Išsami apdirbimo vietos atskaitos taškų ir tvirtinimo įtaisų analizė ir optimizavimas apdirbimo centruose
Santrauka: Šiame straipsnyje išsamiai aprašomi apdirbimo vietos atskaitos taško reikalavimai ir principai apdirbimo centruose, taip pat pateikiamos atitinkamos žinios apie tvirtinimo įtaisus, įskaitant pagrindinius reikalavimus, dažniausiai pasitaikančius tvirtinimo įtaisų tipus ir parinkimo principus. Jame nuodugniai nagrinėjama šių veiksnių svarba ir tarpusavio ryšiai apdirbimo centrų apdirbimo procese, siekiant pateikti išsamius ir nuodugnius teorinius pagrindus bei praktines gaires mechaninio apdirbimo srities specialistams ir atitinkamiems praktikams, siekiant optimizuoti ir pagerinti apdirbimo tikslumą, efektyvumą ir kokybę.
I. Įvadas
Apdirbimo centrai, kaip didelio tikslumo ir didelio efektyvumo automatizuoto apdirbimo įranga, užima itin svarbią vietą šiuolaikinėje mechaninės gamybos pramonėje. Apdirbimo procesas apima daugybę sudėtingų grandžių, o apdirbimo vietos atskaitos taško parinkimas ir tvirtinimo įtaisų nustatymas yra vieni iš pagrindinių elementų. Tinkamas vietos atskaitos taškas gali užtikrinti tikslią ruošinio padėtį apdirbimo proceso metu, suteikdamas tikslų atspirties tašką vėlesnėms pjovimo operacijoms; tinkamas tvirtinimo įtaisas gali stabiliai laikyti ruošinį, užtikrindamas sklandų apdirbimo proceso eigą ir tam tikru mastu paveikdamas apdirbimo tikslumą ir gamybos efektyvumą. Todėl išsamūs apdirbimo vietos atskaitos taško ir tvirtinimo įtaisų apdirbimo centruose tyrimai turi didelę teorinę ir praktinę reikšmę.
Apdirbimo centrai, kaip didelio tikslumo ir didelio efektyvumo automatizuoto apdirbimo įranga, užima itin svarbią vietą šiuolaikinėje mechaninės gamybos pramonėje. Apdirbimo procesas apima daugybę sudėtingų grandžių, o apdirbimo vietos atskaitos taško parinkimas ir tvirtinimo įtaisų nustatymas yra vieni iš pagrindinių elementų. Tinkamas vietos atskaitos taškas gali užtikrinti tikslią ruošinio padėtį apdirbimo proceso metu, suteikdamas tikslų atspirties tašką vėlesnėms pjovimo operacijoms; tinkamas tvirtinimo įtaisas gali stabiliai laikyti ruošinį, užtikrindamas sklandų apdirbimo proceso eigą ir tam tikru mastu paveikdamas apdirbimo tikslumą ir gamybos efektyvumą. Todėl išsamūs apdirbimo vietos atskaitos taško ir tvirtinimo įtaisų apdirbimo centruose tyrimai turi didelę teorinę ir praktinę reikšmę.
II. Atskaitos taško parinkimo apdirbimo centruose reikalavimai ir principai
(A) Trys pagrindiniai reikalavimai renkantis atskaitos tašką
1. Tiksli vieta ir patogus, patikimas įrengimas
Tikslus padėties nustatymas yra pagrindinė sąlyga užtikrinant apdirbimo tikslumą. Atskaitos paviršius turi būti pakankamai tikslus ir stabilus, kad būtų galima tiksliai nustatyti ruošinio padėtį apdirbimo centro koordinačių sistemoje. Pavyzdžiui, frezuojant plokštumą, jei atskaitos paviršiuje yra didelė plokštumos paklaida, tai sukels nuokrypį tarp apdirbtos plokštumos ir projektavimo reikalavimų.
Patogus ir patikimas tvirtinimas yra susijęs su apdirbimo efektyvumu ir saugumu. Tvirtinimo ir ruošinio tvirtinimo būdas turėtų būti paprastas ir lengvai naudojamas, kad ruošinį būtų galima greitai sumontuoti ant apdirbimo centro darbastalio ir kad apdirbimo proceso metu ruošinys nepasislinktų ir neatsilaisvintų. Pavyzdžiui, pritaikius tinkamą prispaudimo jėgą ir parinkus tinkamus prispaudimo taškus, galima išvengti ruošinio deformacijos dėl per didelės prispaudimo jėgos, taip pat ruošinio judėjimo apdirbimo metu dėl nepakankamos prispaudimo jėgos.
Tikslus padėties nustatymas yra pagrindinė sąlyga užtikrinant apdirbimo tikslumą. Atskaitos paviršius turi būti pakankamai tikslus ir stabilus, kad būtų galima tiksliai nustatyti ruošinio padėtį apdirbimo centro koordinačių sistemoje. Pavyzdžiui, frezuojant plokštumą, jei atskaitos paviršiuje yra didelė plokštumos paklaida, tai sukels nuokrypį tarp apdirbtos plokštumos ir projektavimo reikalavimų.
Patogus ir patikimas tvirtinimas yra susijęs su apdirbimo efektyvumu ir saugumu. Tvirtinimo ir ruošinio tvirtinimo būdas turėtų būti paprastas ir lengvai naudojamas, kad ruošinį būtų galima greitai sumontuoti ant apdirbimo centro darbastalio ir kad apdirbimo proceso metu ruošinys nepasislinktų ir neatsilaisvintų. Pavyzdžiui, pritaikius tinkamą prispaudimo jėgą ir parinkus tinkamus prispaudimo taškus, galima išvengti ruošinio deformacijos dėl per didelės prispaudimo jėgos, taip pat ruošinio judėjimo apdirbimo metu dėl nepakankamos prispaudimo jėgos.
