книги из ГПНТБ / Шубников К.В. Унифицированные переналаживаемые станочные приспособления

Разделение совокупности номенклатур деталей на классы, группы, типы и габаритные размеры имеет значение не только с точки зрения унификации технологических элементов, но соз­ дает также базу для унификации и нормализации самих деталей машин и их элементов в процессе конструирования изделий.

При проектировании технологических процессов резко возра­ стает число элементов, входящих во множества; так, например, вместо детали появляется детале-операция, для выполнения ко­ торой необходимы станки, приспособления, инструменты, инстру­ ментальные наладки.

Новое множество вещественных факторов, в данном случае детале-операций, образуют совокупность Ru которую следует разделить по шифрам оборудования:

R,

ABCDEFGfT

Разделение деталей по шифрам оборудования следует произ­ водить так, чтобы была обеспечена максимальная производитель­ ность обработки их. С другой стороны, оптимальным с точки зрения унификации применяемого оборудования будет такое решение, когда число детале-операций, выполняемых на оборудовании одного шифра, достигнет максимума:

В этом случае наилучшим образом решаются вопросы загрузки оборудования, а также режимы эксплуатации и ремонта.

Оснащение технологических процессов станочными приспо­ соблениями образует новое множество предметов П (в данном случае единиц оснастки), которые образуют совокупность R2. Каждое множество (А, В, С, . . ., Н) будет теперь разделено соот­ ветственно на подмножества: Па, Пь, Пс, . . ., Лг.

Подмножество Па и множество А имеют общую часть (пере­ сечение), которая является подмножеством Аа, т. е.

А»> А» A.I • • • » Дг

Ва, ВЬ, Вс, . . ., В2

На, Нь, Нс, . . ., Нг.

Каждое подмножество представляет собой число детале-опе­ раций, обслуживаемых одним приспособлением. Пересечения

Ю

Деталь одного и того же типа может обрабатываться по-раз­ ному: на универсальном токарном станке, на револьверном станке, на одношпиндельном токарном автомате, на специальном авто­ мате, на автоматической станочной линии и т. д. Она может быть получена также методами точного формообразования. Каждому виду оборудования будут соответствовать определенные конструк­ ции станочных^приспособлений. Поэтому унификацию станочных приспособлений необходимо производить по видам оборудования, например: приспособления для токарных станков, приспособления для сверлильных станков, приспособления для^фрезерных стан­ ков и т. д.

Конструирование станочного приспособления также относится к решению комбинаторной задачи с многими вариантами. Даже при наличии одного варианта типовой технологии и строгих огра­ ничений в выборе оборудования для выполнения самых простых технологических переходов может быть создано множество раз­ личных конструкций приспособлений. Например, для сверления на вертикально-сверлильном станке шести отверстий на фланце

сразмерами D х # = 200 х20 мм в условиях серийного произ­ водства могут быть использованы: 1) переналаживаемый кондуктор

сделительным приспособлением; 2) накладной кондуктор.

Крепление детали и переналаживаемого кондуктора с дели­ тельным приспособлением производится ручными зажимными элементами и зажимными элементами, работающими или от пнев­ мопривода или от гидропривода. Деление окружности осуществ­ ляется ручным механизмом деления с делительным диском или с храповым механизмом, а при полуавтоматической системе де­ ления с помощью храпового механизма или делительного меха­ низма типа зубчатых делительных дисков. Таким образом, при умножении количества вариантов крепления детали на количество вариантов деления окружности получается 12 вариантов кон­ струкций переналаживаемого кондуктора.

Крепление детали и накладного кондуктора происходит сле­ дующим образом: а) на специальной подставке с ручным эксцен­ триковым механизмом крепления; б) на специальной подставке типа четырехкулачкового патрона с ручным механизмом крепле­ ния; в) от пневмостола; г) от гидростола; д) от пневмопривода, смонтированного на нижней части стола; е) при помощи пневмоприхвата; ж) при помощи гидроприхвата; з) с установкой на специализированную пневмоподставку с прихватами; и) с уста­ новкой на универсальную пневмоподставку с регулируемыми прихватами.

