Suzhou SET Industrial Equipment System Co., Ltd.
ru

Веб-меню

Поиск продукта

Язык

Делиться

Новости отрасли
Главная / Новости / Новости отрасли / Как самоцентрирующиеся тиски и пневматические системы повышают точность фиксации детали в нулевой точке
Посмотреть все проекты

Как самоцентрирующиеся тиски и пневматические системы повышают точность фиксации детали в нулевой точке

Источник：Suzhou SET Industrial Equipment System Co., Ltd.

Прецизионное обрабатывающее оборудование

Современная многокоординатная обработка с ЧПУ требует крепления, которое соответствует субмикронным допускам, быстрой переналадке и автоматизации. В этом руководстве рассматривается, как Пневматические тиски а технология самоцентрирующихся тисков интегрируется с системами нулевой точки для обеспечения единообразных, повторяемых и высокопроизводительных настроек для сложных семейств деталей.

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

Почему точность крепления определяет результаты обработки

Каждая совокупность допусков в обрабатываемой детали связана с одной исходной точкой: насколько надежно сырье или полуфабрикат были расположены и закреплены. Когда фиксация детали приводит к позиционному разбросу даже в 0,02 мм, это отклонение распространяется на каждую последующую операцию. Чистовые проходы, результаты контроля и подгонка сборки отражают ошибки, допущенные на приспособлении.

Самоцентрирующиеся тиски решают эту проблему в корне. Прикладывая симметричные усилия зажима с обеих сторон одновременно, они устраняют смещение от центра, которое допускают однокулачковые конструкции. В сочетании с базовой системой с нулевой точкой, которая перемещает поддоны с точностью до 0,002 мм от фиксированной точки отсчета, комбинированный штабель обеспечивает полную повторяемость позиционирования, которая конкурирует со специальными приспособлениями, за долю времени на установку.

0.002 мм
Типичная точность повторения нулевой точки
80 %
Сокращение времени установки по сравнению с обычными светильниками
5x
Доступ к большему количеству поверхностей детали за один зажим

Как работают самоцентрирующиеся тиски: механический принцип

A самоцентрирующиеся тиски (также называемые самоцентрирующими тисками или центрирующими тисками) использует двунаправленный привод кулачка. Центральный ходовой винт с противоположными направлениями резьбы перемещает обе бранши внутрь с одинаковой скоростью. Заготовка автоматически позиционируется в геометрическом центре корпуса тисков, независимо от ее фактической ширины, если деталь попадает в диапазон хода кулачка.

Ключевые механические элементы

  • Двунаправленный ходовой винт: Левая и правая резьбы обработаны с одинаковыми допусками шага, что обеспечивает симметрию хода кулачка в пределах 0,005 мм по всему ходу.
  • Закаленные вставки губок: Сменные вставки с зубчатыми или мягкими губками позволяют адаптироваться к круглым, квадратным или неправильным профилям без ущерба для сцепления.
  • Плавающее выравнивание челюстей: Прецизионные направляющие предотвращают раскачивание челюсти при режущих нагрузках, сохраняя параллельность оси станка.
  • Усиление силы: Клиновые или коленно-рычажные механизмы умножают приложенный крутящий момент на усилие зажима, что обычно дает от 15 до 25 кН при умеренном моменте затяжки.
Самоцентрирующиеся тиски — двунаправленный механизм с губками Левая челюсть Правая челюсть Заготовка Геометрический центр базовой точки Левая резьба Правая резьба

Точность концентрического зажима на практике

Точность концентрического зажима — это показатель, который количественно определяет, насколько близко фактический центр заготовки находится к теоретическому центру тисков после зажима. Ручные самоцентрирующиеся тиски премиум-класса обеспечивают концентричность от 0,01 до 0,03 мм; версии с пневматическим приводом и сервоуправляемой подачей кулачков могут достигать 0,005 мм и выше. Эта точность имеет наибольшее значение в компонентах, подвергаемых токарной обработке, а затем фрезеровании, где исходная точка токарного станка должна совпадать с исходной точкой фрезерования без повторной индикации.

