深入淺出的談一談彈簧夾頭（一）

鰻魚雞湯飯

彈簧夾頭的優(yōu)點(diǎn)

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1.        彈簧夾頭非常適合小直徑的工件加工時(shí)候采用。

2.        彈簧夾頭裝夾工件時(shí)間很短,，可以實(shí)現(xiàn)快速上下料,。

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3.        彈簧夾頭的更換時(shí)間很短,，可以實(shí)現(xiàn)快速更換不同尺寸的夾具。

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4.        彈簧夾頭相對(duì)于卡盤來說,，裝夾精度更高,，調(diào)頭加工時(shí)同心度保持更好。

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5.        對(duì)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。

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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,。

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7.        彈簧夾頭是包絡(luò)式夾緊，在夾緊時(shí)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(shí)間,，標(biāo)準(zhǔn)卡爪式卡盤調(diào)換卡爪的時(shí)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(shí)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(shí),，節(jié)省的時(shí)間累計(jì)起來是相當(dāng)可觀的。

在大批量加工場合時(shí),，可同樣節(jié)省夾持過程的累積時(shí)間,，彈簧夾頭開合的所需時(shí)間比卡爪卡盤的少，通過減少從一個(gè)工件更換至下一個(gè)工件的非切削時(shí)間,，從而減少整個(gè)加工過程的總體累積時(shí)間,。

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彈簧夾頭開合時(shí)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(duì)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(dòng)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(duì)單個(gè)工件而言,，所節(jié)省的非切削時(shí)間可能是很微量的，但在整個(gè)生產(chǎn)過程中,，每個(gè)工件節(jié)省時(shí)間與加工工件數(shù)相乘,，累計(jì)起來所節(jié)省的時(shí)間則是非常可觀的,。

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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(huì)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。

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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(jì)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。
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  }  j4 ?" z% {+ v' b《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（二）
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談完了優(yōu)點(diǎn)就該談分類了,。。,。（當(dāng)然,，彈簧夾頭的缺點(diǎn)有很多，這里就不羅嗦了,，如果有機(jī)會(huì)再跟大家細(xì)表）

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,。
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% h/ A& y7 \' i$ D按照鎖緊方式分，可分為推緊和拉緊,。
7 X* U. ]6 E: x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),。

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而下圖，則為一種推緊式彈簧夾頭結(jié)構(gòu),。
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實(shí)物

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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
; j" }9 y: h0 U 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(huì)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。
8 U' J: ]/ ?) T: [1 h8 H8 `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(huì)損失長度精度。主要以拉力進(jìn)行夾緊,。
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7 Z3 k- p' o! p/ u0 S6 ~* [其實(shí)就是把一個(gè)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(dòng)，從而施加一個(gè)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(dòng)。
1 y0 Z/ D8 w; n4 K7 q- r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
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+ g" ?: C2 _$ Q- [/ i/ E, m還可以分為,，固定刀具用夾頭和裝夾工件用夾頭
這個(gè)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
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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。
, I7 B; H7 j6 J5 ]3 `3 D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(tái)階夾頭，用以裝夾直徑較大的零件,。
) z' g7 }, w" T& j但是他沒有主軸通過能力,。
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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
! s, x  O. W5 ^. n- S6 X3 h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,。
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這是夾持三角形的彈簧夾頭
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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(shí)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
# f8 ^8 R# i! ^, }% K+ a沒錯(cuò),，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,。

6 M, H/ @  _' K2 Z2 U實(shí)物
下圖為使用原理圖
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《深入淺出的談一談彈簧夾頭》(三)
彈簧夾頭的使用
# f8 @7 l2 M/ j4 q+ w) J    在彈簧夾頭的使用過程中,，如果在高精度使用的時(shí)候,，一般都會(huì)先鏜一刀，這樣夾頭的精度就是主軸精度,。對(duì)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(duì)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(jì)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。
% A( k- I# g# Y; \    彈簧夾頭是一個(gè)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(duì)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(gè)影響夾緊力的主要因素和總結(jié)的使用經(jīng)驗(yàn)：
1 H6 w# C" a9 c* K3 n! N' k# i/ Q% z    1.軸向作用力,。拉桿施給彈簧夾頭一個(gè)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,。
* d% }, V: {( ^- w  `5 V* F# x    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(dòng)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小）,。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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向竄動(dòng),，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(duì)工件夾緊力的強(qiáng)弱。摩擦力太小時(shí)夾緊力不夠,，會(huì)產(chǎn)生工件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),；而太大的夾緊力又會(huì)加快彈簧夾頭磨損。
- z. U/ n5 D. t4 p4 E/ K$ k, Z    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(shí)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,。
: g, E! P- r4 [  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(duì)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(shí)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(shí)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(huì)造成夾頭與工件的不同軸的情況,。一個(gè)規(guī)格尺寸的彈簧夾頭,，只可以對(duì)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。

