Hloubková analýza a optimalizace vztažných bodů a upínacích přípravků pro obrábění v obráběcích centrech
Abstrakt: Tento článek podrobně rozpracovává požadavky a principy týkající se vztažného bodu obrábění v obráběcích centrech, jakož i relevantní znalosti o upínacích přípravcích, včetně základních požadavků, běžných typů a principů výběru upínacích přípravků. Důkladně zkoumá význam a vzájemné vztahy těchto faktorů v procesu obrábění obráběcích center s cílem poskytnout komplexní a hloubkový teoretický základ a praktické rady pro odborníky a relevantní odborníky v oblasti mechanického obrábění, aby se dosáhlo optimalizace a zlepšení přesnosti, efektivity a kvality obrábění.
I. Úvod
Obráběcí centra jakožto vysoce přesné a vysoce účinné automatizované obráběcí zařízení zaujímají v moderním strojírenském průmyslu mimořádně důležité místo. Proces obrábění zahrnuje řadu složitých článků a výběr vztažného bodu pro obrábění a určení upínacích přípravků patří mezi klíčové prvky. Rozumný vztažný bod pro obrábění může zajistit přesnou polohu obrobku během obráběcího procesu a poskytnout přesný výchozí bod pro následné řezné operace; vhodný upínací přípravek může stabilně držet obrobek, čímž zajišťuje plynulý průběh obráběcího procesu a do určité míry ovlivňuje přesnost obrábění a efektivitu výroby. Proto má hloubkový výzkum vztažného bodu pro obrábění a upínacích přípravků v obráběcích centrech velký teoretický i praktický význam.
Obráběcí centra jakožto vysoce přesné a vysoce účinné automatizované obráběcí zařízení zaujímají v moderním strojírenském průmyslu mimořádně důležité místo. Proces obrábění zahrnuje řadu složitých článků a výběr vztažného bodu pro obrábění a určení upínacích přípravků patří mezi klíčové prvky. Rozumný vztažný bod pro obrábění může zajistit přesnou polohu obrobku během obráběcího procesu a poskytnout přesný výchozí bod pro následné řezné operace; vhodný upínací přípravek může stabilně držet obrobek, čímž zajišťuje plynulý průběh obráběcího procesu a do určité míry ovlivňuje přesnost obrábění a efektivitu výroby. Proto má hloubkový výzkum vztažného bodu pro obrábění a upínacích přípravků v obráběcích centrech velký teoretický i praktický význam.
II. Požadavky a zásady pro výběr vztažného bodu v obráběcích centrech
(A) Tři základní požadavky pro výběr referenčního bodu
1. Přesné umístění a pohodlné a spolehlivé upevnění
Přesné umístění je primární podmínkou pro zajištění přesnosti obrábění. Referenční plocha by měla mít dostatečnou přesnost a stabilitu, aby přesně určila polohu obrobku v souřadnicovém systému obráběcího centra. Například při frézování roviny, pokud je na referenční ploše umístění velká chyba rovinnosti, způsobí to odchylku mezi obráběnou rovinou a konstrukčními požadavky.
Pohodlné a spolehlivé upínání souvisí s efektivitou a bezpečností obrábění. Způsob upínání upínacího přípravku a obrobku by měl být jednoduchý a snadno ovladatelný, aby umožňoval rychlé upevnění obrobku na pracovní stůl obráběcího centra a zajišťoval, že se obrobek během obrábění nepohne ani neuvolní. Například aplikací vhodné upínací síly a výběrem vhodných upínacích bodů lze zabránit deformaci obrobku v důsledku nadměrné upínací síly a také pohybu obrobku během obrábění v důsledku nedostatečné upínací síly.
Přesné umístění je primární podmínkou pro zajištění přesnosti obrábění. Referenční plocha by měla mít dostatečnou přesnost a stabilitu, aby přesně určila polohu obrobku v souřadnicovém systému obráběcího centra. Například při frézování roviny, pokud je na referenční ploše umístění velká chyba rovinnosti, způsobí to odchylku mezi obráběnou rovinou a konstrukčními požadavky.
Pohodlné a spolehlivé upínání souvisí s efektivitou a bezpečností obrábění. Způsob upínání upínacího přípravku a obrobku by měl být jednoduchý a snadno ovladatelný, aby umožňoval rychlé upevnění obrobku na pracovní stůl obráběcího centra a zajišťoval, že se obrobek během obrábění nepohne ani neuvolní. Například aplikací vhodné upínací síly a výběrem vhodných upínacích bodů lze zabránit deformaci obrobku v důsledku nadměrné upínací síly a také pohybu obrobku během obrábění v důsledku nedostatečné upínací síly.
2. Jednoduchý výpočet rozměrů
Při výpočtu rozměrů různých obráběných součástí na základě určitého vztažného bodu by měl být proces výpočtu co nejjednodušší. To může snížit chyby výpočtu během programování a obrábění, a tím zlepšit efektivitu obrábění. Například při obrábění součásti s více systémy otvorů, pokud vybraný vztažný bod umožňuje jednoduchý výpočet souřadnicových rozměrů každého otvoru, může to omezit složitost výpočtů v numerickém programování a snížit pravděpodobnost chyb.
