3.1 Универсально-сборные приспособления

Работы, проведённые предприятиями и НИИ показали, что из всех видов технологической оснастки, применяемых на заводах индивидуального и мелкосерийного производства, наибольшими достоинствами обладает система универсально-сборных приспособлений (УСП), созданная советскими инженерами В.С. Кузнецовым и В.А. Пономарёвым в середине сороковых годов.

Основным назначением системы УСП является высокооперативное обеспечение производства технологической оснасткой, повышение коэффициента оснащённости операций и производительности труда, снижение себестоимости технологического оснащения, а также повышение общей культуры производства.

Сущность системы УСП заключается в том, что вместо ряда необходимых специальных приспособлений из нормализованных и заранее изготовленных элементов непрерывно создаются самые разнообразные приспособления (компоновки). Когда надобность в таких приспособлениях отпала, они разбираются на составные части и из этих элементов собираются новые конструкции приспособлений.

Универсально-сборные приспособления создаются по принципу 100% применения стандартных и нормализованных деталей и узлов.

УСП по назначению представляет собой специальное приспособление и обладает всеми его качествами. В то же время УСП не идёт на лом после выполнения операции. В этой системе действует принцип длительной обращаемости элементов (свойственный универсальным приспособлениям), обеспечиваемой их взаимозаменяемостью и высокой износоустойчивостью.

Обычно комплект элементов УСП включает 25000-30000 деталей, из которых одновременно может собираться до 300 приспособлений. Пусковой компонент для небольшого завода может иметь 1,5-2,5 тысячи деталей, из которых можно собирать 300-400 приспособлений в год.

Все детали УСП разбиты на 8 групп:

1) Базовые детали – плиты, планшайбы, угольники и др. Детали покрыты сеткой пазов – шпоночных для ориентировки деталей друг относительно друга и Т – образных для крепления на них других деталей болтами. Размеры пазов у всех деталей комплекта одинаковы. Он может быть 8, 12 или 16 мм. Комплект для тяжёлого машиностроения имеет пазы 16 мм, для приборостроения – 8 мм. Допускаемые отклонения от взаимной параллельности и перпендикулярности пазов <0,01 мм на длине 200мм, отклонения от параллельности и перпендикулярности плоскостей <0,005мм на 100мм.

Шероховатость поверхностей - R_a 0,32 – 0,26 мкм.

2) Корпусные и опорные детали – призмы, угольники, подкладки и др. Они тоже покрыты сеткой пазов, но имеют еще прорези и отверстия, сквозь которые пропускаются крепежные болты.

3) Установочные детали – шпонки, пальцы, установочные диски, центры, втулки, валики и др.

4) Направляющие детали – кондукторные втулки, кондукторные планки, колонки и др.

5) Прижимные детали – прихваты различных типов.

6) Крепежные детали – для крепления элементов УСП – винты, болты, гайки.

7) Разные детали – рукоятки, эксцентрики, пружины т др.

8) Неразборные узлы – поворотные головки, центровые бабки, фиксаторы, самоустанавливающиеся опоры, пневмогидравлические зажимы, пневмоцилиндры и др.

Детали набора УСП должны быть прочными, износостойкими и длительное время сохранять точные размеры и форму.

УСП могут применяться при выполнении самых разнообразных операций, таких как: токарные, фрезерные, сверлильные, строгальные, протяжные, шлифовальные, сборочно-сварочные, контрольные и многие другие.

Процесс конструирования, в основном, состоит в подборе необходимых деталей и узлов и нахождении правильного их сочетания в общей компоновке, которая должна отвечать всем эксплуатационным и технологическим требованиям. Крепление всех деталей в единую конструкцию производится с помощью болтов и гаек.

Как и при обычном проектировании специального приспособления, исходными данными для каждой компоновки УСП являются:

- чертеж детали (или эталон детали) с технологическими требованиями;

- вид обработки (фрезерование, точение);

- технологические данные – базы для установки, место крепления, тип станка, режущий и мерильный инструмент;

- величина партии обрабатываемых деталей.

Сборку выполняют рабочие высокой квалификации по чертежу или образцу детали без предварительного составления чертежей приспособления. Если предполагается, что сборка такого приспособления может повториться, то его целесообразно сфотографировать. Время, затрачиваемой на сборку компоновки УСП, составляет в среднем 3-3.5 часа (от 1 часа до 9 часов).

Время от момента заказа УСП до установки его на станок составляет 1-3 дня, вместо двух месяцев при изготовлении специального приспособления.

Технико-экономическая эффективность применения системы УСП складывается из следующих факторов:

1) сокращение цикла технологической подготовки производства и выпуска новых изделий;

2) повышение качества и снижение трудоемкости изготавливаемых изделий;

3) сокращение расхода металла и экономия денежных средств на изготовление оснастки. Для УСП считается, что расход металла идет на изготовление новых деталей и на пополнение случайной убыли.

Подсчитано, что это составляет ~0,3 кг металла стоимостью 3 коп. на каждую компоновку;

4) высвобождение значительной части станочного оборудования и производственных площадей.

Опыт эксплуатации системы УСП показывает, что применение комплекта УСП в рамках одного завода не всегда рентабельно. В этом случае целесообразна организация прокатных баз, услугами которых пользуется большое количество предприятий.

Область применения УСП – мелкосерийное, опытное и индивидуальное производство. Кроме того, УСП применяются и при больших масштабах производства во время перехода на выпуск новой продукции, а также в инструментальных и ремонтных цехах.