Глава 1. Назначение и классификация приспособлений механосборочного производства

1.1. Назначение приспособлений

Приспособления применяют на конкретной технологической операции для решения определенных задач. Содержание задачи зависит от содержания и структуры технологической операции, для которой проектируется приспособление, условий и типа производства, технологического оборудования на котором будет эксплуатироваться приспособление, от организационно-экономических и технических ограничений и др. Причем обычно использование станочных приспособлений должно решать сразу несколько технологических задач. Исходя из этих предпосылок можно выделить следующие основные технологические задачи, решаемые с помощью приспособлений в механосборочном производстве:

1. Повышение точности обработки.

2. Повышение производительности обработки и снижение технологической себестоимости изготовления (сборки, контроля) изделия.

3. Расширение технологических возможностей оборудования.

4. Автоматизация производственного процесса.

Кратко рассмотрим сущность этих задач.

Повышение точности обработки.

Конструкции изделий всё время усложняются, растут требования к точности формы и размеров поверхностей и их взаимного расположения, к шероховатости. При этом оборудование на производстве используется в основном универсальное. Соответственно, обеспечение точностных параметров без применения специальной оснастки усложняется. Например, при установке заготовок на станках без выверки применение приспособлений устраняет выверку обрабатываемой детали на·станке, выполняемую, как правило, при помощи универсальных измерительных средств и вспомогательного оборудования. В этом случае обеспечивается возможность автоматического получения точности размеров, что повышает точность обработки за счет устранения погрешностей, связанных с разметкой и выверкой. Другой пример: использование цангового патрона по сравнению с трехкулачковым позволяет повысить точность формы обработанных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей нежестких тонкостенных деталей типа втулки. Что объясняется равномерным распределением давления на заготовку со стороны зажимных элементов патрона и соответственно меньшей деформацией.

Повышение производительности обработки и снижение технологической себестоимости изготовления (сборки, контроля) изделия.

Трудоемкость (производительность) технологического процесса в равной мере зависит как от производительности оборудования, так и от конструкции приспособления. Повысить производительность труда – это, значит, сократить норму штучного времени на операцию. Норму штучно-калькуляционного времени t_шт._к. определяют по формуле

(1.1)

Основное время t_о можно сократить несколькими способами:

1) Увеличением числа одновременно работающих инструментов (при одновременной работе нескольких инструментов операция из многопереходной превращается в однопереходную и время на обработку детали резко сокращается), для этого проектируют многошпиндельные сверлильные и фрезерные головки, многорезцовые державки для револьверных станков на несколько инструментов и др.

2) Одновременной обработкой нескольких деталей, для этого проектируются многоместные приспособления или приспособления для установки деталей пакетами.

3) Интенсификацией режимов резания. Проектирование приспособлений, повышающих жесткость технологической системы, позволяет повысить режимы резания и применить многоинструментную обработку.

Вспомогательное время t_B можно сократить, уменьшив время на установку и закрепление деталей или совместив вспомогательное и основное время. При использовании приспособлений рабочий может не проверять положение деталей при установке, например, при установке заготовок на станках без выверки применение приспособлений ликвидирует дорогостоящую и трудоемкую операцию разметки, устраняет выверку обрабатываемой детали на·станке. Для сокращения времени закрепления детали конструкторы проектируют быстродействующие ручные, механизированные, автоматизированные и многократные зажимные устройства, поворотные приспособления, автоматические загрузочные устройства, выталкиватели и др. Проектируя поворотные многопозиционные, многоместные или непрерывно действующие приспособления, учитывают, что установка и снятие, закрепление и открепление деталей будут выполнять во время работы станка, таким образом, время, затрачиваемое на эти приемы, совмещается с основным временем. Оперативное время (t_оп=t_o+t_в) можно уменьшить, применив приспособления, повышающие степень концентрации операций механической обработки. Приспособления расширяют возможности интенсификации технологических процессов, используя параллельные и параллельно-последовательные схемы обработки поверхностей.

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

Время организационного обслуживания t_орг._об можно уменьшить при создании в приспособлениях окон и лотков для отвода стружки, устройств для автоматической очистки от стружки и ее транспортирования и др.

Время регламентированных перерывов t_nep сокращается за счет применения приспособлений, облегчающих труд рабочих, снижающих его монотонность и физическую нагруженность.

Подготовительно-заключительное время t_n.з уменьшается за счет тех же мероприятий, что t_{Tex.об ,} но кроме этого оно может быть уменьшено за счет создания приспособлений: обеспечивающих точную и быструю установку их на станке без выверки; допускающих быструю переналадку приспособлений на обработку разных деталей.

Технологическая себестоимость изделия напрямую зависит от трудоемкости изготовления изделия, и уменьшение трудоемкости является одним из путей ее снижения.

Расширение технологических возможностей оборудования.

Заводы серийного производства оснащены в основном 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. С помощью такого приспособления на·станке выполняют работу, для осуществления которой необходим станок совершенно иного типа. Например, с помощью специальных приспособлений обработку шлифованием, протягиванием и фрезерованием можно производить на токарном станке, растачивание и долбление – на фрезерном, обработку точных отверстий - на сверлильных станках и др.

Приспособления, расширяющие технологические возможности станков, позволяют осуществить: крепление инструментов, редко используемых при работе на станке; дополнительные взаимные перемещения инструмента и обрабатываемой детали; крепление инструментов и обрабатываемых деталей на не предназначенных для этой цели поверхностях станка; точное направление инструмента и др.

К расширению технологических возможностей оборудования следует, в частности, отнести выполнение на станках операций с точностью большей, чем может обеспечить данный станок (например, вследствие его износа). Для это станок используется только как привода точность обработки детали обеспечивает приспособление, определяющее заданное положение инструмента относительно обрабатываемой заготовки. Примером может служить приспособление, устанавливаемое на стол расточного станка, где расточная скалка шарнирно соединяется со шпинделем станка, а ее положение определяется точными направляющими втулками, определяющими ее положение относительно заготовки.

Автоматизация производственного процесса.

При осуществлении автоматизации производственного процесса приспособлениями оснащается оборудование, способное работать в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Применение автоматизированных приспособлений и приспособлений для автоматизации процесса решает, как правило, комплексную задачу. Применение автоматизированных приспособлений и приспособлений для автоматизации процесса позволяет существенно повысить качество продукции за счет исключения влияния человеческого фактора на поточных производствах, требующих высокой точности, обеспечить устранение ошибок и нарушений технологических режимов, неизбежных при ручном труде, обеспечить освобождение человека от малоквалифицированного и монотонного труда, трудоемких и тяжелых операций, улучшить условия труда, исключить воздействие вредных факторов на персонал на производствах с повышенной опасностью, уменьшить капитальные вложений, расходы на заработную плату, сократить площади и численность обслуживающего персонала и др.