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贯穿式夹具方案可以提高加工效率
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夹具装置可以明显缩短加工流程时间。设备与工件之间的接口决定了加工精度、换装时间和工艺流程的安全性。更令人惊讶的是很多用户并不了解贯穿式的夹持技术方案。

现代化夹持技术方案的核心目标是要尽可能降低换装时间和生产辅助时间。同时,夹具系统也要尽可能确保加工精度并促进生产效率的提高。这涉及到同一系列产品里的工件换装和跨产品的工件换装。Schunk公司所设计的标准型夹持组件正好符合这种目标。它可以极大降低换装时间,长久保持很高的精度。采用这种独特的标准组件方案,用户甚至可以受益更多:他们可以获得各种出自一家的、相互作了最佳匹配的夹持技术装备。其中大多数的型号均为标准产品,这样可以大幅降低设计费用和投资费用,并加快备件采购的流程。

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  多重夹持装置、磁性卡盘或固定式三钳卡盘 – 标准组件夹持技术可以提供种类繁多的夹持装置的选择机会

零位夹持系统是标准组件的基础

Vero-S零位夹持系统是标准组件的基础(图1)。它取代了性能可靠的Unilock。这种换装装置与迄今为止的系统相兼容,在相同价格的情况下,可以提供全套装置和附加的服务。这种夹持系统具有更大的牵引力,装置设有完整的外罩。所有功能件均采用经过硬化处理的不锈钢材质,因此,可以达到完全耐腐似的效果。通过采用Vero-S零位夹持系统,换装费用最多可以降低90%。

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图1 设备是否手动或是自动装料,零位夹持系统可以极大降低工装时间并确保加工精度

由于夹持装置采用已获专利的快速行程和夹持行程,因此该系统拥有高达9000N的牵引力(图2)。每种型号的夹持系统均设有涡轮功能,因此,夹持装置甚至可以达到经过验证的40000N的牵引力。通过采用Vero-S零位夹持系统,机床设备可以明显提高其切削参数。极大的横向力也可以得到很好的吸收,不会造成工件的位移。一直以来,新型零位夹持系统通过弹簧组来实现机械锁定。这种系统采取自锁定和外部密封(图3、4)。装置可以达到75000N的夹持力。要想打开夹持装置,只需一套气动系统和6bar(1bar=105Pa)的压力。

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图2 结合采用快速行程和夹持行程,可以确保夹持过程中最佳的变换比率;其拉伸力要比弹簧操作力高出5倍

可通过一个或多个夹持销进行夹持的有:工件、托盘、夹持头和夹持座。在零位夹持系统模块上呈径向布置的夹持滑阀可以对夹持销进行张紧和锁定。固定和准确定位则通过一个短锥体进行。这可以确保小于0.005mm的更换重复精度。无论是新系统,还是老系统,所有夹持销由于其规格的统一性,可以通用于所有的零位夹持模块。工件可以在飞行移动的状态下,从一台机床更换到另一台机床上。

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图3 采用最大拉伸力为40kN和最大夹持力为75kN的密闭式和自锁定(b)式的夹持技术,进行对中(a)和夹持

为了继续提高使用寿命和工艺安全性,所有的功能件(如基座、夹持销和夹持滑阀)均采用硬化了的不锈钢材质。此外,这种免维护的模块采取整体密封,以防止切屑、粉尘和冷却剂的侵入。属于标准配置的还有一个闭锁空气接口和一个夹持滑阀的问询机构。每个模块在需要时均可设计为自动加载。由于空气接口既可设置在底部,也可设置在侧面,因此夹持模块完全适应各种安装位置。作为选项,带有专用密封件的Vero-S夹持模块还可以采用脱油的压缩空气进行操作。

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图4 零位夹持系统在倾角和中心偏移的情况仍能得到精确使用

