雄克静压膨胀芯轴-R课件

雄克静压膨胀芯轴技术精密之极、方便之致SCHUNKGmbH&Co.KG

德国雄克公司雄克公司介绍雄克研发实力SCHUNKGmbH&Co.KG

德国雄克公司成立于1945家族企业全球企业运作超过2000名员工自动化工程夹持系统刀柄系统标准模块化夹持系统及快换单元卡盘系统卡爪电永磁系统吸盘及吊具德国雄克公司—夹持系统德国雄克公司—自动化工程机械手旋转单元线性单元机器人附件模块化装配系统模块化关节型机器人德国雄克刀具/工件夹持技术及自动化工程雄克液压夹持技术…静压膨胀芯轴技术原理芯轴在切削加工及测量装配的应用雄克中国的个性化服务刀具/工件夹持技术及自动化工程精密夹持工艺：传统技术与现代工程的桥梁刀具/工件夹持技术及自动化工程是“德国雄克（SCHUNK）”的核心竞争力。其工艺及设计制造于一体的精髓造就了雄克的核心竞争力。通过对客户需求的精确把握及对未来技术的孜孜以求，驱使雄克一直站在夹持技术的最前沿，并贯穿到不同的应用领域。我们称之为雄克的协同力量（SCHUNKSYNERGY）。引言齿轮加工的雄克夹持工艺齿轮加工

/齿轮CNC磨床grindingmachineforgearwheelproduction芯轴夹持方式示意工件膨胀壁加压活塞及密封基体红色：夹持区域蓝色：被夹工件技术看点PrecisionSCHUNKhydraulicexpansiontoolsexhibitarun-outandrepeataccuracyof<0.003mm.Theclampingrangeoftheclampingtoolscanbeflexiblyextendedbyslottedintermediatesleeves.Therun-outaccuracyoftheintermediatesleevesis<0.006mm.Highqualityalloysandthealmostcompleteeliminationoftheresidualstressesinthematerialensurethattheprecisionoftheexpansiontoolsismaintainedthroughouttheentireservicelife.雄克的精密静压膨胀芯轴拥有跳动和重复精度小于3

m。工件的夹持范围可通过轴向开槽的涨套实现柔性夹持。涨套的跳动小于6m。高性能合金几乎可完全消除残余应力，保证了涨套膨胀后精度的稳定性以及整个使用周期的免维护性。芯轴标准结构

驱动螺栓Actuationscrew

夹紧到限位（无需扭矩扳手）驱动活塞Actuationpiston密封栓Sealing

防止驱动孔径的油压泄露涨套Expansionsleeve

工件被同轴地涨紧，跳动小于3

m（0.003mm）导油孔径Connectingbores芯轴基体Mainbody

与涨套组合，涨套为焊接式或O型圈雄克静压夹持系统能与实现各种机床或设备接口的有效连接：

连接方式取决于机床、夹具和具体应用。芯轴安装接口方式中心孔锥面(如莫氏锥柄)锥面(如BT\CAT)法兰(中心圆柱)圆柱中心短锥法兰连接圆柱圆柱柄REISHAUER连接HSK接口液压芯轴的驱动方式分为：手动加压、推杆（油缸）自动加压、拉杆（油缸）自动加压、附加的保压单元加压芯轴驱动方式手动（内六角扳手）自动（油缸或推杆）自动（油缸或拉杆）自动（液压单元）有槽变径套与芯轴匹配，拓展了芯轴夹持的应用范围：几种夹持直径容许不同的工件扩展其夹持范围达到其直径的0.3%。变径套的最小壁厚必须保证在2mm，其最大的壁厚也是有要求的，请依据样本选取标准值。

雄克（SCHUNK）亦可根据客户需求定制芯轴及变径套！变径套的应用基轴Basicarbor独立芯轴的工作方式及夹持范围基轴Basicarbor涨紧区域Expansionzone被涨紧工件Basicarbor芯轴+变径套的工作方式及夹持范围基轴+变径套Basicarbor+Sleeve变径套Sleeve被涨紧工件Basicarbor特别功能塑胶弹性涨紧套塑性涨套

