Содержание
-
Технологическая оснастка для изготовления деталей
Лекция №1 Авиационный техникум ГБОУ СПО У-УИПК Разработал: Павлов А.Н. Улан-Удэ 2014 Технологическое оборудование и оснастка при производстве летательных аппаратов Дисциплина:
-
Распределение учебной работы Занятия: Среда – 2 пары Пятница – (2) 3 пары
-
Содержание дисциплины
-
Содержание дисциплины
-
Принятые сокращения ГПМ – гибкий производственный модуль ГПС – гибкая производственная система ПО – программное обеспечение СП – станочные приспособления КИМ – координатно-измерительная машина ЛА – летательный аппарат СБП – специализированные безналадочные приспособления СНП – специализированные наладочные приспособления СП – специальные приспособления СПИД – станок-приспособление-инструмент-деталь СРП – сборно-разборные приспособления ТО – технологическая оснастка УБП – универсальные безналадочные приспособления УНП – универсальные наладочные приспособления УП – универсальные приспособления УСП – универсальные сборные приспособления ЧПУ – числовое программное управление
-
Литература и ПО
-
Черпаков Б.И. Технологическая оснастка: Учебник для учреждений сред. проф. образования. – М.: Академия, 2003. – 288 с.
-
Коротков В.С. Лекции по технологической оснастке
-
Косов Н.П., Исаев А.Н., Схиртладзе А.Г. Технологическая оснастка: Вопросы и ответы: Учебное пособие для вузов. – . М.: Машиностроение, 2007. – 304 с.
-
Технология самолетостроения. Под общей редакцией А.Л. Абибова. – М.: Машиностроение, 1983. – 551 с.
-
Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. Учебник для ВУЗов. ‒ М.: Машиностроение, 1981. ‒ 224 с.
-
Грошиков А.И., Малафеев В.А. Заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении. ‒ М.: Машиностроение, 1976 г. ‒ 440 с.
-
Почекуев Е.Н., Путеев П.А., Шенбергер П.Н. Проектирование штампов для последовательной листовой штамповки в системе NX. ‒ М.: ДМК Пресс, 2012. ‒ 336 с.
-
Худайберганов А.П. и др. Справочник молодого слесаря-сборщика летательных аппаратов. ‒ М.: Машиностроение, 1987. ‒ 88 с.
-
NX Проектирование пресс-форм
-
Содержание лекции Понятие о технологической оснастке Классификация технологической оснастки Базирование заготовки в приспособлении Погрешности установки Типовые базирующие элементы приспособлений Зажимные механизмы Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков Приспособления для сверлильных станков Приспособления для фрезерных станков Приспособления для станков с ЧПУ Сборочные приспособления Контрольные приспособления
-
Понятие о технологической оснастке
-
Технологическая оснастка (ТО) – это средства технологического оснащения, дополняющие производственное оборудование. Что такое технологическая оснастка? ТО – это станочные приспособления, режущие и измерительные инструменты, штампы, пресс-формы, литейные формы.
-
Применение ТО позволяет: сократить число рабочих; устранить разметку заготовок перед обработкой; повысить точность обработки; снизить себестоимость продукции; облегчить условия труда рабочего и обеспечить его безопасность; расширить возможности оборудования; организовать многостаночное обслуживание; использовать рабочих с более низкой квалификацией; создать условия для механизации/автоматизации станков.
-
Среди всего ТО станочные приспособления (СП) составляют примерно 50%. Станочные приспособления Основные СП это: Центры – СП, предназначенные для центрирования деталей типа валов. В основном применяются для токарных и круглошлифовальных станков. Оправки – СП, предназначенные для центрирования деталей типа втулок и дисков. Оправка вращается вокруг своей оси и ее базовой поверхностью является, как правило, цилиндрическая поверхность и реже торцевая. Применяются при токарных, круглошлифовальных, зубообрабатывающих и фрезерных работах.
-
Станочные приспособления Патроны и планшайбы – СП, предназначенные для базирования, закрепления деталей и для сообщения им вращательного движения. Патроны и планшайбы имеют корпус в виде тела вращения (фланца, диска, цилиндра), на котором располагаются постоянные или сменные устройства (кулачки, пальцы, поводки и др.). Патрон отличается от оправки тем, что закрепление детали типа втулки выполняется не по всей поверхности отверстия, а в отдельных точках. Планшайбы закрепляют и центрируют обрабатываемые детали, при этом в них предусмотрена возможность установки сменных крепежных элементов, а встроенные постоянные механизмы для зажима отсутствуют.
-
Станочные приспособления Тиски – СП, предназначенные для зажима деталей между элементами, смонтированными на основании. Столы и плиты – СП, предназначенные для закрепления деталей и размещения сменных элементов. Особенности этих приспособлений: плоскопараллельная форма; наличие привода для закрепления деталей; наличие базовой поверхности с пазами, которые могут быть использованы для размещения сменных элементов. Столы и плиты могут быть круглыми и прямоугольными. Круглые могут поворачиваться относительно оси и напоминают планшайбы, но в отличие от последних, совершающих главное движение при обработке, столы совершают движение подачи.
-
Станочные приспособления Кондукторы – СП, предназначенные для направления инструмента в сверлильных и резьбонарезных операциях. Делительные головки и приспособления предназначены для сверлильных и фрезерных работ.
-
Классификация технологической оснастки
-
Классификация технологической оснастки
-
По целевому назначению К станочным приспособлениям для установки и закрепления обрабатываемых заготовок относятся приспособления сверлильные, фрезерные, расточные, токарные и др. (различаются по группам станков). К станочным приспособлениям для установки и закрепления рабочего инструмента относятся патроны для сверл, разверток, метчиков, многошпиндельные фрезерные и сверлильные головки, инструментальные державки для токарно-револьверных станков и автоматов и др. Эти приспособления еще называют вспомогательным инструментом. Сборочные приспособления используются для соединения деталей в изделии. Они обеспечивают крепление базовых деталей собираемого изделия, правильную установку соединяемых элементов, предварительное деформирование устанавливаемых упругих элементов, операции запрессовки, клепки, развальцовывания. Контрольные приспособления применяются для проверки заготовок при промежуточном и окончательном контроле деталей, а также при сборке. Приспособления для захвата, перемещения и перевертывания заготовок, деталей и собираемых изделий.
-
Универсальные приспособления Универсальные приспособления (УП) применяют для установки и закрепления заготовок разных по форме и габаритным размерам, обрабатываемых на различных металлорежущих станках, в единичном и мелкосерийном производствах. К ним относятся различные патроны, машинные тиски, делительные головки и т.д.
-
Универсальные безналадочные приспособления Универсальные безналадочные приспособления (УБП) используют для закрепления заготовок широкой номенклатуры и различной конфигурации. К ним относятся: универсальные патроны с неразъемными кулачками, универсальные фрезерные и слесарные тиски, поводковые патроны, центра и т.д.
-
Универсальные наладочные приспособления Универсально-наладочные приспособления (УНП) применяют для установки и закрепления схожих по форме заготовок деталей, обрабатываемых на токарных, фрезерных, сверлильных и других станках. УНП состоят из двух частей: универсальной (постоянной) и наладочной (сменной). Универсальная часть включает в себя корпус, силовой привод и базовые элементы для установки сменных наладок. Наладочная часть состоит из сменных наладок, изготавливаемых в соответствии с формой и габаритными размерами обрабатываемых деталей. Трудоемкость изготовления сменных наладок УНП на 60-70% меньше трудоемкости изготовления специальных приспособлений для установки таких же деталей. Универсальную часть УНП используют многократно, что значительно сокращает сроки и стоимость подготовки производства при выпуске новых машин. Применение УНП позволяет значительно увеличить оснащенность операций технологического процесса.
-
Специализированные безналадочные приспособления Специализированные безналадочные приспособления (СБП) используют дня закрепления заготовок, близких по конструктивно-технологическим признакам, с одинаковыми базовыми поверхностями, требующих одинаковой обработки. При осуществлении однотипных операций на этих приспособлениях необходимо осуществлять регулировку отдельных элементов. К таким приспособлениям относятся: приспособления для групповой обработки деталей типа валов, втулок, фланцев, дисков, кронштейнов, корпусных деталей и т.п.
-
Специализированные наладочные приспособления Специализированные наладочные приспособления (СНП) состоят из двух частей. Первая часть ‒ базовый агрегат и вторая часть ‒ специальная сменная наладка. Во многих случаях базовый агрегат имеет одну или несколько вспомогательных базовых поверхностей для установки на них специальных сменных наладок, предназначенных для направления режущего инструмента, механизма зажима заготовки и других деталей и сборочных единиц. После установки сменной наладки базовый агрегат преобразуется в законченное приспособление для выполнения конкретной операции по изготовлению конкретной детали. Специальная сменная наладка проектируется и изготавливается с учетом специфики конкретной заготовки, при этом учитываются оптимальные условия ее установки в приспособлении. Типы и основные размеры СНП определены государственными стандартами. Область применения СНП охватывает все типы серийного производства в условиях групповой обработки заготовок.
-
Универсально-сборные приспособления Универсально-сборные приспособления (УСП) собирают из нормализованных деталей и узлов, входящих в комплект УСП. Этот комплект состоит из базовых, корпусных, установочных, направляющих, прижимных, крепежных и других деталей и нормализованных узлов, различных по конструкциям и назначению. Комплект УСП содержит 1500…25000 деталей. Из комплекта в 20000 деталей можно одновременно собрать 200…250 приспособлений для изготовления изделий на различных станках. Бригада из пяти слесарей-сборщиков, одного мастера и конструктора может собрать из комплекта УСП 2500 различных приспособлений в год. Изготовление приспособления из деталей УСП включает в себя: Разработку схемы сборки приспособления в соответствии с видом технологической операции обработки детали и станка; Сборку приспособления из нормализованных деталей; Использование собранного приспособления для изготовления детали на соответствующем станке; Разборку приспособления; Раскладку деталей УСП для хранения. Применение системы УСП в 2-3 раза сокращает сроки технологической подготовки производства к выпуску нового изделия. Затраты на восстановление комплекта деталей УСП за год составляют 3,5% от всей себестоимости комплекта.
-
Универсально-сборные приспособления При применении УСП в условиях мелкосерийного производства для механизации закрепления заготовки на универсальных станках и станках с ЧПУ применяют механизированные УСП. В зависимости от размеров, массы заготовок и необходимой силы зажима для их закрепления разработаны два вида средств механизации: с крепежными болтами и соединительными пазами 12 и 16 мм. Они обеспечивают полную взаимозаменяемость со стандартными деталями и сборочными единицами УСП. Основой комплекта являются гидравлические блоки. Конструктивно они выполнены в виде прямоугольных плит УСП, в корпус которых встроены гидроцилиндры двустороннего действия. Компоновки механизированных приспособлений, собранные на их базе, обладают важным достоинством по сравнению с компоновками, механизация которых осуществляется с помощью отдельно стоящих гидрофицированных прижимов. Срок использования комплекта деталей и узлов УСП примерно 25 лет. УСП применяют в опытном, единичном, мелкосерийном производстве. При использовании вместо ручных зажимов гидро- или пневмозажимов УСП можно применять и в крупносерийном производстве. На станках с ЧПУ УСП применяются в единичном и мелкосерийном производстве.
-
Универсально-сборные приспособления Отличительной особенностью УСП является крестообразное взаимно-перпендикулярное расположение на сопрягаемых поверхностях Т-образных и шпоночных пазов. Основные детали и сборочные единицы, из которых компонуются УСП, условно подразделяются на следующие группы: Базовые детали (плиты прямоугольные и круглые, угольники); Корпусные детали (опоры, призмы, подкладки и др.); Установочные детали (шпонки, штыри, пальцы и др.); Прижимные детали (прихваты, планки); Крепежные детали (болты, шпильки, винты и др.); Разные детали (ушки, вилки, хомутики, оси, рукоятки и др.); Сборочные единицы (поворотные столы, кронштейны, центровые бабки и др.). В приборостроении и машиностроении используются комплекты УСП с шириной П-образного и Т-образного пазов 8; 12 и 16 мм, образующие серии.
-
Универсально-сборные приспособления
-
Сборно-разборные приспособления Сборно-разборные приспособления (СРП) являются разновидностью оснастки многократного применения. В СРП элементом фиксации является цилиндрический палец и точное отверстие (в УСП фиксация деталей осуществляется системой "шпонка - точный паз"). Этот способ фиксации имеет ряд эксплуатационных и технологических преимуществ: достигается повышенная точность обработки и жесткость системы, что позволяет работать на более высоких режимах обработки. В СРП предусмотрен как традиционный способ базирования обрабатываемых заготовок на заранее изготовленные и поставляемые заводу-потребителю детали, так и способ базирования с помощью специальных сменных наладок. Специальная сменная наладка имеет подготовленные поверхности для установки обрабатываемой заготовки в компоновке приспособления. К группе базовых сборочных единиц для компоновки СРП относятся прямоугольные и круглые плиты как меха визированные, так и немеханизированные, различные типы угольников. Прямоугольные немеханизированные плиты представляют собой прямую призму. На верхней поверхности призмы имеется сетка координатно-фиксирующих отверстий, точность которых соответствует 7-му квалитету. Отверстия предназначены для фиксации на плите специальных сменных наладок, установочно-крепежных и других элементов или обрабатываемых заготовок. Кроме того, они могут быть использованы в качестве "нулевой точки" при установке приспособления на станке с ЧПУ.
-
Сборно-разборные приспособления Для крепления сменных наладок, установочно-крепежных и других элементов СРП или обрабатываемых заготовок на верхней поверхности предусмотрены продольно-направленные Т-образные пазы. Для повышения общей жесткости плиты пазы выполнены только в одном направлении. Компоновки механизированных приспособлений СРП на базе прямоугольных плит с гидравлическим приводом имеют некоторые преимущества перед компоновками аналогичных приспособлений на базе немеханизированных прямоугольных плит ‒ шланги не выступают над рабочей поверхностью плиты. Это облегчает установку заготовок и съем обработанных деталей, а также уборку стружки. Из деталей и сборочных единиц СРП разработаны два специализированных комплекта ‒ первый комплект предназначен для оснащения сверлильных и фрезерных станков с программным управлением, второй ‒ для многооперационных и расточных станков с ЧПУ.
