Станки с ЧПУ, являющиеся основным оборудованием современного производства, играют незаменимую роль в обработке деталей благодаря своей высокой точности, эффективности и автоматизации. В процессе обработки с ЧПУ заготовка должна быть точно закреплена на приспособлении, после чего режущие инструменты с несколькими кромками вращаются с высокой скоростью для выполнения операций фрезерования или токарной обработки. Выбор и использование подходящего приспособления имеют решающее значение на этом этапе. Внутренние опорные приспособления и внешние зажимные приспособления, являясь важными компонентами системы зажима, существенно влияют на повышение эффективности и качества обработки.
Принцип действия и структура
Внутренние опорные приспособления:
Эти приспособления в основном фиксируют внутреннюю поверхность заготовки с помощью внутренней опорной конструкции. Они обычно используются для обработки таких деталей, как валы, трубы или компоненты с внутренними отверстиями. Например, в гидравлических универсальных приспособлениях для внутренних отверстий используются быстросменные основания и втулки для расширения внутренних отверстий для размещения заготовок разных размеров, что обеспечивает устойчивость относительно базовой поверхности и функцию извлечения детали. Внутренние опорные приспособления с ЧПУ работают за счет перемещения таких компонентов, как цилиндры, вниз и закрепления заготовки. На одном и том же креплении можно одновременно закреплять несколько заготовок. Внутренние опорные приспособления на основе направляющих с ЧПУ состоят из монтажного основания, приводного устройства (например, пневматического или электрического цилиндра) и инструментов для внутренней поддержки. Приводной блок управляет подъемом и опусканием штифта, регулируя усилие прижима к обрабатываемой детали.
Внешние зажимные приспособления:
Эти приспособления фиксируют заготовку, зажимая ее внешнюю поверхность. Они широко используются при таких операциях, как фрезерование, сверление и шлифование. Например, в гидравлическом универсальном приспособлении для зажима наружных диаметров используется быстросменная фиксирующая насадка, которая позволяет производить замену за 10 секунд. Он оснащен пылезащитной крышкой и системой позиционирования торца с максимальным усилием зажима до 40 КN.
Применимые сценарии
Внутренние опорные приспособления:
Они подходят для обработки деталей с внутренней структурой отверстий, которые необходимо фиксировать изнутри, обеспечивая точность обработки внутренних отверстий. В качестве примеров можно привести внутреннее фрезерование трубных фитингов и обработку внутренних отверстий деталей вала.
Внешние зажимные приспособления:
Они подходят для широкого спектра деталей, как правильной, так и неправильной формы, при условии, что их можно надежно закрепить снаружи. Они обычно используются для фрезерования плоских деталей, сверления деталей неправильной формы и других подобных задач. Внешние зажимные приспособления широко используются в различных процессах механической обработки, таких как фрезерование, сверление, шлифование и т.д.
Преимущества и недостатки
Внутренние опорные приспособления
Преимущества:
Обеспечивает точное позиционирование внутренней поверхности заготовки, обеспечивая точность размеров внутренних отверстий и геометрических допусков.
Опоры расположены изнутри, что предотвращает появление следов зажима на внешней поверхности заготовки.
Некоторые внутренние опорные приспособления позволяют одновременно обрабатывать несколько заготовок, повышая эффективность.
Недостатки:
Структура относительно сложна, а затраты более высоки.
Для этого приспособления требуются специальные формы и размеры внутренних отверстий, что ограничивает его универсальность.
Установка и регулировка могут быть более трудоемкими.
Внешние зажимные приспособления
Преимущества:
Широкое применение, так как большинство заготовок могут быть зажаты.
Простая конструкция и простота в эксплуатации.
Относительно более низкая стоимость.
Недостатки:
Может оставить следы зажима на внешней поверхности заготовки, что повлияет на ее внешний вид.
Для тонкостенных или легко деформируемых деталей неправильное регулирование усилия зажима может привести к деформации.
Как правильно выбрать внутреннее опорное приспособление или внешнее зажимное приспособление?
