BIG-高精度弹簧夹头
弹簧夹头的作用
弹簧夹头的作用
弹簧夹头是一种用于固定工件的装置，通常由弹簧、夹头体和螺母等组成。
它的主要作用是在加工过程中提供可靠的夹紧力，以确保工件的稳定性和加工精度。
弹簧夹头的优点包括：
1. 夹紧力均匀：弹簧夹头的夹紧力分布均匀，可以避免工件在加工过程中发生移动或变形。
2. 高精度：弹簧夹头的精度高，可以满足高精度加工的要求。
3. 快速更换：弹簧夹头的更换速度快，可以提高生产效率。
4. 适用范围广：弹簧夹头适用于各种形状和尺寸的工件，包括圆柱形、圆锥形、方形等。
5. 保护工件：弹簧夹头可以避免工件在夹紧过程中受到损坏，保护工件的表面质量。
弹簧夹头广泛应用于机床加工、汽车制造、航空航天等领域。
在使用弹簧夹头时，需要注意选择合适的夹头类型和尺寸，并正确安装和调整夹头，以确保其正常工作。
总之，弹簧夹头是一种重要的机械加工夹具，它具有夹紧力均匀、精度高、快速更换、适用范围广等优点，广泛应用于各种机械加工领域。
加工中心弹簧夹头的课外物理百科
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弹簧夹头必须保持与工件(或刀具)的定位基准相同如主轴。
弹簧夹头和工件(或刀具)之间的相对运动将导致不正确的零件加工。
弹簧夹头与工件(或刀具)的相对转动或相对轴向移动都会使加工工件尺寸的一致性和几何精度受到影响。
在现代复杂的制造环境中，想在最佳状态下保持连续切削加工，大多数工厂都必须经过机床制造商的严格培训，认真学习新设备的加工运动原理、结构特征和使用技巧，方能进行操作使用。
尤其对于顶端的技术系统，更是如此。
例如，先进的机床控制系统，复杂形状零件的5轴加工程序的汇编等。
庆幸的是，有一种与此相反的处理方案，这就是截止目前已经开发出的一些功能强大、精度高，但又容易操作(勿须专门培训)和使用寿命长的工艺装备。
用以快速定位、夹紧工件(或刀具)的相对卡盘定位精度高的弹簧夹头(或称弹簧套)就属于这一范畴。
它具有100多年的悠久历史和很广阔的应用范围。
第一个弹簧夹头的使用并不是很理想的。
但当时确实证明了力的功能。
具有快速松开工件(或刀具)的功能。
具有在不降低加工精度和使工件不受损害前提下的高重复精度。
具有能在较宽的主轴转速范围内工作与只有极小的夹紧力损失的能力。
在高速切削中的转动惯量最小。
夹紧力总的来说，弹簧夹头的设计和使用是一个涉及面很宽的领域，它是需要相对应于多种机床系列，以及包括了为体现它与机床各自不同风格和特征而设计的产品，所以总数已有成千上万。
但是现在还有一个普遍的错误观念，认为弹簧夹头只用以夹紧圆柱形工件毛坯。
这是不符合事实的，实际上它几乎能对任何形状的工件(或刀具)，包括正方形或六边形工件进行定位夹紧。
感谢阅读加工中心弹簧夹头的课外物理百科，希望大家从中得到启发。
新型弹簧夹头的研究与运用
要求 。
目 前虽然对弹簧夹头材料、热处理工艺进行多次试
