Conosci il riferimento di posizionamento della lavorazione del centro di lavoro?

Analisi approfondita e ottimizzazione dei dati di posizione e delle attrezzature di lavorazione nei centri di lavorazione

Abstract: Questo articolo approfondisce i requisiti e i principi del riferimento di posizione di lavorazione nei centri di lavoro, nonché le conoscenze rilevanti sulle attrezzature, inclusi i requisiti di base, le tipologie più comuni e i principi di selezione delle attrezzature. Esplora approfonditamente l'importanza e le interrelazioni di questi fattori nel processo di lavorazione dei centri di lavoro, con l'obiettivo di fornire una base teorica completa e approfondita e una guida pratica per professionisti e operatori del settore della lavorazione meccanica, al fine di ottimizzare e migliorare la precisione, l'efficienza e la qualità della lavorazione.

 

I. Introduzione
I centri di lavoro, in quanto macchinari automatizzati ad alta precisione ed efficienza, occupano una posizione estremamente importante nella moderna industria meccanica. Il processo di lavorazione prevede numerosi collegamenti complessi e la selezione del punto di riferimento per la posizione di lavorazione e la determinazione delle attrezzature di fissaggio sono tra gli elementi chiave. Un punto di riferimento ragionevole può garantire la posizione precisa del pezzo durante il processo di lavorazione, fornendo un punto di partenza preciso per le successive operazioni di taglio; un'attrezzatura adeguata può sostenere stabilmente il pezzo, garantendo il regolare avanzamento del processo di lavorazione e, in una certa misura, influenzando la precisione di lavorazione e l'efficienza produttiva. Pertanto, una ricerca approfondita sul punto di riferimento per la posizione di lavorazione e sulle attrezzature di fissaggio nei centri di lavoro è di grande importanza teorica e pratica.

 

II. Requisiti e principi per la selezione del riferimento nei centri di lavorazione

 

(A) Tre requisiti di base per la selezione del dato

 

1. Posizione precisa e fissaggio comodo e affidabile
Un posizionamento preciso è la condizione primaria per garantire la precisione della lavorazione. La superficie di riferimento deve avere accuratezza e stabilità sufficienti per determinare con precisione la posizione del pezzo nel sistema di coordinate del centro di lavoro. Ad esempio, durante la fresatura di un piano, un errore di planarità elevato sulla superficie di riferimento causerà una deviazione tra il piano lavorato e i requisiti di progettazione.
Un fissaggio pratico e affidabile è strettamente correlato all'efficienza e alla sicurezza della lavorazione. Il metodo di fissaggio del dispositivo di fissaggio e del pezzo deve essere semplice e intuitivo, consentendo una rapida installazione del pezzo sul tavolo di lavoro del centro di lavoro e garantendo che il pezzo non si sposti o si allenti durante la lavorazione. Ad esempio, applicando una forza di serraggio adeguata e selezionando punti di serraggio appropriati, è possibile evitare la deformazione del pezzo dovuta a una forza di serraggio eccessiva e il movimento del pezzo durante la lavorazione dovuto a una forza di serraggio insufficiente.

 

2. Calcolo semplice delle dimensioni
Quando si calcolano le dimensioni di vari pezzi di lavorazione in base a un dato di riferimento specifico, il processo di calcolo dovrebbe essere il più semplice possibile. Ciò può ridurre gli errori di calcolo durante la programmazione e la lavorazione, migliorando così l'efficienza della lavorazione stessa. Ad esempio, quando si lavora un pezzo con più sistemi di fori, se il dato di riferimento selezionato semplifica il calcolo delle dimensioni delle coordinate di ciascun foro, si possono ridurre i calcoli complessi nella programmazione a controllo numerico e ridurre la probabilità di errori.

