零件夹紧面面观

HEATS

机械端面驱动器，作为其它传统夹紧方法的替代物，应该得到密切的关注。在很多情况下，用机械端面驱动器进行车削，可以提高柔性，减少循环时间。端面驱动器的主要优点是，它能使工件在一个工序中，从一端到另一端全部加工。 ( v- M' Q- V! _. M* l$ s

几个限制

9 R7 i2 }+ L8 O& |

过去曾经认为端面驱动器主要用于必须在两顶尖之间车削的，长的和直的圆柱形轴。现今许多制造商发现，任何零件，只要能在顶尖间车削的，都能用端面驱动器。 ' A2 {$ }' d: w( p+ P

一些例行用端面驱动器进行切削的包括汽车变速箱零件、曲轴、凸轮轴。小齿轮、电机轴、直径最大到36英寸的锻件和轴。使用端面驱动器，为了安全车削，推荐驱动器直径与毛坯直径的比例为3比1，但也有用到5比1的。 . d. e) m5 }2 i a

过去有一个时期，重切削被认为用端面驱动器有问题，因为零件打滑。这种想法不成立，特别是用机械端面驱动器。装上适当的中心销，并使用驱动销(一些应用不需要驱动销，例如用于滚齿的某些端面驱动器，包括一个驱动盘系统，为了防止打滑)，几乎任何型式的零件都能车削，经常比用爪式卡盘效率更高。
* k0 O( z, W! o: y. S. Q/ z5 T

断续切削过去也被认为是端面驱动器不可接受的 ，但是如今，这些型式的切削，可以用快速进给和深切来完成。如今，用端面驱动器可以照例完成用切入法或断续切槽切入淬硬的齿轮以及淬硬的螺纹。 . v c! Y6 J. \/ M8 P

端面驱动器可以用一种尺寸驱动器加工很大范围的工件。例如，通过改变驱动销，Neidlein的4型(弹簧型和固定顶尖型)能加工工件直径从1.575到7.0英寸。

其它应用，如硬车削、磨削、滚齿和铣齿也适合用端面驱动器。例如，齿轮滚刀齿槽，对于很多类型的工件夹紧方法都成问题，但用正确规定的端面驱动器就很成功。

用驱动盘(而不用驱动销)的弹簧中心销，用于滚齿效果很好。为了磨尖或替换，驱动盘可以很快更换，因为很容易把它卸下来。 8 d' r; E& }% ~2 p, U1 i* G- k

规则

9 }/ \* G+ F( C/ m3 l

使用端面驱动器有两个规则。 8 q! K F% ?$ K( `% ~3 A6 `

首先，机床必须能提供足够尾架力以夹持工件。但是，这力取决于被车削的工件类型、制造零件的材料、用于前面驱动器的驱动销数量以及执行什么工序(车、磨、硬车、滚齿等等)。如果怀疑需要多大的力，建议用户向端面驱动器的制造商咨询，得到指导。通常，大多数机床 的尾架，对于端面驱动器有足够的力，虽然手动尾架磨床和普通车床例外。

其次，第一次切削应该向着端面驱动器，以便更好地安装工件，使驱动销咬住工件。经过 第一次切削向着端面驱动器，然后切削可以向着尾架。但是，磨削和硬车削可能不需要遵守这规则。 3 I# U, A+ y7 A% [0 ?* R/ o$ {

端面驱动器的设计零件

5 q1 Y/ `" m6 B! C

端面驱动器有4个主要零件：

法兰/柄：法兰装置或柄装置用于把端面驱动器安装到车削中心。 : r4 T4 g- L& V* n

前锥体：前面驱动器的这部分(安装到法兰/柄上)是驱动销、中心销及其补偿机构/弹簧系统的壳体和引导部分。补偿机构/弹簧系统，在工件端部的平面有偏差时使驱动销能调整。在一些机械设计中有一个凹凸垫圈系统，与弹簧或固定中心销一起使该系统适合不规则端面的工件(通常见于不平的锯切零件或近净形的铸锻件)。 F) F$ a; [- W0 Y9 R: E/ i

中心销：在端面驱动器的中心，有一个中心销，它把工件夹持在中心线到对面的中心线上(通常是尾架)，尾架带有活顶尖或死顶尖。活或死顶尖用来为工件定中心，并把它定位在中心孔中。对于不同型式和尺寸的工件，可以更换中心销。(例如，淬硬的工件通常需要硬质合金中心销或不同直径的顶尖尺寸)。它把工件定心，使工件绕机床轴线旋转，使驱动销能接合工件的端面。现今工业中广泛应的是弹簧中心销设计，它包括从驱动销到工件端面的长度定位。也可以用固定中心销(从千分表球到工件端面测得长度尺寸)。固定顶尖可提供精密的径向跳动，表的总读数低于0.0002英寸，而弹簧型设计，表的总读数一般为0.0004英寸。

