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都把該類產品作為主要品類之一。而針對其加工生產,目前卻主要以沖壓加工為主。這種方式需首先進行起版和制作模具,然后通過沖壓設備進行沖裁和落料,加工工藝鏈較長,導致交貨期長,成本不易控制,往往受批量大小影響較大。
近年來CNC雕銑加工技術逐步在珠寶首飾行業內進行推廣,加工精度和效率雖然有所提升,但是針對吊牌類產品的加工,其裝夾方式還停留在傳統的粘結方法,上下料比較費時, 同時勞動強度也較大,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,筆者嘗試在該領域引入負壓夾具裝夾方式,從系統原理、結構設計、應用案例等方面進行探索研究和具體實踐。
一、負壓夾具系統原理
負壓夾具的工作原理是:在負壓
的作用下,工件的兩個面上形成壓差,使工件產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的負壓(工作真空度)和吸附面積決定。 負壓夾具一般由真空發生器或真空泵、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。根據需要,使用者還可以選用真空開關、抽吸過濾器、節流閥和消音器等輔助器件。負壓夾具系統原理如圖1 所示。
二、負壓夾具結構設計
1. 負壓夾具方案
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,不宜在毛坯上設置額外的裝卡位。針對吊牌首飾加工工藝特點,結合負壓夾具系統原理,負壓夾具結構設計需滿足如下技術要求:
(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,產生負壓,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,設計相對真空即產生負壓的面積盡量大,務必使負壓夾具力(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,用于確定吊牌在機床上的準確裝夾位置。
(4)夾具體需具有足夠的強度與剛度,重量輕,同時設計與機床工作臺相匹配的接口,并易于拆卸。
基于上述要求,設計了貴金屬吊牌的負壓夾具技術方案。該夾具是由夾具體、密封圈、氣路系統、T形槽螺母和螺釘等組成。夾具體為鋁合金結構件,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,進而與負壓系統相連接,使用時將腔體容積形成負壓狀態,從而實現負壓夾緊吊牌的功能。具體結構如圖2所示。
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宇匠數控專業生產:高速精密 雕銑機、精雕機、石墨機、鉆攻中心、加工中心;
結束語
(1)貴金屬吊牌CNC雕銑加工用負壓夾具結構簡單、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品在雕刻和銑削過程中裝夾的難題,可以在實際的單機以及自動線中進行推廣應用。 □
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