ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА. Первое высшее техническое учебное заведение россиисанктпетербургский горный университет Кафедра Машиностроения
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
Лекция 5 Переналаживаемая технологическая оснастка Введение Все многообразие станочных приспособлений по конструктивному исполнению разделяют на шесть систем. Под системой здесь понимают совокупность приспособлений, конструкции которых компонуются на базе единых правил, обеспечивающих их использование в определенных организационных условиях технологического процесса изготовления соответствующей номенклатуры деталей.Анализируя тенденцию совершенствования технологического оснащения, можно отметить, что оно направлено на развитие таких свойств, как переналаживаемость, универсальность, сборность. Учебный вопрос №1 Особенности оснастки для станков с ЧПУ При рассмотрении систем оснастки как комплекса средств технологического оснащения металлорежущих станков ставится вопрос о необходимости создания его второго поколения - системы универсально-сборной переналаживаемой оснастки (УСПО). Необходимость такого шага диктуется стремлением к росту технологической оснащенности гибкого, быстро переналаживаемого производства, в котором применяются многоцелевые станки с широкими технологическими возможностями. Такой путь должен привести к повышению качества продукции и производительности труда, ускорению и удешевлению технологической подготовки производства. Особенностям проектирования приспособлений для станков с ЧПУ, обрабатывающих центров и гибких производственных систем предъявляются следующие требования: а) высокая точность и жесткость, обеспечивающая требуемую точность обработки и максимальное использование мощности станка; б) полное базирование как заготовки, так и приспособления относительно начала координат станка; в) возможность подхода инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям; г) возможность смены заготовки вне рабочей зоны станка или станка вообще; д) возможность быстрой смены или быстрой переналадки приспособления на станке; е) возможность смены приспособления вне рабочей зоны станка или вне станка; ж) наличие быстродействующих механизированных зажимных устройств; з) возможность размещения нескольких заготовок на одном приспособлении. Особенностью установки приспособлений на станках с ЧПУ является необходимость полного базирования и быстрого закрепления приспособления на столе станка, обеспечивающего жесткую связь с началом координат станка и привязка к исходной точке обработки (точке, в которой находится инструмент перед началом работы станка). Системы приспособлений, применяемых на станках с ЧПУ: универсально- безналадочные приспособления (УБП), универсально-наладочные (УНП), специализированные наладочные (СНП), универсально-сборные (УСП), механизированные универсально-сборочные для станков с ЧПУ (УСПМ), сборно- разборные (СРП), универсально-сборная переналаживаемая оснастка (УСПО). Универсально-безналадочные приспособления (УБП) – это приспособления общего назначения, обеспечивающие установку заготовки широкой номенклатуры. УБП представляет собой механизм долговременного действия с постоянными (несъемными) элементами для установки различных заготовок. К УБП относятся токарные патроны, машинные тиски, поворотные столы, стойки и т. д. Универсально-наладочные приспособления (УНП) обеспечивают установку и фиксацию заготовок при помощи специальных сменных накладок. Базовая часть у них постоянная – это накладные координатные плиты, на которые устанавливаются сменные накладки. Сменными накладками являются базирующие и зажимные элементы. Базовые плиты выполняют с пазами, сеткой пазов, сеткой отверстий, сеткой пазов и отверстий. К УНП относятся тиски, патроны со сменными кулачками и т. д. Специализированные наладочные приспособления (СНП) предназначены для установки и закрепления родственных по конфигурации заготовок различных габаритов. Состоит из специализированного (по схеме базирования и виду обработки типовых групп изготовляемых деталей) базового агрегата и сменных накладок. Базисный агрегат предназначен для многократного использования. Сменная накладка – это специальная сборочная единица, обеспечивающая установку определенной заготовки на базовом агрегате. Система СНП отличается более высокой степенью механизации, а также возможностью применения многоместных приспособлений, обеспечивающих более высокую