彈簧夾頭簡介及選擇依據

　　一個好的工件夾頭的使用，能提高生產效率和加工零件精度。而彈簧夾頭就是這樣的一個工件，它可以快速定位、夾緊工件（或刀具）的相對卡盤、同時定位精度很高。廣泛用于機床生產中，是機床生產*的一個重要工件。
　　
　　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zui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*磨損和增加夾緊力。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）特性的高質量潤脂油或蠟基材料。似乎有些奇怪的是，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，選用女士們使用的唇膏，據稱效果很好。
　　
　　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。在一個名義尺寸下，它可對名義直徑相同的工件進行裝夾定位。
　　
　　由切削試驗和多年的使用實際證明，彈簧夾頭能滿足切削速度日益增長著的加工需要和有很長的使用壽命。我們知道，在100多年前主軸轉速一般按每分鐘幾百轉計量。今天，主軸轉速高達每分鐘數萬轉，材料切除率也以驚人的速度遞增。在100多年來的成功使用中，盡管使用了許多*的制造技術，和能在很高的主軸轉速條件下加工，但仍都還使用著現有結構的彈簧夾頭。
　　
　　選用彈簧夾頭需要考慮以下因素
　　
　　主軸負載容量：車床主軸的zui大允許重量基于軸承負載容量，如果夾盤和工件組合的重量太大，軸承有可能超負荷，對于那些存在超出限度的危險的加工任務，彈簧夾頭是恰當的選擇。
　　
　　主軸速度：彈簧夾頭往往是以非常高的主軸速度進行車削時的較好選擇，加工操作彈簧夾頭在零件的整個圓周施加夾持力，而不是僅在選定的接觸區域，因而，可獲得很好的同心度，這一點對于二次加工的項目尤其重要，二次加工需要考慮與一次加工有關的度，彈簧夾頭的典型重復精度為0.0005英寸TIR或更好，為了進一步提高二次加工精度，在安裝過程中，還可調整彈簧夾頭的同心度。
　　
　　工件尺寸：彈簧夾頭非常適合直徑小于3英寸的工件采用。彈簧夾頭對工件的長度有所限制，特別地，彈簧夾頭限制機床的軸向（Z軸）行程范圍。
　　
　　加工批量大小：很大批量和很小批量的加工任務均適合采用彈簧夾頭。在小批量和多種任務的加工場合，彈簧夾頭的優勢與產品轉換時間有關，快速更換彈簧夾頭的夾頭調換只需要15至20秒，在產品變換頻繁時，節省的時間累計起來是可觀的。當加工批量大時，可同樣累積所節省的與夾持有關的時間，彈簧夾頭所需的開合時間8少，通過減少從一個工件轉換至下一個工件的非切削時間，削減加工循環時間。
　　
　　工件尺寸范圍：彈簧夾頭開合更快的部分原因是它的驅動沖程較短，彈簧夾頭所適用的工件尺寸范圍更為有限。