验与改进，夹头使用寿命还是无明显提高。弹簧夹头要 求使用寿命大于 ２万次，而实际使用寿命一般仪 １ 万
次。
一
该 弹簧夹头用于快速精确 定位与夹 紧工 件，是 机械
制造必不可少的一种高效而易损的专用夹持工具．应用
范围广，消耗量大，适用于自动车床 、 万能铣床、螺纹
部、尾部位弹性不足出现早期脆断。
缸板 工 ｌ
兰 塑圈 塑
维普资讯
工艺 ，其工艺 曲线见 图 ２ 。
渗碳轴承钢化学成 分 （ ％）
牌号
Ｇ２ Ｃｒ Ｏ ＭＯ
Ｃ
Ｓ ｉ
Ｏ． Ｏ～Ｏ． ５ ２ ３
ＭＩ ｒ ｌ
Ｏ． ５一Ｏ． ５ ６ ９
不 。
（ 湖北武汉 ４０ ５） 易 琨 刘卫东 ３０６
（）三段硬度法 三段硬度法工艺是将弹簧夹头装 ３ 在夹具内进行整体加热，保温后将夹头 、 夹颈放入 ２０ ６
２０ 硝盐等温槽中，夹尾空冷，空冷至黑色时整体 ８￣ Ｃ
入硝盐等温，然后 ３０ ０ ％整体回火， ８ ４０ 此时夹颈硬度
５ — ５ Ｒ ，夹尾硬度 ３ ３Ｈ Ｃ ０ ５Ｈ Ｃ ０ ５ Ｒ 。由于夹头硬度未达
形一渗碳一 热处理一精加工一 头部开 口。
（）一段 （ １ 整体）硬度法 采用整体亚温淬火 、 等
温淬火 ，获得整体 硬度 ５ — ５ Ｒ 。淬火的弹簧夹头弹 ０ ５Ｈ Ｃ
性部位性能较理想，但夹紧头部硬度偏低较易磨损，寿 命不高。 （）二段硬度法 采用整体淬火、局部回火方法来 ２
（）质量要求 渗碳层深度： ． ～ ．ｒ ； ４ ０７ １０ ｍ 头部硬 ａ
弹簧夹头刀柄使用注意事项
弹簧夹头的夹持精度
0.0000
4xD
4倍直径前
一般
ER 夹头
10～20μ
一般 高精度夹头
5～10μ
圣和超精密级弹簧夹头RSC 1～3μ
世界最高等级
.
普通螺母
圣和螺母
.独特的Βιβλιοθήκη 母结构所有规格的螺母都采用独特的滚珠丝杠结构， 螺母固定时扭力不会传导给套筒夹头，保证夹持时的高精度。
热处理后精加工螺纹部分,推力球的双 重效果,既无须对夹套施与扭力,也可 达到高精度夹套稳定紧缩
压
.
注意事项
HRC４５～５０
HRC６５
.
注意事项
各种夹头在锁紧时严禁使用扳手加长杆
使用加长杆后，有可能因锁紧力过大而使夹套、 本体受损。
本体
刃具
夹套
.
注意事项
刃具的夹持长度不得小于样本上的规定值
.
注意事项
螺母,夹套均为消耗品,必须适时更换。 容易磨损 的部位
.
注意事项
继续使用已磨损的螺母,夹套,不仅对夹持精度会带 来很大的影响,也有可能会导致夹套螺母的破损。
.
.
.
油孔型套筒
特长：
●内部供油用（内冷专用） ●可承受冷却液最高7Mpa高压 ●标准刀柄与螺母上使用 ●短螺纹切槽套筒阻隔切削液
.
钻孔加工
切削抗力：
轴向力 Fa=α×HB×Dβ×f γ 径向力
Fr=0
扭力
.
跳动精度对钻孔加工的影响
跳动
离心力 跳动
离心力 跳动
振动 振动
.
主轴 主轴 主轴
跳动精度对钻孔 加工的影响：
huangwe
.