-
Специальные приспособления Специальные приспособления (СП) используют для выполнения определенной операции при обработке конкретной детали, они являются одноцелевыми. При смене объекта производства такие приспособления, как правило, приходится списывать, независимо от степени их физического износа. Эти приспособления трудоемки и дороги в изготовлении, и их изготовляют в единичном производстве, а применяют главным образом в крупносерийном и массовом производствах. Для коленчатых валов Рычажные зажимные патроны с механическим приводом Для коробок дифференциалов Зажимное устройство с гидравлическим приводом. Применяется для зажима блоков двигателей
-
Выбор приспособления зависит от типа производства, программы выпуска деталей, формы и габаритных размеров деталей, точности их изготовления и от технических требований, предъявляемых к деталям.
-
Базирование заготовки в приспособлении
-
Понятие о базах и схемах базирования Базирование – это придание заготовке или изделию требуемого положения в приспособлении в выбранной системе координат. После базирования заготовку необходимо закрепить, чтобы при обработке она была неподвижной относительно приспособления. Базирование и закрепление ‒ это два разных элемента установки заготовки. Они выполняются последовательно. Базирование нельзя заменить закреплением!
-
Понятие о базах и схемах базирования Твердое тело имеет шесть степеней свободы: три перемещения вдоль координатных осей X, Yи Z и три поворота вокруг этих осей. Каждая опора лишает заготовку одной степени свободы, поэтому для лишения заготовки всех 6 степеней свободы необходимо иметь в приспособлении 6 неподвижных опорных точек.
-
Понятие о базах и схемах базирования Эти точки находятся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: Точки 1, 2, 3, расположенные в плоскости Х0Y, лишают заготовку трех степеней свободы – перемещения вдоль оси Zи вращения вокруг осей Х и Y. Точки 4, 5 в плоскости Y0Z лишают ее двух степеней свободы – перемещения вдоль оси Х и вращения вдоль оси Z. Точка 6 в плоскости Х0Z лишает заготовку шестой степени свободы – перемещения вдоль оси 0Y.
-
Понятие о базах и схемах базирования Силы зажима W1, W2, W3, действующие в направлениях, перпендикулярных к трем плоскостям, прижимают заготовку к шести неподвижным опорам. Число неподвижных опор в приспособлении не должно быть более 6, так как иначе создается неустойчивое положение заготовки в приспособлении!
-
Схемы базирования База – это поверхность, сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования. База – поверхность 1. 2 ‒ деталь База – сочетание поверхностей 1. 2 ‒ деталь
-
Схемы базирования База – это поверхность, сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования. База – ось 1. 2 ‒ деталь. 3 – губки тисков База – точка 1. 2 ‒ деталь. 3 – центрирующий конус приспособления
-
Схемы базирования Опорная точка – это символ одной из связей заготовки или изделия с избранной системой координат. Условное изображение опорных точек Вид спереди и сбоку Вид сверху
-
Схемы базирования Комплект баз – это совокупность трех баз, образующих систему координат изделия. Для обеспечения неподвижности заготовки в выбранной системе координат на нее необходимо наложить 6 двусторонних геометрических связей, для создания которых нужен комплект баз. Если заготовка должна иметь определенное количество степеней свободы, то соответствующее число связей снимается. Например, при обточке вала на станке его необходимо закрепить и в то же время обеспечивать вращение. Следовательно, при базировании вал будет лишен только 5 степеней свободы, а шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – у него остается. Схема базирования – это схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия.
-
Схема базирования призматической детали I, II, III – базы детали 1..6 – опорные точки Все опорные точки на схеме показывают условными знаками и нумеруют, начиная с базы с наибольшим количеством опорных точек. При наложении одной опорной точки на другую показывают одну точку и около нее в скобках ставят номера совмещенных точек.
-
Поверхности детали Все поверхности детали можно разделить на 4 вида: Свободные поверхности – не соприкасаются с другими деталями. Вспомогательные базы – определяют положение присоединяемой детали относительно данной; Основные базы – определяют положение данной детали в изделии; Исполнительные поверхности – выполняют служебное назначение детали;
-
Классификация баз
-
По назначению Конструкторская база используется для определения положения детали или сборочной единицы в изделии. Основная база – это конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения ее положения в изделии. I, II, III – комплект основных баз шестерни Вспомогательная база – это конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения положения присоединяемого к ним изделия. I, II, III – комплект вспомогательных баз вала со шпонкой
-
По назначению Технологическая база используется для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта. I – технологическая база вала 1 – призма (элемент приспособления к фрезерному станку) 2 – шпоночная фреза 3 – заготовка вала со шпоночным пазом
-
По назначению Измерительная база используется для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения. 1– индикаторная стойка 2 – изделие 3 – индикатор (средство измерения) А – измерительная база детали
-
По лишаемым степеням свободы Установочная база лишает заготовку (изделие) трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей. Направляющая база лишает заготовку (изделие) двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси. Опорная база лишает заготовку (изделие) одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси. I– установочная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль оси Zи поворотов вокруг осей Xи Y II– направляющая база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль оси Y и поворотов вокруг осей Z III– опорная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль X 1 – заготовка; 2 – опоры приспособления
-
По лишаемым степеням свободы Двойная направляющая база лишает заготовку (изделие) четырех степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей. I – двойная направляющая база детали, лишающая ее перемещений вдоль осей Yи Z и поворотов вокруг осей Yи Z
-
По лишаемым степеням свободы Двойная опорная база лишает заготовку (изделие) двух степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей. I– двойная опорная база заготовки, лишающая ее перемещений вдоль осей Xи Y 1– заготовка 2 – элемент приспособления
-
По характеру проявления Скрытая база – база заготовки (изделия) в виде воображаемой плоскости, оси или точки. Явная база – база заготовки (изделия) в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок. I– установочная явная база заготовки II – направляющая скрытая база заготовки 1..6 – опорные точки 7 – заготовка 8 – губки самоцентрирующих тисков
-
Виды заготовок Заготовки подразделяют на 5 основных видов: 1) Корпусные заготовки (призматические и фланцевые) 2) Валы 3) Диски 4) Полые цилиндры (гильзы, втулки) 5) Некруглые стержни (рычаги, шатуны)
-
Типовые схемы базирования Корпусные детали: Базирование в координатный угол Базирование по двум перпендикулярным плоскостям и одному отверстию 1 – длинный ромбический палец с буртиком 2 – втулка 3 ‒ пластина
-
Типовые схемы базирования Корпусные детали: Базирование на плоскость и два отверстия Базирование призматической заготовки на плоскость и три отверстия 1..3 – срезанные пальцы Базирование выполняется на цилиндрический и срезанный палец Базирование фланцевой заготовки на плоскость и палец (короткий или длинный)
-
Типовые схемы базирования Валы: Базирование в центрах Базирование в патроне Базирование в призме
-
Типовые схемы базирования Диски: Базирование в патроне Базирование в призме с фиксатором или без него Базирование на оправку
-
Типовые схемы базирования Полые цилиндры (гильзы, втулки): Базирование на оправку с зазором Базирование на оправку с натягом Базирование на коническую оправку
-
Типовые схемы базирования Некруглые стержни (рычаги, шатуны): Используются ранее рассмотренные схемы
-
Погрешности установки
-
Понятие о погрешности установки Погрешность установки заготовки εу– это одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали, возникающая при установке обрабатываемой заготовки в приспособлении. Погрешность установки εускладывается из: погрешности базирования εб погрешности закрепления εз погрешности приспособления εпр
-
Понятие о погрешности установки Погрешность базирования εбопределяется расчетом на основе геометрических соотношений. Погрешность закрепления εЗи погрешность приспособления εпрнаходятся по справочникам. Так как разделить эти составляющие погрешности установки при их экспериментальном определении затруднительно, то обычно в справочниках указывается только значение погрешности закрепления, в которую входит и погрешность соответствующего приспособления. С учетом сказанного получаем: При установке заготовок в центрах, самоцентрирующих патронах, на разжимных оправках и т.п. базирование и закрепление заготовок осуществляется одновременно, поэтому отделить их друг от друга трудно. Принято считать, что в указанных случаях погрешность базирования заготовок в радиальном направлении равна нулю. Таким образом εу= εЗ.
-
Погрешность закрепления заготовок εЗ при установке на опорные пластины, мм
-
Погрешность закрепления заготовок εЗпри установке в осевом направлении для обработки на станках, мм
-
Понятие погрешности базирования Погрешность базирования εб– это отклонение фактически достигнутого положения заготовки (изделия) при базировании от требуемого. Различают допустимую погрешность [εб]и фактическую εб. Допустимая погрешность: Погрешность базирования является случайной. Возникает, когда опорная установочная база обрабатываемой детали не совмещена с измерительной. [εб] ≈T – Δ где Т – допуск на выполняемый размер; Δ – допуск на суммарную погрешность без учета погрешности базирования. Определяется из таблиц средней экономической точности метода обработки.
-
Понятие погрешности базирования Принципиально всегда можно найти такую схему приспособления, при которой погрешности базирования сводились бы к нулю. Но иногда это приводит к слишком сложному и малопроизводительному приспособлению. Поэтому используют более простые схемы при условии, что погрешность базирования вместе с другими погрешностями обработки не превысит допуска на выполняемый размер. Фактическая погрешность базирования должна быть меньше допускаемой Фактическую погрешность базирования в каждом конкретном случае определяют геометрическими расчетами, исходя из допусков на базисные размеры. εб≤[εб]
-
Расчет погрешности базирования Погрешность базирования εб= 0, если плоскость 1 является конструкторской и технологической базой для обрабатываемой плоскости 2 Установка заготовок плоскостью: В случае несовпадения конструкторской и технологической баз положение конструкторской базы (плоскость 3) при неизменном настроечном размере С будет колебаться относительно фрезы в пределах допуска 0,28 мм на размер Н. Погрешность базирования равна допуску на размер Нεб= 0,28 мм Если выполнить установку по такой схеме, совместив конструкторскую и технологическую базы, то погрешность базирования исключается εб= 0
-
Расчет погрешности базирования На рисунке показана установка партии валов диаметром от D до D ‒ δDдля фрезерования паза с заданием его размера от различных конструкторских баз. Так как во всех трех случаях конструкторские базы (ось вала, верхняя и нижняя образующие) не совпадают с технологической (поверхности контакта вала с призмой), то по размерам Н, Н1 и Н2 неизбежны погрешности базирования. Установка заготовок цилиндрической поверхностью: Допуски на погрешности базирования равны колебаниям в положении конструкторских баз, зависящим от допуска на диаметр устанавливаемых валов и угла призмы.
-
Расчет погрешности базирования В случае установки валов на плоскость, например, для фрезерования поперечного паза, угол α = 180°и поэтому допуски на погрешности будут: εбН= 0,5 · δD εбН1= δD εбН2= 0 Установка заготовок цилиндрической поверхностью: Нарисунке диск при сверлении отверстия закреплен кулачками самоцентрирующего патрона. Если конструкторской базой является ось диска, совпадающая с осью патрона, относительно которой установлено сверло, то εбН = 0. Допуски на погрешности базирования по размерам Н1 и Н2равны εбН1= εбН2 = 0,5 · δD
-
Расчет погрешности базирования Установка заготовок цилиндрической поверхностью: При установке диска отверстием на жесткую оправку с натягом или цанговую разжимную оправку допуски на погрешности базирования, как и в предыдущем случае, будут εбН = 0; εбН1= εбН2 = 0,5 · δD Предполагая,что в сопряжении диска с оправкой возможен зазор Zmax, получим εбН = Zmax; εбН1= εбН2 = 0,5 · δD+Zmax
-
Выводы и рекомендации Черновая база всегда должна использоваться для обработки установочных баз. Черновыми установочными базами могут служить поверхности, относительно которых при первой операции обрабатываются чистовые базы. В качестве черновых баз у заготовок, следует принимать поверхности с наименьшими припусками. Не следует принимать за черновые базы поверхности разъема, а также неровные поверхности со следами от литников и другими дефектами. Чистовые установочные базы следует выбирать так, чтобы они совпадали с конструкторскими - принцип совмещения баз. Это исключает погрешности базирования. Чистовые базовые поверхности должны иметь наибольшую точность формы и размеров и малую шероховатость. Установочные базы должны обладать наибольшей устойчивостью при базировании и обеспечивать наименьшие деформации заготовки от зажатия и воздействия силы резания. При выборе чистовых баз необходимо стремиться к тому, чтобы обработку поверхностей на всех операциях выполнять с использованием одних и тех же установочных баз. Это требование называется принципом постоянства баз.
-
Типовые базирующие элементы приспособлений
-
Базирующие элементы приспособлений Базирующие (установочные) элементы приспособлений должны обладать высокой износостойкостью рабочих поверхностей. Рекомендованы хромистая сталь 20Х или конструкционная углеродистая сталь 20 с цементацией рабочих поверхностей на глубину 0,8…1,2 мм с закалкой до твердости HRC 58…62. Эти элементы должны обеспечивать возможность легкой и быстрой замены их в случае износа или повреждения. Рабочие поверхности базирующих деталей для сохранения их в чистоте и в целях надежного прилегания к ним заготовок должны быть небольших размеров и не должны быть сплошными по всей установочной поверхности обрабатываемой детали. При установке заготовка опирается на установочные элементы приспособлений, поэтому эти элементы называют опорами. Опоры бывают основные и вспомогательные.
-
Основные и вспомогательные опоры Основными опорами называются базирующие элементы, лишающие заготовку при обработке всех или нескольких степеней свободы. Для придания заготовке устойчивого положения основные опоры следует располагать на максимальном расстоянии друг от друга, таким образом, чтобы силы зажима и резания приходились либо против опор, либо между ними. Вспомогательные опоры применяют для исключения деформации заготовок, установленных на основных опорах. Количество их может быть произвольным, так как оно определяется условиями обработки, жесткостью и конфигурацией детали. Вспомогательные опоры не лишают заготовку степеней свободы. К основным опорам относятся: опорные штыри, пальцы, пластины, центры, призмы.
