深入淺出的談一談彈簧夾頭（一）

yangkunlina

樓主，朋友，有夾盤形另件的拉緊式彈簧夾頭嗎。

菡龍2009

做批量活一直在用，就是精度不是太好，

waiwai0809

云里霧里，可能因為不常用吧。

rzlyf2

學習

鰻魚雞湯飯

《深入淺出的談一談彈簧夾頭》
0 c/ M  v) }9 y) S7 Y這是幾年前剛從哈挺公司離開的時候整理的一篇文章，現在看起來有很多不足，近期整理了一下，繼續豐富完善。
5 G! x/ y6 w* d0 ]  d* s并非原創，部分文字和圖片非原創，特此聲明。有錯誤和不通的地方請大家指導。
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8 T9 \% A9 \+ X0 H《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（一）
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彈簧夾頭的優點

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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，可以實現快速上下料。

3.        彈簧夾頭的更換時間很短，可以實現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，調頭加工時同心度保持更好。

5.        對于異型和可鏜式彈簧夾頭來說，比卡盤更加節省成本，靈活性更高。

6.        在內插式主軸結構的機床上，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。

7.        彈簧夾頭是包絡式夾緊，在夾緊時可以更好的保護工件表面，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，彈簧夾頭的優勢在于更換夾具時間，標準卡爪式卡盤調換卡爪的時間約為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換夾頭部分只需要15至20秒，在加工產品變換頻繁時，節省的時間累計起來是相當可觀的。

在大批量加工場合時，可同樣節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。

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彈簧夾頭開合時間更短的主要原因是它的開合行程較短；當然，與卡爪卡盤相比對應的彈簧夾頭所適用的工件尺寸范圍更為有限。

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。再通過搭配棒料機和下料裝置則可實現自動上下料過程，最終實現無人化生產，連續性加工。在這樣的應用中，對單個工件而言，所節省的非切削時間可能是很微量的，但在整個生產過程中，每個工件節省時間與加工工件數相乘，累計起來所節省的時間則是非常可觀的。

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在實際應用中，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，標準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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4 q7 c, v, L% J《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（二）
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談完了優點就該談分類了。。。（當然，彈簧夾頭的缺點有很多，這里就不羅嗦了，如果有機會再跟大家細表）

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。

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, E+ }" z( n1 X  \9 B7 o) M按照鎖緊方式分，可分為推緊和拉緊。
下圖此結構為標準車床主軸帶彈簧夾頭適配器的拉緊式彈簧夾頭結構。

實物
而下圖，則為一種推緊式彈簧夾頭結構。

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$ \+ z, x( Q9 G實物
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4 f& I4 O$ G' n$ {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
+ {1 V0 }+ p; K# c8 H; R 正如前面有人所說的，普通結構的彈簧夾頭在長度精度上會有損失，在精密加工中嚴重影響工件的長度精度。所以很早以前就開發出來了定長彈簧夾頭。
下圖這是一種結構的定長彈簧夾頭，可以實現小工件的穩定裝夾，不會損失長度精度。主要以拉力進行夾緊。
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9 C8 K7 z4 ]1 o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，并不隨錐筒向后運動。
% i0 z6 F& @4 S; t' t( K而下圖這又是另外一種結構的定長彈簧夾頭。主要靠推力進行裝夾
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) y3 r. }9 v% \+ j  r+ Z還可以分為，固定刀具用夾頭和裝夾工件用夾頭
+ |) @% v7 p( ?- N7 f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


) ^- U! Y5 C6 P: N! e/ w3 u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。
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（當然還是不如卡盤適應的直徑范圍大），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。
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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。
5 C2 _) F5 X8 C2 \+ \' v& a4 R8 j5 L" \. ]但是他沒有主軸通過能力。

