Глава 1. Общие сведения о приспособлениях

1.1. Служебное назначение приспособлений

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связа­на с техническим перевооружением и модернизацией средств производ­ства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техни­ческое перевооружение, подготовка производства новых видов продук­ции машиностроения и модерниза­ция средств производства неизбеж­но включают процессы проектирова­ния средств технологического осна­щения и их изготовления.

В общем объеме средств техноло­гического оснащения примерно 50% составляют станочные приспособле­ния. Применение станочных при­способлений позволяет: 1) реализовать теоретическую схему базирования и закреплять обрабаты­ваемую заготовку с сохранением ее жесткости в процессе обработки;

2) стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых заготовок при минимальной зависимости ка­чества от квалификации рабочего;

3) повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособ­лений;

4) расширить технологиче­ские возможности используемого оборудования.

Под служебным назначением приспособлений понимают четко сформулированную технологическую задачу, для решения которой оно создается.

Среди задач, решение которых достигается применением приспособлений можно выделить три основных:

I. Установка заготовок на станках без выверки. Применение приспособлений для установки заготовок ликвидирует дорогостоящую и трудоемкую операцию разметки, устраняет выверку об­рабатываемой заготовки на станке, обеспечивает возможность автома­тического получения точности размеров, а следовательно, повышает точность обработки за счет устранения погрешностей, связанных с разметкой и выверкой.

2. Повышение производительности труда. Высокая производительность труда в равной мере зависит как от высокопроизводительного оборудования, так и от высокопроизводи­тельного приспособления. Повысить производительность труда - это значит сократить норму штучного времени на операцию. Норма штучно-калькуляционного времени определяется по формуле:

Т_шт-к =Т_о+Т_в+Т_тех.об+Т_орг.об+Т_пер+

Основное время -Т_о можно уменьшить за счет: а) увеличения числа одновременно работающих инструментов; б) одновременной обработки нескольких заготовок (для этого проектируются многоместные приспособления или приспособления для установок заготовок пакетами); в) повышения режимов резания (проектирование приспособлений, повышающих жесткость технологической системы, позволяет повысить режимы резания и применять много инструментальную обработку).

Вспомогательное время - Т_в можно сократить, уменьшив время на установку и закрепление заготовок или совместив вспомо­гательное время с основным.

При использовании приспособлений рабочий может не проверять положение заготовки при установке. Для сокращения времени закрепления заготовки проектируются быстродействующие ручные, механизированные, автоматизированные и многократные зажимные устройства, поворотные приспособления, автоматические загрузочные устройства, выталкиватели и др.

Время технического обслуживания рабочего места -Т_тех.об сокращают, используя быстросменные патроны, многорезцовые державки, в которых наладка осуществляется вне станка на специальных приспо­соблениях, шаблоны для установки инструментов на размер и т.д.

Время организационного обслуживания - Т_огр.об можно уменьшить при создании в приспособлении окон и лотков для отвода стружки, устройств для автоматической очистки от стружки и ее тран­спортирования и др.

Время регламентированных перерывов Т_пер сокращается за счет применения приспособлений, облегчающих труд рабочих.

Подготовительно-заключительное время Т_п.з уменьшается путем тех же мероприятий, что Т_орг.об но кроме этого еще за счет создания приспособлений, обеспечивающих точную и быструю уста­новку их на станке без выверки и допускающих быструю переналадку приспособлений на обработку разных заготовок.

Задачей технолога по обеспечению повышения производительности труда является анализ нормы времени для уменьшения ее составляющих.

3. Расширение, технологических воз­можностей оборудования. Заводы единичного и мелкосерийного производства оснащены в оcновном универсальными металлорежущими станками. Каждый станок предназначен для выполнения какой-то определенной работы с заданной точностью.

Для таких станков применяют специальные приспособления расширяющие технологические возможности оборудования, например, с помощью специальных приспособлений обработку шлифованием, протягиванием и фрезерованием можно производить на токарном станке, растачивание и долбление - на фрезерном станке, обработку точных отверстий на сверлильном станке и т.д.

При разработке приспособлений имеются широкие возмож­ности для проявления творческой инициативы по созданию кон­струкций, обеспечивающих наибольшую эффективность и рента­бельность производства, по снижению стоимости приспособлений и сокращению сроков их изготовления. Приспособления должны быть удобными и безопасными в работе, быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения заданной точности обра­ботки, удобными для быстрой установки на станок, что особенно важно при периодической смене приспособлений в серийном производстве, простыми и дешевыми в изготовлении, доступными для ремонта и замены изношенных деталей.

1.2.Классификация приспособлений

Технологическая оснастка подразделяется по трем признакам:

По целевому назначению технологическую оснастку можно разделить на пять основных групп.

1.Станочные приспособления, используемые для установки и закрепления обрабатываемых заготовок соответственно условиям вы­полнения технологического процесса. Эти приспособления подразделяются на сверлильные, фрезерные, расточные, токарные, протяжные, дольбежные и др. К группе станочных приспособлений относятся также приспособления специального назначения (для гибки, рихтовки и пр.).