Plasticexpansionsleeve钢制变径套Intermediatesleeve(steel)应用：0.9%夹持直径25mm0,225mm采用塑胶弹性涨紧套可以实行夹持直径的0.9%的膨胀率。阶梯孔径的芯轴精密夹持方案Undersomecircumstances,certainworkpieceshaveaborewithtwodifferentdiameters.Theclampingarborforthisworkpiececanhavetwoactiveclampingareasmatchedtotherelevantborediameter.Theclampingareascanbeactuatedindependentlyorsimultaneously.对于特殊的工件夹持要求，例如被夹持面为阶梯孔，芯轴必须考虑在不同的直径上的精确夹持。被夹持区域的涨紧可设计为单独驱动或并行驱动。芯轴油腔的两种密封结构芯轴油腔密封的两种结构：O-型圈、

焊接式O-型圈涨套焊接式涨套

有效的夹持长度开始于芯轴连接面后10mm膨胀率可实现0.3%、0.5%、0.9%一般来说，直径超过80mm，采用O-型圈涨套通过螺钉或定位销固定涨套维护性/维修性好价格偏高有效的夹持长度开始于芯轴连接面后5mm膨胀率最大可实现0.3%一般来说，直径小于80mm，采用焊接式涨套通过焊接式固定价格便宜精细调整膨胀（夹持）范围膨胀率精调螺栓自动涨紧为实现夹持力的精确调整——采用自动驱动方式芯轴设计中，——手动驱动的调整活塞能方便地调整油压，实现柔性夹持。

这意味着更柔性的控制得以实现在夹持诸如薄壁件等易变性工件。工件公差——计算芯轴膨胀率需求0.3%芯轴膨胀率：

工件直径Ø的

0.3%传递安全扭矩的芯轴膨胀量工件设计公差工件、芯轴的安装配合间隙芯轴膨胀量计算计算案例：工件——Ø25H8直径25mm的0.3%0,075mm需求的最小膨胀量

0.073mm

OK需夹持的工件/刀具》》》工件/刀具的直径Ø：说明：最大膨胀量为被夹持直径Ø的0.3%工件/刀具自动装夹需要更大的安装间隙工件自动装夹由于自动装夹机器人的定位、运动精度（例如KUKA），工件与芯轴之间必须保证足够的安装间隙。球面装夹导向设计工件/刀具装夹方式》》》

手动

自动内、外涨紧芯轴结构基体内向涨套工件活塞及密封件工件外涨加压螺栓内涨加压螺栓外向涨套红色：夹持区域蓝色：被夹工件变径套（涨紧套）Intermediatesleeves通过变径套，可以根据夹持直径的系列变化，实现单一芯轴的柔性夹持。夹持面的非连续工艺设计或槽可通过变径套来实现并保护芯轴。变径套未使用变径套铣刀芯轴外套芯轴铣刀盘体芯轴铣刀盘体有效的夹持范围

如果芯轴的有效夹持长度大于工件的被夹持范围，必须采用支撑套来保护芯轴，以防芯轴破裂！supportingbushworkpiece支撑套工件的有效夹持长度Ls：调节芯轴油腔压力增压器：通过液压动力单元的芯轴直接驱动方式，可以采用增压器来有效调节芯轴的膨胀压力，以适合不同工件的夹紧变形要求在可靠而有效的范围内！增压器液压单元50bar芯轴油腔中要求的压力380~400bar.活塞加工案例测量、检验、装配芯轴磨齿芯轴插齿芯轴滚齿芯轴车、铣、钻、镗的芯轴夹具

GOOO快换系统+芯轴芯轴的在齿轮加工的综合应用芯轴的在齿轮加工的综合应用BUSHTurning

导套加工：车削、磨削Gearshaving

剃齿加工——芯轴雄克标准芯轴系列驱动：手动，轴向加压接口：圆柱凹槽

Cylindricalrecess机床：磨齿机工件：齿轮Gearwheel

应用：齿形磨削(Toothpro)

