Основы конструирования приспособлений

Машиностроение

Машиностроение — ведущий комплекс отраслей в промышлен­ности. Его уровень определяет дальнейшее развитие всего народ­ного хозяйства. Партия и правительство постоянно уделяют большое внимание развитию машиностроения, подготовке для него инженерно-технических и научно-педагогических кадров. По сравнению с другими отраслями машиностроение развивается опережающими темпами. Важное место отводится мащннострое - нию и в перспективных планах развития народного хозяйства на ближайшее будущее.

В СССР создана мощная машиностроительная индустрия. Наи­более важной отраслью машиностроения является станкостро­ительное производство, выпускающее технологическое оборудо­вание, приспособления, инструменты для машиностроительных заводов.

Технологами-машиностроителями выполнена большая работа по развитию производства машин, а советскими учеными внесен значительный вклад в развитие и формирование научных основ технологии.

Строительство материально-технической базы коммунистиче­ского общества и необходимость непрерывного повышения произво­дительности труда на основе современных средств производства ставит перед машиностроением весьма ответственные задачи. К их числу относятся повышение качества машин, снижение их материалоемкости, трудоемкости и себестоимости изготовления, нормализация и унификация их элементов, внедрение поточных методов производства, его механизация и автоматизация, а также сокращение сроков подготовки производства новых объектов. Решение указанных задач обеспечивается улучшением конструк­ции машин, совершенствованием технологии их изготовления, применением прогрессивных средств и методов производства. Большое значение в совершенствовании производства машин имеют различного рода приспособления.

Приспособлениями в машиностроении называют вспомогатель­ные устройства, используемые при механической обработке, сборке и контроле изделий. Приспособления, рабочие и контроль­ные инструменты вместе взятые называют технологической ос­насткой, причем приспособления являются наиболее сложной и трудоемкой ее частью. Современные механосборочные цехи рас­полагают большим парком приспособлений, в крупносерийном и массовом производстве на каждую обрабатываемую деталь при­ходится в среднем десять приспособлений. Наиболее значитель­ную их долю (80—90 % общего парка приспособлений) составляют станочные приспособления, применяемые для установки и за­крепления обрабатываемых заготовок. Сложность построения тех­нологических процессов в машиностроении обусловливает большое разнообразие конструкций приспособлений и высокий уровень предъявляемых к ним требований. Недостаточно продуманные технологические и конструкционные решения при создании при­способлений приводят к удлинению сроков подготовки производ­ства, к снижению его эффективности.

Использование приспособлений способствует повышению про­изводительности и точности обработки, сборки и контроля; об­легчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации дли­тельности выполняемых операций; расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы и снижению аварийности.

Прои зродительность при использовании приспособлений по­вышается устранением разметки заготовок л сокращением шту­чного времени по всем остальным технологическим операциям. Анализируя формулу штучного времени.

4» = 4) "Ь ^в ~Ъ ^т "Ь Ааб ^И'

Можно установить, что при использовании приспособлений сокра­щаются все «го составляющие. Основное время i0 уменьшают, применяя многоинструментальную обработку и многоместные при­способления, а также повышая режимы резания в результате увеличения жесткости технологической системы. Вспомогатель­ное время tK уменьшают, используя установку заготовок без вы­верки, быстродействующие устройства для закрепления, поворота и съема заготовок, а также путем перекрытия (частичного или полного) вспомогательного времени основным. Время технического обслуживания tT сокращают, применяя устройства для быстрой смены инструмента и его наладки. Устройства для отвода стру­жки уменьшают время организационного обслуживания /об, а облегчение условий труда — время перерывов в работе Использование приспособлений способствует также уменьшению подготовительно-заключительного времени при выпуске изделий партиями.

Применение приспособлений снижает трудоемкость Т и себе­стоимость С обработки деталей. На рис. 1, а показана зависи­мость трудоемкости Т от коэффициента оснащенности К (под ко­торым понимается отношение числа приспособлений г числу операций обработки дайной детали), а на рис. 1,6 — зависимость себестоимости обработки С от допуска б на изготовление. Линии 1 Характеризуют одноместные приспособления ручного типа, а ли­нии 2 — приспособления механизированные и многоместные.

Рис. 1. Зависимости трудоемкости Т от коэффициенту оснащенности К я себестоимости обработки С от допуск! на изготовление 6

Применение приспособлений расширяет использование уни­версальных станков. Так, одношпиндельные сверлильные станки, оснащенные многошпиндельными головками, заменяют много­шпиндельные станки. На расточном станке обычной точности мо­жно обрабатывать точные отверстия, обеспечивая требуемое на­правление расточной скалки кондукторными втулками приспо­собления. При невозможности быстрой замены малопроизводи­тельного оборудования его производительность повышают при­менением более эффективных приспособлений.