Při výpočtu rozměrů různých obráběných součástí na základě určitého vztažného bodu by měl být proces výpočtu co nejjednodušší. To může snížit chyby výpočtu během programování a obrábění, a tím zlepšit efektivitu obrábění. Například při obrábění součásti s více systémy otvorů, pokud vybraný vztažný bod umožňuje jednoduchý výpočet souřadnicových rozměrů každého otvoru, může to omezit složitost výpočtů v numerickém programování a snížit pravděpodobnost chyb.
3. Zajištění přesnosti obrábění
Přesnost obrábění je důležitým ukazatelem pro měření kvality obrábění, včetně rozměrové přesnosti, tvarové přesnosti a polohové přesnosti. Výběr vztažného bodu by měl být schopen efektivně kontrolovat chyby obrábění, aby obrobený obrobek splňoval požadavky konstrukčního výkresu. Například při soustružení hřídelovitých součástí může výběr středové osy hřídele jako vztažného bodu polohy lépe zajistit válcovitost hřídele a souosost mezi různými částmi hřídele.
Přesnost obrábění je důležitým ukazatelem pro měření kvality obrábění, včetně rozměrové přesnosti, tvarové přesnosti a polohové přesnosti. Výběr vztažného bodu by měl být schopen efektivně kontrolovat chyby obrábění, aby obrobený obrobek splňoval požadavky konstrukčního výkresu. Například při soustružení hřídelovitých součástí může výběr středové osy hřídele jako vztažného bodu polohy lépe zajistit válcovitost hřídele a souosost mezi různými částmi hřídele.
(B) Šest zásad pro výběr referenčního bodu polohy
1. Zkuste vybrat návrhový vztažný bod jako vztažný bod umístění
Konstrukční vztažný bod je výchozím bodem pro určení dalších rozměrů a tvarů při návrhu součásti. Výběr konstrukčního vztažného bodu jako vztažného bodu polohy může přímo zajistit požadavky na přesnost konstrukčních rozměrů a snížit chybu nesouososti vztažného bodu. Například při obrábění součásti ve tvaru krabice, pokud je konstrukčním vztažným bodem spodní plocha a dva boční povrchy krabice, pak použití těchto ploch jako vztažného bodu polohy během procesu obrábění může pohodlně zajistit, že přesnost polohy mezi systémy děr v krabici bude v souladu s konstrukčními požadavky.
Konstrukční vztažný bod je výchozím bodem pro určení dalších rozměrů a tvarů při návrhu součásti. Výběr konstrukčního vztažného bodu jako vztažného bodu polohy může přímo zajistit požadavky na přesnost konstrukčních rozměrů a snížit chybu nesouososti vztažného bodu. Například při obrábění součásti ve tvaru krabice, pokud je konstrukčním vztažným bodem spodní plocha a dva boční povrchy krabice, pak použití těchto ploch jako vztažného bodu polohy během procesu obrábění může pohodlně zajistit, že přesnost polohy mezi systémy děr v krabici bude v souladu s konstrukčními požadavky.
2. Pokud nelze sjednotit referenční bod umístění a konstrukční referenční bod, měla by být chyba umístění přísně kontrolována, aby byla zajištěna přesnost obrábění.
Pokud není možné přijmout konstrukční vztažný bod jako vztažný bod polohy z důvodu struktury obrobku nebo obráběcího procesu atd., je nutné přesně analyzovat a kontrolovat chybu polohy. Chyba polohy zahrnuje chybu nesouososti vztažného bodu a chybu posunutí vztažného bodu. Například při obrábění součásti se složitým tvarem může být nutné nejprve obrobit pomocnou vztažnou plochu. V tomto případě je nutné kontrolovat chybu polohy v povoleném rozsahu pomocí vhodného návrhu upínacího přípravku a metod umístění, aby byla zajištěna přesnost obrábění. Ke snížení chyby polohy lze použít metody, jako je zlepšení přesnosti polohovacích prvků a optimalizace rozvržení polohy.
Pokud není možné přijmout konstrukční vztažný bod jako vztažný bod polohy z důvodu struktury obrobku nebo obráběcího procesu atd., je nutné přesně analyzovat a kontrolovat chybu polohy. Chyba polohy zahrnuje chybu nesouososti vztažného bodu a chybu posunutí vztažného bodu. Například při obrábění součásti se složitým tvarem může být nutné nejprve obrobit pomocnou vztažnou plochu. V tomto případě je nutné kontrolovat chybu polohy v povoleném rozsahu pomocí vhodného návrhu upínacího přípravku a metod umístění, aby byla zajištěna přesnost obrábění. Ke snížení chyby polohy lze použít metody, jako je zlepšení přesnosti polohovacích prvků a optimalizace rozvržení polohy.