特点：定位精度高，装夹迅速，极大缩短工装准备时间。不适合小定位孔的滚齿、插齿加工，刚性不足。适于磨齿、绗齿。优势：

通过变径套实现工件的柔性夹持；

一次装夹多个具有不同精度的齿轮。***此标准芯轴适于小齿轮的高效磨削。工件Reishauer球联接或标准法兰芯轴基体活塞、密封单元芯轴涨套芯轴用于车、铣加工连接活塞加压活塞及密封工件压力调整螺栓膨胀壁基体红色：夹持区域蓝色：被夹工件驱动：手动，轴向加压，压力精调螺栓接口：法兰圆柱面

Cylindricalrecess机床：

车床、车铣复合加工中心工件：壳体、联接管件应用：钻孔、铣削、镗孔

Drilling,milling,boring优势：无变形夹持，定心精度高特别说明：

夹持力可调；

辅助夹持通过可旋转压板；

工件定心采用液压夹紧系统。***此芯轴为奔驰公司特别设计，用于差速器罩壳加工差速器主小齿轮罩——芯轴驱动：轴向直接驱动接口：圆柱凹槽

Cylindricalrecess机床：

加工中心工件：差速器主小齿轮罩

Pinioncage应用：钻孔、铣削、镗孔

Drilling,milling,boring优势：定心精度高达0.006mm特别说明：

夹持力可调；

辅助夹持通过可旋转压板；

工件定心采用液压夹紧系统。***此芯轴为奔驰公司特别设计，用于差速器罩壳加工轴向压紧，旋转压块变径套工件限位销涨套基体行星轮支架——芯轴夹紧方案驱动：轴向压杆直接驱动接口：法兰圆柱面

Cylindricalrecess机床：加工中心工件：行星轮支架、壳体

Planetarywheel

应用：钻孔、铰孔(Drilling,reaming)

特点：工件通过直径子规定位及两个液压旋转指轴向压紧。通过定位块，行星轮支架与预加工孔精确对齐。优势：

夹持稳定，定位精度高

可以自动化上下料

***此芯轴对于壳体类类零件的自动化加工、定位非常有效。Hobbing

滚齿芯轴滚齿加工中的夹持技术

随着对齿轮制造精度要求的提升和精锻技术的发展，要求滚齿后的磨削余量更小，液压芯轴成为实现该目标最理想的夹持系统。Theleftdrawingillustratesaclampingmandrelwheretheentiretorqueiscreatedviaradialexpansion.

Clampingisinitiatedviatheclampingcylinderofthemachinespindle.Thetailstock,whichisalsoclampedviatheclampingmandrel,onlyservesthepurposeofstabilizingandcenteringthedevice.Axialclampingisnotnecessaryinthiscase.

Withthehelpofanoilspiralgrooveoracoatingontheclampingsurfaceyoucanobtainhightorquealsowithsmallerclampingdiameters.Gearhobbing

滚齿加工——芯轴驱动：压杆自动驱动接口：法兰连接机床：滚齿机工件：齿轮应用：滚齿加工优势：无间隙、无需调整的自动中心夹紧提示：

自动拉紧通过闭合的筒夹；

高精度的夹持孔面（0.01mm）；

滚出的齿面在装配后可获得最佳的跳动精度。***

压盖工件底座驱动活塞拉杆

FFF滚齿——行星齿轮架基体支撑面工件压盖涨套膨胀壁拉杆压盖锁紧帽

驱动：压杆自动驱动接口：法兰连接机床：滚齿机工件：齿轮应用：滚齿加工优势：无间隙、无需调整的自动中心夹紧提示：

自动拉紧通过闭合的筒夹；

高精度的夹持孔面（0.01mm）滚出的齿面在装配后可获得最佳的跳动精度。***Gearhobbing

滚齿芯轴Theillustrationdownrightshowsaclampingmandrelwithcenteringfunctionsasanadditionalversionforhobbing.Here,torqueisobtainedaxiallyviaaclampingbellthroughthedrawbar.Clampingpressureisactuatedviaahydrauliccylinderinthetailstock.

