三爪(zhǎo)電動卡盤(pán)是大多數車床用戶的標準工件夾持裝置,這種卡盤具有足夠的通用性,可應用於多種車削加工。然而,它不是所有加(jiā)工任務的最佳夾具。彈簧夾(jiá)頭(tóu)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(gòng)的工件尺寸範圍沒有卡爪卡盤(pán)的寬,對於某些加工任務來說,它所提供的與速度、準確度和生產(chǎn)力有(yǒu)關的優勢也許是極其重要的。
何種(zhǒng)夾具的功(gōng)效(xiào)更好,做決定時(shí)需要考慮幾個(gè)因素。對(duì)於一(yī)項(xiàng)給定的(de)車床加工任務,衡量選用彈簧夾頭還是(shì)卡爪卡盤,需要考慮以(yǐ)下的所有因(yīn)素。
主軸(zhóu)負載容量(liàng)
車床主(zhǔ)軸的(de)最大(dà)允許重量基於(yú)軸(zhóu)承負載容量,如(rú)果(guǒ)夾盤和工件組合的重(chóng)量太大,軸承有可能超負荷。對(duì)於那些存在超出限(xiàn)度的危險的加工任務,這種(zhǒng)危險性可(kě)能決定人們對工件夾具的選擇,卡爪卡盤往往比同等的(de)彈簧(huáng)夾頭的重量大,因此,在(zài)需要控製重量的場合,彈簧夾(jiá)頭是恰當(dāng)的選(xuǎn)擇。
主軸速度
彈簧夾(jiá)頭往往是以非常高的主軸速度進行車削時的較好選擇,主要有兩個原因:
一(yī)個原因(yīn)與卡盤的質量有關,假定以相同的主軸馬(mǎ)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(zhǎng)的時間來加速達到所(suǒ)需的速度,加速時間長將延長工作周期,降低生產力。
另一個原因與離心力有關,因為它(tā)隨著rpm平方值的增加而增加(jiā),所以,在高速(sù)切削的情況下,這個(gè)數值很重要。例如,將主軸速度加倍,離心力(lì)將(jiāng)為原(yuán)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(yòng)彈簧夾頭(tóu),離心力不會造成明顯的影響。因而,在整(zhěng)個加工速度範圍內夾持力會更加穩(wěn)定(dìng)。
加工操作
彈簧夾頭在零件的整個(gè)圓周施加夾持力,而不是僅在選定的接觸區域,因(yīn)而,可獲得很好的同心度,這一點對於二次(cì)加工的項目尤其重要,二次加工需要考慮與一次加(jiā)工有關(guān)的精確(què)度,因為彈簧夾頭的準確(què)夾持能(néng)力強,即使卡爪卡盤用於一次加工時,彈簧夾頭也可用於(yú)二次加工。帶有空心軟卡爪的卡(kǎ)盤可達到0.0006至0.0012 英寸範圍內的TIR(總讀數)重複精度,而彈簧夾頭的典型重複精度為0.0005英寸(cùn)TIR或更好,為了進(jìn)一步提高二次加工精度,在安(ān)裝過程中,還可調整彈簧夾頭的同心度。
工(gōng)件尺寸
彈簧夾頭非常適合直徑小於3英寸的工件采(cǎi)用。彈簧夾頭對工件的長度有所限製,特別地(dì),彈(dàn)簧(huáng)夾頭限製機床的軸向(Z軸)行程範圍,因為它的長度比卡爪卡盤長。當工(gōng)件的加工長度差不多需要用(yòng)到機床的(de)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(hé)很小批量的加(jiā)工任務均適合采用彈簧夾頭。
在小(xiǎo)批量和多種任務的加工場合,彈簧夾頭的優勢(shì)與產品轉(zhuǎn)換時間有關,標準卡爪卡盤的卡爪調換約需15至20分鍾,專用於快速更換(huàn)的卡爪卡盤需要1分鍾,而快速更換彈簧夾頭的夾頭調(diào)換隻需要15至20秒,在(zài)產品變換頻繁時,節省的時間累計起來是可觀的。
當加工批量大時,可同樣累積所節省的與夾持有關的時間,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(jiàn)轉換至下一個工件的非切削時間,削減加工循(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(chéng)較短(duǎn),與(yǔ)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(cì)主軸(zhóu)情況
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(zhōng),彈簧夾頭可顯著節省加工時間。它們可(kě)在一(yī)個工作循環中加工零件的所有麵,這些機床常(cháng)與棒材進(jìn)料器組合在一起,實現無人值守生產(chǎn),連(lián)續加工(gōng)工件。在這些應用中,對一個工件而言,所(suǒ)節(jiē)省的夾盤驅動時間可(kě)能是很少的,但在整個生產過程中,每個工件節省時間與加(jiā)工工件數(shù)相乘,累計起來所節省的時間是很可觀的。
夾盤工具庫
當人們在卡(kǎ)爪卡盤和彈簧(huáng)夾頭之間選擇(zé)一(yī)個最合適的工件夾持裝置時(shí),考(kǎo)慮第三個選(xuǎn)項也是重要的。在許可的情況下(xià),保留兩種(zhǒng)夾具,從一種更換至另一種可(kě)能是最具成(chéng)本效益的(de)方案。從卡爪卡盤換(huàn)到(dào)彈簧夾頭,或反之亦然,通常不超過20分(fèn)鍾。卡爪(zhǎo)卡盤可保留在機床上,以處理零件範圍不確定(dìng)的情況。但當機床加工大批量工件(jiàn),或幾批尺(chǐ)寸一致的零件時,采用彈簧夾頭所獲得的生產力提高,大大超過更換夾具花費時間(jiān)造成的(de)生產力損失(shī)。
實際上,彈簧夾頭的速度是有彈性(xìng)的,如果工(gōng)件尺寸是一致的,彈簧夾頭(tóu)的(de)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(pán)以適應尺寸範圍寬的加工工(gōng)件。
材料類型
對於熱輥軋鋼材、鍛件和模壓件,標準卡爪卡盤往(wǎng)往功(gōng)效較好,因為所有這類零件具有固有的直徑變化。另一方麵,冷輥軋材料零件往往具有(yǒu)較好的尺寸一(yī)致性(xìng),因此,適合選用(yòng)彈(dàn)簧夾頭。然而(ér),缺乏(fá)一致的直徑測量值不(bú)一定構(gòu)成采用彈簧夾(jiá)頭的障礙,可(kě)提供設計用於非圓橫截麵的夾頭,用於夾持製成客戶所需形狀的模壓棒材。