3. Pokud je třeba obrobek upnout a opracovat více než dvakrát, měl by vybraný vztažný bod umožnit obrábění všech klíčových přesných dílů v jednom upínání a umístění.
U obrobků, které je třeba upnout vícekrát, platí, že pokud je vztažný bod pro každý upínač nekonzistentní, dojde ke kumulativním chybám, které ovlivní celkovou přesnost obrobku. Proto by měl být zvolen vhodný vztažný bod, aby se v jednom upínači co nejvíce dokončilo obrábění všech klíčových přesných součástí. Například při obrábění součásti s více bočními plochami a systémy otvorů lze jako vztažný bod pro jeden upínač použít hlavní rovinu a dva otvory k dokončení obrábění většiny klíčových otvorů a rovin a poté lze provést obrábění dalších vedlejších součástí, což může snížit ztrátu přesnosti způsobenou více upínači.
U obrobků, které je třeba upnout vícekrát, platí, že pokud je vztažný bod pro každý upínač nekonzistentní, dojde ke kumulativním chybám, které ovlivní celkovou přesnost obrobku. Proto by měl být zvolen vhodný vztažný bod, aby se v jednom upínači co nejvíce dokončilo obrábění všech klíčových přesných součástí. Například při obrábění součásti s více bočními plochami a systémy otvorů lze jako vztažný bod pro jeden upínač použít hlavní rovinu a dva otvory k dokončení obrábění většiny klíčových otvorů a rovin a poté lze provést obrábění dalších vedlejších součástí, což může snížit ztrátu přesnosti způsobenou více upínači.
4. Vybraný vztažný bod by měl zajistit dokončení co největšího počtu obráběcích úloh
To může snížit počet upínacích přípravků a zlepšit efektivitu obrábění. Například při obrábění rotujícího tělesa může výběr jeho vnějšího válcového povrchu jako vztažného bodu polohy provádět různé obráběcí operace, jako je soustružení vnější kružnice, obrábění závitů a frézování drážek pro pero, v jednom upínacím přípravku, čímž se zabrání ztrátě času a snížení přesnosti způsobené použitím více upínacích přípravků.
To může snížit počet upínacích přípravků a zlepšit efektivitu obrábění. Například při obrábění rotujícího tělesa může výběr jeho vnějšího válcového povrchu jako vztažného bodu polohy provádět různé obráběcí operace, jako je soustružení vnější kružnice, obrábění závitů a frézování drážek pro pero, v jednom upínacím přípravku, čímž se zabrání ztrátě času a snížení přesnosti způsobené použitím více upínacích přípravků.
5. Při dávkovém obrábění by měl být vztažný bod umístění dílu co nejvíce konzistentní s vztažným bodem nastavení nástroje pro stanovení souřadnicového systému obrobku.
V dávkové výrobě je stanovení souřadnicového systému obrobku klíčové pro zajištění konzistence obrábění. Pokud je vztažný bod polohy shodný s vztažným bodem pro nastavení nástroje, lze zjednodušit programování a operace nastavení nástroje a snížit chyby způsobené převodem vztažných bodů. Například při obrábění dávky identických deskových dílů lze levý dolní roh dílu umístit do pevné polohy na pracovním stole obráběcího stroje a tento bod lze použít jako vztažný bod pro nastavení nástroje pro stanovení souřadnicového systému obrobku. Tímto způsobem je třeba při obrábění každého dílu dodržovat pouze stejné parametry programu a nastavení nástroje, což zlepšuje efektivitu výroby a stabilitu přesnosti obrábění.
V dávkové výrobě je stanovení souřadnicového systému obrobku klíčové pro zajištění konzistence obrábění. Pokud je vztažný bod polohy shodný s vztažným bodem pro nastavení nástroje, lze zjednodušit programování a operace nastavení nástroje a snížit chyby způsobené převodem vztažných bodů. Například při obrábění dávky identických deskových dílů lze levý dolní roh dílu umístit do pevné polohy na pracovním stole obráběcího stroje a tento bod lze použít jako vztažný bod pro nastavení nástroje pro stanovení souřadnicového systému obrobku. Tímto způsobem je třeba při obrábění každého dílu dodržovat pouze stejné parametry programu a nastavení nástroje, což zlepšuje efektivitu výroby a stabilitu přesnosti obrábění.
6. Pokud je vyžadováno více upínacích přípravků, měl by být referenční bod před a po provedení shodný.
Ať už se jedná o hrubovací nebo dokončovací obrábění, použití konzistentního vztažného bodu během více upínání může zajistit vztah přesnosti polohy mezi různými fázemi obrábění. Například při obrábění velkého dílu formy, od hrubovacího obrábění až po dokončovací obrábění, může být vždy použita dělicí plocha a umisťovací otvory formy jako vztažný bod, což může zajistit rovnoměrné rozložení přídavků mezi různými obráběcími operacemi a zabránit tak vlivu na přesnost a kvalitu povrchu formy způsobenému nerovnoměrnými přídavky na obrábění v důsledku změn vztažného bodu.
