CNC车床之夹头应用

HEATS · 发表于 2010-10-22 00:18:53

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前言：

　　任何工件加工都需要夹具来固定工件，以CNC车床来说，夹头是最常用的夹具，其形式及种类繁多，以下就厂内常用的夹头做叙述及特殊案例简单介绍，供营业或服务端参考用。

　　夹持力的概述：

　　夹头大多是使用流体的力量来产生夹持立，厂内有油压以及气压，这两种是最方便的自动化夹持方式。在油气压的应用上，必须先了解以下几个名词与其物理意义，才能懂得怎么应用。

　　a.力：F 单位是牛顿(N)，或是公斤力kgf。

　　b.面积: A 单位是m²(平方公尺) ，或 cm²(平方公分)。

　　c.压力: P 单位面积的作用力，在物理学上，可以使用bar为单位，

　　bar的定义是: 1 bar=10,000 N/m² = 10 N/cm²。

　　所以，最基本的压力计算公式就是P= F/A。由于在厂内习惯采用kgf为力量单位，因此特别将有关的单位换算说明如下：

　　1 kgf= 9.8 N

　　1 bar= 10N/cm² = 10/9.8 kgf/cm² = 1.03 kgf/cm²

　　为了计算上方便，通常只采用 1 bar = 1 kgf/cm²。

　　油压夹头就是靠著油压缸带动推拉杆而产生夹持力(如图1)，随著夹头的大小不同、有无顶心，其所夹持的重量也有差异。以下表格是以亿川为例的夹持重量限制。须注意的是，夹持力会随著转速增加而递减。

　　图1

　　无顶心的状态下：

　　 $ u, A* b5 |# H5 h2 s

# d" D. D3 Z+ g6 ` 规格 : h; P' {& p7 n) Z3 k	* x) s$ I$ @$ Z/ ^$ A- [7 t N-205 8 v3 d1 a) N9 ]	% X i3 ]1 p( O9 L' D7 t% ^ N-206 : f _ j" b( e6 c" ?6 [ 　　 " K& a2 H4 L' v9 a W$ y NB-206 N% c( v: Y9 Z8 n2 t m5 I	0 E% F" V: ~* X N-208 $ ^/ u5 c, U' ?, r5 w: w' l; E/ Y	& C& \|3 t: g1 a- m; v- V) W N-210 & \|* {3 \|5 @1 Q" @6 l3 [% O 　　 - Z! m$ g/ l$ a/ L* q& W" O NB-210 ) n+ P% S3 i# x+ R( D% }	# T. L! \|8 N- C# s) p d N-212 . a5 E5 O' ^# {	% l5 I% y1 D: ] p N-215 8 E( c2 B( c: [8 Q	2 L/ r5 d7 T" A' _' N2 `) W* q N-218 ( ~3 \5 K: n2 O' b6 a5 A
4 f2 C# G7 i. Y+ K: A5 Q3 R/ @ 最大夹持重量(kg) 2 D/ o" i) G9 t	3 e t1 \8 r5 E" a0 r. B 6 7 N! y+ e( L ]; i, d	* {" X% ]! s" F: r! U 15 . h# \7 w8 l T7 o	3 p5 c( S: P, G 24 3 A3 W ~1 T& R8 ~0 B h, ~	4 P; C7 t" X0 c6 Z3 Q/ i 39 " m. K( ^( c3 l! o* o	]; t# q0 U( w C9 L- ]" V4 N: k 66 5 h( W8 Q4 d ^5 g) Z6 l	* J* e+ n- L0 }6 w) p' ^ 120 ' A3 ?+ ]) s- R9 ], q) e3 V	# M; o+ L% o0 x! [' b/ X7 t 166 ) N$ a( @6 j0 m. q

　　有顶心状态下：

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% N& A1 [1 p! B" }4 d* p: q 规格 " Z/ _+ r" V3 a- W' U	- W) e8 `6 _; o! ^6 W7 z3 ^ N-205 f% Y/ ~; W5 v2 `/ j8 P	; x0 u, h \|* l! r2 s N-206 ' {/ W, m- U+ r6 X `. n9 `' V 　　 2 S p# G8 z& \| v( \|4 {4 { NB-206 ! v7 r! H- g; p @" {3 I	* @3 Y2 @& ?% v N-208 # X. u* M9 Q: s! }	/ m% n, l5 p2 ]1 ^3 v, \ N-210 9 W* F8 I7 \3 A7 t5 A* [ 　　 ! i y; d" \|% G' C$ I2 ^ NB-210 $ y, a% B" g6 D2 ]	. Y$ \|' O( B: i. \4 {2 r7 P N-212 $ [. U8 @! X) I9 `- d( ? h% `" n	( E& O- ^3 O+ k: J4 \4 ` N-215 ; P2 C" [1 ?! y) [" r/ i	3 m9 g4 ?) z: r N-218 9 X q+ H& N4 s3 ?: `8 j
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　　气压夹头顾名思义是以气压为动力，并利用气压分道环充气直接推动夹爪，并藉由夹头本体止逆系统保持其夹持力(如图2)，其夹持力亦会随著转速增加而递减。以SMW为例子，各夹头于6bar气压源下的挟持力与转速之曲线图(如图3)。

　分道环

　　图2

　　图3

　　夹头应用：

　　早期高速车床是以手动夹头为主，随著科技进步演变至今CNC车床大多使用油压或气压夹头，而手动夹头多为辅助夹持用。且随著加工工件不同，夹头的应用也不同，一般油压中空夹头受到推拉杆的限制，其工件直径得屈就推拉杆的通孔大小，以VT-36为例，推拉杆通孔f91，其加工工件直径就必须小于f91，若使用气压夹头则工件直径受限于夹头本身通孔，通孔愈大公件直径也可随之增大，因气压夹头夹持力较油压小，若要避免工件表面夹伤也可选用气压夹头，依加工需求而定。但因为气压夹头单价较高，且油压夹头泛用性广，通常CNC车床还是以油压夹头为主要夹持另件。

　　a. 手动夹头：

　　大多使用于高速车床，模治具零件加工为主，或用于主轴B端辅助夹持。

　　分前锁式及后锁式；夹爪分2爪、3爪、4爪…等，右分同动及单动式，一加工需求而定，常用3爪或4爪夹头，3爪可加工同心圆之工件，4爪则可加工偏心圆工件。