Suzhou Set Industrial Equipment System Co., Ltd.
ro

Meniu web

Căutare produs

Limbă

Distribuie

Știri din industrie
Acasă / Ştiri / Știri din industrie / Cum transformă menghinele cu autocentrare și sistemele pneumatice precizia de fixare în punct zero
Vizualizați toate proiectele

Cum transformă menghinele cu autocentrare și sistemele pneumatice precizia de fixare în punct zero

Inginerie de precizie a suportului de lucru

Prelucrarea CNC modernă cu mai multe axe necesită o menținere a lucrării care ține pasul cu toleranțe sub-micronice, schimbări rapide și automatizare pentru stingerea luminii. Acest ghid examinează cum Sisteme de menghine pneumatice și tehnologia menghinei cu autocentrare se integrează cu sistemele cu punct zero pentru a oferi setări consistente, repetabile și de înaltă productivitate în familiile de piese complexe.

Precision self-centering vise mounted on a zero-point pallet system

De ce precizia suportului de lucru definește rezultatele prelucrării

Fiecare stivuire de toleranță într-o componentă prelucrată are o singură origine: cât de sigur a fost localizată și fixată materia primă sau piesa de prelucrat semifabricată. Când prinderea de lucru introduce chiar și 0,02 mm de împrăștiere pozițională, acea variație se propagă prin fiecare operație ulterioară. Trecerile de finisare, rezultatele inspecției și potrivirile de asamblare reflectă toate erorile apărute la dispozitiv.

Menghinele de autocentrare abordează acest lucru la rădăcină. Prin aplicarea simultană a forțelor de strângere simetrice din ambele părți, acestea elimină deplasarea decentrată pe care o permit modelele cu o singură falcă. Împreună cu un sistem de bază cu punct zero care reloca paleții la 0,002 mm de o dată fixă, stiva combinată realizează repetabilitate pozițională totală care rivalizează cu dispozitivele dedicate, la o fracțiune din timpul de configurare.

0.002 mm
Precizie tipică de repetare la punctul zero
80 %
Reducerea timpului de configurare față de corpurile convenționale
5x
Mai multe fețe ale pieselor accesibile pe fiecare prindere

Cum funcționează menghinele cu autocentrare: principiul mecanic

A menghină cu autocentrare (scris și ca menghină cu autocentrare sau menghină de centrare) folosește o antrenare bidirecțională a fălcilor. Un șurub central cu direcții de filet opuse deplasează ambele fălci spre interior la viteze egale. Piesa de prelucrat este poziționată automat pe centrul geometric al corpului menghinei, indiferent de lățimea sa reală, atâta timp cât piesa se încadrează în intervalul cursei fălcii.

Elemente mecanice cheie

  • Șurub de plumb bidirecțional: Filete pe partea stângă și pe partea dreaptă prelucrate la toleranțe de pas potrivite, asigurând simetria deplasării fălcilor cu 0,005 mm pe toată cursa.
  • Inserții de maxilare întărite: Inserțiile cu fălci zimtate sau moale înlocuibile permit adaptarea la profile rotunde, pătrate sau neregulate fără a sacrifica aderența.
  • Alinierea maxilarului plutitor: Șinele de ghidare de precizie împiedică balansarea fălcilor sub sarcinile de tăiere, menținând paralelismul cu axa mașinii.
  • Amplificarea forței: Mecanismele cu pană sau basculă multiplică cuplul aplicat în forța de strângere, producând de obicei 15 până la 25 kN dintr-un cuplu de strângere moderat.
Menghină cu autocentrare -- Mecanism bidirecțional al maxilarului Maxilarul stâng Falca dreapta Piesa de prelucrat Geometric Center Datum Filet LH Filet RH

Precizia de prindere concentrică în practică

Precizia de prindere concentrică este metrica care cuantifică cât de aproape se află centrul real al piesei de prelucrat de centrul teoretic al menghinei după prindere. Menghinele cu autocentrare manuală premium ating o concentricitate de 0,01 până la 0,03 mm; versiunile cu acţionare pneumatică cu alimentare servo-controlată a falcilor pot ajunge la 0,005 mm sau mai bine. Această precizie contează cel mai mult în componentele strunjite, apoi frezate, unde data strungului trebuie să se alinieze cu data de frezare fără a re-indica.

