在現(xiàn)代復(fù)雜的制造環(huán)境中片任,想在最佳狀態(tài)下保持連續(xù)切削加工荚砍,大多數(shù)工廠都必須經(jīng)過機(jī)床制造商的嚴(yán)格培訓(xùn)栓堕,認(rèn)真學(xué)習(xí)新設(shè)備的加工運(yùn)動原理顾篡、結(jié)構(gòu)特征和使用技巧室用,方能進(jìn)行操作使用。尤其對于頂端的技術(shù)系統(tǒng)在竹,更是如此添瓷。例如,先進(jìn)的機(jī)床控制系統(tǒng)值纱,復(fù)雜形狀零件的5軸加工程序的匯編等鳞贷。慶幸的是,有一種與此相反的處理方案虐唠,這就是截止目前已經(jīng)開發(fā)出的一些功能強(qiáng)大搀愧、精度高,但又容易操作(勿須專門培訓(xùn))和使用壽命長的工藝裝備疆偿。用以快速定位咱筛、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。它具有100多年的悠久歷史和很廣闊的應(yīng)用范圍杆故。
隨著加工與設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步迅箩,在要求各個系統(tǒng)都能極高地提高生產(chǎn)效率的設(shè)計(jì)改革潮流中溉愁,對作為機(jī)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(shè)計(jì)的空間和時間沙热。這似乎是件非常奇怪的事情叉钥。
在機(jī)床結(jié)構(gòu)也在以飛快速度變換著的形勢下,能繼續(xù)保持原彈簧夾頭基本結(jié)構(gòu)保持不變的這一奇跡篙贸,主要?dú)w功于它特具有的靈巧码累、精致的結(jié)構(gòu)和功能強(qiáng)大、使用方便以及經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)踏蚓。彈簧夾頭雖小激撮,但在機(jī)床工業(yè)中確實(shí)起到了很重要的作用,這是都是由于它具有以下很強(qiáng)的功能:
能精確地定位與夾緊工件(或刀具)惫投,具有抵抗扭矩和承受來自多方向切削力的功能泉惋。
具有增大驅(qū)動力(拉力)和轉(zhuǎn)換驅(qū)動力為工件(或刀具)夾緊力的功能。
具有快速松開工件(或刀具)的功能蹬谁。
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(fù)精度扔缭。
具有能在較寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作與只有極小的夾緊力損失的能力。
在高速切削中的轉(zhuǎn)動慣量最小癞烈。
夾緊力
總的來說洗馅,彈簧夾頭的設(shè)計(jì)和使用是一個涉及面很寬的領(lǐng)域,它是需要相對應(yīng)于多種機(jī)床系列堕常,以及包括了為體現(xiàn)它與機(jī)床各自不同風(fēng)格和特征 而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品赌羽,所以總數(shù)已有成千上萬。但是現(xiàn)在還有一個普遍的錯誤觀念缤弦,認(rèn)為彈簧夾頭只用以夾緊圓柱形工件毛坯领迈。這是不符合事實(shí)的,實(shí)際上它幾乎能對任何形狀的工件(或刀具)碍沐,包括正方形或六邊形工件進(jìn)行定位夾緊狸捅。
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(guān)因素和工作原理。
影響夾緊力的因素
夾緊力是機(jī)床經(jīng)彈簧夾頭施加在工件上的力累提。在車床上使用的用以定位尘喝、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(shí)行 定位刻恭、夾緊或許多別的場合瞧省。拉桿的外螺紋與彈簧夾頭的后端內(nèi)螺紋連接拉緊扯夭,產(chǎn)生軸向拉力鳍贾。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交洗。不僅如此骑科,夾緊力還可以通過鎖緊角將其擴(kuò)大橡淑,經(jīng)過計(jì)算得知,根據(jù)不同的鎖緊角账菊,彈簧夾頭夾緊力可擴(kuò)大3-4倍祥喳。
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 册吹。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貌硬。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(yàn):
軸向作用力。拉桿施于彈簧夾頭的軸向拉力 馒狡。在彈簧夾頭的使用中嚣褐,軸向力拉力可由不同的方式施加,但其作用原理基本相同煮肋。很明顯逸茅,大的軸向拉力將產(chǎn)生大的夾緊力,反之亦然响友。一般拉桿的軸向拉力可由操作員進(jìn)行調(diào)整详不。
在彈簧夾頭使用中,設(shè)計(jì)的鎖緊角(或頭部傾角)大小將決定著夾緊力經(jīng)擴(kuò)大后能達(dá)到的指標(biāo)扳辉, 通常由機(jī)床制造商和彈簧夾頭制造商決定妖救。當(dāng)彈簧夾頭新的設(shè)計(jì)還正在探求之中, 從經(jīng)濟(jì)性和可靠性考慮晾咪, 設(shè)計(jì)師建議用戶使用現(xiàn)有彈簧夾頭結(jié)構(gòu)收擦。標(biāo)準(zhǔn)錐度(或頭部傾角)已根據(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)不同谍倦,由設(shè)計(jì)時確定塞赂。
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(dǎo)致小的夾緊力昼蛀,反之亦然 宴猾。彈簧夾頭供應(yīng)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(zhuǎn)動或軸向竄動等叼旋,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仇哆。
主軸錐面與彈簧夾頭在鎖緊角處產(chǎn)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夫植。摩擦力太小時夾緊力不夠讹剔,太大的夾緊力,會加快彈簧夾頭磨損详民。使用中彈簧夾頭要經(jīng)常松開實(shí)行工件交換延欠,例如在車削加工中心上使用,需在松開時在彈簧夾頭內(nèi)孔表面噴涂一薄層潤滑劑。有條件采用冷卻劑潤滑更好禽虹,因?yàn)槔鋮s劑提供可沖洗彈簧夾頭素司,而且潤滑性效果好。尤其在鎖緊角處定期施加冷卻劑赌置,則能減少長期磨損和增加夾緊力押逾。一些更多潤滑效果更好的材料也可以使用,包括有EP(極限壓力)特性的高質(zhì)量潤脂油或蠟基材料蓝捌。似乎有些奇怪的是眶洗,一些聰明的操作者在加工難度大,而且在一般的冷卻潤滑的效果都不佳時饵朱,選用女士們使用的唇膏径泉,據(jù)稱效果很好。
選擇合適的彈簧夾頭名義直徑尺寸板刑,以保證彈簧夾頭對工件的完全支撐是增大夾緊力和可靠夾緊保證高質(zhì)量加工的必要條件缰兄。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邑键,將引起工件外圓和彈簧夾頭內(nèi)孔之間幾何形狀的不匹配上煤,因而降低夾緊力。如果如果夾頭名義孔直徑選擇太小著淆,只有頭部傾角的內(nèi)部與工件接觸劫狠,相對而言,夾緊力增大永部,但引起夾頭與工件的不同心問題独泞。在一個名義尺寸下,它可對名義直徑相同的工件進(jìn)行裝夾定位苔埋。
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