Механизм закрепления двух деталей: 19.38.00.00 Механизм закрепления двух деталей

Классификация приспособлений

Категория:

Токарное дело

Классификация приспособлений

В зависимости от типа производства, формы и размеров заготовок, технических требований и условий применения станочные приспособления подразделяются на несколько групп: универсальные общего назначения (УП), специальные (СП),универсально-сборные (УСП), сборно-разборные (СРП) и некоторые другие.

Универсальные приспособления используются в единичном и серийном производстве для установки и закрепления заготовок, различных по форме и размерам. К ним относятся токарные патроны, станочные тиски, кондукторы, делительные устройства, столы и др.

Универсальные приспособления разделяют на безналадочные и наладочные. Наладочные приспособления состоят из двух частей — универсальной и сменной. У ниверсальная часть, состоящая из корпуса, привода и Других деталей, является постоянной и в соответствии со стандартами изготовляется заранее. Наладочная часть приспособления состоит из сменных наладок, которые изготовляются в соответствии с формой и размерами группы деталей, обрабатываемых в данном при-споеоблении.

Специальные приспособления предназначены для обработки определенной детали или группы однотипных деталей. Такие приспособления обеспечивают высокую точность установки и быстрое закрепление.

Универсально-сборные приспособления используются в единичном и мелкосерийном производстве. Технико-организационная сущность системы УСП заключается в том, что любое специальное станочное приспособление собирается из стандартизованных и нормализованных деталей и узлов, заранее изготовленных и многократно используемых.

Универсальные приспособления. Рассмотрим наиболее распространенные в машиностроении конструкции универсальных безналадочных приспособлений.

Кулачковые патроны. Для установки и закрепления заготовок на токарных и шлифовальных станках применяют кулачковые патроны. Они бывают двух-, трех- и четырехкулачковые, с ручным и механизированным приводом, самоцентрирующие с независимым перемещением кулачков. По ГОСТу 1654—71 патроны делятся на четыре класса точности: Н — нормальной, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой.

Двухкулачковые патроны служат для закрепления небольших по размерам заготовок, имеющих сложную форму, — арматуры, фасонного литья, штамповок, поковок и т. п. Их изготовляют с ручным приводом, со спирально-реечным и винтовым механизмами (ГОСТ 14903—69), с клиновым центрирующим (ГОСТ 16866— 71) и клинорычажным (ГОСТ 16682—71) механизмами.

Двухкулачковый самоцентрирующий клинорычаж-ный механизированный патрон показан на рис. 1. Он закрепляется на шпинделе станка с помощью переходного фланца. От самоотвинчивания патрон во время работы предохраняется пружинным стопором. Он установлен в гайке, которая закреплена на винте стопором. Винт, соединенный с тягой штока пневмопривода, служит для регулирования радиального перемещения кулачков.

Рис. 1. Универсальные патроны:
а — двухкулачковый; б — трехкулачковый.

Наибольшее применение находят универсальные трехкулачковые спирально-реечные патроны с ручным зажимом (рис. 1). Диск, расположенный в корпусе патрона, на одной торцевой поверхности имеет коническое зубчатое колесо, а на другой — спиральные реечные пазы, которые находятся в зацеплении с рейками.

Универсальные четырехкулачковые патроны служат для закрепления деталей сложной формы, для которых требуется высокая точность выверки оси, и тяжелых деталей. По ГОСТу 3890—72 четырехкулачковые , патроны с независимым перемещением кулачков ключом изготовляются четырех классов точности—Н, П, В, А— и двух типов: А — для крепления на фланцевые концы шпинделей и Б — для крепления на резьбовые концы шпинделей через промежуточные фланцы. В этих патронах каждый кулачок может перемещаться в радиальном пазу корпуса независимо от других с помощью установочного винта, имеющего только вращательное движение. Его продольному перемещению препятствуют сухари, запрессованные в корпусе. При использовании этих патронов требуется много времени на установку и закрепление заготовки.

Универсальный четырехкулачковый патрон с механизированным приводом для перемещения кулачков приведен на рис. 2. В этом патроне каждая пара противоположно установленных кулачков перемещается последовательно.

Рис. 2. Универсальный четырехкулачковый патрон..

При перемещении штока вправо происходит раскрепление детали.

Машинные тиски относятся к группе универсальных приспособлений, в которых обрабатываются различные по форме и размерам заготовки. Тиски имеют постоянные детали — корпус, салазки, механизм закрепления — и сменные губки для обработки различных по форме и размерам заготовок. Тиски изготовляют с одной или двумя подвижными, а также плавающими губками. Зажимы в тисках делают: ручными, винтовыми, эксцентриковыми, пневматическими, механизированными, гидравлическими и пнезмогидравличе-скими.