Ať už se jedná o hrubovací nebo dokončovací obrábění, použití konzistentního vztažného bodu během více upínání může zajistit vztah přesnosti polohy mezi různými fázemi obrábění. Například při obrábění velkého dílu formy, od hrubovacího obrábění až po dokončovací obrábění, může být vždy použita dělicí plocha a umisťovací otvory formy jako vztažný bod, což může zajistit rovnoměrné rozložení přídavků mezi různými obráběcími operacemi a zabránit tak vlivu na přesnost a kvalitu povrchu formy způsobenému nerovnoměrnými přídavky na obrábění v důsledku změn vztažného bodu.
III. Stanovení upínacích přípravků v obráběcích centrech
(A) Základní požadavky na příslušenství
1. Upínací mechanismus by neměl ovlivňovat posuv a obráběcí prostor by měl být otevřený
Při návrhu upínacího mechanismu upínacího přípravku by se mělo zabránit tomu, aby zasahoval do dráhy posuvu řezného nástroje. Například při frézování na vertikálním obráběcím centru by upínací šrouby, přítlačné desky atd. upínacího přípravku neměly blokovat dráhu pohybu frézy. Zároveň by měl být obráběcí prostor co nejotevřenější, aby se řezný nástroj mohl plynule přiblížit k obrobku pro řezné operace. U některých obrobků se složitou vnitřní strukturou, jako jsou díly s hlubokými dutinami nebo malými otvory, by měl návrh upínacího přípravku zajistit, aby řezný nástroj dosáhl obráběného prostoru, a zabránit tak situaci, kdy by obrábění nemohlo být provedeno kvůli blokování upínacího přípravku.
Při návrhu upínacího mechanismu upínacího přípravku by se mělo zabránit tomu, aby zasahoval do dráhy posuvu řezného nástroje. Například při frézování na vertikálním obráběcím centru by upínací šrouby, přítlačné desky atd. upínacího přípravku neměly blokovat dráhu pohybu frézy. Zároveň by měl být obráběcí prostor co nejotevřenější, aby se řezný nástroj mohl plynule přiblížit k obrobku pro řezné operace. U některých obrobků se složitou vnitřní strukturou, jako jsou díly s hlubokými dutinami nebo malými otvory, by měl návrh upínacího přípravku zajistit, aby řezný nástroj dosáhl obráběného prostoru, a zabránit tak situaci, kdy by obrábění nemohlo být provedeno kvůli blokování upínacího přípravku.
2. Upínací přípravek by měl být schopen dosáhnout orientované instalace na obráběcím stroji
Upínací přípravek by měl být schopen přesně se umístit a nainstalovat na pracovní stůl obráběcího centra, aby byla zajištěna správná poloha obrobku vzhledem k souřadnicovým osám obráběcího stroje. Obvykle se pro dosažení orientované instalace upínacího přípravku používají polohovací klíče, polohovací kolíky a další polohovací prvky, které spolupracují s drážkami ve tvaru T nebo polohovacími otvory na pracovním stole obráběcího stroje. Například při obrábění krabicových dílů na horizontálním obráběcím centru se polohovací klíč ve spodní části upínacího přípravku používá pro spolupráci s drážkami ve tvaru T na pracovním stole obráběcího stroje k určení polohy upínacího přípravku ve směru osy X a poté se další polohovací prvky používají k určení poloh ve směru osy Y a Z, čímž se zajistí správná instalace obrobku na obráběcím stroji.
Upínací přípravek by měl být schopen přesně se umístit a nainstalovat na pracovní stůl obráběcího centra, aby byla zajištěna správná poloha obrobku vzhledem k souřadnicovým osám obráběcího stroje. Obvykle se pro dosažení orientované instalace upínacího přípravku používají polohovací klíče, polohovací kolíky a další polohovací prvky, které spolupracují s drážkami ve tvaru T nebo polohovacími otvory na pracovním stole obráběcího stroje. Například při obrábění krabicových dílů na horizontálním obráběcím centru se polohovací klíč ve spodní části upínacího přípravku používá pro spolupráci s drážkami ve tvaru T na pracovním stole obráběcího stroje k určení polohy upínacího přípravku ve směru osy X a poté se další polohovací prvky používají k určení poloh ve směru osy Y a Z, čímž se zajistí správná instalace obrobku na obráběcím stroji.
3. Tuhost a stabilita přípravku by měla být dobrá
Během obrábění musí upínací přípravek nést působení řezných sil, upínacích sil a dalších sil. Pokud je tuhost upínacího přípravku nedostatečná, bude se v důsledku působení těchto sil deformovat, což má za následek snížení přesnosti obrábění obrobku. Například při provádění vysokorychlostních frézovacích operací je řezná síla relativně velká. Pokud tuhost upínacího přípravku není dostatečná, bude obrobek během obrábění vibrovat, což ovlivní kvalitu povrchu a rozměrovou přesnost obrábění. Proto by měl být upínací přípravek vyroben z materiálů s dostatečnou pevností a tuhostí a jeho konstrukce by měla být rozumně navržena, například přidáním výztuh a použitím silnostěnných konstrukcí, aby se zlepšila jeho tuhost a stabilita.
