數(shù)控車床何時選用彈簧夾頭？

三爪電動卡盤是大多數(shù)車床用戶的標(biāo)準(zhǔn)工件夾持裝置，這種卡盤具有足夠的通用性，可應(yīng)用于多種車削加工。然而，它不是所有加工任務(wù)的最佳夾具。彈簧夾頭是一種備用工件夾持裝置，與卡爪卡盤相似，也用機械力固定需要車削的零件。雖然彈簧夾頭所提供的工件尺寸范圍沒有卡爪卡盤的寬，對于某些加工任務(wù)來說，它所提供的與速度、準(zhǔn)確度和生產(chǎn)力有關(guān)的優(yōu)勢也許是極其重要的。

何種夾具的功效更好，做決定時需要考慮幾個因素。對于一項給定的車床加工任務(wù)，衡量選用彈簧夾頭還是卡爪卡盤，需要考慮以下的所有因素。

主軸負(fù)載容量

車床主軸的最大允許重量基于軸承負(fù)載容量，如果夾盤和工件組合的重量太大，軸承有可能超負(fù)荷。對于那些存在超出限度的危險的加工任務(wù)，這種危險性可能決定人們對工件夾具的選擇，卡爪卡盤往往比同等的彈簧夾頭的重量大，因此，在需要控制重量的場合，彈簧夾頭是恰當(dāng)?shù)倪x擇。

主軸速度

彈簧夾頭往往是以非常高的主軸速度進(jìn)行車削時的較好選擇，主要有兩個原因：

一個原因與卡盤的質(zhì)量有關(guān)，假定以相同的主軸馬力驅(qū)動卡爪卡盤和彈簧夾頭，較厚重的卡爪卡盤需要更長的時間來加速達(dá)到所需的速度，加速時間長將延長工作周期，降低生產(chǎn)力。

另一個原因與離心力有關(guān)，因為它隨著rpm平方值的增加而增加，所以，在高速切削的情況下，這個數(shù)值很重要。例如，將主軸速度加倍，離心力將為原來的四倍。這種力量將卡盤卡爪拉離中心，往往會降低夾持力。但采用彈簧夾頭，離心力不會造成明顯的影響。因而，在整個加工速度范圍內(nèi)夾持力會更加穩(wěn)定。

加工操作

彈簧夾頭在零件的整個圓周施加夾持力，而不是僅在選定的接觸區(qū)域，因而，可獲得很好的同心度，這一點對于二次加工的項目尤其重要，二次加工需要考慮與一次加工有關(guān)的精確度，因為彈簧夾頭的準(zhǔn)確夾持能力強，即使卡爪卡盤用于一次加工時，彈簧夾頭也可用于二次加工。帶有空心軟卡爪的卡盤可達(dá)到0.0006至0.0012 英寸范圍內(nèi)的TIR(總讀數(shù))重復(fù)精度，而彈簧夾頭的典型重復(fù)精度為0.0005英寸TIR或更好，為了進(jìn)一步提高二次加工精度，在安裝過程中，還可調(diào)整彈簧夾頭的同心度。

工件尺寸

彈簧夾頭非常適合直徑小于3英寸的工件采用。彈簧夾頭對工件的長度有所限制，特別地，彈簧夾頭限制機床的軸向(Z軸)行程范圍，因為它的長度比卡爪卡盤長。當(dāng)工件的加工長度差不多需要用到機床的整個可用行程時，大概就要采用卡爪卡盤了。

加工批量大小

很大批量和很小批量的加工任務(wù)均適合采用彈簧夾頭。

在小批量和多種任務(wù)的加工場合，彈簧夾頭的優(yōu)勢與產(chǎn)品轉(zhuǎn)換時間有關(guān),標(biāo)準(zhǔn)卡爪卡盤的卡爪調(diào)換約需15至20分鐘，專用于快速更換的卡爪卡盤需要1分鐘，而快速更換彈簧夾頭的夾頭調(diào)換只需要15至20秒，在產(chǎn)品變換頻繁時，節(jié)省的時間累計起來是可觀的。

當(dāng)加工批量大時，可同樣累積所節(jié)省的與夾持有關(guān)的時間，彈簧夾頭所需的開合時間比卡爪卡盤的少，通過減少從一個工件轉(zhuǎn)換至下一個工件的非切削時間，削減加工循環(huán)時間。

工件尺寸范圍

彈簧夾頭開合更快的部分原因是它的驅(qū)動沖程較短，與卡爪卡盤相比，彈簧夾頭所適用的工件尺寸范圍更為有限。

次主軸情況

裝有次主軸的車削機床經(jīng)常用于各種大批量加工，在這些應(yīng)用中，彈簧夾頭可顯著節(jié)省加工時間。它們可在一個工作循環(huán)中加工零件的所有面，這些機床常與棒材進(jìn)料器組合在一起，實現(xiàn)無人值守生產(chǎn)，連續(xù)加工工件。在這些應(yīng)用中，對一個工件而言，所節(jié)省的夾盤驅(qū)動時間可能是很少的，但在整個生產(chǎn)過程中，每個工件節(jié)省時間與加工工件數(shù)相乘，累計起來所節(jié)省的時間是很可觀的。

夾盤工具庫

當(dāng)人們在卡爪卡盤和彈簧夾頭之間選擇一個最合適的工件夾持裝置時，考慮第三個選項也是重要的。在許可的情況下，保留兩種夾具，從一種更換至另一種可能是最具成本效益的方案。從卡爪卡盤換到彈簧夾頭，或反之亦然，通常不超過20分鐘。卡爪卡盤可保留在機床上，以處理零件范圍不確定的情況。但當(dāng)機床加工大批量工件，或幾批尺寸一致的零件時，采用彈簧夾頭所獲得的生產(chǎn)力提高，大大超過更換夾具花費時間造成的生產(chǎn)力損失。

實際上，彈簧夾頭的速度是有彈性的，如果工件尺寸是一致的，彈簧夾頭的速度會更快。如果工件尺寸的變化大，可能需要采用卡爪卡盤以適應(yīng)尺寸范圍寬的加工工件。

材料類型

對于熱輥軋鋼材、鍛件和模壓件，標(biāo)準(zhǔn)卡爪卡盤往往功效較好，因為所有這類零件具有固有的直徑變化。另一方面，冷輥軋材料零件往往具有較好的尺寸一致性，因此，適合選用彈簧夾頭。然而，缺乏一致的直徑測量值不一定構(gòu)成采用彈簧夾頭的障礙，可提供設(shè)計用于非圓橫截面的夾頭，用于夾持制成客戶所需形狀的模壓棒材。

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