Спеціальні пристрої

Доспеціальноїоснастці відносяться такі її конструкції, які створюються для однієї (або декількох) операцій обробки або складання однієї деталі. Спеціальні конструкції технологічного оснащення діляться на універсально-збірні (УНП), збірно-розбірні (УРП) та нерозбірні.

Ø Універсально-збірні пристрої (УСП)

Універсально-збірні системи (УСП)є комплектом стандартних елементів, виготовлених з високим ступенем точності і володіють підвищеними міцністю і зносостійкістю. Набули найбільшого поширення для верстатів з ЧПУ.

Встановлення та закріплення різних заготовок відбувається у спеціальних пристосуваннях, зібраних із стандартних настановних та затискних елементів. Пристосування компонують із остаточно та точно оброблених взаємозамінних елементів: косинців, стійок, призм, опор, прихватів, кріпильних деталей тощо. Ці пристрої повністю оборотні. Нероз'ємні з'єднання виключені. Система УСП найбільш широко використовується на дослідних заводах та в умовах дрібно- та середньосерійного виробництва.

Висока точність елементів УСП забезпечує складання пристроїв без подальшого механічного доопрацювання. Після використання компоновок їх розбирають на складові, що багаторазово використовуються в різних поєднаннях в нових компоновках. Елементи УСП постійно перебувають у обігу протягом 18-20 років. Така система не вимагає конструювання та виготовлення пристроїв. Цикл оснащення верстата пристосуванням системи УСП складається зі складання компонування та її встановлення, потім витрачається в середньому 3—4 год.

Конструктивною особливістю елементів УСП є наявність пазів шпонки для точного і жорсткого кріплення деталей між собою при складанні. Для прискорення складання, найчастішевузли, що застосовуються, також стандартизовані і зберігаються в зібраному вигляді. Вони мають збиратися без вивіряння та підбору. Тому точності деталей УСП пред'являються високі вимоги. Відхилення від паралельності має перевищувати 0,01 мм на довжині 200 мм, від перпендикулярності – 0,01 мм на довжині 100 мм.

Час, витрачений на складання УСП, компенсується під час обробки перших 2-3 деталей. Елементи УСП можуть служити 6-10 років, можна виготовити десятки тисяч пристроїв. Точність обробки, наприклад, під час розточування знаходиться в межах IT7-IN8. Ці пристрої використовуються для обробки деталей тільки одного типорозміру. Ці пристрої перекомпоновуються після закінчення обробки чергової партії деталей. Елементи пристроїв можуть використовуватися необмежену кількість разів.

ГОСТами регламентовані три системи УСП з шириною паза 8 мм (УСП-8) для обробки невеликих деталей, УСП-12 для обробки деталей максимальні розміри яких дорівнюють 700*400*200 мм, та УСП-16 для деталей розміром 25-2500* 1000.

Для базування та закріплення пристосування на верстаті або накладній плиті використовують додаткові елементи УСП, що базують. Комплект УСП для верстатів із ЧПУ містить меншу кількість деталей і він простіше, ніж УСП для універсальних верстатів. Це з тим, що у верстатах з ЧПУ не використовуються кондукторні плити.

Недоліком УСП є їхня недостатня жорсткість. Встановлено, що 85% деформацій компонування УСП становить деформація самих елементів пристосування, а решта – деформація стиків. При цьому вплив кількості стиків на загальну деформацію невеликий. Таким чином, збільшення кількості стиків в УСП у порівнянні з нерозбірними пристосуваннями не істотно впливає на збільшення деформацій, виникнення вібрацій.і, отже, точність обробки.

У комплект УСП входить понад 2000 стандартних деталей та вузлів різних типів та типорозмірів. Всі елементи діляться на шість груп: базові деталі, гідравлічні циліндри, опорні, притискні та настановні елементи, гідропривід та арматура. Така різноманітність елементів дозволяє зібрати кілька сотень різних компоновок пристроїв.

Базові- це деталі та вузли, що служать основами для компонування пристосувань: стандартні плити, пневмостол, магнітна плита, самоцентруючий та плаваючий затискачі. Базові елементи виконуються у вигляді круглих та прямокутних плит та у вигляді косинців з кутом при вершині 30° та 45°. На верхній та бічних поверхнях виконуються шпонкові та Т-подібні пази. Відхилення від паралельності та перпендикулярності пазів становить 0,005 мм. 100 мм. довжини. На нижній поверхні плити є шпонки для базування пристосування на столі верстата.