По ГОСТу 14904—69 машинные тиски изготовляют трех типов: А — с ручным приводом, Б — с гидроприводом, В — с пневмоприводом. Конструкции машинных тисков должны быть жесткими, быстродействующими и удобными в работе.

Универсальные поворотные тиски с встроенным пневмоприводом показаны на рис. 3. В основание тисков встроен пневмоцилиндр, с которым соединен поворотный корпус. К корпусу прикреплен распределительный кран с рукояткой. На верхней части корпуса закреплена плита. В плите и подвижной губке имеются Т-образные пазы под головки болтов для крепления к тискам сменных наладок. Регулируемая гуока, которую можно перемещать винтом, закреплена на плите. Губку можно снять, когда обрабатывают крупногабаритные заготовки.

Закрепление заготовки происходит следующим образом. Сжатый воздух, поступая в верхнюю полость пневмоцилиндра, перемещает поршень со штоком при этом длинное плечо рычага опускается, а короткое перемещает губку вправо, и заготовка закрегь ляется.

Делительные головки применяют для установки, закрепления и периодического поворота или непрерывного вращения небольших заготовок, обрабатываемых на фрезерных станках. В инструментальных цехах используются оптические делительные головки для угловых измерений, делительных работ и угловой разметки при обработке сложных и точных деталей технологической оснастки.

Рис. 3. Машинные тиски..

Стандартом предусмотрен выпуск четырех типов головок: ОДГ-2, ОДГ-5, ОДГ-Ю и ОДГ-бО с ценой деления 2”, 5”, 10” и 60”. Конструктивно оптические делительные головки различаются только оформлением оптической системы.

Универсальная делительная головка с пневматичесмкие цанговым зажимом изображена на рис. 4.

Рис. 4. Делительная головка..

Закрепление заготовки в головке происходит следующим образом. Сжатый воздух через штуцер по каналу распределительного клапана попадает в полость Б и перемещает поршень со штоком и втулкой влево. Втулка, перемещаясь по конической поверхности цанги, сжимает ее и закрепляет заготовку. Раскрепление ее осуществляется после того, как сжатый воздух по другому штуцеру поступает в полость А. Одновременно воздух из полости Б выходит в атмосферу. Поршень со штоком и втулкой отходит вправо, усилие с лепестков цанги снимается, и заготовка освобождается.

С помощью рукоятки шпиндель головки с заготовкой можно повернуть на заданный угол.

Универсально-наладочные приспособления состоят из двух частей — универсальной и сменной. В универ. сальную часть входят корпусные детали и привод, а в сменную — наладки, изготовленные в соответствии с формой и размерами обрабатываемых деталей. В состав УНП входят кулачковые и цанговые патроны, тиски, скальчатые кондукторы, столы и др.

Скальчатые кондукторы широко используются при обработке различных деталей на сверлильных станках. | Выпускаются кондукторы скальчатые консольные с пневматическим закреплением (ГОСТ 16889—71), портальные с пневматическим закреплением (ГОСТ 16892—71) и портальные с конусным зажимом (ГОСТ 16891—71).

В конструкцию любого скальчатого кондуктора входят постоянные и сменные узлы (наладки). Постоянными узлами и деталями являются корпус, две или три скалки, несущие кондукторную плиту, и механизм для перемещения скалок и закрепления обрабатываемых деталей.

Сменные наладки проектируют в соответствии с конфигурацией обрабатываемых деталей. Они состоят из установочно-зажимных узлов и сменной кондукторной плиты с комплектом кондукторных втулок. Для базирования и фиксации сменных наладок в корпусе и кондукторной плите предусматриваются установочные поверхности (центрирующие отверстия, установочные пальцы, Т-образные пазы и т. п.).

С помощью скальчатых кондукторов можно обрабатывать самые разнообразные по форме и размерам детали, начиная от валиков и кончая плоскостными деталями.

Устройство и принцип действия скальчатого кондуктора несложны. На основании (рис. 5, а) кр„епят сменную наладку, на которой устанавливают обрабатываемую деталь. Одно целое с основанием составляют стойки, в отверстия которых входят скалки, присоединенные к сменной кондукторной плите.

Несмотря на то что для каждой детали требуются особая наладка и кондукторная плита, проектирование и изготовление их занимают меньше времени и обходятся дешевле, нежели создание всего кондуктора.

Рис. 5. Скальчатые кондукторы..

