深入淺出的談一談彈簧夾頭（一）

yangkunlina

樓主,，朋友，有夾盤形另件的拉緊式彈簧夾頭嗎,。

菡龍2009

做批量活一直在用,，就是精度不是太好,，

waiwai0809

云里霧里，可能因?yàn)椴怀Ｓ冒伞?/td>

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學(xué)習(xí)

鰻魚雞湯飯

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+ m2 Q/ }1 h& {  ~《深入淺出的談一談彈簧夾頭》
這是幾年前剛從哈挺公司離開的時(shí)候整理的一篇文章,，現(xiàn)在看起來有很多不足,，近期整理了一下，繼續(xù)豐富完善,。
4 _; V& I1 y! `6 K并非原創(chuàng),，部分文字和圖片非原創(chuàng)，特此聲明,。有錯(cuò)誤和不通的地方請(qǐng)大家指導(dǎo),。
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. w( A* I0 l; _% x7 V4 o0 X4 k《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（一）

彈簧夾頭的優(yōu)點(diǎn)

1.        彈簧夾頭非常適合小直徑的工件加工時(shí)候采用。

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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,。

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,。

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,。

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,。

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,。

   

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在多品種小批量的加工場合,，彈簧夾頭的優(yōu)勢(shì)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,。

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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。

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。

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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。

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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/ g- A+ _  Z+ S《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（二）

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,。



) C; y) Z4 T1 v+ e* t& G  Y2 g按照鎖緊方式分，可分為推緊和拉緊,。
& T5 ?+ `: o: j; z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),。

) H3 g7 j2 i$ y3 G) s實(shí)物
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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1 w) w) b: i: k1 x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(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。
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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: o. U0 n- y+ d( e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),。
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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還可以分為，固定刀具用夾頭和裝夾工件用夾頭
- s: x/ F/ F' H8 s0 ]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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6 H3 B( q) z1 G. r- {5 r; F+ [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(tái)階夾頭，用以裝夾直徑較大的零件,。
* V7 }* _: z1 ^- h/ W但是他沒有主軸通過能力,。

! a8 E( Y  H/ p" J& x/ @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,。

# t/ O; o3 ^! F/ @' ~這是夾持三角形的彈簧夾頭

這是夾持方形的彈簧夾頭                             
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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,。。
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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
& @1 u! z. h5 m9 Y+ y" 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,。
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7 \, s( V1 l# H' B: ~. k! @5 y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
    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。
" a5 e: U' t( m" S- }) 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)：
. K# ~( \) k8 K- r* T    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,。
0 ]; O, o3 H( H. A. }: I, I" A- I; |    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�,。�,。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。
    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,。
" c# I) O4 s3 N+ P1 T  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,。

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- n9 f  g  m1 F: C9 Y《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（題外話）
2 e2 i- e( t2 x5 z4 [: A    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(huì)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,。
( Z7 u+ J4 J- G! \+ A4 Q! V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。
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《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（四）
繼續(xù)回來談夾頭，對(duì)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(jì)比我更了解,，呵呵
5 v  i: z+ k1 e7 H1 T# D: g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,。
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先介紹一款用于薄壁環(huán)類零件裝夾加工的夾頭
; l( N$ F9 D5 P) _( {在薄壁環(huán)類零件的加工裝夾時(shí)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(shí)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�還會(huì)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,。
6 q/ \, W6 t' r) w5 g0 e有家公司（原諒我不說是哪家公司吧）針對(duì)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(huì)在保持薄壁環(huán)形零件的原有形狀不變情況下完成對(duì)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(huì)發(fā)生改變,。
閑話少說，見下圖,，具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)我也不懂
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9 d  c/ o( |1 z+ U8 F5 G$ h這種夾頭也有內(nèi)漲式的結(jié)構(gòu)

shuiyhan

分析很詳細(xì)