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数控车床卡盘准还是弹簧筒夹准

发布时间:2022.06.27
信息摘要:
数控车床卡盘准还是弹簧筒夹准?何种夹具的功效更好,做决定时需要考虑几个因素。对于一项给定的数控车床加工任务,衡量选用弹簧箭筒还是卡爪卡盘,需要考虑以下的所有因素。

数控车床卡盘准还是弹簧筒夹准?何种夹具的功效更好,做决定时需要考虑几个因素。对于一项给定的数控车床加工任务,衡量选用弹簧箭筒还是卡爪卡盘,需要考虑以下的所有因素。

数控车床卡盘准还是弹簧筒夹准


一、数控数控主轴负载容量

数控车床主轴的最大允许重量基于轴承负载容量,如果夹盘和工件组合的重量太大,轴承有可能超负荷。对于那些存在超出限度的危险的加工任务,这种危险性可能决定人们对工件夹具的选择,卡爪卡盘往往比同等的弹簧箭筒的重量大,因此,在需要控制重量的场合,弹簧箭筒是恰当的选择。

二、数控数控主轴速度

弹簧箭筒往往是以非常高的主轴速度进行车削时的较好选择,主要有两个原因:

一个原因与卡盘的质量有关,假定以相同的主轴马力驱动卡爪卡盘和弹簧箭筒,较厚重的卡爪卡盘需要更长的时间来加速达到所需的速度,加速时间长将延长工作周期,降低生产力。

另一个原因与离心力有关,因为它随着rpm平方值的增加而增加,所以,在高速切削的情况下,这个数值很重要。例如,将主轴速度加倍,离心力将为原来的四倍。这种力量将卡盘卡爪拉离中心,往往会降低夹持力。但采用弹簧箭筒,离心力不会造成明显的影响。因而,在整个加工速度范围内夹持力会更加稳定。

三、次主轴情况

装有次主轴的车削机床经常用于各种大批量加工,在这些应用中,弹簧箭筒可显着节省加工时间。它们可在一个工作循环中加工零件的所有面,这些机床常与棒材进料器组合在一起,实现无人值守生产,连续加工工件。在这些应用中,对一个工件而言,所节省的夹盘驱动时间可能是很少的,但在整个生产过程中,每个工件节省时间与加工工件数相乘,累计起来所节省的时间是很可观的。

四、工件尺寸及范围

弹簧箭筒非常适合直径小于3英寸的工件采用。弹簧箭筒对工件的长度有所限制,特别地,弹簧箭筒限制机床的轴向(Z轴)行程范围,因为它的长度比卡爪卡盘长。当工件的加工长度差不多需要用到机床的整个可用行程时,大概就要采用卡爪卡盘了。

弹簧箭筒开合更快的部分原因是它的驱动冲程较短,与卡爪卡盘相比,弹簧箭筒所适用的工件尺寸范围更为有限。

实际上,弹簧箭筒的速度是有弹性的,如果工件尺寸是一致的,弹簧箭筒的速度会更快。如果工件尺寸的变化大,可能需要采用卡爪卡盘以适应尺寸范围宽的加工工件。

五、加工操作

弹簧箭筒在零件的整个圆周施加夹持力,而不是仅在选定的接触区域,因而,可获得很好的同心度,这一点对于二次加工的项目尤其重要,二次加工需要考虑与一次加工有关的精确度,因为弹簧箭筒的准确夹持能力强,即使卡爪卡盘用于一次加工时,弹簧箭筒也可用于二次加工。带有空心软卡爪的卡盘可达到0.0006至0.0012 英寸范围内的TIR(总读数)重复精度,而弹簧箭筒的典型重复精度为0.0005英寸TIR或更好,为了进一步提高二次加工精度,在安装过程中,还可调整弹簧箭筒的同心度。

六、加工批量大小

很大批量和很小批量的加工任务均适合采用弹簧箭筒。

在小批量和多种任务的加工场合,弹簧箭筒的优势与产品转换时间有关,标准卡爪卡盘的卡爪调换约需15至20分钟,专用于快速更换的卡爪卡盘需要1分钟,而快速更换弹簧箭筒的夹头调换只需要15至20秒,在产品变换频繁时,节省的时间累计起来是可观的。

当加工批量大时,可同样累积所节省的与夹持有关的时间,弹簧箭筒所需的开合时间比卡爪卡盘的少,通过减少从一个工件转换至下一个工件的非切削时间,削减加工循环时间。

七、材料类型

对于热辊轧钢材、锻件和模压件,标准卡爪卡盘往往功效较好,因为所有这类零件具有固有的直径变化。另一方面,冷辊轧材料零件往往具有较好的尺寸一致性,因此,适合选用弹簧箭筒。然而,缺乏一致的直径测量值不一定构成采用弹簧箭筒的障碍,可提供设计用于非圆横截面的夹头,用于夹持制成客户所需形状的模压棒材。

当人们在卡爪卡盘和弹簧箭筒之间选择一个最合适的工件夹持装置时,考虑第三个选项也是重要的。在许可的情况下,保留两种夹具,从一种更换至另一种可能是最具成本效益的方案。从卡爪卡盘换到弹簧箭筒,或反之亦然,通常不超过20分钟。卡爪卡盘可保留在机床上,以处理零件范围不确定的情况。但当机床加工大批量工件,或几批尺寸一致的零件时,采用弹簧箭筒所获得的生产力提高,大大超过更换夹具花费时间造成的生产力损失。

            

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