2. Paprastas matmenų skaičiavimas
Skaičiuojant įvairių apdirbamų detalių matmenis pagal tam tikrą atskaitos tašką, skaičiavimo procesas turėtų būti kuo paprastesnis. Tai gali sumažinti skaičiavimo klaidas programavimo ir apdirbimo metu, taip pagerinant apdirbimo efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant detalę su keliomis skylių sistemomis, jei pasirinktas atskaitos taškas gali supaprastinti kiekvienos skylės koordinačių matmenų skaičiavimą, tai gali sumažinti sudėtingus skaičiavimus skaitmeninio valdymo programavime ir klaidų tikimybę.
Skaičiuojant įvairių apdirbamų detalių matmenis pagal tam tikrą atskaitos tašką, skaičiavimo procesas turėtų būti kuo paprastesnis. Tai gali sumažinti skaičiavimo klaidas programavimo ir apdirbimo metu, taip pagerinant apdirbimo efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant detalę su keliomis skylių sistemomis, jei pasirinktas atskaitos taškas gali supaprastinti kiekvienos skylės koordinačių matmenų skaičiavimą, tai gali sumažinti sudėtingus skaičiavimus skaitmeninio valdymo programavime ir klaidų tikimybę.
3. Apdirbimo tikslumo užtikrinimas
Apdirbimo tikslumas yra svarbus rodiklis matuojant apdirbimo kokybę, įskaitant matmenų tikslumą, formos tikslumą ir padėties tikslumą. Atskaitos taško parinkimas turėtų leisti efektyviai kontroliuoti apdirbimo klaidas, kad apdirbtas ruošinys atitiktų projekto brėžinio reikalavimus. Pavyzdžiui, tekinant veleno formos detales, pasirinkus veleno centrinę liniją kaip vietos atskaitos tašką, galima geriau užtikrinti veleno cilindriškumą ir skirtingų veleno sekcijų koaksialumą.
Apdirbimo tikslumas yra svarbus rodiklis matuojant apdirbimo kokybę, įskaitant matmenų tikslumą, formos tikslumą ir padėties tikslumą. Atskaitos taško parinkimas turėtų leisti efektyviai kontroliuoti apdirbimo klaidas, kad apdirbtas ruošinys atitiktų projekto brėžinio reikalavimus. Pavyzdžiui, tekinant veleno formos detales, pasirinkus veleno centrinę liniją kaip vietos atskaitos tašką, galima geriau užtikrinti veleno cilindriškumą ir skirtingų veleno sekcijų koaksialumą.
(B) Šeši vietos duomenų pasirinkimo principai
1. Pabandykite pasirinkti projektavimo atskaitos tašką kaip vietos atskaitos tašką
Projektavimo atskaitos taškas yra atspirties taškas nustatant kitus matmenis ir formas projektuojant detalę. Projektavimo atskaitos taško pasirinkimas kaip vietos atskaitos taško gali tiesiogiai užtikrinti projektavimo matmenų tikslumo reikalavimus ir sumažinti atskaitos taško nesutapimo paklaidą. Pavyzdžiui, apdirbant dėžės formos detalę, jei projektavimo atskaitos taškas yra dėžės apatinis paviršius ir du šoniniai paviršiai, tai naudojant šiuos paviršius kaip vietos atskaitos tašką apdirbimo proceso metu galima patogiai užtikrinti, kad dėžėje esančių skylių sistemų padėties tikslumas atitiktų projektavimo reikalavimus.
Projektavimo atskaitos taškas yra atspirties taškas nustatant kitus matmenis ir formas projektuojant detalę. Projektavimo atskaitos taško pasirinkimas kaip vietos atskaitos taško gali tiesiogiai užtikrinti projektavimo matmenų tikslumo reikalavimus ir sumažinti atskaitos taško nesutapimo paklaidą. Pavyzdžiui, apdirbant dėžės formos detalę, jei projektavimo atskaitos taškas yra dėžės apatinis paviršius ir du šoniniai paviršiai, tai naudojant šiuos paviršius kaip vietos atskaitos tašką apdirbimo proceso metu galima patogiai užtikrinti, kad dėžėje esančių skylių sistemų padėties tikslumas atitiktų projektavimo reikalavimus.
2. Kai vietos atskaitos taško ir projektavimo atskaitos taško negalima suvienodinti, vietos paklaida turėtų būti griežtai kontroliuojama, kad būtų užtikrintas apdirbimo tikslumas.
Kai dėl ruošinio struktūros ar apdirbimo proceso ir pan. neįmanoma projektinio atskaitos taško pritaikyti kaip vietos atskaitos taško, būtina tiksliai išanalizuoti ir kontroliuoti vietos paklaidą. Padėties paklaida apima atskaitos taško nesutapimo paklaidą ir atskaitos taško poslinkio paklaidą. Pavyzdžiui, apdirbant sudėtingos formos detalę, gali tekti pirmiausia apdirbti pagalbinį atskaitos taško paviršių. Šiuo atveju būtina kontroliuoti vietos paklaidą leistinose ribose, naudojant pagrįstą tvirtinimo įtaiso konstrukciją ir vietos nustatymo metodus, kad būtų užtikrintas apdirbimo tikslumas. Padėties paklaidai sumažinti galima naudoti tokius metodus kaip vietos elementų tikslumo gerinimas ir vietos išdėstymo optimizavimas.
Kai dėl ruošinio struktūros ar apdirbimo proceso ir pan. neįmanoma projektinio atskaitos taško pritaikyti kaip vietos atskaitos taško, būtina tiksliai išanalizuoti ir kontroliuoti vietos paklaidą. Padėties paklaida apima atskaitos taško nesutapimo paklaidą ir atskaitos taško poslinkio paklaidą. Pavyzdžiui, apdirbant sudėtingos formos detalę, gali tekti pirmiausia apdirbti pagalbinį atskaitos taško paviršių. Šiuo atveju būtina kontroliuoti vietos paklaidą leistinose ribose, naudojant pagrįstą tvirtinimo įtaiso konstrukciją ir vietos nustatymo metodus, kad būtų užtikrintas apdirbimo tikslumas. Padėties paklaidai sumažinti galima naudoti tokius metodus kaip vietos elementų tikslumo gerinimas ir vietos išdėstymo optimizavimas.