只用卡盘吗,弹簧夹头了解一下
只用卡盘吗，弹簧夹头了解一下三爪电动卡盘是大多数车床用户的标准工件夹持装置，这种卡盘具有足够的通用性，可应用于多种车削加工。
然而，它不是所有加工任务的最佳夹具。
弹簧夹头是一种备用工件夹持装置，与卡爪卡盘相似，也用机械力固定需要车削的零件。
虽然弹簧夹头所提供的工件尺寸范围没有卡爪卡盘的宽，对于某些加工任务来说，它所提供的与速度、准确度和生产力有关的优势也是极其重要的。
表1弹簧夹头的优缺点一、选择弹簧夹头的决定因素何种夹具的功效更好，做决定时需要考虑几个因素。
对于一项给定的车床加工任务，衡量选用弹簧夹头还是卡爪卡盘，需要考虑以下的所有因素。
1.主轴负载容量车床主轴的最大允许重量基于轴承负载容量，如果夹盘和工件组合的重量太大，轴承有可能超负荷。
对于那些存在超出限度的危险的加工任务，这种危险性可能决定人们对工件夹具的选择，卡爪卡盘往往比同等的弹簧夹头的重量大，因此，在需要控制重量的场合，弹簧夹头是恰当的选择。
2.主轴速度弹簧夹头往往是以非常高的主轴速度进行车削时的较好选择，主要有两个原因：一个原因与卡盘的质量有关，假定以相同的主轴马力驱动卡爪卡盘和弹簧夹头，较厚重的卡爪卡盘需要更长的时间来加速达到所需的速度，加速时间长将延长工作周期，降低生产力。
另一个原因与离心力有关，因为它随着rpm平方值的增加而增加，所以，在高速切削的情况下，这个数值很重要。
例如，将主轴速度加倍，离心力将为原来的四倍。
这种力量将卡盘卡爪拉离中心，往往会降低夹持力。
但采用弹簧夹头，离心力不会造成明显的影响。
因而，在整个加工速度范围内夹持力会更加稳定。
3.加工操作弹簧夹头在零件的整个圆周施加夹持力，而不是仅在选定的接触区域，因而，可获得很好的同心度，这一点对于二次加工的项目尤其重要，二次加工需要考虑与一次加工有关的精确度，因为弹簧夹头的准确夹持能力强，即使卡爪卡盘用于一次加工时，弹簧夹头也可用于二次加工。
带有空心软卡爪的卡盘可达到0.0006至0.0012 英寸范围内的TIR(总读数)重复精度，而弹簧夹头的典型重复精度为0.0005英寸TIR或更好，为了进一步提高二次加工精度，在安装过程中，还可调整弹簧夹头的同心度。
讲座资料
Static stiffness (N/μm)
40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 BBT40 HSK63 BT40
Drawing force (kN) Compare static stiffness
两面定位刀具系统与普通系统的比较
衰减系数比
衰减是指振动系的要素或要素的一部分受抗力作用而损失能量 的行为。 衰减系数比是线性粘性衰减系数与实际临界衰减系数之比，表 示振动系的动特性。 衰减系数比越大就表示振动系的能量损失越快，也就是振动的 衰减越快。 理论上，衰减系数比可以用下式表示:
1）DIN 2080型（简称 NT或ST） DIN 2080是德国标准，即国际标准ISO 2583 ，是我们通常所说NT型刀柄，是 在传统型机床上通过拉杆将刀柄拉紧，国内也称为ST，不能用机床的机械手 装刀而用手动装刀。 2）DIN 69871 型 （简称JT、 DIN、DAT或DV） DIN 69871 型分两种，即DIN 69871 A/AD型 和 DIN 69871 B型， 前者是中心内冷，后者是法兰盘内冷，其它尺寸相同。 3） ISO 7388/1 型 （简称 IV或IT） 其刀柄安装尺寸与DIN 69871 型没有区别，但由于ISO 7388/1 型 刀柄的D4值小于DIN 69871 型刀柄的D4值，所以将ISO 7388/1型刀柄 安装在DIN 69871型锥孔的机床上是没有问题的，但将DIN 69871 型刀 柄安装在ISO 7388/1型机床上则有可能会发生干涉。
刃具与刀柄的连接方式