Рисунок 14 - Базові елементи УСП

Опорні деталі(опори прямокутні, планки, корпуси, підкладки, опори регульовані) призначені для встановлення та закріплення гідроциліндрів у зібрані пристосування в необхідному положенні та для базування оброблюваних заготовок.

Притискні деталі в складальні одиницізабезпечують затискач оброблюваних заготовок у пристосуваннях. До цієї групи відносяться притиски гідравлічні, прихвати самовстановлювані, ступінчасті та вильчасті, притиски клинові та ексцентрикові.

Малюнок 15 -

Базова плита УСП з опорними деталями

Установчі деталі та складальні одиниці(упори регульовані, косинці, перехідні шпонки, вкладиші) служать для базування заготовок, а також для взаємної фіксаціїелементів пристосування.

Малюнок 16 -

Приклади пристроїв для обробки за контуром

Універсально-збірні механізовані пристрої для верстатів з ЧПУ (УСПМ-ЧПУ) є подальшим розвитком УСП. Компонування УСПМ-ЧПУ призначені для встановлення заготовок на верстатах з ЧПУ фрезерної та свердлильної груп в умовах одиничного та дрібносерійного виробництва. Основою комплектів УСПМ-ЧПУ є гідравлічні блоки, що є базовими плитами УСП з сіткою пазів і вбудованими гідроциліндрами, а також плитами без вбудованих циліндрів. В останньому випадку для механізації затискачів застосовують різні гідроциліндри (гідроприхвати).

Гідроприхвати забезпечують досить великі зусилля при кріпленні заготовки і є швидкодіючими Основою гідроприхвату (з притискною планкою2)є гідроциліндр3,показаний на рис. 4.6,6. Він складається з трьох основних частин: корпусу9,поршні 5 зі зворотною пружиною 7 і фіксуючої гайки8.При подачі масла під тиском через штуцер6поршень піднімається разом з одним із кінців планки, повертаючи її щодо середньої опори (гвинт із гайкою) Відбувається закріплення заготовки.

Малюнок 17 - УСПМ-ЧПУ з гідроприхватами

Ø Збірно-розбірні пристрої (УРП)

Збірно-розбірні конструкції (УРП)розроблені спеціально для оснащення фрезерних верстатів з ЧПУ та багатоцільових верстатів. УРП компонуються зі стандартних деталей і вузлів, що мають обмежену оборотність. Вони відносяться до спеціалізованого оснащення. Найбільш трудомісткі та металомісткі вузли використовують багаторазово.

Компонування УРП збираються із стандартних деталей та складальних одиниць, що фіксуютьсящодо один одного системою палець-отвір. Для цього в базових деталях є сітки точних координатно-фіксуючих отворів. Деталі та складальні одиниці компонування УРП кріпляться на столі верстата за допомогою Т-подібних пазів з розмірами, що відповідають пазам на столах верстатів.

У компоновках УРП на відміну УСП кількість складальних одиниць переважає над деталями. Пристосування переналагоджуються за допомогою перекомпонування, регулювання положення затискних елементів, що базуються, або заміни змінних налагодок.

Система палець — отвір гарантує більш високу точність, жорсткість та стабільність параметрів пристрою. Це досягається за рахунок виготовлення штирів 2 з двома конічними поверхнями. На цей штир надіті дві розрізні сталеві втулки 3 і 4, на торцях яких знаходяться поліуретанові кільця 1 і 5. Висота набору штир, втулки, кільця у вільному стані більша, ніж сумарна глибина отворів базують 12Н7. При затягуванні 7 гайки втулки вибирають радіальний зазор в з'єднанні.

Фіксуючі отвори виконані у втулках із міцного та зносостійкого металу, втулки запресовані у корпуси плит та косинців. Для кріплення на верстаті базові елементи комплекту мають Т-подібні пази.

У комплект УРП-ЧПУ входять базові складальні одиниці, притискні елементи; опорні елементи (опори регульовані, що підводяться, самовстановлювані, планки, підкладки) установчі елементи (пальці, штирі, шаблони) кріпильні деталі пружини, перехідні планки для доповнення пристроїв елементами з комплектів УСП.

Рисунок 18 - Базові елементи УРП

Стандартні елементи корпусів застосовуються або зовсім без доопрацювання, або з незначною доробкою, яка не виключаєможливість багаторазового використання. Кількість стандартних деталей у конструкції УРП становить від 70 до 100%.

Більшість деталей корпусів виготовляють із чавуну СЧ18-24. Точність виготовлення деталей УРП звичайна, тому трудомісткість невисока. Взаємна непаралельність та неперпендикулярність – 0,3 мм на 100 мм довжини.