3. Kai ruošinį reikia pritvirtinti ir apdirbti daugiau nei du kartus, pasirinktas atskaitos taškas turėtų galėti atlikti visų pagrindinių tikslumo dalių apdirbimą viename tvirtinime ir vietoje.
Jei ruošinius reikia tvirtinti kelis kartus, jei kiekvieno tvirtinimo elemento atskaitos taškas yra nenuoseklus, atsiras kaupiamosios paklaidos, turinčios įtakos bendram ruošinio tikslumui. Todėl reikia pasirinkti tinkamą atskaitos tašką, kad būtų galima kuo labiau apdirbti visas pagrindines tikslumo dalis vienu tvirtinimu. Pavyzdžiui, apdirbant detalę su keliais šoniniais paviršiais ir skylių sistemomis, pagrindinė plokštuma ir dvi skylės gali būti naudojamos kaip vieno tvirtinimo elemento atskaitos taškas, kad būtų galima apdirbti daugumą pagrindinių skylių ir plokštumų, o tada galima apdirbti kitas antrines dalis, o tai gali sumažinti tikslumo nuostolius, kuriuos sukelia keli tvirtinimo elementai.
Jei ruošinius reikia tvirtinti kelis kartus, jei kiekvieno tvirtinimo elemento atskaitos taškas yra nenuoseklus, atsiras kaupiamosios paklaidos, turinčios įtakos bendram ruošinio tikslumui. Todėl reikia pasirinkti tinkamą atskaitos tašką, kad būtų galima kuo labiau apdirbti visas pagrindines tikslumo dalis vienu tvirtinimu. Pavyzdžiui, apdirbant detalę su keliais šoniniais paviršiais ir skylių sistemomis, pagrindinė plokštuma ir dvi skylės gali būti naudojamos kaip vieno tvirtinimo elemento atskaitos taškas, kad būtų galima apdirbti daugumą pagrindinių skylių ir plokštumų, o tada galima apdirbti kitas antrines dalis, o tai gali sumažinti tikslumo nuostolius, kuriuos sukelia keli tvirtinimo elementai.
4. Pasirinktas atskaitos taškas turėtų užtikrinti kuo daugiau apdirbimo turinio užbaigimą
Tai gali sumažinti tvirtinimo įtaisų skaičių ir pagerinti apdirbimo efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant besisukantį korpuso elementą, pasirinkus jo išorinį cilindrinį paviršių kaip vietos atskaitos tašką, galima atlikti įvairias apdirbimo operacijas, tokias kaip išorinio apskritimo tekinimas, sriegių apdirbimas ir griovelių frezavimas vienu tvirtinimo įtaisu, išvengiant laiko švaistymo ir tikslumo sumažėjimo, kurį sukelia keli tvirtinimo įtaisai.
Tai gali sumažinti tvirtinimo įtaisų skaičių ir pagerinti apdirbimo efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant besisukantį korpuso elementą, pasirinkus jo išorinį cilindrinį paviršių kaip vietos atskaitos tašką, galima atlikti įvairias apdirbimo operacijas, tokias kaip išorinio apskritimo tekinimas, sriegių apdirbimas ir griovelių frezavimas vienu tvirtinimo įtaisu, išvengiant laiko švaistymo ir tikslumo sumažėjimo, kurį sukelia keli tvirtinimo įtaisai.
5. Apdirbant partijomis, detalės padėties atskaitos taškas turėtų kuo labiau atitikti įrankio nustatymo atskaitos tašką, skirtą ruošinio koordinačių sistemai nustatyti.
Masinėje gamyboje ruošinio koordinačių sistemos nustatymas yra labai svarbus siekiant užtikrinti apdirbimo nuoseklumą. Jei padėties atskaitos taškas atitinka įrankio nustatymo atskaitos tašką, galima supaprastinti programavimą ir įrankio nustatymo operacijas, taip pat sumažinti atskaitos taškų konvertavimo sukeltas klaidas. Pavyzdžiui, apdirbant identiškų plokščių pavidalo detalių partiją, apatinis kairysis detalės kampas gali būti fiksuotoje staklės stalo vietoje, ir šis taškas gali būti naudojamas kaip įrankio nustatymo atskaitos taškas ruošinio koordinačių sistemai nustatyti. Tokiu būdu, apdirbant kiekvieną detalę, reikia laikytis tik tos pačios programos ir įrankio nustatymo parametrų, o tai pagerina gamybos efektyvumą ir apdirbimo tikslumo stabilumą.
Masinėje gamyboje ruošinio koordinačių sistemos nustatymas yra labai svarbus siekiant užtikrinti apdirbimo nuoseklumą. Jei padėties atskaitos taškas atitinka įrankio nustatymo atskaitos tašką, galima supaprastinti programavimą ir įrankio nustatymo operacijas, taip pat sumažinti atskaitos taškų konvertavimo sukeltas klaidas. Pavyzdžiui, apdirbant identiškų plokščių pavidalo detalių partiją, apatinis kairysis detalės kampas gali būti fiksuotoje staklės stalo vietoje, ir šis taškas gali būti naudojamas kaip įrankio nustatymo atskaitos taškas ruošinio koordinačių sistemai nustatyti. Tokiu būdu, apdirbant kiekvieną detalę, reikia laikytis tik tos pačios programos ir įrankio nustatymo parametrų, o tai pagerina gamybos efektyvumą ir apdirbimo tikslumo stabilumą.
6. Kai reikalingi keli tvirtinimo elementai, atskaitos taškas turėtų būti nuoseklus prieš ir po
Nesvarbu, ar tai grubus, ar baigiamasis apdirbimas, naudojant nuoseklų atskaitos tašką atliekant kelis tvirtinimus, galima užtikrinti padėties tikslumo santykį tarp skirtingų apdirbimo etapų. Pavyzdžiui, apdirbant didelę liejimo formos detalę, nuo grubaus apdirbimo iki baigiamojo apdirbimo, visada naudojant liejimo formos atskyrimo paviršių ir skylių išdėstymą kaip atskaitos tašką, galima suvienodinti skirtingų apdirbimo operacijų skirtumus, išvengiant netolygių apdirbimo skirtumų, atsirandančių dėl atskaitos taškų pokyčių, įtakos liejimo formos tikslumui ir paviršiaus kokybei.