Таким образом, существует девять вариантов крепления. На крепление и установку простейшей детали по одному типовому варианту технологии может быть спроектирован 21 вариант прин­ ципиально различных конструкций приспособлений, а если рас­ смотреть различные технологические решения, то число конструк­ ций оснастки возрастет в несколько раз.

Типизация станочных приспособлений связана с типизацией технологических процессов. Но при этом существует и обратная связь: создание типовых (унифицированных) конструкций станоч­ ных приспособлений определяет содержание технологических про­ цессов. При наличии унифицированных приспособлений технолог, как правило, не дает заданий на проектирование новой оснастки.

Однако типизация технологических процессов, хотя и опре­ деляет в какой-то мере конструкцию станочного приспособления, не дает однозначного ответа на вопрос, какую конструкцию сле­ дует выбрать в каждом конкретном случае. Для выбора базовой конструкции приспособления недостаточно анализа типового технологического процесса, нужен просмотр многих типовых схем приспособлений и выбор такой схемы, которая наилучшим образом обеспечивала бы все требования.

Признаки типовой установочной схемы. Типовая установочная схема приспособления это обобщенный критерий, включающий в себя ряд признаков как доминирующих, так и подчиненных. Доминирующими признаками, определяющими базовую часть конструкции приспособления, являются:

1)схема базирования, способ установки и закрепления за­ готовки в приспособлении;

2)точность обработки поверхностей детали' и их взаимного расположения;

3)число заготовок, которые могут быть установлены для одновременной или последовательной обработки;

4)основные размеры элементов приспособления и их соот­ ношения;

5)способ установки и закрепления приспособления на станке. Подчиненными признаками, определяющими конструкции от­

дельных элементов приспособления (устройств для удаления стружки, защитных щитов, съемников и т. д.), являются:

1) условия работы приспособления при рабочем ходе станка

ирежущего инструмента;

2)способ удаления готовых деталей;

3)удобства работы и меры безопасности;

4)способы удаления стружки и отходов, образующихся в про­ цессе обработки;

5)эстетические данные.

Типовые установочные схемы наилучшим образом компо­ нуются из агрегатов и блоков.

Агрегат — узел, группа, или целое изделие, которое в компо­

основного изделия. Блоки могут быть взаимозаменяемыми и вхо­ дить в состав разных изделий наряду с отдельными узлами и деталями.

Принципы классификации станочных приспособлений. В основе унификации лежит классификация станочных приспособлений, которая производится по двум направлениям.

1. Агрегатирование (компоновка приспособлений). При этой

2. Классификация станочных приспособлений по эксплуата­ ционной характеристике. При этой классификации приспособле­ ния подразделяются на универсально-сборные приспособления (УСП), сборно-разборные приспособления (СРП); неразборные специальные приспособления (НСП), универсальные безналадоч­ ные приспособления (УБП); универсальные наладочные при­ способления (УНП), специализированные наладочные приспо­ собления (СНП).

Основные эксплуатационные характеристики этих станочных

(УСП) компонуются из окончательно обработанных стандартных универсальных элементов высокой точности. Они используются

вкачестве специальных приспособлений краткосрочного действия,

иобеспечивают установку и фиксацию различных заготовок в пре­

ее развитие связано с созданием агрегатов, блоков, отдельных специальных деталей и узлов, обеспечивающих компоновку не только специальных, но и специализированных и универсальноналадочных приспособлений краткосрочного действия.

Весьма интересным и перспективным направлением является идея использования принципов УСП для создания универсальных переналаживаемых приспособлений, комплектуемых из неточных элементов посредством их механической доработки.

