Краткая характеристика систем станочных приспособлений.

ГОСТ 14305-73 регламентирует следующие системы станочных приспособлений:

- универсально-безналадочные приспособления (УБП);

- универсально-сборные приспособления (УСП);

- универсально-наладочные приспособления (УНП);

- сборно-разборные приспособления (СРП);

- специализированные - наладочные приспособления (СНП);

- неразборные специальные приспособления (НСП).

 

Универсально-безналадочные приспособления применяют для оснащения станков, обслуживающих единичное и опытное производство, а также инструментальные и ремонтные цехи. Допускают установку заготовок, различающихся формой и размером, вписываемых в габариты посадочных мест приспособлений. К этой группе относятся универсальные приспособления общего назначения (трехкулачковые самоцентрирующие патроны, тиски, кондукторы, делительные устройства, столы, а также центры, оправки и др.).Они изготавливаются как принадлежность к станку заводам изготовителем станков или специализированными предприятиями.

УБП состоит, как правило, из корпуса 1 (рис. 25 а) и зажимного устройства 2. Установочные поверхности А остаются неизменными при базирований различных заготовок. Это, естественно, вызывает определенные трудности при базировании и часто требует предварительной разметки ивыверки заготовки. Преимуществом таких приспособлений является возможность их использования для установки различных деталей на различных операциях (рис. 25 б, в,г). Универсальности закрепления достигают регулированием зажимающих деталей. Закрепление заготовок производят от руки, но оно может быть механизировано.

УБП высокой точности установки заготовок не обеспечивают. При установке и закреплении обрабатываемых заготовок требуются большие затраты вспомогательного времени нередко превышающие машинное время обработки, так как конструкция приспособления не предусматривает преимущественных условий установки и закрепления каждой заготовки, поступающей на обработку.

Универсально-сборные приспособления предназначены для оснащения станков, работающих в условиях единичного (опытного) или мелкосерийного производства, а также неустановившегося производства.

УСП собирают полностью из стандартных узлов и деталей, заранее изготовленных с повышенной точностью и обладающих повышенной прочностью и износостойкостью. Набор стандартных элементов образует так называемый комплект УСП, который содержит примерно 200 типов и 2000 типоразмеров стандартных деталей и узлов. В комплект входят детали и узлы пяти групп: базовые, корпусные, установочно-направляющие, крепежно-прижимные и разные, а также неразборные узлы универсального назначения (рис.2.26). Основными элементами являются базовые детали, на которых монтируются все остальные элементы. Базовые детали выполняются в виде круглых, квадратных и прямоугольных плит, а также в виде угольников. Они имеют шпоночные, а также Т-образные пазы шириной 8,12 и 16 мм, соответственно которым и шифруют комплекты: УСП-8, УСП-12, УСП-16. Ширина пазов и шаг между ними определяются размером и назначением базовой детали.

К корпусным деталям, наиболее многочисленным по типами типоразмерам, относятся: подкладки, опоры, угольники, призмы планки, накладки и т.д. Они предназначены для образования корпусов и отдельных узлов. Корпусные детали также имеют шпоночные и Т-образные пазы, выполненные с такими же параметрами, как и у базовых деталей.

Установочно-направляющие детали - шпонки, пальцы, кондукторные втулки, центры, валики, колонки и т.д. - выполняют важную роль при компоновке УСП. Шпонки служат для фиксации элементов относительно друг друга; пальцы, диски, штыри - для базирования обрабатываемых заготовок,

Крепежно-прижимные детали в значительной степени соответствуют обычным деталям подобного назначения.

К разным деталям относятся все те элементы, которые по функциональному назначению нельзя отнести ни к одной из предыдущих групп. Это пружины, ушки, вилки, колпачки, планки откидные и др.

Комплекты УСП создаются как на предприятиях, так и на городских и региональных прокатных базах, которые по заказу предприятий готовят соответствующие компоновки.

Располагая комплектом элементов УСП, можно собирать одновременно несколько десятков компоновок приспособлений. Сборка, приспособлений для конкретных случаев применения, не требует значительных затрат времени на трудоемкую разработку чертежей и специального изготовления, так как для таких случаев достаточно подобрать готовые детали и собрать приспособление, что способствует сокращению сроков подготовки производства, Для сборки приспособления средней сложности необходимо 2-3 часа.

Каждая компоновка УСП обладает всеми основными свойствами специального приспособления. Она предназначаемся для обработки конкретной детали на определенной операции, обеспечивает базирование заготовки без выверки и требуемую точность. По истечении надобности в таком приспособлении оно разбирается на составные детали и узлы, которые могут быть многократно использованы для компоновки других приспособлений. Недостатком УСП является высокая стоимость и сложность изготовления комплекта.

Универсально-наладочные приспособления предназначены для серийного и мелкосерийного производства, когда применение УБП и НСП экономически неоправданно (значительная номенклатура и мелкие партии заготовок).

К этой группе относятся приспособления, состоящие из постоянной части I и сменных наладок 2 (рис. 27 а ).Примеры использования УНБ схематично показаны на рис. 27 б,в,г. Постоянная часть 1 во всех случаях остается неизменной, а сменная наладка 2 заменяется в зависимости от конкретной обрабатываемой детали 3. Постоянная часть включает в себя корпус и зажимное устройство с приводом (чаще пневматическим). Иногда в нее встраивают делительное устройство, и другие элементы, кроме опорных и направляющих. Постоянная часть может изготовляться заранее и применяться многократно. Для оснащения наладками основой УНП являются любые конструкции. Для установки и закрепления наладок в основной части приспособления должны быть предусмотрены посадочные места.

