Tối ưu hóa gia công 5 trục: Tích hợp các thiết bị cố định Dovetail và hệ thống pallet không điểm

Tại sao Vises thông thường thất bại trong môi trường năm trục

Các miếng kẹp hàm tiêu chuẩn được thiết kế để phay ba trục trong đó các phương pháp tiếp cận trục chính chủ yếu là theo trục hoặc ngang. Trong gia công năm trục, khi bàn nghiêng tới 45 độ hoặc trục xoay bộ phận bên dưới trục xoay, các thân vise thông thường sẽ xâm nhập vào đường bao đường chạy dao. Sau đó, các thợ máy phải sử dụng dụng cụ có phạm vi tiếp cận mở rộng - và cứ mỗi milimet nhô ra thêm sẽ nhân lên độ lệch, độ rung và lỗi bề mặt. Các nghiên cứu về hiệu suất của cảm biến năm trục luôn xác định sự can thiệp của cán dao vào các đồ gá là một trong ba nguyên nhân hàng đầu khiến các chương trình bị loại bỏ và việc thiết lập lại.

Giảm chiều cao bàn kẹp để đạt được khe hở thường có nghĩa là gắn ngàm nông hơn, lực kẹp thấp hơn và nâng phôi trong quá trình cắt trục nặng. Sự đánh đổi này biến mất khi bạn chuyển sang một hệ thống kẹp triết lý được xây dựng xung quanh hình học của bộ phận hơn là hình học của hàm chung.

Đồ gá Dovetail: Hình học như lực kẹp

A vật cố định hoạt động bằng cách cắt trực tiếp một rãnh hình thang vào nguyên liệu thô trước khi đưa vào máy. Điều đó đã chuẩn bị các ổ khóa trống vào một chiếc đuôi phù hợp với nam giới trên thân vật cố định. Lực kẹp có hai thành phần: lực ngồi hướng xuống kéo bộ phận lên mặt phẳng và lực giữ ngang từ các bức tường góc cạnh chống lại lực kéo ra dưới tải trọng cắt.

Góc Dovetail: Cân bằng lực cản khi kéo ra và thả ra

Các góc nông hơn - thường là 45 đến 55 độ so với phương thẳng đứng - mang lại khả năng chống kéo ra cao hơn. Góc dốc hơn giúp dễ dàng tháo bộ phận và cho phép chu kỳ tải nhanh hơn. Hầu hết các thiết bị cố định đuôi khớp trong sản xuất đều ổn định trong khoảng từ 45 đến 60 độ dựa trên trọng lượng bộ phận, vật liệu và chiến lược cắt.

Chuẩn bị nguyên liệu thô

Rãnh đuôi khớp được phay vào một mặt của phôi thô trước khi chương trình bộ phận bắt đầu - thường là trên máy nghiền ba trục đơn giản, giữ cho máy năm trục đắt tiền không cần phải cắt giá trị gia tăng. Độ sâu rãnh thường dao động từ 3 đến 8 mm tùy thuộc vào độ cứng vật liệu và khối lượng bộ phận.

Kẹp biên dạng thấp: Tối đa hóa khe hở năm trục

Cấu hình thấp hệ thống kẹp thiết kế giữ tất cả phần cứng gia công bên dưới mặt phẳng phân khuôn của bộ phận đã hoàn thiện - ranh giới tưởng tượng phía trên mà đường chạy dao hoạt động mà không bị cản trở. Khi mọi phần tử nằm bên dưới mặt phẳng này, người lập trình có thể sử dụng toàn bộ bán cầu chuyển động góc năm trục.

So sánh chiều cao hồ sơ công việc

Bởi vì giao diện tay cầm được đặt chìm vào trong báng nên không có dây đai bên ngoài hoặc phần mở rộng hàm nhô ra phía trên mốc. Chiều cao thân cố định kiểu đuôi én điển hình dao động từ 40 đến 70 mm — gần bằng một nửa chiều cao của các thiết lập êtô thông thường tương đương.

Kẹp vừa vặn trong gia công có độ chính xác cao

Kẹp vừa khít với hình dạng mô tả cách giữ phôi phù hợp chặt chẽ với hình dạng của bộ phận. Cấu hình nam và nữ của đuôi phù du là một cặp liên hợp; vùng tiếp xúc dọc theo cả hai mặt góc cạnh sẽ phân bổ tải trọng đồng đều - tương phản với kẹp tiếp xúc điểm hoặc đường, trong đó ứng suất cục bộ cao có thể làm biến dạng các chi tiết có thành mỏng.

• Phân bố ứng suất đồng đều ngăn chặn sự lệch vi mô làm hỏng độ hoàn thiện bề mặt và độ chính xác về kích thước.
• Hành vi tự định vị kéo bộ phận vào cùng một vị trí chuẩn trong mỗi chu kỳ, loại bỏ việc thăm dò thêm trên các phôi được lắp lại.
• Lực kẹp lặp lại thông qua vít điều khiển mô-men xoắn hoặc nêm thủy lực cho phép tải trước được xác định, có thể lặp lại sau mỗi chu kỳ.
• Đánh dấu phần tối thiểu so với hàm răng cưa hoặc kẹp ngón chân gần bề mặt hoàn thiện.