С б о р н о - р а з б о р н ы е п р и с п о с о б л е н и я (СРП) компонуются из стандартных элементов после дополнительной их механической дообработки. Эти приспособления используются как специальные необратимые приспособления долгосрочного дей­ ствия из обратимых элементов. Унификация этих приспособлений основывается на создании оптимального комплекса типовых ком­ поновок и на разработке номенклатуры базисных агрегатов, бло­

готовок любых габаритных размеров. Унификация этой системы приспособлений, кроме принципов, изложенных для системы СРП, может производиться еще за счет построения их из двух основных частей: унифицированной базовой части (УБ) и сменной наладки (СН). Такая конструкция НСП сделает его устойчивым к изме­ нениям в конструкциях обрабатываемых заготовок и корректи­ ровкам технологических процессов. В случае изменений заготовки или технологического процесса в приспособлении будет заменяться только сменная наладка (СН).

нены в условиях серийного машиностроения. Приспособления обеспечивают установку и фиксацию обрабатываемых заготовок любых габаритных размеров. При установке заготовок требуется производить контроль их ориентации в пространстве. Они обес­ печивают выполнение широкой номенклатуры операций по обра­ ботке заготовок.

Эти приспособления в последнее десятилетие подверглись боль­ шим изменениям. Так, развитие механизации привело к появле­ нию множества конструкций приспособлений системы УБП с ме­ ханизированными приводами. Механизация производилась силами самих заводов. Главным направлением унификации УБП будет являться выбор и разработка наилучших конструкций механи­ зированных и автоматизированных приспособлений при изго­ товлении их в дальнейшем на специализированных заводах.

У н и в е р с а л ь н ы е н а л а д о ч н ы е п р и с п о с о б ­ л е н и я (УНП) обеспечивают установку и закрепление заготовок любых габаритных размеров в пространстве при помощи спе­ циальных наладок. Они обеспечивают выполнение широкой но­ менклатуры операций по обработке заготовок деталей.

Унификация этой системы основывается на создании оптималь-' ного комплекса типовых компоновок и на разработке базисных агрегатов, узлов и деталей.

С п е ц и а л и з и р о в а н н ы е н а л а д о ч н ы е п р и с п о с о б ­ л е н и я (СНП) обеспечивают по определенной схеме базирования установку в пространстве при помощи специальных наладок и закрепление родственных по конструкциям заготовок деталей с целью обеспечения типовой операции обработки. Унификация этих станочных приспособлений также основывается на создании оптимального комплекса типовых компоновок и на разработке базисных агрегатов, узлов и деталей. При использовании этих приспособлений имеются широкие возможности по оптимальному объединению детале-операций на каждом приспособлении для рационального уменьшения числа их типов и размерных рядов.

Основные направления унификации. Унификация основана на принципе взаимозаменяемости. Детали или узлы должны ком­ поноваться в конструкции без дополнительной механической об­ работки, выполняя наилучшим образом свои функций.

Унификация базируется на агрегатировании. Агрегатирова­ ние — это метод проектирования, сборки и эксплуатации, осно­ ванный на рациональном разделении приспособления на агрегаты, каждый из которых выполняет опеределенную функцию и пред­ ставляет собой законченное изделие. Оно может многократно ис­ пользоваться при создании различных модификаций приспособ­ лений одного или различных типов. Следовательно, под агрегати­ рованием понимается такое создание приспособлений, которое строится на базе серийного и массового производства стандартных унифицированных деталей и узлов [14].

Процесс конструирования унифицированного приспособления значительно отличается от конструирования обычной оснастки. Если обычно конструктор сразу принимается за создание кон­ струкции, то здесь требуются подготовительные и предпроектные работы, связанные с анализом различных типовых установочных схем и выбором схемы для создания базовой части приспособле­ ния (УБ). Затем на выбранной базовой части располагают в тре­ буемых положениях обрабатываемые детали. Если отдельные де­ тали «не вписываются» в схему (либо по несоответствию с размер­ ными характеристиками приспособления, либо в результате несовпадения с установочной схемой), первоначально принятое решение приходится корректировать. После корректировки прове­ ряют на схеме расположение зажимных элементов и рассчиты­ вают усилия, необходимые для закрепления обрабатываемых деталей. Затем на схеме располагают установочные и направ­ ляющие элементы приспособления, выполняют точностные рас­ четы, подсчитывают экономический эффект и только после этого приступают к проектированию приспособления в целом.