Пневматические самоцентрирующиеся тиски: зажим, готовый к автоматизации

Ан автоматизированные пневматические тиски заменяет момент затяжки вручную регулируемым сжатым воздухом, обычно с рабочим давлением от 5 до 6 бар. Цилиндр двойного действия приводит в движение механизм челюстей, а самоцентрирующаяся геометрия обеспечивает фиксацию заготовки на оси при каждом цикле. Усилие зажима остается постоянным независимо от техники оператора, что устраняет один из крупнейших источников различий между деталями при ручной настройке.

Краткий обзор эксплуатационных характеристик

Параметр Ручное самоцентрирование Пневматический самоцентрирующийся 5-я ось пневматическая
Повторяемость центрирования от 0,01 до 0,03 мм от 0,005 до 0,01 мм от 0,003 до 0,008 мм
Стабильность зажимного усилия Зависит от оператора Регулируемый по давлению Регулируемый по давлению
Время цикла (зажим/разжим) от 15 до 45 с от 1 до 3 с от 1 до 3 с
Интеграция с автоматизацией Только вручную Полный робот/ПЛК Полный робот/ПЛК
Типичный диапазон зажимной силы (кН) от 5 до 20 от 10 до 35 от 15 до 50
Подходит для 5-осевой обработки. Ограниченный Да (низкопрофильные модели) Оптимизированный

Регулирование усилия и цепи безопасности

Регулирование давления необходимо, чтобы избежать недостаточного зажима (освобождения детали во время резки) и чрезмерного зажима (деформации тонких стенок). Прецизионный регулятор в сочетании с реле давления, подключенным к ЧПУ в качестве блокировки подтверждения зажима, обеспечивает остановку шпинделя, если давление падает ниже порогового значения во время цикла.

Для тонкостенных алюминиевых или медных деталей снижение давления в трубопроводе до 2–3 бар и использование мягких губок с широкой поверхностью позволяет распределить нагрузку без маркировки поверхности, что является преимуществом по сравнению с гидравлическими альтернативами, которые обычно работают при фиксированном высоком давлении.

Системы нулевой точки: основа для быстрого переключения

В системе поддонов с нулевой точкой (также называемой быстросменным зажимом) используются прецизионные зажимные болты или хвостовики, которые фиксируются и фиксируются в приемных узлах, встроенных в стол станка или надгробную плиту. Повторяемость позиционирования 0,002 мм или выше достигается за счет конических или сферических установочных поверхностей, отшлифованных с субмикронными допусками. Как только приемник нулевой точки сопоставлен с системой координат станка, любой паллет с совместимым хвостовиком каждый раз перемещается в ту же точку отсчета.

Рабочий процесс интеграции

Процесс интеграции самоцентрирующихся тисков с нулевой точкой ШАГ 1 Установка тисков на поддон ШАГ 2 Предварительная загрузка детали вне станка ШАГ 3 Пристыковка поддона к приемнику ШАГ 4 Активировать зажим — подтвердить сигнал ШАГ 5 Запустить программу обработки ШАГ 6 Освободить поддон, заменить деталь ШАГ 7 Повторите: повторных проверок не требуется. Цикл — следующая часть, та же база данных

Преимущество этого рабочего процесса в том, что шаги 1 и 2 выполняются одновременно на станции предварительной настройки во время резки. Время простоя шпинделя ограничено несколькими секундами, необходимыми для стыковки следующего поддона и подтверждения сигнала зажима. Предприятия, эксплуатирующие несколько поддонов по очереди, сообщают об увеличении использования шпинделя на 20–35 процентных пунктов по сравнению с обычными установками с одной станцией.

Конструкция тисков по 5-й оси: разблокировка многостороннего доступа

A тиски 5-й оси (также называемый 5-осевыми тисками) представляет собой низкопрофильный блок крепления заготовки, разработанный для минимизации взаимодействия с поворотными осями 5-осевого обрабатывающего центра. Стандартные корпуса тисков слишком высокие и широкие для машин с цапфой; Конструкции с 5-й осью уменьшают высоту корпуса тисков и площадь захвата, сохраняя при этом принцип самоцентрирования и необходимую силу зажима.

