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CNC车床之夹头应用

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。

一、夹持力的概述

夹头大多是使用流体的气力来产生夹持立，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。

图1

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为气力单位，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。须留意的是，夹持力会随著转速增加而递减。

图2

无顶心的状态下：

有顶心状态下：

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)。

二、分道环

图3

图4

三、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，通孔愈至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。但由于气压夹头单价较高，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。

图5

b. 气压夹头：

因上银为制造球螺杆，其工件长且不使工件表面损伤，主轴前后采用SMW的气压夹头。此台为VTII-26/110YCV。安装须留意分道环相对位置，不使充气过程产生漏气现象。

另外油压夹头有诸多种类，普遍有中空及实心夹头，同样有分夹爪数，亦须配合工件或者加工方式或者本钱考量选择使用，以下提供特殊油压夹头范例参考。

a. 分度夹头：

回转式分度油压夹头主要功能为车削多面特殊工件(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。)

图6

b. 筒夹头：

多用于加工心轴类零件，一般会配合自动送料机以及工补系统，以24HR全自动生产为主，产能高且可减少人工本钱。其搭配之筒夹常分为圆形、正四方形、六角形等。

夹头产品选型参考（点击链接打开）：>

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