erowa零点定位夹具在未来制造行业的使用均势

数字化制造技术 已经成为现代飞机结构零件制造 的主要 手段 ，数 字化 加 工技 术 在 飞 机 结 构零 件 制 造 加 工中的应用十分广泛，随着 CAD／CAM在航空新产 品 研制的大量应用 ，约有 80％以上 的零部件实现了数控 加工 。而在数控加工 中程序调整 、工装夹具准备 、刀具 准备 、工件检测等 占用的时间较多 ，加工效率偏低。据 统计 ，机床主轴运转 占用的时间与其他活动 占用 的时 间 比例仅 为 40％ ，机床 有 效 切 削 时 间 比例 仅 为 30％ 。 故提升数控机床生产效率的关键在于创造更多的机床 切削加工时间，即缩短机 床的各类辅助时间。有 效缩 短各类辅助工序时间，或者将辅助工序 内容转移到机 床 的切 削加工 操作 线外 完成 已成 为提 升数 控加工 效 能 的有 效 措施 。 同时，随着公 司的快速发展 ，近年来公司也在逐 步要求走入按需 生产模 式 。这给各 工件单 位 ，特 别 是 项 目繁 多 的飞 机 精 密 小 件 生 产 单 位 带 来 更 大 的 生 产加工与管理难 度。首先 ，飞机 精密小 件具 有工件 加 工 节 奏快 、有效 加 工 时 间短 、工 件 换 产 及 换 装 频 繁 的典型特点 。而T件换 产 、换装 时间长 ，换装 时问约 占机床加工 时间的 10％ ，甚 至更高 ；工件换 产 ，平 均 一 次工件首件生产准备周期大 于 2．5h。其次 ，生产 现场工件工装调 整过程 的 自动化 水平 低 ，更换机 床 夹具 时，通常是靠人工完 成 ，人工调整和装 夹过 程复 杂 、费时 ，严重影 响了机床 的有效加工 时间和加工质 量 的一 致 性 。 1 传统的数控加工生产流程 目前 专 业 厂 数 控 加 工 的工 件 装 夹 方 式 ，均 是 采 用虎 钳 、压 板 、专 用 工 装 、自制 工 装 或 拼 装 夹 具 装 夹 。传统的数控加工工件换产流程 ：机床停机一 拆卸 旧工装(**工装 、垫板 、虎钳)一 准备垫板或虎钳 (安装 、找正 )一垫板 ，根据 工艺要求在 垫板空隙位 置钻压 紧螺纹孔一按工艺要求装夹工件一机、运行调整 ，具体 流程 见 图 1所 示 。 臣 匠 叵 叵 [>E I 换产时间．s～n 】 图1 数控加工工件换产流程 传统 的数控加工工件工序 内装夹流程 ：机床停机 一松开压板或虎钳 ，取下 已加工好 的工件一重新装夹 工件毛坯 ，压板压紧或虎钳夹紧一关机床门开机加工 工件 ，具体流程见图 2所示 。 l停机 l I清洁 I[l测量 l I加工 l安装 ]I拆卸 I [I二换装时间5～二8min l 图2 工序 内的数 控加工 零件换装 流程 通过对数控加工生产流程的分析知 ，工件加工前 ， 操作者需要停机实施生产准备 ，在机床工作 台面上完 成定位 、装夹、调试 、找正等操作 ，带来数控机床停工 ， 停工时间取决于生产准备工作量及效率 。在设备停工 状态下 ，工序内部生产准备时间较长 ，首件加工准备包 括清理工作台、安装工装(或 自制工装 )、找正原点 、装 夹工件 、对刀 、复查调试程序等 ，准备时间较长可达4h 甚至更长 ，较短 1．5h，平均约 3h。从 分析 中可 以看 出，定位 、装夹、调试时间、工件换产准备等时间是影响 机床停产时间的主要 因素 ，缩短数控工序内部机床停 机时间可有效提高数控加工效率。 2 应用零点定位 系统的高效换装 航空系统工件尺寸小 、结构复杂 ，往往一个工件需 要在多种类型机床上加工 ，加工 的节奏快 ，工件换产 、 换装频繁。随着本单位工件加工方式由普通常规加工 方式 向数控加工方式转化速度的加快以及公司新机型 研制速度 的加快 ，致使专业厂 的数控加工效 能很 大程 度上决定着专业厂的生产任务交付完成率。为缩短各 类辅助工序时间，提高数控加工效能，我们研究探索各 ； ul0等年帚ll朋 种方法 ，如何能有效地将在机床工作台上 的装夹操作 转移 到工作 台外 ，同时保证整体 装夹方便 以及精 度 可靠 。为解决这一问题 ，我单位投资采购 了快速装夹零 点定位系统 ，一次性完成定位和装夹 ，仅需约 3min的 时间便可实现换装 、换产。该设备关键在于能保证工 作台外工件装夹后 的位置精度关系能完整地转移到机 床工作台上 ，有效转移机床切削加工中装 夹时间，同 时能确保工装 的固定和拆卸操作快捷 、工件加工过程 中装夹可靠 、工装的维护简单以及成本性价 比高，适用 于各类数控机床。 2．1 零 点定 位 系统组成 包括 ：一套通用零点定位系统基座(图 3)，一个小 型液压泵 (图 4)，以及用于连接工件 与零点工装基座 的过 渡板 (图 5)。 图3 零点定位系统 羹图4 液压泵 _图5 装有定位接头 基座 的过渡板 2．2 工 作原理 如 图 6所示 ，将具 有夹具 标 准接 口的零 点定位 系统精确地安装到 机床 的工作 台上 ，定位 系统 中的 每个定位器的位置 相对机 床来说 都是确 定 的，在安 装夹具 、工件 ，或者 编 写加 工程 序 进行 数 控加 工 时 可 以将任何一个定 位器作 为基准 点 ，这也 就是所谓 的“零 点 ”，这 些 “零 点 ”不 会 因为 更 换 工 装 夹 具 或 者 更换工件而改 变。“零 点 ”布局 如 图 7所示 。然后 依据基于坐标系 的空间平 移原理 ，无 需进行 精度 找 正和工件夹紧 ，安装完 毕后机 床可 以立刻进 行正 常 机械加工 ，省 去 了传 统方 法 的调 试校 正 步骤 ，从 而 实现工作台外工件装夹后 的位 置精度关 系能完整地 转移到工作 台上 ，达 到工 件 加工 时 的精 确定 位 、快 速 换 装 。 根据零点定位系统的工作原理可知 ，将零点定位 系统 固定在机床工作 台上 ，通过夹具 托盘将 工件 (或 **夹具 )与零点定位系统连接 ，实现快速换装 ，而工 件的装夹压紧工作在机外便可完成 ，见图 8所示 。其 中托盘的数量可以根据实际情况来定 ，而对一些可以 直接 加工 工艺 螺纹 孔 的工件 ，则 不需 要 制 造 额 外 的托 盘 ，直接将零点定位系统接头安装到工件上 ，然后与零 点定位系统连接。