В тех случаях, когда закрепление детали должно быть произведено в направлении, перпендикулярном сверлению, применяют скальчатые кондукторы консольного типа (рис. 5,б).

Портальный скальчатый кондуктор (рис. 5, в) имеет две отдельные стойки. Расстояние между ними можно изменить, для чего основание, на котором устанавливают наладку для крепления детали, делают выдвижным. В нужном положении основание закрепляют поворотом рукоятки.

Пневматический скальчатый кондуктор изображен на рис. 6. В корпус (рис. 6, а) кондуктора встроен цилиндр, где перемещается поршень со штоком, заменяющим собой одну из трех скалок.

Рис. 6. Пневматический скальчатый кондуктор..

Пример базирования и закрепления сменных элементов для сверления четырех отверстий в детали с цилиндрическим хвостовиком и прямоугольным фланцем приведен на рис. 6.

Рис. 7. Схема универсально-сборного приспособления..

Сборка УСП должна производиться опытным слесарем-сборщиком по карте технологического процесса механической обработки детали или по схематическому чертежу. После использования УСП оно разбирается на составные элементы, которые хранятся в специальных кладовых.

Рис. 8. Жесткие и разжимные оправки..

Применение универсально-сборных приспособлений дает возможность резко сократить сроки изготовления технологической оснастки.

Специальные приспособления используются для механической обработки конкретной детали, имеют одно-целевое назначение и поэтому наиболее трудоемки и дорогостоящи. Они широко применяются в крупносерийном и массовом производстве.

Специальные приспособления различают по видам обработки, для которых они предназначены.

Токарные приспособления. В зависимости от способа установки обрабатываемой детали специальные токарные приспособления могут быть выполнены в виде оправки или патрона.

Рис. 9. Оправка с гидропластом..

Для чистовой обработки деталей типа колес и втулок можно применять разжимную оправку, показанную на рис. 8. Деталь надевается на правую часть оправки с тремя продольными прорезями. Коническая пробка вгоняется в корпус оправки легкими ударами молотка, разжимает ее и тем самым закрепляет деталь.

Оправка с гидропластом для чистовой обработки деталей изображена на рис. 9. Корпус оправки крепится к планшайбе, На корпусе напрессована в нагретом состоянии разжимная втулка, на которой для лучшего уплотнения в местах посадки сделаны кольцевые углубления. Рабочая (тонкая) часть втулки—-Мембрана — должна быть изготовлена весьма точно, разностенности, которая может привести к смещ’ени3 оси обрабатываемой детали.

В крупносерийном и массовом производстве широко распространены специальные самоцентрирующие двух-и трехкулачковые патроны с механическим приводом (пневматическим, гидравлическим или от электродвигателя). По конструкции специальные кулачковые патроны мало чем отличаются от универсальных патронов.

Сверлильные приспособления. Для обработки отверстий на вертикальных одношпиндельных, радиально-сверлильных и многошпиндельных станках применяются различного типа кондукторы — накладные, стационарные, поворотные, ящичные и др.

Накладные кондукторы — наиболее простые по конструкции и наиболее дешевые приспособления для сверлильных станков. Накладными их называют потому, что их надевают (накладывают) на обрабатываемую деталь, а после обработки отверстий снимают. Накладной кондуктор для обработки отверстий в корпусе накатной головки показан на рис. 10. Деталь устанавливается на оправку и базируется на ней своим отверстием, а торцевым пазом фиксируется по выступу на торце детали. Опоры, запрессованные в корпус кондуктора, обеспечивают правильное его положение относительно детали. К детали кондуктор крепится откидной шайбой и гайкой. Винт предотвращает поворот оправки при закреплении детали.

Для сверления отверстия, расположенного на наружной цилиндрической поверхности детали, имеется установочная площадка на корпусе кондуктора, перпендикулярная оси кондукторной втулки 8. Во избежание перекосов при сверлении отверстий через втулки установочные поверхности опор должны быть прошлифованы после сборки с корпусом так, чтобы они лежали в одной плоскости.

Для закрепления детали необходимо отвернуть гайку и подвернуть шайбу, после чего корпус кондуктора и деталь свободно снимаются с оправки.

Рис. 10. Накладной кондуктор..

Рис. 11. Поворотный (а) и опрокидываемый (б) кондукторы..

Опрокидываемые кондукторы применяют в тех слу-чаях, когда в одной детали необходимо обработать несколько отверстий, расположенных под некоторым углом друг к другу. Такой кондуктор для сверления во втулке трех отверстий под углом 120° изображен на рис. 11.