производительность. Базовая плита имеет сетку отверстий и пазов для базирования и закрепления установочных и зажимных элементов. Универсально-сборочные приспособления (УСП – ЧПУ) собираются из окончательно обработанных стандартных деталей и узлов. После использования компоновок УСП разбираются на составные части, которые используются в других компоновках. Срок службы 18...20 лет. УСП – ЧПУ предназначены для установки деталей с размерами до 600 400 300 на вертикально-фрезерных станках, горизонтально- расточных и ОЦ. В состав компонента входят детали и сборочные единицы: базовые, корпусные, опорные и установочные, крепежные и прижимные. Базовые плиты, пневматический стол, магнитная плита, самоцентрирующий и плавающий зажимы. Корпусные, опорные и установочные детали предназначены для ориентации заготовок на базовых деталях. Крепежные и прижимные шпонки, прихваты, болты, шпильки, гайки, механизированные зажимы и т. д. Недостатки УСП: - наличие большого количества стыков, что снижает их жесткость; - отсутствие быстродействующих зажимов. Система механизированных универсально-сборных приспособлений УСПМ-ЧПУ, эти приспособления предназначены для установки заготовок на станках с ЧПУ фрезерной и сверлильной групп в единичном и мелкосерийном производствах. Выпускается два комплекта УСПМ-12 ЧПУ и УСПМ-16 ЧПУ с пазами соответственно 12 и 16 мм. Система СРП-ЧПУ состоит из элементов деталей и сборочных единиц, которые путем агрегатирования могут компоноваться в различные сборно-разборные приспособления для серийного производства. Элементы СРП фиксируются посредством соединения палец-отверстие. Для этого в базовых сборочных единицах имеются сетки координатно-фиксирующих отверстий. Элементы СРП крепятся на базовых плитах и угольниках посредством Т-образных пазов (СРП-14 и СРП-18 ЧПУ). Срок службы 12...15 лет. Здесь применяются гидроплиты. Размеры до 900 600 360 мм. В соответствии с назначением детали и сборочной единицы комплекта СРП образуют 6 групп: базовые сборочные единицы, прижимные детали и сборочные единицы, опорные детали и сборочные единицы, установочные детали и сборочные единицы, крепежные детали, разные детали. Учебный вопрос №2 Система УСПО Система универсально - сборной и переналаживаемой оснастки (УСПО). Эти приспособления отбираются без пригонки. В отличие от системы УСП вместо шпоночного соединения элементов приняты штифтовой и шариковый способы. При штифтовом способе два элемента, имеющие глухие цилиндрические отверстия фиксируются на двух сборных штифтах. При шариковом способе любая пара элементов, имеющая специальные конические отверстия (лунки), фиксируется двумя шариками, каждый из которых имеет центральное отверстие и прорезь. Элемент под действием зажимного элемента (болта или шпильки) прижимается к плите. При этом шарики сжимаются до полного контакта соединяемых элементов. УСПО применяются в мелкосерийном и серийном производствах. По функциональному назначению элементы комплекса УСПО подразделяются на следующие группы: базовые, корпусные, установочные, направляющие, зажимные, крепежные, средства механизации зажима заготовок, разные. К группе базовых деталей относятся квадратные, прямоугольные и круглые плиты, угольники и тумбы, к группе корпусных — элементы комплекса, предназначенные для создания корпусов приспособлений. В этой группе имеются 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, расположенные в соответствии со схемой, характерной для каждой серии элементов. Основой построения конструкций всех элементов группы корпусных деталей является модуль, т. е. квадрат, размер которого зависит от номера серии. Установочные детали (колпачковые опоры, диски, пальцы, упоры, штыри т. д.) используются в компоновках приспособлений в качестве баз. Конструкции элементов этой группы аналогичны конструкциям таких же элементов системы УСП. К направляющим деталям относятся шпонки, штифты, втулки, валики, колонки и другие детали, используемые при компоновке приспособлений для взаимной ориентации относительно друг друга, а также для ориентации инструмента относительно базовых элементов приспособлений. К зажимным и крепежным деталям относятся прихваты различных конструкций, прижимы, зажимы, планки, качалки, быстросъемные шайбы, предназначенные для закрепления обрабатываемых заготовок. Базовые механизированные сборочные единицы используются при сборке механизированных приспособлений для станков с ЧПУ в условиях мелкосерийного и серийного производств. 