 

3. Garantire la precisione della lavorazione
La precisione di lavorazione è un indicatore importante per misurare la qualità della lavorazione, includendo precisione dimensionale, precisione di forma e precisione di posizionamento. La selezione del riferimento deve essere in grado di controllare efficacemente gli errori di lavorazione in modo che il pezzo lavorato soddisfi i requisiti del disegno di progetto. Ad esempio, quando si torniscono componenti simili ad alberi, la selezione della linea centrale dell'albero come riferimento di posizione può garantire meglio la cilindricità dell'albero e la coassialità tra le diverse sezioni dell'albero.

 

(B) Sei principi per la selezione del dato di posizione

 

1. Provare a selezionare il dato di progettazione come dato di posizione
Il riferimento di progetto è il punto di partenza per determinare altre dimensioni e forme durante la progettazione di un componente. Selezionando il riferimento di progetto come riferimento di posizione è possibile garantire direttamente i requisiti di precisione delle dimensioni di progetto e ridurre l'errore di disallineamento del riferimento. Ad esempio, quando si lavora un componente a forma di scatola, se il riferimento di progetto è la superficie inferiore e due superfici laterali della scatola, l'utilizzo di queste superfici come riferimento di posizione durante il processo di lavorazione può garantire che la precisione di posizionamento tra i sistemi di fori nella scatola sia coerente con i requisiti di progetto.

 

2. Quando il dato di posizione e il dato di progettazione non possono essere unificati, l'errore di posizione deve essere rigorosamente controllato per garantire la precisione della lavorazione.
Quando è impossibile adottare il riferimento di progetto come riferimento di posizione a causa della struttura del pezzo o del processo di lavorazione, ecc., è necessario analizzare e controllare accuratamente l'errore di posizione. L'errore di posizione include l'errore di disallineamento del riferimento e l'errore di spostamento del riferimento. Ad esempio, quando si lavora un pezzo con una forma complessa, potrebbe essere necessario lavorare prima una superficie di riferimento ausiliaria. In questa fase, è necessario controllare l'errore di posizione entro l'intervallo consentito attraverso una progettazione ragionevole delle attrezzature e metodi di posizionamento per garantire la precisione della lavorazione. Metodi come il miglioramento della precisione degli elementi di posizionamento e l'ottimizzazione del layout di posizionamento possono essere utilizzati per ridurre l'errore di posizione.

 

3. Quando il pezzo deve essere fissato e lavorato più di due volte, il riferimento selezionato deve essere in grado di completare la lavorazione di tutte le parti di precisione chiave in un unico fissaggio e posizione
Per i pezzi che devono essere fissati più volte, se il riferimento per ogni fissaggio non è coerente, si verificheranno errori cumulativi che influiranno sulla precisione complessiva del pezzo. Pertanto, è necessario selezionare un riferimento adeguato per completare la lavorazione di tutti i componenti chiave per la precisione il più possibile in un unico fissaggio. Ad esempio, quando si lavora un componente con più superfici laterali e sistemi di fori, è possibile utilizzare un piano principale e due fori come riferimento per un fissaggio per completare la lavorazione della maggior parte dei fori chiave e dei piani, per poi eseguire la lavorazione di altri componenti secondari, riducendo la perdita di precisione causata da più fissaggi.

 

4. Il dato selezionato dovrebbe garantire il completamento del maggior numero possibile di contenuti di lavorazione
Ciò può ridurre il numero di attrezzature e migliorare l'efficienza della lavorazione. Ad esempio, quando si lavora un componente rotante, selezionando la sua superficie cilindrica esterna come riferimento di posizione è possibile completare diverse lavorazioni, come la tornitura del cerchio esterno, la filettatura e la fresatura di sedi per chiavette, in un'unica attrezzatura, evitando gli sprechi di tempo e la riduzione della precisione causati dall'utilizzo di più attrezzature.

