моя кр по тех оснастке

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра безопасности производств.

Контрольная работа

По предмету: Технологическая оснастка

Тема: Специализированные и наладочные приспособления

Выполнил: студент гр. ТАПву-02 _________________ /Сивоченко Д.В./

(шифр специальности) (подпись) (Ф.И.О.)

Номер зачетной книжки: 9306321998

Дата сдачи:

ПРОВЕРИЛ:

Дата проверки:__________________

Руководитель: __________________

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Санкт-Петербург

2012 г.

Введение

Трудно переоценить значение технологической оснастки при организации комплексно-механизированных механических цехов. Технический уровень оснастки металлорежущих станков опре­деляет эффективность технологической операции, производитель­ность обработки и точность получаемых деталей в той же мере, что и качественность самих станков. Технологическая оснастка создает условия для перехода от последовательного метода обра­ботки к параллельному и параллельно-последовательному, а ее технический уровень предопределяет затраты вспомогательного времени на съем и установку детали.

Однако если выгодность применения специальной оснастки в крупносерийном и массовом производстве не вызывает никаких сомнений, то широкое применение спецоснастки в мелкосерийном и серийном производстве может вызвать неоправданные потери. И не столько в силу больших материальных затрат на разработку и изготовление оснастки, что немаловажно, сколько в силу чрез­мерной затяжки сроков технологической подготовки производства. Это не значит, конечно, что мелкосерийное производство не должно заниматься технологическим оснащением станков. Отсут­ствие оснастки в несколько раз увеличивает время установки детали и сказывается на качестве изделий. Даже при переходе на станки с числовым программным управлением нужно разраба­тывать установочные приспособления для закрепления деталей. Но работа в этом направлении имеет свои особенности.

Технологическое оснащение мелкосерийного производства должно вестись путем:

1) развития универсальной технологической оснастки и ста­ночных принадлежностей;

2) применения обратимых конструкций оснастки, позволя­ющих из унифицированных элементов или узлов собирать спе­циальные приспособления и разбирать их на элементы;

3) применения специализированных, в том числе переналажи­ваемых приспособлений для обработки конструктивно-подобных деталей, находящихся в определенном размерном диапазоне;

Рис. 57. Винтовые прихваты для станочных пазов

4) применения сменных наладок к универсальным и специализированным приспособлениям для ба­зирования обрабатываемой детали;

5) применения универ­сальных базирующих и за­жимных элементов (меха­

нических, пневматических, гидравлических и т. п.), позволяю­щих закрепить деталь непосредственно на столе станка.

Рассмотрим теперь ряд конструктивных решений по техноло­гической оснастке металлорежущих станков.

Универсальные зажимные элементы. При единичном и мелко­серийном производстве обработка деталей на фрезерных, расточ­ных, продольно-строгальных станках ведется обычно без уста­новочных приспособлений, а закрепление деталей осуществляется винтовыми прихватами различных типов, размеров и конструк­ций. При этом трудность заключается в том, что зажимная по­верхность детали имеет разную высоту, прихват надо «наращи­вать», заменяя его винт и опорную базу, время на закрепление детали увеличивается. Имеется ряд конструкций универсальных винтовых прихватов, позволяющих в определенных пределах изменять высоту зажима без замены прихватов.

На рис. 57,а и в табл. 11 показаны винтовые прихваты для станочных пазов четырех размеров: а = 12, 14, 16 и 18 мм. В корпусах прихватов размещены зажимной винт и регулиру­емый опорный стержень. Диапазон регулировки прихватов по высоте зажимной поверхности указан в табл. 11: от 40 мм (55—95) до 100 мм (400—500).

На рис. 57, б показаны винтовые прихваты с опорной «лесен­кой» для пазов стола а — 12, 14, 16 мм. Эта конструкция при­хватов также имеет широкий диапазон по высоте зажима: в зави­симости от типоразмера прихваты позволяют зажимать детали разностью размеров по высоте 0—45, 15—45, 30—75, 60—135 мм и т. д. (табл. 12).

При обработке деталей типа плит, планок, реек пользоваться зажимом их только сверху нельзя, так как эта поверхность под­лежит обработке, в тиски зажимать их нельзя из-за размеров деталей; в этом случае целесообразно применение универсальных элементов, в которых основное усилие направлено в горизонталь­ной плоскости с целью прижима обрабатываемой детали к упорам.

Конструкция и размеры этих прижимов разнообразны, они выбираются в зависимости от размеров пазов стола станка и

Рис. 58. Универсаль­ные зажимы:)

а и б — горизонтальные; в — комбинированный

высоты обрабатываемых деталей. Некоторые из этих прижимов создают усилие не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости, поджимая обрабатываемую деталь к столу станка (рис. 58, а—в и табл. 13—15).

Все виды винтовых прихватов и зажимов при всей их универ­сальности имеют два основных недостатка: необходимость при­менения значительных физических усилий для закрепления и высвобождения детали; большие потери вспомогательного вре­мени на установку, зажим и съем детали.

Механизация универсальных зажимных элементов идет в ос­новном по пути применения гидравлических и механогидравлических зажимов. Приводные гидроаккумуляторные установки или пневмогидравлические усилители, подающие для зажимов масло под давлением 60—160 кгс/см², располагаются либо вне станка и соединяются с зажимными гидроцилиндрами гибкими шлангами, либо — для крупных и тяжелых станков — непосредственно на столе станка.

Под механогидравлическими зажимами принято понимать небольшие ручные гидронасосы для зажима деталей, устанавли­ваемые на столе станка, приводимые в действие рукояткой или ключом.

Гидравлические прихваты имеют встроенные гидроцилиндры диаметром 40 и 50 мм (рис. 59, а и табл. 16) и работают при давле­нии 100 кгс/см². Прихваты выполнены отодвигающимися, что позволяет легко снять обрабатываемую деталь. Конструкция этих прихватов имеет сравнительно небольшой диапазон высоты зажима (45—60 мм), и более универсальным является регулируе­мый гидравлический прихват (рис. 59, б и табл. 16). В этом случае диапазон зажима определяется длиной винта, на котором разме­щены прихват и гидроцилиндр. Регулирование положения при­хвата по высоте осуществляется с помощью гаек (нижней, под­держивающей пружину, и верхней), а также перестановкой ступенчатой опоры.

Для зажима деталей в горизонтальной плоскости могут быть применены гидравлические прихваты (рис. 59, в). Корпус при­хвата базируется в пазу стола и одновременно служит опорой для зажимаемой детали. Сила зажима определяется диаметром гидро-

Рис. 59. Гидравлические прихваты:

а — с встроенным цилиндром: б — регулируемый по высоте зажима; в — горизонтальный; г — шарнирный; д — прихват с механогидравлическим за­жимом; е — механогидравлическая гайка

цилиндра (40, 50 и 60 мм) и составляет соответственно 920, 1460 и 2070 кгс.

Широкий диапазон зажима позволяет осуществить шарнир­ные гидравлические прижимы (рис. 59, г), разработанные ВПТИТЯЖМАШем. Прижим устанавливается и закрепляется в Т-образных пазах стола. Сила зажима передается прихвату от

шарнирно закрепленного цилиндра двухстороннего действия. Рабочее давление масла в цилиндре 50 кгс/см². Регулирование прихвата по высоте в пределах от 40 до 220 мм осуществляется вращением гайки с накаткой.

При закреплении деталей на тяжелых металлорежущих стан­ках применение групповых гидравлических установок с развод­кой к отдельным прихватам вызывает нагромождение шлангов и затрудняет обслуживание станка. В этих случаях целесообразно применение механогидравлических устройств, приводимых в дей­ствие рукояткой или ключом и имеющих замкнутую гидравличе­скую систему. Сравнительно небольшое усилие (2—10 кгс), при­лагаемое рабочим на рукоятке ключа, усиливается в сотни раз и достигает на прихвате 2000—10 000 кгс.

На рис. 59, д показан прихват с механогидравлическим зажи­мом для закрепления деталей на столах тяжелых продольно­фрезерных, расточных и строгальных станков. При вращении винтов торцовым ключом с длиной рукоятки 150 мм и усилием 10 кгс гидроцилиндр создает на прихвате силу до 7500 кгс. Ход поршня зажимного устройства 10 мм. Механогидравлическая гайка (рис. 59, е) навинчивается вручную на винт до контакта прихвата с зажимаемой деталью. При вращении винта М10 тор­цовым ключом с усилием 2 кгс замкнутая гидросистема гайки создает силу на прихвате до 3750 кгс.

Механогидравлические устройства могут быть применены и для питания гидравлических прихватов специальных приспособлений.

Универсальная сборная оснастка. При наличии широкой номен­клатуры стандартных деталей универсальные сборные приспособ­ления (УСП) позволяют заменить до 70—80% специальной осна­стки, что не только снижает затраты, но и сокращает сроки тех­нологической подготовки производства. УСП эффективно приме­няются в единичном и мелкосерийном производстве. Основным недостатком являлось отсутствие в их конструкциях механизи­рованных (гидравлических, пневматических и т. п.) зажимов. Это увеличивало время на установку и съем детали, и в условиях серийного выпуска заводы часто шли на применение специальной, хотя и более дорогой, оснастки. В последние годы создан ряд дополнительных элементов УСП, позволяющих механизировать зажим детали.

Для различных отраслей машиностроения разработаны, стан­дартизованы и изготовляются три типоразмера комплектов дета­лей для УСП, которые отличаются диаметром крепежа, шириной пазов и габаритными размерами основных элементов.

1. Комплект деталей универсальных сборных приспособлений с шириной паза 8 мм для обработки деталей небольших габаритов (220x120x100 мм). Конструкция и размеры элементов УСП-8 регламентируются ГОСТ 14582—69—ГОСТ 14607—69.

2. Комплект деталей универсальных сборных приспособлений с шириной паза 12 мм для обработки деталей средних габаритов

(700x400x200 мм). Конструкция и размеры элементов УСП-12 регламентируются ГОСТ 15436—70—ГОСТ 15465—70. Выпу­скаются две разновидности этого комплекта: пусковой комплект для заводов малой мощности с небольшим объемом механообра­ботки и расширенный комплект для заводов с большим объемом механообработки.

3. Комплект деталей универсальных сборных приспособлений с шириной паза 16 мм для обработки крупных деталей (2500 X Х2500Х 1000 мм). Применяется на заводах тяжелого машино­строения. Конструкция и размеры элементов УСП-16 регла­ментируются ГОСТ 15636—70—ГОСТ 15761—70.

Ряд элементов УСП-8, УСП-12, УСП-16 и элементов универ­сальной сборной переналаживаемой оснастки иного вида, напри­мер универсальных сборных накладных кондукторов, перенала­живаемых механизированных узлов и др.,—взаимозаменяемы. Это расширяет область применения приспособлений.

Основные данные комплектов УСГ1-8, УСП-12 и УСП-16 приведены в табл. 17 (по материалам МГКТБ «Союзтехоснастка»). Дальнейшим развитием УСП является система переналаживае­мых универсальных сборных приспособлений (ПУСП), разрабо­танная МГКТБ «Союзтехоснастка». Комплект ПУСП предста­вляет собой набор неразборных узлов, в том числе механизиро­ванных быстродействующих зажимов, из которых компонуются

различные приспособления для фрезерных, расточных, строгаль­ных, сверлильных и других работ.

Элементы ПУСП позволяют производить установку и крепле­ние обрабатываемых деталей непосредственно на столе станка. В состав комплекта ПУСП входят базовые и зажимные узлы и пневмогидравлические приводы. К базовым неразборным узлам относятся гидравлические тиски, плита с пневмоприводом, гидро­блоки, представляющие собой плиту с несколькими гидроцилин­драми. Зажимные элементы представляют собой гидроцилиндры, эксцентриковые зажимы, универсальные прижимы и детали для их установки и крепления в различных положениях. Для быстрого зажима деталей при небольших усилиях резания применяются также эксцентриковые зажимы. В комплекте ПУСП отдано пред­почтение неразборным узлам, ускоряющим процесс сборки и переналадки компоновок, сокращающим число стыков, что повы­шает жесткость приспособления и точность обработки.

Привод гидрофицированных элементов ПУСП осуществляется от пневмогидроусилителя, преобразующего давление сжатого воздуха (4—6 кгс/см²) в высокое (100—150 кгс/см²) давление масла, что позволяет получить необходимые силы зажима при сравнительно небольших размерах гидроцилиндров.

Присоединительные размеры базовых деталей основных узлов ПУСП взаимоувязаны с существующими комплектами универ­сально-сборных приспособлений с пазом 12 и 16 мм (УСП-12, УСП-16), что позволяет расширить возможность применения УСП путем компоновки быстродействующих механизированных приспособлений для обработки крупных партий деталей. Такие приспособления могут заменить ряд специальных приспособлений в серийном производстве и групповой обработке деталей, где обычно УСП не применялись.

ПУСП расширяют технологические возможности УСП и обла­дают рядом преимуществ, позволяющих им конкурировать с бы­стродействующими механизированными специальными или по­стоянными групповыми приспособлениями, применяемыми в серий­ном производстве.

Время на первичную сборку приспособлений и их переналадку сокращается вследствие применения неразборных узлов. Исполь­зуя неразборные узлы при переходе от обработки одной детали к другой, можно заменить сборку переналадкой уже собранного приспособления, что требует в 3—4 раза меньше времени.

Наличие ПУСП позволяет применять групповой метод обра­ботки при частой смене объектов производства и широкой номен­клатуре обрабатываемых деталей, так как из комплекта ПУСП можно компоновать групповые приспособления, которые после окончания работы переналаживаются для обработки другой группы деталей.

Универсальная станочная оснастка. В мелкосерийном про­изводстве для сверления отверстий в цилиндрических деталях

Рис. 60. Универсальный кондуктор для сверления деталей, зажатых в трех кулачковом патроне:

а — при консольном закреплении; б — с дополнительной поддерж­кой центром; в — со стороны торца

с точностью порядка 0,1 мм — целесообразно применение универ­сальных кондукторов.

Этот кондуктор позволяет сверлить, зенковать и нарезать резьбу в отверстиях, расположенных на наружных поверхностях ци­линдрических деталей.

На рис. 60, б показан аналогичный кондуктор с закреплением деталей в патроне с поддержкой задним центром.

Для обработки по торцам цилиндрических деталей типа флан­цев, крышек, стаканов применяется универсальный кондуктор этой же фирмы (рис. 60, в). Делительная планшайба кондуктора, несущая на себе трехкулачковый патрон, позволяет получить угловое расположение отверстий, а передвижная планка с кон­дукторной втулкой обеспечивает необходимое смещение отвер­стий от центра детали.

При увеличении масштаба производства, а также для точных работ вышеприведенные типы универсальных кондукторов усту­пают скальчатым кондукторам со специальными наладками, а также простейшим специальным кондукторам (например, на­кладным). Целесообразно сочетать применение специальных кон­дукторов с универсальным устройством для их закрепления. На рис. 61 показан неподвижный стол 1 (тумба) с пневмоприжи­мом 2 к радиально-сверлильному станку. К столу на плите 3 крепятся детали или кондукторы для сверления отверстий. Сила прижима передается от пневмопоршня 4 через резьбовую муфту 5, соединенную со штоком поршня и винтом 6. При давле­нии в сети 5 кгс/см² сила, развиваемая пневмоцилиндром, дости­гает 1500 кгс.

На рис. 62 показано специализированное наладочное приспо­собление для сверления деталей типа планок, устанавливаемое на столе с пневмоприжимом. Приспособление состоит из базовой

Рис. 61. Стол с пневмоприжимом к радиально-сверлильному станку (пневмотумба)

части 1, закрепляемой на столе Б (тумбе), и сменных наладок — кондукторных плит 2. Обрабатываемые детали устанавливают на опорные планки 3 и прижимают к планкам 4 прихватом 5. Сила зажима передается прихвату 5 от пневмоприжима тумбы через шпильку шгока 6, рычаг 7 и болт 8.

Наиболее распространенным видом универсальной станочной оснастки являются поворотные делительные столы и стойки с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Их изготовляют различных размеров и типов, с различной степенью точности деления, с ручным, пневматическим, гидравлическим и электри­ческим приводом, с автоматизированным и неавтоматизирован­ным циклом работы. Универсальные делительные столы и стойки применяют для выполнения различных операций на верти­кально- и радиально-сверлильных, фрезерных и расточных стан­ках, а также встраивают в конструкции агрегатных станков (особенно малых размеров). Наиболее перспективны делительные столы, в которых деление и фиксация осуществляются двумя плоскими зубчатыми колесами (фирма «Фибро», ФРГ), обеспечи­вающими точность деления ±3". Широкое распространение имеют делительные столы с пневмоприводом и храповым механизмом поворота и фиксации, аналогичные столу, показанному на рис. 63. Этот стол может работать в автоматическом цикле.

Рис. 62. Специализированное наладочное приспособление для сверления деталей типа планок на столе с пневмопри­жимом

Рис. 63. Делительный стол D= 250 мм с пневматическим при­водом механизма деления

Рис. 64. Делительная стойка с планшайбой 800X800 мм

Для сверлильно-расточных работ, выполняемых на радиально­сверлильных станках, в приспособлениях с направлением инстру­мента, имеют распространение разработанные Оргстанкинпромом поворотные делительные стойки с горизонтальной осью вращения и размерами планшайбы 500x500, 800x800 и 1200x1200 мм. Стойки изготовляют одно- и двухопорными, что позволяет уста­новить на них консольно (либо с поддержкой) различные зажим­ные приспособления или обрабатываемые детали. Поворотная часть стойки приводится в действие электродвигателем через редуктор; стойка автоматически фиксируется через 90° поворота. Планшайба может быть остановлена в любом другом положении и зафиксирована вручную. Точность деления при автоматической фиксации планшайбы составляет 3'. Эта сравнительно невысокая точность компенсируется тем, что инструмент, имея свободу в бы­стросменном патроне, направляется по втулкам приспособления.

На рис. 64 показан общий вид делительной стойки с план­шайбой 800x800 мм. Стойка управляется при помощи ножной педали. Монтаж стойки осуществляется у приямка, что позволяет осуществить поворот деталей с размерами, превышающими габа­риты планшайбы. Основные размеры делительных стоек приве­дены в табл. 19.

Специализированные наладочные приспособления. Унификация геометрических элементов деталей создает на предприятии усло­вия для объединения конструктивно подобных деталей в группы, имеющие однотипные формы и отличающиеся лишь размерами или дополнительными элементами (отверстиями, канавками, лыс-

нами и т. п.). При этом сохраняются такие преимущества спе­циальных наладочных приспособлений, как точность базирования и быстрота установки детали, и добавляется возможность пере­наладки на группу конструктивно-подобных деталей. Специали­зированные наладочные приспособления применяют для фрезер­ных, сверлильных, расточных и других работ. На рис. 65 при­ведено специализированное наладочное приспособление для фре­зерования плоскостей деталей типа планок и клиньев на верти­кально-фрезерных станках. Приспособление состоит из базовой части 1 (с встроенными гидравлическими зажимами) и сменных наладок 2. Промежуточная плита 3, используемая для сокра­щения высоты наладок, устанавливается на верхнюю плоскость базовой части по шпонкам 4 и закрепляется винтами 5, 6 и гай­ками 7. Одновременное закрепление двух обрабатываемых деталей осуществляется четырьмя сблокированными прихватами 8 и 9. Сменные вставки 10 и 11 применяются для сокращения зажимного размера. Сила зажима передается прихватам от двухпоршневых гидроцилиндров 12 одностороннего действия. Приспособление допускает обработку деталей длиной от 100 до 800 мм, шириной от 50 до 80 мм и высотой (толщиной) от 18 до 50 мм. На рис. 66, а—в приведены примеры сменных наладок к приспособлению, изобра­женному на рис. 65.

Специализированное наладочное приспособление для фрезеро­вания лысок фланцев и крышек показано на рис. 67. Приспособ­ление состоит из базовой части 1 с встроенным гидрозажимом и установленных на верхней плоскости сменных наладок 2. Закре­пление обрабатываемых деталей осуществляется прихватом 3,

Рис. 65. Специализиро­ванное с встроенными ги­дравлическими зажимами наладочное приспособле­ние для фрезерования де­талей типа планок и клиньев

Рис. 66. Сменные наладки к при­способлению для фрезерования планок и клиньев (крестиками показана обрабатываемая по­верхность)

Рис. 67. Специализированное наладочное приспособление для фрезерования лысок фланцев (крестиками показана обраба­тываемая поверхность)

передающим силу зажима от поршня гидроцилиндра односторон­него действия 4 через регулируемый болт 5. В зависимости от высоты обрабатываемых деталей вертикальное положение при­хвата регулируется болтами 6 и 5. Через штуцер 7 в цилиндр подается жидкость.

Сменные наладки к приспособлению позволяют обрабатывать детали диаметром от 50 до 100 мм при высоте от 15 до 60 мм.

В качестве примера специализированного приспособления, не требующего сменных наладок, на рис. 68 представлено приспо­собление для разрезки деталей типа планок. Приспособление состоит из базовой части 1 с встроенными зажимами и регулируе­мых установочных элементов: планок 2, 3 и упора 4. Переналадка приспособления осуществляется перестановкой планок 2 и 3 в пазах корпуса 1, а также перестановкой и регулированием поло­жения упора 4, передвигаемого по пазу планки 5. Разрезаемые детали устанавливаются на выступы планок 2, 3 и планки 5, 6.

Усилие зажима передается на прихваты 7 от гидроцилиндра 8 двухстороннего действия через рычаг 9, планку 10 и шпильки 11.

Для сверления группы деталей типа фланцев применяется специализированное наладочное приспособление, показанное на рис. 69. Приспособление состоит из плиты 1, поворотной части 2 и сменных наладок 3. Наладки проектируются индивидуально для каждой обрабатываемой детали. Состоят они из опорной части для центрирования детали и накладного кондуктора. Устанавли­ваются наладки на верхней плоскости приспособления по цилин­дрическому хвостовику плунжера 4. При повороте рукоятки 5 вал-эксцентрик 6 через плунжер 4 и тягу 7 закрепляет обрабаты­ваемую деталь 9 вместе с наладкой на корпусе приспособления.

Кондуктор закрепляется на столе вертикально-сверлильного станка, а подвод детали к оси шпинделя осуществляется рукоят­кой 8, перемещающей поворотную часть вместе с наладкой.

Размеры обрабатываемых с этим приспособлением деталей по максимальному диаметру фланца не должны превышать 200 мм, по фланцевому выступу с другой стороны должны иметь диаметр не менее 30 мм при общей толщине детали не более 120 мм.

Прецизионные разжимные оправки. При обработке деталей типа тел вращения с точными центральными отверстиями (зуб­чатые колеса, втулки, кольца и т. п.) имеется два принципиально отличных направления в построении технологического процесса: окончательная обработка наружных и внутренних поверхностей детали за один установ или обработка одной из поверхностей на базе окончательно обработанной другой поверхности. Так как в большинстве случаев финишная обработка за один установ наружной и внутренней поверхности невозможна, большое зна­чение имеет оснастка для точного центрирования детали на финиш­ной обработке. Наибольшая точность достигается при уста­новке детали на жесткую оправку с конусностью 1 : 100, что и применяется в инструментальных и ремонтных цехах. Однако

Рис. 68. Специализированное приспособление для разрезки дета­лей типа планок (место реза показано крестиками)

Рис. 68 (продолжение)

Рис. 69. Специализированное наладочное приспособление для сверления деталей типа фланцев

при установке детали па конусной оправке не обеспечивается постоянное положение детали в осевом направлении. Кроме того, установку и снятие детали на таких оправках выполняют вручную. По этим причинам наиболее перспективно применение разжимных оправок, имеющих ряд преимуществ перед жесткими: быстрота съема и установки детали при автоматизации этого процесса, постоянство осевого положения деталей, возможность базирования по отверстию, изготовленному по 3—4-му классам точности.