Během obrábění musí upínací přípravek nést působení řezných sil, upínacích sil a dalších sil. Pokud je tuhost upínacího přípravku nedostatečná, bude se v důsledku působení těchto sil deformovat, což má za následek snížení přesnosti obrábění obrobku. Například při provádění vysokorychlostních frézovacích operací je řezná síla relativně velká. Pokud tuhost upínacího přípravku není dostatečná, bude obrobek během obrábění vibrovat, což ovlivní kvalitu povrchu a rozměrovou přesnost obrábění. Proto by měl být upínací přípravek vyroben z materiálů s dostatečnou pevností a tuhostí a jeho konstrukce by měla být rozumně navržena, například přidáním výztuh a použitím silnostěnných konstrukcí, aby se zlepšila jeho tuhost a stabilita.
(B) Běžné typy svítidel
1. Obecné informace
Obecné upínací přípravky, jako jsou svěráky, dělicí hlavy a sklíčidla, mají široké uplatnění. Svěráky lze použít k upínání různých malých součástí s pravidelnými tvary, jako jsou kvádry a válce, a často se používají při frézování, vrtání a dalších obráběcích operacích. Dělicí hlavy lze použít k provádění indexovacího obrábění obrobků. Například při obrábění součástí s rovnoměrnými obvodovými prvky může dělicí hlava přesně řídit úhel natočení obrobku a dosáhnout tak vícepolohového obrábění. Sklíčidla se používají hlavně k upínání rotujících součástí. Například při soustružení mohou tříčelisťová sklíčidla rychle upnout hřídelové součásti a automaticky je vystředit, což je výhodné pro obrábění.
Obecné upínací přípravky, jako jsou svěráky, dělicí hlavy a sklíčidla, mají široké uplatnění. Svěráky lze použít k upínání různých malých součástí s pravidelnými tvary, jako jsou kvádry a válce, a často se používají při frézování, vrtání a dalších obráběcích operacích. Dělicí hlavy lze použít k provádění indexovacího obrábění obrobků. Například při obrábění součástí s rovnoměrnými obvodovými prvky může dělicí hlava přesně řídit úhel natočení obrobku a dosáhnout tak vícepolohového obrábění. Sklíčidla se používají hlavně k upínání rotujících součástí. Například při soustružení mohou tříčelisťová sklíčidla rychle upnout hřídelové součásti a automaticky je vystředit, což je výhodné pro obrábění.
2. Modulární svítidla
Modulární upínací přípravky se skládají ze sady standardizovaných a standardizovaných obecných prvků. Tyto prvky lze flexibilně kombinovat podle různých tvarů obrobků a požadavků na obrábění, aby se rychle vytvořil upínací přípravek vhodný pro konkrétní obráběcí úkol. Například při obrábění dílu nepravidelného tvaru lze z knihovny prvků modulárních upínacích přípravků vybrat vhodné základní desky, podpůrné prvky, upevňovací prvky, upínací prvky atd. a sestavit je do upínacího přípravku podle určitého rozvržení. Výhodami modulárních upínacích přípravků jsou vysoká flexibilita a opětovná použitelnost, což může snížit výrobní náklady a výrobní cyklus upínacích přípravků a je vhodné zejména pro zkušební provoz nových produktů a malosériovou výrobu.
Modulární upínací přípravky se skládají ze sady standardizovaných a standardizovaných obecných prvků. Tyto prvky lze flexibilně kombinovat podle různých tvarů obrobků a požadavků na obrábění, aby se rychle vytvořil upínací přípravek vhodný pro konkrétní obráběcí úkol. Například při obrábění dílu nepravidelného tvaru lze z knihovny prvků modulárních upínacích přípravků vybrat vhodné základní desky, podpůrné prvky, upevňovací prvky, upínací prvky atd. a sestavit je do upínacího přípravku podle určitého rozvržení. Výhodami modulárních upínacích přípravků jsou vysoká flexibilita a opětovná použitelnost, což může snížit výrobní náklady a výrobní cyklus upínacích přípravků a je vhodné zejména pro zkušební provoz nových produktů a malosériovou výrobu.
3. Speciální příslušenství
Speciální upínací přípravky jsou navrženy a vyrobeny konkrétně pro jeden nebo několik podobných obráběcích úkolů. Mohou být přizpůsobeny specifickému tvaru, velikosti a požadavkům na obráběcí proces obrobku, aby se maximalizovala záruka přesnosti a efektivity obrábění. Například při obrábění bloků motorů automobilů se kvůli složité struktuře a vysokým požadavkům na přesnost bloků obvykle navrhují speciální upínací přípravky, které zajišťují přesnost obrábění různých otvorů válců, rovin a dalších součástí. Nevýhodou speciálních upínacích přípravků jsou vysoké výrobní náklady a dlouhý konstrukční cyklus a jsou obecně vhodné pro velkosériovou výrobu.