在用固定顶尖的端面驱动器的情况下，有一个液压或气动的致动器，把驱动销推入工件，而用弹簧型，尾架把工件推到驱动销。在用固定顶尖驱动器的情况下(当需要特别高的公差或从中心孔用表球测量长度时)，你必须有正确尺寸的致动器和拉杆，以防止尾架过载，优化机床液压、气动系统。 5 g5 }6 X& R+ W2 _# w& L! M

驱动销：为了有效地车削工件，驱动销应该用作齿，咬进工件的端面。这些销可以3个、5个或6个成套更换，取决于驱动器和被车削零件的尺寸。 & U- q4 M& |" Y* E: \

一些应用需要驱动销包覆一些材料如硬质合金或金刚石。洛氏硬度C48或以上的金属工件，应使用包覆的驱动销。金刚石包覆的销子仍用于磨削淬硬的工件。磨削不会产生车削那么大的力。

可使用微锯齿形和硬覆的驱动销。这些销可以减少或消除零件打滑，因而减少碎屑。它们也比金刚石包覆的驱动销耐用。 9 k% V8 b- u3 w

随着端面驱动器、机床刀具先进功能的发展，使用端面驱动器加工淬硬工件越来越普遍。但是，回火能可靠、精确地夹紧淬硬的工件，在一个工序中进行全部加工。,为了保证适当的工件夹紧需要一种适当的驱动组件，它能够达到高的公差要求，同时又能经济地进行硬切削。一种选择是围绕端面驱动器的微锯齿和硬包覆的驱动销系统。(它巳经成功用于许多车削应用中，特别是硬车削。) % F& R( c+ Z; r1 x* t5 z. D

在硬车削和磨削应用中，有报告指出，微锯齿和硬包覆驱动销的预期寿命是金刚石包覆的销子的6到10倍。新销子比金刚石包覆的销子可靠，如果金刚石包覆层，在困难的情况下，如车淬硬的工件时，会切掉，这新销子能失去抓紧。此外，这些销子能抓住较小的表面，使它们比金刚石包覆销能应付更多样的工件。 # |; U+ ~" F/ W# W7 }0 X2 W$ s9 E% |, Z. W

如果给以适当的参数，据说在长期的生产运行中，这些驱动销可达到圆度公差小于0.000008英寸(0.002mm)。

机械还是液压？

虽然两种型式都被广泛使用，但似乎有更多的理由选择机械式端面驱动器。机械式有补偿驱动销，由顶尖、中心销及其锁紧机构(只弹簧型)的伸长引导长度而导致的中心跳动最小。当在夹紧位置时，中心处是机械锁紧的。这些端面驱动器精度，总读数在0.0004英寸以内。对于标准端面驱动器，能驱动的工件直径范围，从240英寸到36英寸。(对于特殊应用的端面驱动器，巳加工出更小和更大的直径)。 ( e3 d* K! i: {- n2 W( ^+ V

机械型能用于工件重量到8000磅(而典型的液压端面驱动器用于工件的重量只有一半)。车削更长的工件可能需要中心架作为附加支撑。

典型的机械端面驱动器需要较小的尾架力，因为这力的90%到95%用于驱动销咬进工件，尾架力的5%到10%用于压缩中心销。在液压端面驱动器的情况下，50%的尾架力用来压中心销，因为它们没有中心销锁紧机构。

节约成本和其他注意事项

端面驱动器的其它优点是能源成本低，主轴和机床内部零件磨损和损坏较少。旋转一个装在机床上的大卡盘比一个小端面驱动器，要用更多的能源。机械端面驱动器也可能降低维修成本。当更换驱动销时，加一些油脂通常就是所需的一切。 ?1 ^: u- C5 O7 i: |# G7 j

关于死/活顶尖，端面驱动器只像尾架顶尖一样。硬质合金尖的顶尖，在硬车削和磨削中很好用。选择一个尾架顶尖，其设计要有最小的跳动，能承受高的轴向和径向载荷并需要很少的维修。

安装型式

机械端面驱动器有多种安装型式。 & I# S& M0 L: {3 E! V- I

• 法兰安装：车削中心使用主轴接套，这种型式的安装是直接装到机床主轴上。这是刚性最好的安装方法。
• 柄安装：当机床主轴用莫氏锥度或直柄安装时，这端面驱动器适合。 2 |- @( \$ i! r/ }
• 软爪安装：用一个带软爪的卡盘，端面驱动器的柄和前锥体放入卡盘，并用爪夹紧。
• 卡盘安装：一个专门的花盘直接装到卸下爪的卡盘的端面。