Наладки представляют собой сменные опорные и направляющие элементы. Каждый комплект наладки предназначен только для данной детали и для конкретной операции ее обработки и в этом смысле является специальным. С помощью УНП заготовка устанавливается стакой же точностью и быстротой, как и при использовании дорогостоящего специального приспособления. Следовательно, УНП выполняет функции специального приспособления при меньших удельных затратах. Универсальность УНП несколько ограничена определенными размерами постоянной части. Последняя обычно нормализуется на предприятии или отрасли. К УНП относятся скальчатые кондукторы, переналаживаемые пневматические тиски, кулачковые и цанговые патроны, столы, а также отдельные зажимающие устройства, устанавливаемые на столе станка. УНП могут иметь ручное управление, если это целесообразно по соображениям обслуживания и для упрочнения конструкции. Для повышения производительности следует отдавать предпочтение механизированному приводу. Механизированный привод можно монтировать в корпусе приспособления или устанавливать отдельно. Перед очередным использованием УНП требуется произвести лишь смену наладки и иногда некоторую дополнительную обработку. Для снижения себестоимости изготовления УНП и сменных наладок в их составе следует широко использовать стандартизованные узлы и детали.

Сборно-разборные приспособления применяют в условиях мелкосерийного и серийного производства. По своему назначению они являются специальными, так как в собранном виде рассчитаны на установку и закрепление однотипных заготовок, как и в системе УСП. СРП на 80-90% состоят из нормализованных и стандартизованных деталей и узлов нормальной точности и прочности. На рис. (28) схематично показана группа нормализованных деталей 1,2,3 и узел 4, из которых скомпонованы два различных приспособления.

При сборке приспособления допускается производить доработку деталей, если этого требуют условия сборки. В качестве корпусов можно использовать плиты, коробки, угольники и другие подходящие для этих целей детали. СРП можно также дополнить некоторыми специальными деталями, а также нормализованными элементами и узлами, заимствованными из других систем. СРП допускают применение механизированных приводов.

Достоинством СРП является несложность сборки и экономичность оснащения, особенно при их применении на стадии неустановившегося производства.

К недостаткам следует отнести малую жесткость собранной конструкции, вследствие неизбежности применения резьбовых соединений.

Специализированные наладочные приспособления предназначены для закрепления и обработки различных групп деталей на металлорежущих станках при их серийном производстве и частой смене объектов производства. Наиболее целесообразным являются применение приспособлений, рассчитанных на обработку различных типов и типоразмеров деталей в некотором диапазоне размеров. Настройка таких приспособлений для закрепления и обработка конкретной детали может производиться за счет замены специальной наладки, приспособленной к конфигурации обрабатываемой детали или за счет регулирования положения элементов приспособления без замены наладки.

В своей же основе СНП как правило специальное, обладающее переделенной универсальностью вследствие введения в их конструкцию элементов допускающих его наладку.

На рис. 29 схематично показано, как с помощью одного и того же специализированного приспособления 1 обрабатываются разные по размерам однотипные детали 2. Достигается это путем регулировки положения кондукторной планки 3 с втулкой, а также плунжеров 5 с помощью винтов 4.

Примечание: Приспособления рассмотренных выше систем кроме УБП, используются как специальные, потому, что каждое из них создается заново, налаживается и компонуется для выполнения одной операции обработки какой-то конкретной детали. Каждое из этих приспособлений имеет детали, узлы, проектирование которых основано на общих закономерностях, свойственных специальным приспособлениям.

Неразборные специальные приспособления предназначены для налаженных операций, закрепленных за станками. Приспособления разрабатывают согласно технологическому процессу на конкретные операции, и поэтому они рассчитаны на установку и закрепление однотипных заготовок. Такие приспособления обладают большими преимуществами - позволяют без выверки придать заготовке требуемое положение относительно станка и режущего инструмента и благодаря этому обеспечить идентичность обработки всех деталей в партии. Кроме того, они позволяют осуществлять быстрое закрепление заготовок посредством использования силовых приводов зажимных элементов. Это дает возможность повысить производительность труда, снизить разряд работы.

К недостаткам НСП относится то, что их надо проектировать и изготовлять для каждой новой детали, что удлиняет срок подготовки производства и повышает себестоимость изготавливаемой детали. Кроме того, при изменении чертежа детали или снятии изделия с производства приспособления подлежит ликвидации, так как они необратимы, что также увеличивает расходы.

Срок службы НСП при постоянной загрузке составляет 3-5 лет. При крупносерийном и массовом производстве указанные недостатки мало отражаются на себестоимости продукции. В условиях же единичного и мелкосерийного производства расходы на проектирование и изготовление приспособлений часто не окупаются получаемой в результате повышения производительности экономией, поэтому здесь они применяются сравнительно редко.

С целью удешевления изготовления НСП предусматривают в их составе широкое использование стандартных узлов и деталей.

Рис. 25 Схема УБП (а) и его использование при фрезеровании: лыски на валики (б); уступа (в); плоскости (г).

Рис. 26 Примеры элементов, входящих в комплект УСП.

 

Рис. 27 Схема УНП (а) и его наладка для фрезерования: паза и плоскости у рычага (б)4 уступа в корпусе (в); уступа в рычаге (г.)

 

Рис. 28 Группа нормализованных деталей (а), использованных для компоновки СРП: сверления отверстий в рычаге (б); фрезерование паза в корпусе (в).

 

Рис. 29. Схема СНП для обработки однотипных деталей:

а – при радиусе r; б – при радиусе R