数控车床何时选用弹簧夹头？

三爪电动卡盘是大多数车床用户的标准工件夹持装置，这种卡（kǎ）盘具有足够的通用性，可应用于多种车削加工。然而，它不是所有加工任务的最佳夹具。弹（dàn）簧夹（jiá）头是一种备用工件夹持装（zhuāng）置，与卡爪卡盘（pán）相似，也（yě）用机械力固定需要车削的零件（jiàn）。虽然弹簧夹头所提供的工件尺寸范围没有卡爪卡盘的宽，对于（yú）某（mǒu）些加工任务（wù）来说（shuō），它所提供的与（yǔ）速度、准确度和生产力有关的优势也许是极其重要（yào）的（de）。

何种夹具的功效（xiào）更好，做（zuò）决定时（shí）需要考虑几个因素（sù）。对于一项给定的车床加工任务，衡量选用弹簧夹头还是卡爪卡盘，需要考虑以下（xià）的所有因素（sù）。

主轴负载容量

车床主轴的最大允许重量基于轴承（chéng）负载容量，如果夹盘和（hé）工件（jiàn）组合的重量太大，轴承（chéng）有可能超负荷。对于那些存在（zài）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（jù）的选择，卡爪卡盘往往比同等的弹簧夹头的重量大，因此，在（zài）需要控制重量的场合，弹簧夹头是恰（qià）当的选择（zé）。

主轴速度

弹（dàn）簧夹（jiá）头往往是以非常高的主（zhǔ）轴速度进行车削时的较（jiào）好选择，主要有两个原因：

一个原因与卡盘的质量有关（guān），假定以相同的主轴马力驱动卡爪卡盘和弹簧夹头，较厚重的卡爪卡盘需要更（gèng）长的时间来加速达到所需（xū）的速度（dù），加速时间（jiān）长将延长工（gōng）作周期，降低生产力。

另（lìng）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（qiē）削的情况（kuàng）下，这个数值很重要。例如，将主轴速度加倍（bèi），离心力将为原来的四倍。这（zhè）种力（lì）量将卡盘卡爪拉离中心，往往会降低夹持（chí）力。但采用弹簧夹头，离心力（lì）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。

加工操作

弹簧夹头在零件的整个圆周施加夹持（chí）力，而不（bú）是仅在选定的接触区域，因而，可（kě）获得很好的（de）同心度，这一点对于二次加工的项目尤其重要，二次加（jiā）工需要考（kǎo）虑与一次加工有关的（de）精确度，因为弹簧夹头的（de）准确夹（jiá）持能力强，即（jí）使（shǐ）卡爪卡盘用于一次加工时，弹簧夹头也可用于二次加工。带有空（kōng）心软卡爪的卡盘（pán）可达到0.0006至0.0012 英寸范围内的TIR(总读数（shù）)重复精度（dù），而弹簧夹头的典型重复（fù）精度为0.0005英寸TIR或更好（hǎo），为了（le）进（jìn）一步提高二次（cì）加工精度，在安装过程中（zhōng），还可调整弹簧夹头的同心度。

工件（jiàn）尺寸（cùn）

弹簧（huáng）夹头非常适合（hé）直径小于3英寸的工件采用。弹簧夹头对工件的长度有所限制，特别地，弹簧夹头限制机床的（de）轴向(Z轴)行程范围，因为它的长度比卡爪卡盘长（zhǎng）。当工件的加工长（zhǎng）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。

加工批（pī）量大小

很大批（pī）量和很小批量的加工任务均（jun1）适合（hé）采用弹簧（huáng）夹头。

在小批量和多（duō）种任务的加（jiā）工场合，弹簧夹（jiá）头的（de）优势与产品（pǐn）转换时间有关,标准卡（kǎ）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，而快速更换弹簧夹（jiá）头的夹头调换（huàn）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（lèi）积所（suǒ）节省的与夹持有关的（de）时间，弹簧夹头所需的开（kāi）合时（shí）间比卡爪卡盘的少，通过减少从一个工件转换至下（xià）一个（gè）工件的非切削时间，削减加工循环时间。

工件尺（chǐ）寸范围

弹簧夹头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，弹簧夹头所适（shì）用的工件尺寸范围更为有限。

次主轴情况

装有次主轴的车削机床经常用（yòng）于各种大批量加工，在这些应用中，弹簧（huáng）夹头可（kě）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（chuáng）常与棒材进料器组合在（zài）一起，实现无人值守生产，连续加工工件。在这些应用（yòng）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（shěng）时间与加（jiā）工工件数（shù）相乘，累计起来所节省的（de）时间是很可观的。

夹盘工具库

当人们在（zài）卡爪卡盘和弹簧夹头之间选择一个最（zuì）合适的工件（jiàn）夹持（chí）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（yī）种更换至另一种可能是最具成本效益的（de）方案。从卡爪卡盘（pán）换到弹簧夹头，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（jiàn）范围不确定的（de）情况。但当机床加工大批量工件，或几批尺寸一致的零件时，采用弹簧夹头（tóu）所获得的（de）生产力提高，大大超过（guò）更换夹具花费时间造成的（de）生产力损失。

实际上，弹簧夹头的速度是有弹性的，如果工件尺寸是一致的，弹簧夹头的速度会更快。如（rú）果（guǒ）工件尺寸的变化大，可能需要采用（yòng）卡爪卡盘以适应尺（chǐ）寸范围宽的加工（gōng）工件。

材料类型

对于热辊轧钢材、锻件和模压件（jiàn），标准卡爪卡盘往往功效较好，因为所有这类（lèi）零件具有固有（yǒu）的（de）直径变化。另一方面，冷辊轧材料零件往往具（jù）有较好的（de）尺寸一致性，因此，适合选用（yòng）弹簧夹头。然而，缺乏一致的直径测量值不一定构成采用弹簧夹头的障碍，可提供（gòng）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。