刃具与刀柄有很多种连接方式，具体使用时要根据使用场合、切削参数、 精度要求以及成本等多方面综合考虑，选择最为合适的来完成你的加工任务。
弹簧刀柄
弹簧夹头课程设计
弹簧夹头课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解弹簧夹头的定义、分类和基本原理；2. 学生能够掌握弹簧夹头的结构、工作原理及其在工程中的应用；3. 学生能够了解弹簧夹头的设计参数及其对性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学的弹簧夹头知识，分析并解决实际问题；2. 学生能够运用绘图工具，绘制弹簧夹头的结构示意图；3. 学生能够运用计算方法，计算弹簧夹头的力学性能。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到弹簧夹头在工程领域的重要性，增强对机械工程的兴趣；2. 学生能够通过合作学习，培养团队精神和沟通能力；3. 学生能够关注科技创新，树立勇于探索、追求卓越的学习态度。
课程性质：本课程为技术学科课程，旨在帮助学生掌握弹簧夹头的相关知识，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理基础和动手能力，对机械结构有浓厚兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的相结合，提高学生的参与度和积极性，培养学生的学习兴趣和创新能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 弹簧夹头的概念与分类- 弹簧夹头的定义及其在机械工程中的应用- 弹簧夹头的分类及各类特点2. 弹簧夹头的结构与工作原理- 弹簧夹头的结构组成及各部分功能- 弹簧夹头的工作原理及力学性能分析3. 弹簧夹头的设计参数与性能- 弹簧夹头设计参数的选择方法- 设计参数对弹簧夹头性能的影响4. 弹簧夹头的应用案例分析- 案例介绍：弹簧夹头在不同工程领域的应用- 案例分析：弹簧夹头的选型与性能评价5. 弹簧夹头的绘制与计算- 弹簧夹头结构示意图的绘制方法- 弹簧夹头力学性能的计算方法教学内容安排与进度：第一课时：弹簧夹头的概念与分类第二课时：弹簧夹头的结构与工作原理第三课时：弹簧夹头的设计参数与性能第四课时：弹簧夹头的应用案例分析第五课时：弹簧夹头的绘制与计算本教学内容基于课程目标，结合教材相关章节，确保了知识的科学性和系统性。
高速切削刀具及刀柄概述
引言高速切削加工作为制造业中最为重要的一项先进制造技术，已经越来越受到人们的关注．随着高速切削加工的应用范围扩大，高速切削在制造领域的应用主要是加工复杂曲面，其中高速铣削（也称为硬铣削，可以把复杂形面加工得非常光滑。
加工表面粗糙度值很小、浅腔大曲率半径的零件完全可用高速铣削来代替电加工；对深腔小曲率半径的零件可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工，而电加工只作为精加工。
这样可大大节约电火花和抛光的时间以及有关材料的消耗，这对保护环境的贡献是不言而喻的。
同时，极大地缩短了加工周期，提高了加工效率，降低了加工成本。
1 高速切削加工技术1.1 高速切削技术概述[2]1931年4月德国物理学家Carl.J.Saloman最早提出了高速切削（High Speed Cutting）的理论，并于同年申请了专利。
他指出：在常规切削速度范围内，切削温度随着切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值之后，切削温度不但不会升高反而会降低，且该切削速度VC与工件材料的种类有关。
对于每一种工件材料都存在一个速度范围，在该速度范围内，由于切削温度过高，刀具材料无法承受，切削加工不可能进行。
要是能越过这个速度范围，高速切削将成为可能，从而大幅度地提高生产效率。