Nesvarbu, ar tai grubus, ar baigiamasis apdirbimas, naudojant nuoseklų atskaitos tašką atliekant kelis tvirtinimus, galima užtikrinti padėties tikslumo santykį tarp skirtingų apdirbimo etapų. Pavyzdžiui, apdirbant didelę liejimo formos detalę, nuo grubaus apdirbimo iki baigiamojo apdirbimo, visada naudojant liejimo formos atskyrimo paviršių ir skylių išdėstymą kaip atskaitos tašką, galima suvienodinti skirtingų apdirbimo operacijų skirtumus, išvengiant netolygių apdirbimo skirtumų, atsirandančių dėl atskaitos taškų pokyčių, įtakos liejimo formos tikslumui ir paviršiaus kokybei.
III. Apdirbimo centrų tvirtinimo įtaisų nustatymas
(A) Pagrindiniai reikalavimai įrangai
1. Prispaudimo mechanizmas neturėtų paveikti padavimo, o apdirbimo sritis turėtų būti atvira
Projektuojant tvirtinimo įtaiso prispaudimo mechanizmą, reikėtų vengti trukdyti pjovimo įrankio padavimo keliui. Pavyzdžiui, frezuojant vertikaliu apdirbimo centru, tvirtinimo įtaiso prispaudimo varžtai, prispaudimo plokštės ir kt. neturėtų blokuoti frezos judėjimo kelio. Tuo pačiu metu apdirbimo zona turėtų būti kuo atviresnė, kad pjovimo įrankis galėtų sklandžiai priartėti prie ruošinio pjovimo operacijų metu. Kai kuriems ruošiniams su sudėtingomis vidinėmis konstrukcijomis, pavyzdžiui, detalėms su giliomis ertmėmis arba mažomis skylėmis, tvirtinimo įtaiso konstrukcija turėtų užtikrinti, kad pjovimo įrankis galėtų pasiekti apdirbimo zoną, išvengiant situacijos, kai apdirbimas negali būti atliktas dėl tvirtinimo įtaiso blokavimo.
Projektuojant tvirtinimo įtaiso prispaudimo mechanizmą, reikėtų vengti trukdyti pjovimo įrankio padavimo keliui. Pavyzdžiui, frezuojant vertikaliu apdirbimo centru, tvirtinimo įtaiso prispaudimo varžtai, prispaudimo plokštės ir kt. neturėtų blokuoti frezos judėjimo kelio. Tuo pačiu metu apdirbimo zona turėtų būti kuo atviresnė, kad pjovimo įrankis galėtų sklandžiai priartėti prie ruošinio pjovimo operacijų metu. Kai kuriems ruošiniams su sudėtingomis vidinėmis konstrukcijomis, pavyzdžiui, detalėms su giliomis ertmėmis arba mažomis skylėmis, tvirtinimo įtaiso konstrukcija turėtų užtikrinti, kad pjovimo įrankis galėtų pasiekti apdirbimo zoną, išvengiant situacijos, kai apdirbimas negali būti atliktas dėl tvirtinimo įtaiso blokavimo.
2. Įrenginys turėtų būti tiksliai sumontuotas ant staklių
Įtvirtinimas turi tiksliai pozicionuoti ir sumontuoti ant apdirbimo centro darbastalio, kad būtų užtikrinta teisinga ruošinio padėtis staklės koordinačių ašių atžvilgiu. Paprastai padėties nustatymo raktai, padėties kaiščiai ir kiti padėties nustatymo elementai naudojami tam, kad būtų galima suderinti su staklės darbastalio T formos grioveliais arba padėties nustatymo angomis, siekiant tiksliai sumontuoti įtaisą. Pavyzdžiui, apdirbant dėžės formos detales horizontaliuoju apdirbimo centru, įtaiso apačioje esantis padėties nustatymo raktas naudojamas tam, kad būtų galima suderinti su staklės darbastalio T formos grioveliais, siekiant nustatyti įtaiso padėtį X ašies kryptimi, o tada kiti padėties nustatymo elementai naudojami padėtims Y ir Z ašių kryptimis nustatyti, taip užtikrinant teisingą ruošinio montavimą ant staklės.
Įtvirtinimas turi tiksliai pozicionuoti ir sumontuoti ant apdirbimo centro darbastalio, kad būtų užtikrinta teisinga ruošinio padėtis staklės koordinačių ašių atžvilgiu. Paprastai padėties nustatymo raktai, padėties kaiščiai ir kiti padėties nustatymo elementai naudojami tam, kad būtų galima suderinti su staklės darbastalio T formos grioveliais arba padėties nustatymo angomis, siekiant tiksliai sumontuoti įtaisą. Pavyzdžiui, apdirbant dėžės formos detales horizontaliuoju apdirbimo centru, įtaiso apačioje esantis padėties nustatymo raktas naudojamas tam, kad būtų galima suderinti su staklės darbastalio T formos grioveliais, siekiant nustatyti įtaiso padėtį X ašies kryptimi, o tada kiti padėties nustatymo elementai naudojami padėtims Y ir Z ašių kryptimis nustatyti, taip užtikrinant teisingą ruošinio montavimą ant staklės.
3. Įrenginio standumas ir stabilumas turėtų būti geri
Apdirbimo proceso metu tvirtinimo įtaisas turi atlaikyti pjovimo jėgų, prispaudimo jėgų ir kitų jėgų poveikį. Jei tvirtinimo įtaiso standumas nepakankamas, jis deformuosis veikiant šioms jėgoms, todėl sumažės ruošinio apdirbimo tikslumas. Pavyzdžiui, atliekant didelio greičio frezavimo operacijas, pjovimo jėga yra gana didelė. Jei tvirtinimo įtaiso standumas nepakankamas, ruošinys apdirbimo proceso metu vibruos, o tai turės įtakos paviršiaus kokybei ir matmenų tikslumui. Todėl tvirtinimo įtaisas turėtų būti pagamintas iš pakankamai tvirtų ir standžių medžiagų, o jo konstrukcija turėtų būti pagrįstai suprojektuota, pavyzdžiui, pridedant standumo briaunų ir naudojant storasienes konstrukcijas, siekiant pagerinti jo standumą ir stabilumą.
