+7(831)334-74-55

Зажим тонких заготовок без деформации для точной обработки

Для производства корпусов клапанов коробки передач легковых автомобилей, крупный немецкий автопроизводитель заказал производственную линию состоящую из 4 обрабатывающих центров у немецкого станкостроителя GROB Werke в Миндельхейме. Если применять в данном случае стандартные зажимные компоненты, то это бы деформировало заготовку; достаточно тонкая обработка в условиях небольших допусков была бы невозможной. Решением стали элементы с плавающим зажимом точно подогнанные под процесс.

"Обычный зажим на трех опорных точках и дополнительной перпендикулярной опоре к поверхности здесь не сработает, так как компоненты не имеют достаточной автоматической стабильности", говорит менеджер ROEMHELD по работе с ключевыми клиентами Dietmar Wahl, суммируя все факты на этапе разработки проекта. Заготовка уже будет серьезно деформирована только перпендикулярной опорой. Дополнительным решением было крепление тонких участков чувствительных к деформации при помощи элементов с плавающим зажимом. Стандартные зажимы с гибким позиционированием уже позволяли компенсировать небольшие смещения заготовки во время зажима, однако необходимой стабильности добиться все равно не удалось. "Именно поэтому мы разработали специальное решение для этого процесса."

На автоматической производственной линии, алюминиевые литники состоящие из корпуса клапана и удаляемого покрытия обрабатывались на 4 независимых машинах с разными производственными процессами. Корпус клапана состоит из множества каналов для контроля трансмисионного масла имеет длину 400 мм и толщину 21 мм; габариты покрытия 350 мм и 24 мм. Первые 3 машины убирают лишнее со всех сторон и сверлят в них дырки.

Заключительный шаг это 4 машина, которая производит финишную обработку поверхности корпуса на 4-координатном  одношпиндельном специальном обрабатывающем центре GROB G320 и твердым столом. Станок с его 20кВ приводом шпинделя и рабочим пространством в осях X/Y/Z 615/655/630 мм спроектирован для одновременной обработки 2 заготовок. В общем в год должно производиться около 480.000 таких корпусов.

 

 

Допуск 0.05 мм по всей длине заготовки

Мост автоматически загружается и выгружается в горизонтальной позиции. Для обработки он поворачивается на 90 градусов вертикально. Впоследствии, поверхность корпуса клапана обрабатываются  на 0.2 мм за 2 цикла - 0.17 мм за первый цикл и на 0.03 мм на заключительном этапе. Используется специальный фрезерный инструмент с диаметром 440 мм; Он обрабатывает оба этапа обработки приблизительно за минуту. Специальный встроенный сенсор для измерения отслеживает по специальным точкам точность обработки. 

"Допуск погрешности по всей длине заготовки составляет 0.05 мм; специальная плоскость поверхности 0.03 мм требуется на длине 100 мм", Sebastian Dichmann, проектировщик приспособлений совместно с GROB, описывает необходимые требования к точности изделий. Такие строгие допуски ставят перед нами сложную задачу. За базу взяли концепт зажима из предыдущего проекта. Этот концепт подстроили под новые компоненты благодаря 28 летнему инженеру механику и вместо "сырого" процесса был налажен "сухой".  

Плавающий зажим без деформаций

После двух недель работы, Dichmann завершил переработку старой конструкции 2014 года. Заготовка крепилась на 3 точки, каждая из которых была указана клиентом. В приспособлении использовались поворотные зажимы с раздвоенной головкой на конце штока. После поворота зажима, заготовка зажимается с необходимым зажимным усилием 2.25 кН на каждую точку.

Для надежного зажима без перекоса, используются еще 6 зажимов с гибким позиционированием - два на корпусе клапана и четыре сверху. Эти элементы представляют из себя небольшие зажимы с двумя мобильными направляющими, которые активируются гидравлическим соединением. Таким образом, заготовка зажимается словно плоскогубцами плавающим методом, независимо от его позиции в диапазоне зажима. 

"Зажимы с гибким позиционированием преимущественно используются как опоры, а также для зажима чувствительных тонкостенных заготовок без деформаций. Они адаптируются к оптимальной зажимной точке без деформирования заготовки. В то же время, они понижают эффект вибраций и поглощают все производственные нагрузки со всех сторон.", описывает систему Benjamin Nagel из отдела разработки оборудования. 

Тесное сотрудничество привело к успеху

"Даже несмотря на то, что оригинальная спецификация приспособления уже была утверждена, мы все равно использовали зажимы с гибким позиционированием и они значительно увеличили точность обработки", говорит Dichmann. При вводе в эксплуатацию старое приспособление показало, что необходимые допуски не всегда выполнялись, из доклада инженера: "Заготовка колебалась в вертикальном направлении вверх до 0.03 мм в местах зажима. Стабильность процесса обработки в соответствии с требованиями заказчика не была выполнена."

В тесном сотрудничестве, эксперты зажимных технологий из ROEMHELD и Sebastian Dichmann искали решение - и очень быстро его нашли, инженер рассказывает: "Зажим с гибким позиционированием со специальными направляющими должен исправить ситуацию." Этот зажимной элемент был произведен в Лаубахе за чрезвычайно короткий срок.

Испытанием для экспертов зажимных технологий было обеспечить заказчика оптимизированными направляющими с достаточно простой эксплуатацией и хорошей чувствительностью несмотря на снижение негативной реакции. В противном случае зажимные губки могли двигаться не одинаково, что могло привести к разности хода и скручиванию во время зажима. "Нам удалось устранить этот риск", объясняет Nagel. Для того, чтобы учесть все непредвиденные обстоятельства, инженеры ROEMHELD также рассмотрели зажимные губки клиента и выполнили расчеты, но не выявили никаких отклонений. На сегодняшний день эти зажимные элементы выполняют все поставленные перед ними задачи, "мы даже не имеем проблем со сколами благодаря сухой обработке", говорит менеджер по продукту Nagel.

Плоды тесного сотрудничества

Усилия инженеров привели к такому успеху: благодаря элементу с гибким позиционированием для GROB, деформация заготовок была снижена до 0.01 мм, что значительно ниже необходимых допусков. После успешной приемки заказчиком, все было готово к установке уже в конце 2014.

Dichmann нахваливает такое удачное сотрудничество с поставщиком: "Мы находились под сильным давлением и очень рады, что мы сработались так быстро. Новые зажимы с гибким позиционированием были очень быстро изготовлены и отправлены в наш адрес компанией ROEMHELD. Наше общение также было отличным и мы как и наш конечный заказчик были очень довольны по завершении." Один из крупных немецких автопроизводителей закал еще 2 производственных линий по производству корпусов и крышек клапанов с начала производства.

О ROEMHELD:

Компания Roemheld является одним из мировых лидеров в области разработки и производства быстродействующих, автоматизированных и экономичных систем и их элементов – сборочных, зажимных и приводных. Основными областями применения продукции компании являются машиностроение, автомобильная промышленность, авиация, сельское хозяйство и сектор медицинского оборудования. Наряду с этим компания предлагает широкий ассортимент элементов для изготовления, испытаний и обслуживания, крупногабаритных ветрогенераторных установок. Обширный спектр продукции включает в себя около 16 тыс. наименований. В 2014 г. оборот компании, насчитывающей 500 сотрудников, составил около 93 млн. евро. Включая все собственные торговые и сервисные подразделения, компания Roemheld представлена более чем в 50 странах мира. 

Вы всегда можете получить консультацию наших специалистов по телефону или заполнить форму обратной связи на сайте в разделе контакты.