Speciální upínací přípravky jsou navrženy a vyrobeny konkrétně pro jeden nebo několik podobných obráběcích úkolů. Mohou být přizpůsobeny specifickému tvaru, velikosti a požadavkům na obráběcí proces obrobku, aby se maximalizovala záruka přesnosti a efektivity obrábění. Například při obrábění bloků motorů automobilů se kvůli složité struktuře a vysokým požadavkům na přesnost bloků obvykle navrhují speciální upínací přípravky, které zajišťují přesnost obrábění různých otvorů válců, rovin a dalších součástí. Nevýhodou speciálních upínacích přípravků jsou vysoké výrobní náklady a dlouhý konstrukční cyklus a jsou obecně vhodné pro velkosériovou výrobu.
4. Nastavitelné příslušenství
Nastavitelné upínací přípravky jsou kombinací modulárních a speciálních upínacích přípravků. Nejenže disponují flexibilitou modulárních upínacích přípravků, ale také do určité míry zajišťují přesnost obrábění. Nastavitelné upínací přípravky se mohou přizpůsobit obrábění obrobků různých velikostí nebo podobných tvarů úpravou polohy některých prvků nebo výměnou určitých dílů. Například při obrábění série hřídelovitých dílů s různými průměry lze použít nastavitelný upínací přípravek. Úpravou polohy a velikosti upínacího zařízení lze udržet hřídele s různými průměry, což zlepšuje univerzálnost a míru využití upínacího přípravku.
Nastavitelné upínací přípravky jsou kombinací modulárních a speciálních upínacích přípravků. Nejenže disponují flexibilitou modulárních upínacích přípravků, ale také do určité míry zajišťují přesnost obrábění. Nastavitelné upínací přípravky se mohou přizpůsobit obrábění obrobků různých velikostí nebo podobných tvarů úpravou polohy některých prvků nebo výměnou určitých dílů. Například při obrábění série hřídelovitých dílů s různými průměry lze použít nastavitelný upínací přípravek. Úpravou polohy a velikosti upínacího zařízení lze udržet hřídele s různými průměry, což zlepšuje univerzálnost a míru využití upínacího přípravku.
5. Víceúčelová zařízení
Vícestaniční upínače mohou současně držet více obrobků pro obrábění. Tento typ upínače může provádět stejné nebo různé obráběcí operace na více obrobcích v jednom upínacím a obráběcím cyklu, což výrazně zlepšuje efektivitu obrábění. Například při obrábění vrtacích a závitovacích operací malých dílů může vícestaniční upínač současně držet více dílů. V jednom pracovním cyklu se vrtací a závitovací operace každého dílu provádějí postupně, čímž se zkracuje doba prostojů obráběcího stroje a zvyšuje se efektivita výroby.
Vícestaniční upínače mohou současně držet více obrobků pro obrábění. Tento typ upínače může provádět stejné nebo různé obráběcí operace na více obrobcích v jednom upínacím a obráběcím cyklu, což výrazně zlepšuje efektivitu obrábění. Například při obrábění vrtacích a závitovacích operací malých dílů může vícestaniční upínač současně držet více dílů. V jednom pracovním cyklu se vrtací a závitovací operace každého dílu provádějí postupně, čímž se zkracuje doba prostojů obráběcího stroje a zvyšuje se efektivita výroby.
6. Rozpis zápasů ve skupinách
Skupinové upínací přípravky se používají konkrétně k upínání obrobků s podobnými tvary, podobnými velikostmi a stejným nebo podobným umístěním, upínacími a obráběcími metodami. Jsou založeny na principu skupinové technologie, seskupování obrobků s podobnými vlastnostmi do jedné skupiny, navrhování obecné struktury upínacího přípravku a přizpůsobování obrábění různých obrobků ve skupině úpravou nebo výměnou některých prvků. Například při obrábění série polotovarů ozubených kol s různými specifikacemi může skupinový upínací přípravek upravit umístění a upínací prvky podle změn otvoru, vnějšího průměru atd. polotovarů ozubených kol, aby se dosáhlo upínání a obrábění různých polotovarů ozubených kol, což zlepšuje přizpůsobivost a efektivitu výroby upínacího přípravku.
Skupinové upínací přípravky se používají konkrétně k upínání obrobků s podobnými tvary, podobnými velikostmi a stejným nebo podobným umístěním, upínacími a obráběcími metodami. Jsou založeny na principu skupinové technologie, seskupování obrobků s podobnými vlastnostmi do jedné skupiny, navrhování obecné struktury upínacího přípravku a přizpůsobování obrábění různých obrobků ve skupině úpravou nebo výměnou některých prvků. Například při obrábění série polotovarů ozubených kol s různými specifikacemi může skupinový upínací přípravek upravit umístění a upínací prvky podle změn otvoru, vnějšího průměru atd. polotovarů ozubených kol, aby se dosáhlo upínání a obrábění různých polotovarů ozubených kol, což zlepšuje přizpůsobivost a efektivitu výroby upínacího přípravku.
