貴金屬吊牌是比較普遍的珠寶首飾,絕大部分珠寶首飾加工企業(yè)都把該類產(chǎn)品作為主要品類之一。而針對其加工生產(chǎn),目前卻主要以沖壓加工為主。這種方式需首先進(jìn)行起版和制作模具,然后通過沖壓設(shè)備進(jìn)行沖裁和落料,加工工藝鏈較長,導(dǎo)致交貨期長,成本不易控制,往往受批量大小影響較大。
近年來CNC雕銑加工技術(shù)逐步在珠寶首飾行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣,加工精度和效率雖然有所提升,但是針對吊牌類產(chǎn)品的加工,其裝夾方式還停留在傳統(tǒng)的粘結(jié)方法,上下料比較費時, 同時勞動強(qiáng)度也較大,操作人員的技能水平和熟練程度成為制約因素。因此,為了提升貴金屬吊牌CNC加工效率和自動化水平,筆者嘗試在該領(lǐng)域引入負(fù)壓夾具裝夾方式,從系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)用案例等方面進(jìn)行探索研究和具體實踐。
一、負(fù)壓夾具系統(tǒng)原理
負(fù)壓夾具的工作原理是:在負(fù)壓
的作用下,工件的兩個面上形成壓差,使工件產(chǎn)生一個向著吸附盤方向的力,利用這個力和工件與吸附盤之間的靜摩擦力將工件牢固地夾持在吸附盤上。夾持力的大小由系統(tǒng)的負(fù)壓(工作真空度)和吸附面積決定。 負(fù)壓夾具一般由真空發(fā)生器或真空泵、真空供給閥、真空破壞閥、真空壓力表、吸附盤和連接管路組成。根據(jù)需要,使用者還可以選用真空開關(guān)、抽吸過濾器、節(jié)流閥和消音器等輔助器件。負(fù)壓夾具系統(tǒng)原理如圖1 所示。
二、負(fù)壓夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計
1. 負(fù)壓夾具方案
貴金屬吊牌類首飾周邊輪廓形狀各異、厚度薄,一般需要在其表面雕銑加工復(fù)雜圖案和周邊輪廓以及倒角,同時由于材料價值量大,材料去除量較小,不宜在毛坯上設(shè)置額外的裝卡位。針對吊牌首飾加工工藝特點,結(jié)合負(fù)壓夾具系統(tǒng)原理,負(fù)壓夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計需滿足如下技術(shù)要求:
(1)利用吊牌底面與夾具體平面接觸,通過在夾具體腔體上嵌入密封圈,使吊牌和夾具之間形成相對真空,產(chǎn)生負(fù)壓,將吊牌緊緊地壓在夾具體上。
(2)吊牌底面面積一定的情況下,設(shè)計相對真空即產(chǎn)生負(fù)壓的面積盡量大,務(wù)必使負(fù)壓夾具力(吊牌與夾具體之間的摩擦力)大于雕刻和銑削在水平方向的分力。
(3)吊牌表面上的加工圖案元素位置精度要求較高時,需要增加定位單元,用于確定吊牌在機(jī)床上的準(zhǔn)確裝夾位置。
(4)夾具體需具有足夠的強(qiáng)度與剛度,重量輕,同時設(shè)計與機(jī)床工作臺相匹配的接口,并易于拆卸。
基于上述要求,設(shè)計了貴金屬吊牌的負(fù)壓夾具技術(shù)方案。該夾具是由夾具體、密封圈、氣路系統(tǒng)、T形槽螺母和螺釘?shù)冉M成。夾具體為鋁合金結(jié)構(gòu)件,本體上加工有臺階面、密封件安裝溝槽和氣路孔,與吊牌組合可形成腔體容積,進(jìn)而與負(fù)壓系統(tǒng)相連接,使用時將腔體容積形成負(fù)壓狀態(tài),從而實現(xiàn)負(fù)壓夾緊吊牌的功能。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
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宇匠數(shù)控專業(yè)生產(chǎn):高速精密 雕銑機(jī)、精雕機(jī)、石墨機(jī)、鉆攻中心、加工中心;
結(jié)束語
(1)貴金屬吊牌CNC雕銑加工用負(fù)壓夾具結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠, 可以滿足該類件的裝夾, 操作方便,上下件快速,輔助時間大大減少,具有加工效率高以及可靠性高的特點。
(2)解決了貴金屬吊牌類產(chǎn)品在雕刻和銑削過程中裝夾的難題,可以在實際的單機(jī)以及自動線中進(jìn)行推廣應(yīng)用。 □
2021-09
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