Menghine pneumatice cu autocentrare: prindere gata de automatizare

An menghină pneumatică automată înlocuiește cuplul de strângere manual cu aer comprimat reglat, de obicei la o presiune de lucru de 5 până la 6 bar. Un cilindru cu dublă acțiune antrenează mecanismul falcilor, iar geometria de autocentrare asigură că piesa de prelucrat este capturată pe axă la fiecare ciclu. Forța de strângere rămâne constantă indiferent de tehnica operatorului, ceea ce elimină una dintre cele mai mari surse de variație de la o parte la alta în setările manuale.

Caracteristicile de performanță dintr-o privire

Parametru Autocentrare manuală Autocentrare pneumatică Pneumatic axa a 5-a
Repetabilitate de centrare 0,01 până la 0,03 mm 0,005 până la 0,01 mm 0,003 până la 0,008 mm
Consistența forței de prindere Dependent de operator Presiune reglată Presiune reglată
Durata ciclului (prindere/desprindere) 15 până la 45 s 1 până la 3 s 1 până la 3 s
Integrarea cu automatizarea Numai manual Robot complet/PLC Robot complet/PLC
Interval tipic de forță de strângere (kN) 5 până la 20 10 până la 35 15 până la 50
Potrivit pentru prelucrare pe 5 axe Limitat Da (modele cu profil redus) Optimizat

Circuite de reglare a forței și de siguranță

Reglarea presiunii este esențială pentru a evita strângerea insuficientă (eliberarea pieselor în timpul tăierii) și strângerea excesivă (deformarea pe pereți subțiri). Un regulator de precizie combinat cu un comutator de presiune conectat la CNC ca un blocaj de confirmare a clemei asigură oprirea axului dacă presiunea scade sub pragul în timpul unui ciclu.

Pentru piesele din aluminiu sau cupru cu pereți subțiri, reducerea presiunii din conductă la 2 până la 3 bari și utilizarea fălcilor moi cu suprafață largă împrăștie sarcina fără a marca suprafața -- un avantaj față de alternativele hidraulice care funcționează de obicei la presiune ridicată fixă.

Sisteme cu punct zero: fundația pentru schimbarea rapidă

Un sistem de paleți cu punct zero (numit și suport de lucru cu schimbare rapidă) utilizează șuruburi de strângere de precizie sau tije care se localizează și se blochează în unitățile de recepție încorporate în masa mașinii sau piatra funerară. Repetabilitate de amplasare de 0,002 mm sau mai bună este obținută prin suprafețe de localizare conice sau sferice rectificate la toleranțe sub-micron. Odată ce un receptor cu punct zero este mapat la sistemul de coordonate al mașinii, orice palet cu o tijă compatibilă se mută la aceeași dată de fiecare dată.

Flux de lucru de integrare

Flux de integrare a menghinei cu autocentrare cu punct zero PASUL 1 Montați menghina pe palet PASUL 2 Preîncărcați piesa în afara mașinii PASUL 3 Andocare paleta la receptor PASUL 4 Activați clema -- confirmați semnalul PASUL 5 Rulați programul de prelucrare PASUL 6 Eliberați paletul, schimbați piesa PASUL 7 Repetare -- nu este nevoie de re-sondare Buclă -- partea următoare, aceeași dată

Puterea acestui flux de lucru este că pașii 1 și 2 au loc simultan la o stație de pre-setare în timp ce mașina taie. Timpul de repaus al axului este limitat la câteva secunde necesare pentru a andoca următorul palet și a confirma semnalul de cleme. Unitățile care operează paleți multipli în rotație raportează creșteri ale utilizării axului cu 20 până la 35 de puncte procentuale, comparativ cu configurațiile convenționale cu o singură stație.

Designul menghinei axa a 5-a: deblocarea accesului cu mai multe fețe

A Menghina a 5-a (numită și menghină cu 5 axe) este o unitate de prindere a lucrării cu profil redus, proiectată pentru a minimiza interferența cu axele de rotație ale unui centru de prelucrare cu 5 axe. Corpurile de menghină standard sunt prea înalte și prea late pentru mașinile tip trunnion; Designul cu axa a 5-a reduce înălțimea corpului menghinei și amprenta maxilarului, păstrând în același timp principiul de autocentrare și forța de strângere necesară.