(C) Zásady výběru upínacích přípravků v obráběcích centrech
1. Za účelem zajištění přesnosti obrábění a efektivity výroby by měly být upřednostňovány univerzální přípravky.
Univerzální upínací přípravky by měly být upřednostňovány kvůli jejich široké použitelnosti a nízkým nákladům, pokud lze dosáhnout přesnosti obrábění a efektivity výroby. Například u některých jednoduchých úkolů obrábění jednotlivých kusů nebo malých dávek může použití univerzálních upínacích přípravků, jako jsou svěráky, rychle dokončit upínání a obrábění obrobku bez nutnosti navrhovat a vyrábět složité upínací přípravky.
Univerzální upínací přípravky by měly být upřednostňovány kvůli jejich široké použitelnosti a nízkým nákladům, pokud lze dosáhnout přesnosti obrábění a efektivity výroby. Například u některých jednoduchých úkolů obrábění jednotlivých kusů nebo malých dávek může použití univerzálních upínacích přípravků, jako jsou svěráky, rychle dokončit upínání a obrábění obrobku bez nutnosti navrhovat a vyrábět složité upínací přípravky.
2. Při dávkovém obrábění lze zvážit použití jednoduchých speciálních upínacích přípravků
Při dávkovém obrábění lze pro zlepšení efektivity obrábění a zajištění konzistence přesnosti obrábění zvážit použití jednoduchých speciálních upínacích přípravků. Přestože se jedná o speciální přípravky, jejich konstrukce jsou relativně jednoduché a výrobní náklady nebudou příliš vysoké. Například při dávkovém obrábění dílu specifického tvaru lze navrhnout speciální polohovací desku a upínací zařízení, které rychle a přesně udrží obrobek, čímž se zlepší efektivita výroby a zajistí přesnost obrábění.
Při dávkovém obrábění lze pro zlepšení efektivity obrábění a zajištění konzistence přesnosti obrábění zvážit použití jednoduchých speciálních upínacích přípravků. Přestože se jedná o speciální přípravky, jejich konstrukce jsou relativně jednoduché a výrobní náklady nebudou příliš vysoké. Například při dávkovém obrábění dílu specifického tvaru lze navrhnout speciální polohovací desku a upínací zařízení, které rychle a přesně udrží obrobek, čímž se zlepší efektivita výroby a zajistí přesnost obrábění.
3. Při obrábění ve velkých dávkách lze zvážit použití vícestaničních upínacích přípravků a vysoce účinných pneumatických, hydraulických a dalších speciálních upínacích přípravků.
Ve velkosériové výrobě je klíčovým faktorem efektivita výroby. Vícestanicové upínací přípravky mohou současně zpracovávat více obrobků, což výrazně zlepšuje efektivitu výroby. Pneumatické, hydraulické a další speciální upínací přípravky mohou poskytovat stabilní a relativně velké upínací síly, čímž zajišťují stabilitu obrobku během obráběcího procesu, a upnutí a uvolnění jsou rychlé, což dále zlepšuje efektivitu výroby. Například na velkosériových výrobních linkách automobilových dílů se vícestanicové upínací přípravky a hydraulické upínací přípravky často používají ke zlepšení efektivity výroby a kvality obrábění.
Ve velkosériové výrobě je klíčovým faktorem efektivita výroby. Vícestanicové upínací přípravky mohou současně zpracovávat více obrobků, což výrazně zlepšuje efektivitu výroby. Pneumatické, hydraulické a další speciální upínací přípravky mohou poskytovat stabilní a relativně velké upínací síly, čímž zajišťují stabilitu obrobku během obráběcího procesu, a upnutí a uvolnění jsou rychlé, což dále zlepšuje efektivitu výroby. Například na velkosériových výrobních linkách automobilových dílů se vícestanicové upínací přípravky a hydraulické upínací přípravky často používají ke zlepšení efektivity výroby a kvality obrábění.
4. Při zavádění skupinové technologie by se měly používat skupinové přípravky
Při použití skupinové technologie pro obrábění obrobků podobných tvarů a velikostí mohou skupinové upínače plně využít svých výhod, snížit počet typů upínačů a pracovní zátěž při návrhu a výrobě. Přiměřeným nastavením skupinových upínačů se mohou přizpůsobit požadavkům na obrábění různých obrobků, což zvyšuje flexibilitu a efektivitu výroby. Například ve strojírenských podnicích při obrábění stejných typů, ale hřídelových součástí s různými specifikacemi může použití skupinových upínačů snížit výrobní náklady a zlepšit pohodlí řízení výroby.
Při použití skupinové technologie pro obrábění obrobků podobných tvarů a velikostí mohou skupinové upínače plně využít svých výhod, snížit počet typů upínačů a pracovní zátěž při návrhu a výrobě. Přiměřeným nastavením skupinových upínačů se mohou přizpůsobit požadavkům na obrábění různých obrobků, což zvyšuje flexibilitu a efektivitu výroby. Například ve strojírenských podnicích při obrábění stejných typů, ale hřídelových součástí s různými specifikacemi může použití skupinových upínačů snížit výrobní náklady a zlepšit pohodlí řízení výroby.
