工件夹头及影响夹紧力的因素

在当今复杂的制造环境中，维持最佳水平的运营将需要显着的关注程度，努力和优先权。这尤其如此较高的技术元件，例如机器控制，努力工作机械结构，编程和一般设备可靠性。另一方面，幸运的是，有一些制造组件是坚固且符合的，并且这将产生很长的使用寿命。工件夹材陷入此类别，历史上融入了各种应用和行业，超过100年。

不确定第一个夹头是什么时候被使用的，但已经确定的是，工作夹具夹头在上个世纪之前就可用了。在其工厂里，工件夹具制造商哈丁(埃尔米拉，纽约)展示了从1901年开始的夹头图纸和完整的生产线目录。哈定的夹套生产发生在19世纪90年代，当时的许多应用集中在制表和镜片行业。夹头已经被证明在今天的数控设备上和在20世纪20年代早期的发动机车床和凸轮操作的多轴自动车床上一样有用，具有最先进的控制系统。虽然这看起来很奇怪，但当我们回顾机械加工和设备技术的发展时，就好像基本的夹头悬浮在设计的时间和空间中，而它周围的一切都需要适应生产率的提高。

这种现象的持久力夹头，在快速变化的技术在机床设计，归因于实用和优雅的简单的设备。夹头是机床行业的一个小但强大的组件，包括所有以下特点:

• 精确抓取工件或工具的能力，抵抗旋转力和多向切削载荷。
• 放大驱动力的能力，将其转化为工件或工具夹持。
• 快速释放工件或工具的固有能力。
• 在高重复水平下操作的能力，而不损失准确性或材料故障。
• 能够在各种旋转速度下运行，具有最小的夹持力损失。
• 以最小的转动惯量完成上述所有任务的能力。

握力

期间的整体设计和使用是一个巨大的广泛主题，考虑到巨大的材料切割机器阵列和各种款式和特征的多个夹头系列。工件夹头的总计数可能在成千上万的数量上数量。夹头限于抓握圆形，方形或六角形材料，存在常见的误解。这不能从真相中进一步;实际上，几乎任何形状或部件形式拟合在夹头的包络内，可以设计成抓住部分件进行处理。然而，本文仅限于有关可以和影响抓地力的因素的讨论。值得注意的是，下面描述的原理可以与内部和外部抓握操作相关联。

影响握力的因素

夹紧力就是施加在工件上的力的大小。图1描述了带有牵引杆的车床夹头，尽管类似的场景也存在于用于工件夹头、磨削或其他应用的夹头。连接在夹头后部的拉杆，将从位于机床主轴后部的气缸施加一个轴向力。这个力的方向从轴向转换为垂直于夹头的闭合角或头部角的方向。在改变方向的同时，系统还通过闭合角度放大了夹持力。对于一些夹头系统来说，在3:1或4:1的夹持力放大范围内操作是不寻常的。

夹头必须将工具或工件保持在与主轴相同的引用中。相对运动将导致机加工不正确。部件或刀具纺纱和部件或工具推送绝对有害对工件的一致性和准确性。夹头是一个简单的设备，但有几个可能影响夹持力的主要因素。对这些因素的根本理解可能有助于工作设置和故障排除活动。影响抓住力的因素包括：

轴向力的水平。在图中，这是牵引力的力。在刀架夹斗中，轴向力可以通过不同的方式施加，但原理是相同的。显然，高轴向力将导致更高的抓握力和缺陷。通常，牵引条力可以由操作员调节。

夹头系统合拢角(或头角)将决定可预期的放大程度。这通常是由机床制造商和夹头制造商决定的。当进行新的机器设计时，鼓励设计师使用现有夹头系列的设计，因为经济和使用已证实的概念。为适应车床夹头、固定夹头和刀柄夹头的不同要求，已建立了标准锥度或头角。

工具或工件材料的所得到的摩擦与夹头的夹持面会直接影响夹头的夹持力。更低的摩擦值将导致更低的夹持力，反之亦然。工件夹具供应商可以在夹头设计中实现将克服滑移或推回的功能。这包括夹持表面的锯齿或硬质合金浸渍。

夹头闭合角的摩擦合力与主轴或刀柄。在丢失的工件抓地力方面，这种效果的灵敏度可以是非常明显的，并且还可能导致夹头上加速的长期磨损条件及其容器。在以一定量的润滑运行时，符合大量开放和关闭周期的工作申请（例如在车削中心）最佳。因此，洪水冷却剂有时是优选的，因为它提供了小但明确的润滑程度。否则，在周期性基础上施加到闭合角度的少量润滑将减少长期磨损并增加抓握力。使用的一些更有效的材料包括具有EP（极限压力）性质的润滑脂或具有某种类型的蜡基的任何材料。似乎奇怪的是，一些聪明的操作员已知在面临困难的应用程序时申请女性的唇膏，其中一切未能提供可接受的结果。

夹头的完全轴承到工件是高夹持力所必需的，并且当夹头顺序孔被适当地排列以适合工件时保持。如果订货孔对于工件来说太大，则只有夹头的外表面会夹住工件，圆周周围会发生几何不匹配，导致夹持力降低。如果订货孔对工件来说太小，只有内头角会接触，有增加夹持力的倾向，但会造成同心度问题。当订购孔被订购到与工件相同的尺寸时，将实现全轴承。哈丁建议在选择夹头顺序孔尺寸时，定位范围在0.001范围内。

作为工程夹夹的效用和持久性的进一步证据，考虑速度的恒定变化技术。一百年前，在数百种RPM的情况下测量主轴速度。如今，主轴速度在数千条RPM中测量，每年趋势更高，以更快的材料去除率。令人惊讶的是，经过100年的成功申请后，新的高科技高速轴仍然没有更好的工作元素，而不是工作夹。