2 Мета роботи:

2.1 Закріплення знання по темі: Універсально – складальні (УСП), складально – розбірні (СРП), універсально - налагоджувальні пристосування (УНП).

2.2 Ознайомлення з застосуванням УСП в різних типах машинобудівних виробництвах, з елементами УСП , питомою вагою груп елементів в складі комплекту.

2.3 Вивчити конструкції універсально-складальних пристосувань (УСП), способи взаємного з'єднання і фіксації їх елементів, методи розмірного налагодження, дослідити точність обробки деталей в УСП і можливість застосування.

3 Обладнання та інструмент, матеріали та посібники.:

- натурний зразок верстатного пристосування і комплект його креслення;

- натурні зразки обробляємих заготовок, бажано в стані до і після розглядаємої операції;

- натурні зразки деталей з комплекту УСП;

- монтажні інструменти: гаєчні ключі, викрутки, плоскогубці та інші, необхідність в яких виникає при частковій розбірці і складання пристрою;

- вимірювальні інструменти: штангенциркуль, мікрометр та ін.;

- верстати: свердлильний;

- посібники, конспект з лекцій.

4 Теоретичні відомості

Область застосування універсально – складальні пристосування (УСП)

В умовах серійного і дрібносерійного виробництва застосовуються універсально – складальні пристосування УСП,

Ці пристосування дозволяють швидку і бага­торазову перекомпоновку її елементів, внаслідок чого вони можуть бути ви­користані для виконання різних операцій. Це дозволяє проникненню швидковиготовляємих методів обробки в серійне виробництво и зниженню строків підготовки технологічної оснастки (існують дві основні системи універсаль­но-оборотних пристосувань: універсально-складальна (УСП) і універсально-налагоджувальна (УНП).

Система УСП складається з комплекту нормалізованих деталей, які можна використовувати для складання різних пристосувань (рисунок 1).

Система універсально - складальна (УСП) складається з набору нормативних деталей з яких мож­на компонувати різні пристосування одноразового призначення. Після використання зібрано­го пристосування його розбирають і деталі повертають на

склад; потім із них можуть бути зібрані нові компоновки. Таким чином, система УСП

являється універсальною тільки у відношенні виготовлення пристосувань, тобто вони є не універсальними, а спеціальними (одноцільовими). Там де система УСП використовується на протязі багатьох років, набір елементів включає в себе 25000 - 30000 деталей і деяку кількість нормалізованих нерозбірних вузлів. З цього набору можна збирати одночасно до 300 пристосу­вань.

Деталі основного набору розбиваються на слідуючи групи:

- базові де­талі (квадратні і прямокутні плити, планшайби, базові кутники, кільця), лицьова сторона яких оснащена Т- образними пересічними пазами, тому можливе кріплення до неї зв’язаних деталей в різних варіантах;

- ко­рпусні і опорні деталі (призми, кутники, підкладки і опори різної конфігу­рації), також забезпечені Т-образними пазами, прорізами і отворами для виконання різних компоновок;

- установчі деталі (шпонки, пальці, перехідні втулки, фіксуючі штирі);

- направляючі деталі (кондукторні втулки різних ти­пів, кондукторні планки, колонки, валики);

- деталі для кріплення елементів УСП (гвинти, болти, різьбові шпильки, гайки, шайби);

- різні деталі (рукоятки, планки, ексцентрики, пружини, деталі шарнірних з’єднань і ін.);

- нормалізовані нерозбірні вузли (регулюючи по висоті опори, затискачі, ділильні устрої і ін.).

В початковий період експлуатації на невеликих заводах неодноразово використовують зменшений набір елементів УСП із 1,5-2,5 тис. деталей. Цього набору досить для збірки 300-400 пристосувань в рік.

Основні деталі з набору УЗП показані на рисунку 1 для отримання різних компоновок їх виготовляють з Т-образними пазами, гребнями, продовгува­тими прорізами, гладкими і різьбовими отворами. Пази виготовляють з шагом 60^+0,05 мм і шириною 12 Н7, також застосовують пази шириною 8 і 16 мм. Допустиме відхилення пазів від взаємопаралельності і перпендикуляр­ності складає 0,01 мм на довжині 200 мм.

УСП з пазами 8 мм (УСП – 8) ГОСТ 13464 ; ГОСТ 14607 призначені для обробки заготовок масою до 5 кг максимальними розмірами 480х180х240 мм.

УСП з пазами 12 мм (УСП– 12) ГОСТ 15185; ГОСТ 15645 призначені для обробки заготовок масою до 60 кг и максимальними розмірами 1440х300х720 мм.

УСП з пазами 16 мм (УСП– 16) ГОСТ 15636; ГОСТ 15761, призначені для обробки заготовок масою до 3000 кг і максимальними габаритами 2400Х2400Х960 мм.

