选择 (16)
第五章电动卡盘的组装调试 (16)
5.1 机械部分的组装 (16)
5.2 电气控制部分的组装 (18)
5.3 运行及调试 (18)
结束语 (19)
附件 (20)
附件(1)学生工作情况 (20)
附件(2)零件图装配图 (21)
致谢 (28)
参考文献 (29)
第一章三爪卡盘
1.1 夹具的概述
在机械加工过程中，为了保证工件的加工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。
夹具的组成：
1)定位元件
它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。
2)夹紧装置
用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。
3)对刀、引导元件或装置
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。
4)连接元件
使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。
5)夹具体
用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。
6)其它元件及装置
有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。
以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，
目的是使工件定准、夹牢。
夹具的功用：
1）能稳定地保证工件的加工精度
用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。
2 ）能减少辅助工时，提高劳动生产率
使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能
根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。
1.2 三爪卡盘的介绍
三爪卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件。卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构三部分组成。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、外圆磨床和内圆磨床上使用，也可与各种分度装置配合，用于铣床和钻床上。三爪卡盘是由爪盘体、小锥齿轮、大锥齿轮（另一端是平面螺纹）和三个卡爪组成。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的导槽中呈120°均布。爪盘体的锥孔与车床主轴前端的外锥面配合，起对中作用，通过键来传递扭矩，最后用螺母将卡盘体锁紧在主轴上。
三爪卡盘结构图
1.3 三爪卡盘改进的意义
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。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。对于普通机床而言,若是进行大批量生产,若工件能够实现自动装夹,将会降低操作人员的劳动强度,节省时间,提高效率。对于力气较小的操作人员而言，装夹工件不仅费力，还会存在安全隐患。
因此，为解决以上问题，如何在投资少、时间短的基础上将原有手动三爪卡盘（包括普通机床和数控机床）改造为自动三爪卡盘，仍然是值得关注和研究的。对于自动卡盘可以设计成液压控制和电控制，液压控制比较繁琐，选择电动卡盘。通过这次毕业设计，扎实我们所学的基础理论和专业知识，逻辑思维能力、动手能力、独立学习能力，分析和解决问题的能力、查阅和归纳数据的能力都会有大幅度提高，为我们即将踏上工作岗位很大的帮助。
方法：在主轴内孔中装一传动轴与卡盘内部联接，通过联轴器传动与异步电动机联接，控制电动机实现卡盘装夹与松开的自动化。