Priorități de proiectare pentru suportul de lucru pe 5 axe

  • Corp cu profil redus: Înălțimea fălcilor sub 60 mm menține cerința de rază scurtă a frezei, păstrând rigiditatea în condiții de întindere lungă.
  • Acțiune de strângere de tragere: Fălcile care trag piesa de prelucrat în jos pe o șină de susținere a solului de precizie elimină plutirea și asigură un contact plat cu datele de referință.
  • Geometrie cu partea deschisă: Reducerea lățimii corpului menghinei oferă spațiului arborelui să se apropie de toate cele patru fețe verticale și de o față orizontală fără ciocnirea dispozitivului de fixare.
  • Montare cu fantă în T sau punct zero: Compatibilitatea directă cu modulele receptoare cu punct zero înseamnă că menghina de a 5-a axă beneficiază de o precizie de repoziționare sub 0,005 mm la fiecare schimb de paleți.
  • Suprafețe din oțel inoxidabil sau nitrurat: Rezistența la așchii și la lichidul de răcire menține precizia ghidajului falcilor pe perioade lungi de producție.
!

O menghină cu 5 axe care poziționează linia centrală a piesei de prelucrat la 80 mm deasupra mesei mașinii permite axei rotative să se încline complet fără interferențe cu corpul menghinei pe piesele de până la 120 mm înălțime -- o verificare a geometriei care trebuie confirmată în simularea CAM înainte de prelucrarea primului articol.

Lista de verificare pentru planificarea dispozitivelor cu mai multe axe

  1. Confirmați înălțimea maximă a pieselor în raport cu înălțimea corpului menghinei și spațiul de degajare al trunionului.
  2. Verificați dacă forța de strângere este suficientă pentru cea mai grea tăietură întreruptă din program.
  3. Simulați toate rotațiile axelor B și C în CAM pentru a detecta interferența corpului menghinului la fiecare increment de unghi.
  4. Selectați inserții de fălci potrivite cu materialul piesei de prelucrat: zimțate pentru oțel, inserții netede din aluminiu pentru aliaje moi.
  5. Setați regulatorul de presiune și înregistrați presiunea de cleme confirmată în dispozitivul de călătorie.
  6. Efectuați o inspecție a primului articol atât în ​​pozițiile de 0 grade, cât și în pozițiile maxime de înclinare pentru a confirma stabilitatea datei de referință sub sarcinile de tăiere.

Integrarea sistemului: combinarea pneumatică, autocentrare și punct zero

Configurațiile de cea mai înaltă performanță acoperă toate cele trei tehnologii: o menghină pneumatică cu autocentrare pe un palet cu punct zero, acționată printr-o supapă solenoidală controlată de CNC și un presostat. Logica de control asigură că mașina nu va începe tăierea decât dacă receptorul cu punct zero este confirmat blocat și comutatorul de presiune menghină raportează presiunea țintă a clemei.

Arhitectura de control

Semnal Sursa Acțiune de blocare CNC
Punctul zero blocat Senzor de proximitate receptor Activați alimentarea cu aer montată pe paleți
Presiunea clemei menghinei OK Presostat pe circuitul menghinei Eliberați permisiunea de pornire a arborelui
Căderea de presiune în timpul ciclului Monitor de presiune continuu Reținerea avansului, oprirea axului, alarmă
Solicitare de deblocare la punctul zero Program M-code sau robot PLC Aerisiți mai întâi menghina, apoi eliberați zero-pt

Configurații de masă rotativă și piatră funerară

Pe centre de prelucrare orizontale cu mese rotative de indexare, multiple menghine autocentrante sunt aranjate pe o piatră funerară sau cub, fiecare deservit de un colector comun de circuite pneumatice. O piatră funerară cu patru fețe cu două menghine pe față deține opt piese de prelucrat pe ciclu. Deoarece receptoarele cu punct zero sunt montate în fiecare poziție a menghinei, întreaga piatră funerară este pre-încărcată offline, apoi este atașată la masa mașinii dintr-o singură mișcare. Timpul de schimbare a producției se încadrează între 3 și 8 minute pentru un schimb de pietre funerare, față de 45 până la 90 de minute pentru reinstalarea tradițională.