ltispossibletoobtainexactexpansionwiththehelpofaproportioningandresettingscrew.Thefloatingattachmentofthebackingringwillcompensateforaxialrun-outontheworkpiece.滚齿芯轴，加工所需的加持扭矩仅由芯轴的径向膨胀产生，夹紧由机床的夹持油缸及压杆实现。带有定心功能的滚齿夹具，加工所需的切削扭矩通过轴向的拉杆，拉动钟罩壳压紧。芯轴涨紧通过止位端的压力油缸，在压力精调螺栓的辅助下，涨套精确涨紧，稳定夹持。通过浮动端面定位环，可对工件端面跳动进行一定的补偿。Gearshaping

插齿芯轴图示夹具为插齿刀涨紧芯轴，带有径向及轴向液压涨紧。借助于涨紧套插齿刀可精确定心，其圆跳动可控制在3µm以下。插齿刀通过分离的轴向驱动液压系统采用较大的力夹紧的。特殊的锥部设计精确地定位插齿刀到机床主轴。该大型插齿刀一般用在外齿插齿加工。在插齿加工中，越来越高的产品质量要求使得液压夹具被广泛应用。根据机床结构不同，夹具可被固定于机床上，或者通过双顶尖装夹于机床主轴之间。安装在LIEBHERR机床的工作台的插齿夹具方案。通过机床液压缸驱动芯轴涨紧。通过应用涨紧套，变动的夹持范围可覆盖到15~35mm。被夹持工件的最大跳动控制在5

m以下。亦有效于工件自动上下料。插齿刀芯轴夹持方案插齿工件（齿轮）的芯轴夹持方案Gearshaping

插齿加工——芯轴驱动：轴向直接驱动接口：法兰圆柱面，液压基座

机床：

插齿机工件：驱动齿轮

应用：内齿插齿加工

Shapingofinternalgearing

优势：圆跳动和面跳动精度高(<5um,0.0002”)特别说明：

芯轴快换系统；

重复定位精度高，工装更换迅速；

工件定心采用液压夹紧系统。***此芯轴适合多品种中型高精度齿轮插齿加工。插齿——芯轴设计连接法兰基体膨胀壁对称夹持精调螺栓工件活塞和密封FF驱动：轴向压杆，自动接口：主轴的圆柱法兰面机床：插齿机工件：齿轮应用：插齿加工

特点：相对于被加工区域存在完全对称的孔，通过径向调整，插齿后齿轮获得更高的回转精度。齿轮附加地被轴向夹紧。回转精度控制在3µm之内。自动工件装夹。

优势：

定位精度高，装夹迅速。

极高的回转精度保证。

***此芯轴适于中、大型齿轮的插齿加工。径向刚度高，夹持稳定。插齿——芯轴结构驱动：弹簧包接口：主轴的圆柱法兰面

机床：插齿机工件：齿轮应用：插齿加工

特点：通过径向调整，插齿后齿轮获得更高的回转精度。齿轮附加地被轴向夹紧。回转精度控制在3µm之内。自动工件装夹。

优势：

定位精度高，装夹迅速。

极高的回转精度保证。

芯轴涨紧通过弹簧包，松开使用推杆，反应速度快。***此芯轴适于小型齿轮的插齿加工。工件止位块芯轴涨套弹簧包芯轴基体压杆工件压盖Gearshaving

剃齿芯轴该两种结构芯轴可拆分为两部分，工件可被装卸。工件的定心通过中心尾座，在液压缸向接触面轴向加压过程并行进行。圆跳动5

m以下。在剃齿加工中，越来越高的产品质量要求使得液压夹具被广泛应用。根据机床结构不同，夹具可被固定于机床上，或者通过双顶尖装夹于机床主轴之间。具备自动上下料的剃齿机床把剃齿芯轴的上、下部分分别装在工件主轴上。定位过程中，工件无侧隙地同时夹紧。圆跳动3

m以下。环形零件的最小变形夹紧基体膨胀壁膨胀壁涨套推杆F驱动：轴向压杆自动驱动接口：DIN55026短锥

机床：

加工中心工件：环形工件

Rings应用：钻孔、铣削(Drilling,milling)