由于实验条件的限制，当时高速切削无法付诸实践，但这个思想给后人一个非常重要的启示。
高速加工技术经历了理论探索，应用探索，初步应用和较成熟应用等四个阶段，现已在生产中得到了一定的推广。
特别是20世纪80年代以来，航空工业和模具工业的需求大大推动了高速加工的应用。
飞机零件中有大量的薄壁零件，如翼肋、长桁、框等，它们有很薄的壁和筋，加工中金属切除率很高，容易产生切削变形，加工比较困难；另外，飞机制造厂方也迫切要求提高零件的加工效率，从而缩短飞机的交付时间。
在模具工业和汽车工业中，模具制造是一个关键，缩短模具交货周期，提高模具制造质量，也是人们长期努力的目标。
高速切削无疑是解决这些问题的一条重要途径。
弹簧夹头
弹性夹头弹性夹头又称弹性筒夹，是一种装在钻\铣床上的钻铣夹头,其功能是夹紧钻刀或铣刀.目前用得最多的是ER弹性筒夹.其性能稳定,精度高,深受广大厂家信赖.弹性夹头型号较多，其特性是径向跳动仅为C型筒夹的一半，大大提高产品在加工过程中的精度保证。
其规格大致分为以下八大块：规格d（H7）D D1D2L L1L2L3弹性收缩量ER80.5-5.088.5 6.513.5 2.7 1.5 1.20.5 ER11 1.0-7.01111.59.518.0 3.8 2.5 2.00.5ER161.0-2.0161713.827.5 6.26 4.0 2.70.5 >2.0-10.0 1.0ER201.0-2.5202117.431.5 6.36 4.8 2.80.5 >2.5-13.0 1.0ER251.0-2.5252622.034.0 6.66 5.0 3.10.5 >2.5-16.0 1.0ER322.0-3.5323329.240.07.16 5.5 3.60.5 >3.5-20.0 1.0ER40 3.0-26.0404136.246.07.667.0 4.1 1.0ER506.0-10.0505246.060.012.68.5 5.51.0 >10.0-34.02.0弹性夹头近两年使用率提高迅速，比两年前增长近百倍。
随着小型加工业不断兴起，加工的质量、精度无疑是目前最大的竞争对象，而此类筒夹的出现，在某种程度上成为了中小型企业生存的关键所在。
ER筒夹在其常规使用中，运用最多的是ER11-ER25.占此类筒夹的9/10，市场中较容易买到。
年产量为3.5亿套，在钻夹头领域里首屈一指。
弹性筒夹材质分类较多，其中以65mn性能最为突出，是广大企业首选型号各种筒夹ER螺母与筒夹配套。
较高精度数控仪表车弹簧夹头制作工艺
无锡雷杰科技有限公司
较高精度
数控车仪表车弹簧夹头制作工艺
１、制作毛坯，单边余量0.5以内，加工拉管螺纹；
２、调质HRC42-50，弹簧钢回火温度不能在300-360之间；
３、修整拉管螺纹
４、车削导向部分外圆，保证公差+0/-0.03；32夹头43；40夹头54 +0/-0.03；60夹头74 +0/-0.03 如有夹头制作专用母夹头，此步略过。
５、割槽3或4或6槽，优先选用3和6槽，槽宽0.2-1mm，槽端打圆孔直径3-5；
６、放置2天以上以利于夹头自然变形；
７、如有母夹头，将新夹头旋到母夹头上（如没有则使用三爪卡盘，夹持异向部分，保证导向部分跳动在0.02以内）；
7-1如用母夹头，加工导向部分，如４步尺寸，如使用三爪卡盘，此步略过；
7-2 加工配合锥度，数据按下步选取；
7-3加工夹持内腔，一般比毛坯最大外径大0.05-0.1；
如有导向部分，此步加工最好在要加工此工件的数控车床上加工，加工时用手把锥盘拧紧，略把夹头往后拉，夹头紧贴主轴，能加工即可，保证夹持工件时变形不能太大；
如用回转气缸或油缸拉紧的，夹紧力也要调到极小．
８、相关数据
加工时主轴转速：
加工转速直径50部分不大于250转/分，其他部分类推，转速＝250/50*直径
夹头锥度：