Apdirbimo proceso metu tvirtinimo įtaisas turi atlaikyti pjovimo jėgų, prispaudimo jėgų ir kitų jėgų poveikį. Jei tvirtinimo įtaiso standumas nepakankamas, jis deformuosis veikiant šioms jėgoms, todėl sumažės ruošinio apdirbimo tikslumas. Pavyzdžiui, atliekant didelio greičio frezavimo operacijas, pjovimo jėga yra gana didelė. Jei tvirtinimo įtaiso standumas nepakankamas, ruošinys apdirbimo proceso metu vibruos, o tai turės įtakos paviršiaus kokybei ir matmenų tikslumui. Todėl tvirtinimo įtaisas turėtų būti pagamintas iš pakankamai tvirtų ir standžių medžiagų, o jo konstrukcija turėtų būti pagrįstai suprojektuota, pavyzdžiui, pridedant standumo briaunų ir naudojant storasienes konstrukcijas, siekiant pagerinti jo standumą ir stabilumą.
(B) Įprasti šviestuvų tipai
1. Bendrosios rungtynių schemos
Bendrieji tvirtinimo elementai, tokie kaip spaustuvai, dalijimo galvutės ir griebtuvai, yra plačiai pritaikomi. Spaustuvai gali būti naudojami įvairioms mažoms, taisyklingos formos detalėms, tokioms kaip stačiakampiai gretasieniai ir cilindrai, laikyti ir dažnai naudojami frezavimo, gręžimo ir kitose apdirbimo operacijose. Dalijimo galvutės gali būti naudojamos ruošinių indeksavimo apdirbimui atlikti. Pavyzdžiui, apdirbant detales su vienodo apskritimo savybėmis, dalijimo galvutė gali tiksliai valdyti ruošinio sukimosi kampą, kad būtų pasiektas daugiapakopis apdirbimas. Griebtuvai daugiausia naudojami besisukančių korpuso dalių laikymui. Pavyzdžiui, tekinimo operacijose trijų žandų griebtuvai gali greitai įtvirtinti veleno formos detales ir automatiškai centruoti, o tai patogu apdirbant.
Bendrieji tvirtinimo elementai, tokie kaip spaustuvai, dalijimo galvutės ir griebtuvai, yra plačiai pritaikomi. Spaustuvai gali būti naudojami įvairioms mažoms, taisyklingos formos detalėms, tokioms kaip stačiakampiai gretasieniai ir cilindrai, laikyti ir dažnai naudojami frezavimo, gręžimo ir kitose apdirbimo operacijose. Dalijimo galvutės gali būti naudojamos ruošinių indeksavimo apdirbimui atlikti. Pavyzdžiui, apdirbant detales su vienodo apskritimo savybėmis, dalijimo galvutė gali tiksliai valdyti ruošinio sukimosi kampą, kad būtų pasiektas daugiapakopis apdirbimas. Griebtuvai daugiausia naudojami besisukančių korpuso dalių laikymui. Pavyzdžiui, tekinimo operacijose trijų žandų griebtuvai gali greitai įtvirtinti veleno formos detales ir automatiškai centruoti, o tai patogu apdirbant.
2. Moduliniai šviestuvai
Moduliniai įtaisai sudaryti iš standartizuotų ir standartizuotų bendrųjų elementų rinkinio. Šiuos elementus galima lanksčiai derinti pagal skirtingas ruošinio formas ir apdirbimo reikalavimus, kad būtų galima greitai sukurti įtaisą, tinkamą konkrečiai apdirbimo užduočiai. Pavyzdžiui, apdirbant netaisyklingos formos detalę, iš modulinių įtaisų elementų bibliotekos galima pasirinkti tinkamas pagrindo plokštes, atraminius elementus, padėties elementus, tvirtinimo elementus ir kt. ir surinkti į įtaisą pagal tam tikrą išdėstymą. Modulinių įtaisų privalumai yra didelis lankstumas ir daugkartinio naudojimo galimybė, o tai gali sumažinti įtaisų gamybos sąnaudas ir gamybos ciklą, be to, jie ypač tinka naujų gaminių bandymams ir mažų partijų gamybai.
Moduliniai įtaisai sudaryti iš standartizuotų ir standartizuotų bendrųjų elementų rinkinio. Šiuos elementus galima lanksčiai derinti pagal skirtingas ruošinio formas ir apdirbimo reikalavimus, kad būtų galima greitai sukurti įtaisą, tinkamą konkrečiai apdirbimo užduočiai. Pavyzdžiui, apdirbant netaisyklingos formos detalę, iš modulinių įtaisų elementų bibliotekos galima pasirinkti tinkamas pagrindo plokštes, atraminius elementus, padėties elementus, tvirtinimo elementus ir kt. ir surinkti į įtaisą pagal tam tikrą išdėstymą. Modulinių įtaisų privalumai yra didelis lankstumas ir daugkartinio naudojimo galimybė, o tai gali sumažinti įtaisų gamybos sąnaudas ir gamybos ciklą, be to, jie ypač tinka naujų gaminių bandymams ir mažų partijų gamybai.
3. Specialūs įrenginiai
Specialūs tvirtinimai yra specialiai suprojektuoti ir pagaminti vienai ar kelioms panašioms apdirbimo užduotims. Juos galima pritaikyti pagal konkrečią ruošinio formą, dydį ir apdirbimo proceso reikalavimus, siekiant maksimaliai užtikrinti apdirbimo tikslumą ir efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant automobilių variklių blokus, dėl sudėtingos blokų konstrukcijos ir didelių tikslumo reikalavimų, specialūs tvirtinimai paprastai projektuojami siekiant užtikrinti įvairių cilindrų skylių, plokštumų ir kitų detalių apdirbimo tikslumą. Specialių tvirtinimų trūkumai yra didelės gamybos sąnaudos ir ilgas projektavimo ciklas, jie paprastai tinka didelėms partijoms gaminti.