特点：工件夹持变形量小优势：

通过变径套实现工件的柔性夹持范围。***此芯轴对于薄壳类零件、齿轮类零件的加工、定位非常有效精密镗孔——手动加压芯轴加压手柄压力表注油设备工件预定心垫片膨胀壁涨套轴向定位挡块驱动：手动、轴向压杆自动驱动接口：DIN55026短锥

机床：

加工中心工件：液压缸

应用：精密钻孔/铰削

(Finedrilling/reaming)

特点：夹持刚性好，外圆定位铰削内孔，圆度控制在10um之内，同轴度15um以内（工件D100，ID80）优势：

通过变径套实现工件的柔性夹持范围。***此芯轴对于液压缸等薄壳类零件、对圆度和同轴度有较高要求小型齿轮加工驱动：轴向压杆自动驱动接口：法兰圆柱面

Cylindricalrecess机床：

加工中心工件：小齿轮Pinion

应用：钻孔、铰孔(Drilling,reaming)

特点：夹持刚性好，外圆定位铰削内孔，工件夹持变形量小优势：

通过变径套实现工件的柔性夹持范围。***此芯轴对于小齿轮类零件的加工、定位非常有效。预定心垫片工件涨套芯轴基体变径套定位平面磨削——芯轴活塞和密封基体工件锁紧螺母浮动环膨胀壁驱动：手动，轴向加压接口：中心孔，两顶尖

机床：外圆磨床工件：活塞杆导向座Guidepiston

应用：磨削(Grinding)

特点：定位精度高，装夹迅速，极大缩短工装准备时间。

优势：

使用浮动环及锁紧螺母，能加工极高精度的平面。***此芯轴适于定位平面及导向面的磨削，保证位置精度要求。磨削跳动保证——芯轴：滚刀夹紧驱动：手动，轴向加压接口：中心孔，两顶尖

机床：数控外圆磨床工件：滚齿刀hobcutter

应用：滚刀刃口磨削(Grinding)

特点：刀具跳动可以控制在3µm

以内。

优势：

刀具宽度不同，亦可使用同样芯轴夹紧。***此芯轴适于不同长度的滚齿刀制造和俢磨。滚齿刀活塞密封单元芯轴基体芯轴涨套磨削——圆柱齿轮芯轴基体驱动：手动，切向加压接口：圆柱凹槽

Cylindricalrecess

机床：磨齿机(Serration-grinding)工件：圆柱齿轮

应用：齿形磨削(Grinding)

特点：采用压力表监测工件的夹紧力。

优势：

定位精度高，装夹迅速，极大缩短工装准备时间。***此芯轴适于圆柱齿轮齿形磨削。压力表工件：齿轮芯轴涨套变径套预定心导向片珩磨——芯轴驱动：手动，轴向加压，偏心采用轴向调整螺栓接口：圆柱凹槽

Cylindricalrecess

机床：绗磨机(Honingmachine)工件：珩磨轮的内齿形应用：绗磨(Honing)

特点：采用压力表监测工件的夹紧力。

优势：

低于一丝（0.01mm）的跳动保证，以及更高的重复定位精度。***此芯轴适于工件外圆定位的内齿形磨削加工。液压柄部接口芯轴涨套芯轴基体绗磨/工件绗磨轮主轴磨削——轴颈及轴端驱动：手动，切向加压接口：圆柱凹槽

Cylindricalrecess

机床：数控外圆磨床工件：轴

应用：外轮廓磨削(Grindingexterior)

特点：夹持在较短的配合长度。

优势：

定位精度高，装夹迅速。保证非常高的同轴度。***此芯轴适于轴径及轴端轮廓的磨削。芯轴涨紧在两段不同的夹持直径工件芯轴基体磨削——多重水泵轴驱动：手动，切向加压接口：锥面定位或前中心孔

机床：外圆磨床工件：水泵轴

应用：外圆磨削(Grindingexterior)

特点：螺旋型膨胀套，保证更高的径向刚度。

优势：

定位精度高，装夹迅速。

多重工件并行磨削，效率高，装夹稳定。***此芯轴适于多个工件的外轮廓磨削。芯轴涨套工件短锥接口芯轴基体定位辅助支撑环测量芯轴——盘体类零件活塞和密封工件膨胀壁基体连接单元驱动：手动，轴向加压接口：圆柱凹槽

