自适应数控加工夹具的设计与开发

杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


夹具和夹具经常作为关键的生产车间制造工具提供帮助,可以帮助顺利进行零件装配,制定有效的工作流程措施,提高整体装配质量,帮助降低生产成本,并实现工作自动化。

这篇博文讨论了装置的设计和开发,以增强成功和适应性 数控加工.尽管固定装置通常是使用 CNC 加工制造的,但这篇文章还探讨了在不可预测、复杂或更小的夹具和固定装置是必需的情况下,与机械加工相比,工业 3D 打印如何成为一个惊人的选择或选择。

专用夹具与模块化夹具

大多数夹具用于特定工件,因此被称为“专用固定装置'.由于制造业发展的最新趋势,更大的产品混合、适应性和质量,许多组织都要求夹具框架更具“适应性”。适应性强的框架允许在加工或组装过程中固定各种单独的零件,从而限制了创建每个专用夹具的费用并降低了各种夹具的容量。专用夹具的普通费用加起来占总装配成本的 10-20%,自适应夹具的财务效果可能非常惊人。

传统技术一直是设计和制造“专用”夹具,其唯一目标是制造大量类似零件。但是,生产量和产品品种适应性更加突出的模式需要更多的多功能夹具。

随着产品的适应性要求和扩展计划的不可预测性,'模块化固定装置'已经出现了。模块化夹具试图使用多用途夹具组件来实现适应性。特定的夹具框架由大量标准夹具组件组成,例如底板、定位器、夹子和支撑组件。利用这些标准部分,选择组件来制造夹具装置以固定工件。模块化治具组件,拆解后可重复用于不同产品,并以高抗性制造,满足工件要求。

对模块化夹具提出要求的另外两个基本因素包括生产中更小的集群尺寸和更值得注意的不同枢轴 CNC 机床的使用。模块化夹具组件的兼容性具有这些模式。

为什么在 CNC 加工中使用夹具和固定装置?

当您试图拥有一个成功的自适应 CNC 加工过程时,有两个关键原因需要使用。一个是手动过程中的关键角色,而另一个在自动化过程中发挥作用。让我们在下面详细讨论:

  1. 夹具在手动过程中的帮助

制造商可能会使用不同类型的夹具来完成装配齿轮内的各种制造任务,但是,基本上,夹具在设备的情况下保持并帮助执行装配任务。钻套就是一个真实的例子,它有助于引导钻头穿过工件以保持精确的位置和角度。钻套可以促进更大的工作并加快速度。

  1. 夹具帮助自动化流程

夹具不是管理装配工具,而是将工件固定在受保护的位置、方向或区域。典型的机加工模型是夹具,其中在 CNC 机器内支撑一块方形粗材料。夹具是关键的装配工具,可实现各种流程的自动化。例如,通过焊接和组装过程固定和移动车辆的固定装置使汽车机械生产系统成为可能。此外,它们通常用于固定产品设置以进行光学和激光检查以评估制造质量。当然,您将无法找到不包含夹具的自动化机械循环。

将夹具和夹具放在一起

一起使用夹具和夹具可以实现产品的制造精度,使其能够正常工作。让我们看一些示例以便更好地理解。想想门、橱柜和架子。门把手、挂钩和枢轴的开口需要准确的位置和方向进行钻孔。这同样适用于带燕尾槽的橱柜或橱柜侧面的搁板开口。如果没有适当的夹具和固定装置,书籍会从书架上滑落,抽屉会摇晃,门无法正确关闭……考虑到所有因素,您现在明白了。

最后,并非所有夹具和固定装置都需要由金属制成。大多数时候,塑料可以减少开支并满足您的性能需求。

夹具和夹具的工业 3D 打印替代方案

移动机械加工,现代工业 3D打印 同样可以作为夹具和固定装置的可行替代品,同样,无论是金属还是塑料。当产品过硬或加工成本过高时,情况尤其如此。关键是选择哪种创新更适合特定应用。

总体标准是:如果很可能是3轴CNC加工,就应该加工。机加工夹具通常具有主要的表面光洁度、更接地的材料和更高的精确度。同样,对于小批量运行,费用和周转时间与 3D 打印大致相同。

如前所述,当夹具和固定装置具有不规则或复杂的形状或小于预期时,3D 打印就会发挥作用。此外,在提供各种夹具和固定装置的同时,3D 打印也是一种将开支降至最低的好方法。

立体光刻是在塑料材料中构建更小、更复杂的夹具和固定装置的理想选择,因为最终部分可能具有惊人的表面光洁度。 Multi Jet Fusion 也因制造夹具和夹具而越来越出名——在短短一天内交付有用的尼龙模型和最终用途生产部件。

对于 3D 打印金属夹具和固定装置, 直接金属激光烧结 (DMLS) 可以提供令人难以置信的惊人的东西。然而,DMLS 表面通常会令人不快,并且由于后处理需要,周转时间会更长。