-
Опорные штыри ГОСТ 12193-12197 Штыри бывают с плоской (а), сферической (б) и насеченной (в) головкой. Штыри с плоской головкой (а) предназначены для установки заготовок обработанными плоскостями. а) Штыри со сферической и насеченной головкой (б, в) предназначены для установки заготовок необработанными плоскостями, причем штыри со сферической головкой, как более изнашивающиеся, применяются в случае особой необходимости, например, при установке узких заготовок необработанной поверхностью для получения максимального расстояния между опорными точками. в) б) г)
-
Пальцы ГОСТ 12193-66 и 12197-66 Цилиндрический палец заменяет две опорные точки, срезанный цилиндрический и конический – одну. Срезанные пальцы применяют вместе с цилиндрическими или коническими. Срезание пальцев облегчает установку заготовок, т.к. дополнительный зазор компенсирует погрешность расстояния между пальцами. Постоянный цилиндрический Сменный цилиндрический Постоянный срезанный Плавающий конический
-
Пластины ГОСТ 13440-68 и 13442-68 Наиболее распространенные конструкции пластин приведены на рисунке. Конструкция представляет собой узкую пластинку, закрепляемую двумя или тремя винтами диаметром М6, М8, М10 или М12. Для облегчения перемещения заготовки, а также для безопасной очистки приспособления от стружки вручную, рабочая поверхность пластинки имеет фаску под углом 45°. Основные достоинства таких пластинок это простота и компактность. Головки винтов, крепящих пластину, обычно утопают на 1…2 мм относительно рабочей поверхности пластины. Пластины могут быть гладкие (а) и с косыми пазами (б). Косое расположение пазов позволяет, во-первых, непрерывно направлять деталь при перемещении ее по пластинам, и во-вторых, содействует более эффективной очистке установочной поверхности детали при этом перемещении. а) б)
-
Призмы ГОСТ 4743 -68 Призмы используются при базировании заготовок по цилиндрической поверхности. а) б) Призма ‒ это установочный элемент с рабочей поверхностью в виде паза, образованного двумя плоскостями под углом α= 60°, 90° и 120°. Наибольшее распространение получили призмы с α = 90°. Призмы с α = 120° применяют, когда заготовка не имеет полной цилиндрической поверхности и по небольшой дуге окружности нужно определить положение оси детали. Заготовка, помещенная на таких призмах, имеет небольшую устойчивость. Призмы с углом α = 60° применяют для повышения устойчивости в том случае, когда имеются значительные силы резания, действующие параллельно оси призмы.
-
Призмы ГОСТ 4743 -68 При установке заготовок с чисто обработанными базами применяют призмы с широкими опорными поверхностями, а с черновыми базами – с узкими опорными поверхностями. Кроме того, по черновым базам применяют точечные опоры. При этом заготовки, имеющие искривленность оси, бочкообразность и другие погрешности формы, занимают в призме устойчивое и определенное положение. В отличие от опорных штырей и пластин призмы нужно точно устанавливать в заданном положении, т.к. даже небольшое их смещение приводит к погрешностям. Поэтому, кроме крепежных винтов 1, призму фиксируют двумя штифтами 2, которые ставятся без зазора.
-
Регулируемые опоры ГОСТ 4084(85)-68 Если на заготовке имеется припуск, который необходимо удалить в последующем и который для различных заготовок может быть неодинаковым, или, если у разных заготовок форма установочной поверхности имеет отклонения, применяют регулируемые опоры. Регулируемыми делают как вертикальные так и боковые опоры. Обычно не все основные опоры делают регулируемыми. Часто регулируется одна опора в каждой установочной плоскости. Вертикальная регулируемая опора В мелкосерийном производстве, где практикуется изготовление деталей разных размеров при использовании одного и того же приспособления, иногда делают все опоры регулируемыми. Боковая регулируемая опора,
-
Оправки ГОСТ 13044-85 Для деталей, имеющих внутреннюю цилиндрическую поверхность, в качестве установочных элементов применяют оправки. Оправки делят на жесткие и разжимные. Жесткие оправки могут быть: конические (а), цилиндрические для посадки натягом (б) или зазором (в). Все жесткие оправки, как правило, центровые. На цилиндрическую оправку с натягом (б) заготовка напрессовывается. Точность центрирования 0,005...0,01 мм. Оправки применяют в к/с производстве при обработке на токарных многорезцовых п/а и др. Конические оправки (а) с конусностью 1:1500..1:2000 обеспечивают точность центрирования в пределах 0,005..0,01 мм, но не обеспечивают точной фиксации по длине. Жесткие оправки. 1 – заготовка
-
Оправки ГОСТ 13044-85 Для деталей, имеющих внутреннюю цилиндрическую поверхность, в качестве установочных элементов применяют оправки. Оправки делят на жесткие и разжимные. Жесткие оправки. 1 – заготовка Цилиндрическая оправка с зазором (в). Положение заготовки по длине определяется буртом оправки. От проворачивания заготовка удерживается трением на торцах от затяжки гайкой или шпонкой (шлицами при наличии таковых). Точность центрирования 0,02...0,03 мм. Жесткие оправки изготовляются из стали марки 20Х, подвергаются цементации на глубину 1,2..1,5 мм закалке до 58..63 HRC. На центральных отверстиях выполняют дополнительные фаски под углом 120°. Оправки диаметром более 80 мм обычно изготовляются полыми.
-
Оправки ГОСТ 13044-85 Разжимные оправки отличаются от жестких тем, что имеют подвижные элементы, перемещающиеся в радиальном направлении. Заготовка устанавливается на оправку с зазором. Разжимающиеся элементы оправки фиксируют заготовку на ней, выбирая зазор между оправкой и заготовкой. Различают следующие типы разжимных оправок: цанговые кулачковые гидропластные с гофрированными втулками с тарельчатыми пружинами По способу установки на станке оправки бывают: консольные и цанговые. Консольные устанавливаются в шпиндель станка и присоединяются к нему либо конусным хвостовиком, либо посадочным пояском и винтами. Центровые оправки устанавливаются в центра.
-
Оправки ГОСТ 13044-85 Цанговая консольная оправка Цанговая центровая оправка Цанговые оправки для установки заготовок с точностью базового отверстия Н8..Н12 обеспечивают точность центрирования 0,02..0,04 мм. Кулачковые оправки допускают установку заготовок с необработанным или грубо обработанным базовым отверстием. Используются для закрепления толстостенных заготовок. Точность центрирования 0,05...0,1 мм.
-
Оправки ГОСТ 13044-85 Оправка с гидропластом: Гидропласт‒ пластическая масса, обладающая свойствами жидкости и слабо проникающая в зазоры (момент просачивания зависит от величины зазора и давления). Базовое отверстие заготовки обрабатывают с точностью Н7..Н8. Точность центрирования 0,005...0,01 мм. Оправка с гофрированными втулками: Центрирование 0,002..0,003 мм, точность Н6..Н7. При приложении осевой силы втулка вспучивается и прочно закрепляет заготовку. Втулки из стали 38Х, У10А или 65Г с термообработкой HRC 45..50. Оправка с тарельчатыми пружинами. Обеспечивает надежное закрепление заготовки при точности не ниже Н11. Центрирования 0,01...0,02 мм. Пружины выполняют из стали 60С2А с термообработкой HRC 40..45.
-
Вспомогательные опоры Стандартная самоустанавливающаяся опора. Винт 6 опоры устанавливают выше основных опор. При установке заготовка давит на винт 6, сжимая пружину 8 до тех пор, пока не ляжет на основные опоры. После этого плунжер 7 жестко фиксируется с помощью винта 3, пальца 4 и штифта 5 с косым срезом. Вся опора смонтирована в корпусе 9. Угол скоса фиксирующего штифта 5 меньше угла самоторможения. Плунжер 7 фиксируется от проворота относительно корпуса 9 выступом штифта 5. Пружину 8 выбирают так, чтобы она не могла приподнять заготовку над основными опорами. Для приведения заготовки в исходное положение ее необходимо растормозить. Достоинство самоустанавливающихся опор: быстродействие; возможность одновременного управления (стопорения) несколькими опорами от одного привода. Недостаток – не применяют при установке тяжелых заготовок и больших сил резания, действующих вдоль оси плунжера 7.
-
Вспомогательные опоры Клиновая подводимая опора. Если в приспособлении нет заготовки 1, то регулируемый винт 2 располагается ниже основных опор. После установки заготовки на основные опоры вручную, движением клина 5 влево, выдвигают плунжер 3 до соприкосновения регулируемого винта 2 с поверхностью заготовки. Вращаясь, винт 6 своей конической частью выдвигает в радиальных пазах сегментные шпонки 4 до их упора в корпус 8 приспособления. Клин 5 предохраняется от проворота штифтом 9. Угол наклона клина равен 15°, и клиновая опора является самотормозящей, но имеет достаточный ход.
-
Вспомогательные опоры На рисунках приведены конструкции самоустанавливающихся опор, применяемых для увеличения жесткости или устойчивости заготовки в приспособлении. Иногда их используют для установки деформированных заготовок. Для защиты самоустанавливающихся опор от мелкой стружки и пыли в некоторых случаях используют резиновые манжеты. 1,4 – опорные штыри; 2 – серьга; 3 – заготовка; 5 – корпус; 6 – коромысло; 7 – ось; 8‒ пружина Виды самоустанавливающихся опор: С винтом Система FBS для установки деформированных заготовок В конической расточке
-
Зажимные механизмы
-
Назначение зажимных механизмов Зажимными механизмами называют механизмы, устраняющие возможность вибрации или смещения заготовки относительно приспособления под действием собственного веса и сил, возникающих в процессе обработки (сборки). Необходимость в зажимных механизмах исчезает в двух случаях: 1. Когда обрабатывают (собирают) тяжелую, устойчивую заготовку (сборочную единицу), по сравнению с весом которой силы механической обработки (сборки) малы; 2. Когда силы, возникающие при обработке (сборке) приложены так, что они не могут нарушить положение заготовки, достигнутое базированием.
-
Требования к зажимным механизмам При зажиме не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое базированием. Это удовлетворяется рациональным выбором направления и точки приложения силы зажима Зажим не должен вызывать деформации закрепляемых в приспособлении заготовок или порчи (смятия) их поверхностей Сила зажима должна быть минимально необходимой, но достаточной для обеспечения надежного положения заготовки относительно установочных элементов приспособлений при обработке Зажим и открепление заготовки необходимо производить с минимальной затратой сил и времени рабочего. При использовании ручных зажимов усилие руки не должно превышать 147 Н (15 кгс) Зажимные устройства не должны, по возможности, воспринимать силы резания Зажимной механизм должен быть простым по конструкции, максимально удобным и безопасным в работе.
-
Расчет сил зажима Сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. К заготовке приложены силы тяжести и силы резания, а также искомые зажимные силы и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна сохранить равновесие. Силы резания и их моменты определяют по формулам теории резания металлов или выбирают по нормативным справочникам. Найденную силу резания для надежности зажима заготовки умножают на коэффициент запаса К = 1,4..2,6 (при чистовой обработке К = 1,4, при черновой К = 2,6)
-
Расчет сил зажима Рассмотрим несколько вариантов зажима детали: Первый вариант: Сила зажима W, приложенная к обрабатываемой заготовки 1, и сила резания Р одинаково направлены и прижимают заготовку к опоре 2 приспособления. При этом на заготовку действует минимальная сила зажима Wmin.
-
Расчет сил зажима Второй вариант: Сила зажима W и сила резания Р действуют на обрабатываемую заготовку 1 в противоположных направлениях. Требуемая сила зажима W = K · P
-
Расчет сил зажима Третий вариант: Сила зажима W и сила резания Р действуют на обрабатываемую заготовку во взаимно перпендикулярном направлении. Силе резания Р противодействуют силы трения между нижней базовой плоскостью заготовки и опорными штырями приспособления и между верхней плоскостью заготовки и зажимными элементами. При этом требуемая сила зажима W · f1+ W · f2= К · Р, откуда где f1 и f2 — коэффициенты трения между поверхностями заготовки и установочными зажимными элементами приспособления. При f1 = f2 = 0,1 сила зажима W = 5 · K · P.
-
Расчет сил зажима Четвертый вариант: Сила зажима W прижимает заготовку к опорам при этом одна сила резания Р1 имеет одно направление с силой зажима и прижимает заготовку к нижним опорам, а вторая сила резания Р2 действует в направлении, перпендикулярном к силе зажима. Смещению заготовки в приспособлении препятствуют силы трения, возникающие на плоскостях контакта детали с установочными и зажимными элементами приспособления. Величину силы зажима определяют из соотношения Р2 1:
-
Расчет сил зажима Пятый вариант: Обрабатываемая заготовка зажимается горизонтально действующей силой зажима W. Расстояние между силой зажима и силой реакции от бокового упора выбирают таким, чтобы обрабатываемая заготовка надежно была прижата к установочным опорам приспособления. На заготовку действуют сила зажима W, сила реакции R1 и R от установочных и зажимных опор и силы трения F = f · R, F1 = f1 · R1, F2 = f2 · W между поверхностями детали, установочными и зажимными элементами приспособления. Приравнивая сумму моментов относительно точки О нулю, найдем силу:
-
Расчет сил зажима Шестой вариант: Обрабатываемая деталь наружной цилиндрической поверхностью установлена в призме с углом α = 90°и зажата силой W. Повороту детали около ее оси противодействуют силы трения, возникающие на поверхностях контакта детали с установочными и зажимными элементами приспособления. Реакции опорных поверхностей N1 = N2 = W / 2 · sinα/2 Без учета трения на торце детали: где W – сила зажима заготовки; r – радиус заготовки; f1, f2, f3 – коэффициенты трения между наклонными поверхностями призмы и заготовки, а также между зажимом и заготовкой.