鰻魚雞湯飯

彈簧夾頭也有很多缺點(diǎn),，和局限性

龍游大海

彈簧夾頭非常適合小直徑的工件加工時(shí)候采用。

Tengjie@

就是精度不高呀,很難有如意的表現(xiàn),稍微有點(diǎn)精度,就不成了

  Z- w6 s: r! T' b; K: K9 q[ 本帖最后由 Tengjie@ 于 2008-12-13 08:40 編輯 ]

天思

樓主的資料是轉(zhuǎn)載吧,，把這些資料作為一個(gè)附件發(fā)上來不更合適嗎

鰻魚雞湯飯

原帖由 天思 于 2008-12-13 09:51 發(fā)表
樓主的資料是轉(zhuǎn)載吧,，把這些資料作為一個(gè)附件發(fā)上來不更合適嗎

對(duì)不起，資料并不完全是轉(zhuǎn)載的,。
& |- J! b5 f$ h$ o我只是想通過這樣一個(gè)方式給大家全面系統(tǒng)地介紹一下彈簧夾頭
# f+ ^# T5 l2 W& r( R0 z( u并且改變很多人在觀點(diǎn)中對(duì)彈簧夾頭的錯(cuò)誤概念

鰻魚雞湯飯

談完了優(yōu)點(diǎn)就該談分類了,。。,。（當(dāng)然,，彈簧夾頭的缺點(diǎn)有很多，這里就不羅嗦了,，如果有機(jī)會(huì)再跟大家細(xì)表）

鰻魚雞湯飯

按照鎖緊方式分,，可分為推緊和拉緊,。

4 Q- R% K5 U, A% o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)。
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3 a+ ]+ o* }$ I, W7 D4 T" `. |' C[ 本帖最后由 鰻魚雞湯飯 于 2008-12-13 14:18 編輯 ]

鰻魚雞湯飯

而這附圖，為一種推緊式彈簧夾頭結(jié)構(gòu),。

[ 本帖最后由 鰻魚雞湯飯 于 2008-12-13 14:16 編輯 ]

追風(fēng)傳說

樓主應(yīng)該沒開過車床吧,，滿篇文章都沒說清楚真正的重點(diǎn),！
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彈簧夾頭的最大弊端，開合是向后拉的,，如果工件外圓誤差大,，小一點(diǎn)的工件就往后縮多一點(diǎn)，所以加工精度差的工件掉頭時(shí)用彈簧夾頭就精度更不保了,。
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, f. Q  B8 j+ y  }* ?/ M2 x* J彈簧夾頭的最大優(yōu)點(diǎn),，因?yàn)橹亓勘热�爪系統(tǒng)輕很多很多，可以將主軸的轉(zhuǎn)速提得更高,！以我的6136為例,，主軸軸承NSK P4,，當(dāng)使用彈簧夾頭系統(tǒng)時(shí)可以開最高4000轉(zhuǎn)，使用小型6寸卡盤是3500轉(zhuǎn),，如果使用標(biāo)準(zhǔn)8寸卡盤的話安全最高轉(zhuǎn)速都絕對(duì)不能超過2500轉(zhuǎn),。
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  以前在手動(dòng)設(shè)備的年代，對(duì)彈簧夾頭的運(yùn)用都是以其裝夾速度快而見稱,。有些機(jī)床的裝夾方式快到——在主軸連續(xù)運(yùn)行不停車,，直接在運(yùn)動(dòng)過程中將夾頭打開將料送到定位處再夾緊，直接再加工,，光節(jié)省主軸停車再啟動(dòng)都已經(jīng)是驚人的效率了,。