三爪電動卡盤是大多數車床用戶(hù)的標準工件夾持裝置,這種卡(kǎ)盤具有足夠(gòu)的通用性,可應用於多種車(chē)削(xuē)加工。然(rán)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件夾持裝置,與卡爪(zhǎo)卡盤相似,也用機械力固定需要車(chē)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,對於某些加工任務來(lái)說,它所提供的與速度、準確度和(hé)生產力有關的優勢也(yě)許是極其重要的。
何種夾具的功效更好,做決定時需(xū)要考慮幾個因素。對於(yú)一項給定的車(chē)床加工任務,衡量選用彈簧(huáng)夾頭還是卡爪卡盤,需要考(kǎo)慮以下的所有因素(sù)。
主軸負載容量
車床主軸的最大允許重量基於軸承負載容量(liàng),如果夾盤和工件組合的(de)重量太大,軸承有可能超負荷。對於那些存在超出限度(dù)的危險的加工任務(wù),這(zhè)種危險性可能(néng)決定(dìng)人們對(duì)工件夾具的(de)選擇,卡爪(zhǎo)卡(kǎ)盤往往比同等的彈簧夾頭的重量大,因此,在需要控製重量的場合,彈簧夾頭是恰當的選擇。
主軸速(sù)度
彈(dàn)簧夾頭往(wǎng)往是以非常高的主軸(zhóu)速度進行車削時的較好選擇,主要(yào)有兩(liǎng)個原因:
一個(gè)原因與卡盤的質(zhì)量有關(guān),假定以相同的主軸(zhóu)馬力驅動卡爪(zhǎo)卡盤和彈(dàn)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度,加速時間長將延長工(gōng)作周期,降低生(shēng)產力。
另一個原因與離心(xīn)力有關(guān),因(yīn)為它隨著rpm平(píng)方值的(de)增加而增加,所以,在高速切削的情況下,這個數值(zhí)很重要。例如,將主軸速度加倍,離心力將為原來的四倍。這種力量將卡盤卡(kǎ)爪拉離中心,往往會(huì)降低夾(jiá)持力。但采(cǎi)用(yòng)彈簧夾頭,離心力不會造成明顯的影響。因而,在整個(gè)加工(gōng)速度範圍內夾持力會更加穩(wěn)定(dìng)。
加工(gōng)操作
彈簧夾頭在零件的整個(gè)圓周施加(jiā)夾持力,而不是僅(jǐn)在選定的接(jiē)觸區域,因而,可獲得很好的同心度,這一點對於二(èr)次加工的項目尤其重要,二次加工需要考(kǎo)慮與一次加工有關的精確度,因為彈簧夾頭的準確夾持能力強,即使(shǐ)卡爪卡盤用於一次加工時(shí),彈簧夾頭也可用於二次加工。帶有空(kōng)心(xīn)軟卡爪的卡盤可達到0.0006至0.0012 英寸(cùn)範圍內的TIR(總讀數)重(chóng)複精度,而彈簧夾頭的(de)典(diǎn)型重複精度為0.0005英寸TIR或更好,為(wéi)了進一步(bù)提高二次(cì)加工精度,在(zài)安裝過程中,還可調整彈簧夾頭(tóu)的同心度。
工件(jiàn)尺寸
彈簧夾頭非常適合直徑小於3英寸的(de)工件采用。彈簧(huáng)夾頭對工件的長度有所限(xiàn)製,特別地,彈簧夾頭限製機床的軸向(Z軸)行程範圍(wéi),因為(wéi)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,大概就(jiù)要(yào)采用卡爪(zhǎo)卡盤了。
加工批量大小
很大批量和很小批量的(de)加工(gōng)任務均適合采用彈簧夾頭。
在小批量和多種任務的加工場合,彈簧夾頭的優勢與產品轉換時間有關,標準卡(kǎ)爪卡盤的卡爪調換約需15至20分鍾,專用於快速更換的卡爪卡盤需(xū)要1分鍾,而快速更換彈簧夾頭的夾頭調換隻需要(yào)15至20秒,在產品變換頻繁時,節省的時間累計起來(lái)是(shì)可觀的。
當加(jiā)工批量大時,可同樣累積所節省的與(yǔ)夾持有關的時間,彈簧夾頭所需的開合時間比卡爪(zhǎo)卡盤的少(shǎo),通過減少從(cóng)一個工件轉換至下一個工件(jiàn)的非切削時間,削減加工循環時間。
工件尺寸(cùn)範圍
彈簧夾頭開合更快的部分原因(yīn)是它的驅動衝程較短,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。
次主軸情況
裝有次(cì)主軸的車削機床經常用於(yú)各種大批量加工,在這些應用(yòng)中,彈簧夾頭可顯著節省(shěng)加工時間。它(tā)們可在一個工作循環(huán)中加工零件的所有麵,這些(xiē)機床常與棒材進料器組合在一起,實現無人值守生產,連續加工工件。在這些應(yīng)用中,對一個(gè)工件而言,所節省的夾盤驅(qū)動時間可能是很少的,但在整個(gè)生產過程中,每個工件節省時間與加工工件數相(xiàng)乘,累計起來(lái)所節省的時間是很可(kě)觀的。
夾盤工具庫
當人們(men)在卡爪卡盤和彈簧夾頭之間選擇一個最合適的(de)工件夾(jiá)持裝置時,考慮(lǜ)第三個選項也是重要的(de)。在許可的情況下,保留兩(liǎng)種(zhǒng)夾具(jù),從一種更換至另(lìng)一種可能是最具成本效(xiào)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(guò)20分鍾。卡爪(zhǎo)卡(kǎ)盤可保留(liú)在(zài)機床上,以處理零件範圍不確定的情況。但當機床加工大批量(liàng)工件,或幾批尺寸一致的零件時,采用彈簧夾頭所獲得的(de)生產力提高,大大超過更換夾具花費時間造成的生產力損失。
實際(jì)上,彈簧夾頭的速度是有彈性的,如果工件(jiàn)尺寸是一致的(de),彈簧夾頭的速度會更快。如果工件尺寸的變化(huà)大,可能需要采用卡爪卡盤(pán)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(duàn)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,缺乏一致的直徑測量值不一定構成采用彈簧夾頭的障(zhàng)礙,可提供設計用於非圓橫截麵的(de)夾頭,用於夾持製成客(kè)戶所需(xū)形(xíng)狀的(de)模壓棒材。