Aplicações de fixação e projeto de posicionamento do centro de usinagem CNC

As fixações do centro de usinagem CNC fazem mais do que segurar uma peça de trabalho. Eles afetam a eficiência da produção, a precisão do posicionamento, a estabilidade da usinagem e a capacidade de automação. Para peças complexas que exigem várias operações em uma configuração, a estrutura de fixação e o projeto de posicionamento são especialmente importantes.

Dispositivos pneumáticos em centros de usinagem

As fixações pneumáticas são ferramentas eficazes para melhorar a produtividade do centro de usinagem. O posicionamento e a fixação são as principais tarefas no projeto de dispositivos pneumáticos, e a fixação é especialmente importante. Como o ar comprimido é elástico, o projetista da fixação deve comparar a força de fixação com a força de corte para garantir que a peça de trabalho permaneça estável durante a usinagem.

O dispositivo pneumático também deve levar em conta condições anormais, como perda repentina de energia ou falha no suprimento de ar. Se essas situações não forem consideradas, o resultado poderá ser a colisão da ferramenta, danos ao dispositivo ou afrouxamento da peça de trabalho.

Para peças simples, uma fixação pode prender várias peças de trabalho ao mesmo tempo. Para processos complexos, o controle PLC pode girar ou mover a peça de trabalho automaticamente e trabalhar com a troca automática de ferramentas para dar suporte à usinagem contínua de várias operações. Quando o dispositivo de fixação, a máquina-ferramenta e o robô se comunicam e se coordenam entre si, a usinagem não tripulada se torna mais prática e oferece suporte à fabricação inteligente.

Dispositivo de usinagem de furo radial de bomba de êmbolo

Uma bomba de êmbolo usa êmbolos alternativos dentro de um corpo de cilindro para mover o óleo para dentro e para fora. Sua estrutura é complexa e os requisitos de usinagem são altos. A usinagem de furos radiais geralmente requer um dispositivo dedicado para obter uma produção eficiente e estável.

Um dispositivo de usinagem de furos radiais pode usar duas estações com suporte de uma placa de ponte, cabeçote de indexação e cabeçote móvel. Uma extremidade da placa de ponte é montada no cabeçote de indexação, enquanto a outra extremidade é suportada pelo cabeçote móvel. Esse arranjo usa o espaço da máquina de forma eficiente e permite que uma pequena mesa de trabalho usine uma peça complexa.

Depois que o cabeçote de indexação gira a placa da ponte, os furos radiais em diferentes ângulos podem ser usinados em uma única configuração. A fixação hidráulica, a detecção de estanqueidade, o suporte flutuante e os pinos de localização podem ser combinados para melhorar a estabilidade da fixação e a precisão da usinagem.

Dispositivos dedicados para fresas de moagem de milho

Uma fresa de milho, também conhecida como fresa de escala, tem estruturas de corte em espiral densas e é adequada para a remoção de material pesado em máquinas CNC. É frequentemente usada para compósitos, como fibra de carbono, Kevlar e fibra de vidro, e também é útil para peças grandes e usinagem de moldes brutos.

Ao projetar uma fixação dedicada para uma fresa de milho, o ponto de referência de localização deve ser selecionado de acordo com a precisão da usinagem e os requisitos de fixação. O projeto deve seguir os princípios de coincidência e unificação de pontos de referência. Blocos de localização cônicos, ranhuras, parafusos e porcas podem ser usados para restringir os graus de liberdade da peça de trabalho, proporcionar uma localização estável e manter a instalação e a remoção convenientes.

Projeto de fixação do cilindro da pinça de freio

O corpo do cilindro da pinça de freio usado em freios a disco automotivos tem uma estrutura complexa. Ele pode incluir furos de cilindro, portas, superfícies de montagem, furos de pino-guia, furos de ventilação, furos de óleo, roscas internas e várias características de ranhura. O processo de usinagem pode envolver fresagem, perfuração, mandrilamento, alargamento e rosqueamento.

O processo de usinagem para esse tipo de peça pode ser dividido entre centros de usinagem verticais e horizontais. Um centro de usinagem vertical pode usinar a superfície do arco grande, o furo do cilindro, a porta, a face do flange e os furos de montagem. Um centro de usinagem horizontal pode usinar a saliência plana do lado reverso, os orifícios de montagem, os orifícios de ventilação e os orifícios de óleo.

Operações de usinagem e etapas do processo

O processo do corpo do cilindro da pinça de freio pode incluir duas operações principais do centro de usinagem. Usando o centro de usinagem vertical como exemplo, a rota pode incluir a fresagem da face da extremidade traseira, a fresagem da saliência de montagem, o chanfro da saliência, a fresagem da ranhura da bota, a pré-perfuração e o alargamento dos orifícios de montagem da luva, a perfuração e o rosqueamento de orifícios rosqueados, a usinagem de características de orifícios de óleo e a perfuração ou rosqueamento de orifícios de ventilação.

Essas operações mostram por que o projeto de fixação deve suportar vários recursos, localização confiável da peça e fixação estável em vários métodos de corte.

Seleção do esquema de posicionamento

Para operações de centro de usinagem vertical em um corpo de cilindro de pinça de freio, o esquema de posicionamento deve ser comparado com base nos elementos de localização, na dificuldade de fixação, no erro de incompatibilidade do ponto de referência, no erro de deslocamento do ponto de referência e na deformação da usinagem.

O esquema pode usar dois pequenos planos para localizar as faces de extremidade do mesmo lado dos orifícios do pino-guia, com um pino cilíndrico curto e um pino de diamante curto para localização. Essa estrutura é relativamente simples, mas a região central pode não ter suporte. Sob a força de corte, ela pode produzir uma deformação maior.

O esquema dois pode usar o furo do cilindro como a principal área de localização, com um pino cilíndrico curto maior para suporte e um pino de diamante longo para restringir outro grau de liberdade. Embora a precisão teórica dos dois esquemas possa ser semelhante, o esquema dois oferece melhor suporte à região central do corpo do cilindro e pode reduzir a deformação da usinagem.

Tendências de desenvolvimento de acessórios

Os acessórios do centro de usinagem CNC estão se desenvolvendo em direção à flexibilidade, precisão, padronização e inteligência. As fixações tradicionais são mais adequadas para carregamento e descarregamento manual e não conseguem atender totalmente aos requisitos de automação. Os robôs podem concluir o pré-posicionamento básico, mas a localização final precisa ainda depende do dispositivo de fixação.

As fixações modernas estão gradualmente migrando dos sistemas de acionamento hidráulico e pneumático para sistemas mecatrônicos. Eles podem integrar o controle da força de fixação, a compensação e o monitoramento dinâmico. As fixações de troca rápida de ponto zero, a fixação de trabalho paletizada, as fixações integradas ao processo e as combinações de fixações-robôs são cada vez mais usadas em operações múltiplas e na fabricação de grandes volumes.

Conclusão

O projeto de fixação do centro de usinagem CNC deve equilibrar a precisão do posicionamento, a confiabilidade da fixação, a deformação da peça, a integração do processo e os requisitos de automação. Uma fixação bem projetada melhora a precisão da usinagem, reduz o tempo de preparação e aumenta a eficiência geral da produção.

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