Унификацию технологической оснастки можно подразделить на следующие основные направления: размерная, типовая, раз­ мерно-типовая и модификационная унификации.

Р а з м е р н а я у н и ф и к а ц и я — это унификация одно­ типных приспособлений, имеющих различные основные или при­ соединительные размерные параметры. Так, например, имею­ щееся множество А приспособлений определенного типа (типовой установочной схемы) имело а, Ь, с, . . ., р разновидностей по основным и присоединительным размерам. В результате унифика­ ции количество их уменьшилось до р — п. Число элементов, вхо­

ное сокращение размерных параметров аналогичного функцио­ нального назначения однотипных приспособлений, узлов и деталей с одновременным повышением числа их повторяемости.

Т и п о в а я у н и ф и к а ц и я — это унификация приспо­ соблений, деталей или узлов, имеющих сходные величины раз­ мерных параметров, но отличающихся конструктивным исполне­ нием. Если, например, множество приспособлений определенных размерных параметров А первоначально имели р типовых кон-

тели их, а также устанавливаются размерные параметры (размер­ ные ряды), проводится унификация узлов, деталей и элементов поверхностей деталей и приспособлений.

Номенклатура деталей, узлов и компоновок приспособлений устанавливается на основании анализа данных о применяемости.

Элементы поверхностей деталей приспособлений состоят из базирующих поверхностей и прочих поверхностей.

Базирующие поверхности представляют собой, главным обра­ зом, комбинации из плоских и цилиндрических поверхностей, а также конические поверхности. Они используются при установке для придания детали заданного положения относительно элементов системы станок—приспособление—инструмент—деталь. Для УНП и СНП фиксация в компоновке сменной наладки (СН) произво­ дится на базовой части (УБ).

Унификация этих поверхностей должна обеспечивать построе­ ние общего типоразмерного ряда для систем УНП и СНП с тем, чтобы повысить эффективность использования базовых конструк­ ций.

В системах УНП и СНП имеются базирующие поверхности для фиксации узлов и деталей при сборке базовой части (УБ), а в си­ стемах УСП и СРП базирующие поверхности соответственно для фиксации узлов и деталей в процессе сборки приспособления. Унификация этих поверхностей сокращает номенклатуру их раз­ новидностей, повышает универсальность узлов и деталей, час­ тость их применяемости.

Все системы станочных приспособлений имеют поверхности для фиксации агрегата или всей конструкции на оборудовании не­ посредственно или через переходной элемент. При унификации этих поверхностей необходимо учитывать базирующие поверхности тех групп оборудования, где эти приспособления будут применяться.

Унификация всех разновидностей базирующих поверхностей должна проводиться по единым нормам и принципам, положенным в основу построения каждой из систем станочных приспособлений.

Все станочные приспособления имеют базирующие поверх­ ности для фиксации заготовок обрабатываемых деталей. Унифи­ кация этих поверхностей проводится по единым для всех систем нормам, обеспечивающим унификацию не только поверхностей, но и конструкций деталей с целью обеспечения возможности их взаимозаменяемости в разных компоновках и приспособлениях. К таким деталям относятся пальцы, призмы, установочные пла­ стины и т. д.

Межотраслевая унификация станочных приспособлений вы­ полняется применительно к производству изделий общемашино­ строительного применения. Отраслевая унификация станочных приспособлений предусматривает комплекс работ по унификации специфичной станочной оснастки, предназначенной для произ­ водства специфичной продукции данной отрасли (турбинные ло­ патки, шариковые подшипники и т. д.).