Selectarea sistemului potrivit: criterii cheie de specificare

Potrivirea configurației cu cerințele de producție este simplă atunci când factorii de decizie se aliniază cu atributele sistemului, așa cum se arată mai jos.

Scenariul de producție Configurație recomandată Specificație cheie
Volum redus, amestec mare Palet cu punct zero cu autocentrare manuală Gama fălcilor de la 0 la 160 mm, repetabilitate de 0,02 mm
Volum mediu, rulări în loturi Palet pneumatic cu autocentrare punct zero 15 până la 25 kN forță de strângere, concentricitate 0,01 mm
Volum mare, celulă de automatizare Piscina de paleti robotizata cu menghina a 5-a axa pneumatica 1 până la 3 s cycle, pressure interlock, 0.005 mm repeat
Piese complexe cu 5 axe Trunnion de menghină cu profil redus pentru a 5-a axă, punct zero Înălțimea corpului sub 65 mm, acțiune de tragere a maxilarului
Piese aerospațiale cu pereți subțiri Inserții pneumatice moi pentru fălci cu presiune redusă Interval de 2 până la 4 bari, falcă moale cu contact complet, deformare sub 0,01 mm

Considerații privind gama maxilarului și cursa

Cursa maxilarului este deplasarea totală pe falcă de la complet deschis la complet închis. Unitățile standard acoperă lățimea piesei de prelucrat de la 0 la 125 mm sau de la 0 la 200 mm. O singură gamă de fălci acoperă de obicei o familie completă de piese fără schimbare. Când lățimile se încadrează în afara intervalului, fălcile trepte sau paralelele stivuite extind raza de acțiune fără a înlocui corpul menghinei.

Întreținere, calibrare și longevitate

Precizia suportului de lucru se degradează odată cu uzura, contaminarea cu așchii și lubrifierea inadecvată. Un protocol de întreținere structurat extinde intervalele de calibrare și protejează investiția în componente de precizie.

Program de întreținere recomandat

  • Zilnic: Curățați fețele falcilor și șinele de ghidare cu aer comprimat. Verificați dacă există așchii depozitate în spatele inserțiilor de fălci. Inspectați fitingurile conductei de aer pentru scurgeri.
  • Săptămânal: Aplicați unsoare specificată de producător pe șurubul și șinele de ghidare. Verificați valoarea de referință a presostatului de confirmare a clemei în raport cu un manometru calibrat.
  • Lunar: Măsurați paralelismul maxilarului cu un cadran. Deviația acceptabilă este de obicei mai mică de 0,01 mm pe toată fața maxilarului. Inspectați conicele tijei cu punct zero pentru uzură sau urme de uzură.
  • Trimestrial: Verificare completă a preciziei de centrare folosind o piesă de testare cunoscută cu lățimea măsurată cu precizie. Documentați rezultatele și comparați cu valoarea de referință. Înlocuiți inserțiile de fălci dacă repetabilitatea depășește 0,02 mm.
  • Anual: Returnați corpul menghinei la laboratorul de metrologie pentru o inspecție completă a uniformității pasului șurubului și a dreptății șinei de ghidare a fălcilor.

Îngrijirea tijei cu punct zero

Conicitatea tijei cu punct zero atinge repetabilitate sub 0,003 mm și trebuie menținută fără așchii, reziduuri de lichid de răcire și deteriorarea suprafeței. Cea mai bună practică: ștergeți tija și receptorul cu o cârpă care nu lasă scame înainte de fiecare ciclu de andocare, depozitați paleții pe un suport suspendat pentru a evita tăierea conicității și verificați dacă există fretari sub mărire la intervale trimestriale.

Întrebări frecvente

Î1: Care este diferența dintre o menghină cu autocentrare și o menghină standard pentru mașină?

