液压动力卡盘专利技术综述

液压动力卡盘专利技术综述

马飞菲

关键词：液压动力卡盘技术专利分析申请人

一、液压动力卡盘的专利技术起源

液压动力卡盘诞生于20世纪初期，国外第一个关于液压动力卡盘的专利是1929年11月6日由H.A.DUDGEON和C.D.P.SMALLPEI共同申请的英国专利（公开号GB342011A），其主要包括卡盘主体、夹爪、机床主轴、传动杆组成，传动杆一端连接卡盘主体，另一端连接液压系统。

而国内是从20世纪80年代开始对液压动力卡盘进行研究和生产制造的。国内第一个关于液压动力卡盘的专利是由陈永明在1985年12月7日发明的“车床用自动手动两用卡盘”（公开号为CN85205270U），其主要包括三爪联动卡头和传动装置，其中传动装置包括一对锥齿盘、锥齿轮、行星齿轮组合、连接盘和过渡盘，主轴的运动通过传动装置传递给卡头，主轴一端连接转动装置，另一端连接液压系统。

二、液压动力卡盘的国内外技术演进路线

（1）国外液压动力卡盘技术演进路线

最早的楔式液压动力卡盘诞生于20世纪初期。1930年，美国人BullardDB.将楔式机构应用于动力卡盘传动机构从而发明了楔式动力卡盘。1978年，德国Forkardt公司的JPseph发明了杠杆式离心力补偿型动力卡盘。而斜齿条式动力卡盘则由美国人RöhmGH.发明。1982年，英国PrattBurnerd公司KennesuB.发明了楔-杠杆式动力卡盘。

世界各国早在上个世纪末就把高速、精密、大夹紧力的高速液压动力卡盘和回转油缸推向了市场，像德国ROEHM（罗姆）、SCHUNK（雄克）、FORKARD（福尔卡特），美国的Cushman公司、日本的KITAGAWA（北川）等等。

（2）国内液压动力卡盘技术演进路线

我国在液压动力卡盘方面的研究是从上世纪80年代开始。国内自行研制的高速液压动力卡盘厂家及其产品主要有：呼和浩特机床附件总厂的K93系列、MK31系列及上海机床附件二厂的KEF250、K56250A/AS型、P24160型等等。

在高速动力卡盘的国内市场方面，台湾地区品牌产品占到了50%，欧盟、日本品牌产品占到了20%，国内自主品牌产品占市场份额的15%左右。

三、液压动力卡盘国内外专利现状分析

（1）年度申请量变化趋势

下图1为国内、外液压动力卡盘专利申报趋势图。

中文专利数据来源于CNABS数据库，采用卡盘分类号B23B31/00以内的所有小组除B23B31/40和B23B31/42关于胀开芯轴，采用液压、楔、杠杆、斜齿条、斜柱等等关键词，截止到2018年1月中，检索到431件专利申请。由图中看出该技术领域2001年以前每年的专利申请量都在个位数以内，2001～2006年间稳步增长，之后的2006～2011年间大幅增长64%，这都与当时国内机床厂将大量资金投入到液压动力卡盘的研制密切相关。另外，也反应了单位和个人在知识产权保护方面意识的增强。

相比，国外专利申报数据来源于VEN数据库，采用卡盘分类号B23B31/00以内的所有小组除B23B31/40和B23B31/42关于胀开芯轴，采用hydraulic+、wedge+、lever-type、screwrack、obliquecylinder、balljoint+等关键词，截止到2018年1月中，检索到1701件专利申请。由图中看出该技术领域在1995～1980年间大幅度增长，其中20世纪70年代为液压动力卡盘技术突破的一年，相继出现了杠杆式、斜齿条式等液压动力卡盘，同时在速度方面也有新的突破。

图1国内、外液压动力卡盘专利申报趋势图

（2）主要申请人分析

下图2为国内、外液压动力卡盘专利申请主要申请人占比，其中高校占比59%、个人占比7%、企业占比34%，高校作为技术创新的主体力量在液压动力卡盘的关键技术研究的投入力度是较大的；而仅次于高校的企业作为市场竞争的直接参与者，也在技术攻坚上不断寻求突破。国外方面，由于德国罗姆公司和日本OKUMA等公司对液压动力卡盘具有多年的关键技术研发经验，因此他们拥有该技术的核心专利和申请量遥遥领先。

图2国内、外液压动力卡盘专利申请主要申请人占比

四、结语与展望

国内外对液压动力卡盘的研究已将近百年，随着科学技术的进步和生产的发展，对液压动力卡盘的要求也越来越高，在夹紧力损失、夹持精度、夹持刚度和阻尼、检测监视技术等关键技术仍需进一步探究。

参考文献：

[1].周城.数控机床高速液压动力卡盘的研究.浙江大学博士学位论文.2011；

[2].李青.液压动力卡盘的失效分析和优化.上海交通大学硕士学位论文.2013。