Specialūs tvirtinimai yra specialiai suprojektuoti ir pagaminti vienai ar kelioms panašioms apdirbimo užduotims. Juos galima pritaikyti pagal konkrečią ruošinio formą, dydį ir apdirbimo proceso reikalavimus, siekiant maksimaliai užtikrinti apdirbimo tikslumą ir efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant automobilių variklių blokus, dėl sudėtingos blokų konstrukcijos ir didelių tikslumo reikalavimų, specialūs tvirtinimai paprastai projektuojami siekiant užtikrinti įvairių cilindrų skylių, plokštumų ir kitų detalių apdirbimo tikslumą. Specialių tvirtinimų trūkumai yra didelės gamybos sąnaudos ir ilgas projektavimo ciklas, jie paprastai tinka didelėms partijoms gaminti.
4. Reguliuojami šviestuvai
Reguliuojami tvirtinimo įtaisai yra modulinių ir specialiųjų tvirtinimo įtaisų derinys. Jie ne tik pasižymi modulinių tvirtinimo įtaisų lankstumu, bet ir gali užtikrinti tam tikrą apdirbimo tikslumą. Reguliuojami tvirtinimo įtaisai gali prisitaikyti prie skirtingo dydžio arba panašios formos ruošinių apdirbimo, reguliuodami kai kurių elementų padėtį arba pakeisdami tam tikras dalis. Pavyzdžiui, apdirbant seriją skirtingo skersmens veleno formos dalių, galima naudoti reguliuojamą tvirtinimo įtaisą. Reguliuojant tvirtinimo įtaiso padėtį ir dydį, galima laikyti skirtingo skersmens velenus, taip pagerinant tvirtinimo įtaiso universalumą ir panaudojimo greitį.
Reguliuojami tvirtinimo įtaisai yra modulinių ir specialiųjų tvirtinimo įtaisų derinys. Jie ne tik pasižymi modulinių tvirtinimo įtaisų lankstumu, bet ir gali užtikrinti tam tikrą apdirbimo tikslumą. Reguliuojami tvirtinimo įtaisai gali prisitaikyti prie skirtingo dydžio arba panašios formos ruošinių apdirbimo, reguliuodami kai kurių elementų padėtį arba pakeisdami tam tikras dalis. Pavyzdžiui, apdirbant seriją skirtingo skersmens veleno formos dalių, galima naudoti reguliuojamą tvirtinimo įtaisą. Reguliuojant tvirtinimo įtaiso padėtį ir dydį, galima laikyti skirtingo skersmens velenus, taip pagerinant tvirtinimo įtaiso universalumą ir panaudojimo greitį.
5. Daugiafunkciniai įrenginiai
Daugiapoziciniai tvirtinimo įtaisai gali vienu metu laikyti kelis apdirbamus ruošinius. Šio tipo tvirtinimo įtaisai gali atlikti tas pačias arba skirtingas apdirbimo operacijas su keliais ruošiniais per vieną tvirtinimo ir apdirbimo ciklą, taip žymiai pagerindami apdirbimo efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant mažų detalių gręžimo ir sriegimo operacijas, daugiapozicinis tvirtinimo įtaisas gali vienu metu laikyti kelias detales. Vieno darbo ciklo metu kiekvienos detalės gręžimo ir sriegimo operacijos atliekamos paeiliui, taip sumažinant staklės prastovos laiką ir pagerinant gamybos efektyvumą.
Daugiapoziciniai tvirtinimo įtaisai gali vienu metu laikyti kelis apdirbamus ruošinius. Šio tipo tvirtinimo įtaisai gali atlikti tas pačias arba skirtingas apdirbimo operacijas su keliais ruošiniais per vieną tvirtinimo ir apdirbimo ciklą, taip žymiai pagerindami apdirbimo efektyvumą. Pavyzdžiui, apdirbant mažų detalių gręžimo ir sriegimo operacijas, daugiapozicinis tvirtinimo įtaisas gali vienu metu laikyti kelias detales. Vieno darbo ciklo metu kiekvienos detalės gręžimo ir sriegimo operacijos atliekamos paeiliui, taip sumažinant staklės prastovos laiką ir pagerinant gamybos efektyvumą.
6. Grupės rungtynių tvarkaraštis
Grupiniai tvirtinimo įtaisai specialiai naudojami panašios formos, panašaus dydžio ir tos pačios arba panašios vietos, tvirtinimo ir apdirbimo ruošiniams laikyti. Jie pagrįsti grupinės technologijos principu, grupuojant panašių charakteristikų ruošinius į vieną grupę, projektuojant bendrą tvirtinimo įtaiso struktūrą ir pritaikant jį skirtingų grupės ruošinių apdirbimui, koreguojant arba keičiant kai kuriuos elementus. Pavyzdžiui, apdirbant skirtingų specifikacijų krumpliaračių ruošinių seriją, grupinis tvirtinimo įtaisas gali koreguoti vietą ir tvirtinimo elementus pagal krumpliaračių ruošinių angos, išorinio skersmens ir kt. pokyčius, kad būtų galima laikyti ir apdirbti skirtingus krumpliaračių ruošinius, pagerinant tvirtinimo įtaiso pritaikomumą ir gamybos efektyvumą.
Grupiniai tvirtinimo įtaisai specialiai naudojami panašios formos, panašaus dydžio ir tos pačios arba panašios vietos, tvirtinimo ir apdirbimo ruošiniams laikyti. Jie pagrįsti grupinės technologijos principu, grupuojant panašių charakteristikų ruošinius į vieną grupę, projektuojant bendrą tvirtinimo įtaiso struktūrą ir pritaikant jį skirtingų grupės ruošinių apdirbimui, koreguojant arba keičiant kai kuriuos elementus. Pavyzdžiui, apdirbant skirtingų specifikacijų krumpliaračių ruošinių seriją, grupinis tvirtinimo įtaisas gali koreguoti vietą ir tvirtinimo elementus pagal krumpliaračių ruošinių angos, išorinio skersmens ir kt. pokyčius, kad būtų galima laikyti ir apdirbti skirtingus krumpliaračių ruošinius, pagerinant tvirtinimo įtaiso pritaikomumą ir gamybos efektyvumą.
