Основы конструирования приспособлений

СПЕЦИФИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Приспособления изготовляют различными методами. Универ­сальные приспособления выпускаются в значительном количестве для укомплектования новых станков и действующего станочного оборудования; значительная часть их стандартизована (трех - и четырехкулачковые патроны, плиты и другие устройства). Изго­товление этих приспособлений сосредоточено на специализирован­ных заводах или в специальных цехах станкоинструментальных заводов и осуществляется по принципам поточно-массового или крупносерийного производства. Аналогичным образом изготов­ляют нормализованные приспособления, а также узлы и отдель­ные детали к ним. Специальные приспособления изготовляют индивидуально или малыми партиями в инструментальных цехах машиностроительных заводов (для собственных нужд) и станко­строительными заводами (для оснащения выпускаемых специаль­ных станков). При широком использовании стандартных элемен­тов их изготовление может быть организовано по принципу се­рийного производства на специализированных заводах. При широкой номенклатуре изделий и большом объеме выпуска эти заводы могут обслуживать группы прикрепленных пред­приятий.

Специализация производства и возможность эффективного ис­пользования специального оборудования обеспечивают изготовле­ние приспособлений в сжатые сроки и меньшей себестоимости.

Заготовки для деталей специальных приспособлений выпол­няют методами единичного производства (литьем, ковкой, мелкие детали обрабатывают из сортового материала). Заготовки средних и крупных размеров сложной конфигурации (корпусы приспособ­лений, стойки, кронштейны и т. п.) часто изготовляют сварными. Литые заготовки ответственных деталей (корпусы приспособле­ний) перед окончательной механической обработкой целесооб­разно подвергать обдирке и естественному или искусственному старению для снятия остаточных напряжений. Сварные заготовки пилучают из предварительно заготовленных элементов (плит, планок, угольников, косынок, шайб, втулок). Их очищают от ржавчины и масла, собирают на струбцинах, выверяют правиль­ность взаимного положения и «прихватывают» в отдельных точках.

После снятия струбцин производят проверку, а затем наклады­вают основные швы. Для уменьшения деформаций предпочти­тельна дуговая электросварка. Газовую сварку применяют для деталей толщиной до 4 мм. Деформации узла уменьшают также наложением прерывистых сварных швов.

Для снятия остаточных напряжений сварные заготовки нагре­вают в течение 1,5—2 ч при температуре 600—650 °С. При больших размерах узла, когда нагрев затруднен, проковывают швы мо­лотком. Детали специальных приспособлений разнообразны, точ­ность их изготовления соответствует 6—9-му квалитетам, поэтому механическая обработка выполняется рабочими высокой квали­фикации. Обработку нормализованных деталей ведут партиями на предварительно настроенных станках, применяя методы серийного производства.

Специфично изготовление деталей с точно координированными отверстиями (корпусов сверлильных и расточных приспособлений, накладных кондукторов, дисков, делительных устройств и т. п.). При узких допусках на межосевые расстояния (сотые и тысячные доли миллиметра) обычные методы разметки и растачивания не обеспечивают нужного результата. При большом объеме работ по выполнению точно координированных отверстий следует приме­нять координатно-расточные станки обычного типа или с ЧПУ, на которых обеспечивается высокая точность отверстий с парал­лельными, а при наличии поворотного стола — с пересекающи­мися или перекрещивающимися осями. Применяя специальные планетарные головки, на этих станках можно вести также шлифо­вание точно расположенных отверстий, круглых пазов и криволи­нейных поверхностей.

При малой загрузке координатно-расточных станков их вы­сокая стоимость не окупается. Поэтому на небольших заводах 268

Применяют упрощенные методы получения точно расположенных отверстий на станках универсального типа.

Растачивание по эталонным втулкам осуществляют на точных токарных горизонтально-расточных или вертикально-фрезерных станках. Положение осей размечают на заготовке, по этой раз­метке сверлят отверстия и нарезают в них резьбу. Диаметр от­верстий должен быть меньше диаметра растачивания. На лицевой стороне детали привертывают эталонные втулки, наружный диа­метр которых имеет округленный размер (15, 20 и 30 мм). Расстоя­ние между втулками 1 точно устанавливают с помощью мерных плиток 2 (рис. 174, а). Затем втулки окончательно крепят к заго­товке 3, затягивая винты 4. Необходимый размер набора плиток I Легко подсчитать, зная заданное межосевое расстояние L и раз­меры втулок г. Заготовку с закрепленными втулками устанавли­вают на планшайбу токарного станка так, чтобы ось одной нз втулок совпала с осью шпинделя с выверкой по индикатору (рис. 174, б). Добившись точной установки заготовки, втулку снимают, и отверстие растачивают до нужного размера. Таким образом, ось расточенного отверстия точно совпадает с осью эта­лонной втулки. Аналогично растачивают остальные отверстия детали, обеспечивая точность межосевого расстояния до 0,01 мм.