 

5. Quando si lavora in lotti, il riferimento di posizione del pezzo deve essere il più coerente possibile con il riferimento di impostazione dell'utensile per stabilire il sistema di coordinate del pezzo in lavorazione
Nella produzione in serie, la definizione del sistema di coordinate del pezzo è fondamentale per garantire la coerenza della lavorazione. Se il riferimento di posizione è coerente con il riferimento di impostazione utensile, le operazioni di programmazione e impostazione utensile possono essere semplificate e gli errori causati dalla conversione dei riferimenti possono essere ridotti. Ad esempio, quando si lavora un lotto di pezzi identici simili a piastre, l'angolo inferiore sinistro del pezzo può essere posizionato in una posizione fissa sul tavolo di lavoro della macchina utensile e questo punto può essere utilizzato come riferimento di impostazione utensile per stabilire il sistema di coordinate del pezzo. In questo modo, durante la lavorazione di ciascun pezzo, è necessario seguire solo gli stessi parametri di programma e impostazione utensile, migliorando l'efficienza produttiva e la stabilità della precisione di lavorazione.

 

6. Quando sono necessari più fissaggi, il dato deve essere coerente prima e dopo
Che si tratti di sgrossatura o di finitura, l'utilizzo di un riferimento costante durante più attrezzaggi può garantire la precisione di posizionamento tra le diverse fasi di lavorazione. Ad esempio, quando si lavora un componente di stampo di grandi dimensioni, dalla sgrossatura alla finitura, utilizzare sempre la superficie di separazione e i fori di posizionamento dello stampo come riferimento può uniformare le tolleranze tra le diverse lavorazioni, evitando l'influenza sulla precisione e sulla qualità superficiale dello stampo causata da tolleranze di lavorazione irregolari dovute a variazioni del riferimento.

 

III. Determinazione delle attrezzature nei centri di lavorazione

 

(A) Requisiti di base per gli apparecchi

 

1. Il meccanismo di serraggio non deve influenzare l'avanzamento e l'area di lavorazione deve essere aperta
Quando si progetta il meccanismo di serraggio di un dispositivo di fissaggio, è necessario evitare di interferire con il percorso di avanzamento dell'utensile da taglio. Ad esempio, durante la fresatura con un centro di lavoro verticale, i bulloni di serraggio, le piastre di pressione, ecc. del dispositivo di fissaggio non devono bloccare il percorso di movimento della fresa. Allo stesso tempo, l'area di lavorazione deve essere il più aperta possibile in modo che l'utensile da taglio possa avvicinarsi agevolmente al pezzo per le operazioni di taglio. Per alcuni pezzi con strutture interne complesse, come parti con cavità profonde o piccoli fori, il design del dispositivo di fissaggio deve garantire che l'utensile da taglio possa raggiungere l'area di lavorazione, evitando situazioni in cui la lavorazione non possa essere eseguita a causa del bloccaggio del dispositivo di fissaggio.

 

2. Il dispositivo di fissaggio dovrebbe essere in grado di ottenere un'installazione orientata sulla macchina utensile
L'attrezzatura deve essere in grado di posizionarsi e installarsi con precisione sul tavolo di lavoro del centro di lavoro per garantire la corretta posizione del pezzo rispetto agli assi coordinati della macchina utensile. Solitamente, chiavi di posizionamento, perni di posizionamento e altri elementi di posizionamento vengono utilizzati per interagire con le scanalature a T o i fori di posizionamento sul tavolo di lavoro della macchina utensile, al fine di ottenere un'installazione orientata dell'attrezzatura. Ad esempio, quando si lavorano pezzi a forma di scatola con un centro di lavoro orizzontale, la chiave di posizionamento nella parte inferiore dell'attrezzatura viene utilizzata per interagire con le scanalature a T sul tavolo di lavoro della macchina utensile per determinare la posizione dell'attrezzatura lungo l'asse X, e successivamente altri elementi di posizionamento vengono utilizzati per determinare le posizioni lungo gli assi Y e Z, garantendo così la corretta installazione del pezzo sulla macchina utensile.