(C) Apdirbimo centrų įtaisų parinkimo principai
1. Siekiant užtikrinti apdirbimo tikslumą ir gamybos efektyvumą, pirmenybė turėtų būti teikiama bendriesiems įrenginiams
Kai galima patenkinti apdirbimo tikslumą ir gamybos efektyvumą, dėl plataus pritaikymo ir mažos kainos reikėtų rinktis bendruosius tvirtinimo elementus. Pavyzdžiui, atliekant kai kurias paprastas vienetinių arba mažų partijų apdirbimo užduotis, naudojant bendruosius tvirtinimo elementus, tokius kaip spaustuvai, galima greitai atlikti ruošinio tvirtinimą ir apdirbimą, nereikalaujant projektuoti ir gaminti sudėtingų tvirtinimo elementų.
Kai galima patenkinti apdirbimo tikslumą ir gamybos efektyvumą, dėl plataus pritaikymo ir mažos kainos reikėtų rinktis bendruosius tvirtinimo elementus. Pavyzdžiui, atliekant kai kurias paprastas vienetinių arba mažų partijų apdirbimo užduotis, naudojant bendruosius tvirtinimo elementus, tokius kaip spaustuvai, galima greitai atlikti ruošinio tvirtinimą ir apdirbimą, nereikalaujant projektuoti ir gaminti sudėtingų tvirtinimo elementų.
2. Apdirbant partijomis, galima apsvarstyti paprastus specialius įtaisus
Apdirbant partijomis, siekiant pagerinti apdirbimo efektyvumą ir užtikrinti apdirbimo tikslumo pastovumą, galima apsvarstyti paprastus specialius tvirtinimo įtaisus. Nors šie tvirtinimo įtaisai yra specialūs, jų konstrukcijos yra gana paprastos, o gamybos sąnaudos nebus per didelės. Pavyzdžiui, apdirbant tam tikros formos detalę partijomis, galima suprojektuoti specialią padėties nustatymo plokštę ir prispaudimo įtaisą, kad būtų galima greitai ir tiksliai laikyti ruošinį, taip pagerinant gamybos efektyvumą ir užtikrinant apdirbimo tikslumą.
Apdirbant partijomis, siekiant pagerinti apdirbimo efektyvumą ir užtikrinti apdirbimo tikslumo pastovumą, galima apsvarstyti paprastus specialius tvirtinimo įtaisus. Nors šie tvirtinimo įtaisai yra specialūs, jų konstrukcijos yra gana paprastos, o gamybos sąnaudos nebus per didelės. Pavyzdžiui, apdirbant tam tikros formos detalę partijomis, galima suprojektuoti specialią padėties nustatymo plokštę ir prispaudimo įtaisą, kad būtų galima greitai ir tiksliai laikyti ruošinį, taip pagerinant gamybos efektyvumą ir užtikrinant apdirbimo tikslumą.
3. Apdorojant didelius kiekius, galima apsvarstyti daugiapakopių įrenginių ir didelio efektyvumo pneumatinių, hidraulinių bei kitų specialiųjų įrenginių naudojimą.
Didelėse partijose gamybos efektyvumas yra pagrindinis veiksnys. Daugiapoziciniai įtaisai gali vienu metu apdoroti kelis ruošinius, o tai žymiai pagerina gamybos efektyvumą. Pneumatiniai, hidrauliniai ir kiti specialūs įtaisai gali užtikrinti stabilias ir santykinai dideles prispaudimo jėgas, užtikrindami ruošinio stabilumą apdirbimo proceso metu, o prispaudimo ir atlaisvinimo veiksmai yra greiti, o tai dar labiau pagerina gamybos efektyvumą. Pavyzdžiui, didelėse automobilių dalių gamybos linijose daugiapoziciniai ir hidrauliniai įtaisai dažnai naudojami siekiant pagerinti gamybos efektyvumą ir apdirbimo kokybę.
Didelėse partijose gamybos efektyvumas yra pagrindinis veiksnys. Daugiapoziciniai įtaisai gali vienu metu apdoroti kelis ruošinius, o tai žymiai pagerina gamybos efektyvumą. Pneumatiniai, hidrauliniai ir kiti specialūs įtaisai gali užtikrinti stabilias ir santykinai dideles prispaudimo jėgas, užtikrindami ruošinio stabilumą apdirbimo proceso metu, o prispaudimo ir atlaisvinimo veiksmai yra greiti, o tai dar labiau pagerina gamybos efektyvumą. Pavyzdžiui, didelėse automobilių dalių gamybos linijose daugiapoziciniai ir hidrauliniai įtaisai dažnai naudojami siekiant pagerinti gamybos efektyvumą ir apdirbimo kokybę.
4. Taikant grupines technologijas, reikėtų naudoti grupinius renginius
Taikant grupinio apdirbimo technologiją panašių formų ir dydžių ruošiniams apdirbti, grupiniai įtaisai gali visapusiškai išnaudoti savo pranašumus, sumažindami įtaisų tipus ir projektavimo bei gamybos darbo krūvį. Protingai koreguojant grupinius įtaisus, jie gali prisitaikyti prie skirtingų ruošinių apdirbimo reikalavimų, taip pagerinant gamybos lankstumą ir efektyvumą. Pavyzdžiui, mechaninės gamybos įmonėse, apdirbant to paties tipo, bet skirtingų specifikacijų veleno formos detales, grupinių įtaisų naudojimas gali sumažinti gamybos sąnaudas ir pagerinti gamybos valdymo patogumą.
Taikant grupinio apdirbimo technologiją panašių formų ir dydžių ruošiniams apdirbti, grupiniai įtaisai gali visapusiškai išnaudoti savo pranašumus, sumažindami įtaisų tipus ir projektavimo bei gamybos darbo krūvį. Protingai koreguojant grupinius įtaisus, jie gali prisitaikyti prie skirtingų ruošinių apdirbimo reikalavimų, taip pagerinant gamybos lankstumą ir efektyvumą. Pavyzdžiui, mechaninės gamybos įmonėse, apdirbant to paties tipo, bet skirtingų specifikacijų veleno formos detales, grupinių įtaisų naudojimas gali sumažinti gamybos sąnaudas ir pagerinti gamybos valdymo patogumą.
