带有中央解锁功能的六爪液压卡盘有助于金属滑环密封件在高效加工中心上进行绝对精密和精确的加工

采用六爪液压卡盘对易变形的薄壁滑环密封工件进行强力而精细的夹持，精密、安全而且稳定。卡盘上的中央解锁系统可以实现卡盘的快速换装。

金属滑环密封件（图1～3）作为泵的重要组成部分，也关系到诸如油的输送、塑料的制造或水的远距离输送等问题。为了使滑环密封件能够长期可靠地发挥作用，密封件上两个相对转动的密封面的间隙在任何作业状态下均须保持稳定。对此，除了要选择合适的材料之外，高效加工中心的精确加工也是至关重要的。而唯有对易变形的薄壁工件进行安全稳定的夹持，才有可能实现这个目标。全球滑环密封件主要制造厂家之一的Eagle-Burgmann公司以其特殊的技术方案确保其领先地位。在加工过程中，该公司采用了Röhm卡盘系统，对带有6个精密卡爪的卡盘的研发促进了企业的进一步发展。

图1  金属滑环密封件作为泵的重要组成部分，也负责诸如油料的输送、塑料的制造或水的远距离输送

六爪卡盘的夹持力最大达到150kN

对薄壁工件安全稳定的夹持是金属滑环密封件加工的核心任务（图4）。由于大多数高价值不锈钢要被加工为高负荷的高科技产品，因此质量是一个至关重要的因素。滑环密封件是一种动态性密封件，它要对旋转部件和静止部件进行相对应的密封，因此对滑环密封件的加工需要具备极高的技术诀窍。对大直径不锈钢坯料的夹持便成为一种特殊的挑战。针对此类特殊要求的薄壁工件往往都是奥氏体钢材，例如合金或镍基合金，它们在夹持和加工过程中绝对不允许发生变形。同时，铣削加工必须要达到微米级精度。专门研发的带有很高同圆度的Röhm强力卡盘解决了这个棘手的难题，它以六爪和最大为150kN的夹持力对薄壁工件进行强力、全面和无变形的夹持。在夹持过程中，夹持力会得到极其细微和精确的调节。由于可重复精度高，因此加工结果也可达到良好的可复制性。通过快速颚板更换系统，卡盘在极短的时间内即可完成换装，因此使用非常灵活。

图2  金属滑环密封件大多为奥氏体钢

以往的平面螺旋卡盘需要较长的换装时间

Eagle-Burgmann由Feodor Burgmann于1884年所建立，其属于Freudenberg集团。该企业在位于Wolfratshausen和Eurasburg两个车间生产各种用途的金属滑环密封件和气润滑密封件，是该领域全球三大公司之一。常规密封件和气润滑密封件主要应用于泵、空压机、搅拌装置等类似设备上。除了传统的批量和系列产品之外，特殊的技术方案也是一个重要的应用领域。尤其在气润滑密封件领域，该公司拥有为数众多的滑动面加工与成型的专利技术。由Eagle-Burgmann公司专门研制的Röhm卡盘产品已经有7套投入使用，并已在新型机床设备上被视为是特殊加工的标配产品。以往所使用的平面螺旋卡盘需要较长的换装时间，而采用Eagle-Burgmann卡盘时的换装时间则不超过15min。此外，老式卡盘在清理异物（如切屑）时也很费事。作为替代方案，人们也采用过其他制造厂商的卡盘产品。但是，这些卡盘的精度不足，而且使用寿命仅为两年，这些都无法被人们所接受。

图3  针对金属滑环密封件的加工，需要用到微米精确的铣削加工技术

Röhm卡盘产品虽然自1992年以来即被公司视为是高质量产品，但是尚未有合适的夹持应用场合。Eagle-Burgmann公司务必需要一种能够对环状工件进行全力夹持且夹持力精确可调的六爪液压卡盘。然而所面临的困境是：Röhm公司虽然具备315规格的标准型液压卡盘，但是卡盘只有三爪。在这种规格卡盘上，无法实现所希望的强力和可靠的六爪楔杆原理。由于用户在会谈中对采用250规格卡盘的较小部件进行尝试的激励和推动，Röhm公司的设计人员公开回应用户的要求并随即投入专门为用户的技术方案的研发工作之中。

中央解锁技术实现快捷的卡爪更换

卡爪的中央解锁技术非常重要，这是因为唯有好的解锁技术方可实现快捷的换装。因此，制造单位在带有中央解锁和快速换装功能的315mm规格的Duro-NC三爪卡盘的基础上，设计出了一种六爪卡盘。设计人员最初借助于一种特殊软件来测得作用于薄壁工件上的变形力。在统筹考虑诸如较短的换装时间、较高的同圆性精度、较好的可重复精度和较高的安全性等框架条件之后，技术方案最终选定在一种基于楔杆原理的Duro-NC强力卡盘上。为了能够实现六卡爪的设计布置，在卡盘基体和卡盘活塞杆上均做了全新的设计。对附加卡爪也做了匹配，如同其他所有磨损件一样，附加卡爪也接受了硬化和打磨处理。

图4  采用六爪卡盘和最大为150kN的夹持力对易变形的薄壁工件进行安全和外形稳定的夹持

六爪卡盘在3min内为其他工件完成换装

Eagle-Burgmann公司得出一个积极的结论：卡盘除了较高的同圆精度和较好的可重复精度之外，还具备快速换装的能力。针对其他工件加工，卡盘可以在3min之内完成换装。在快速换装方面，卡爪可快速开启到位，控制销显示出更换的位置。通过一个旋转螺栓和调节环，中央解锁机构被操动。卡爪被解锁之后，安全系统即对设备主轴进行制动，避免其发生意外转动。在换装结束时，卡爪通过旋转螺栓复被锁定，卡盘即可重新投入使用。由此，卡爪可以得到双倍应用。此外，由于卡盘非常经久耐用，因此可以达到使用寿命长和费用低的目的。这种卡盘易于维护，也不易进污物。可以说，在对金属滑环密封件的加工上，该公司找到了一条既适用于各种主轴规格、又经济实惠的最佳夹持技术途径。