Рисунок 1 – Приклади елементів, які входять до комп­лекту УСП

Корпусні і опорні деталі виготовляють по 6 або 7-му класу точності, поверхні з’єднання цих деталей шліфують до 9-10-го класів чистоти. Розміри інших деталей, від яких залежить точність збираємих компоновок, виготовляють з допуском 5-10 мкм. Допуски на кут назначають 5 мкм на 100 мм. Допуски на деталі, від яких точність обробки не залежить, видержують по 9-12–му класах точності.

Деталі набору УСП повинні бути міцними, зносостійкими і довгий час зберігати точні розміри і форму.

Основні деталі виготовляють зі сталі 12 ХН3А с з наступною цементацією і загартовуванням до твердості НRС 62-67. Кріпильні деталі виготовляють із сталі 38 ХА із загартовуванням і відпуском до твердості НRС 42-46. Для направляючих і установочних де­талей використовують сталі У8А і У10А із загартовуванням до твердості НRС 53-57. Останні менш відповідальні деталі виготовляють із сталі 45 (прихвати) і сталі 20 (шайби і ін.). Практика експлуатації системи УСП на за­водах показала, що зношення основних деталей за 10 років складає 0,01 мм.

При наявності набору деталей УСП виготовлення пристосування зво­диться до його складання по заданій компоновочній схемі. В особливих випадках потрібно виготовити спеціальні деталі, але їх кількість не перевищує 1-1,5% від загального числа деталей схеми. Користуючись системою УСП, багато­разово скорочується час виготовлення пристосування. Загалом складання середнього пристосування складає 2,5-5 годин.

Збірку виконують робітники високої кваліфікації за кресленнями обро­бляємої заготовки або по її зразку, виготовленому в металі, якщо дане пристосування може потребуватися знову, його доцільно сфотографувати з декількох позицій, на фотографії вказують номери використовуваних дета­лей набору, при цій умові повторне складання пристосування виконуються за більш короткі строки.

На рисунку 2а і б дані приклади УСП для свердління і фрезерування спеціальних деталей.

а - кондуктор для свердління

б – пристосування для фрезерування

Рисунок 2 – Приклад УСП

Система УСП забезпечує значне зменшення часу і вартості виробниц­тва нових об'єктів. Ця система дає можливість застосовувати пристосуван­ня в виробництві з малим випуском, де виготовлення їх звичним порядком не економічно. В останній час УСП застосовують і для групової обробки.

До недоліків УСП слід віднести їх знижену жорсткість із-за наявності великої кількості стиків, відсутність в наборі швидкодіючих затискних пристроїв з силовим приводом, а також високу первинну вартість набору, обумовлену великою кількістю деталей в наборі і їх високою точністю виготовлення.

Основна частина складальних компоновок УСП (близько 60%) приходиться, як показує практика, на свердлильне пристосування, потім фрезерні (30%) і токарні (1%); остання частина - на контрольні, шліфувальні і інші типи, це співвідношення по мірі розвитку системи змінюється.

Основними користувачами УСП являються текстильне машинобудування, заводи загального машинобудування, радіо, приладобудівна і електронна промисловості, поліграфічне машинобудування, насособудування і інші галузі машинобудування та при освоєнні нової продукції.

Питома вага групи елементів в складі комплекту УСП представлена в таблиці 1.

Таблиця 1 – Питома вага групи елементів в складі комплекту УСП

Група елементів	Питома вага групи елементів в складі комплекту %	Група елементів	Питома вага групи елементів в складі комплекту %
Базові деталі	0,5-1,0	Крипильно - притискні і розтискні деталі	59,0-63,0
Корпусні і опорні деталі Установчо - направляючі	23,0-26,0 20,0-22, 0	В тому числі: * кріпильні притискні різні складальні одиниці	51,0-53,0 4,0-5,0 4,0-5,0 0,5-1,0

*Примітка: Шпонки що прикручуються повинні зіставляти приблизно 20% ,

гвинти з циліндричною головкою – 20% , болти пазові – 10%,

гайки -10-13% від всієї кількості елементів.

