三爪電(diàn)動卡盤是大多數車(chē)床用(yòng)戶的標準工件夾持裝置,這種卡盤具有足夠的通(tōng)用性,可應用於多種車削加工。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(gōng)件(jiàn)夾持(chí)裝置,與(yǔ)卡爪卡盤相似,也用機械力固定需要車削的零件。雖(suī)然(rán)彈簧夾頭所提供(gòng)的工件尺寸(cùn)範(fàn)圍沒有卡爪卡盤的寬,對於某些加工任務來說,它(tā)所提供的與速度、準確度和生產力有關的優(yōu)勢也許是極其(qí)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(duì)於一項給定的(de)車(chē)床加工(gōng)任務,衡量選用彈簧夾頭(tóu)還是(shì)卡爪卡盤,需要考慮以下的所有因素。
主軸負載容量
車(chē)床主軸的最大允許重量基(jī)於軸承負載容量,如果夾盤和工件組合的重量太大,軸承有可能超負荷。對於那些存在超出限度的危險的加工任務,這種危險性可能決(jué)定人們對(duì)工件夾具的(de)選擇,卡(kǎ)爪卡盤往往比同等的(de)彈簧夾頭(tóu)的重量大,因此,在需要控製重量的場合,彈簧夾頭是恰當的(de)選擇。
主軸速度
彈簧夾頭往往是以非常高的主軸速度進行車削時的較好選(xuǎn)擇,主要有兩個原因:
一個原因與卡盤的質量有關,假(jiǎ)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(jiān)來加速達到所需的速度,加速時間長將延長工作周期,降(jiàng)低生產力。
另一個原因與(yǔ)離心力有關,因為它隨著rpm平方值的(de)增加而增(zēng)加,所以,在高速切削的情況下,這個(gè)數值很重要。例如,將主軸速度加倍,離心(xīn)力將為原來的四倍。這種力(lì)量將卡盤卡爪拉離(lí)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(gōng)速度範圍內夾持力會更加穩定(dìng)。
加工操作
彈簧夾(jiá)頭在零(líng)件的(de)整個圓周施加夾持力,而不是僅在選定的接觸區域,因而,可獲得很好的同心度,這一點對於二次加工(gōng)的項目尤其重要,二次加工需要考慮與一次加工有關的精確度,因為彈簧夾頭的準(zhǔn)確夾持能力強(qiáng),即使卡爪卡盤用於一次加工時,彈簧夾頭也可(kě)用於二次加工。帶有空心軟卡爪的卡盤可達到0.0006至0.0012 英寸範圍內的TIR(總讀數(shù))重(chóng)複精度,而彈簧夾頭的典型重複精度(dù)為0.0005英寸TIR或更好,為了進一步提高二次(cì)加工精度,在安裝過程中,還可調整彈簧(huáng)夾頭的同心度。
工件尺寸
彈簧夾頭(tóu)非(fēi)常(cháng)適合直徑小於3英寸的(de)工件采用。彈簧(huáng)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(Z軸)行程範圍,因為它的長度比卡爪卡盤長。當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(dà)概就要采用卡爪(zhǎo)卡盤了(le)。
加工批量大小
很大批量和很小批量的加(jiā)工(gōng)任務均適(shì)合采用彈簧夾頭(tóu)。
在小(xiǎo)批量和多種任務的加工場合,彈簧夾頭的優勢與產品(pǐn)轉換時間有關(guān),標準(zhǔn)卡爪卡盤的卡(kǎ)爪調換約需15至20分鍾,專用(yòng)於(yú)快速更換的(de)卡爪(zhǎo)卡盤需要1分鍾,而快速(sù)更換彈簧夾頭的夾頭調換隻需要15至20秒(miǎo),在產品變換頻(pín)繁時,節省的(de)時間累計起(qǐ)來是可觀(guān)的。
當加工批量大時,可同樣累(lèi)積所節(jiē)省的與夾持有關的(de)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換至下一個工(gōng)件的非切(qiē)削時間,削減加工循環時間。
工件尺(chǐ)寸範圍
彈簧夾頭開合更快的部分原(yuán)因是它的驅動衝程較短,與卡爪卡盤相比(bǐ),彈簧(huáng)夾(jiá)頭所適用的工件(jiàn)尺寸(cùn)範圍更為(wéi)有限。
次主軸情(qíng)況(kuàng)
裝有次主軸的車削機床經常用於各種大批量(liàng)加工,在這些應用中,彈簧夾頭可顯著(zhe)節省加工時間。它們可在(zài)一個工作循環中加(jiā)工零件(jiàn)的所有麵,這些機床常與棒材(cái)進料器組合在一起,實現無人值守生產,連續加工工件。在這些應用中,對一個工(gōng)件而言,所節省的夾盤驅(qū)動時間(jiān)可能是很少的,但(dàn)在整個生產過程中,每個(gè)工件節省(shěng)時間與加工工件數相乘,累(lèi)計起來所節省的時間是很可觀的。
夾盤工具(jù)庫
當人們在(zài)卡爪卡盤和彈簧夾頭(tóu)之間選擇(zé)一個最合適的工件夾持裝置時(shí),考慮第三個選項也是重要的。在許(xǔ)可的情況下,保留兩種夾具(jù),從一種更換至另一(yī)種可能是最具成本效益的方案(àn)。從卡爪卡盤換到彈簧夾頭,或(huò)反之亦然,通常不超過20分鍾。卡爪(zhǎo)卡盤可保(bǎo)留在機床上,以處理零件範(fàn)圍不確定(dìng)的情況。但當機床加工大(dà)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力提高(gāo),大大超過(guò)更換夾具花費時間造成(chéng)的生產力損失。
實際上,彈簧夾頭的速度是有(yǒu)彈性的,如果工件尺寸是一致的(de),彈簧夾頭的(de)速度會更(gèng)快。如果工(gōng)件尺寸的變化大,可能(néng)需要采用卡爪卡盤以適應尺寸(cùn)範圍寬的加工工件。
材料類型
對於熱輥軋鋼材、鍛件和模壓件,標準卡爪卡盤往往功效較好,因為所有這類零(líng)件(jiàn)具有固有的直徑變化。另一方麵,冷輥軋(zhá)材料零件往往具有較好的尺寸一致性,因此(cǐ),適合(hé)選(xuǎn)用彈簧夾頭。然而,缺乏一致的直徑測量值不一定構成(chéng)采用(yòng)彈簧夾頭的障礙,可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(bàng)材。