CNC車床之夾頭應用
前言：
任何工件加工都需要夾具來固定工件，以CNC車床來說，夾頭是最常用的夾具，其形式及種類繁多，以下就廠內常用的夾頭做敘述及特殊案例簡單介紹，供營業或服務端參考用。
夾持力的概述：
夾頭大多是使用流體的力量來產生夾持立，廠內有油壓以及氣壓，這兩種是最方便的自動化夾持方式。在油氣壓的應用上，必須先了解以下幾個名詞與其物理意義，才能懂得怎麼應用。
a.力：F 單位是牛頓(N)，或是公斤力kgf。
b.面積: A 單位是m2(平方公尺) ，或 cm2(平方公分)。
c.壓力: P 單位面積的作用力，在物理學上，可以使用bar為單位，
bar的定義是: 1 bar=10,000 N/m2 = 10 N/cm2。
所以，最基本的壓力計算公式就是P= F/A。由於在廠內習慣採用kgf為力量單位，因此特別將有關的單位換算說明如下：
1 kgf= 9.8 N
1 bar= 10N/cm2 = 10/9.8 kgf/cm2 = 1.03 kgf/cm2
為了計算上方便，通常只採用 1 bar = 1 kgf/cm2。
油壓夾頭就是靠著油壓缸帶動推拉桿而產生夾持力(如圖一)，隨著夾頭的大
小不同、有無頂心，其所夾持的重量也有差異。以下表格是以億川為例的夾持重
量限制。須注意的是，夾持力會隨著轉速增加而遞減。
圖一
無頂心的狀態下：
規格
N-205
N-206
NB-206
N-208
N-210
NB-210
N-212
N-215
N-218
最大夾持重量(kg)
6
15
24
39
66
120
166
有頂心狀態下：
規格
N-205
N-206
NB-206
N-208
N-210
NB-210
N-212
N-215
N-218
最大夾持重量(kg)
300
600
900
1200
1500
2000
2000
【資料來源：億川夾頭使用說明書】
氣壓夾頭顧名思義是以氣壓為動力，並利用氣壓分道環充氣直接推動夾爪，並藉由夾頭本體止逆系統保持其夾持力(如圖二)，其夾持力亦會隨著轉速增加而遞減。以SMW為例子，各夾頭於6bar氣壓源下的挾持力與轉速之曲線圖(如圖三)。
圖二
圖三
【資料來源：SMW使用說明書】
夾頭應用：
早 期高速車床是以手動夾頭為主，隨著科技進步演變至今CNC車床大多使用油壓或氣壓夾頭，而手動夾頭多為輔助夾持用。且隨著加工工件不同，夾頭的應用也不 同，一般油壓中空夾頭受到推拉桿的限制，其工件直徑得屈就推拉桿的通孔大小，以VT-36為例，推拉桿通孔f91，其加工工件直徑就必須小於f91，若使 用氣壓夾頭則工件直徑受限於夾頭本身通孔，通孔愈大公件直徑也可隨之增大，因氣壓夾頭夾持力較油壓小，若要避免工件表面夾傷也可選用氣壓夾頭，依加工需求 而定。但因為氣壓夾頭單價較高，且油壓夾頭泛用性廣，通常CNC車床還是以油壓夾頭為主要夾持另件。
a. 手動夾頭：
大多使用於高速車床，模治具零件加工為主，或用於主軸B端輔助夾持。
分前鎖式及後鎖式；夾爪分2爪、3爪、4爪…等，右分同動及單動式，一加工需求而定，常用3爪或4爪夾頭，3爪可加工同心圓之工件，4爪則可加工偏心圓工件。
b. 氣壓夾頭：
因上銀為製造球螺桿，其工件長且不使工件表面損傷，主軸前後採用SMW的氣壓夾頭。此台為VTII-26/110YCV。安裝須注意分道環相對位置，不使充氣過程產生漏氣現象。
另外油壓夾頭有諸多種類，普遍有中空及實心夾頭，同樣有分夾爪數，亦須配合工件或者加工方式或者成本考量選擇使用，以下提供特殊油壓夾頭範例參考。
a. 分度夾頭：
迴轉式分度油壓夾頭主要功能為車削多面特殊工件(例如：十字軸、電磁閥等)，藉由分度夾頭控制工件之車削面，可省略須備多種特殊夾爪及縮小上下料時間。(此種夾頭需搭配特殊油壓缸、油箱。)
【分度夾頭】 【筒夾頭】
b. 筒夾頭：
多用於加工心軸類零件，一般會配合自動送料機以及工補系統，以24HR全自動生產為主，產能高且可減少人工成本。其搭配之筒夾常分為圓形、正四方形、六角形等。
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