 

3. La rigidità e la stabilità dell'apparecchio devono essere buone
Durante il processo di lavorazione, l'attrezzatura deve sopportare l'azione di forze di taglio, forze di serraggio e altre forze. Se la rigidità dell'attrezzatura è insufficiente, si deformerà sotto l'azione di queste forze, con conseguente riduzione della precisione di lavorazione del pezzo. Ad esempio, durante l'esecuzione di operazioni di fresatura ad alta velocità, la forza di taglio è relativamente elevata. Se la rigidità dell'attrezzatura non è sufficiente, il pezzo vibrerà durante il processo di lavorazione, compromettendo la qualità superficiale e la precisione dimensionale della lavorazione. Pertanto, l'attrezzatura deve essere realizzata con materiali sufficientemente resistenti e rigidi e la sua struttura deve essere progettata in modo razionale, ad esempio aggiungendo rinforzi e adottando strutture a pareti spesse, per migliorarne la rigidità e la stabilità.

 

(B) Tipi comuni di apparecchi

 

1. Calendario generale
I dispositivi di fissaggio generici, come morse, divisori e mandrini, hanno un'ampia applicabilità. Le morse possono essere utilizzate per bloccare vari piccoli pezzi di forma regolare, come parallelepipedi e cilindri, e sono spesso utilizzate in fresatura, foratura e altre lavorazioni meccaniche. I divisori possono essere utilizzati per eseguire lavorazioni di indicizzazione sui pezzi. Ad esempio, quando si lavorano pezzi con caratteristiche equicirconferenziali, il divisore può controllare con precisione l'angolo di rotazione del pezzo per ottenere una lavorazione multistazione. I mandrini sono utilizzati principalmente per bloccare parti rotanti. Ad esempio, nelle operazioni di tornitura, i mandrini a tre griffe possono bloccare rapidamente pezzi simili ad alberi e possono centrarsi automaticamente, il che è comodo per la lavorazione.

 

2. Apparecchi modulari
Le attrezzature modulari sono composte da un insieme di elementi standardizzati e standardizzati. Questi elementi possono essere combinati in modo flessibile in base alle diverse forme del pezzo e ai requisiti di lavorazione per creare rapidamente un'attrezzatura adatta a una specifica attività di lavorazione. Ad esempio, quando si lavora un pezzo di forma irregolare, è possibile selezionare piastre di base, elementi di supporto, elementi di posizionamento, elementi di serraggio, ecc. appropriati dalla libreria di elementi delle attrezzature modulari e assemblarli in un'attrezzatura secondo un layout specifico. I vantaggi delle attrezzature modulari sono l'elevata flessibilità e la riutilizzabilità, che possono ridurre i costi di produzione e il ciclo di produzione delle attrezzature, e sono particolarmente adatte per prove di nuovi prodotti e produzioni in piccoli lotti.

 

3. Apparecchiature speciali
Le attrezzature speciali sono progettate e realizzate specificamente per una o più lavorazioni simili. Possono essere personalizzate in base alla forma, alle dimensioni e ai requisiti specifici del processo di lavorazione del pezzo, per massimizzare la garanzia di precisione ed efficienza. Ad esempio, nella lavorazione dei blocchi motore per automobili, a causa della struttura complessa e degli elevati requisiti di precisione dei blocchi, le attrezzature speciali vengono solitamente progettate per garantire la precisione di lavorazione di vari fori cilindrici, piani e altri componenti. Gli svantaggi delle attrezzature speciali sono gli elevati costi di produzione e il lungo ciclo di progettazione, e sono generalmente adatte alla produzione di grandi lotti.

 

4. Apparecchi regolabili
Gli attrezzi regolabili sono una combinazione di attrezzi modulari e attrezzi speciali. Non solo offrono la flessibilità degli attrezzi modulari, ma possono anche garantire una certa precisione di lavorazione. Gli attrezzi regolabili possono adattarsi alla lavorazione di pezzi di dimensioni diverse o di forma simile, regolando la posizione di alcuni elementi o sostituendo determinate parti. Ad esempio, quando si lavora una serie di componenti simili ad alberi con diametri diversi, è possibile utilizzare un attrezzo regolabile. Regolando la posizione e le dimensioni del dispositivo di serraggio, è possibile bloccare alberi di diametro diverso, migliorando l'universalità e il tasso di utilizzo dell'attrezzo.

