零点定位系统_快换夹具_液压夹具设计制造_克莱普智能工装夹具

在制造工艺升级的转型期间,夹具该如何发展呢?

clampltd 零点定位应用 2020-06-09 129

         在经历了几十年的高速发展后,中国机械加工业如今已经是工艺升级的转型期。夹具作为加工环节重要的一份子,在此过程中也出现了不少的革新产品:传统霸主三爪卡盘已经进化到六爪浮动式、卡爪快换使一个夹具可以通用多加工、快换系统则让各种自动化项目顺利上线……工件太脆弱不想直接夹怎么办?空气、磁力甚至是分子作用力,都可以利用来做夹具!



六爪浮动卡盘

         面对要求圆度较高的薄壁类零件,普通的三爪卡盘在加工时会产生较大的圆度变形,而六爪浮动卡盘的设计,能够保证一个较高的圆度。此卡盘的相邻卡爪具有前后补偿功能,卡盘可以使用浮动状态,也能使用自定心状态,当我们夹持一些毛胚件时,可使用浮动状态来保证每个点的夹持受力均等,当精加工零件时,切换至自定心状态来保证产品的圆度。

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卡盘夹持方式的受力分析:

        通常用三爪卡盘扇形爪夹持薄壁零件时,对心夹持过程中有一个交叉力(红圈部分),不管扇形爪与工件的接触面多大,只要卡爪之间有缝隙,在交叉力的影响下,工件在卡爪交接的位置会因交叉力而发生变形。而六爪浮动卡盘相邻两爪间通过杠杆原理进行浮动,所以基准在两爪中间位置,通过这种设计,卡爪的移动方向都是对心的,这样就可以有效保证夹持过程中没有太大的交叉力,从而保证工件的圆度。

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          如下图所示,经多次加工实验,六爪浮动卡盘与三爪卡盘的圆度加工变形比为1/10,即通过六爪浮动卡盘加工薄壁类零件可以让圆度提高10倍。

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快换类卡爪

        在现有技术中,卡盘与卡爪为一体成型,经较长时间使用后,其外表面会有产生磨损,一旦达不到精度要求,整个卡爪则需要立即更换。另一方面由于加工产品的多样化需求,一体成型的卡爪在装夹不同工件时则需要立即更换,每次更换卡盘内的多个卡爪操作较为,麻烦时间也较长。因此,现发明了多种快换类卡爪:

   1.倒钩式快换爪    在更换时只需将卡爪倒扣位置卡到基爪上,向后推,中间锁销位置锁紧即可更换完毕。

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    2.嵌入式快换爪     如图所示,基爪上有凸轮机构,只需用六角扳手将凸轮旋转即可将子爪拿出进行置换。

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      3.液压快换爪    单个卡爪内部具有集成的液压油腔,通过2个子爪实现工件的夹持,在夹持时,卡爪在移动过程中,子爪接触工件后,通过反作用力,子爪内部油腔压力上升,压力作用于两个子爪之上并保持两子爪压力相等,通过这种方式可以保证每个子爪与工件的夹持力相等, 对一些圆度不好的毛坯零部可以有效保证六个点夹持受到均匀的力。

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零点快换系统

      使用传统夹具会因为需要多套夹具而造成巨大的一次性投资,更换、调整夹具同时还会占用大量的辅助时间。而零点快换系统因其具有更高的夹持力,完全的密封及免维护特性,高效的短锥定位设计,整个不锈钢材料选择,特别适用于需要高效、高精度夹持加工的场合。

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零点定位系统内部结构


          来看一段传统夹具与零点快换系统在实际生产过程中的对比视频:

        该产品目前已经在国内的发动机缸体、缸盖加工中实现直接夹持,仅通过锥形定位销及拉紧模块组合,一次装夹,五面加工,其夹具结构亦简化,符合发动机加工的发展趋势。

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           面对不同类型的缸体加工,只需将拉钉按照现有的尺寸布局,搭配模块即可完成定位装夹。

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零点快换在大型件中的应用:

      大型结构件工艺难点一般有应力变形、难加工、装夹困难的问题,而产生这些难点的原因是:

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        利用零点快换系统可以完美解决以上各种问题,如下所示产品,在产品前端有三角形布局,中间为主定位模块,右边则是角向定位模块,下面则是拉紧模块。通过3个模块将产品的6个自由度全部限制,周边则都为浮动模块。

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         通过在零件上增加工艺凸台来保证工件和零点快换系统的连接。

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           在去应力方面,零点定位系统可以在工序中进行调整且不影响定位精度,从而使内应力得到释放。

电永磁、真空吸盘

      电永磁吸盘的特点是工件的吸脱由开关控制。由于仅吸脱时瞬时用电,很省能也不会产生温度上升的问题,可进行高精度加工。在吸紧时,万一发生电源故障或停电,也无消磁之扰。

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       再来看看电永磁吸盘在车和铣中的应用:


        真空吸盘加工过程中,侧向力是靠吸盘的摩擦力来实现的,所以如何保证侧向力的有效加持是个大问题。下面的这款真空吸盘盘面上有矩阵式蓝色小摩擦块,可以提高产品30%的侧向力。

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       在电永磁吸盘上吸附真空吸盘去实现非金属零件的加工,当需要加工金属零件时,可以将真空吸盘直接卸下。

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       在零点快换系统上配置真空吸盘,还可以实现快换非金属零件的加工。

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        从上我们可以看到,夹具工艺的革新也是随着加工技术进步需求来发展的:当我们需要更加精密的产品时,就需要优化原有结构;当需要更快的速度时,快速装夹与更换的方式成为自动化类应用的主要思路;当更多材料、种类的产品需要加工时,非直接夹持的吸附类产品也发展出来,对技术进步的不断渴求,才会催生出更好的产品。

 
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