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 насадок или 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 системы СРП. Отличием является отсутствие Т-образных пазов, функцию которых выполняет сетка резьбовых отверстий. К средствам механизации относятся пневмогидропреобразователь, гидроплиты, гидроблоки, гидроцилиндры одностороннего и двухстороннего действия, гидроприхваты различных видов, трубопроводы, пневмогидравлические источники давления. С целью сокращения времени загрузки заготовок и съема готовых деталей на обрабатывающих центрах используются: а) устройства для автоматической смены приспособлений-спутников; б) маятниковые и поворотные столы; в) системы приспособлений, обеспечивающие быстрое базирование и зажим деталей. Основными типами приспособлений, применяющихся на обрабатывающих центрах (ОЦ) являются: универсально-наладочные (УНП), системы сборно-разборных приспособлений (СРП), универсально-сборные (УСП). (Примечание: для каждого типа ОЦ применяется свой тип зажимного устройства (привода), особенно быть внимательным при использовании пневмо и гидроприводов на ИР-500 и на приспособлениях – спутниках). Для гибких автоматизированных участков (АУ) из станков с ЧПУ и автоматических участков из станков фрезерно – сверлильно - расточной группы и ОЦ целесообразно применять приспособления – спутники и агрегатированные быстропереналаживаемые приспособления, компонуемые из базовых агрегатов – плит, из унифицированных установочных и зажимных узлов и элементов. Заготовки целесообразно группировать по классам. Это обеспечивает возможность применения переналаживаемых групповых приспособлений. В большинстве случаев базовые плиты спутника имеют на верхней поверхности сетку пазов, отверстий или пазов и отверстий и являются основными в универсально-наладочных приспособлениях, на которых компонуются установочные и зажимные элементы. На АУ из токарных станков с ЧПУ для обработки цилиндрических заготовок используют самоцентрирующиеся быстропереналаживаемые патроны. Загрузка заготовок производится роботом. Заготовки перед установкой в приспособлениях – спутниках предварительно обрабатываются по базовым поверхностям. Для закрепления заготовок на приспособлениях – спутниках наиболее целесообразно применять гидравлические зажимные устройства – гидравлические цилиндры с упругим элементом. В качестве приспособлений – спутников чаще всего применяются компоновки УСП и УНП, УСПО, СРП. Применение приспособлений-спутников обуславливает необходимость значительного количества спутников и рабочих, занятых компоновкой приспособлении, загрузкой – разгрузкой заготовок и деталей, наличия универсальных станков и обслуживающих их рабочих, наличия слесарно-сборочных мест и мест загрузки-разгрузки, что требует значительных капитальных, организационных и текущих затрат. Поэтому в настоящее время часто применяют систему автоматически переналаживаемых приспособлений с ЧПУ, переналадка установочных и зажимных элементов которых (т. е. регулирование их положения по трем осям координат при смене объекта обработки) осуществляется в любой последовательности по заданной программе, в которую вводят данные о типе и положении заготовки. Такие приспособления являются стационарными, т. е. их положение в процессе обработки заготовки остается неизменным на станке. Заготовки базируются и закрепляются автоматически. Положение основных и вспомогательных опор, а также точки приложения зажимных усилий вводятся в память системы управления обрабатывающих центров и подают детали на стол непосредственно в зону обработки (ИР800МФ4). Вопросы для текущего контроля и экзамена 1. В чем заключается особенность установки инструмента относительно заготовки на станках с ЧПУ? 2. Основные правила при закреплении заготовки? 3. От чего зависит количество точек зажима детали при обработке? 4. Преимущества и недостатки применения эксцентриков. 5. Каковы структура, область применения, достоинства и недостатки УСП? 6. Каковы структура, область применения, достоинства и недостатки СРП? 7. Каковы структура, область применения, достоинства и недостатки универсальных и специализированных наладочных приспособлений? 8. Какова структура комплекта УСПО? 36. За счет чего обеспечиваются жесткость элементов УСПО и точность их взаимного положения? 