1. 彈簧夾頭非常適合小直徑的工件加工時候采用。
2.彈簧夾頭裝夾工件時間很短,可以實(shí)現(xiàn)快速上下料。
3.彈簧夾頭的更換時間很短,可以實(shí)現(xiàn)快速更換不同尺寸的夾具。
4.彈簧夾頭相對于卡盤來說,裝夾精度更高,調(diào)頭加工時同心度保持更好。
5.對于異型和可鏜式彈簧夾頭來說,比卡盤更加節(jié)省成本,靈活性更高。
6.在內(nèi)插式主軸結(jié)構(gòu)的機(jī)床上,彈簧夾頭能提供最短的切削力臂,從而比卡盤有更大的加工空間和加工剛性。
7.彈簧夾頭是包絡(luò)式夾緊,在夾緊時可以更好的保護(hù)工件表面,且提供最大的切削扭矩。在多品種小批量的加工場合,彈簧夾頭的優(yōu)勢在于更換夾具時間,標(biāo)準(zhǔn)卡爪式卡盤調(diào)換卡爪的時間約為15至20分鐘,專用于可快速更換的卡爪卡盤也需要至少1分鐘時間來更換,而可用于快速更換的彈簧夾頭調(diào)換夾頭部分只需要15至20秒,在加工產(chǎn)品變換頻繁時,節(jié)省的時間累計起來是相當(dāng)可觀的。
在大批量加工場合時,可同樣節(jié)省夾持過程的累積時間,彈簧夾頭開合的所需時間比卡爪卡盤的少,通過減少從一個工件更換至下一個工件的非切削時間,從而減少整個加工過程的總體累積時間。
彈簧夾頭開合時間更短的主要原因是它的開合行程較短;當(dāng)然,與卡爪卡盤相比對應(yīng)的彈簧夾頭所適用的工件尺寸范圍更為有限。
在用配有第二主軸的車削中心加工大批量零件的場合,彈簧夾頭的使用可大幅度的提高加工效率,可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾就完成待加工零件的所有加工面。再通過搭配棒料機(jī)和下料裝置則可實(shí)現(xiàn)自動上下料過程,最終實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn),連續(xù)性加工。在這樣的應(yīng)用中,對單個工件而言,所節(jié)省的非切削時間可能是很微量的,但在整個生產(chǎn)過程中,每個工件節(jié)省時間與加工工件數(shù)相乘,累計起來所節(jié)省的時間則是非??捎^的。在實(shí)際應(yīng)用中,如果工件的尺寸比較一致,使用彈簧夾頭的加工速度會更快。如果工件尺寸的變化較大,可能采用卡爪卡盤更加合適。加工的材料類型如過是熱輥軋鋼材、鍛件和模壓件,標(biāo)準(zhǔn)卡爪卡盤往往更加適用,因?yàn)檫@類材料的零件容易有較大的因熱變形引起的尺寸變化。而冷輥軋材料零件則具有較好的尺寸一致性,因此適合選用彈簧夾頭夾持。此外,非圓形毛坯的零件也可以采用彈簧夾頭夾持,可提供設(shè)計用于非圓橫截面的夾頭,用于夾持制成客戶所需形狀的模壓棒材。
談完了優(yōu)點(diǎn)就該談分類了。。。
這是多種樣式的彈簧夾頭,包括異形夾頭,盤式夾頭(犧牲掉通孔性能,這就可以夾一些盤類零件)玉米齒的夾頭等等。
按照鎖緊方式分,可分為推緊和拉緊。) ^1 _ `
下圖此結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)車床主軸帶彈簧夾頭適配器的拉緊式彈簧夾頭結(jié)構(gòu)。
實(shí)物
而下圖,則為一種推緊式彈簧夾頭結(jié)構(gòu):
實(shí)物
如果按照裝夾效果分的話,可以分為普通彈簧夾頭和定長彈簧夾頭|
正如前面有人所說的,普通結(jié)構(gòu)的彈簧夾頭在長度精度上會有損失,在精密加工中嚴(yán)重影響工件的長度精度。所以很早以前就開發(fā)出來了定長彈簧夾頭
