三爪電動卡盤是(shì)大多數車床用戶的标準(zhǔn)工件(jiàn)夾持裝置,這種卡盤(pán)具有足夠的通用性(xìng),可應(yīng)用于多種車削(xuē)加工。然而,它不是所(suǒ)有加工任務的(de)很好夾具。彈簧夾頭(tóu)是一種備用工件(jiàn)夾持裝置,與卡爪卡盤相似(sì),也用機械(xiè)力(lì)固定需要車(chē)削的零件。雖然彈(dàn)簧夾頭所提供的工件尺寸範圍(wéi)沒有卡爪卡盤的寬,對于某些加工(gōng)任務來說,它所(suǒ)提供(gòng)的與速度(dù)、準确度(dù)和生産力(lì)有關的(de)優勢也許是極其重要的。
何種夾具的功效更好,做決定時需要考慮幾個因素。對于一項給定的(de)車床加工任務,衡量選用彈(dàn)簧夾頭(tóu)還是(shì)卡爪(zhǎo)卡盤,需要考慮以下的所有因(yīn)素。
主(zhǔ)軸負載容量
車床主軸的較大允許重量基于軸承負載(zǎi)容量,如果夾盤和工件(jiàn)組合的重量太大,軸承(chéng)有可能超負荷。對于(yú)那些存在超出限度的危險的加工任務,這種危險性可能決定人們對工件夾具的(de)選擇,卡爪卡盤往往比同等的彈簧夾頭的重量大,因此,在需要控制(zhì)重量的場(chǎng)合,彈(dàn)簧夾頭是恰當的選擇。
主軸速度
彈(dàn)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,主要有兩個原因:
一個原因與卡盤的質量有關,假定以相同的主軸馬力驅動(dòng)卡爪卡盤和彈簧夾(jiá)頭,較厚重的卡爪卡盤需(xū)要更長的(de)時間來加速達到所需的速度,加速時間長将延長工作周期,降低(dī)生産力。
另一個原因與離心力有關,因爲(wèi)它随着rpm平方值的增(zēng)加而增加,所以,在高速(sù)切削的情況下,這個(gè)數值很重要。例如,将主軸速度加倍,離心力将爲原來的四倍。這種力量将卡盤卡爪拉離(lí)中心(xīn),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(yǐng)響。因而,在整個加工速度範圍内夾(jiá)持力會更加穩定。
加工操作
彈簧夾頭在零件的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(tóng)心度,這一點對于二次加工的項目尤其重要,二(èr)次加(jiā)工需要考慮與一次加工有關的精确度,因爲彈簧夾頭的準确夾持能(néng)力強,即使卡(kǎ)爪卡盤用于(yú)一次加工時,彈簧夾頭也(yě)可用于二次加工。帶有空心軟(ruǎn)卡爪的卡盤可達到0.0006至0.0012 英(yīng)寸範圍内的TIR(總(zǒng)讀數)重複精度,而彈簧夾頭的典型重複(fú)精度爲0.0005英寸TIR或更好(hǎo),爲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)簧夾頭的同心度。
工(gōng)件尺寸
彈簧夾頭非(fēi)常适(shì)合直徑小于3英寸的工件采用(yòng)。彈簧夾頭對工件的長度有所限制(zhì),特别地,彈(dàn)簧夾頭限制機床的軸向(Z軸)行程範圍,因爲它的長度比卡爪(zhǎo)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用行程時,大概就要采用卡爪卡盤了。
加工批量大小
很大批(pī)量和很小(xiǎo)批量的加工任務均适合采(cǎi)用彈簧夾頭。
在小批(pī)量和多種任務的加工場合,彈簧夾頭的優勢與産品轉換時間(jiān)有關(guān),标準卡爪卡盤的(de)卡爪調換約需15至20分鍾,專用于(yú)快速(sù)更(gèng)換的卡爪卡(kǎ)盤(pán)需要1分鍾,而快速更換彈簧夾頭的夾頭調換隻需要15至20秒,在産品變換頻繁時,節省的時間累計起來是可(kě)觀的。
當加(jiā)工批量大時,可同樣(yàng)累積所節省的與夾持有關(guān)的(de)時間,彈簧夾頭所需的開合時間比卡爪卡盤的少,通過(guò)減少從一個工件轉換至(zhì)下一個工件的非切(qiē)削時間,削減加工循(xún)環時間。
工件尺寸範圍
彈簧夾(jiá)頭開合更快的部分原因(yīn)是它的驅(qū)動沖程較短,與卡爪卡盤相比,彈(dàn)簧(huáng)夾頭(tóu)所适用的工件(jiàn)尺寸範圍(wéi)更爲有限。
次(cì)主軸情況
裝有次主軸的車削機床經常用于各種大批量加工,在這些應用中,彈簧夾頭可顯(xiǎn)着節省加工時間。它們(men)可在一個工(gōng)作循環中加工零件的所有面(miàn),這些機床常與棒材(cái)進料器組(zǔ)合在一起,實現無人值守生産,連續加工工件。在這(zhè)些應用中(zhōng),對一個工(gōng)件而(ér)言,所節省的夾(jiá)盤驅動時間(jiān)可能是很少的,但(dàn)在整(zhěng)個生産過程中,每個工件節省時間與加工工件數相乘,累計起來(lái)所節省的時間是很可觀的。
夾盤工(gōng)具庫(kù)
當人們在(zài)卡爪卡盤(pán)和彈簧夾頭之間選擇一個合适的工件夾持裝置時,考慮第(dì)三個選項也是重要的。在許可的情(qíng)況下,保留兩種夾具,從一(yī)種(zhǒng)更(gèng)換至另(lìng)一種可(kě)能是很具(jù)成本效益的方案。從卡爪卡盤換到彈簧夾頭,或反(fǎn)之(zhī)亦然,通常不超過(guò)20分鍾。卡爪卡盤可保留在機床(chuáng)上,以(yǐ)處理零件範圍不(bú)确(què)定的情況。但當(dāng)機床加工大批量工件,或幾批尺寸一緻的零件時,采用彈簧夾頭所獲得(dé)的生産力提高,大大超過更換夾(jiá)具花費時間造成的生(shēng)産力損失。
實(shí)際上,彈簧夾頭的速度是有彈性的(de),如果工件尺寸是一緻的,彈簧夾頭(tóu)的速度會更快。如果(guǒ)工件尺寸的變(biàn)化大,可能需要采用卡爪卡盤以适應尺寸範圍寬的加工工件。
材料類型
對于熱輥(gǔn)軋鋼材、鍛件和模壓件(jiàn),标準(zhǔn)卡爪卡盤往往功效較好,因爲所有這類零件具有固有的直徑變化。另一方面,冷輥軋材料零件(jiàn)往往具有較好的尺寸一緻性,因此,适(shì)合(hé)選用彈簧夾頭。然而(ér),缺乏一緻(zhì)的直徑測量值不一定構成采用彈簧夾頭的障礙,可提(tí)供設計用于非圓橫截面(miàn)的夾頭,用(yòng)于(yú)夾持制成客戶所(suǒ)需形狀的模壓棒(bàng)材。