O menghină de mașină standard mișcă doar o falcă; maxilarul fix acţionează ca reper de localizare. Aceasta înseamnă că centrul piesei de prelucrat se deplasează cu fiecare lățime diferită a piesei. O menghină cu autocentrare mișcă ambele fălci simultan, menținând piesa pe aceeași linie centrală geometrică, indiferent de lățime. Acest lucru este esențial atunci când programul mașinii face referire la un punct de referință central fix și operatorul trebuie să prindă piesele fără a ajusta decalările dispozitivului de fixare între dimensiuni.

Î2: Pot sistemele de menghine pneumatice să se potrivească cu forța de strângere a menghinelor hidraulice?

Menghinele pneumatice standard la 6 bari produc de obicei 15 până la 30 kN de forță de strângere, care acoperă majoritatea aplicațiilor de frezare și găurire pe oțel și aluminiu. Menghinele hidraulice pot ajunge la 80 până la 150 kN, ceea ce le face preferabile pentru degroșarea grea a aliajelor dure. Multe facilități folosesc menghine pneumatice pentru operațiuni de finisare și tăieturi mai ușoare, rezervând prindere hidraulică pentru stațiile de degroșare. Există, de asemenea, intensificatoare pneumatice-hidraulice hibride care multiplică presiunea de intrare pneumatică pentru a genera forță la nivel hidraulic dintr-o sursă standard de aer comprimat.

Î3: Cum obține un sistem cu punct zero o repetabilitate de 0,002 mm?

Receptoarele cu punct zero folosesc suprafețe de localizare întărite, întărite, șlefuite. Când tija este trasă sub forța arcului sau pneumatică, geometria conică autocorectează alinierea minoră în timpul andocării. Suprafețele de împerechere sunt acoperite sub Ra 0,2 micrometri, iar zona mare de contact distribuie forța de tragere în jos fără cedare locală. Acești factori împreună produc o precizie de poziționare repetată care rivalizează cu mandrinele de precizie.

Î4: Ce inserții de fălci ar trebui folosite pentru piese de prelucrat din aluminiu față de oțel?

Pentru piesele de prelucrat din oțel, inserțiile de fălci zimțate cu un pas al dintelui de 1 până la 1,5 mm asigură o frecare ridicată și rezistă la smulgere la forțe mari de tăiere. Pentru aluminiu și alte metale moi, inserțiile netede sau hașurate în cruce cu o față largă de contact distribuie sarcina fără a marca suprafața. Inserțiile moi din aluminiu care sunt prelucrate pentru a se potrivi cu conturul piesei sunt ideale pentru suprafețele cu pereți subțiri sau finisate. O regulă generală: dacă semnele de suprafață post-strângere sunt vizibile și inacceptabile, treceți de la configurația zimțată la cea cu fălci moale.

Î5: Este posibil să folosiți menghine cu autocentrare pe o mașină cu 3 axe și să migrați ulterior la 5 axe?

Da, și aceasta este o cale de adopție comună. O menghină cu autocentrare compatibilă cu punctul zero, montată pe un centru de prelucrare standard cu 3 axe, stabilește infrastructura de referință. Când instalația adaugă o mașină cu 5 axe, aceiași paleți se acoperă direct la receptoarele cu punct zero ale noii mașini și doar corpul superior al menghinei trebuie înlocuit cu un model cu a cincea axă cu profil redus. Fluxul de lucru de pre-setare offline, programele piesei care fac referire la datele de la punctul zero și procedurile operatorului sunt în mare parte neschimbate, reducând considerabil curba de învățare a noii mașini.

Î6: Ce specificații de alimentare cu aer sunt necesare pentru o menghină pneumatică cu autocentrare?

Majoritatea sistemelor de menghine pneumatice necesită aer comprimat curat și uscat la 5 până la 7 bari, cu un debit suficient pentru a umple cilindrul de acţionare în decurs de 1 secundă. Se recomandă cu tărie o unitate de filtru-regulator-ungere (FRL) dedicată pentru a preveni contaminarea cu umiditate și particule de la degradarea etanșărilor cilindrului. Conductele de aer trebuie dimensionate pentru a evita scăderea presiunii în cazul solicitărilor auxiliare simultane; diametrele interioare tipice sunt de 8 până la 12 mm pentru instalațiile cu o singură menghină.

cele mai recente știri
Suzhou Set Industrial Equipment System Co., Ltd.
Cele mai recente știri