按照夾持的形狀可以分為，標準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的零件或者棒料。異形彈簧夾頭并非標準件產品，而是根據特定的加工件形狀而定制的彈簧夾頭，無通用性。
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1 I: _7 x! p! h( P: P* J; T- m& }2 p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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1 Q8 M8 l0 x5 Q2 D這家伙的通用性就更強了，可以夾持多邊形，四邊形，三角形等等。。當然也可以臨時夾持一下圓形。。
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如果要按照夾頭結構來分的話，應該還可以分為整體式夾頭和分體式夾頭
& m; ~6 ~1 D$ \: i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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: H7 I4 Z2 K; `( p. D實物
* A/ q# C# j# M; d. }) ~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
    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，那些精度就根據夾頭的制造精度決定了。
' n% y' x& f: N, o% A    夾緊力是機床經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。機床主軸拉桿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。
, r3 w) T. A, C& `  L7 J! B    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：
3 l( ~8 @; c* y1 Y) D    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生大的夾緊力，反之亦然。一般拉桿的軸向拉力可在數控機床上進行調整。
( C& |" K# c+ E5 N    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，通常由機床制造商和彈簧夾頭制造商決定。鎖緊角度的選擇應該從經濟性和可靠性方面出發，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小）。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弱。摩擦力太小時夾緊力不夠，會產生工件的相對轉動；而太大的夾緊力又會加快彈簧夾頭磨損。
: d& o/ i+ W5 E* q% H0 B    在實際使用中彈簧夾頭要經常松開更換工件，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)特性的高質量潤脂油或蠟基材料。
- a  m9 I, ~6 @4 p9 G% @% U  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生最大的夾緊力，并且實現最好的裝夾狀態，從而保證機械加工的高質量和高精度。如果彈簧夾頭的內孔直徑選擇太大，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。如果彈簧夾頭內孔直徑選擇太小，夾頭閉合的時候只有夾頭內孔的內部與工件接觸，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。一個規格尺寸的彈簧夾頭，只可以對相應直徑尺寸的工件進行裝夾定位。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。

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' g! X  ?6 K4 E: t& [《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（題外話）
% \. P" T3 _' @, ^    現在的高速卡盤已經都有卡爪平衡裝置了，隨著轉速的增加卡爪力并不會下降過大。因此很多高速卡盤都可以達到４０００轉以上的應用。
6 H8 a3 [/ U; W# p7 n下圖這就是一種高速卡盤結構。他的配重部分就可以抵消掉卡爪的離心力。

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《深入淺出的談一談彈簧夾頭》（四）
) e! n% i& x7 w% J3 I  d3 k繼續回來談夾頭，對于彈簧夾頭的分類啊，性能啊，還有使用方面我相信很多人都有了一定了解，更多人估計比我更了解，呵呵
" ]$ e* @0 o! R& |從第四部分開始就介紹一些特殊功能特殊應用的夾頭吧。
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/ r+ D% g( g9 J" `' j# c先介紹一款用于薄壁環類零件裝夾加工的夾頭
3 w6 ], V# l% y4 O) M+ ~3 l在薄壁環類零件的加工裝夾時候，零件變形是最令人頭疼的，我們這里說的變形不是簡單的受裝夾力變形，那種變形很好解決，用包絡式或者內漲式的裝夾都可以解決。我們要解決的問題是指薄壁環類零件在加工時雖然按照夾具的約束，變成形變很小的圓形完成加工，但是當取下零件后，因為彈性零件還會維持加工前的形狀（圓度誤差較大的初始形狀），這樣就造成了薄壁環形零件在設備上測量和拿下來測量有很大誤差，從而造成加工件的圓度不合格。
( t8 E8 @, z* w5 P3 J有家公司（原諒我不說是哪家公司吧）針對這種情況開發出一種液壓夾頭，這種夾頭被分為很多瓣，每一瓣都可以分別改變變形量，通過液壓系統保證每一瓣的夾緊力都是一樣的，這樣就會在保持薄壁環形零件的原有形狀不變情況下完成對零件的夾緊。這樣加工出來的尺寸，在從機床上取下來之后也不會發生改變。
閑話少說，見下圖，具體的內部結構我也不懂
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這種夾頭也有內漲式的結構

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shuiyhan

分析很詳細