Введение

В состав технологической оснастки входят приспособления, инструменты, средства для перемещения деталей, заготовок. В работе рассматриваются инструменты и узлы приспособлений, свойственных электрическим методам обработки, а также общие вопросы проектирования типовых приспособлений.

На базе этого материала можно проектировать все виды технологических станочных приспособлений. При этом учитывается: возможность подвода рабочего воздействия к месту обработки (электрического тока, колебаний, луча энергии); защитные свойства материалов (диэлектрические характеристики, покрытия, пассивация и др.); при необходимости ­­― конструкция токоподводов (сечения, обеспечение плотного контакта, компенсация износа контактных пар, устранение загрязнений и др.), траектория передачи электрического тока через зазор между электродами (исключение коротких замыканий через токопроводящие элементы оборудования и др.); обоснование мест подвода к приспособлению электрического тока; вид токоподводов (жесткие, гибкие, подвижные и др.); конструкция каналов для подвода рабочих сред в зону обработки; устройства для очистки сред; возможность придания заготовке постоянных (вращение и др.) и локальных перемещений в процессе обработки и при настройке без потери контактов в токоподводах.

Целью изучения и разработки приспособлений для электрических методов обработки является:

- упрощение установки заготовки, настройки положения электрода-инструмента, сокращение трудоемкости операции;

- устранение коррозии и загрязнений рабочей среды продуктами коррозии (в случае применения агрессивных сред);

- обоснование применения наиболее дешевых материалов, обеспечивающих работоспособность приспособлений и низкие затраты на изготовление;

- возможность изготовления деталей на модернизированном для нового назначения оборудовании, что расширяет технологические возможности станков;

- удаление оператора из зоны повышенной опасности (токсичные выделения, высокое напряжение, вибрации, концентрированная лучевая энергия и др.).

Приспособления делятся на специальные, нормализованные, универсальные, специализированные с возможностью переналадки. В работе кратко рассматриваются основные элементы приспособлений, применяемые для оснастки при электрических методах обработки.

Инструментом для рассматриваемых технологических процессов служит электрод (электроискровой, электрохимический, комбинированные способы), вибрационная система (ультразвуковая обработка), луч энергии (лучевые методы).

К особенностям таких инструментов относятся:

- упрощенная кинематика (отсутствие вращательного движения, ударных воздействий);

- облегчение изготовления (широкое применение пластичных материалов, оболочек, покрытий);

- снижение сил резания при проведении технологических операций;

- возможность восстановления и ремонта рабочей части;

- повышенный уровень универсальности за счет замены твердого носителя формы лучом (лучевые методы), смены рабочих элементов (электроэрозионное, электрохимическое маркирование), доработки (удаление или наращивание материала) рабочей части.

1. Общие вопросы разработки станочных приспособлений

1.1. Виды приспособлений

Станочные приспособления могут делиться по видам станков, на которых они будут использоваться (токарные, фрезерные, сверлильные и др.). Но независимо от этого приспособления делят на:

- приспособления, в которых устанавливается деталь. Они называются дополнительным оборудованием к станку;

- приспособления, которые используются при установке и закреплении инструмента. Называются дополнительными инструментами.

В машиностроении чаще всего используется универсальная переналаживаемая оснастка (УПТО). Особенностями этого вида приспособлений, выгодно отличающимися от других конструкций, являются:

- выделение общих для каждого вида оборудования базовых элементов (корпусов, посадочных элементов, крепежных деталей), которые не зависят от формы деталей, обрабатываемых на станке;

- разработка уникальной части приспособлений (так называемых наладок), которые специфичны для каждого вида обрабатываемых изделий.

При смене изделия базовые элементы полностью сохраняются, а наладки выполняются заново. Но учитывая, что трудоемкость изготовления наладок составляет 5-10% от общей трудоемкости изделия, процесс перехода на выпуск нового типа изделия значительно сокращается и удешевляется.

УПТО имеют существенные преимущества перед специальными приспособлениями:

- снижение расхода материала за счет многократного использования значительной части базовых элементов;

- снижение трудоемкости изготовления;

- возможность быстрого оснащения производства при переходе на новое изделие;

- снижение затрат на оснастку (до 8 раз) позволяет расширить технологические возможности оборудования;

- повышение производительности оборудования (сокращение вспомогательного времени, возможность обработки одновременно несколькими инструментами, возможность совместного изготовления нескольких деталей).

Примером могут, служить детали, приведенные на рис. 1.1, где выполняется обработка по одной детали в тисках (рис. 1.1, а) и изготовление партии деталей на простейшей оправке (рис. 1.1, б), (возможно в тех же тисках).

а б

Рис. 1.1

- изменение назначения станка. В частности, на токарных станках становится возможным шлифование (рис. 1.2), протягивание, фрезерование заготовок.

Рис. 1.2

1.2. Экономическое обоснование выбора приспособления

Целесообразность применения приспособлений оценивается по формулам 1.1 и 1.2.

, (1.1)

где С₁ – стоимость выполнения операции без приспособления;

З₁ – заработная плата;

Н₁ – накладные расходы.

, (1.2)

где С₂ – стоимость выполнения операции с приспособлением;

Р – стоимость приспособления;

m – количество деталей в партии.

Оценка ведется (рис. 1.3) по критериям:

- при С₁<С₂ – приспособление невыгодно;

- если С₁=С₂ – граница экономической целесообразности;

- при С₁>С₂ – приспособление выгодно.

Рис. 1.3

Расчет не выполняется, если приспособление создается для улучшения условий охраны труда и техники безопасности. Примером могут служить манипуляторы при обработке радиоактивных металлов.