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

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1.        彈簧夾頭非常適合小直徑的工件加工時候采用。

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

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3.        彈簧夾頭的更換時間很短，可以實現(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。

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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。

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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。

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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。

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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)和下料裝置則可實現(xiàn)自動上下料過程，最終實現(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)省的時間則是非常可觀的。

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在實際應(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，因為這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。
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1 F3 n* e( A4 g# a+ s1 _9 t《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（二）
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談完了優(yōu)點就該談分類了。。。（當(dāng)然，彈簧夾頭的缺點有很多，這里就不羅嗦了，如果有機(jī)會再跟大家細(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。



按照鎖緊方式分，可分為推緊和拉緊。
2 M, x! }" d, w  Y% L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
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。
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其實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


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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

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# U# @; _( D) |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。
+ G9 y+ C7 M# L8 m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。

$ Y9 o- {5 D! _6 S) D9 d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。
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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
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                             
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, f; U& y. ~3 U/ H& V0 c) N0 h. r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。

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4 _" f& @/ a8 y6 m. `" V- a( F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
# V& Z9 o2 K% H% r' S4 o; ?5 c1 Z7 f    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。
3 M0 L; m3 K, ^9 m/ k4 M- B: i4 f$ {, b    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：
    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。
: S3 \+ b6 \- b: y2 I7 Z    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。
' \, S+ \7 y# d4 z5 P7 p9 y$ T7 N    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 Z0 ~$ k( h. o3 i  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。

鰻魚雞湯飯

彈簧夾頭也有很多缺點，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候采用。

Tengjie@

就是精度不高呀,很難有如意的表現(xiàn),稍微有點精度,就不成了

( U( r' }2 J" v[ 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附件發(fā)上來不更合適嗎

% B; V8 Y' i: r& |
對不起，資料并不完全是轉(zhuǎn)載的。
+ Z' Q/ e: t  w' ~2 t我只是想通過這樣一個方式給大家全面系統(tǒng)地介紹一下彈簧夾頭
并且改變很多人在觀點中對彈簧夾頭的錯誤概念

鰻魚雞湯飯

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

鰻魚雞湯飯

按照鎖緊方式分，可分為推緊和拉緊。
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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)。

' y3 F; B- }& n) y1 r- i+ f! h[ 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！

" V3 X, w/ ]7 `  c( Z6 r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，小一點的工件就往后縮多一點，所以加工精度差的工件掉頭時用彈簧夾頭就精度更不保了。
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彈簧夾頭的最大優(yōu)點，因為重量比三爪系統(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)速都絕對不能超過2500轉(zhuǎn)。
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  以前在手動設(shè)備的年代，對彈簧夾頭的運(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)省主軸停車再啟動都已經(jīng)是驚人的效率了。