-
Расчет сил зажима Шестой вариант: Откуда: При f1 = f2 = fзапишем:
-
Расчет сил зажима Седьмой вариант: Рассмотрим действие двух сил резания Pz и Рх на заготовку 1, зажатую в трехкулачковом патроне станка; сила резания Pz создает момент: М = Pz · r1, который стремиться повернуть заготовку вокруг ее оси, а сила Рх‒ переместить заготовку вдоль ее оси. Суммарная сила зажима заготовки тремя кулачками патрона: Wсум · f · r = K · M = K · Pz · r1, откуда: тогда:
-
Расчет сил зажима Седьмой вариант: где W‒ сила зажима заготовки одним кулачком патрона, Н (кгс); r‒ радиус обрабатываемой части заготовки, зажатой кулачками, мм; r1‒ радиус обработанной части заготовки, мм; f‒ коэффициент трения между поверхностями заготовки и кулачков (зависит от вида поверхности кулачков); Z‒ число кулачков патрона; К‒ коэффициент запаса (К = 1,4..2,6); М‒ момент от силы резания Pz. Величину W проверяют на возможность продольного сдвига заготовки силой Рх по формуле: откуда:
-
Расчет сил зажима Восьмой вариант: Рассмотрим действие силы резания Pz на обрабатываемую заготовку втулки 2, установленную и зажатую на цанговой оправке. Сила Pz создает момент резания М, которому противодействует момент от силы трения Мтр между установочной поверхностью цанги и заготовкой. Суммарная сила зажима Wсум обрабатываемой заготовки всеми лепестками цанги Wсум · f · r1 = K · M = K · Pz · r, Момент от силы трения: Мтр = Wсум · f · r1
-
Расчет сил зажима Восьмой вариант: Фактические силы зажима заготовки, создаваемые зажимными механизмами должны равняться расчетным силам зажима или быть несколько больше их. Величина фактических сил зажима зависит от исходной силы Q, привода и передаточного отношения между фактической силой зажима Wфдетали и исходной силой Q для конкретного зажимного устройства приспособления. Зависимость между силами Wф и Q определяется равенством: Wф = Q · i, откуда где Wф‒ фактическая сила зажима обрабатываемой заготовки, H; f‒ коэффициент трения между поверхностями цанги и заготовки; Q‒ исходная сила, развиваемая рабочим или механизированным приводом, H; i‒ передаточное отношение между силами.
-
Классификация зажимных механизмов
-
Клиновые зажимы Большинство силовых зажимных механизмов основано на действии клина, обладающего свойством самоторможения. Плоский односкосный клин: 1 – клин; 2 – ролик; 3 - рычаг
-
Клиновые зажимы Двускосый (а) или круглый (б): 1 – клин; 2 – плунжеры; 3 - рычаг а) б)
-
Клиновые зажимы Криволинейный клин в форме эксцентрика или плоского кулачка а) эксцентрик б) плоский кулачок с рабочим профилем, очерченным по архимедовой спирали а) б)
-
Клиновые зажимы Винтовой клин в форме торцового кулачка 1 – клинья; 2 - рычаги а) б)
-
Клиновые зажимы В самоцентрирующих клиновых механизмах (патроны, оправки) используются системы из трех и более клиньев. а) клиноплунжерная оправка с трехскосым клином 2 и плунжерами 1 б) шариковая оправка с конусом 2 и шариками 1 а) б)
-
Клиновые зажимы Для надежного закрепления обрабатываемой заготовки в приспособлении клин должен быть самотормозящим, т.е. зажимать заготовку после прекращения действия на клин исходной силы Р. Самоторможение клина обеспечивается малыми углами α наклона его поверхности и получается при α
-
Рычажные зажимы Рычажные механизмы применяют, если требуется большая сила зажима. По конструкции бывают однорычажные, двухрычажные одностороннего действия и двухрычажные двухстороннего действия. Однорычажный механизм одностороннего действия Заготовку 1 крепят прихватом 2. Сила закрепления на прихват передается от штока 8пневмоцилиндра через ролик 6, регулируемое по длине наклонное звено 4, состоящее из вилки 5 и серьги 3. Для предотвращения изгиба штока 8 для ролика предусмотрена опорная планка 7. Во время закрепления заготовки угол α наклонного рычага уменьшается, и сила зажима увеличивается. Так при угле α= 10° сила W на верхнем конце наклонного звена 3 составляет W ≈ 3,5 · Р, а при α= 3° силаW ≈ 11 · Р, где Р‒ сила на штоке 8пневмоцилиндра.
-
Рычажные зажимы Двухрычажный механизм одностороннего действия Две заготовки 3 устанавливают на плоскую опору и крепят прихватом 4. Сила зажима на прихват передается от штока 1пневмоцилиндра через ось 8, звено 7 и двурычажный механизм 5 одностороннего действия. Так как шток 1 выполнен в виде вилки для размещения звена 7 на оси 8, то для герметичности предусмотрена втулка 2. Прихват 4 смонтирован на оси 6 и имеет регулировочный винт. Заготовку 1 крепят двумя прихватами 2 и 12, качающимися на осях 13. Сила закрепления на прихват передается от штока 7пневмоцилиндра, прикрепленного к корпусу 5, через ось 8 и звенья 9, 3, 11. Шток 7 выполнен в виде вилки, поэтому для герметичности предусмотрена втулка 6. Прихваты 2 и 12 смонтированы в вилках 4 и 10, последние прикреплены к корпусу 5. Двухрычажный механизм двухстороннего действия
-
Рычажные зажимы Определение силы Qот механизированного привода: Сила Q действует на левый конец рычага на расстоянии l1 от т. О. Сила Q поворачивает рычаг на оси вокруг т. О, а правый конец рычага прижимает обрабатываемую заготовку с силой W, находящейся на расстоянии lот т. О. Для определения силы Qот составляется уравнения равновесия рычага относительно точек О1 и О. где fO – коэффициент трения в опоре О.
-
Рычажные зажимы Определение силы Qот механизированного привода:
-
Винтовые зажимы Винтовые ручные зажимы находят большое применение в станочных приспособлениях из-за их простоты и надежного крепления заготовок. Недостатки: значительное вспомогательное время, необходимое для зажима детали; большая затрата мускульной силы; непостоянство силы зажима; возможность смещения заготовки от силы трения на торце винта. Закрепление заготовок винтовыми зажимами в приспособлениях производится ключами, ручками, гайками, установленными на конце винта. Зажимные винты и гайки изготавливают из стали 35 и 45 с твердостью 30..35 HRC.
-
Винтовые зажимы Сила зажима заготовки Q зависит от длины рукоятки и величины приложенной к ней силы, формы зажимного торца и вида резьбы. Для зажима заготовки винтом со сферическим торцом 1 сила, приложенная к рукоятке: гдеl– расстояние от оси винта до точки приложения силы Q (l ≈ 14 · d, где d‒ наружный диаметр резьбы) rcp – средний радиус резьбы винта; α = 2°30′ …3°30′ ‒ угол подъема витка резьбы; φ = 6°40’ – угол трения в резьбе. Номинальный диаметр винта проверяют на растяжение – сжатие: где с – коэффициент для метрической резьбы с = 1,4; W – сила зажима заготовки (сжимающая сила), [σ] = 80…100 МПа – допускаемые напряжения на растяжение (сжатие) при переменной нагрузке.
-
Винтовые зажимы Сила, приложенная к рукоятке 2 зажима с плоским торцом 1: Сила, приложенная к рукоятке 2 резьбового зажима со сферическим торцом 1, упирающимся в конусное гнездо зажимного башмака: где β ≈ 120° ‒ угол между касательными к сферической поверхности винта в гнезде башмака.
-
Комбинированные зажимы Состоит из винтового и рычажного механизмов. Обеспечивает надежное крепление и хороший доступ к месту зажима. Положение прихвата по высоте регулируется. Винтовой прихват: Прихват отводной для внутреннего закрепления: Прихват применяют для закрепления в труднодоступных местах. При смене заготовок прихват отводят в сторону вместе с болтом.
-
Комбинированные зажимы Применяют для крепления заготовок в приспособлениях закрытого типа, когда со стороны крепления расположены копир, кондукторная плита или стенка приспособления, которые из-за необходимости сохранения точности нельзя нагружать зажимными усилиями. Прихват с зажимом через бон: 1‒ бон. Позволяет отводить зажимающий элемент 1 на значительную величину (в зависимости от длины паза). Угол спиральной части должен обеспечивать самоторможение во избежание самопроизвольного отхода при запирании. Зажим байонетный:
-
Комбинированные зажимы Допускает регулировку исходного положения зажимающего кулачка опорным болтом 1. Зажим эксцентриковый с боковым упором: Применяется для закрепления заготовки за выступающие плечики. Исходное положение прихватов 1 регулируется винтами 2. Зажим эксцентриковый с боковым упором:
-
Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков
-
Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков На токарных и круглошлифовальных станках детали устанавливают в центрах или в патроне. Один центр расположен в шпинделе передней, а второй ‒ в шпинделе задней бабки. Патрон устанавливают и закрепляют на шпинделе передней бабки. Центры бывают следующих типов: Неподвижные ‒ нормальные и специальные Вращающиеся ‒ нормальные и специальные Плавающие специальные Рифленые специальные Срезанные Конус центра предназначен для установки деталей и имеет угол при вершине 60°, 90°, 120°; хвостовик центра изготовляют с конусом Морзе определенного номера (№ 2, 3, 4, 5, 6).
-
Центры Неподвижные центры станков от трения сильно нагреваются и изнашиваются. Для уменьшения износа и увеличения срока службы применяют вращающиеся задние центры, менее точные, чем неподвижные. Задний центр (а) применяют для установки заготовок с центровыми отверстиями, а задний центр (б) ‒ для обработки заготовок полых деталей. Основные размеры вращающихся центров нормализованы.
-
Центры При обработке ступенчатых валов на многорезцовых станках для получения заданных линейных размеров заготовку вала устанавливают на плавающий (подпружиненный) передний центр. На рисунке показана конструкция такого центра. Применяются также при обработке на станках с ЧПУ.
-
Центры Обработка валика в центрах токарного станка с поводковым устройством для вращения заготовки представлена на рисунке. Сила для вдавливания поводков в торец обрабатываемой заготовки: При γ = 60°
-
Центры При обработке заготовки в рифленых центрах сила, требуемая для вдавливания центра в заготовку: При γ = 60°, α= 60°
-
Центры Срезанные центры позволяют обрабатывать торец заготовки, закрепленной в центрах.
-
Поводковые приспособления Поводковые приспособления применяют для передачи вращательного движения от шпинделя станка к обрабатываемой заготовке 2, установленной в центрах, на оправке или в патроне. К поводковым приспособлениям относятся хомутики 1, поводковые планшайбы 3. Хомутик 1 с ручным зажимом надевают на заготовку 2, крепят винтом и затем заготовку с хомутиком устанавливают в центрах станка. При включении станка обрабатываемая заготовка через поводковую планшайбу и хомутик вращается от шпинделя станка.
-
Поводковые приспособления Самозажимные поводковые патроны изготовляют с двумя или тремя эксцентриковыми кулачками с насечкой, которые в начале обработки под действием сил резания зажимают заготовку, установленную в центрах станка и передают ей крутящий момент от шпинделя станка. Для удобной установки заготовки в центры применяют поводковые патроны с автоматическими раскрывающимися кулачками. Равномерный зажим заготовки всеми кулачками обеспечивается тем, что применяют плавающие кулачки или кулачки с независимым перемещением, что позволяют устанавливать кулачки на различный диаметр обрабатываемых заготовок в определенном диапазоне. Эти патроны применяют при центровой обработке на многорезцовых станках или станках с ЧПУ для передачи заготовке от шпинделя станка больших крутящих моментов. При увеличении крутящего момента резания автоматически увеличивается и крутящий момент от шпинделя, передаваемый кулачками патрона на заготовку.
-
Поводковые приспособления На рисунке показан поводковый патрон с двумя эксцентриковыми сменными кулачками. Фланец 8 патрона устанавливают коническим отверстием на шпиндель и крепят винтами к его фланцу. Корпус 10 патрона соединяется с фланцем 8 винтами 7, проходящими через распорные втулки 6, он имеет ведущие пальцы 9, на которых установлены кулачки 2. Для одновременного зажима заготовки двумя кулачками корпус 10 может перемещаться относительно фланца в направлении его пазов и пружиной 3 поворачиваться в начальное положение.
-
Поводковые приспособления В момент включения станка шпиндель с патроном начинает вращаться и кулачки 2 под действием центробежных сил от грузов 1, поворачиваясь на пальцах, предварительно зажимают заготовку, предупреждая ее провертывание в начале резания. Окончательный зажим заготовки производится в начальный момент резания от составляющей силы резания РZ. После обработки станок выключается, шпиндель не вращается, кулачки 2 толкателями 5 под действием пружин 4 поворачиваются на пальцах 9 в исходное положение и деталь разжимается.
-
Поводковые приспособления Меняя кулачки, обеспечивают изготовление деталей диаметром 30..150 мм. Центробежную силу определяют через массу груза и угловую скорость вращения его центра тяжести Рц = m · ω2 · R. Суммарная сила зажима кулачками патрона W3cyм = Pц · Z · cos30°, где Z — число кулачков патрона. Двухкулачковые поводковые патроны нормализованы, они могут иметь плавающий (подпружиненный) центр.
-
Универсальные кулачковые патроны Применяются для установки и зажима заготовок различных деталей, обрабатываемых на токарных и шлифовальных станках. В зависимости от количества кулачков патроны разделяются на двух-, трех- и четырехкулачковые. Патроны двух- и трехкулачковые являются самоцентрирующими; четырехкулачковые патроны изготовляют в основном с независимым перемещением кулачков, но бывают и самоцентрирующие.
-
Универсальные кулачковые патроны Наибольшее применение имеют универсальные трехкулачковые спирально-реечные патроны. На рисунке показан трехкулачковый спирально-реечный самоцентрирующий патрон, устанавливаемый на резьбовом конце шпинделя токарного станка. В корпусе 1 патрона расположен диск 2, имеющий на одном торце коническое зубчатое колесо, а на другом ‒ спиральные реечные пазы, находящиеся в зацеплении с рейками 3. В крестообразном пазу реек 3 устанавливают и закрепляют винтами 4 прямые или обратные накладные кулачки 5.