Для створення великогабаритних, дорогих пристроїв використовують поєднання УРП та УНП. У цих випадках конструкція базисної частини спеціалізованих пристроїв виконується як збірно-розбірна, що компонується зі стандартних елементів. Приклад – скальчасті кондуктори із пневмоприводом. Кондукторні втулки закріплюють на змінних плитках (наладках), які встановлюють фіксуючими штирями на рухомій верхній кондукторній плиті.

Деталь кріпиться універсальними прихватами та затискачами. На відміну від УСП, пристрої розбирається тільки після зняття виробу з виробництва. Більшість деталей використовують повторно. Тому при компонуванні УРП допускається деяка доробка стандартних елементів (свердління отворів кріплення, доробка базових поверхонь і т.д.). Конструкції стандартних елементів УРП розраховані на 3-4-кратне використання.

Малюнок 19 -

Стандартні прихвати комплекту УРП

Елементи гідравліки підключаються до гідросистеми верстата, або працюють від автономної маслостанції, до складу якої входять насосна установка з резервуаром для масла, система фільтрів, контрольно-регулююча апаратура. Одна установка може обслуговувати кілька близько розташованих верстатів.

Затискні пристрої можуть приводитись у дію пневмогідропідсилювачем. Такий агрегат має пневматичний та гідравлічний циліндри, причому площа пневмоциліндра приблизно в 20 разів.більше площі гідроциліндра. Таке співвідношення розмірів дозволяє при робочому тиску пневмомережі 0,5 МПа отримувати робочий тиск в гідравлічній частині агрегату 10 МПа.

У деяких пристроях для закріплення заготовок використовують потужні тарілчасті пружини, а гідравліку застосовують для стиснення пружин при розкріпленні заготовки. З'єднується гідравлічна система пристрою з джерелом живлення за допомогою швидкороз'ємних муфт через зворотний клапан, що перешкоджає падінню тиску в циліндрах пристрою при роз'єднанні муфти.

Базова плита УРП може використовуватися як основа пристосування-супутника для багатоцільових верстатів. При використанні пристроїв-супутників виникає завдання точної фіксації супутника на столі верстата. Вона вирішується шляхом базування пристосування-супутника по плоским напрямним та двом базовим фіксаторам з подальшим закріпленням його на столі. При зношуванні напрямних та фіксаторів може виникнути похибка установки, яка знижує точність обробки. У цьому випадку вводиться контроль положення супутника на верстаті з наступним введенням корекції положення інструменту керуючу програму. У складніших верстатних системах, оснащених спеціальними пристроями, контроль становища супутника і введення корекції у програму виконуються автоматично. Заготівлі на пристрої-супутники встановлюються за своїми базуючими елементами. Закріплення заготовок може виконуватися різноманітними прихватами з ручним або механізованим приводом. Схема закріплення має передбачати максимальну обробку без перезакріплення заготівлі.

Ø Нерозбірні спеціальні пристрої

Нерозбірні спеціальні конструкції (НСП)використовують нероз'ємні конструкції та обмежене застосування стандартнихдеталей. Ці конструкції не використовуються повторно.

Інший напрямок робіт зі стандартизації пристроїв- агрегатування- створення збірно-розбірних конструкцій оснастки, що збирається зі стандартизованих взаємозамінних деталей та вузлів. Це найчастіше універсальні та спеціалізовані налагоджувальні пристрої. Оснащення зі змінними наладками придатне для багаторазового застосування, економічно вигідне навіть за малої серійності виробництва. Ці пристрої бувають: УНП, робочі вузли налаштовуються (регулюються), спеціалізовані налагоджувальні пристрої -універсальний блок, яких (корпус) оснащується змінними наладками.

Вибір систем стандартизованих конструкцій технологічного оснащення в конкретних виробничих умовах залежить від ряду факторів, насамперед від типу виробництва, планованого терміну виробництва даного виробу, розміру партії і т.д. Ці фактори обумовлено ГОСТ 14.305-73 «ЕСТПП. Правила вибору технологічного оснащення» та ГОСТ 14.310-73 «ЕСТПП. Правила організації розробки засобів технологічного оснащення. Нормативно-технічні документи рекомендують сферу застосування кожного виду оснасткидив. табл. 10-3, стор 143.

На заводі Горького ім. Орджонікідзе на основі 262 стандартних базових конструкцій було скомпоновано 1174 переналагоджувані пристрої, що замінили понад 10000 спеціальних пристроїв.

Розробка типових компоновок та виготовлення стандартизованих елементів технологічного оснащення не входить до циклу підготовки виробництва конкретної деталі. Ці роботи мають проводитися завчасно.

---