Можно растачивать отверстия также на токарном станке без предварительной разметки. Заготовку 1 (рис. 175, а) крепят на планшайбе токарного станка прихватами 2. Точную установку заготовки производят по закрепленному на планшайбе уголь­нику 3 с помощью мерных плиток 4. Предварительными точными измерениями определяют расстояния Л и В от оси вращения до граней угольника. Размеры наборов плиток lt и /2 для получения заданных размеров Lx и L2 определяют подсчетом:

L± — А -— Lt и 4 = В — L2.

Аналогичным образом растачивают и другие отверстия (рис. 175, б). При этом методе необходимо координировать раз­меры растачиваемых отверстий от базовых граней детали. Для уменьшения влияния упругих отжимов на точность растачивания обработку ведут за несколько проходов. На последнем проходе снимают минимальную стружку, добиваясь получения заданного диаметрального размера.

При обработке (или контроле) наклонных площадок, положе­ние которых на детали задано определенными углами, применяют синусные плиты, установленные на три сферические опоры. Зная расстояние между опорами, можно рассчитать высоту под­ставок, чтобы обрабатываемая (контролируемая) деталь занимала то или иное наклонное положение. Применяют также синусные плиты в комбинации с делительным устройством. На них можно размечать и шлифовать детали, используя съемные магнитные плиты. Плиту устанавливают под требуемым углом к горизон­тальной плоскости с помощью мерных плиток с высокой точностью.

Для достижения заданной точности при изготовлении приспо­соблений применяют спаренную обработку (совместное раста­чивание сопряженных деталей, развертывание, шлифование), а также перенос размеров с одной детали на другую. Механиче­скую обработку ведут на универсальных станках, используя ин­струменты и приспособления общего назначения.

Большие возможности в части сокращения сроков и себе­стоимости изготовления приспособлений для серийного производ­ства дает применение пластмасс. В станочных приспособлениях обычно используют эпоксидные компаунды как наиболее прочные пластические массы. Литейная композиция из них содержит 100 массовых долей эпоксидной смолы ЭД-5 или ЭД-6, 200 м. д. наполнителя (железный порошок, железный сурик, маршаллит, цемент и др.), 15—20 м. д. пластификатора (дибутилфталат) и 8—9 м. д. отвердителя (полиэтиленполиамин). При изготовлении основных и вспомогательных деталей специальных приспособле­ний эту композицию заливают в разовые формы. После отвержде­ния компаунд имеет следующие механические свойства: твердость ЕВ 20, предел прочности при растяжении 60 МПа, предел проч­ности при сжатии до 130 МПа, удельную ударную вязкость до 120 МПа. Плотность компаунда в зависимости от наполнителя 1,2—2,0; усадка компаунда при отверждении около 0,1 %; его износостойкость близка к износостойкости алюминиевых спла­вов. Прочность компаунда можно повысить введением стальной арматуры.

Разовые формы для отливок можно изготовлять из гипса (по выплавляемой восковой модели отливаемой детали), картона (путем вычерчивания, вырезки и последующего склеивания раз­вертки для простых конфигураций деталей), а также из пласти­лина. Изготовление таких форм не требует много времени (около 1—1,5 ч). 270

Из эпоксидного компаунда можно отливать ложементы (не­гативные отпечатки) для установки обрабатываемых заготовок по внешней поверхности. Основанием ложемента служит сварная коробка (кассета) 1, заливаемая компаундом 2 (рис. 176, а). На ее верхней плоскости литьем по эталонной детали получается не­гативный отпечаток 3 для обрабатываемой заготовки 4.

На рис. 176, б показан способ изготовления кондукторных плит с точно координированными отверстиями. Кондукторные втулки 5 устанавливают на основание 6 по мерным плиткам. Фиксация их производится струбцинами или клеем. Затем уста­навливают рамку 7, определяющую внешние контуры кондуктор­ной плиты, и пространство между втулками и рамкой заливают компаундом 2. При малой усадке компаунда обеспечивается точ­ное межосевое расстояние.

Сборку специальных приспособлений производят с выполне­нием ряда пригоночных работ и обработкой «по месту». Для полу­чения сопряжений повышенной точности применяют припилива- ние, пришабривание и притирку. Сборку следует расчленять на узловую и общую, что сокращает длительность цикла изготовле­ния приспособлений.

В процессе сборки производят регулировку и точную выверку взаимного положения деталей и узлов приспособления. Найден­ное положение фиксируют контрольными штифтами. Для непо­движных соединений деталей и приспособлений, работающих на сжатие и сдвиг, можно применять склеивание. При использова­нии эпоксидных клеев получают прочность на сдвиг 30—35 МПа. Для точной фиксации сопряженных деталей необходимо приме­нять контрольные штифты. Разборка клеевых соединений произ­водится нагревом их до температуры 150 °С.

Для повышения точности сборки часто практикуют совместную обработку нескольких деталей после их сборки. Так, для полу­чения строгой соосности отверстий в нескольких деталях их окончательное растачивание ведут с одной установки. Рабочие поверхности установочных элементов часто шлифуют за один проход после окончательной фиксации на корпусе приспособления.

При сборке приспособления обращается внимание на качествен­ную пригонку элементов фиксации корпуса приспособления со станком.