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离散智能制造模式下柔性装夹关键技术研究

李瑞 王永鹏 南博儒 杨恒 李松涛

李瑞, 王永鹏, 南博儒, 杨恒, 李松涛. 离散智能制造模式下柔性装夹关键技术研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 28-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.005
引用本文: 李瑞, 王永鹏, 南博儒, 杨恒, 李松涛. 离散智能制造模式下柔性装夹关键技术研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (4): 28-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.005
LI Rui, WANG Yongpeng, NAN Boru, YANG Heng, LI Songtao. Research on key technologies of flexible clamping under discrete intelligent manufacturing mode[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 28-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.005
Citation: LI Rui, WANG Yongpeng, NAN Boru, YANG Heng, LI Songtao. Research on key technologies of flexible clamping under discrete intelligent manufacturing mode[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (4): 28-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.005

离散智能制造模式下柔性装夹关键技术研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.005
详细信息
    作者简介:

    李瑞,男,1986年生,高级工程师,研究方向为先进制造与智能制造关键技术研究。E-mail:allenlee7@163.com

    通讯作者:

    李瑞,男,1986年生,高级工程师,研究方向为先进制造与智能制造关键技术研究。E-mail:allenlee7@163.com

  • 中图分类号: TH16, TP23

Research on key technologies of flexible clamping under discrete intelligent manufacturing mode

  • 摘要: 随着离散制造业智能制造的发展,柔性化、精密化和模块化的装夹技术在自动化加工过程中就显得尤为重要。为实现多品种、小批量、变状态的混线生产的自动化、智能化的精密加工,文章描述了零点定位技术在离散智能制造模型下的使用场景,并重点从一面两销零点定位技术、锥自定心的零点定位技术,以及模块化装夹技术的原理、数学模型、误差分析、托盘的设计原则、装夹特点、受力分析和机外预调公差范围等方面进行了研究和分析,为离散智能制造模式下的精密自动化加工的装夹关键技术奠定了技术基础,并且对离散智能制造的推进具有一定的指导意义。

     

  • 图  1  不同零点快换结构示意图

    图  2  定位和锁紧结构原理示意图

    图  3  零点定位销的排列组合

    A是零点定位销;B是单向定位销;C是紧固定位销

    图  4  零点定位销的种类示意图

    图  5  一面两销定位方式的基准相对位置变化分析

    图  6  零误差理论定位点

    图  7  机床各个坐标系之间关系图

    图  8  零点定位系统误差模型图

    图  9  托盘的悬空尺寸示意图

    图  10  AC的关系

    图  11  BC的关系

    图  12  零点定位系统轴向切削受力模型

    图  13  锥配合模块化零点定位快换模型

    图  14  模块化的芯轴和夹头

    图  15  锥自定心定位原理的零点定位快换夹具的装夹结构示意图

    图  16  夹头直径与工件直径的大小对装夹的影响

    图  17  芯轴直径与工件直径的大小对装夹的影响

    图  18  三爪和轴类模块化零点快换装夹示意图

    图  19  三爪和轴类模块化快换夹头外夹受力分析

    图  20  三爪与轴类模块化快换芯轴内撑受力分析

    图  21  三爪装夹与轴类零点定位技术的加持力对转速的影响

    图  22  零点定位技术的应用模型及场景

    图  23  零点定位技术的自动化装夹

    表  1  夹头选择推荐表

    零件尺寸范围d/mm夹头耐受力范围/mm
    4~42±0.3
    42~80±0.5
    80以上±1.0
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    表  2  芯轴选择推荐表

    零件尺寸范围D/mm芯轴耐受力范围/mm
    4~42±0.3
    42~80±0.5
    80以上±1.0
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    表  3  三爪与夹头/芯轴装夹的受力变形分析

    外夹受力内撑受力
    装夹
    方式
    最大变形量
    /mm
    夹持力
    /kN
    装夹
    方式
    最大变形量
    /mm
    夹持力
    /kN
    三爪0.01586三爪0.01466
    夹头0.00219.1芯轴0.004819.1
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    表  4  工件加工精度与装夹预调方式的关系

    工件加工精度F装夹预调方式
    F≥3a机外装夹
    3aF≥3(c+b机外装夹、预调
    3(c+b)>F≥3b机外装夹、机内找正
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    表  5  精度名称及表示字母

    精度名称表示字母
    使用零点定位总精度a=b+c+d
    机床精度b
    零点定位精度c
    夹具(零点装夹)精度d
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  • 收稿日期:  2022-12-06

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