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数控车床加工何时选用弹簧夹头?

日期:2019-03-15点击数:31赞数:0

      主轴负载容量
      车床主轴的 允许重量基于轴承负载容量,如果夹盘和工件组合的重量太大,轴承有可能超负荷。对于那些存在超出限度的危险的加工任务,这种危险性可能决定人们对工件夹具的选择,卡爪卡盘往往比同等的弹簧夹头的重量大,因此,在需要控制重量的场合,弹簧夹头是恰当的选择。
      主轴速度 
      弹簧夹头往往是以非常高的主轴速度进行车削时的较好选择,主要有两个原因:
      一个原因与卡盘的质量有关,假定以相同的主轴马力驱动卡爪卡盘和弹簧夹头,较厚重的卡爪卡盘需要更长的时间来加速达到所需的速度,加速时间长将延长工作周期,降低生产力。
      另一个原因与离心力有关,因为它随着rpm平方值的增加而增加,所以,在高速切削的情况下,这个数值很重要。例如,将主轴速度加倍,离心力将为原来的四倍。这种力量将卡盘卡爪拉离 ,往往会降低夹持力。但采用弹簧夹头,离心力不会造成明显的影响。因而,在整个加工速度范围内夹持力会更加稳定。
      加工操作
      弹簧夹头在零件的整个圆周施加夹持力,而不是仅在选定的接触区域,因而,可获得很好的同心度,这一点对于二次加工的项目尤其重要,二次加工需要考虑与一次加工有关的精确度,因为弹簧夹头的准确夹持能力强,即使卡爪卡盘用于一次加工时,弹簧夹头也可用于二次加工。带有空心软卡爪的卡盘可达到0.0006至0.0012 英寸范围内的TIR(总读数)重复精度,而弹簧夹头的典型重复精度为0.0005英寸TIR或更好,为了进一步提高二次加工精度,在安装过程中,还可调整弹簧夹头的同心度。
      工件尺寸 
      弹簧夹头非常适合直径小于3英寸的工件采用。弹簧夹头对工件的长度有所限制,特别地,弹簧夹头限制机床的轴向(Z轴)行程范围,因为它的长度比卡爪卡盘长。当工件的加工长度差不多需要用到机床的整个可用行程时,大概 要采用卡爪卡盘了。
      加工批量大小
      很大批量和很小批量的加工任务均适合采用弹簧夹头。
      在小批量和多种任务的加工场合,弹簧夹头的优势与产品转换时间有关,标准卡爪卡盘的卡爪调换约需15至20分钟,专用于快速更换的卡爪卡盘需要1分钟,而快速更换弹簧夹头的夹头调换只需要15至20秒,在产品变换频繁时,节省的时间累计起来是可观的。 
      当加工批量大时,可同样累积所节省的与夹持有关的时间,弹簧夹头所需的开合时间比卡爪卡盘的少,通过减少从一个工件转换至下一个工件的非切削时间,削减加工循环时间。
      工件尺寸范围 
      弹簧夹头开合更快的部分原因是它的驱动冲程较短,与卡爪卡盘相比,弹簧夹头所适用的工件尺寸范围更为有限。
      次主轴情况
      装有次主轴的车削机床经常用于各种大批量加工,在这些应用中,弹簧夹头可显着节省加工时间。它们可在一个工作循环中加工零件的所有面,这些机床常与棒材进料器组合在一起,实现无人值守生产,连续加工工件。在这些应用中,对一个工件而言,所节省的夹盘驱动时间可能是很少的,但在整个生产过程中,每个工件节省时间与加工工件数相乘,累计起来所节省的时间是很可观的。
      夹盘工具库
      当人们在卡爪卡盘和弹簧夹头之间选择一个 合适的工件夹持装置时,考虑第三个选项也是重要的。在许可的情况下,保留两种夹具,从一种更换至另一种可能是 成本效益的方案。从卡爪卡盘换到弹簧夹头,或反之亦然,通常不超过20分钟。卡爪卡盘可保留在机床上,以处理零件范围不确定的情况。但当机床加工大批量工件,或几批尺寸一致的零件时,采用弹簧夹头所获得的生产力提高,大大超过更换夹具花费时间造成的生产力损失。
      实际上,弹簧夹头的速度是有弹性的,如果工件尺寸是一致的,弹簧夹头的速度会更快。如果工件尺寸的变化大,可能需要采用卡爪卡盘以适应尺寸范围宽的加工工件。 
      材料类型

      对于热辊轧钢材、锻件和模压件,标准卡爪卡盘往往功效较好,因为所有这类零件具有固有的直径变化。另一方面,冷辊轧材料零件往往具有较好的尺寸一致性,因此,适合选用弹簧夹头。然而,缺乏一致的直径测量值不一定构成采用弹簧夹头的障碍,可提供设计用于非圆横截面的夹头,用于夹持制成客户所需形状的模压棒材。


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