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　　SCHUNK雄克：精密、高效、場(chǎng)效應(yīng)切削的保證 — 雄克六爪自由浮動(dòng)卡盤NCR

　　國際金屬加工網(wǎng)　2020年05月22日

　　先進(jìn)制造 ◇ 系列產(chǎn)品技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　高效、精密、場(chǎng)效應(yīng) — 此三個(gè)層面的明確要求是對(duì)現(xiàn)代切削技術(shù)的挑戰(zhàn)，與此同時(shí)亦是其發(fā)展?jié)摿λ凇Ｈ绻髽I(yè)想在競(jìng)爭(zhēng)中獲得制高點(diǎn)，須將這三要素綜合考慮。其中，鉆孔的滾輪技術(shù)作為整座制造系統(tǒng)的連接環(huán)節(jié)，起到承上啟下的關(guān)鍵作用。理想加工情況下，滾輪技術(shù)應(yīng)與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)最小化工藝遠(yuǎn)距天數(shù)、高轉(zhuǎn)速前提下的可靠滾輪、無形變錘打，保證最優(yōu)化的捷伊以及一次裝夾，多面加工（減少工藝步驟）等前提。

圖1：德國雄克(SCHUNK)六爪自由浮動(dòng)卡盤ROTA NCR是滾輪直徑約從165mm到1250mm的標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，最大可提供滾輪直徑約3000mm的六爪自由浮動(dòng)卡盤

　　德國雄克公司MENGEN工廠的卡盤專家推出標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品的六爪自由浮動(dòng)卡盤“ROTA NCR”（圖1）。不論小型或大型鉆孔、不論管狀馬蹄形件或重型的鑄鐵件 — 高性能的自由浮動(dòng)卡盤在大量應(yīng)用印證了其滾輪潛能（圖2）。

　　圖2：NCR六爪自由浮動(dòng)卡盤是驅(qū)動(dòng)力組件、馬蹄形管狀件以及形變脆弱的零件等滾輪解決方案的福音。亦可根據(jù)顧客市場(chǎng)需求在標(biāo)準(zhǔn)NCR卡盤實(shí)用性銅滑套、T型驅(qū)動(dòng)力槽等定制方案。

　　呂普縣件的均一制造尺寸及彭措林加工

六爪自由浮動(dòng)卡盤ROTA NCR由一個(gè)中心布置的卡盤噴嘴及三個(gè)沿圓周等分的內(nèi)部擺楔組成。每個(gè)擺楔又與兩個(gè)基爪相連。當(dāng)鉆孔捷伊后，與卡盤形成五個(gè)觸點(diǎn)，兩兩相對(duì)自由浮動(dòng)，其結(jié)果是作用在鉆孔上的錘打力指向卡盤中心。此種結(jié)構(gòu)與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)了呂普縣件最優(yōu)化的捷伊效用且無過定位。卡盤與自由浮動(dòng)爪之間的輕松匹配與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)了被加工鉆孔電燒和捷伊的最優(yōu)化化。錘打預(yù)車過的表面的精加工操作過程中，使用者能把擺楔調(diào)整到中央位置，進(jìn)而與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)五個(gè)卡爪的中心并行運(yùn)動(dòng)。

　　微量形變滾輪

自由浮動(dòng)六爪卡盤的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在其滾輪強(qiáng)度，即用較小的錘打力達(dá)至穩(wěn)定的光滑分配的滾輪效用，與此同時(shí)也保證了快速、安全及輕松的滾輪。例如，鍛造件或鑄鐵件沒有完全閉合，可通過自由浮動(dòng)卡盤來平衡其精度誤差；另外，鉆孔錘打后的形變量可急劇減小。相對(duì)于三爪卡盤，換用六爪自由浮動(dòng)卡盤，被加工鉆孔的電燒可提升8~9倍 — 特別適合于管狀件的高精度的加工市場(chǎng)需求（圖3）。

　　圖3：相同滾輪力前提下三爪卡盤與六爪自由浮動(dòng)卡盤的鉆孔形變對(duì)比（壁厚6mm）。(a)三爪的有效滾輪，獅屬靜電力32000N，最大形變量1.36mm；(b)六爪的有效滾輪，獅屬靜電力15000N，最大形變量0.032mm.

　　制動(dòng)器內(nèi)外圈的切削加工中，換用六爪自由浮動(dòng)卡盤滾輪更顯示了突出的優(yōu)勢(shì)。例如加工50毫米厚的制動(dòng)器圈，直徑約1米，材料為ST52(Q345,16MnST52-3)，粒度明確要求為920+0.025mm，電燒明確要求為0.02mm，換用六爪自由浮動(dòng)卡盤預(yù)期的錘打力則能達(dá)至20KN，其絕對(duì)能與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全可靠的滾輪。

　　工藝準(zhǔn)備天數(shù)的節(jié)約

代替費(fèi)時(shí)的卡爪更換和科紫麻卡盤設(shè)計(jì)，六爪自由浮動(dòng)卡盤的卡爪作為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用性換用。因無須齒盤傳遞捷伊，所以整座滾輪操作過程能完全簡(jiǎn)單、快速及精準(zhǔn)地執(zhí)行，使鉆孔在最短的天數(shù)內(nèi)捷伊。這樣的設(shè)計(jì)符合切削加工的挑戰(zhàn)性市場(chǎng)需求，減少了遠(yuǎn)距工藝生產(chǎn)成本，提高了滾輪的安全性 —真正的好處是保持了更短的加工節(jié)拍。

　　工藝準(zhǔn)備天數(shù)節(jié)約的意義又在于：工藝步驟的簡(jiǎn)化從而與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的制造精度。使用者的生產(chǎn)報(bào)告中提到“切削制動(dòng)器圈，是否能僅換用NCR精車即可達(dá)至設(shè)計(jì)的粒度明確要求”，以前必須附加費(fèi)時(shí)的精磨成品才能滿足，如果整座切削成品保留，那么由于NCR更高的精度，保證了精加工中的切削穩(wěn)定度的光滑減小，這也意味著切削天數(shù)和生產(chǎn)成本的減少。

　　密閉型卡盤縮短保護(hù)間隔

對(duì)于干切削加工，比如剎車盤的加工中，能換用ROTA NCR-A密閉型卡盤。位于卡爪接口和噴嘴上的特殊密閉件可避免密閉六爪擺動(dòng)補(bǔ)償卡盤ROTA NCR-A的基礎(chǔ)油被沖刷掉，并避免滾輪力逐漸喪失。即便是在滾輪力很低的情況下，仍可保證卡盤具有精確功能。與此同時(shí)，密閉件還可保證避免碎屑或污物進(jìn)入卡盤體。這能提高操作過程可靠性和縮短保護(hù)間隔天數(shù)，這樣一來，車床卡盤無須像以往一樣頻繁地潤(rùn)滑或清潔。

　　圖4：密閉型SCHUNK ROTA NCR-A與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)形變脆弱組件的輕柔精確滾輪。由于卡盤具有極低高度，因而在機(jī)床上留有足夠大的空間用于鉆孔和機(jī)加工操作過程。

　　交互式模擬開發(fā)了隱含的發(fā)展?jié)摿?/p>

借助于交互式模擬技術(shù)（有限元方法，F(xiàn)EM）我們能對(duì)顧客復(fù)雜的夾持市場(chǎng)需求進(jìn)行預(yù)估，并評(píng)價(jià)鉆孔加工操作過程中的滾輪狀態(tài)及受力情況。基于模擬方法，雄克設(shè)計(jì)人員能獲得滾輪設(shè)備、卡爪形式、滾輪高度、錘打力以及轉(zhuǎn)速的最佳匹配參數(shù)。該方法在復(fù)雜的零件幾何形狀和高精度市場(chǎng)需求方面展示了廣泛的應(yīng)用前景（例如制動(dòng)器、齒輪、渦輪殼體、缸蓋或剎車片等）。

圖5中顯示了換用交互式模擬技術(shù)分析泵驅(qū)動(dòng)力桿的滾輪及加工情況，此驅(qū)動(dòng)力桿此前換用三個(gè)成品加工，若換用NCR滾輪僅需兩道成品即可完成。盡管如此，錘打后的電燒誤差也會(huì)滿足明確要求?218f7（粒度0.048mm）。首先切削到0.054mm（在粒度范圍外），在第二次模擬中，提高轉(zhuǎn)速并匹配切削參數(shù) — 結(jié)果滿足加工明確要求。通過交互式模擬和六爪自由浮動(dòng)卡盤的有效匹配能為使用者帶來巨大的生產(chǎn)成本節(jié)約空間。

　　圖5：換用有限元模擬，被加工鉆孔（鋁制馬蹄形件）滾輪后的形變量能被精確估算并保證方案的可靠執(zhí)行。

　　考慮遠(yuǎn)距因素

　　交互式模擬對(duì)于卡盤的連續(xù)保護(hù)的意義同樣顯而易見。連續(xù)生產(chǎn)中滾輪設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生極大的負(fù)面影響，系統(tǒng)性的保護(hù)能避免卡盤隱含的錘打力不足等問題，并提高回轉(zhuǎn)精度以及避免突然的卡盤故障。

　　為減少保護(hù)生產(chǎn)成本，NCR卡盤的組件已系列產(chǎn)品化并換用集中潤(rùn)滑。將定期的、小劑量的、光滑的卡盤體內(nèi)的潤(rùn)滑分配方式引入到NCR設(shè)計(jì)中，因此NCR卡盤無須人工保護(hù)也能一直保持最佳的工作狀態(tài)。

此外，雄克中國的技術(shù)支持和操作培訓(xùn)人員根據(jù)自由浮動(dòng)卡盤的性能優(yōu)化了潤(rùn)滑材質(zhì)，對(duì)卡盤的日常潤(rùn)滑及保護(hù)出具了有效建議。根據(jù)顧客市場(chǎng)需求，我們還為非雄克的夾具設(shè)備提供專業(yè)的保養(yǎng)服務(wù)，防患于未然，保證顧客整體設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

　　提升使用者競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

　　考慮到日益增加的天數(shù)及生產(chǎn)成本壓力，對(duì)通用型精密卡盤如NCR自由浮動(dòng)卡盤進(jìn)行持續(xù)的保養(yǎng)維修服務(wù)，并借助于現(xiàn)代模擬方法進(jìn)行的持續(xù)保護(hù)將是行之有效的舉措。通盤考慮夾具的場(chǎng)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)性及與之相關(guān)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展?jié)摿Γ瑢⑻嵘髽I(yè)未來的制造能力，使最終產(chǎn)品更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　（SCHUNK雄克 麻曉杰）

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