下圖這是一種結(jié)構(gòu)的定長彈簧夾頭,可以實(shí)現(xiàn)小工件的穩(wěn)定裝夾,不會損失長度精度。主要以拉力進(jìn)行夾緊。
其實(shí)就是把一個拉式夾緊的彈簧夾頭分成了兩部分,錐度部分,可以向后單獨(dú)運(yùn)動,從而施加一個向軸心的夾緊力,而抱緊部分則固定,并不隨錐筒向后運(yùn)動。
而下圖這又是另外一種結(jié)構(gòu)的定長彈簧夾頭。主要靠推力進(jìn)行裝夾
還可以分為,固定刀具用夾頭和裝夾工件用夾頭
這個就比較好理解了,例如刀塔上專門用于安裝刀具的ER系列夾頭,見下圖
如果按是否有中心通過能力來分的話,可以劃分為通孔彈簧夾頭和非通孔夾頭。"
一般來說,通孔彈簧夾頭不能裝夾太粗的加工件,但是可以裝夾長桿類零件。而非通孔彈簧夾頭,則可以裝夾較大直徑尺寸的零件(當(dāng)然還是不如卡盤適應(yīng)的直徑范圍大),但是這種夾頭不能夾持長桿,無法把加工件伸到主軸通孔里面去。
這種夾頭就可用車刀自己加工成想要的尺寸,形成臺階夾頭,用以裝夾直徑較大的零件。
但是他沒有主軸通過能力。
按照夾持的形狀可以分為,標(biāo)準(zhǔn)圓形彈簧夾頭和異形夾頭'
顧名思義,圓形彈簧夾頭只能夾持接觸面為圓形基準(zhǔn)的零件或者棒料。異形彈簧夾頭并非標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品,而是根據(jù)特定的加工件形狀而定制的彈簧夾頭,無通用性。
這是夾持三角形的彈簧夾頭
這是夾持方形的彈簧夾頭
這家伙的通用性就更強(qiáng)了,可以夾持多邊形,四邊形,三角形等等。當(dāng)然也可以臨時夾持一下圓形
如果要按照夾頭結(jié)構(gòu)來分的話,應(yīng)該還可以分為整體式夾頭和分體式夾頭
沒錯,彈簧夾頭也可以做成多瓣式的,中間用橡膠等柔性材料連接。
實(shí)物
下圖為使用原理圖:
彈簧夾頭的使用
在彈簧夾頭的使用過程中,如果在高精度使用的時候,一般都會先鏜一刀,這樣夾頭的精度就是主軸精度。對于前端淬火之后的彈簧夾頭來說,只要使用合理,壽命因素完全不用考慮。還有玉米齒式以及異型彈簧夾頭,那些精度就根據(jù)夾頭的制造精度決定了。
夾緊力是機(jī)床經(jīng)彈簧夾頭施加在工件上的力。彈簧夾頭既可用以定位、夾緊車削加工的工件,同樣也可以被用來對刀具、磨削銑削的工件實(shí)行定位、夾緊或許多別的場合。機(jī)床主軸拉桿的外螺紋與彈簧夾頭的后端內(nèi)螺紋連接拉緊,產(chǎn)生軸向拉力。然后由機(jī)床主軸前端的被稱為鎖緊角的錐面,將軸向拉力轉(zhuǎn)換成一垂直于彈簧夾頭中心的夾緊力。不僅如此,夾緊力還可以通過鎖緊角將其擴(kuò)大,經(jīng)過計算得知,根據(jù)不同的鎖緊角,彈簧夾頭夾緊力可擴(kuò)大3-4倍。
彈簧夾頭是一個結(jié)構(gòu)簡單的工藝裝置,卻有許多影響夾緊力的主要因素 。對于基本原理的了解可以幫助工件(或刀具)正確裝夾和迅速查找故障。以下介紹幾個影響夾緊力的主要因素和總結(jié)的使用經(jīng)驗(yàn):
1.軸向作用力。拉桿施給彈簧夾頭一個軸向拉力 。在彈簧夾頭的使用中,軸向力拉力可由不同的方式施加,但其作用原理基本相同。因此大的軸向拉力將產(chǎn)生大的夾緊力,反之亦然。一般拉桿的軸向拉力可在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行調(diào)整。
2.在彈簧夾頭使用中,夾頭的鎖緊角角度將決定著在同樣的軸向拉力作用下,彈簧夾頭所能提供的徑向夾緊力大小,通常由機(jī)床制造商和彈簧夾頭制造商決定。鎖緊角度的選擇應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面出發(fā),根據(jù)機(jī)床類型(如車床等)、使用條件(動態(tài)與靜態(tài))和用途(工件與刀具)不同來確定。
