三(sān)爪電動卡盤是大多數車床用戶的標準工件夾持裝置,這(zhè)種卡盤(pán)具有足夠(gòu)的通用(yòng)性,可(kě)應用於多種車削加工(gōng)。然而,它不是所有加工任務的最佳夾具。彈簧夾頭是一種(zhǒng)備用工件夾持裝置,與卡爪卡盤相似,也用機(jī)械力固定需要車削(xuē)的零(líng)件。雖(suī)然彈簧夾頭所提供的(de)工件尺寸範圍沒有卡爪卡盤的寬,對於某些加工任務來說(shuō),它所提供的與速度、準(zhǔn)確度(dù)和生產力有關的優(yōu)勢也許是極其重(chóng)要的。
何種夾具的功效更好,做(zuò)決定時需要考慮幾個因素(sù)。對於一項給定的車床加工任務(wù),衡量選用彈簧夾頭還是卡爪卡盤,需要考(kǎo)慮以下的(de)所有因素。
主軸負載容量
車床主軸的最大允許重量基於軸(zhóu)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(chāo)出限度的危險的加(jiā)工任務(wù),這種危(wēi)險性可能決定人們對工件夾具的選擇,卡爪卡盤往往比同等的彈簧夾頭的(de)重(chóng)量大,因(yīn)此,在需要控製重量(liàng)的場合,彈簧夾頭是恰當的選擇。
主軸速度
彈簧夾頭往往(wǎng)是以非(fēi)常高的主軸速度進行車削時的較好(hǎo)選擇,主要有兩個原因:
一個(gè)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(jiào)厚重的卡爪卡盤(pán)需要更長的時間來加速達到所需的速度(dù),加速(sù)時間長將延長工作周期,降低生產力(lì)。
另一個原因與離心力(lì)有關,因(yīn)為它隨著rpm平方值的增加而增加,所(suǒ)以,在高速切(qiē)削的情況下,這個數值很重要(yào)。例如,將主軸速(sù)度加倍,離心力將為原來的四倍(bèi)。這種力量將卡盤卡(kǎ)爪拉離中心,往往會降低夾持力。但采用(yòng)彈簧夾頭,離心力(lì)不會造成明顯的(de)影響(xiǎng)。因而,在整個加工速度範圍內夾持力會更加穩定。
加工操作
彈簧(huáng)夾頭在零件的整個(gè)圓周施加夾持力,而不是僅在(zài)選定(dìng)的接(jiē)觸區域,因而,可獲得很好的同心度,這一點對於二次加工的項目尤其重要,二次加工需要(yào)考慮與一次加工有關(guān)的精確度,因為(wéi)彈簧夾頭的準確夾持能(néng)力強,即(jí)使卡爪(zhǎo)卡盤用於一次加(jiā)工(gōng)時,彈簧夾頭也可用於二次加工。帶有空(kōng)心軟卡爪(zhǎo)的卡盤可達(dá)到0.0006至0.0012 英寸範圍內的TIR(總(zǒng)讀數)重複精度,而彈簧夾頭的典型重複精(jīng)度為0.0005英寸TIR或更好,為了進(jìn)一步提(tí)高二次加工精度,在安裝過程中,還可調整彈簧夾頭的同心度。
工件(jiàn)尺寸
彈(dàn)簧夾頭非(fēi)常適合直徑小於(yú)3英寸的工件采用。彈簧夾頭對工件的長(zhǎng)度有所限製,特別地,彈簧夾頭(tóu)限(xiàn)製機床的軸向(Z軸)行程範圍,因(yīn)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(gè)可用行程時,大概就要采用卡爪卡(kǎ)盤了。
加工(gōng)批量大小
很大批量和很小批量的加工任務均適合(hé)采用彈簧夾頭。
在小批(pī)量和多種任務的加工場合,彈(dàn)簧夾頭(tóu)的優勢與產品轉(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(xū)要1分(fèn)鍾,而快速(sù)更換彈(dàn)簧夾頭的夾頭調換隻需(xū)要15至20秒,在產品變換頻繁時,節省的時間累(lèi)計起來是可(kě)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(hé)時間比卡爪(zhǎo)卡盤的少,通過減少從一個(gè)工件轉換至下一(yī)個工件的非切(qiē)削時間,削減加工循環時間。
工件尺寸範圍
彈簧夾頭開合更快(kuài)的部分原因是它的驅動衝程較(jiào)短(duǎn),與(yǔ)卡爪卡盤相比,彈簧夾頭所適用的工件尺(chǐ)寸範圍更為(wéi)有限。
次主軸情況
裝有次主軸的(de)車削機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(jiē)省加工時(shí)間。它(tā)們可在一個工作循環中加工零件的所有麵,這些機床常與(yǔ)棒材進料器組合在一起,實現(xiàn)無人值守生產,連續加工工(gōng)件。在這些(xiē)應用中,對(duì)一個工件而言,所節省的夾盤驅動(dòng)時間可能是很少的,但在整個(gè)生產(chǎn)過程中,每個工件節省時間與加工工件數(shù)相乘,累計起來所節省的(de)時間是很可觀的。
夾盤工具庫
當人們在卡爪卡盤和彈簧夾頭之間選擇一個最合適的工件夾持裝置時,考慮(lǜ)第(dì)三個選(xuǎn)項也是重要的(de)。在許(xǔ)可(kě)的(de)情況(kuàng)下,保留兩種夾具,從一種更換至另一種可能是最具成本效益的方案。從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,或幾批(pī)尺寸一致的零件時,采用彈(dàn)簧夾頭所獲得的生產力提高(gāo),大大超(chāo)過更換夾具花費時間造(zào)成的生產力損失。
實際上,彈簧夾(jiá)頭的(de)速度是有彈性的,如果工件尺寸(cùn)是一致的,彈簧夾頭的速度會更快。如果(guǒ)工件尺寸的變化大,可能需要采用卡爪卡盤以(yǐ)適應尺寸範圍寬的加工工件。
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,因為所有這類零件(jiàn)具有固(gù)有的直徑變化。另一方麵,冷輥(gǔn)軋材料零件往往具有較好的尺寸一致性,因此,適合選用彈簧夾頭。然而,缺乏一(yī)致的直徑測量值不一定構成采用彈簧夾頭的障礙,可提供設計用於(yú)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。