Приоритеты проектирования для 5-осевого крепления

  • Низкопрофильный корпус: Высота губок менее 60 мм обеспечивает малый радиус действия фрезы, сохраняя жесткость в условиях большой досягаемости.
  • Зажимное действие при опускании: Захваты, которые тянут заготовку вниз на прецизионно отшлифованную опорную рейку, устраняют люфт и обеспечивают плоский опорный контакт.
  • Открытая геометрия: Уменьшение ширины корпуса тисков дает зазор шпинделя, позволяющий приближаться ко всем четырем вертикальным граням и одной горизонтальной грани без столкновения приспособлений.
  • Монтаж в Т-образном пазе или в нулевой точке: Прямая совместимость с модулями приемника нулевой точки означает, что тиски с 5-й осью обеспечивают точность изменения положения менее 0,005 мм при каждой замене поддона.
  • Поверхности из нержавеющей или азотированной стали: Устойчивость к стружкообразованию и охлаждающей жидкости обеспечивает точность направляющих кулачков в течение длительного производственного цикла.
!

5-осевые тиски, располагающие центральную линию заготовки на высоте 80 мм над столом станка, позволяют полностью наклонять ось вращения без взаимодействия с корпусом тисков на деталях высотой до 120 мм — проверка геометрии, которая должна быть подтверждена в CAM-моделировании перед первой обработкой изделия.

Контрольный список планирования многоосного приспособления

  1. Проверьте соответствие максимальной высоты детали высоте корпуса тисков и величине зазора цапфы.
  2. Убедитесь, что сила зажима достаточна для самого тяжелого прерывистого резания в программе.
  3. Моделируйте все вращения осей B и C в CAM, чтобы обнаружить взаимодействие с корпусом тисков при каждом приращении угла.
  4. Выбирайте пластины для кулачков, соответствующие материалу заготовки: зубчатые для стали, пластины с гладкой алюминиевой поверхностью для мягких сплавов.
  5. Установите регулятор давления и запишите подтвержденное давление зажима в рабочем перемещения.
  6. Выполните проверку первого изделия при наклоне 0 градусов и максимальном наклоне, чтобы подтвердить стабильность опорной точки при режущих нагрузках.

Системная интеграция: сочетание пневматики, самоцентрирования и нулевой точки

В конфигурациях с высочайшей производительностью сочетаются все три технологии: пневматические самоцентрирующиеся тиски на поддоне с нулевой точкой, управляемые через электромагнитный клапан с ЧПУ и переключатель давления. Логика управления гарантирует, что станок не начнет резку, пока приемник нулевой точки не будет подтвержден, а датчик давления тисков не сообщит о целевом давлении зажима.

Архитектура управления

Сигнал Источник Действие блокировки ЧПУ
Нулевая точка заблокирована Датчик приближения приемника Включить подачу воздуха с поддона
Давление зажима тисков в норме Реле давления на цепи тисков Отпустить разрешение на запуск шпинделя
Падение давления во время цикла Непрерывный монитор давления Останов подачи, остановка шпинделя, сигнализация
Запрос на разблокировку нулевой точки Программный M-код или ПЛК робота Сначала выпустите воздух из тисков, затем отпустите нулевую точку.

Конфигурации поворотного стола и надгробия

На горизонтальных обрабатывающих центрах с поворотными делительными столами несколько самоцентрирующиеся тиски расположены на надгробии или кубе, каждый из которых обслуживается общим коллектором пневматических контуров. Четырехсторонний надгробный камень с двумя тисками на каждой стороне удерживает восемь заготовок за цикл. Поскольку приемники нулевой точки устанавливаются в каждом положении тисков, вся надгробная плита предварительно загружается в автономном режиме, а затем одним движением прикрепляется к столу станка. Время переналадки производства при замене надгробия составляет от 3 до 8 минут по сравнению с 45–90 минутами при традиционной переустановке.

