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基于球锁快换系统典型零件模块化装夹方案

近几年,某航天制造企业的产品呈现出品种繁多、批量小及交付周期短的情况,这种生产特点导致企业面临一些生产上的难点,比如,装夹工件、更换工装夹具等过程的辅助时间往往超过工件实际切削时间,而在此过程中,数控机床要停止加工,等待工装准备完成后才能继续加工,导致设备的利用率严重降低,进而影响了加工效率,与企业精益生产的理念相违背。为了缩短工装夹具更换造成的大量停机时间,提升设备利用率及加工效率,提出了基于球锁快换系统的模块化装夹方案。

国内运用小型焚烧炉处理乡村生活垃圾尚处于探索阶段,小型焚烧炉主要包括直接焚烧、气化焚烧和热解耦合焚烧3种技术路线,其中热解耦合焚烧污染排放的原始浓度最低、灰渣重金属的浸出值最小,可以解决飞灰的出路问题,是有前途的一种技术,但也需要配套烟气洗涤、飞灰收集和NOx还原设备方能满足日益严格的排放标准。小型焚烧炉潜在环境风险主要集中在烟气达标排放和飞灰安全处置方面,应该作为政府监管的重点。

1.球锁快换系统组成

球锁快换装夹系统组成如图1所示。将镶有接收套的基础板固定在机床工作台上,通过定位球锁轴快速锁紧夹具板,夹具板上可以在离线状态下安装各种所需要加工的零部件。

头带固定法应用于口腔颌面外科的长时间手术较传统固定方法更能妥善的固定导管,增加患者术中和术后的安全性,一定程度上减少气管导管对头面部的压力,增加术野使手术医师顺利开展手术,有利于相关护理操作的进行,提高手术医师和患者的满意度。

2.球锁快换装夹系统特点

球锁快换装夹系统具有如下特点。

(1)快速:成套夹具更换只需1min。

(2)重复定位精度在±0.013mm以内。

图2为两类吸收式热泵AHP和AHT的基本示意图,图中发生器和吸收器分别为解吸和吸收发生场所,冷凝器和蒸发器为辅助被吸收剂完成从发生器到吸收器的循环(高压至低压)。发生器中的解吸为吸热过程,吸收器中的吸收过程为放热过程,吸收剂和被吸收剂组成的工质对较低的沸点(常压下低于水沸点)使得AHP和AHT能够对低温余热进行回收利用。从直观上可以看出,由于两者的发生器/冷凝器、吸收器/蒸发器分别处于泵的入口侧和出口侧,故AHP中的发生器和冷凝器操作压力高于蒸发器和吸收器而AHT则反之。因而使得发生器在AHP中比在AHT中操作温度更高,吸收器在AHT中比在AHP中操作温度更高。

(3)可靠:整套球锁系统夹紧力最大可达3.6×105N(因球锁大小而有所区别)。

(4)操作简单:工人无需特别培训即可操作。

氯霉素标准样品,甲醇(HPLC级色谱纯),乙腈、蒸馏水、乙酸乙酯、NaCl、MgSO4、NaOH、醋酸铵、磷酸氢二铵均为国产分析纯,蜂蜜(5种不同品牌)购自超市。

(5)维护简单:部件通用,互换性高。

(6)后续成本低廉:采用球锁系统后,仅需不断增配夹具板,每套夹具板只需安装2个球锁定位套即可加入使用。

3.典型零件传统装夹方案

图1 系统组成

1. 400mm×300mm夹具板 2. 400mm×250mm夹具板 3. 69405台虎钳4. 400mm×400mm夹具板 5. 1 000mm×400mm基础板

某圆形壁板类零件如图2所示,直径600mm,板厚15mm,深度公差为0.05mm,数控铣削时采用自制简易圆台工装,通过通用压板压紧,每次装夹都需调平和找正工件原点,装夹时间较长,在加工过程中经常发生干涉,也需多次调整装夹位置,导致工件加工周期长,加工效率低,加之该产品外形大,精度要求高,但加工过程中易变形,造成厚度尺寸不易保证,需多次停机测量,费时费力。

传统装夹方法及缺点如下:

(1)工装设计不合理,定位基准不确定。工装如图3所示,尺寸为φ660mm,板厚50mm,使用时将零件固定在圆台上,用螺钉压板进行定位。由于圆台工装未设置相应的定位装置,只是在圆台上表面划线标记,所以每更换一个批次,需要重新装夹时,工装在工作台的位置是不确定的,只能通过圆台工装上预留的阶台进行Y轴方向的粗定位,确保圆台工装Y向坐标和机床Y轴坐标方向平行,X方向无法确定。

在接受经阴道二维腔内超声检查后有10例对象被诊断为耻骨直肠肌损伤,而接受经阴道三维超声检查后显示有12例对象存在耻骨直肠肌损伤,相关数据对比后χ2为0.202,P=0.653>0.05,差异不存在统计学意义。与此同时,有20例对象出现了肛门括约肌损伤。

图 2

图3 传统工装

(2)工装定位调整时间长。由于每次工装定位在工作台上的位置都不同,所以如果需使工装圆台中心位置和编程零点重合,则要用百分表配合找正棒进行精准找正,确保二者基准重合,此操作过程消耗时间较长。

(3)圆台工装需多次修复。由于刀具或大或小都有圆角,刀具铣削深度要超过零件深度,因此在加工过程中会在圆台工装上铣削一定的深度,圆台上就会留下杂乱的铣刀痕迹,而该平面为零件的定位基准面,所以每一个批次加工完成后,都需要对圆台工装平面进行毛刺清理和修复平整,无法修整时工装需要定期进行报废更换。

4.模块化装夹方案

利用球锁快换系统的基础板定位功能,通过重新设计能和基础版匹配的定位工装,可实现工装和零件每个批次在装夹时,工件在机床上的位置是固定的,实现了零件的快速定位。

基于快换系统通用性、基准统一、工装底板统一、程序标准化和辅具标准化的原则,重新设计了方形的定位工装,如图4所示,并在对角线位置设计接受套,通过定位套、定位球锁轴和接受套将定位工装精确快速定位在基础板上,然后将被加工零件安装到位,实现了快速换型、定位和夹紧同时完成。

鉴于当下旅游消费主体更加注重精神消费与深度体验的情况,本研究认为山西黄河全域旅游建设应推进供给侧改革,立足市场需求和资源基础,设计富含地域特色的旅游产品,尤其是深度体验性产品。通过增设景点和体验项目来充分开发黄河这一天然廊道,促进黄河旅游由景点式观光旅游向多功能于一体的廊道全域旅游转变。

工装圆形位置处一端设计缺口位置,在加工完成后方便拆卸零件,如图5所示,同时,因为工装位置在工作时重复定位一致,可看出使用过的工装留下的筋条整齐平整,无毛刺,不影响零件的再次定位装夹,工装寿命有效延长。图6为工件装夹示意图,图7为工装定位安装示意图。

5.实施效果

首先,缩短了更换工装时消耗的时间,减少了重复定位的调整时间;其次,通过优化工装的设计,缩短了更换货物和倒压板时间;再次,采取两套定位系统,实现了零件机内切换向机外切换转变。

图4 新工装

图5 拆卸完加工零件的工装

图6 工件装夹示意

图7 定位安装示意

由于定位球锁定位精度高,不需要找正夹具,重复定位精度可达0.015mm,能快速完成夹具在基础板上的定位和夹紧,提高工作效率。同时,定位球锁轴运动时,通过推动滚珠运动和基础板中的接受套锥面贴合,锁紧夹具与基础板,完成快速装夹。球锁夹紧力为10kN,定位球锁轴扭矩为4N·m,满足了零件的装夹定位要求。

6.结语

该圆形壁板零件实现了快速换产且加工效率明显提升,设备的主轴负荷率达70%~75%,实现了10min之内快速切换,重复定位精度达0.015mm,减少了零件装夹占机时间和装夹找正时间,从而提高了数控机床的使用率和产品加工效率,降低了操作人员技能要求,具有较大的推广应用价值。

参考文献:

[1] 王爱玲.数控机床加工工艺[M].北京:机械工业出版社,2006.

[2] 徐宏海.数控铣床[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3] 陆剑中,孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社,1985.

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