2. Приспособления для закрепления рабочего инструмента. Они выполняют роль связующего звена между инструментом и стан­ком, тогда как первая группа приспособлений связывает заготовку со станком. При помощи приспособлений первой и второй групп осу­ществляется наладка технологической системы.

Данная группа приспособлений называется также вспомогательным инструментом, характеризуется большим количеством нормализо­ванных и типовых устройств вследствие широкой стандартизации и нормализации инструментов.

3.Сборочные приспособления, используемые для выполнения, соединений сопрягаемых деталей в узлы и изделия.

4. Контрольные приспособления, применяемые для проверки изделии, при промежуточном и окончательном контроле деталей в процессе обработки, а также для проверки собранных узлов машин.

5.Приспособления для захвата, перемещения и перевертывания обрабатываемых заготовок и узлов. Эти приспособления применяются для тяжелых объектов, перемещение которых вручную невозможно или затруднительно. В автоматизированном производстве данная группа приспособлений применяется для всех видов заготовок.

По степени специализации приспособления делятся на три группы:

1. Универсальные приспособления, применяемые в индивидуаль­ном и мелкосерийном производстве. Используются для закрепления и обработки заготовок широкой номенклатуры и различных размеров. Универсальные приспособления подразделяются на безналадочные и наладочные.

2.Переналаживаемые или специализированные (обратимые) приспособления, т.е. приспособления многократного применения. Применяются мелько- и среднесерийном производстве. Специализированные (групповые) приспособления имеют огра­ниченные пределы универсальности и применяются при обработке заготовок, имеющих конструктивно-технологическую общность, вхо­дящих в одно классифицированное подразделение, следовательно, имеющих одинаковый характер расположения поверхностей, слу­жащих базами установки в приспособлении.

Специализированные приспособления сочетают в себе положи­тельные качества универсальных конструкций (возможность много­кратного использования при смене объекта производства) и кон­струкций специальных (быстрота действия, точность обработки, простота конструкции, высокая производительность).

При переходе от обработки одной заготовки к обработке другой специализированное приспособление, как и универсально-нала­дочное, оснащается несложными сменными наладками.

К специализированным приспособлениям относятся:

1) Универсально-сборные (УСП) и сборно-разборные (СРП) приспособления, собираемые из набора нормализованных деталей и узлов;

2) Унйверсально-наладочные приспособления (УНП) - со сменными наладками, позволяющие обрабатывать заготовки различных наименований;

3) Групповые переналаживаемые приспособления со сменными наладками, дающие возможности обработки определенной группы заготовок.

3.Специальные приспособления, предназначенные для выполне­ния определенных технологических операций и представляющие собой переналаживаемые приспособления одноцелевого назначения. Применяются в основном в крупносерийном и массовом производстве.

По степени механизации и автоматизации приспособления подраз­деляются на 4 группы:

1. 1. С ручным приводом.

2. Механизированным приводом.

3. Полуавтоматические.

4. Автоматические.

Приспособлениям предъявляются следующие основные требования:

а) обеспечение заданной точности обработки;

б) Простота конструкции и наименьшая стоимость изготовления;

в) рациональность конструкции и обеспечение техники безопасности;

г) удобство и простота установки заготовки на станок;

д) удобство работы;

е) удобство ремонта и доступность замены изношенных деталей.

Универсально-наладочные приспособления (УНП) состоят из двух частей — универсальной и наладочной. Универсальная часть включает корпус приспособления, привод и базы для установки сменных наладок, а наладочная часть имеет базы для установки обрабатываемой детали и элементы для направления или коорди­нации инструмента.

Универсальная часть приспособления, как правило, имеет две и более кинематические цепи, обеспечивающие простой или комби­нированный зажим детали и регулировку положения элементов, на которых устанавливаются сменные наладки.

Как указывалось выше, конструкция корпуса и привода зави­сит не от геометрической формы деталей, а от ее габаритных размеров, поэтому универсальная часть является постоянной нор­мализованной частью УНП, предназначенного для обработки дета­лей всего классифицированного подразделения.

Важным условием успешного применения УНП является обес­печение быстрой и точной установки сменных наладок. От этого в значительной степени зависит эффективность универсально-наладочных приспособлений. Поэтому при проектировании универ­сальной части УНП уделяется особое внимание удобству и простоте установки сменных наладок при минимальных затратах вспомога­тельного времени (не более 3 мин.).

Сменные наладки изготовляются в зависимости от формы и размеров установочных базовых поверхностей обрабатываемых деталей. Они имеют, с одной стороны, базы в соответствии с кон­структивными особенностями каждой детали в отдельности, а с дру­гой, — взаимозаменяемые нормализованные базы, позволяющие одинаково устанавливать их в универсальной части приспособле­ния.

Таким образом, сменная наладка является как бы технологи­ческим придатком детали, унифицирует установочные базы и поз­воляет обрабатывать заготовку в высокопроизводительном приспособ­лении.