 

5. Apparecchi multi-stazione
Le attrezzature multi-stazione possono supportare contemporaneamente più pezzi da lavorare. Questo tipo di attrezzatura può completare le stesse o diverse operazioni di lavorazione su più pezzi in un unico ciclo di fissaggio e lavorazione, migliorando notevolmente l'efficienza di lavorazione. Ad esempio, durante la lavorazione di forature e maschiature di piccoli pezzi, un'attrezzatura multi-stazione può supportare contemporaneamente più pezzi. In un unico ciclo di lavoro, le operazioni di foratura e maschiatura di ciascun pezzo vengono completate a turno, riducendo i tempi morti della macchina utensile e migliorando l'efficienza produttiva.

 

6. Calendario dei gironi
Le attrezzature di gruppo sono specificamente utilizzate per bloccare pezzi con forme simili, dimensioni simili e metodi di posizionamento, serraggio e lavorazione identici o simili. Si basano sul principio della tecnologia di gruppo, raggruppando pezzi con caratteristiche simili in un unico gruppo, progettando una struttura generale dell'attrezzatura e adattandosi alla lavorazione di diversi pezzi nel gruppo regolando o sostituendo alcuni elementi. Ad esempio, quando si lavora una serie di ingranaggi grezzi con specifiche diverse, l'attrezzatura di gruppo può regolare la posizione e gli elementi di serraggio in base alle variazioni di apertura, diametro esterno, ecc. degli ingranaggi grezzi per ottenere il bloccaggio e la lavorazione di diversi ingranaggi grezzi, migliorando l'adattabilità e l'efficienza produttiva dell'attrezzatura.

 

(C) Principi di selezione delle attrezzature nei centri di lavorazione

 

1. Con la premessa di garantire la precisione della lavorazione e l'efficienza della produzione, si dovrebbero preferire le attrezzature generali
Le attrezzature generiche sono da preferire per la loro ampia applicabilità e il basso costo, quando è possibile soddisfare la precisione di lavorazione e l'efficienza produttiva. Ad esempio, per alcune semplici lavorazioni di pezzi singoli o di piccoli lotti, l'utilizzo di attrezzature generiche come le morse può completare rapidamente il fissaggio e la lavorazione del pezzo senza la necessità di progettare e realizzare attrezzature complesse.

 

2. Quando si lavora in lotti, si possono prendere in considerazione semplici attrezzature speciali
Quando si lavora in lotti, per migliorare l'efficienza e garantire la costanza della precisione di lavorazione, è possibile prendere in considerazione semplici attrezzature speciali. Sebbene queste attrezzature siano speciali, la loro struttura è relativamente semplice e i costi di produzione non saranno eccessivi. Ad esempio, quando si lavora in lotti un pezzo dalla forma specifica, è possibile progettare una piastra di posizionamento e un dispositivo di serraggio speciali per trattenere il pezzo in modo rapido e preciso, migliorando l'efficienza produttiva e garantendo la precisione della lavorazione.

 

3. Quando si lavora in grandi lotti, si possono prendere in considerazione dispositivi multi-stazione e dispositivi pneumatici, idraulici e altri dispositivi speciali ad alta efficienza
Nella produzione di grandi lotti, l'efficienza produttiva è un fattore chiave. Le attrezzature multi-stazione possono lavorare simultaneamente più pezzi, migliorando significativamente l'efficienza produttiva. Attrezzature pneumatiche, idrauliche e altre attrezzature speciali possono fornire forze di serraggio stabili e relativamente elevate, garantendo la stabilità del pezzo durante il processo di lavorazione, e le azioni di serraggio e allentamento sono rapide, migliorando ulteriormente l'efficienza produttiva. Ad esempio, nelle linee di produzione di grandi lotti di componenti automobilistici, le attrezzature multi-stazione e le attrezzature idrauliche vengono spesso utilizzate per migliorare l'efficienza produttiva e la qualità della lavorazione.