(D) Optimali ruošinio tvirtinimo padėtis ant staklių stalo
Ruošinio tvirtinimo padėtis turėtų užtikrinti, kad jis būtų kiekvienos staklės ašies apdirbimo judėjimo diapazone, siekiant išvengti situacijos, kai pjovimo įrankis negali pasiekti apdirbimo zonos arba susiduria su staklės komponentais dėl netinkamos tvirtinimo padėties. Tuo pačiu metu pjovimo įrankio ilgis turėtų būti kuo trumpesnis, kad būtų pagerintas pjovimo įrankio apdirbimo standumas. Pavyzdžiui, apdirbant didelę plokščią detalę, jei ruošinys tvirtinamas prie staklės stalo krašto, pjovimo įrankis apdirbant kai kurias detales gali per daug išsikišti, sumažindamas pjovimo įrankio standumą, lengvai sukeldamas vibraciją ir deformaciją, taip pat paveikdamas apdirbimo tikslumą ir paviršiaus kokybę. Todėl, atsižvelgiant į ruošinio formą, dydį ir apdirbimo proceso reikalavimus, tvirtinimo padėtis turėtų būti pagrįstai parinkta taip, kad pjovimo įrankis apdirbimo metu būtų geriausios darbinės būklės, pagerinant apdirbimo kokybę ir efektyvumą.
Ruošinio tvirtinimo padėtis turėtų užtikrinti, kad jis būtų kiekvienos staklės ašies apdirbimo judėjimo diapazone, siekiant išvengti situacijos, kai pjovimo įrankis negali pasiekti apdirbimo zonos arba susiduria su staklės komponentais dėl netinkamos tvirtinimo padėties. Tuo pačiu metu pjovimo įrankio ilgis turėtų būti kuo trumpesnis, kad būtų pagerintas pjovimo įrankio apdirbimo standumas. Pavyzdžiui, apdirbant didelę plokščią detalę, jei ruošinys tvirtinamas prie staklės stalo krašto, pjovimo įrankis apdirbant kai kurias detales gali per daug išsikišti, sumažindamas pjovimo įrankio standumą, lengvai sukeldamas vibraciją ir deformaciją, taip pat paveikdamas apdirbimo tikslumą ir paviršiaus kokybę. Todėl, atsižvelgiant į ruošinio formą, dydį ir apdirbimo proceso reikalavimus, tvirtinimo padėtis turėtų būti pagrįstai parinkta taip, kad pjovimo įrankis apdirbimo metu būtų geriausios darbinės būklės, pagerinant apdirbimo kokybę ir efektyvumą.
IV. Išvada
Protingas apdirbimo vietos atskaitos taško parinkimas ir teisingas tvirtinimo elementų nustatymas apdirbimo centruose yra pagrindinės grandys, užtikrinančios apdirbimo tikslumą ir gerinančios gamybos efektyvumą. Faktinio apdirbimo proceso metu būtina nuodugniai suprasti ir laikytis vietos atskaitos taškų reikalavimų ir principų, pasirinkti tinkamus tvirtinimo elementų tipus pagal ruošinio charakteristikas ir apdirbimo reikalavimus bei nustatyti optimalią tvirtinimo elementų schemą pagal tvirtinimo elementų parinkimo principus. Tuo pačiu metu reikėtų atkreipti dėmesį į ruošinio tvirtinimo padėties optimizavimą staklių darbastalyje, kad būtų galima visapusiškai išnaudoti didelio tikslumo ir didelio efektyvumo apdirbimo centro privalumus, pasiekti aukštos kokybės, nebrangią ir didelio lankstumo gamybą mechaninio apdirbimo srityje, patenkinti vis įvairesnius šiuolaikinės gamybos pramonės reikalavimus ir skatinti nuolatinį mechaninio apdirbimo technologijų tobulinimą ir pažangą.
Protingas apdirbimo vietos atskaitos taško parinkimas ir teisingas tvirtinimo elementų nustatymas apdirbimo centruose yra pagrindinės grandys, užtikrinančios apdirbimo tikslumą ir gerinančios gamybos efektyvumą. Faktinio apdirbimo proceso metu būtina nuodugniai suprasti ir laikytis vietos atskaitos taškų reikalavimų ir principų, pasirinkti tinkamus tvirtinimo elementų tipus pagal ruošinio charakteristikas ir apdirbimo reikalavimus bei nustatyti optimalią tvirtinimo elementų schemą pagal tvirtinimo elementų parinkimo principus. Tuo pačiu metu reikėtų atkreipti dėmesį į ruošinio tvirtinimo padėties optimizavimą staklių darbastalyje, kad būtų galima visapusiškai išnaudoti didelio tikslumo ir didelio efektyvumo apdirbimo centro privalumus, pasiekti aukštos kokybės, nebrangią ir didelio lankstumo gamybą mechaninio apdirbimo srityje, patenkinti vis įvairesnius šiuolaikinės gamybos pramonės reikalavimus ir skatinti nuolatinį mechaninio apdirbimo technologijų tobulinimą ir pažangą.
Atlikus išsamius tyrimus ir optimizavus apdirbimo vietos atskaitos taško bei tvirtinimo elementų taikymą apdirbimo centruose, galima veiksmingai pagerinti mechaninės gamybos įmonių konkurencingumą. Remiantis gaminių kokybės užtikrinimo prielaida, galima pagerinti gamybos efektyvumą, sumažinti gamybos sąnaudas ir sukurti didesnę ekonominę bei socialinę naudą įmonėms. Ateityje mechaninio apdirbimo srityje, nuolat atsirandant naujoms technologijoms ir medžiagoms, apdirbimo vietos atskaitos taškas ir tvirtinimo elementai apdirbimo centruose taip pat toliau bus tobulinami ir prisitaikomi prie sudėtingesnių ir didelio tikslumo apdirbimo reikalavimų.