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彈簧夾頭的應用
閱讀：1181 發布時間：2021-11-30在現代復雜的制造環境中，想在狀態下保持連續切削加工，大多數工廠都必須經過機床制造商的嚴格培訓，認真學習新設備的加工運動原理、結構特征和使用技巧，方能進行操作使用。尤其對于頂端的技術系統，更是如此。例如，*的機床控制系統，復雜形狀零件的5軸加工程序的匯編等。慶幸的是，有一種與此相反的處理方案，這就是截止目前已經開發出的一些功能強大、精度高，但又容易操作(勿須專門培訓)和使用壽命長的工藝裝備。用以快速定位、夾緊工件(或刀具)的相對卡盤定位精度高的彈簧夾頭(或稱彈簧套)就屬于這一范疇。
彈簧夾頭必須保持與工件(或刀具)的定位基準相同如主軸。彈簧夾頭和工件(或刀具)之間的相對運動將導致不正確的零件加工。彈簧夾頭與工件(或刀具)的相對轉動或相對軸向移動都會使加工工件尺寸的一致性和幾何精度受到影響。
讓我們回顧以往，隨著加工與設備技術的不斷進步，在要求各個系統都能*地提高生產效率的設計改革潮流中，對作為機床的最基本但又很重要的工藝裝備彈簧夾頭，卻從沒有給以設計的空間和時間。這似乎是件非常奇怪的事情。
在機床結構也在以飛快速度變換著的形勢下，能繼續保持原彈簧夾頭基本結構保持不變的這一奇跡，主要歸功于它特具有的靈巧、精致的結構和功能強大、使用方便以及經濟性好等特點。彈簧夾頭雖小，但在機床工業中確實起到了很重要的作用，這是都是由于它具有以下很強的功能：
1. 能精確地定位與夾緊工件(或刀具)，具有抵抗扭矩和承受來自多方向切削力的功能。
2. 具有增大驅動力(拉力)和轉換驅動力為工件(或刀具)夾緊力的功能。
3. 具有快速松開工件(或刀具)的功能。
4. 具有在不降低加工精度和使工件不受損害前提下的高重復精度。
5. 具有能在較寬的主軸轉速范圍內工作與只有極小的夾緊力損失的能力。
6. 在高速切削中的轉動慣量最小。
夾緊力
總的來說，彈簧夾頭的設計和使用是一個涉及面很寬的領域，它是需要相對應于多種機床系列，以及包括了為體現它與機床各自不同風格和特征 而設計的產品，所以總數已有成千上萬。但是現在還有一個普遍的錯誤觀念，認為彈簧夾頭只用以夾緊圓柱形工件毛坯。這是不符合事實的，實際上它幾乎能對任何形狀的工件(或刀具)，包括正方形或六邊形工件進行定位夾緊。
下面主要介紹影響各種彈簧夾頭正確裝夾定位和夾緊力的有關因素和工作原理。
影響夾緊力的因素
夾緊力是機床經彈簧夾頭施加在工件上的力。本文中插圖是一個在車床上使用的用以定位、夾緊工件的彈簧夾頭 , 同樣也可以被用來對刀具、磨削的工件實行 定位、夾緊或許多別的場合。拉桿(圖中未示出)的外螺紋與彈簧夾頭的后端內螺紋連接拉緊，產生軸向拉力。然后由機床主軸前端的被稱為鎖緊角的錐面，將軸向拉力轉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大，經過計算得知，根據不同的鎖緊角，彈簧夾頭夾緊力可擴大3-4倍。
彈簧夾頭是一個結構簡單的工藝裝置，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的使用經驗：
1. 軸向作用力。如圖所示為拉桿施于彈簧夾頭的軸向拉力 。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。很明顯，大的軸向拉力將產生大的夾緊力，反之亦然。一般拉桿的軸向拉力可由操作員進行調整。
2. 在彈簧夾頭使用中，設計的鎖緊角(或頭部傾角)大小將決定著夾緊力經擴大后能達到的指標， 通常由機床制造商和彈簧夾頭制造商決定。當彈簧夾頭新的設計還正在探求之中， 從經濟性和可靠性考慮， 設計師建議用戶使用現有彈簧夾頭結構。標準錐度(或頭部傾角)已根據機床類型(如車床等)、使用條件(動態與靜態)和用途(工件與刀具)不同，由設計時確定。
3. 工件(或刀具)與彈簧夾頭之間的總摩擦力將直接 影響夾緊力。小的摩擦值將導致小的夾緊力，反之亦然 。彈簧夾頭供應商能采取各種措施，克服彈簧夾頭與工件(或刀具)之間的相對轉動或軸向竄動等，比如彈簧夾頭內孔有意制出鋸齒形狀或將硬質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生摩擦。其摩擦力大小也直接影響彈簧夾頭對工件的夾緊力大小。摩擦力太小時夾緊力不夠，太大的夾緊力，會加快彈簧夾頭磨損。使用中彈簧夾頭要經常松開實行工件交換，例如在車削加工中心上使用，需在松開時在彈簧夾頭內孔表面噴涂一薄層潤滑劑。有條件采用冷卻劑潤滑更好，因為冷卻劑提供可沖洗彈簧夾頭，而且潤滑性效果好。尤其在鎖緊角處定期施加冷卻劑，則能減少長期磨損和增加夾緊力。
5. 選擇合適的彈簧夾頭名義直徑尺寸，以保證彈簧夾頭對工件的*支撐是增大夾緊力和可靠夾緊保證高質量加工的必要條件。如果彈簧夾頭的名義孔直徑選擇太大，工件僅僅由彈簧夾頭的孔口部分將工件夾緊，將引起工件外圓和彈簧夾頭內孔之間幾何形狀的不匹配，因而降低夾緊力。如果如果夾頭名義孔直徑選擇太小，只有頭部傾角的內部與工件接觸，相對而言，夾緊力增大，但引起夾頭與工件的不同心問題。
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