夹持力的概述:
夹头大多是使用流体的力量来產生夹持立,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,才能懂得怎麼应用。
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為单位,
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。由於在厂内习惯採用kgf為力量单位,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
為了计算上方便,通常只採用 1 bar = 1 kgf/cm2。
液压卡盘就是靠著油压缸带动推拉桿而產生夹持力(如图一),随著夹头的大
小不同、有无顶心,其所夹持的重量也有差异。以下表格是以亿川為例的夹持重
量限制。须注意的是,夹持力会随著转速增加而递减。
早期高速车床是以手动卡盘为主,随著科技进步演变至今CNC车床大多使用油压或气压卡盘,而手动卡盘多為辅助夹持用。且随著加工工件不同,夹头的应用也不同,一般油压中空卡盘受到推拉桿的限制,其工件直径得屈就推拉桿的通孔大小,以VT-36為例,推拉桿通孔f91,其加工工件直径就必须小於f91,若使用气压夹头则工件直径受限於夹头本身通孔,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。但因為气压夹头单价较高,且油压夹头泛用性广,通常CNC车床还是以油压夹头為主要夹持另件。
a. 手动卡盘:
大多使用於高速车床,模治具零件加工為主,或用於主轴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。
b. 气压卡盘:
因上银為製造球螺桿,其工件长且不使工件表面损伤,主轴前后採用SMW的气压夹头。此台為VTII-26/110YCV。安装须注意分道环相对位置,不使充气过程產生漏气现象。
另外油压夹头有诸多种类,普遍有中空及实心卡盘,同样有分夹爪数,亦须配合工件或者加工方式或者成本考量选择使用,以下提供特殊油压夹头范例参考。
a. 分度卡盘:
迴转式分度油压卡盘主要功能為车削多面特殊工件(例如:十字轴、电磁阀等),藉由分度夹头控制工件之车削面,可省略须备多种特殊夹爪及缩小上下料时间。(此种夹头需搭配特殊油压缸、油箱。)
【分度夹头】 【筒夹头】
b. 筒夹头:
多用於加工心轴类零件,一般会配合自动送料机以及工补系统,以24HR全自动生產為主,產能高且可减少人工成本。其搭配之筒夹常分為圆形、正四方形、六角形等。