 

4. Quando si adotta la tecnologia di gruppo, è necessario utilizzare le partite di gruppo
Adottando la tecnologia di gruppo per la lavorazione di pezzi con forme e dimensioni simili, le attrezzature di gruppo possono sfruttare appieno i loro vantaggi, riducendo le tipologie di attrezzature e il carico di lavoro di progettazione e produzione. Regolando opportunamente le attrezzature di gruppo, queste possono adattarsi ai requisiti di lavorazione di pezzi diversi, migliorando la flessibilità e l'efficienza della produzione. Ad esempio, nelle aziende di produzione meccanica, quando si lavora lo stesso tipo di componenti simili ad alberi ma con specifiche diverse, l'utilizzo di attrezzature di gruppo può ridurre i costi di produzione e migliorare la praticità della gestione della produzione.

 

(D) Posizione di fissaggio ottimale del pezzo sul tavolo di lavoro della macchina utensile
La posizione di fissaggio del pezzo deve garantire che si trovi all'interno dell'intervallo di lavorazione di ciascun asse della macchina utensile, evitando che l'utensile da taglio non possa raggiungere l'area di lavorazione o entri in collisione con i componenti della macchina utensile a causa di una posizione di fissaggio non corretta. Allo stesso tempo, la lunghezza dell'utensile da taglio deve essere la più corta possibile per migliorarne la rigidità di lavorazione. Ad esempio, quando si lavora un pezzo piatto di grandi dimensioni, se il pezzo è fissato al bordo del tavolo di lavoro della macchina utensile, l'utensile da taglio potrebbe estendersi eccessivamente durante la lavorazione di alcune parti, riducendone la rigidità, causando facilmente vibrazioni e deformazioni e compromettendo la precisione di lavorazione e la qualità superficiale. Pertanto, in base alla forma, alle dimensioni e ai requisiti del processo di lavorazione del pezzo, la posizione di fissaggio deve essere scelta in modo ragionevole in modo che l'utensile da taglio possa essere nelle migliori condizioni operative durante il processo di lavorazione, migliorandone la qualità e l'efficienza.

 

IV. Conclusion
La scelta razionale del riferimento di posizione di lavorazione e la corretta determinazione delle attrezzature nei centri di lavoro sono elementi chiave per garantire la precisione di lavorazione e migliorare l'efficienza produttiva. Nel processo di lavorazione vero e proprio, è necessario comprendere e seguire attentamente i requisiti e i principi del riferimento di posizione, selezionare le tipologie di attrezzature appropriate in base alle caratteristiche e ai requisiti di lavorazione del pezzo e determinare lo schema di attrezzature ottimale in base ai principi di selezione delle attrezzature. Allo stesso tempo, è necessario prestare attenzione all'ottimizzazione della posizione di fissaggio del pezzo sul tavolo della macchina utensile per sfruttare appieno i vantaggi di alta precisione ed elevata efficienza del centro di lavoro, ottenendo una produzione di alta qualità, a basso costo e altamente flessibile nella lavorazione meccanica, soddisfacendo le esigenze sempre più diversificate dell'industria manifatturiera moderna e promuovendo il continuo sviluppo e progresso della tecnologia di lavorazione meccanica.

 

Attraverso una ricerca approfondita e un'applicazione ottimizzata dei riferimenti di posizione e delle attrezzature di lavorazione nei centri di lavoro, la competitività delle imprese di produzione meccanica può essere efficacemente migliorata. Garantire la qualità del prodotto significa migliorare l'efficienza produttiva, ridurre i costi di produzione e creare maggiori benefici economici e sociali per le imprese. Nel futuro campo della lavorazione meccanica, con la continua evoluzione di nuove tecnologie e nuovi materiali, anche i riferimenti di posizione e le attrezzature di lavorazione nei centri di lavoro continueranno a innovarsi e svilupparsi per adattarsi a requisiti di lavorazione più complessi e di alta precisione.