Cylindricalrecess

机床：测量夹具工件：刹车盘应用：精加工测量及跳动检测

特点：使用球轴承表及轴向轴承，被夹持的工件/刀具的回转精度能控制在3µm以下。

优势：

定位精度高，装夹迅速。

极高的回转精度保证。***此芯轴适于中心孔或阶梯孔定位的盘体类零件回转精度检测。组合液压夹具芯轴涨套工件夹具基体P驱动：直接驱动接口：安装在机床工作台上

机床：加工中心工件：环、圆盘应用：钻孔

特点：多重夹持——6个工件可被并行夹持，获得更高的定心精度。减少工装调整（准备）时间，并获得更高的夹持精度。

优势：

定位精度高，装夹迅速。

极高的定心夹持精度保证。***此芯轴适于加工中心盘体类、环类零件的内孔磨削及钻、铰操作。带有零点快换系统的组合芯轴夹具驱动：手动接口：与雄克Vero-S快换系统组合

机床：平面磨床工件：轴应用：多个工件一次装夹，整体磨削

特点：工件通过托盘在机床外装夹，自动上料到机床、加工、下料，全自动进行。

优势：

定位精度高，装夹迅速。

平面度高。***此芯轴适于自动装夹磨床，高生产效率和加工精度。驱动单元工件涨套芯轴压力平衡器托板Vero-SVero-S零点快换系统节径圆定位的芯轴驱动：手动，轴向加压接口：中心孔，两顶尖

机床：外圆磨床工件：齿轮轴应用：外轮廓磨削(Outcontourgrinding)

特点：采用齿形变径套在节径圆定位、夹紧。

优势：

定位精度高，装夹迅速。保证非常高的同轴度。***此芯轴适于以节径圆定位的齿轮外圆磨削，高的同轴度要求。芯轴基体活塞及密封元件工件：齿轮齿形变径套芯轴涨套安装夹具：定位轴压焊入定子罩壳驱动方式：手动驱动，轴向加压定位：固定夹紧工件：电机定子罩壳的定位轴机床：Drier应用：定位轴压焊入电机定子罩壳优势：保证电机定子罩壳与定位轴的高精配合；压焊后，通过芯轴对安装工件的液压涨紧，利用芯轴精度保证压焊后匹配零件的相对位置精度。芯轴用于工件对中装配驱动：手动（两个独立的驱动螺栓），轴向加压接口：圆柱面配合

机床：车床、车铣中心工件：轴应用：装配接合两个工件，进一步加工特点：精细找正，通过独立的空腔系统以芯轴保证工件对其，极大减少装配时间。

优势：

多腔夹持系统，单独驱动。

极高的装配精度保证。

装配迅速，提高效率。***此芯轴适于两种工件要求极高的装配精度及精细的装配要求。工件2工件1圆柱面接口芯轴涨套芯轴基体活塞及密封单元轴类零件的动平衡测试驱动：手动，轴向加压接口：HSK-F接口

机床：动平衡机工件：铣刀、刀柄、轴应用：动平衡、检测

特点：工具被精确地夹持在芯轴腔中，完美的动平衡获得。

优势：

夹持精度高，装夹迅速。

极高的动平衡精度保证。***此芯轴适于刀具、刀柄及轴类零件等的动平衡或检测需求。HSK接口芯轴基体工件芯轴涨套活塞及密封单元快换芯轴驱动：直接驱动/手动，轴向加压接口：根据客户机床接口的短锥设计

机床：磨齿机工件：齿轮、齿轮轴应用：齿形、轮廓磨削(grinding)

特点：更高的重复精度<0.006mm。

优势：

根据机床接口配置的芯轴；

快换基座与芯轴基体通过液压涨紧，定位精度高，装夹迅速；

非常高的同轴度保证；

适于多品种切换齿轮加工。***此芯轴适于多品种齿轮的快速工装、磨削，高的同轴度要求。芯轴涨套工件带轴向回退的涨套压力传递器压力传递器快换芯轴芯轴基座手动夹紧柄部