Khả năng tương thích vật liệu

Kẹp Dovetail hoạt động trên hầu hết các vật liệu kỹ thuật. Hợp kim nhôm là phổ biến nhất do dễ phay rãnh. Các siêu hợp kim titan và niken đòi hỏi phải chú ý đến việc hoàn thiện bề mặt rãnh để tránh sự tập trung ứng suất. Thép trên 40 HRC có thể cần phay rãnh trước khi xử lý nhiệt. Nhựa và vật liệu tổng hợp sử dụng cùng một hình dạng với mô-men xoắn kẹp giảm.

Tích hợp điểm 0: Xây dựng hệ thống pallet thay đổi nhanh chóng

Hệ thống điểm 0 sử dụng các mô-đun máy thu chính xác trên bàn máy. Mỗi pallet mang các đinh kéo phù hợp; Truyền động bằng khí nén hoặc thủy lực khóa chúng với lực từ 15.000 đến 35.000 N trên mỗi mô-đun, định vị pallet trong phạm vi 0,002 đến 0,005 mm nhiều lần.

Ghép kênh pallet

Hầu hết các bảng trục năm trục đều có đủ diện tích cho hai đến bốn mô-đun điểm không. Việc gắn nhiều đồ đạc cố định trên một pallet — tấm bia mộ hoặc đồ gá nhiều mặt — sẽ nhân lên nhiều phần được cắt trên mỗi chu kỳ. Trong một ô khung hàng không vũ trụ đã được ghi lại, việc chuyển từ mảng khớp nối một phần sang bốn phần trên một pallet đã giảm chi phí mỗi bộ phận xuống 34% trong cùng số giờ trục chính.

Các thông số thiết kế cố định và thông số kỹ thuật chính

Đối với các bộ phận trên 0,5 kg, luôn để chiều sâu rãnh ít nhất là 4 mm. Chỉ định bán kính góc từ 0,3 đến 0,5 mm ở gốc rãnh để ngăn ngừa hiện tượng mỏi trong các ứng dụng chu kỳ cao.

Lập kế hoạch quy trình: Năm bước để tích hợp đầy đủ

1. Chuẩn bị nguyên liệu: Cưa hoặc tiện các phôi thành một phong bì chứa phôi bao gồm phụ cấp rãnh và phôi hoàn thiện. Một trạm chuẩn bị chuyên dụng xử lý rãnh khớp nối ngoại tuyến, được xác nhận bằng CMM hoặc máy đo chuyên dụng.
2. Lắp ráp trước đồ đạc và pallet: Nạp từng phôi khớp nối vào máy cố định của nó (20 đến 45 giây cho mỗi phôi). Đặt thiết bị cố định lên pallet điểm 0 và khóa chốt kéo. Xếp pallet đã chất hàng vào hàng bên cạnh máy.
3. Trao đổi pallet và xác nhận dữ liệu: Dỡ pallet trước đó; thả cái mới vào máy thu. Một chu kỳ ngắn của đầu dò cảm ứng hai điểm (dưới 30 giây) xác nhận bộ phận đã được đặt đúng vị trí — không thiết lập lại hệ tọa độ từ đầu.
4. Gia công và đo trong quá trình: Chương trình năm trục chạy với mốc chuẩn bị khóa. Đầu dò trên tàu quay vòng ở các tính năng quan trọng bù hiệu chỉnh nguồn cấp dữ liệu trở lại chương trình, duy trì Cpk mà không dừng ô.
5. Xử lý hậu kỳ và loại bỏ mốc thời gian: Vùng kẹp dovetail được phay theo kích thước cuối cùng, loại bỏ bằng chứng về sự gắn kết của tay cầm hoặc được bảo tồn như một tính năng tham chiếu xác định khi bản vẽ yêu cầu.

Trường hợp kinh tế: Lợi nhuận có thể đo lường được từ đầu tư sở hữu công việc

Vốn đầu tư cho công cụ khớp nối, phần cứng cố định và máy thu điểm 0 được thu hồi thông qua việc giảm thời gian trục chính không sinh lời. Những cải tiến điển hình trong ô năm trục được chuyển đổi bao gồm:

• thời gian thiết lập: Thiết lập êtô năm trục thông thường mất trung bình từ 18 đến 35 phút bao gồm cả việc thăm dò. Việc hoán đổi pallet không điểm với thiết bị cố định đuôi khớp giúp giảm thời gian này xuống còn 2 đến 5 phút cho mỗi lần thay đổi trong gia đình.
• Giảm phế liệu: Sai số định vị lại từ 0,02 đến 0,08 mm do mâm cặp lại gây ra phế liệu có thể đo được trong lần vận hành thứ hai. Dovetail cộng với điểm 0 giúp giảm sai số định vị xuống dưới 0,005 mm, loại bỏ phần lớn nguồn này.
• Tuổi thọ công cụ: Bàn làm việc cứng chắc, không rung cho phép thực hiện các thông số linh hoạt hơn mà không bị rung. Các cửa hàng liên tục báo cáo rằng tuổi thọ của dụng cụ có thể sử dụng tăng từ 15 đến 25 phần trăm khi chuyển sang cố định khớp nối trên gia công nhôm năm trục.
• Hiệu quả lao động: Hàng đợi pallet được dàn dựng trước cho phép một người vận hành quản lý đồng thời hai hoặc ba máy năm trục, dàn trải chi phí lao động cho khối lượng sản lượng lớn hơn.