-
Универсальные кулачковые патроны При вращении торцовым ключом одного из трех конических колес 6, находящихся в зацеплении с коническим колесом диска 2, последний поворачивается и перемещает рейки 3 с кулачками 5 к оси патрона при зажиме заготовки и от оси ‒ при разжиме. Крышка 7 удерживает диск 2 в корпусе патрона от продольного смещения и препятствует попаданию в патрон стружки и грязи.
-
Универсальные кулачковые патроны Некоторые патроны изготавливаются с цельными прямыми или обратными кулачками с нарезанными на их торцах рейками для непосредственного сопряжения со спиральными пазами диска 2. Недостаток этих патронов состоит в том, что радиусы кривизны на различных участках спирали диска 2 различны, а радиус реек 3 кулачков одинаков, поэтому соприкосновение реек 3 с витками спирали диска 2 происходит не по всей поверхности, а по небольшим узким участкам.
-
Универсальные кулачковые патроны При неполном зацеплении витков спирали диска с рейками кулачков возникают высокие удельные давления в сопряжении и происходит значительный износ центрирующего механизма и потеря точности патрона. Для повышения износоустойчивости применяют закалку, и шлифование витков спирали диска и реек кулачков патрона.
-
Универсальные кулачковые патроны Универсальные четырехкулачковые патроны применяют для установки и зажима заготовок некруглой формы, обрабатываемых на токарных, револьверных, сверлильных станках в единичном и серийном производствах. На рисунке показан универсальный четырехкулачковый патрон с механизированным приводом для перемещения кулачков к оси и от оси патрона.
-
Универсальные кулачковые патроны Каждый кулачок независимо от других можно устанавливать на требуемое расстояние от оси патрона. Предварительный зажим заготовки производится одной парой кулачков и затем ‒ второй, окончательный, всеми четырьмя кулачками одновременно. При перемещении поршня со штоком в пневмоцилиндре влево шток через тягу и винт 1 передвигает втулки 2 и 7, последняя установлена на резьбе втулки 2. При перемещении влево втулка 7 через плавающие шарики 8 передвигает втулки 3 и 4.
-
Универсальные кулачковые патроны Эти втулки имеют по два диаметрально расположенных паза, в которых установлены попарно длинными плечами рычаги 6 и 10. Каждая втулка 3 и 4 поворачивает только одну пару рычагов 10 и 6. Втулки 3 и 4 под действием плавающих шариков 8, перемещаясь влево, поворачивают рычаги 10 на осях 11 и рычаги 6 на осях 5, а короткими плечами каждая пара рычагов 10 и 6 сдвигает кулачки 9 к центру патрона, и деталь зажимается.
-
Универсальные кулачковые патроны При перемещении поршня со штоком в пневмоцилиндре вправо шток через тягу и винт 1 передвигает втулки 2 и 7 и втулка 2 через плавающие шарики 8 смещает втулки 3 и 4 вправо. Тогда и втулки поворачивают длинные плечи каждой пары рычагов 10 и 6 вправо, а короткие плечи рычагов разводят кулачки 9, деталь разжимается. Зажим и разжим каждой парой кулачков производится последовательно с помощью плавающих секторов 8 и 12, перемещающихся перпендикулярно относительно оси патрона.
-
Универсальные кулачковые патроны Сила зажима заготовки одним кулачком патрона: К = 1,3…1,6 – коэффициент запаса; R – радиус зажатой кулачками части заготовки; Rо – радиус обрабатываемой части детали; f – коэффициент трения между заготовкой и кулачками. Силы резания, действующие на обрабатываемую заготовку, закрепленную в патроне (а), и силы на штоке механизированного привода с рычажным перемещением кулачков (б) а) б)
-
Мембранные патроны Используются для закрепления цилиндрических и конических зубчатых колес при шлифовании отверстий после закалки зубьев. На рисунке показан патрон с пятью кулачками для шлифования отверстия в цилиндрических зубчатых колесах. Обеспечивает высокую точность центрирования колес, надежен в эксплуатации и прост в изготовлении. В патроне можно закреплять цилиндрические колеса с прямыми зубьями с наибольшим наружным диаметром 175 мм и числом зубьев, кратным пяти.
-
Мембранные патроны Корпус патрона 1 крепится к планшайбе 9 винтами 8. Патрон с планшайбой устанавливают внутри шлифовального станка. В патроне имеется мембрана (диск) 10, изготовленная заодно с пятью рожками (кулачками), равномерно расположенными по окружности мембраны. В отверстиях рожков мембраны закреплены сферические опоры 11. Мембрана 10 крепится к корпусу 1 десятью винтами. На передней части корпуса имеются пять радиальных прямоугольных пазов, в которых установлены направляющие колодки 18, закрываемые секторами 17, закрепленными на корпусе.
-
Мембранные патроны Колодки 18 имеют на торце крестообразные пазы для установки сменных кулачков 13, закрепляемых на колодках винтами. В отверстие вставлены резиновые стержни 14, в которые ввинчены ролики 15. Центрирование обрабатываемого колеса производится роликами 15, которые свободно расположены во впадине между зубьями колеса. Торцом зубчатое колесо упирается в торцы кулачков 13. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень двигается вправо и шток через тягу и втулку 4 перемещает втулку 3, которая головкой нажимает на мембрану 10 и выгибает ее, а рожки с кулачками 13 разводятся и зубчатое колесо устанавливается в патрон.
-
Мембранные патроны Во время подачи сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень перемещается влево и шток через тягу и втулку 4 отводит втулку 3 от мембраны 10. Мембрана 10 за счет упругих сил выпрямляется, и рожки и опоры 11 через сферические шайбы 12 перемещают колодки 18 с кулачками 13 к центру. Кулачки 13, нажимая на ролики 15, центрируют и зажимают зубчатое колесо. При смене кулачков 13 рабочая поверхность установочных кулачков и их опорные торцы шлифуются на станке. При шлифовании кулачки находятся в сведенном положении и между ними по поверхностям "А" закрепляется кольцо 16. Перемещение кулачков 13 регулируется продольным перемещением втулки 3, которая крепится шариком 6 и винтом 5.
-
Магнитные патроны Круглые патроны с постоянными магнитами применяют для установки и закрепления заготовок на токарных и шлифовальных станках. Закрепление заготовок на таких патронах происходит быстро. Базовые поверхности заготовок — колец, дисков — должны представлять собой плоскость с шероховатостью Ra = 2,5…1,25 мкм. С увеличением шероховатости на базовой поверхности заготовок сила ее крепления на патроне значительно снижается, так как увеличивается воздушный зазор, который создает большое сопротивление прохождению магнитного потока. Магнитные патроны применяют при чистовом протачивании поверхностей небольших деталей на токарных станках и при шлифовании наружных и внутренних поверхностей на шлифовальных станках.
-
Магнитные патроны На рисунке показан патрон с постоянным магнитом с наружным диаметром 265 мм. Патрон имеет корпус 8 из силумина, верхнюю 11 и нижнюю 14 плиты. В корпусе размещается магнитный блок, состоящий из цилиндрических постоянных магнитов 6 и пластин 7 из железа Армко, залитых эпоксидным клеем. Магнитный блок смонтирован на промежуточной плите 16, на которой закреплены крайние пластины 5 и 12 магнитного блока. В пластине 5 закреплена гайка 4 с внутренней трапецеидальной резьбой, а с гайкой связан винт 2, вращающийся в двух бронзовых втулках 3, установленных в корпусе патрона. Винт 2 имеет цилиндрический буртик, который не дает ему перемещаться в осевом направлении. При вращении торцовым ключом 1 гайка 4 с пластиной 5 и магнитным блоком перемещаются, а винт 2 не смещается в осевом направлении.
-
Магнитные патроны На рисунке показано включенное положение патрона; при этом пластины 7 магнитного блока совпадают со вставками 9 из железа Армко верхней плиты 11. В этом положении патрона магнитный поток должен пройти через обрабатываемую заготовку. Магнитный блок во включенном положении патрона фиксируется упором 17, в который после перемещения магнитного блока упирается пластина 5. Для выключения патрона ключом 1 вращают гайку 4 и перемещают магнитный блок на 4,25 мм, при этом крайняя пластина 12 блока прижимается к упору. Внутрь патрона через резьбовое отверстие с пробкой 13 заливают минеральное масло. Сила притяжения патрона зависит от размеров детали, ее материала, состояния базовой поверхности и т.д. Для предупреждения сдвига заготовки в радиальном направлении следует применять упоры.
-
Люнеты Применяются как дополнительные опоры для уменьшения прогиба длинных деталей при l > 12 · d, обрабатываемых на токарных и шлифовальных станках (l ‒ длина детали; d‒ наибольший диаметр детали). По конструкции люнеты разделяются на универсальные и специальные. По способу установки на станке ‒ на неподвижные и подвижные. На рисунке показан неподвижный универсальный люнет. В корпус 4 люнета вместо кулачков установлены два шарикоподшипника 5. В отверстие крышки 6 вставлен валик 9 с пружиной, на конце которого подвижно закреплена серьга 11 с двумя шарикоподшипниками 5. При закреплении обрабатываемого вала 7 опускают крышку 6 люнета и верхней гайкой 8 регулируют положение валика 9. Затем рукояткой 1 поворачивают эксцентрик 2, в спиральный паз которого входит штифт 3, установленный в крышке 6, и крышка перемещается к центру люнета. При этом пружина 10 прижмет серьгу 11 с верхними подшипниками 5 к валу 7, и он зажимается между верхними и нижними подшипниками люнета.
-
Люнеты
-
Приспособления для сверлильных станков
-
Приспособления для сверлильных станков Для направления режущего инструмента при обработке отверстий служат кондукторные втулки. Эти втулки бывают постоянные, сменные и быстросменные. Постоянные втулки могут быть с буртиком (а) или без буртика (б). Запрессовываются в отверстия корпуса кондуктора с посадкой H7/n6, применяются при обработке отверстий с точностью по IT11, IT12 в мелкосерийном производстве. Сменные (в) и быстросменные (г) втулки применяются в крупносерийном и массовом производстве. Сменные втулки вставляют с зазором H7/п6 в промежуточные втулки и закрепляют в этом положении винтами. Чтобы вынуть такую сменную втулку, нужно отвинтить стопорный винт. Иногда одно и то же отверстие обрабатывают различными инструментами при одном закреплении обрабатываемой детали в кондукторе. Тогда применяют быстросменные кондукторные втулки. Они подобны сменным, но для их извлечения не нужно отвинчивать стопорный винт, а достаточно повернуть втулку на небольшой угол, чтобы головка винта прошла через прорезь, сделанную в бурте втулки.
-
Кондукторы Наибольшее практическое применение получили кондукторы с реечно-конусным механизмом и с пневматическим приводом. На рисунке показан нормализованный скальчатый кондуктор консольного типа с встроенным пневматическим приводом. Кондуктор служит для обработки отверстий в заготовках деталей средних размеров. Нижняя часть корпуса 9 кондуктора является пневмоцилиндром, в котором перемещается поршень 12 со штоком 3. Постоянная кондукторная плита 5 установлена на направляющих скалках 2, 4 и на штоке 3. На нижней плоскости 10 кондукторной плиты 5 установлена и закреплена сменная кондукторная плита с кондукторными втулками. Сменная наладка для установки и закрепления заготовок помещается на плоскости 11 стола корпуса приспособления. На столе имеется два фиксирующих пальца 1 и 6 и четыре отверстия диаметром 13 мм, которые служат для фиксации и закрепления сменных наладок.
-
Поворотные приспособления Применяются для обработки отверстий, расположенных на разных поверхностях детали или по окружности, а так же при обработке отверстий на нескольких позициях стола станка многошпиндельными головками с различным режущим инструментом. Поворотные приспособления с вертикальной или наклонной осью вращения называют столами, а с горизонтальной осью — стойками. Стойки бывают одно- и двухопорные. Поворотные столы и стойки состоят из корпуса (неподвижная часть) и планшайбы (поворотная часть). На поворотной части стола или стойки крепят сменные наладки с кондукторными втулками и с установочно-зажимными элементами, в которых устанавливают и зажимают заготовки. Углы поворота подвижных частей столов и стоек на одно деление отсчитывают по круговой шкале с конусом или фиксатором. Столы и стойки поворачивают вручную или механизированным приводом.
-
Многошпиндельные сверлильные головки Применяются для одновременной обработки отверстий в одной заготовке, а так же при последовательной позиционной обработки отверстий в нескольких заготовках. Бывают специальные и универсальные. Специальные головки применяют при обработке отверстий в деталях одного типоразмера, поэтому расстояние между осями шпинделей постоянно. Универсальные головки применяют для обработки отверстий в заготовках деталей, различных по размерам; расстояние между осями шпинделей можно изменять.
-
На рисунке показана специальная сверлильная четырехшпиндельная головка для сверления четырех отверстий, расположенных по окружности небольшого диаметра. Поэтому выбирают головку с двухъярусным расположением шестерен для одновременной обработки четырех отверстий. В головке установлены четыре паразитных зубчатых колеса 5 на четырех рабочих шпинделях 3 в два ряда: два в верхнем и два в нижнем. Многошпиндельные сверлильные головки На центральном ведущем валу 1 сидит длинное ведущее зубчатое колесо 2, которое находится в зацеплении с четырьмя паразитными зубчатыми колесами 5 и вращает их. В свою очередь паразитные зубчатые колеса 5 через зубчатые колеса 4 передают вращение четырем рабочим шпинделям 3 сверлильной головки.
-
Специальная головка с подвесной кондукторной плитой 8, изготовленной отдельно от корпуса 1 приспособления. Головка 7 связана с кондукторной плитой 8 двумя скалками 5. Скалки нижними концами жестко закреплены в кондукторной плите гайками 2, а верхними концами они свободно перемещаются в отверстии 6 втулок, запрессованных в корпусе 7 многошпиндельной головки. Многошпиндельные сверлильные головки С корпусом 1 станочного приспособления многошпиндельная головка 7 и кондукторная плита 8 связана двумя направляющими пальцами 4, которые нижними концами жестко закреплены в корпусе приспособления. Пальцы 4 входят в направляющие втулки 3 подвесной плиты 8 и обеспечивают связь и правильное направление осей кондукторных втулок подвесной плиты относительно осей отверстий детали 9, установленной в приспособлении. Пружины на направляющих скалках 5 при соприкосновении кондукторной подвесной плитой с заготовкой начинают сжиматься и при дальнейшем опускании головки прижимают плиту к заготовке, и она зажимается.
