三爪電動卡盤是大多數(shù)車床用戶的(de)標準工件夾持(chí)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,它不是所有加工任務的最佳夾具(jù)。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範(fàn)圍沒有卡爪卡盤的寬(kuān),對於某些(xiē)加(jiā)工任務來(lái)說,它所提供的與速度、準確度和生產力有關的優勢也許是極其重要的。
何種夾(jiá)具(jù)的功效更好,做決定時(shí)需要考慮幾個因素。對於一項給定的車床加工任務,衡(héng)量選用(yòng)彈簧夾頭還是卡(kǎ)爪卡盤,需要考慮以下的所有因素。
主軸負載容量
車床主軸的最大允許重量(liàng)基於軸承負載容量,如果夾盤和工件組合的重量太大,軸承有可能(néng)超負(fù)荷(hé)。對於那些存在超出限(xiàn)度(dù)的危險的加工任務,這種危險性(xìng)可能決定人們對工件夾具的選擇,卡爪卡盤(pán)往往比同等的彈簧夾頭的(de)重量大,因此,在需要控製重量的場合,彈簧夾頭是恰(qià)當的選(xuǎn)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擇,主要(yào)有兩個原因(yīn):
一個原因與卡盤的質量有關,假定以(yǐ)相同的主軸馬(mǎ)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到所需的速(sù)度(dù),加速時間長(zhǎng)將延長工作周期(qī),降低生產力。
另一個原因與離(lí)心力有關,因為它隨著rpm平方(fāng)值的增加而增加,所以,在高速切削的情況下,這個數值很重要。例如,將主軸速度加倍,離心力將為原來(lái)的四倍。這種力量將卡盤卡爪(zhǎo)拉離中(zhōng)心,往往會降低夾持力。但采用彈簧夾頭(tóu),離心力不會造成明顯的影響。因而,在整個(gè)加工速度範圍內夾持力會更加穩(wěn)定。
加工(gōng)操作(zuò)
彈簧夾頭在零件的整個圓周施加夾持力,而不是(shì)僅在選定的接觸區域,因而,可(kě)獲得很好的同心度,這一(yī)點對於二次(cì)加工的項(xiàng)目尤其(qí)重要,二次加工需要考慮與一次(cì)加工有關的精確度,因(yīn)為彈(dàn)簧(huáng)夾頭的準確夾持能力強,即使(shǐ)卡爪(zhǎo)卡盤用於一次加工時,彈簧夾頭也可用於二次加工。帶有空心軟卡爪的卡盤可達到0.0006至(zhì)0.0012 英寸範圍(wéi)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TIR或更好,為了進一步提高二次加工(gōng)精度,在安裝過程中,還可調整彈(dàn)簧(huáng)夾頭的同心度。
工件尺寸
彈簧夾頭非常適合直(zhí)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(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。當工件的(de)加工長度差不多需要用到機床的整個可(kě)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均適合采用彈簧夾(jiá)頭。
在小批量和多種任務(wù)的(de)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(zhì)20分鍾(zhōng),專用於快(kuài)速更換的卡爪卡盤需要1分鍾(zhōng),而快速更換彈簧夾頭的夾頭調換隻(zhī)需要15至20秒,在產品變換頻繁時,節省的時(shí)間累計起來是可觀的。
當加工批(pī)量大(dà)時,可同樣(yàng)累積所節省的(de)與夾(jiá)持有關的時間,彈簧夾頭所需的開(kāi)合時間比卡(kǎ)爪卡盤的少,通過減少(shǎo)從一個工件轉(zhuǎn)換至下一個工件的非切削時間,削減加工(gōng)循環時間(jiān)。
工件尺寸範圍
彈簧夾頭開合更快的部分原因是它的驅(qū)動衝程較短,與卡爪卡(kǎ)盤相(xiàng)比,彈(dàn)簧夾(jiá)頭所適用的工件尺寸範(fàn)圍更為有限。
次(cì)主軸情況
裝有次主軸的車削機(jī)床經常用於各種大批量加工,在這些應用中,彈簧夾頭可顯著節省加工時間。它們可在(zài)一個工作循環中加(jiā)工零件的所有麵,這些機床常與棒材進(jìn)料器組合在一起(qǐ),實現無人(rén)值守生產,連續加(jiā)工工件。在這些應用中,對一個工件而言,所節省的夾盤驅動時(shí)間可能是很少的,但(dàn)在整個生產過程中,每個工件節省時間(jiān)與加工工件數相乘,累(lèi)計起來所節省(shěng)的時(shí)間是很可觀的。
夾盤工具庫(kù)
當人們在卡爪卡盤和彈簧夾頭之(zhī)間選擇一個最合適(shì)的工件夾持裝置時,考慮第三個選項也是重要的。在(zài)許可的情況下,保留兩種夾(jiá)具,從一種更換至另一種可能(néng)是最具成本效益的方案。從卡爪卡盤換到彈簧夾(jiá)頭,或反之亦然,通常不超過20分鍾。卡爪卡盤可保留在機床上,以處理零件(jiàn)範圍不確定的情況。但當機床加工大批量工件,或幾(jǐ)批尺寸(cùn)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(huā)費時(shí)間造成的生產力損失。
實際上,彈簧(huáng)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尺寸範圍寬的加工工(gōng)件。
材料類(lèi)型
對於熱輥軋鋼材、鍛件和模壓件,標準(zhǔn)卡爪卡盤往往功效較好,因為所有這類零件具有固(gù)有的直徑變化。另一方麵,冷輥軋材料零件往往具有較好(hǎo)的(de)尺寸一致性,因此,適合選用(yòng)彈簧夾頭。然而,缺乏一致的直徑測量(liàng)值不一定構成采用彈簧夾頭(tóu)的障礙,可提供設計用於非(fēi)圓橫截麵的夾頭,用於夾持製成客戶所(suǒ)需形狀的(de)模壓棒材。