Использование приспособлений снижает себестоимость про­дукции. Однако » каждом конкретном случае целесообразность применения приспособлений должна подтверждаться экономиче­скими расчетами.

Применение быстродействующих и автоматизированных при­способлений совместно с управляющими и транспортирующими устройствами является одним из эффективных направлений авто­матизации универсального технологического оборудования, спо­собствующих внедрению многостаночного обслуживания и вы­свобождению рабочих.

По целевому назначению приспособления делят иа следующие группы.

1. Станочные для установки и Закрепления обрабатываемых заготовок. Эти приспособления подразделяют на сверлильные, фрезерные, расточные, токарные н др. К ним относят также приспособления специального назначения (для гибки, рихтовки и других операций).

2. Станочные для установки и закреплений рабочего инстру­мента. К ним относятся патроны для сверл, разверток, метчиков, многошпиндельные сверлильные и фрезерные головки, инстру­ментальные державки для токарно-револьверных станков и авто­матов и другие устройства.

С помощью приспособлений 1-й и 2-й групп осуществляется наладка технологической системы станок—заготовка—иистру-
мент. Эти приспособления, называемые также вспомогательным инструментом, характеризуются большим числом нормализован­ных конструкций.

3. Сборочные, используемые для соединения деталей в изде­лия. Применяют следующие типы сборочных приспособлений: для крепления базовых деталей собираемого изделия, для обеспе­чения правильной установки соединяемых элементов изделия, для предварительного деформирования устанавливаемых упругих элементов (пружин, разрезных колец), а также для запрессовки, клейки, развальцовывания и других операций, когда при сборке требуются большие силы.

4. Контрольные, применяемые для проверки заготовок, при промежуточном и окончательном контроле деталей, а также при сборке машин.

5. Приспособления для захвата, перемещения и перевертыва­ния тяжелых, а в автоматизированном производстве и легких Заготовок, деталей и собираемых изделий.

По степени специализации приспособления делят на универ­сальные, переналаживаемые и специальные.

1. Универсальные приспособления (УП), применяемые в еди­ничном и мелкосерийном производстве, подразделяют на стан­дартные и специальные. Первые изготовляют централизованным порядком. К ним относят машинные тиски, патроны, делительные головки, поворотные столы, планшайбы и др. Их используют для обработки деталей широкой номенклатуры и различных раз­меров. Вторые выполняют для деталей определенного типа, но разных размеров. УП могут быть безналадочные (трехкулачко - вые патроны) и наладочные (делительные головки).

2. Переналаживаемые приспособления применяют в мелко - и. среднесерийном производстве. К ним относят: а) уннверсально - сборные (УСП) и сборно-разборные (СРП), собираемые из набора нормализованных деталей и узлов, допускающего многократную перекомпоновку собираемых конструкций; б) универсально-нала­дочные (УНП), со сменными наладками, позволяющими обрабаты­вать детали различных наименований; в) групповые переналажи­ваемые для обработки определенной группы деталей. Особенности конструирования, разновидности и применение этих приспособ­лений рассмотрены в гл. V.

3. Специальные приспособления (СП) предназначены для вы­полнения определенных технологических операций и представляют собой неперёналаживаемые приспособления одноцелевого наз­начения. Их используют в массовом производстве при постоянном закреплении операций на рабочих местах. В серийном производстве часто применяет групповые непереналаживаемые СП для едино­временной обработки группы прикрепленных деталей. СП трудо­емки и дорогостоящи в исполнении, так как ввиду широкого, разнообразия конструкций их изготовляют методами единичного производства. При освоении нового изделия ранее использовав - 8

Шиеся СП уже не пригодны и их необходимо конструировать и изготовлять вновь, что занимает до 80 % длительности цикла тех­нологической подготовки производства. СП высокопроизводи­тельны. в результате применения быстродействующих установочных и зажимных устройств и выполнения многоместной и многоин­струментальной обработки. Их нередко частично и полностью ав­томатизируют.

По степени механизации и автоматизации приспособления делят на ручные, механизированные, полуавтоматические и ав­томатические. В автоматизированном производстве приспособле­ние является элементом сложного транспортирующего, загрузоч- но-разгрузочного комплекса.

При разработке приспособлений имеются широкие возмож­ности для проявления творческой инициативы по созданию кон­струкций, обеспечивающих наибольшую эффективность и рента­бельность производства, по снижению стоимости приспособлений и сокращению сроков их изготовления. Приспособления должны быть удобными и безопасными в работе, быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения заданной точности обра­ботки, удобными для быстрой установки на станок, что особенно важно при периодической смене приспособлений в серийном производстве, простыми и дешевыми в изготовлении, доступными для ремонта и замены изношенных деталей.