3.工件(或刀具)與彈簧夾頭之間的摩擦力將直接影響夾緊的牢固程度(但并不影響夾緊力的大?。?。摩擦力越大工件夾緊越的牢固,反之亦然。為了克服彈簧夾頭與工件(或刀具)之間的相對轉(zhuǎn)動或軸向竄動,在彈簧夾頭的制造過程中可以采取各種措施,從而提高摩擦力,比如彈簧夾頭內(nèi)孔有意制出鋸齒形狀或?qū)⒂操|(zhì)合金微晶粒浸漬在夾緊表面等。
4.主軸錐面與彈簧夾頭在鎖緊角處產(chǎn)生的摩擦。其摩擦力大小也直接影響彈簧夾頭對工件夾緊力的強(qiáng)弱。摩擦力太小時夾緊力不夠,會產(chǎn)生工件的相對轉(zhuǎn)動;而太大的夾緊力又會加快彈簧夾頭磨損
在實(shí)際使用中彈簧夾頭要經(jīng)常松開更換工件,例如在車削加工中心上使用,可以在松開時給彈簧夾頭內(nèi)孔表面噴涂一層潤滑劑,有條件采用冷卻劑潤滑更好,這樣既可沖洗彈簧夾頭上的碎屑,而且又能提供很好的潤滑效果。在彈簧夾頭鎖緊角處定期涂抹潤滑脂,則能減少長期磨損并增加夾緊力。也可以使用其他潤滑效果更好的材料,包括有EP(極限壓力)特性的高質(zhì)量潤脂油或蠟基材料。
5.合理選擇彈簧夾頭的裝夾直徑尺寸,可以保證彈簧夾頭對工件產(chǎn)生最大的夾緊力,并且實(shí)現(xiàn)最好的裝夾狀態(tài),從而保證機(jī)械加工的高質(zhì)量和高精度。如果彈簧夾頭的內(nèi)孔直徑選擇太大,夾頭閉合時工件僅僅由彈簧夾頭的孔口部分夾緊,很有可能造成工件外圓和彈簧夾頭內(nèi)孔之間幾何形狀的不匹配,因此降低夾緊力。如果彈簧夾頭內(nèi)孔直徑選擇太小,夾頭閉合的時候只有夾頭內(nèi)孔的內(nèi)部與工件接觸,這樣夾緊力雖然增大了,但是會造成夾頭與工件的不同軸的情況。一個規(guī)格尺寸的彈簧夾頭,只可以對相應(yīng)直徑尺寸的工件進(jìn)行裝夾定位。一家專門作彈簧夾頭的公司推薦彈簧夾頭的適用范圍為±0.0254mm。
現(xiàn)在的高速卡盤已經(jīng)都有卡爪平衡裝置了,隨著轉(zhuǎn)速的增加卡爪力并不會下降過大。因此很多高速卡盤都可以達(dá)到4000轉(zhuǎn)以上的應(yīng)用。
下圖這就是一種高速卡盤結(jié)構(gòu)。他的配重部分就可以抵消掉卡爪的離心力。
繼續(xù)回來談夾頭,對于彈簧夾頭的分類啊,性能啊,還有使用方面我相信很多人都有了一定了解,更多人估計比我更了解,呵呵
從第四部分開始就介紹一些特殊功能特殊應(yīng)用的夾頭吧。
先介紹一款用于薄壁環(huán)類零件裝夾加工的夾頭
在薄壁環(huán)類零件的加工裝夾時候,零件變形是最令人頭疼的,我們這里說的變形不是簡單的受裝夾力變形,那種變形很好解決,用包絡(luò)式或者內(nèi)漲式的裝夾都可以解決。我們要解決的問題是指薄壁環(huán)類零件在加工時雖然按照夾具的約束,變成形變很小的圓形完成加工,但是當(dāng)取下零件后,因?yàn)閺椥粤慵€會維持加工前的形狀(圓度誤差較大的初始形狀),這樣就造成了薄壁環(huán)形零件在設(shè)備上測量和拿下來測量有很大誤差,從而造成加工件的圓度不合格。
有家公司(原諒我不說是哪家公司吧)針對這種情況開發(fā)出一種液壓夾頭,這種夾頭被分為很多瓣,每一瓣都可以分別改變變形量,通過液壓系統(tǒng)保證每一瓣的夾緊力都是一樣的,這樣就會在保持薄壁環(huán)形零件的原有形狀不變情況下完成對零件的夾緊。這樣加工出來的尺寸,在從機(jī)床上取下來之后也不會發(fā)生改變。