想要速度快、准确度高,弹簧夹头了解一下!

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三爪电动卡盘是大多数车床用户的标准工件夹持装置,这种卡盘具有足够的通用性,可应用于多种车削加工。然而,它不是所有加工任务的最佳夹具。弹簧夹头是一种备用工件夹持装置,与卡爪卡盘相似,也用机械力固定需要车削的零件。虽然弹簧夹头所提供的工件尺寸范围没有卡爪卡盘的宽,对于某些加工任务来说,它所提供的与速度、准确度和生产力有关的优势也是极其重要的。

只用卡盘吗,弹簧夹头了解一下

表1 弹簧夹头的优缺点

一、选择弹簧夹头的决定因素

何种夹具的功效更好,做决定时需要考虑几个因素。对于一项给定的车床加工任务,衡量选用弹簧夹头还是卡爪卡盘,需要考虑以下的所有因素。

1.主轴负载容量

车床主轴的最大允许重量基于轴承负载容量,如果夹盘和工件组合的重量太大,轴承有可能超负荷。对于那些存在超出限度的危险的加工任务,这种危险性可能决定人们对工件夹具的选择,卡爪卡盘往往比同等的弹簧夹头的重量大,因此,在需要控制重量的场合,弹簧夹头是恰当的选择。

2.主轴速度

弹簧夹头往往是以非常高的主轴速度进行车削时的较好选择,主要有两个原因:

一个原因与卡盘的质量有关,假定以相同的主轴马力驱动卡爪卡盘和弹簧夹头,较厚重的卡爪卡盘需要更长的时间来加速达到所需的速度,加速时间长将延长工作周期,降低生产力。

另一个原因与离心力有关,因为它随着rpm平方值的增加而增加,所以,在高速切削的情况下,这个数值很重要。例如,将主轴速度加倍,离心力将为原来的四倍。这种力量将卡盘卡爪拉离中心,往往会降低夹持力。但采用弹簧夹头,离心力不会造成明显的影响。因而,在整个加工速度范围内夹持力会更加稳定。

3.加工操作

弹簧夹头在零件的整个圆周施加夹持力,而不是仅在选定的接触区域,因而,可获得很好的同心度,这一点对于二次加工的项目尤其重要,二次加工需要考虑与一次加工有关的精确度,因为弹簧夹头的准确夹持能力强,即使卡爪卡盘用于一次加工时,弹簧夹头也可用于二次加工。带有空心软卡爪的卡盘可达到0.0006至0.0012 英寸范围内的TIR(总读数)重复精度,而弹簧夹头的典型重复精度为0.0005英寸TIR或更好,为了进一步提高二次加工精度,在安装过程中,还可调整弹簧夹头的同心度。

4.工件尺寸

弹簧夹头非常适合直径小于3英寸的工件采用。弹簧夹头对工件的长度有所限制,特别地,弹簧夹头限制机床的轴向(Z轴)行程范围,因为它的长度比卡爪卡盘长。当工件的加工长度差不多需要用到机床的整个可用行程时,大概就要采用卡爪卡盘了。

5.加工批量大小

很大批量和很小批量的加工任务均适合采用弹簧夹头。

在小批量和多种任务的加工场合,弹簧夹头的优势与产品转换时间有关,标准卡爪卡盘的卡爪调换约需15至20分钟,专用于快速更换的卡爪卡盘需要1分钟,而快速更换弹簧夹头的夹头调换只需要15至20秒,在产品变换频繁时,节省的时间累计起来是可观的。

当加工批量大时,可同样累积所节省的与夹持有关的时间,弹簧夹头所需的开合时间比卡爪卡盘的少,通过减少从一个工件转换至下一个工件的非切削时间,削减加工循环时间。

6.工件尺寸范围

弹簧夹头开合更快的部分原因是它的驱动冲程较短,与卡爪卡盘相比,弹簧夹头所适用的工件尺寸范围更为有限。

实际上,弹簧夹头的速度是有弹性的,如果工件尺寸是一致的,弹簧夹头的速度会更快。如果工件尺寸的变化大,可能需要采用卡爪卡盘以适应尺寸范围宽的加工工件。

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