无论是3轴、4轴或5轴加工中心,这种成熟的标准组件夹持系统针对每一种要求,均可拥有精密的贯穿式的夹持器械。例如, Tandem KSP plus气动夹持座专门用于对工件进行灵活的夹持。适应任何安装位置的对中式夹持装置拥有很大可调的10mm行程,它通过一个强制控制的楔形钩力矩传递机构,可以达到50000N的夹持力。由于夹钳导向没有间隙,因此夹持装置的可重复精度可以达到大约0.01mm——这为结合使用多组夹持座创造了良好的条件。结实耐用的串联式夹持装置采用高强度的锻件材料加工而成,适用于内、外夹持场合。这种夹持装置在结构上便于维护,维护周期可以很长。与传统的螺栓紧固座相比,串联式夹持装置的结构更为紧凑。

Kontec机械夹持系统需要手动操作。它也属于标准组件夹持系统的组成部分。与加工状况相匹配,Kontec夹持系统可以是密闭型的KSG NC快捷夹持器,也可以是特别牢固的KSD长型双重夹持器,或是KSM多重夹持系统。通过采用模块化的更换夹钳系统,几乎所有不同规格和外形的工件均可在Kontec夹持器上实现安全的夹持。通过一种内置的接口,无论是KSG,还是KSD,在无基座的情况下,均可直接集成到Vero-S零位夹持系统上。灵活的KSM多重夹持装置通过一个夹钳快速调节机构,可以单独与各种工件相匹配。其中,一种楔形夹持系统可以对所夹持的工件自动进行下拉,即使在进给速度快的情况下,也可保持安静、安全和高精度的加工。

针对圆形工件的加工,可以提供Rota-S plus固定式手动卡盘标准模块。这种带有快速夹钳更换系统的强力夹持装置操作简单,安全可靠。它拥有极大的夹持力,可达到很高的精度和很好的通用性。整体夹钳更换作业只需1min即可完成。在结合使用反向夹钳时,用户可以借助于快速更换系统,快捷地把外部夹持转换为内部夹持,由此可以使用相同的夹钳装置,涵盖很广的夹持范围。三钳卡盘可以与零位夹持系统相结合(图5)。依据标准化的夹持金字塔结构,最多可以有四套Rota-S plus160夹持装置同时应用在一个设备区域里。

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图5 Rota-S plus三钳卡盘可以与零位夹持系统相结合使用

采用电励磁磁盘,换装时间缩短50%

由于采用电永磁体可以给铣削作业带来极大好处,因此,Schunk公司也把Magnos磁体夹持技术集成到了新型的标准夹持系统里:采用标准化的磁体夹持卡盘,可以实现对工件的一次性五面加工,而无需重复进行第二次或第三次夹持。由此,可以省去对夹持元件的费时费力的微调步骤和在加工过程中对工件的反复夹持。用户所做的对比性测量结果表明,采用电励磁磁盘,可以节省30%~50%的换装时间。

在一个相同的磁盘夹持装置上,无论是大型工件,还是小型工件,均可得到安全的夹持。即使是表面不平的铸件,亦是如此。磁盘的场强很大,足以均衡粗糙表面上的小间隙。由于工件表面不会出现像使用其它夹持系统时所出现的点状凹陷或夹痕,因此可以排除工件表面受损或工件变形的情况。对于薄壁或敏感的部件来说,这是一个极大的优点。在铣削大型平面工件时,可以达到0.02mm的平面度。平整夹持还可以消除振动,保护刀具上的刀片。通过与零位夹持系统的接口,整体磁性卡盘可以简便和快捷地进行更换。

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图6 带有统一的Vero-S接口的各种夹持装置均可很好地嵌入到标准夹持系统里

为了使用户确实能够得到贯穿式的夹持技术方案,标准夹持系统也包含对各个夹持装置的选项。尤其对于精密加工或高要求的夹持场合,可以投入使用此类夹持系统。由于与零位夹持系统的连接采用统一的接口,因此,特种夹持器械也可以采用卷扬机进行精确的更换。
 


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