Корпус кондуктора выполнен в виде шестигранной призмы. Деталь надевается на правый цилиндрический конец фиксатора и поджимается втулкой при вращении винта, пропущенного через откидной кронштейн 8. При сверлении первого отверстия через втулку кондуктор устанавливается на столе станка поверхностями А. При обработке второго отверстия его необходимо повернуть на 120° и установить на стол станка поверхностями Б. При сверлении третьего отверстия кондуктор устанавливается поверхностями В.

После обработки трех отверстий отвертывают винт, отводят в сторону кронштейн и выталкивают деталь из кондуктора нажатием на кнопку фиксатора, который проходит сквозь фланец. Когда кнопку отпускают, пружина возвращает фиксатор в исходное положение.

Фрезерные приспособления. Основным назначением фрезерных приспособлений является правильное базирование и жесткое закрепление детали. Так как при фрезеровании усилия резания обычно бывают весьма значительными и направлены иначе, чем при сверлении, то и применяемые приспособления должны быть более жесткими по конструкции. Приспособления устанавливаются на станках в строго определенном положении по отношению к режущему инструменту с помощью направляющих шпонок, установов (габаритов) и установочных шаблонов.

Рис. 12. Приспособление для фрезерования квадратов. .

После обработки и вывода заготовки из-под фрезы ее раскрепляют и поворачивают на 90° таким образом, чтобы цилиндрический хвостовик хомутика лег на правую опорную шпильку. Затем, закрепив заготовку, фрезеруют две другие стороны квадрата. Опорные шпильки 6 располагают симметрично относительно оси угла

призмы таким образом, чтобы ось хвостовика хомути лежащего на шпильках, составляла с вертикальнее осью угла призмы угол 45±0,5°.

Приспособление с гидравлическим зажимом детал предназначенное для фрезерования лапок на хвостовиках концевого инструмента, показано на рис. 12. Сменные угловые призмы крепятся к корпусу приспособления винтами. Угол наклона боковых плоскостей призм зависит от угла конуса хвостовика де. тали.

Хвостовик укладывается в паз призмы до упора на стержне, который фиксируется в корпусе винтом. Сверху хвостовик прижимается рычагом, вращающимся на оси шпильки, в отверстии стойки. В нерабочем положении левый конец рычага поднят пружиной, а в рабочем — опущен и закрепляет в угловом пазу призмы с помощью болта со сферической головкой, ввернутой в шток поршня гидроцилиндра.

При подаче масла в нижнюю полость гидроцилиндра через гидропанель, установленную на кронштейне станка, поршень, поднимаясь вверх, поднимает правый конец рычага и прижимает левым концом деталь. Для раскрепления детали производят переключение гидропанели, чтобы масло из нижней полости гидроцилиндра перетекало в резервуар и одновременно подавалось в его верхнюю полость. При этом поршень опустится вниз под действием пружины 10 и вместе с ним опустится правый конец рычага, а левый освободит деталь.

Мембранные патроны просты в изготовлении и обеспечивают высокую точность (0,004…0,005 мм) фиксации детали относительно оси вращения шпинделя.

Винтовой мембранный патрон показан на рис. 13. Мембрана изготовлена из пружинной стали 65Г за одно целое с рожками Б. С помощью винтов мембрана крепится к планшайбе станка. В рожки мембраны ввернуты винты, которые фиксируются в нужном положении гайками. Положение детали в осевом направлении определяется упорами. Когда мембрана собрана, винты и упоры шлифуют. Концы винтов шлифуют на такой размер, который был бы меньше окончательного размера наружного диаметра обрабатываемой детали на величину перемещения рожков или зажимных винтов, чтобы обеспечить закрепление детали.

Рис. 13. Винтовой мембранный патрон.

—

Различают приспособления (оснастку) для получения заготовок, механической обработки, сборки, контроля, захвата, транспортирования предмета производства и т. д. Самыми многочисленными из указанных являются станочные приспособления, предназначенные для установки (базирования и закрепления) заготовок в целях их обработки на металлорежущих станках. Ряд станочных приспосблений, кроме этого, обеспечивает направление режущего инструмента, облегчает наладку технологической системы для размерной обработки. В зависимости от метода обработки и типа применяемого станка различают токарные, сверлильные, фрезерные, протяжные, шлифовальные и другие станочные приспособления.

Оправки, переходные втулки, резцедержатели и другие устройства, обеспечивающие требуемое положение и закрепление режущего инструмента на станке, называют вспомогательным инструментом. Для станков токарной, расточной, фрезерной, сверлильной и других групп изготовляют комплекты вспомогательных инструментов, позволяющие применять разнообразные режущие инструменты. Технологические комплекты режущего и вспомогательного инструмента образуют систему инструментальной оснастки станков данной группы.

