弹簧夹头的应用

在现代复杂的制造环境中,想在最佳状态下保持连续切削加工,大多数工厂都必须经过机床制造商的严格培训,认真学习新设备的加工运动原理、结构特征和使用技巧,方能进行操作使用。尤其对于顶端的技术系统,更是如此。例如,先进的机床控制系统,复杂形状零件的5轴加工程序的汇编等。庆幸的是,有一种与此相反的处理方案,这就是截止目前已经开发出的一些功能强大、精度高,但又容易操作(勿须专门培训)和使用寿命长的工艺装备。用以快速定位、夹紧工件(或刀具)的相对卡盘定位精度高的弹簧夹头(或称弹簧套)就属于这一范畴。它具有100多年的悠久历史和很广阔的应用范围。

弹簧夹头必须保持与工件(或刀具)的定位基准相同如主轴。弹簧夹头和工件(或刀具)之间的相对运动将导致不正确的零件加工。弹簧夹头与工件(或刀具)的相对转动或相对轴向移动都会使加工工件尺寸的一致性和几何精度受到影响。

第一个弹簧夹头的使用并不是很理想的。但当时确实证明了一个事实,一个好的工件夹头的使用,能提高生产效率和加工零件精度。后来,在车床开发制造领域享有盛名的Hardinge公司,在1901年骄傲地在他们开发的车床上使用了(于1890年)由本公司研制成功,用以提供工件定位与夹紧的弹簧夹头,并将他们的产品图纸和开发的系列产品向外公布。当时主要是为适应钟表和透镜制造业大批量生产的市场需要而开发的。能如此好地为早期(1920年前)的普通车床与凸轮式多轴自动车床提供得心应手的弹簧夹头产品,的确令人难以置信。这就如同在现在的先进的CNC车床上配置一套现代化技术的控制系统。

让我们回顾以往,随着加工与设备技术的不断进步,在要求各个系统都能极高地提高生产效率的设计改革潮流中,对作为机床的最基本但又很重要的工艺装备弹簧夹头,却从没有给以设计的空间和时间。这似乎是件非常奇怪的事情。

在机床结构也在以飞快速度变换着的形势下,能继续保持原弹簧夹头基本结构保持不变的这一奇迹,主要归功于它特具有的灵巧、精致的结构和功能强大、使用方便以及经济性好等特点。弹簧夹头虽小,但在机床工业中确实起到了很重要的作用,这是都是由于它具有以下很强的功能:

1.能精确地定位与夹紧工件(或刀具),具有抵抗扭矩和承受来自多方向切削力的功能。

2.具有增大驱动力(拉力)和转换驱动力为工件(或刀具)夹紧力的功能。

3.具有快速松开工件(或刀具)的功能。

4.具有在不降低加工精度和使工件不受损害前提下的高重复精度。

5.具有能在较宽的主轴转速范围内工作与只有极小的夹紧力损失的能力。

6.在高速切削中的转动惯量最小。

夹紧力

总的来说,弹簧夹头的设计和使用是一个涉及面很宽的领域,它是需要相对应于多种机床系列,以及包括了为体现它与机床各自不同风格和特征而设计的产品,所以总数已有成千上万。但是现在还有一个普遍的错误观念,认为弹簧夹头只用以夹紧圆柱形工件毛坯。这是不符合事实的,实际上它几乎能对任何形状的工件(或刀具),包括正方形或六边形工件进行定位夹紧。

下面主要介绍影响各种弹簧夹头正确装夹定位和夹紧力的有关因素和工作原理。

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