三爪電動卡(kǎ)盤是大多數車床用戶的標準(zhǔn)工件夾持裝置,這種卡盤具有足夠的通用性(xìng),可應用於(yú)多種車削加工。然而,它不是所有加工任務的最佳夾具。彈簧夾頭是一種備用工件夾持裝置(zhì),與卡爪卡盤相似,也用機械力固定(dìng)需要車削的零件。雖然彈簧夾頭所提供的(de)工件尺寸範圍沒有卡爪卡盤的寬,對(duì)於(yú)某些加工任務來說,它所提供的與(yǔ)速度、準確度和生產力有關的優勢也許是極其重要的。
何(hé)種夾具的功效更好,做決定時(shí)需要考慮(lǜ)幾個因素。對於一(yī)項給定的車床加(jiā)工任務,衡(héng)量選用彈簧(huáng)夾頭還(hái)是(shì)卡爪卡盤,需要考慮以下的所有因(yīn)素。
主軸負載容(róng)量
車床主軸的最大允許重量基於軸承負載容量,如果夾盤(pán)和工件組(zǔ)合的重量(liàng)太大,軸承有(yǒu)可能超負荷。對於那些存在超出限度的(de)危險的加工任務,這種(zhǒng)危險性可(kě)能決定人們對工件(jiàn)夾具的選擇,卡爪(zhǎo)卡盤往往(wǎng)比同等的彈簧夾頭的(de)重(chóng)量大,因(yīn)此,在需要控製重量的場合,彈簧夾頭是恰當的選擇。
主(zhǔ)軸速度
彈簧夾頭往往是以非常高的主軸(zhóu)速度進行(háng)車削(xuē)時的較好選擇,主要有兩個原因:
一個原因與卡(kǎ)盤的質量有關,假定以相同的主軸馬力驅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(sù)時間長將(jiāng)延長工作周期,降低生產力。
另一個原因與離心力有關,因為它隨著rpm平方值的增(zēng)加而增加,所以,在高速切削的情況下,這(zhè)個數值很重要(yào)。例如,將主軸速度加倍,離心(xīn)力將為原來的(de)四(sì)倍。這種力量將卡盤(pán)卡爪拉離中心,往往會降低夾持力。但采用彈簧夾頭,離(lí)心(xīn)力不會造成明顯的影(yǐng)響。因而,在整個(gè)加工速度範圍內夾持力會更加穩定。
加工(gōng)操作
彈簧夾頭在零件的整(zhěng)個圓周施加夾持力,而不是僅在選定(dìng)的接觸區域,因而(ér),可獲(huò)得(dé)很好的同心度,這一點(diǎn)對於二次加工的項目尤其重要,二(èr)次加工需要考慮與一次加工有關的精確度,因為彈(dàn)簧夾頭的準確(què)夾持能力強,即使卡爪卡盤用於一次加工(gōng)時,彈簧夾頭也(yě)可用於二次加工。帶有空心軟卡爪的(de)卡(kǎ)盤可達到0.0006至0.0012 英(yīng)寸範圍內的TIR(總讀數)重(chóng)複精度,而彈簧夾頭的典型重複精度為0.0005英寸TIR或更好(hǎo),為了進一步提高二次加工精度,在安裝過程中,還可調整彈簧夾頭的(de)同心度。
工件尺寸
彈簧夾頭非常適合直徑小於3英寸的工件采用。彈簧夾頭對工件的長度有所限製,特別地,彈簧夾頭限製機床的軸(zhóu)向(xiàng)(Z軸)行程範圍,因為它的長度比卡(kǎ)爪卡盤長。當工件的(de)加工(gōng)長度差不(bú)多需要用到(dào)機床的整個可用行程時,大概就(jiù)要采(cǎi)用卡爪卡盤了。
加工(gōng)批量大小
很大批量和很小批量的加工(gōng)任務均適合采用彈(dàn)簧夾頭。
在小批量和多種任務的加工場合,彈簧夾頭的優勢與產品轉換時間有關,標準卡爪卡盤的卡爪調換約需15至20分鍾,專用(yòng)於快速更換的卡爪卡盤需要1分鍾,而快速更換彈簧夾頭的夾頭調換(huàn)隻需要15至20秒,在產品變(biàn)換頻繁時(shí),節省的時間累計起來是可觀的。
當加工批量大時,可同樣累積所節(jiē)省的與夾持有關的時間,彈簧夾頭所(suǒ)需的開合時間比卡爪卡盤的(de)少,通過減少從一個工件轉換至下一個(gè)工件的非(fēi)切削(xuē)時間(jiān),削減加(jiā)工循(xún)環時間。
工件尺寸範圍
彈簧夾頭開合更快的部分原因是它的驅動衝程較短(duǎn),與卡爪卡盤相比,彈簧夾頭所適用的工件尺寸範圍更為有限。
次主軸情況(kuàng)
裝有次主軸的車削機床經常用於各種大批量加工,在這些應用中,彈簧(huáng)夾頭可顯著(zhe)節省加工時間。它們(men)可在一個工作循環中加工零件的所有麵,這些機床常與棒材進料器組合在一起,實現無人值守生產,連續(xù)加工工件。在這些(xiē)應用中,對一個工件而言,所節省的夾盤驅動時間可能是很少(shǎo)的,但在整個生產過程中,每個工件節(jiē)省時間(jiān)與(yǔ)加工(gōng)工件數相乘,累計起來所節省的時(shí)間是很可觀的(de)。
夾盤工(gōng)具庫
當人們在卡爪卡盤(pán)和彈簧夾頭之(zhī)間選擇一個最合適的工件夾(jiá)持裝置時,考慮第三個選項也是重要的。在許可的情況下(xià),保留兩種夾具,從(cóng)一種更換至另一種可能是最具成本(běn)效益的方案。從(cóng)卡爪卡盤換到彈簧夾頭,或反之亦然,通常不超過20分鍾。卡爪卡盤(pán)可保留在機床上,以處理零件範圍不確定的情況。但當機(jī)床加工大批量工件,或幾批尺(chǐ)寸一致的零件時,采用彈簧夾頭所獲得的生(shēng)產力提高(gāo),大大超過更換夾具花費時間造成的生產力損(sǔn)失。
實際上,彈簧夾頭(tóu)的速度(dù)是有彈性的,如果(guǒ)工件尺寸是一致的,彈簧夾頭的速(sù)度(dù)會(huì)更快。如果工件尺寸的變化(huà)大,可能需(xū)要采用卡爪卡盤以適應尺寸範圍寬的加工工件。
材(cái)料類型
對於熱輥軋鋼材、鍛件和模壓件,標準卡爪卡盤往往功效(xiào)較好,因為(wéi)所有這類零(líng)件具有固有的直徑變化(huà)。另一(yī)方麵,冷輥軋材料零(líng)件往往具有較好的尺寸一致性,因此(cǐ),適合選用(yòng)彈(dàn)簧夾頭(tóu)。然而,缺乏一致的直徑測量值不一定構(gòu)成采(cǎi)用彈簧夾頭的障礙,可提供設計用(yòng)於非圓橫(héng)截麵的夾頭,用於夾持製成客戶所需形狀的模壓棒材(cái)。