9. Какие системы приспособлений применяют на станках с ЧПУ? 10. Какие требования предъявляются к станочным приспособлениям, применяемым на станках с ЧПУ? 11. Какие способы соединения элементов применяют в системе УСПО? 12. Как фиксируются элементы СРП относительно друг друга? Лекция 6 Методика проектирования и конструирования станочных приспособлений Введение Цель изучения настоящего раздела - овладеть методикой проектирования и основными навыками конструирования приспособлений. В общем случае проектирование - это сложный процесс переработки необходимой информации и принятия решений, связанных с объектом проектирования. Изучая процесс проектирования приспособления, следует усвоить исходную информацию, структуру (состав и последовательность этапов) процесса, факторы и последовательность их учета при принятии решений на каждом этапе процесса проектирования. Учебный вопрос №1 Разработка конструкции приспособления После того, как определена принадлежность проектируемого приспособления к той или иной системе, разрабатывается техническое задание на проектирование. При этом инженер-технолог, зная назначение приспособления, его вид и схему проведения операции (по технологическому процессу), устанавливает степень его механизации и автоматизации, соответствующую форме организации производства и заданной производительности, основные размеры - параметры приспособления. В техническом задании должно быть отражено число устанавливаемых заготовок, а также число, размеры и расположение режущих инструментов, одновременно работающих в каждой позиции. Разработку конструкции приспособления рекомендуется начинать с выбора типа и размеров установочных элементов, так как от этого зависит правильность (точность) установки заготовки, погрузочная способность этих элементов, а следовательно, и их износостойкость, от чего зависит сохранение точности установки заготовки при длительной эксплуатации приспособления. Для обеспечения точности обработки необходимо так же выбрать элементы для направления и настройки режущего инструмента на выполняемый размер. При этом следует учитывать, что точность обработки будет определяться, в том числе, и правильным взаимным расположенном установочных, направляющих и настроечных элементов приспособления. Ориентация этих элементов обеспечивается конструкцией корпуса приспособления. Точность обработки заготовки в большей мере зависит от жесткости корпуса приспособления, стыков соединяемых деталей, а также от точности положения (установки) приспособления на станке. Поэтому на этом этапе проектирования производится разработка зажимного устройства, его конструкции и его расчет. Исходной при этом является требуемая сила закрепления заготовки. В случае применения механизированного зажимного устройства производится расчет силового узла, а затем его конструирование или выбор по ГОСТ. В случае ручного закрепления заготовки производится доказательство возможности его применения. Следующим этапом разработки компоновки приспособления является конструирование его общего вида. Элементы конструкции приспособления должны быть в максимальной степени гостированы. Разработку общего вида приспособления начинают с нанесения на лист контуров заготовки. В зависимости от сложности приспособления вычерчивают несколько проекций заготовки. Последнюю целесообразно показывать условными линиями (тонкими, штрихпунктирными или цветными). Разработку общего вида ведут методом последовательного нанесения отдельных элементов приспособления вокруг контуров заготовки. Сначала вычерчивают установочные детали, затем зажимные устройства, детали для направления инструмента и вспомогательные устройства. После этого вычерчивают корпус приспособления, который объединяет все перечисленные выше элементы. На общем виде указывают габаритные размеры приспособления и размеры, которые нужно выдержать при его сборке и отладке, дается нумерация деталей. В графической части чертеж, кроме изображения общего вида приспособления с размерами и предельными отклонениями, может содержать текстовую часть, состоящую из технических требований и технической характеристики. Текстовую часть включают в чертеж в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно выразить графически или условными обозначениями. В надписях не должно быть сокращений слов, за исключением общепринятых или установленных в стандартах. Текст на поле чертежа располагают параллельно основной надписи (угловому штампу) и над ней, а при недостатке места - левее. Между текстовой частью и основной надписью не допускается помещать изображения, таблицы и т.п. |