Значення зусилля і моментів затяжки болтів і шпильок представлено в таблиці 2

Таблиця 2 – Значення зусилля і моментів затяжки болтів і шпильок

Номінальний діаметр різьблення болта до шпильки	Допустиме зусилля затяжки, Н	Допустимий момент затяжки, Н/м	Мінімальне розривне зусилля затяжки, Н
М8 М12Х15 М10	300 500 500	50 120-140 220-240	500 115 180

Точність свердління отворів в заготовках, отримана за допомогою УСП представлена в таблиці 3, на фрезерних верстатах – в таблиці 4, шліфувальних - в таблицях 5та 6

Таблиця 3 – Точність свердління отворів в заготовках, отримана за допомогою УСП

Технологічна операція	Точність, мм
	мінімальна	максимальна
Свердління отворів в кількості не більше 10, розташованих в одній площині	+0,10	+0,05
Свердління отворів, розташовуваних на протилежних сторонах заготовки	+0,10	+0,07
Свердління отворів, розташовуваних під кутом до поверхонь, що базують	+0,10 кутове до 30'	+0.05 зміщення до 20'
Свердління отворів, розташовуваних за допомогою поворотно-ділильного механізму	+0,1 кутове до 30'	+0,05 зміщення до 20'
Свердління отворів з перехресними осями в заготовках малих і середніх габаритів	+0,07 кутове до 40'	+0,05 зміщення до 30'
Свердління отворів великих діаметрів в заготовках крупних габаритів і великої маси	+0,015	+0,07
Свердління отворів відокремлю вальних друг від друга малими міжцентровими відстанями ( з використанням спеціальної кондукторної планки)	+0,05	+0,03

Таблиця 4 – Точність обробки заготовок на фрезерних станках, одержувана за допомогою УЗП

Технологічна операція	Точність, мм
	мінімальна	максимальна
Фрезерування однієї або декількох поверхонь з однієї установки	+0,07	+0,05
Фрезерування поверхонь з пере установкою заготовки	+0,10	+0,08
Фрезерування кутових поверхонь з пере установкою заготовки	+0,20	+0,15
Фрезерування заготовок малих габаритів при невисоких вимогах до точності форми оброблювальних поверхонь	кутове до 30'	зміщення до 20'

Технологічна операція	Точність, мм
	мінімальна	максимальна
Фрезерування заготовок, оброблювальна поверхня яких розташована значно вище рівня установки крипильно - притискних елементів Фрезерування декількох радіально розташованих пазів	кутове до 30'	зміщення до 20'

Продовження таблиці 4

Таблиця 5 – Точність обробки заготовок на плоскошліфувальних верстатах, одержувана за допомогою УЗП

Технологічна операція	Точність, мм
	мінімальна	максимальна
Шліфування плоскопаралельних поверхонь	±0,02	±0,01
Шліфування плоскопаралельних поверхонь за допомогою багатомісних пристосувань	±0,03 - ±0,04	±0,02
Шліфування кутових профільних поверхонь в заготовках деталей середньої і високої тяжкості	±0,05 - ±0,07 кутове до 20'	±0,03 - ±0,04 заміщення до 10'

Таблиця 6 - Точність обробітки заготовок на токарних і внутрішньошліфувальних верстатах, одержувана за допомогою УЗП

Технологічна операція	Точність, мм
	мінімальна		максимальна
	Точіння	Шліфування		Точіння	Шліфування
Обробка заготовок по 7 квалітету точності:
з установочними базами паралельними вісі станка	±0,06	±0,03		±0,04	±0,02
з зовнішньою циліндричною поверхнею, яка служить головною базою	±0,07	±0,04		±0,05	±0,03
з базуванням на два отвори	±0,07	±0,05		±0,05	±0,04

Продовження таблиці 6

Технологічна операція	Точність, мм
	мінімальна		максимальна
	Точіння	Шліфування	Точіння		Шліфування
Обробка заготовок по 9 і 10 квалітету точності:
з установочними базами розташова­ними під кутом до вісі верстата	±0,10	±0,07	±0,07	±0,05
з ексцентричним розташуванням оброблювальних поверхонь	±0,10	±0,05	±0,07	±0,03
Шліфування на токарному верста­ті одного або декількох отворів з точними координатами	—	±0,03	—	±0,02

З комплекту УСП можна збирати токарні, свердлильні, фрезерні та інші пристосування. Головним достоїнством УСП є швидкість збірки. За 2-5 годин можна скомпонувати пристосування середньої складності (з урахуванням кваліфікації слюсаря-складальника).

Система УСП вперше в світі була розроблена радянськими інженерами В. С. Кузніцовим і В. С. Пономарьовим і в 1947 р. впроваджена на ряді машинобудівних заводів. У 1963 році в Радянському Союзі систему УСП застосовували на 650 машинобудівних підприємствах. З 5298 тис. елементів УСП тут було зібрано 757 тис. компоновок. За даними інституту ВНІІНМАШ, в результаті застосування УСП на 651 підприємстві країни зекономлено 38,8 тис. тонн металу і 42,3 млн. рублів. Вивільнено для інших робіт 5045 конструкторів і 27 342 інструментальника.

Системи УСП отримали міжнародне визнання. Вони широко застосовуються в Польщі, Чехословаччині, Румунії, НДР, Англії, США, Франції і в багатьох інших країнах.

Таке широке поширення універсально-складальних пристосувань свідчить про прогресивність і економічності цієї системи.