Выбор подходящей системы: ключевые критерии спецификации

Соответствие конфигурации производственным требованиям становится простым, если факторы принятия решения совпадают с атрибутами системы, как показано ниже.

Производственный сценарий Рекомендуемая конфигурация Ключевая спецификация
Малый объем, высокая смесь Ручной самоцентрирующийся поддон с нулевой точкой Диапазон губок от 0 до 160 мм, повторяемость 0,02 мм.
Средний объём, партиями Пневматический самоцентрирующийся поддон с нулевой точкой Усилие зажима от 15 до 25 кН, концентричность 0,01 мм.
Большой объем, ячейка автоматизации Пневматические 5-осевые тиски, роботизированный бассейн поддонов от 1 до 3 с cycle, pressure interlock, 0.005 mm repeat
5-осевые сложные детали Низкопрофильные тиски 5-й оси с нулевой точкой цапфы Высота корпуса менее 65 мм, челюсти опущены.
Тонкостенные детали аэрокосмической промышленности Пневматические вставки с мягкими губками пониженного давления Диапазон от 2 до 4 бар, полноконтактная мягкая губка, деформация менее 0,01 мм.

Аспекты диапазона челюсти и хода

Ход кулачка — это общий ход кулачка от полностью открытого до полностью закрытого положения. Стандартные агрегаты охватывают ширину заготовки от 0 до 125 мм или от 0 до 200 мм. Ассортимент одного кулачка обычно охватывает все семейство деталей без необходимости переналадки. Когда ширина выходит за пределы диапазона, ступенчатые губки или сложенные параллели увеличивают радиус действия без замены корпуса тисков.

Техническое обслуживание, калибровка и долговечность

Точность крепления снижается из-за износа, загрязнения стружкой и недостаточной смазки. Структурированный протокол технического обслуживания увеличивает интервалы между калибровками и защищает инвестиции в точные компоненты.

Рекомендуемый график технического обслуживания

  • Ежедневно: Очистите поверхности губок и направляющие сжатым воздухом. Проверьте, не застряла ли стружка за вставками губок. Осмотрите фитинги воздухопроводов на наличие утечек.
  • Еженедельно: Нанесите рекомендованную производителем смазку на ходовой винт и направляющие. Проверьте зажим и подтвердите уставку реле давления по калиброванному манометру.
  • Ежемесячно: Измерьте параллельность челюстей с помощью циферблатного индикатора. Допустимое отклонение обычно составляет менее 0,01 мм по всей поверхности челюсти. Осмотрите конусы хвостовика с нулевой точкой на наличие следов износа или истирания.
  • Ежеквартально: Полная проверка точности центрирования с использованием известного образца точно измеренной ширины. Задокументируйте результаты и сравните их с базовым уровнем. Замените вставки губок, если повторяемость превышает 0,02 мм.
  • Анnually: Верните корпус тисков в метрологическую лабораторию для полной проверки равномерности шага ходового винта и прямолинейности направляющей кулачка.

Уход за хвостовиком нулевой точки

Конус хвостовика с нулевой точкой обеспечивает повторяемость менее 0,003 мм и не должен содержать стружки, остатков СОЖ и повреждений поверхности. Лучшая практика: протирайте хвостовик и ствольную коробку безворсовой тканью перед каждым циклом стыковки, храните поддоны на подвесной стойке, чтобы не порезать конус, и проверяйте их на предмет истирания под увеличением ежеквартально.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между самоцентрирующими тисками и стандартными машинными тисками?

Стандартные машинные тиски перемещают только одну губку; фиксированная челюсть действует как позиционирующая база. Это означает, что центр заготовки смещается при изменении ширины детали. Самоцентрирующиеся тиски перемещают обе губки одновременно, удерживая деталь на одной и той же геометрической осевой линии независимо от ширины. Это важно, когда программа станка ссылается на фиксированный центр и оператору необходимо зажимать детали без корректировки смещения приспособления между размерами.