Выбор подходящего внутреннего опорного приспособления или внешнего зажимного приспособления может быть рассмотрен на основе следующих факторов:
Характеристики обрабатываемой детали
Форма и структура: Если заготовка имеет внутренние отверстия, например, в валах или трубах, идеально подходят внутренние опорные приспособления, поскольку они закрепляются во внутренней конструкции, обеспечивая точность обработки внутренних отверстий. Для плоских, блочных или неправильной формы заготовок, не требующих внутренних отверстий, больше подходят внешние зажимные приспособления, так как они надежно удерживают заготовку снаружи.
Размер: Для больших заготовок требуются приспособления, обеспечивающие достаточное усилие зажима и площадь опорной поверхности. Для небольших заготовок необходимо учитывать влияние приспособления на точность и возможную деформацию. Например, в случае микродеталей внешние зажимные приспособления могут вызвать деформацию из-за неправильного усилия зажима, в то время как крепление с внутренней опорой, при правильной конструкции, все еще может быть эффективным.
Материал: Мягкие материалы, такие как медь, алюминий и пластмассы, более подвержены деформации и требуют крепления с умеренным усилием зажима, большой площадью контакта и равномерно распределенным давлением. Для более твердых материалов, таких как сталь, требуются крепления с высокой прочностью и износостойкостью. Внутренние опорные приспособления для мягких материалов могут предотвратить повреждение поверхности, вызванное внешним зажимом, в то время как внешние зажимные приспособления для твердых материалов должны обеспечивать надежный захват.
Требования к точности: Для высокоточных заготовок решающее значение имеют точность и повторяемость крепежа. Внутренняя конструкция внутреннего опорного приспособления влияет на размеры внутренних отверстий и геометрические допуски, в то время как точность установочных поверхностей и зажимных элементов внешнего приспособления влияет на общую точность позиционирования заготовки. В высокоточных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, для обеспечения точности обработки требуется высокоточное оборудование.
Процесс механической обработки
Операции механической обработки: Внешние зажимные приспособления широко используются при таких операциях, как фрезерование, сверление и шлифование, где требуется стабильная опора и позиционирование. Для таких процессов, как растачивание или рассверливание внутренних отверстий, внутренние опорные приспособления лучше обеспечивают точность обработки.
Направление и величина усилия резания: При обработке с высокими усилиями резания крепеж должен обладать достаточной жесткостью и усилием зажима, чтобы выдерживать эти усилия. Внутренние опорные элементы обеспечивают поддержку за счет внутренних конструкций, в то время как внешние зажимные элементы зависят от внешних усилий зажима. Во время черновой обработки с большими усилиями резания приспособления должны надежно удерживать заготовку, чтобы предотвратить ее смещение.
Объем производства
Мелкосерийное производство: Для мелкосерийного производства предпочтительны приспособления общего назначения, такие как универсальные внутренние или внешние зажимные приспособления, поскольку они снижают затраты и достаточно гибки для размещения различных заготовок.
Крупносерийное производство: Специализированное оборудование может быть более выгодным, поскольку оно может быть разработано для конкретных заготовок и процессов, повышая эффективность производства и обеспечивая постоянную точность обработки.
Характеристики крепежа
Точность и повторяемость: Для высокоточной обработки следует выбирать приспособления с высокой точностью и хорошей повторяемостью, чтобы обеспечить соответствие размеров заготовки и точность позиционирования.
Жесткость и стабильность: Приспособления должны обладать достаточной жесткостью и стабильностью, чтобы выдерживать усилие резания, усилие зажима и вес заготовки во время обработки, предотвращая деформацию и вибрацию, которые могут повлиять на точность обработки.
Простота в эксплуатации: Приспособления, которые легко монтируются, регулируются и разбираются, позволяют экономить рабочее время и повышать эффективность. Например, приспособления с быстрозажимными устройствами позволяют быстро выполнить зажим заготовки.
Техническое обслуживание и затраты: Простые, долговечные и простые в обслуживании приспособления снижают частоту отказов оборудования, затраты на техническое обслуживание и продлевают срок службы приспособления.
Совместимость: В автоматизированных производственных линиях или роботизированных средах обработки оборудование должно быть совместимо с оборудованием автоматизации, чтобы обеспечить стабильную работу и точное управление.