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BIG高精度弹簧夹头 高精度弹簧夹头NBS 高精度弹簧夹头 世界最高等级
大昭和精机株式会社
1～3µ ～
BIG— BIG—严格的质量管理
从设计到选材，加工以及热处理，小小夹套 凝聚了BIG常年的技术和经验。而且所有的 产品都经过2次检查，具有极高的信赖性 1.每个夹套、刀柄都经过2次测试 每个夹套、刀柄都经过 次测试 每个夹套
径向力(锁紧力)F = P
θ
P tanθ
(不考虑摩擦力 不考虑摩擦力) 不考虑摩擦力
· ·
θ角越小，锁紧力就越大 角越小， 角越小 θ角越小，夹套大端的外径就越小 角越小， 角越小 →本体壁厚 本体刚性强 本体壁厚→本体刚性强 本体壁厚
F X
a1 θ a2 Z
半径的缩小X = Z·tanθ · θ角越大，收缩量也越大 角越大， 角越大
新倍比高精度弹簧夹头
• 世界最高精度的弹簧夹头 • 追求µ以下的高精度夹套 • 从短到长型，种类丰富、规格齐全
大昭和精机株式会社
适合于钻头、立铣刀、 适合于钻头、立铣刀、铰刀及丝锥等各种加工
大昭和精机株式会社
弹簧夹头的夹持精度
0.0000
4d
4倍直径前 倍直径前
一般 一般
ER 夹头 高精度夹头
10～20µ ～ 5～10µ ～
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45°螺纹是关键 °
为尽量减小锁紧时的摩擦，保持螺母的求心性和平衡性， 为尽量减小锁紧时的摩擦，保持螺母的求心性和平衡性， 采用了45°的梯形螺纹， 采用了 °的梯形螺纹，螺纹部的超精加工是在热处理后 进行的，有效的防止因热处理给精度带来的影响。 进行的，有效的防止因热处理给精度带来的影响。
普通的设计 普通的设计
BIG的设计 的设计 轴承
大昭和精机株式会社
最理想的12° 最理想的 °锥角
精密的计算和反复实验证明，BIG高精度弹簧夹头的夹套 精密的计算和反复实验证明， 高精度弹簧夹头的夹套 最能满足精度、刚性、 最能满足精度、刚性、把持力及收缩量的要求 弹簧夹头的锁紧力、 弹簧夹头的锁紧力、刚性、收缩量
大昭和精机株式会社
NBS的切削能力 的
180.0 160.0 140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0
■ NBS的実測把握扭矩 的実測把握扭矩 ■ 立铣刀推荐切削扭矩 立铣刀推荐切削扭矩 切削
（槽切削） 切削）
* 立铣刀：OSG高速钢涂层、4刃 立铣刀：OSG高速钢涂层 高速钢涂层、
冷却液最大压强 7M Pa
轴承 新倍比夹套 油封（ 密封圈 密封圈） 油封（PS密封圈）
大昭和精机株式会社
完美油封螺母
将完美油封螺母的PS密封圈取下后， 将完美油封螺母的 密封圈取下后，可进行端面冷却 密封圈取下后 (用于立铣刀加工 用于立铣刀加工) 用于立铣刀加工
大昭和精机株式会社
153.6 140.5 122.2
φD
0.5D
扭矩 扭矩T(Nm)
S45C
39.7 17.8 0.5 1.2 2.7
79.5
18.1 4.6 10.1
φ6
φ8
φ10
φ12
φ16
φ20
大昭和精机株式会社
完美油封螺母
油压越高。油封越紧密的贴在刃具杆部，增强密封性能， 油压越高。油封越紧密的贴在刃具杆部，增强密封性能， 确实可靠的进行内冷切削。 确实可靠的进行内冷切削。油封直接装在螺母上不需要 使用特殊夹套。 使用特殊夹套。
3.合格品激光刻印 合格品激光刻印
0.0000
4 Ｄ
Statist ic s Co nt r ol
2.筛选 筛选
4.包装入库 包装入库
跳会社
高精度特殊设计的螺母
在螺母中设有轴承，在锁紧时，螺母不会在夹套上摩擦， 在螺母中设有轴承，在锁紧时，螺母不会在夹套上摩擦， 也不会给夹套加扭力。确保把持精度和把持力， 也不会给夹套加扭力。确保把持精度和把持力，延长夹套 及螺母的寿命。 及螺母的寿命。