W produkcji seryjnej technolodzy walczą o skrócenie najważniejszego parametru jakim jest czas obróbki. Poza odpowiednim doborem narzędzi czy strategii obróbki niezwykle istotną rolę pełni wymiana przedmiotu obrabianego. Przeważnie czas ten zależy od operatora obrabiarki, a dokładniej ilości gotowych detali, którą musi wykonać podczas swojej zmiany. W nowoczesnych fabrykach występuje zautomatyzowanie tego procesu poprzez stosowanie robotów. Jednak warunkiem koniecznym jest posiadanie specjalnych uchwytów obróbkowych umożliwiającym ustalenie i mocowanie przedmiotu obrabianego. Uchwyty obróbkowe pozwalają znacznie ułatwić prace operatorowi oraz robotowi.
Konstrukcja uchwytu obróbkowego
Podstawowym dokumentem, na którym opiera się konstruktor uchwytu obróbkowego, jest instrukcja technologiczna obróbki przedmiotu, a dokładnie karta wykonywanej operacji, do której należy zaprojektować uchwyt. Z instrukcji tej wynikają informacje niezbędne do opracowania, konstrukcji uchwytu:
– sposób ustalenia i zamocowania przedmiotu,
– siły skrawania, które można obliczyć na podstawie parametrów skrawania,
– wymiar operacyjny, jego tolerancja i inne wymagania geometryczne (tolerancje położenia i kształtu, chropowatość).
Uchwyty obróbkowe funkcje
Głównymi funkcjami jakie musi posiadać uchwyt jest odpowiednie ustalenie i mocowanie przedmiotu obrabianego. Sumę tych dwóch składników określa się jako ustawienie, czyli dotknięcie przedmiotu z elementami oporowymi i docisk siłą. Jeśli przedmiotowi ten sam stopień swobody zostanie odebrany przez kilka różnych elementów ustalających to taki stan nazywamy przestaleniem. Po zamocowaniu przedmiotu z przestaleniem mogą w nim wystąpić odkształcenia i naprężenia powodujące następnie błędy obróbki.
W celu ustalenia przedmiotu na płaszczyźnie stosuje się elementy oporowe typu:
– płaska płyta – gdy powierzchnia bazowa jest gładko obrobiona i niezbyt duża,
– dwie płytki oporowe – gdy powierzchnia bazowa ma większe wymiary i jest gładko obrobiona,
– trzy kołki oporowe.
Przykład.
Najczęściej płytki oporowe są przykręcane do podstawy uchwytu, a kołki oporowe są wciśnięte. Kołki mogą mieć różną budowę, dla powierzchni bazowej gładko obrobionej posiadają łby płaskie. Natomiast łeb jest nacięty, gdy powierzchnia bazowa obrobiona jest zgrubnie lub jest surowa.
Ustalenie na powierzchni walcowej zewnętrznej odbywa się poprzez stosowanie pryzm i zespołów ustalających samocentrujących. Pryzmy służą do ustalania walcowych powierzchni obrobionych lub surowych. W zależności od ich konstrukcji i sposobu ustalenia przedmiotu mogą odbierać 2 stopnie swobody(pryzmy wąskie) lub 4 stopnie swobody (pryzmy długie). Pryzma o budowie jednolitej ma charakterystyczne wybranie, konieczne do przeszlifowania powierzchni roboczych. Pryzmę wymiaruje się przez podanie kąta rozwarcia (najczęściej 90⁰) oraz wymiaru pośredniego. Pryzmę przykręca się do korpusu i ustala za pomocą kołków.
Do ustalenia przedmiotu na powierzchni walcowej wewnętrznej stosuje się trzpień stały lub rozprężny. Trzpień jest typowym elementem do ustalenia przedmiotów w wielu operacjach tokarskich i szlifierskich. Przy stosowaniu trzpieni stałych powierzchnia bazowa musi być gładko obrobiona. Przyjmuje się, że trzpień krótki odbiera 2, a trzpień długi 4 stopnie swobody.
Mocowanie przedmiotu w uchwycie obróbkowym
Zamocowanie następuje po ustaleniu przedmiotu. Odbiera ono przedmiotowi pozostałe stopnie swobody w celu zapewnienia niezmienności jego położenia podczas obróbki. Uwzględniając źródło siły mocującej, zamocowania można podzielić na:
– ręczne (śrubowe, krzywkowe, klinowe)
– mechaniczne (pneumatyczne, hydrauliczne, magnetyczne)
Zamocowania ręczne śrubowe (gwintowe) należą do najprostszych, a zarazem najpewniejszych sposobów mocowania. Przy projektowaniu mechanizmów gwintowych należy przestrzegać następujących zasad:
1. Wyjęcie przedmiotu z uchwytu powinno być możliwe po zluzowaniu śruby (nakrętki). Należy unikać konstrukcji w której do wyjęcia przedmiotu należałoby wykręcić śrubę lub nakrętkę.
2. Należy stosować śrubę lub nakrętkę obracaną elementem połączonym z nią na stałe (np. pokrętłem lub rękojeścią).
3. Nacisk urządzenia mocującego nie powinno powodować trwałego odkształceniem przedmiotu.
4. Mechanizm gwintowy musi mieć odpowiednią trwałość, gdyż jest używany z krótkimi jedynie przerwami bardzo wiele razy toteż należy koniecznie stosować wymienne gniazda gwintowe.
W praktyce przyjmuje się najczęściej mocowanie z użyciem śrub o gwincie nie mniejszym niż M12. Warunek ten wynika z wytrzymałości gwintu śruby, przy stosowaniu mniejszych średnic gwintu i stosowaniu klucza płaskiego może nastąpić zerwanie gwintu przez operatora obsługującego uchwyt.
Elementy tego rodzaju mocowań można znaleźć na stronie EBMiA.pl:
Mocowania mechaniczne
Mocowania mechaniczne posiadają specjalne siłowniki pneumatyczne bądź hydrauliczne, które pozwalają na osiągnięcie założonych warunków jak np. siła docisku. Stosowanie elementów magnetycznych przeznaczone jest do mocowania elementów ferromagnetycznych, takich jak żelazo, stal konstrukcyjna, stal stopowa czy żeliwo, podczas operacji cięcia, frezowania czy szlifowania, Mogą być również stosowane do pomocniczego mocowania elementów, gdzie powierzchnia elementu jest wrażliwa na zarysowania,
a mocowanie w szczękach mogłoby uszkodzić jego powierzchnię.
Stoły i mocowania znajdą Państwo w naszym sklepie pod adresem: https://www.ebmia.pl/2216-stoly-i-mocowania