(D) Optimální upínací poloha obrobku na pracovním stole obráběcího stroje
Upínací poloha obrobku by měla zajistit, aby byl v rozsahu obráběcího pojezdu každé osy obráběcího stroje, aby se zabránilo situaci, kdy řezný nástroj nemůže dosáhnout obráběné oblasti nebo koliduje s komponenty obráběcího stroje v důsledku nesprávné upínací polohy. Zároveň by měla být délka řezného nástroje co nejkratší, aby se zlepšila jeho tuhost při obrábění. Například při obrábění velkého plochého dílu, pokud je obrobek upnut na okraji pracovního stolu obráběcího stroje, může se řezný nástroj při obrábění některých dílů příliš vysunout, což snižuje tuhost řezného nástroje, snadno způsobuje vibrace a deformace a ovlivňuje přesnost obrábění a kvalitu povrchu. Proto by měla být upínací poloha přiměřeně zvolena v závislosti na tvaru, velikosti a požadavcích obráběcího procesu obrobku tak, aby řezný nástroj byl během obrábění v nejlepším pracovním stavu, což zlepšuje kvalitu a efektivitu obrábění.
Upínací poloha obrobku by měla zajistit, aby byl v rozsahu obráběcího pojezdu každé osy obráběcího stroje, aby se zabránilo situaci, kdy řezný nástroj nemůže dosáhnout obráběné oblasti nebo koliduje s komponenty obráběcího stroje v důsledku nesprávné upínací polohy. Zároveň by měla být délka řezného nástroje co nejkratší, aby se zlepšila jeho tuhost při obrábění. Například při obrábění velkého plochého dílu, pokud je obrobek upnut na okraji pracovního stolu obráběcího stroje, může se řezný nástroj při obrábění některých dílů příliš vysunout, což snižuje tuhost řezného nástroje, snadno způsobuje vibrace a deformace a ovlivňuje přesnost obrábění a kvalitu povrchu. Proto by měla být upínací poloha přiměřeně zvolena v závislosti na tvaru, velikosti a požadavcích obráběcího procesu obrobku tak, aby řezný nástroj byl během obrábění v nejlepším pracovním stavu, což zlepšuje kvalitu a efektivitu obrábění.
IV. Závěr
Rozumný výběr vztažného bodu obrábění a správné určení upínacích přípravků v obráběcích centrech jsou klíčovými články pro zajištění přesnosti obrábění a zlepšení efektivity výroby. V samotném procesu obrábění je nutné důkladně porozumět a dodržovat požadavky a principy vztažného bodu obrábění, vybrat vhodné typy upínacích přípravků podle charakteristik a požadavků na obrábění obrobku a určit optimální schéma upínacích přípravků podle principů výběru upínacích přípravků. Současně je třeba věnovat pozornost optimalizaci polohy upínacích přípravků obrobku na pracovním stole obráběcího stroje, aby se plně využily výhody vysoké přesnosti a efektivity obráběcího centra, dosáhlo se vysoce kvalitní, nízkonákladové a vysoce flexibilní výroby v mechanickém obrábění, splnily se stále rozmanitější požadavky moderního výrobního průmyslu a podpořil se neustálý rozvoj a pokrok v technologii mechanického obrábění.
Rozumný výběr vztažného bodu obrábění a správné určení upínacích přípravků v obráběcích centrech jsou klíčovými články pro zajištění přesnosti obrábění a zlepšení efektivity výroby. V samotném procesu obrábění je nutné důkladně porozumět a dodržovat požadavky a principy vztažného bodu obrábění, vybrat vhodné typy upínacích přípravků podle charakteristik a požadavků na obrábění obrobku a určit optimální schéma upínacích přípravků podle principů výběru upínacích přípravků. Současně je třeba věnovat pozornost optimalizaci polohy upínacích přípravků obrobku na pracovním stole obráběcího stroje, aby se plně využily výhody vysoké přesnosti a efektivity obráběcího centra, dosáhlo se vysoce kvalitní, nízkonákladové a vysoce flexibilní výroby v mechanickém obrábění, splnily se stále rozmanitější požadavky moderního výrobního průmyslu a podpořil se neustálý rozvoj a pokrok v technologii mechanického obrábění.
Prostřednictvím komplexního výzkumu a optimalizovaného využití vztažných bodů obrábění a upínacích přípravků v obráběcích centrech lze efektivně zlepšit konkurenceschopnost strojírenských výrobních podniků. Za předpokladu zajištění kvality výrobků lze zlepšit efektivitu výroby, snížit výrobní náklady a vytvořit pro podniky větší ekonomické a sociální výhody. V budoucí oblasti mechanického obrábění se s neustálým objevováním nových technologií a materiálů budou vztažné body obrábění a upínací přípravky v obráběcích centrech také nadále inovovat a vyvíjet, aby se přizpůsobily složitějším a vysoce přesným požadavkům na obrábění.