Станочное приспособление, режущий и вспомогательный инструменты, а также станок, устройство управления станком, заготовка являются элементами технологической системы, которая создается и может быть использована при выпуске конкретной детали, если она включает все перечисленные выше элементы и если она подготовлена к выполнению данной операции.

Каждый раз, когда возникает необходимость организовать выпуск новых или модернизированных изделий, проводят технологическую подготовку производства (ТПП). Как правило, затраты на проектирование и изготовление технологической оснастки значительны и составляют 80—90% затрат на ТПП и 15—40% стоимости оборудования, для которого эта оснастка предназначается. Для снижения этих затрат в качестве технологической оснастки стремятся использовать типовые, универсальные приспособления, а если это невозможно, то применять приспособления, собранные из стандартных и унифицированных деталей и узлов. Уменьшение числа оригинальных деталей в приспособлениях существенно сокращает сроки и стоимость подготовки производства изделия.

Универсальные безналадочные приспособления представляют собой неразборные станочные приспособления, предназначенные для многократного применения без какой-либо доработки. Такие приспособления (например, центры, токарные патроны, поворотные столы и т. п.) широко применяют в единичном и серийном производстве.

Универсальн о-н аладочные приспособления состоят из универсальной базовой части (применяемой многократно) и сменных или регулируемых установочных элементов (называемых наладкой). Такие приспособления (например, универсальные наладочные тиски, угольники и т. д.) используют в единичном и серийном производстве. В условиях серийного и крупносерийного производства применяют специализированные наладочные приспособления, в которых базовая часть является специализированной.

Из всех видов технологической оснастки многократного применения наибольшее распространение получила система универсальн о-с борных приспособлений (УСП). Эти приспособления широко используют в единичном и серийном производстве при обработке заготовок как на универсальных станках, так и на станках с ЧПУ. Эти приспособления собирают из заранее изготовленных стандартных деталей и узлов высокой точности и износостойкости. Обычно приспособления собирают слесари 3—6-го разряда за 1—20 ч в зависимости от его сложности и размера. Чертеж приспособления не изготовляют.

Элементы УСП по назначению делят на базовые, опорные, направляющие, прижимные, крепежные и разные. Отдельную группу составляют сборочные единицы (узлы): поворотные головки; фиксаторы; делительные диски; центровые бабки и т. д. В качестве примера на рис. 13.1 показан кондуктор для сверления вала, созданный на базе гидроблока, предназначенного для механизации закрепления заготовки. Обрабатываемый вал устанавливают на две призмы, смонтированные на гидроблоке. Кондукторные планки закреплены на опорах. Шпилька, смещающая прихват, ввинчена в шток цилиндра гидроблока, соединенного с гидропневмоусилителем шлангами.

Основные элементы УСП имеют срок службы 10— 15 лет, их изготовляют из высококачественных материалов и подвергают термической обработке. Так, базовые и опорные элементы изготовляют из легированной стали 12ХНЗА; их цементируют на глубину 0,7—1,6 мм и закаливают до твердости 58—62 HRC,. К точности деталей УСП предъявляют высокие требования. Например, допустимые отклонения высоты базовых плит находятся в пределах от 0 до 0,04 мм.

Для высокоточной обработки используют специализированные комплекты УСП (например, УСП-ЧПУ для станков с ЧПУ) повышенной жесткости и точности.

В серийном производстве изделий с ограниченным периодом изготовления (до 1,5 лет) применяют сборно-разборные приспособления, собираемые из стандартных деталей и узлов. После сборки таких приспособлений возможна доработка поверхностей их деталей, контактирующих с заготовкой.

Рис. 1. Кондуктор для сверления вала

Неразбираемые специальные приспособления предназначены для серийного и крупносерийного производства определенных изделий. Детали этих приспособлений повторно не используют.

Опыт эксплуатации станочных приспособлений показывает, что во всех случаях, где это оправдано технико-экономическим расчетом, применение переналаживаемой оснастки вместо специальной позволяет в среднем в 2—5 раз сократить цикл технологической подготовки производства, сократить объем ручных слесарно-сборочных работ, снизить затраты на материалы и т. д.

Реклама:

Читать далее:

Способы и погрешности установки заготовок в приспособлениях

Статьи по теме:

• Основные направления модернизации токарных станков
• Применение группового метода обработки деталей
• Рационализация технологического процесса
• Уменьшение времени на управление станком
• Уменьшение времени на измерение детали

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум