Oprzyrządowanie technologiczne (w tym system Zero-Clamp, a szczególnie uchwyty obróbkowe mają duży wpływ na jakościowe efekty obróbki (geometryczna dokładność obróbki, stan warstwy wierzchniej, w tym chropowatość powierzchni obrobionej). Zadaniem uchwytów obróbkowych to właściwe ustalenie i zamocowanie przedmiotu obrabianego w ramach UOPN (Układ Obrabiarka Przedmiot Narzędzie) w celu uzyskania żądanych efektów jakościowych.
W ramach optymalizacji procesów technologicznych (kryterium nadrzędne: koszty) rolą oprzyrządowania technologicznego jest udział w minimalizowaniu czasów pomocniczych (tp w ramach normy czasów technologicznych). Celem jest jak najkrótsza obsługa przedmiotu obrabianego oraz minimalizowanie czasów przezbrajania obrabiarki.
Szacunkowo od 10% do 20% całkowitych kosztów środków produkcji stanowi oprzyrządowanie technologiczne. Uchwyty obróbkowe nieprawidłowo zaprojektowane i wykonane stanowią źródło aż 40% wszystkich wybrakowanych przedmiotów obrabianych.
Systemy mocowania Zero-Clamp stanowią innowacyjny system bazująco-mocujący. Istnieje wiele wariantów konstrukcyjnych różnych producentów, w tym również OFFICINE BERETTA S.R.L. (ilustracja 1 i 2).
Ilustracja 1. Wieża systemu Zero-Clamp – OFFICINE BERETTA S.R.L.
Ustalenie przedmiotu, czyli zetknięcie jego powierzchni bazowych z elementami oporowymi oprzyrządowania technologicznego nazywa się ustawieniem przedmiotu w przyrządzie. Zamocowanie to przyłożenie siły do wybranych powierzchni przedmiotu obrabianego w celu zapewnienia skuteczności ustalenia. Zamocowanie przeciwdziała także niepożądanej zmianie pozycji przedmiotu w wyniku oddziaływania głównie sił skrawania.
Sposoby wykorzystania systemu Zero-Clamp:
- bezpośredni montaż na stole roboczym obrabiarki (stół z rowkami teowymi);
- montaż na palecie w ramach systemu paletyzacji;
Tym samym system Zero-Clamp umożliwia wszechstronne zastosowanie i możliwość wielu konfiguracji ustalanego i mocowane oprzyrządowania technologicznego.
Przedmioty obrabiane ze względu na swoje zróżnicowanie nie są ustalane bezpośrednio w systemie Zero-Clamp, lecz w oprzyrządowaniu które wykorzystuje system bazująco-mocujący. Do oprzyrządowania należą imadła maszynowe, stoły magnetyczne, uchwyty składane oraz uchwyty specjalizowane i specjalne.
Działanie systemu Zero-Clamp
Ilustracja 2. Przykład pojedynczego gniazda systemu Zero-Clamp wykorzystującego ciecz hydrauliczną do mocowania przedmiotu.
Ilustracja 3. Animacja przedstawiająca działanie systemu bazująco-mozującego Zero-Clamp
Ilustracja 3 przedstawia zasadę ustalenia i zamocowania w systemie bazująco-mocującym. Ustalanie oprzyrządowania w systemie Zero-Clamp następuje na powierzchniach bazowych, w tym w otworze. Ilustracja 3 przedstawia animację działania przedstawianego systemu.
Wprowadzony w otwór trzpień jest centrowany ostatecznie oraz mocowany (dociągany) przez kulki rozłożone na obwodzie (blokowanie mechaniczne). Kulki znajdują się w pierścieniu, który współpracuje z układem hydraulicznym. W zależności od jego położenia realizowane jest dociągnięcie kulek do trzpienia lub odsunięcie kulek w celu zmiany oprzyrządowania w systemie. W wyniku oddziaływania ciśnienia w układzie hydraulicznym kulki realizują zarówno zadanie centrowania jaki mocowania. W przypadku systemu bazująco-mocującego firmy OFFICINE BERETTA S.R.L. stosowane są sprężyny i układ hydrauliczny.
W ofercie firmy OFFICINE BERETTA S.R.L., (dystrybutor w Polsce: S.T.M. Systemy i Technologie Mechaniczne Sp. z o.o.) znajdują się różne produkty:
płyty z 1; 2; 4 oraz 6 gniazdami systemu (ilustracja 4);
wieże o przekroju prostokątnym wyposażone w 12 oraz 18 gniazd;
wieżę o przekroju sześciokąta z 18 gniazdami (ilustracja 1).
Ilustracja 4. Przykład pojedynczego gniazda systemu Zero-Clamp.
Podsumowanie
Głównymi zaletami stosowania systemu Zero-Clamp są:
krótki czas przezbrajania (w niektórych przypadkach zredukowano czas pomocniczy o 90%);
dokładność powtarzalności pozycjonowania H6;
Modułowy charakter konstrukcji systemu Zero-Clamp umożliwia jego wykorzystanie przy nawet istotnie zróżnicowanych operacjach technologicznych. Ma to ogromne znaczenie przy obecnym dominującym charakterze produkcji – produkcja jednostkowa i małoseryjna.
Źródła
- Puff T., Technologia budowy maszyn, PWN 1985
- Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
- Feld M., Uchwyty obróbkowe, WNT 2002
- Potrykus J., Poradnik mechanika, REA 2009
- Niesłony P., Löschner P., Jarosz K., Nowoczesne rozwiązania oprzyrządowań technologicznych dla frezarek CNC, STAL. Metale. Nowe technologie Nr 9-10/2017
- Materiały informacyjne firmy OFFICINE BERETTA S.R.L.