3 Основные направления в проектировании приспособлений

В условиях различных производств (массового, серийного, единичного) к конструкциям приспособлений и их приводов предъявляются различные требования, в зависимости от которых определяется степень специализации приспособлений, уровень их механизации и автоматизации и основные направления дальнейшего развития.

В крупносерийном и массовом производстве экономически оправдывается применение специальных приспособлений с встроенным или прикрепляемым силовым приводом (преимущественно пневматическим или гидравлическим ). Помимо общих требований – точность, жесткость, компактность - главная задача при конструировании сводится к максимальной механизации и автоматизации приспособлений с целью повышения точности обработки, производительности и облегчения труда рабочих. Широко внедряются многоместные, полуавтоматические и автоматические приспособления, столы для непрерывной обработки, автоматические поворотные и делительные столы для позиционной обработки, многошпиндельные и агрегатные головки, загрузочные устройства и т.д.

В серийном производстве, как и в массовом, задача повышения производительности и облегчения труда рабочих являются главной, поэтому и здесь приспособления должны быть быстродействующими, т.е. максимально оснащенными механизированными силовыми приводами, а в ряде случаев полуавтоматическими.

Наряду с этим в серийном производстве к конструкциям приспособлений предъявляется ряд дополнительных требований, вытекающих из специфики этого производства:

1. сокращение сроков и себестоимости подготовки производства, что в условиях большой номенклатуры и частой смены объектов производства имеет решающее значение:

2. сокращение времени на переналадку оборудования, что очень важно при внедрении групповых технологических процессов и организации групповых потоков в серийном машино- и приборостроении:

3. экономичность приспособлений.

В наибольшей степени указанным требованиям отвечают переналаживаемые ( групповые и универсальные ) и универсально-сборные (система УСП ) приспособления.

Таким образом, в конструировании приспособлений четко прослеживаются следующие направления:

1) механизация и автоматизация приспособлений;

2) стандартизация приспособлений;

3) экономичность приспособлений.

Механизация и автоматизация является одним из основных направлений в проектировании приспособлений.

Удельный вес машинной работы (резание) в среднем не превышает 50% от времени работы за смену. Остальное время затрачивается преимущественно на вспомогательную работу: установку и закрепление деталей, управление станком, контроль в процессе обработки. В зависимости от серийности производства t_в составляет 25..60% от времени работы смены.

При этих условиях становится очевидным значение механизации и автоматизации станочных приспособлений и внедрения прогрессивных конструкций.

Кроме того, автоматизация и механизация облегчают труд рабочих.

При проектировании приспособлений и загрузочных устройств можно обеспечить механизацию или автоматизацию любого из следующих приемов вспомогательной работы на станке:

1) загрузку обрабатываемых деталей в рабочую зону приспособления (производится с помощью загрузочного устройства или механической руки, а при обработке из прутка – с помощью специального подающего устройства;

2) базирование деталей, т. е. доведение их базовых поверхностей до полного контакта с установочными элементами приспособления (производится вспомогательными цилиндрами и мембранами, обычно сблокированными с цилиндрами, осуществляющими окончательный зажим);

3) закрепление и открепление деталей;

4) периодические повороты деталей при позиционной обработке с последующей фиксацией и зажимом поворотной части приспособления;

5) вращение при непрерывной обработке, например, при непрерывном фрезеровании с механизированным или автоматизированным закреплением и откреплением деталей на вращающемся столе;

6) удаление обработанных деталей из рабочей зоны приспособления (выталкивание пружинным, пневматическим или гидравлическим плунжером, скатывание по желобу); в ряде случаев работу выталкивателя блокируют с действием зажимного устройства;

7) очистку установочных поверхностей приспособления от стружки струей сжатого воздуха, охлаждающей жидкости или путем отсоса стружки с помощью специальных устройств.

Автоматизация приспособлений в большинстве случаев базируется на применении пневматических, пневмогидравлических или гидравлических приводов, управляемых через конечные выключатели, золотниковые устройства и упоры перемещающимися рабочими органами станка.

Автоматизация цикла работы станка, дополненная автоматизацией цикла работы приспособления, позволяет превращать обычные универсальные станки в полуавтоматы и автоматы, а это, в свою очередь, обеспечивает возможность многостаночного обслуживания и значительное повышение производительности труда.

Стандартизация приспособлений. В области приспособлений стандартизацией охвачены:

1. конструктивные и размерные элементы (резьбы, конусы, шпоночные соединения, уклоны, посадки и т.п.);

2. заготовки корпусов;

3. узлы;

4. некоторые конструкции приспособлений;

5. элементы силовых приводов.

В результате применения стандартизованных узлов и деталей наряду с сокращением сроков проектирования уменьшается в 3 – 4 раза трудоёмкость механической обработки и примерно в 2 раза сокращается цикл изготовления приспособлений.

Проведённая стандартизация в области оснастки позволяет проектировать приспособления с применением стандартных деталей и узлов в объёме от 30 до 90% от общего количества деталей в конструкции.

В результате себестоимость изготовления приспособлений снижается на 20 – 30%, а общий цикл оснащения нового изделия сокращается на 30 – 40%.

Универсализация приспособлений. Быстрое развитие современного машиностроения вызывает необходимость частой замены выпускаемой продукции новой, более современной. При этом почти вся специальная оснастка списывается (старая) и проектируется и изготавливается новая. Это влечёт за собой большой объём трудовых и денежных затрат на производство приспособлений, что, в свою очередь, отражается на сроках технологической подготовки производства и себестоимости производимой продукции. Более половины всех трудовых затрат (65%) в технологической подготовке производства приходится на изготовление приспособлений и оснастки.

В то же время для обеспечения роста производительности труда и снижения себестоимости продукции необходимо повышать оснащённость техпроцессов приспособлениями.

Это противоречие стремятся преодолеть путём нормализации деталей и узлов приспособлений, которая позволяет ускорить и удешевить изготовление технологической оснастки. При этом снижается объём конструкторских работ.

Изготовление нормализованных деталей большими партиями улучшает организацию работы инструментального цеха и удешевляет их изготовление.

В настоящее время специальные приспособления состоят почти на 70% из нормализованных стандартных деталей.

Нормализация проходит тремя этапами:

1-ый этап – нормализация общих конструктивных и размерных элементов (резьбы, конусы, посадки и др.)

2-ой этап – нормализация деталей приспособлений (пальцы, пластины, установы, корпусы и др.)

3-ий этап – нормализация узлов приспособлений (пневмоцилиндры, делительные механизмы, выталкиватели и др.).

Разработка нормалей ведётся передовыми машиностроительными заводами, проектно-технологическими и научно-исследовательскими институтами. Нормали бывают ведомственные и общесоюзные.

Однако, нормализация в том виде, как показано, даёт положительные результаты при проектировании приспособлений для массового и серийного производства и не решает вопроса для мелкосерийного и индивидуального производства. Нужны качественно иные формы оснащения этих производств технологической оснасткой.