-
На рисунке показана универсальная восьмишпиндельная сверлильная головка колокольного типа, которую устанавливают и закрепляют на фланце 5 хомута 3. Хомут со сверлильной головкой закрепляют на гильзе шпинделя станка. На нижнем торце колокола 2 головки имеется два кольцевых паза 6, в которых установлены болты 9 для крепления кронштейнов 10, несущие рабочие шпиндели 11. Многошпиндельные сверлильные головки Шпиндель станка вращает центральный валик 4 с ведущим зубчатым колесом 6. Ведущее колесо через зубчатые колеса 7 и шарнирно-телескопические валики 1 передает вращение держателям шпинделей 11. Рабочие шпиндели устанавливают в требуемое положение для обработки отверстий в различных деталях путем перемещения кронштейнов с их держателями, как в радиальном направлении, так и по окружности пазов 8 колокола 2 до момента ввода режущих инструментов, установленных в шпинделях 11, в кондукторные втулки плиты приспособления. В требуемом положении рабочие шпиндели с кронштейнами закрепляются в пазах 8 болтами 9 с гайками. Сверление отверстий в заготовках деталей производится в кондукторах, закрепленных на столе вертикально-сверлильного станка. Диаметр окружности, по которой могут быть размещены отверстия, 60-180 мм; максимальный диаметр сверления 12 мм.
-
Для обработки отверстий в заготовках различных деталей на вертикально-сверлильных станках применяют четырех- и шестишпиндельные головки с поворотно-передвижным кронштейном. На рисунке показана типовая универсальная четырехшпиндельная сверлильная головка с поворотно-передвижными кронштейнами. Сверлильную головку центральным базовым отверстием в силуминовом корпусе 12 устанавливают на гильзу шпинделя станка и закрепляют двумя винтами 13. Многошпиндельные сверлильные головки Шпиндель станка вращает установленное на шпонке на его конце ведущее зубчатое колесо 11, которое через промежуточные зубчатые колеса 8 и 5 передает вращение четырем рабочим колесам 15, сидящим на рабочих шпинделях 1. В цилиндрическом пазу корпуса 12 установлены четыре сектора 9 с отверстиями, в которых расположены подшипники, сидящие на верхних концах валиков 7.
-
В четырех поворотных кронштейнах 4 находятся шарикоподшипники для нижних концов пустотелых валиков 6, промежуточная втулка и рабочий шпиндель 1 головки. Ослабив гайку 2 на валике 7, кронштейн 4 с рабочим шпинделем 1 можно повернуть вокруг оси болта 3 на 360°. В требуемом положении каждый рабочий шпиндель крепится болтом 3 при завинчивании гайки 2 и винта 10. Болт 3 с гайкой 2 прижимает кронштейн 4 и сектор 9 к горизонтальной плоскости корпуса 12, а винт 10 — сектор 9 к цилиндрической поверхности корпуса. Многошпиндельные сверлильные головки При ослаблении винта 10 сектор 9 с кронштейном 4 и рабочим шпинделем 1 можно повернуть на определенный угол относительно оси головки. При повороте сектора 9 винт 10 перемещается в пазах 14 корпуса головки. Внизу дана схема для проверки расположения шпинделей по заданным координатам, состоящая из четырех заштрихованных участков.
-
На рисунке приведена конструкция шестишпиндельной револьверной головки для последовательной обработки отверстия различными режущими инструментами. В головке устанавливают сменные шпиндели, приводы которых имеют различные передаточные числа. Такая конструкция головки позволяет без остановки и переналадки станка при последовательном повороте шпинделей выполнить различные виды обработки отверстия: сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы и цекование торцов. Многошпиндельные револьверные головки Для обработки отверстий различнымирежущими инструментами в серийном производстве применяют насадные револьверные головки. Каждый шпиндель головки поворачивается в вертикальное положение для последующей обработки отверстия соответствующим режущим инструментом автоматически без остановки станка и переключения скорости. Для включения очередного шпинделя с инструментом револьверная головка поднимается, регулировочный винт 7 упирается в торец шпиндельной бабки и при дальнейшем подъеме головки он перемещает вниз стержень 6, которой нажимает на рычаг 4. Рычаг, поднимая муфту 3 и соответствующий шпиндель, перестает вращаться. Затем стержень 6 нажимает на рычаг 2 и поворачивает его на оси.
-
При этом рейка на стержне 9 вращает зубчатое колесо 10, которое через пару конических зубчатых колес 11 и храповой механизм в свою очередь вращает зубчатое колесо 12 и находящееся с ним в зацеплении зубчатое колесо 13, которое поворачивает, корпус 14 с соответствующим шпинделем в вертикальное рабочее положение. Многошпиндельные револьверные головки При повороте рычаг 2 выводит фиксатор 1 из втулки. Во время дальнейшего подъема головки регулируемый болт 8 упирается в торец шпиндельной бабки и перемещает вниз стержень 9 с зубчатой рейкой Шариковый фиксатор предварительно фиксирует поворот головки. При перемещении вниз револьверная головка работает в обратной последовательности и фиксатор 1 под действием пружины фиксирует точное положение очередного шпинделя при повороте головки. Корпус головки не может повернуться в обратную сторону потому, что храповой механизм проскакивает вхолостую. Пружина, установленная на шпинделе 15, включает зубчатую муфту 3, и шпиндель с режущим инструментом начинает вращаться и производит соответствующую обработку отверстия. Максимальный диаметр сверла 15 мм. Сменные шпиндели расположены под углом 30° к плоскости разъема корпусов 5 и 14 и под углом 60° к оси вращения поворотного корпуса 14.
-
Вспомогательные приспособления Переходные втулки для закрепления режущих инструментов Быстросменные патроны шариковые, кулачковые для закрепления режущих инструментов Самоустанавливающиеся и предохранительные патроны для закрепления метчиков Самоустанавливающиеся патроны для закрепления метчиков и разверток а) б) Быстросменный патрон с незажатой (а) и зажатой (б) переходной втулкой Плавающий самоцентрирующий патрон для крепления метчиков
-
Приспособления для фрезерных станков
-
Приспособления для фрезерных станков По степени совмещения вспомогательного времени с основным эти приспособления подразделяют на две группы: Приспособления, в которых при обработке вспомогательное время совмещается с основным Приспособления, у которых при обработке это время не совмещается. Основное время, затрачиваемое при обработке на фрезерных станках, в различных типах производства составляет 50-80% штучного времени. Большие резервы для повышения производительности труда на фрезерных станках появляются при замене старых конструкций приспособлений с ручным зажимом новыми приспособлениями с механизированным приводом для зажима и разжима деталей.
-
Тиски Машинные тиски являются универсальным приспособлением, их применяют для обработки различных по форме и размерам заготовок. Тиски имеют постоянные детали (корпус, салазки, механизм зажима) и сменные ‒ губки. Бывают с одной или с двумя подвижными губками, с плавающими губками. В тисках применяют ручные зажимы: эксцентриковые, механизированные, пневматические, гидравлические, винтовые, пневмогидравлические. В зависимости от направления силы зажима, действующей на подвижную губку, тиски бывают с тянущей или толкающей силой зажима. На рисунке показаны универсальные самоцентрирующие тиски с двумя постоянными подвижными губками 1 и сменными губками 2 и 3. При вращении винта 4 с правой резьбой на одном конце и левой на другом, губки 1 тисков сдвигаются (при зажиме заготовки) или раздвигаются (при разжиме детали). В тисках левая призматическая губка для уменьшения перемещения губок при установке и снятии деталей заменена плоской.
-
Тиски На рисунке показаны универсальные поворотные тиски с встроенным пневмоприводом двустороннего действия. В отверстие неподвижного основания 8 тисков встроен пневмоцилиндр11, с которым винтами соединен полый поворотный корпус 12. К корпусу прикреплен распределительный кран 6 с рукояткой 7 для переключения золотника при поочередном впуске сжатого воздуха в верхнюю или нижнюю полость пневмоцилиндра11 и выпуска воздуха в атмосферу. На верхней части поворотного корпуса 12 тисков закреплена стальная плита 5. В плите и подвижной губке 1 имеются Т-образные пазы под головки болтов для крепления к тискам специальных сменных наладок. На верхней части плиты 5 закреплена регулируемая губка 3, которую в зависимости от размеров обрабатываемых деталей можно перемещать винтом 4 или переставлять в пазах плиты 5.
-
Тиски При обработке заготовок крупногабаритных деталей губку 3 снимают. Во время зажима заготовки в сменной наладке тисков сжатый воздух поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра11 и перемещает поршень 10 со штоком 9 вниз. При этом длинное плечо рычага 2, находящееся в пазу штока 9, опускается, а короткое плечо перемещает подвижную губку, и заготовка зажимается губками 1 и 3. Во время поворота рукоятки 7 золотник крана 6 пропускает сжатый воздух в нижнюю полость пневмоцилиндра11. Сжатый воздух, нажимая на поршень 10, перемещает его со штоком 9 вверх. При этом длинное плечо рычага 2 поднимается вверх, а короткое плечо отводит губку 1 от центра — деталь разжимается. Сила зажима в тисках такой конструкции 39200 Н при давлении сжатого воздуха в пневмоцилиндре 0,39 МПа. Верхняя часть тисков поворачивается на основании 8 в горизонтальной плоскости на 360°.
-
Тиски Машинные тиски с винтовым зажимом получили широкое распространение при обработке заготовок на фрезерных станках. По направляющим корпуса 1 перемещается прижатая к ним планками 10 подвижная губка 5 с гайкой 7, через которую проходит винт 8. В шпоночном пазу на неподвижной губке корпуса закреплена шпонка 11, предназначенная для фиксации наладочных сменных губок. В подвижной губке 5 выполнен сегментный паз, в котором может быть установлена губка для закрепления заготовок с непараллельными поверхностями. К обеим губкам прикреплены винтами закаленные рифленые накладки 2 и 4. Тиски установлены на градуированной подставке 6, центрируются на ней пальцем 3 и закрепляются болтами 9.
-
Тиски Большое распространение получили эксцентриковые тиски с силой зажима до 35 кН, что в 7..8 раз больше, чем у обычных тисков и в 2..3 раза больше, чем у винтовых; при этом на закрепление затрачивается меньше времени. Механизм зажима тисков обеспечивает быстрое передвижение губки на 25 мм и движение с небольшой скоростью на длине 2 мм для окончательного закрепления детали. Эксцентриковые тиски выполняются с шириной губок 180 и 200 мм при наибольшем раскрытии губок 125 и 180 мм. К корпусу 8 тисков прикреплен упор 10 с неподвижной губкой 9. Второй упор 5 с губкой 6, закрепленный на ползуне 1, можно устанавливать на ползуне в различных положениях. Для этой, цели предусмотрен вкладыш 3 с пальцем 2, который вставляется в отверстия ползуна. Упор соединяется с вкладышем при помощи винта 4, служащего для точной установки упора. Закрепление упора производится пальцем 2 и винтом 4. Для предохранения отверстий (под палец 2 в ползуне) от засорения служат пробки 7.
-
Тиски Механизм для передвижения ползуна и закрепления заготовки состоит из двух эксцентриков и винторычажного узла. Рычаг 19 поворачивается на оси 20, закрепленной во вкладыше 21, неподвижно соединенном с корпусом. Эксцентрики 12, 14 и винт 13 помещены на втулке 18, которая закреплена в ползуне 1. При вращении рукоятки 16 против часовой стрелки эксцентрик 14, упираясь в планку 15, передвигает ползун 1 влево, отводя губку от заготовки. При вращении рукоятки по часовой стрелке эксцентрик 12, отталкиваясь от штифта 11, который через рычаг 19 упирается в винт 13, передвигает ползун вправо, подводя губку к заготовке. Таким образом, при закреплении эксцентриком упором для ползуна с подвижной губкой служит винт 13. Окончательное закрепление заготовки осуществляют поворотом винта 13 посредством рукоятки 17. Винт, поворачивая разноплечий рычаг 19 через штифт 11, отталкивает эксцентрик, передвигая ползун. При вращении винта 13 против часовой стрелки пружины 22 отводят ползун с губкой от изделия.
-
Универсальные делительные переналаживаемые столы Применяются для позиционной обработки заготовок комплектом фрез. Заготовки устанавливаются и закрепляются в сменных наладках, которые размещаются на верхней поворотной части стола. В основном делительные столы имеют ручной привод, но имеются столы и с механизированным приводом для поворота, фиксации и закрепления подвижной части стола и для зажима и разжима обрабатываемых деталей. На рисунке показан общий вид универсального делительного стола УПГ-4. Заготовку 3 устанавливают и закрепляют на верхнем поворотном столе 1 или в специальных сменных наладках 2, расположенных на поворотном столе. Поворот по окружности может быть разделен на 2, 3, 4, 6, 8 или 12 равных частей. При обработке заготовок на данном универсальном поворотном столе различные цикловые приемы выполняют вручную.
-
Приспособления для станков с ЧПУ
-
Особенности приспособлений для станков с ЧПУ Приспособления к станкам с ЧПУ должны обеспечивать бόльшую точность установки заготовок, чем приспособления к универсальным станкам Для этого необходимо исключить погрешность базирования путем совмещения баз, погрешность закрепления заготовок должна быть сведена к минимуму, точки приложения зажимных сил нужно выбирать таким образом, чтобы по возможности исключить деформацию заготовок. Точность изготовления приспособлений к станкам с ЧПУ должна быть значительно выше, чем приспособлений к универсальным станкам. Погрешность установки приспособлений на станках должна быть минимальной. Приспособления не должны снижать жесткость системы СПИД при использовании полной мощности станков Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость, а значит, жесткость приспособлений к этим станкам должна быть выше жесткости приспособлений к универсальным станкам. Поэтому приспособления нужно изготовлять из легированных сталей (с закалкой рабочих поверхностей) или модифицированных чугунов.
-
Особенности приспособлений для станков с ЧПУ Необходимость ориентации приспособлений не только в поперечном направлении относительно продольного паза стола станка, но и в продольном направлении Поскольку при обработке на станках с ЧПУ программируемые перемещения станка и инструмента задаются от начала координат, то приспособления должны обеспечивать полную ориентацию заготовок относительно установочных элементов приспособления, т.е. должны лишить ее всех степеней свободы. При этом необходимо также полное базирование приспособлений на станке для обеспечения их точной ориентации относительно нулевой точки станка. Для быстрой полной ориентации приспособлений на столах станков в последних помимо продольных пазов делают поперечный паз или отверстие (или и то и другое). Приспособление базируется по пазам станка посредством трех призматических или цилиндрических шпонок, по отверстию и пазу — штырем и шпонкой или двумя штырями.
-
Базирование приспособления У станков с ЧПУ относительное перемещение заготовки и инструмента задается от начала координат (нулевой точки). Поэтому приспособления должны обеспечивать ориентацию заготовки относительно нулевой точки (рисунок) и сами быть полностью забазированы относительно начала координат системы программного управления. При разработке расчетно-технологических карт положение исходной точки обработки выбирают, исходя из наименьших холостых ходов инструмента. Кроме того, положение инструмента в исходной точке должно обеспечить удобство установки заготовки и съема детали, а также смены опорных и зажимных элементов при переналадке приспособлений. Столы большинства станков с ЧПУ имеют только продольные пазы. На таких станках приспособления ориентируют относительно начала координат по специальному отверстию в одном из элементов приспособления центроискателем с индикатором, устанавливаемым в шпинделе станка, либо по щупу и установу, закрепленному на корпусе приспособления.
-
Базирование приспособления Применение углового установа (а) исключает предварительную ориентацию приспособления относительно координат станка. На столах имеющих центральное отверстие или поперечный паз (б), в конструкции приспособлений предусматривают штырь и шпонку (штырь) при фиксации приспособлении по отверстию и пазу либо три шпонки (штыря) при фиксации по продольному и поперечному пазам. Установка приспособления на столе станка 1‒установ; 2 – фреза; 3 – корпус приспособления; 4 – стол станка По установу 1‒ корпус приспособления; 2 – шпонка; 3 – штырь; 4 – стол станка По отверстию и пазу
-
Базирование приспособления В качестве опорных элементов на столах станков с Т-образным пазами применяют различные подкладки, планки, упоры, домкраты, а при установке на столах станков с пазами и отверстиями ‒ штыри гладкие или ступенчатые. Для сокращения номенклатуры подкладок и времени на подбор требуемой толщины целесообразно применять переналаживаемые регулируемые подкладки и поставки. На станках с ЧПУ применяют универсальные переналаживаемые зажимные устройства, обеспечивающие возможность закрепления заготовок с большим диапазоном размеров как с ручным, так и с гидравлическим приводом. Наиболее широкое применение на станках с ЧПУ получили универсально-сборочные приспособления (УСП). Применение этих приспособлений, не требующих затрат времени и средств на их проектирование и изготовление, в условиях мелкосерийного производства является существенным фактором в снижении себестоимости и сокращения цикла подготовки производства.
-
Особенности приспособлений для станков с ЧПУ На станках с ЧПУ вместо сложных кондукторов применяют простые установочно-зажимные приспособления Ориентация инструментов для обработки отверстий на станках с программным управлением осуществляется автоматически по заданной программе, поэтому в приспособлениях отсутствуют элементы для ориентации и направления инструмента ‒ кондукторные втулки. Установочные элементы и зажимные устройства не препятствовуют подходу режущего инструмента к заготовке Важная особенность станков с ЧПУ ‒ обработка максимального числа поверхностей с одной установки заготовки. Наиболее эффективным средством при обработке пяти плоскостей является закрепление заготовок со стороны установочной опорной поверхности.
-
Требования к деталям Основные требования, предъявляемые к деталям, обрабатываемым на станках с ЧПУ, и влияющие на конструкцию приспособлений, могут быть сформулированы следующим образом: Заготовки должны иметь хорошо оформленные установочные базовые поверхности, обеспечивающие точность базирования и надежность установки, а также удобные места для приложения сил зажима, обеспечивающие надежность закрепления без деформации. При отсутствии надежных установочных баз необходимо предусматривать технологические приливы, платики, бобышки, отверстия и т. д., обеспечивающие надежное базирование заготовок по трем плоскостям или по плоскости и двум отверстиям. При отсутствии удобных мест для приложения сил зажима необходимо предусматривать технологические выступающие платики, буртики, бобышки, гладкие или резьбовые отверстия и т. д., обеспечивающие возможность надежного зажима заготовок без перезакрепления их в процессе обработки. Места приложения сил зажима должны быть расположены так, чтобы зажимные устройства не препятствовали свободному подходу инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям. На станках с ЧПУ наиболее целесообразно обрабатывать детали прямоугольных форм со сплошными платиками и приливами.
-
Требования к деталям Для исключения переустановки детали или применения дополнительных приспособлений желательно, чтобы детали не имели поверхностей и отверстий, расположенных под углом Для обеспечения высокой точности базирования предпочтительно конструировать детали, позволяющие базировать их по трем плоскостям При этом применяют в основном чистые базовые поверхности, которые на первых операциях подготовляют на обычных универсальных станках. Если при обработке невозможно базировать заготовку по трем плоскостям, применяют менее точную схему базирования ‒ по плоскости и двум отверстиям. При этом отверстия должны быть максимально удалены друг от друга и выполнены не ниже чем по 7-му квалитету
-
Модульные приспособления Состоят из модулей: базовых плит и угольников, на которые компонуются установочные и зажимные элементы. Собранные приспособления используются для базирования заготовок корпусных деталей по обработанным плоскостям и двум отверстиям при обработке их на станках сверлильно-фрезерно-расточной группы и многоцелевых станках с ЧПУ. Комплект 1 сменных установочных и зажимных элементов компонуется на базовых плитах 3 и угольниках 2. Элементы базируют по координатно-фиксирующим отверстиям диаметром 12, 16 и 20 мм и закрепляют болтами, установленными в Т-образных пазах шириной 11, 18 или 22 мм плиты или угольника. Точное расположение заготовок относительно начала координат станка достигается наличием сетки координатно-фиксирующих отверстий. При использовании гидравлических зажимных устройств шланги от источника давления присоединяют к штуцерам 4.
-
Модульные приспособления Приведенный на рисунке комплект предназначен для базирования и закрепления заготовок корпусных деталей в точно фиксированном положении относительно системы координат при их обработке на многоцелевых станках с ЧПУ. В комплект входят унифицированные универсальные столы-спутники 1 и универсальные угольники 2, имеющие сетку ступенчатых (гладких и резьбовых) координатно-фиксирующих отверстий. Наличие комплекта различных установочных 3 и зажимных 4 элементов обеспечивает большое количество разнообразных компоновок приспособлений для обработки заготовок большой номенклатуры деталей на станках с ЧПУ в условиях единичного и мелкосерийного производства.
-
Модульные приспособления Комплект элементов «Система-320», приведенный на рисунке, используется для компоновки приспособлений, предназначенных для базирования и закрепления широкой номенклатуры заготовок корпусных деталей при обработке их на многоцелевых станках с ЧПУ. Приспособления могут быть установлены как на столе станка, так и на спутниках. Комплект состоит из призмы 1, плиты 2 и сменных установочных зажимных элементов (3-25). Габаритные размеры призмы 160x320x270 мм. Наличие на призмах сетки точно расположенных цилиндрических и резьбовых отверстий обеспечивает точное базирование заготовок относительно начала координат. Переналадка приспособлений осуществляется перекомпоновкой сменных элементов на базовых элементах или их регулированием.
-
Модульные приспособления На рисунке представлены приспособления для базирования и закрепления заготовок корпусных деталей их обработке на многоцелевых станках с ЧПУ. Заготовку 3 устанавливают на угольники 5, закрепленные на плите 1. Заготовки базируют по установочным элементам 2 (штырям) и закрепляют зажимным элементом 4 (прихватом).
-
Сборно-разборные приспособления Комплект элементов, представленный на рисунке состоит из базовых плит и угольников, установочных, зажимных и крепежных элементов. Из комплекта компонуют сборно-разборные приспособления, предназначенные для базировании и закрепления заготовок корпусных и плоскостных деталей при их обработке на многоцелевых фрезерно-сверлильно-расточных станках с ЧПУ в условиях серийного производства. 1‒ плиты опорные 2‒ секции угольника 3‒ распорки регулируемые 4‒ плиты базовые 5‒ опоры регулируемые универсальные 6‒ плиты квадратные, 7 ‒ домкраты 8‒ опоры 9‒ подпорки винтовые, 10‒ прижимы клиновые, 11‒ прижимы секционные гидравлические 12‒ планки опорные трехпазовые
-
Сборно-разборные приспособления К базовым элементам СРП относится квадратная плита с габаритными размерами 1000х1000x100 мм с Т-образными крепежными пазами (а) шириной 22 мм и сеткой координатно-фиксирующих отверстий (б) диаметром 20 мм, предназначенных для фиксации сменных наладок. Шаг между пазами и отверстиями 100 мм. Для предохранения отверстий от грязи и от стружки они закрыты подпружиненными пробками. Центральное отверстие предназначено для фиксации плиты относительно центрального отверстия стола станка. На нижней поверхности плиты имеются два отверстия для крепления и фиксации по центральному пазу стола станка с помощью шпонок. Для крепления плиты к столу станка выполнены два П-образных паза (в). К боковым плоскостям могут быть прикреплены опорные планки с Т-образными пазами. Координатно-фиксирующие отверстия имеют буквенно-цифровую индикацию. На плите может быть установлена одна, две или четыре заготовки.
-
Сборно-разборные приспособления К базовым сборочным единицам относится секционный угольник. Секция угольника представляет собой куб с габаритными размерами 400x400x400 мм, на двух взаимно перпендикулярных плоскостях, которого размещены Т-образные пазы (а) и сетка координатно-фиксирующих отверстий (б). Сетка отверстий (в) имеет буквенно-цифровуюиндикацию. На основании угольника имеются два отверстия для фиксации угольника на плите или столе станка, а в центре основания выполнено отверстие для фиксации угольника по центральному пазу плиты. Схемы вариантов сборки угольников могут быть различны. Для установки заготовок на пяти плоскостях угольника предусмотрена верхняя плита с Т-образными пазами и сеткой координатно-фиксирующих отверстий. Максимальные размеры рабочей поверхности сборного угольника 800x800 мм
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка УСПО состоит из комплектов и сборочных единиц, из которых методом агрегатирования можно компоновать без пригонки приспособления для выполнения любых операций. В отличие от систем УСП вместо шпоночного соединения элементов приняты беззазорные способы базирования элементов с помощью конических штифтов и разжимных втулок. УСПО устанавливается на плитах-спутниках. Комплект элементов УСПО предназначен для компоновки приспособлений для работы на станках с ЧПУ, многоцелевых станках, ГПМ и ГПС в условиях серийного производства. Комплект УСПО содержит три серии элементов: серия 8 (диаметр крепежа 8 мм, шаг 20 мм) серия 12 (диаметр крепежа 12 мм, шаг 30 мм) серия 16 (диаметр 16 мм, шаг 40 мм).
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка Комплект включает следующие элементы: базовые плиты и угольники, т.е. основание приспособления корпусные (опоры, подкладки, прокладки, планки для сбора корпуса приспособления) направляющие (призмы, установы, планки, пальцы, установочные втулки для создания баз и направления режущего инструмента) зажимные (прихваты, тисочные губки, прижимы для закрепления заготовок) крепежные (винты, шпильки, гайки, предназначенные для сборки приспособлений и закрепления заготовки) средства механизации (гидроцилиндры, рукава, арматура, гидроаккумуляторы, разъемные соединения).
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка К группе базовых деталей относятся квадратные, прямоугольные и круглые плиты, угольники и тумбы. К группе корпусных — опоры квадратного и прямоугольного сечения, приставки, установочные угольники, соединительные планки, опоры различных форм с отверстиями и т.д. Все корпусные детали почти на всех своих плоскостях имеют установочные и крепежные отверстия. Основой построения всех конструкций является модуль т.е. квадрат, размер которого зависит от номера серии. Для серий 8, 12 и 16 сторона квадрата соответственно равна 30, 45 и 60 мм. В углах квадратов соответственно расположены четыре отверстия диаметром соответственно 8, 10 и 12 мм с межцентровым расстоянием 20, 30 и 40 мм и центральным отверстием с зенковкой 10/16; 14/23; 18/28
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка Установочные детали (колпачковые опоры, диски, пальцы, упоры, штыри и т.д.) используются в компоновках приспособлений в качестве баз. Конструкция элементов этой группы аналогична конструкции таких же элементов системы УСП. К направляющим деталям относятся шпонки, штифты, втулки, валики, колонки и другие детали, используемые при компоновке приспособлении для взаимной ориентации относительно друг друга, а также для ориентации инструмента относительно базовых элементов приспособлений. К зажимными крепежным деталям относятся прихваты различных конструкций, прижимы, зажимы, планки, качалки, быстросъемные шайбы, предназначенные для закрепления обрабатываемых заготовок.
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка Базовые механизированные сборочные единицы используют при сборке механизированных приспособлений для станков с ЧПУ в условиях мелкосерийного и серийного производства. К ним относятся базисные агрегаты, например, самоцентрирующие агрегаты тисочного типа, а также базовые механизированные сборочные единицы, предназначенные для сборки базисных агрегатов, например, тисочные подвижные губки с одним или двумя боковыми прижимами. Для компоновки механизированных приспособлений может использоваться гидроплита, на верхней плоскости которой выполнена сетка координатно-фиксирующих и резьбовых отверстий, предназначенных для установки и закрепления сменных наладок для установочных и зажимных единиц комплекта УСПО. В центре плиты имеется отверстие, с которым связана сетка координатно-фиксирующих отверстий. В корпус плиты встроены гидроцилиндры. По конструкции и назначению гидроплиты УСПО близки к гидроплитам СРП. Отличием является отсутствие Т-образных пазов, функцию которых выполняет сетка резьбовых отверстий.
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка К средствам механизации относятся пневмогидропреобразователь (а), гидроплиты (б); гидроблоки (в), гидроцилиндры одностороннего и двустороннего действия (г), гидравлические зажимные устройства (д), а также трубопроводы, цилиндры со встроенными аккумуляторами. Отличие средств механизации УСПО от средств механизации УСПМ-ЧПУ состоит в том, что все гидравлические устройства рассчитаны на большее давление, а вместо Т и П-образных пазов на гидроблоках нанесена базирующая сетка крепежных отверстий. а) б) в) г) д)
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка На рисунке показана базовая гидрофицированная плита 1, имеющая сетку координатно-фиксирующих отверстий и сетку резьбовых отверстий. В плите выполнены также резьбовые отверстия, в которые ввинчены штуцеры гидроцилиндров 2. Эти отверстия соединены с выполненными в плите каналами для масла, которые соединены с быстроразъемным соединением. Гидроцилиндры одностороннего действия с вертикальными и горизонтальными штоками для зажима заготовки сверху или сбоку ввинчивают в отверстия плиты, предварительно вывинтив резьбовую пробку. Блок гидравлический 3 применяется в качестве базового и зажимного элемента приспособлений, собираемых из элементов УСПО. Гидроблок представляет собой гидроцилиндр одностороннего действия, встроенный в прямоугольный корпус, что позволяет присоединять его к базовым плитам УСПО, собирая из гидроблоков каркасные основания при обработке заготовок больших габаритов.
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка На рисунке приведена конструкция двухместного гидравлического приспособления для установки корпусной детали. Приспособление предназначено для базирования и закрепления двух заготовок корпусных деталей при обработке на многоцелевых станках с ЧПУ. Заготовки 4 базируют по плоскостям на опорах 3 и 6 и закрепляют четырьмя прихватами 5, соединенными с гидроцилиндрами 7, которые расположены на угольниках 2. Угольники 2 крепят к плите 1. Зажим заготовок осуществляется в горизонтальной плоскости.
-
Универсальная сборная переналаживаемая оснастка Девятиместное гидравлическое приспособление для установки фланца приведено на рисунке. Приспособление предназначено для базирования и закрепления заготовок деталей типа «фланец» при их обработке на многоцелевых станках с ЧПУ в условиях серийного производства. Заготовки 4 базируют по торцу и внутренней цилиндрической поверхности, устанавливают на стаканы 3 и закрепляют быстросъемными шайбами 5 с помощью гаек 6 и шпилек 7, ввинченных в штоки поршней гидроцилиндров 8. Стаканы 3 базируют и закрепляют на плите 1. Гидроцилиндры 8 ввинчены в отверстия плиты. Быстроразъемные соединения 2 предназначены для соединения каналов плиты с источником давления масла.
-
Сборочные приспособления
-
Сборочные приспособления Используются при узловой и общей сборке изделий. По степени специализации бывают универсальные и специальные. Универсальные применяют в единичном и мелкосерийном производстве. К ним относятся плиты, сборочные балки, призмы, угольники, домкраты и различные вспомогательные детали и устройства (подкладки, клинья, винтовые прихваты и т. д.). Плиты и балки служат для установки, выверки и закрепления собираемых машин или их узлов. На их поверхности выполняются Т-образные пазы. Призмы и угольники служат для установки и закрепления узлов или базовых деталей. На их установочных поверхностях выполняют сквозные продолговатые окна для крепежных болтов. Домкраты служат для выверки и поддержки тяжелых деталей и узлов.
-
Сборочные приспособления Специальные сборочные приспособления применяют в серийном и массовом производстве По назначению различают два основных типа специальных приспособлений. К первому типу относятся приспособления для неподвижной установки и закрепления базовых деталей и узлов. Приспособления этого типа обеспечивают необходимую устойчивость детали в процессе сборки и повышают производительность труда, так как рабочие освобождаются от необходимости удерживать объект сборки руками. Ко второму типу специальных приспособлений относятся приспособления для точной и быстрой установки соединяемых деталей и частей изделий (для пайки, клепки, склепывания, развальцовки, посадки с натягом и т. д.).
-
Проектирование сборочных приспособлений Исходные данные: чертеж изделия, технические условия на приемку изделия, технологический процесс сборки, принятое базирование, оборудование и инструменты, а также производительность. Порядок проектирования: Уточняют схему установки базовой и сопрягаемых деталей изделия Определяют типа, размеров, количества и взаимного расположения установочных элементов Зная силы, возникающие в процессе сборки, устанавливают место приложения и величину сил для закрепления базовых деталей Выявляют элементы для направления собираемых деталей Устанавливают необходимые вспомогательные устройства Оформляют конструкцию корпуса приспособления.
-
Точность сборки Зависит от вида сопряжения деталей, точности их изготовления, метода базирования при сборке, а также от точности сборочного приспособления. Наибольшая точность обеспечивается при сборке деталей по центрирующим поверхностям без зазора (а). При сборке деталей их наибольшее смещение в боковом направлении равно максимальному радиальному зазору. Применяя конические или разжимные направляющие элементы приспособления (б), можно это смещение свести к минимуму а) б)
-
Точность сборки При отсутствии центрирующих элементов сборку ведут, совмещая технологические базы сопрягаемых деталей с измерительными, т. е. с поверхностями, по которым производится измерение заданного размера. На рисунке (а) показан такой случай. У соединяемых деталей 1 и 2технологическими базами, которыми они контактируют с установочными элементами Асборочного приспособления, являются вертикальные площадки. После выполнения соединения (стык показан жирной линией) выдерживаемый размер Хпроверяют по тем же площадкам. В результате совмещения технологических и измерительных баз точность сборки будет наибольшая, так как погрешность базирования при этом равна нулю. Размер Хможет изменяться лишь вследствие износа установочных элементов приспособления. На рисунке (б)показана схема приспособления, где технологические базы деталей не совмещены с измерительными. При этом выдерживаемый размер Хвыполняется с погрешностью базирования, равной сумме допусков на размеры l1, и l2 сопрягаемых деталей. а) б)
-
Точность сборки На рисунке показано приспособление для запрессовки втулки 4в корпус 3. Выдерживается размер Н. Поверхность а и поверхность bвтулки являются технологическими и измерительными базами. Условие совмещения баз при этом выполняется, и погрешность базирования для размера Нравна нулю. Если выдерживать размер H1,то условие совмещения баз выполняется только для детали 3. Для детали 4оно не выполняется (поверхность b — технологическая база, а поверхность с — измерительная), поэтому по отношению к размеру H1 возникает погрешность базирования, равная допуску на длину втулки δ1. При выполнении размера H2 условие совмещения баз, как это видно из чертежа, не выдерживается для обеих сопрягаемых деталей. Возникает погрешность базирования для размераH2, равная δ1 + δ2, где δ2 – допуск на размер l2корпуса.
-
Точность сборки Изменив схему приспособления и применив ступенчатый наконечник прессующего устройства, можно привести погрешность базирования для размера H2 к нулю при условии, что по нижнему торцу втулки предусмотрен зазор. Из рассмотренных примеров видно, что погрешность базирования в сборочных приспособлениях может достигать больших значений, чем при механической обработке. Из рассмотренных примеров видно, что погрешность базирования в сборочных приспособлениях может достигать больших значений, чем при механической обработке.
-
Точность сборки При сборке более сложных узлов с большим количеством деталей точность выдерживаемого размера может быть определена на основе расчета соответствующей размерной цепи. При решении размерной цепи по методу полной взаимозаменяемости (метод максимума и минимума) допуск на выдерживаемый размер Х. где δ — допуск на размер Lприспособления; ‒ сумма допусков на размерыl1, l2, ..., ln деталей Эта формула верна, если сборка выполняется с использованием нескольких приспособлений (дублеров) или приспособлений-спутников на автоматической линии. Если сборку производят в одном приспособлении, то величину δ учитывать не следует или при большой программе выпуска изделий под ней нужно понимать допуск на износ установочных элементов приспособления.
-
Точность сборки Из последней формулы можно найти допуск δ на размер приспособления, зная допуски на размеры сопрягаемых деталей, и допуск δХ на выдерживаемый размер: При решении размерной цепи по методу неполной взаимозаменяемости допуск на выдерживаемый размер Хможно определить по формуле: где t‒ коэффициент риска (%) брака по выдерживаемому размеру, λ1, λ2, …, λn‒ коэффициенты, зависящие от формы кривых распределения размеров соответствующих сопрягаемых деталей узла
-
Приспособления для ручной сборки Эти приспособления переносные, к ним относятся пресс-скобы для запрессовки и клепки (а), пневматические шприцы для шовного нанесения клея (б), ультразвуковые паяльники (в), подвесные многошпиндельные гайковерты (г) и т.д. 1 – скоба; 2 – гидроцилиндр; 3 – шток; 4 – рукоятка; 5 – отверстие для масла; 6 – поршень; 7 – пружина; 8 – ударник; 9 – упор 1 – сопло; 2 – клей; 3 – поршень; 4 – воздушная камера; 5 – курок; 6 – подвод сжатого воздуха 1 – оксидная пленка; 2 – припой; 3 – рабочий наконечник; 4 – электрическая обмотка; 5 – ферромагнитный стержень; 6 – обмотка возбуждения; 7 – в/ч генератор; а) б) в) г)
-
Контрольные приспособления
-
Контрольные приспособления Контрольные приспособления применяют для проверки заготовок, деталей и узлов машины. Погрешность измерения в зависимости от назначения изделия допускают в пределах 25..30% поля допуска на контролируемый объект. Общая погрешность измерения состоит из: погрешности схемы измерения; погрешности установки контролируемого изделия; погрешности настройки приспособления по эталону, износу деталей приспособления, а также колебаниями температуры.
-
Контрольные приспособления Для проверки небольших и средних деталей применяют стационарные контрольные приспособления, а для крупных – переносные. Наряду с одномерными находят широкое применение многомерные приспособления, где за одну установку проверяют несколько параметров. Контрольные приспособления делят на пассивные и активные. 1) Пассивные применяют после выполнения операций обработки. 2) Активные устанавливают на станках, они контролируют детали во время обработки, давая сигнал на органы станка или рабочему на прекращение обработки или изменение условий ее выполнения при появлении брака.
-
Координатные измерительные машины В многоцелевых станках часто измеряют детали с помощью координатно-измерительных машин (КИМ), датчики касания которых, т.е. шариковые наконечники перемещаются в заданную точку и считывают координаты. На рисунке показаны схемы контроля деталей с помощью КИМ: Установка головки в нулевое положение Контроль непараллельности стороны заготовки перемещению стола станка Контроль припуска на обработку Контроль глубины обработки Контроль межосевого расстояния Контроль размеров детали
-
Координатные измерительные машины Разрешающая способность измерительных головок 0,001 мм (!), диапазон измеряемых размеров обычно до 500..1000 мм. КИМ работают в двух режимах: Измерительный наконечник перемещается до контакта с измеряемой поверхностью, и с помощью отсчетных устройств определяется положение этой поверхности в системе координат; Измерительный наконечник по заданной программе перемещается в точки, соответствующие нормальным значениям определенных размеров, а отчетные устройства позволяют оценить действительные отклонения положений поверхностей от номинальных.
-
Координатные измерительные машины На рисунке представлены схемы КИМ для выполнения измерений в двух (а), трех (б) и четырех (в) координатах. КИМ (в) работает следующим образом: Измеряемая деталь 4 устанавливается на домкратах 5 стола 6, который поворачивает ее вокруг вертикальной оси. Устройство 3 с измерительным наконечником перемещается по осямXи Z с помощью каретки 2, которая поднимается и опускается по направляющим колонки 1. На каретке также имеются направляющие, обеспечивающие перемещение штанги с устройством 3 в горизонтальном направлении по оси Y. Для измерений по оси Х вся колонка 1 перемещается по направляющим основания 7. Результаты измерений обрабатываются компьютером 9 и выводятся на принтер 8.
-
Измерительные устройства контрольных приспособлений Измерительные устройства контрольных приспособлений бывают предельные (бесшкальные) и отсчетные (шкальные). Особую группу составляют устройства, работающие по принципу нормальных калибров. Предельные измерительные устройства не дают числового значения измеряемых величин, а подразделяют все проверяемые изделия на три категории: годные, брак по переходу за нижнюю границу допуска и брак по переходу за верхнюю границу допуска. В качестве простейших измерителей применяются предельные элементы, встроенные в контрольные приспособления, жестко закрепленные или выдвижные (скобы, пробки, щупы и т.д.). В контрольно-сортировочных автоматах широко применяются электроконтактные датчики. В качестве отсчетных измерителей используются индикаторы с рычажной или с зубчатой передачей (для размеров до 0,001 мм), а также пневматические микромеры (для размеров до 0,2 мм).
-
Измерительные устройства контрольных приспособлений На рисунке показана схема приспособления для контроля биения торцов ступицы и фланца относительно шлицевого отверстия. Данное приспособление состоит из контрольной плиты 9 с установленным на ней опорным фланцем 8, в котором на шариковых опорах 5 смонтирован поворотный стол 7. В поворотный стол запрессована шлицевая оправка 2 (установочный элемент), на которую ставят измеряемую деталь. Измерения производятся измерительными головками 3, расположенными на индикаторных стойках 1 и 4. Измерения биения торца ступицы проводятся с помощью подпружиненного рычага 6.
-
Измерительные устройства контрольных приспособлений Приспособление для контроля биения шеек и торцов ступенчатого вала. В данном приспособлении контролируемый вал размещен в установочных элементах – центрах 2 и 5, которые смонтированы в передней 1 и задней 6 бабках. Передний центр 5 неподвижен, а задний центр 2 можно перемещать пинолью и поворачивать рукояткой 7. Приспособление универсальное, т.к. за счет перемещения задней бабки 6 на плите в центры можно устанавливать валы разных длин, конфигураций и диаметров. Для обеспечения соосности центров на контрольной плите 8 предусмотрен шпоночный паз, по которому бабки центрируются болтами 9 по посадкам H6/g5 и H7/g6. Измерительная головка 4 установлена на стандартной стойке 3 (необходимое число стоек зависит от выбранной схемы контроля, числа проверяемых параметров и типа производства, т.е. от программы выпуска деталей или узлов).
-
Спасибо за внимание!!!
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.