Вопрос 2: Могут ли пневматические системы тисков соответствовать силе зажима гидравлических тисков?

Стандартные пневматические тиски при давлении 6 бар обычно обеспечивают усилие зажима от 15 до 30 кН, что позволяет выполнять большинство операций фрезерования и сверления стали и алюминия. Гидравлические тиски могут достигать усилия от 80 до 150 кН, что делает их предпочтительными для тяжелой черновой обработки твердых сплавов. Многие предприятия используют пневматические тиски для чистовой обработки и более легкой резки, оставляя гидравлический зажим для черновых станций. Также существуют гибридные пневмогидравлические усилители, которые увеличивают входное пневматическое давление для создания силы гидравлического уровня из стандартной системы подачи сжатого воздуха.

Вопрос 3: Как система нулевой точки обеспечивает повторяемость 0,002 мм?

В приемниках нулевой точки используются закаленные, прецизионно отшлифованные конические установочные поверхности. Когда хвостовик втягивается под действием пружины или пневматической силы, геометрия конуса самокорректирует незначительные отклонения во время стыковки. Сопрягаемые поверхности притираются с Ra менее 0,2 микрометра, а большая площадь контакта распределяет прижимное усилие без локальной деформации. В совокупности эти факторы обеспечивают точность повторного позиционирования, не уступающую прецизионным цанговым патронам.

Вопрос 4: Какие кулачковые пластины следует использовать для алюминиевых и стальных заготовок?

Для стальных заготовок зубчатые пластины с зубьями с шагом зубьев от 1 до 1,5 мм обеспечивают высокое трение и препятствуют выдергиванию при больших усилиях резания. Для алюминия и других мягких металлов гладкие или заштрихованные вставки с широкой контактной поверхностью распределяют нагрузку, не оставляя следов на поверхности. Мягкие алюминиевые вставки, обработанные по контуру детали, идеально подходят для тонкостенных или чистовых поверхностей. Общее правило: если следы на поверхности после зажима видны и неприемлемы, переключитесь с зубчатой ​​на конфигурацию с мягкими губками.

В5: Можно ли использовать самоцентрирующиеся тиски на 3-осном станке, а затем перейти на 5-осевой?

Да, и это обычный путь усыновления. Самоцентрирующиеся тиски, совместимые с нулевой точкой, установленные на стандартном 3-осном обрабатывающем центре, создают базовую инфраструктуру. Когда на предприятии добавляется 5-осевой станок, те же поддоны стыкуются непосредственно с приемниками нулевой точки нового станка, и только верхний корпус тисков необходимо заменить на низкопрофильную модель с 5-й осью. Рабочий процесс предварительной настройки в автономном режиме, программы обработки деталей, привязанные к нулевой точке, и процедуры оператора сохраняются практически без изменений, что значительно сокращает время обучения новому станку.

Вопрос 6: Какие характеристики подачи воздуха необходимы для пневматических самоцентрирующихся тисков?

Большинству систем пневматических тисков требуется чистый сухой сжатый воздух под давлением от 5 до 7 бар с достаточным потоком для заполнения цилиндра привода в течение 1 секунды. Настоятельно рекомендуется использовать специальный блок фильтр-регулятор-смазка (FRL), чтобы предотвратить повреждение уплотнений цилиндров влажными и твердыми частицами. Размеры воздухопроводов должны быть такими, чтобы избежать падения давления при одновременном использовании вспомогательных устройств; типичный внутренний диаметр составляет от 8 до 12 мм для установки в одинарные тиски.

НАЗАД：Как надгробия с ЧПУ и опорные плиты локатора нулевой точки максимизируют производительность многоосевой обработки
ДАЛЬШЕ：Как системы зажима с нулевой точкой сокращают время настройки на 90 % и повышают эффективность ЧПУ?
последние новости
Suzhou SET Industrial Equipment System Co., Ltd.
Последние новости