Опоры и установочные устройства

Станочные приспособления (СП) приме­няют для установки заготовок на металлоре­жущие станки. В соответствии с требованиями ЕСТПП различают: три вида СП — спе­циальные (одноцелевые, непереналаживаемые), специализированные (узкоцелевые, ограничен­но переналаживаемые), универсальные (мно­гоцелевые, широкопереналаживаемые); семь стандартных систем. СП — универсально-сборные (УСП), сборно-разборные (СРП), уни­версальные безналадочные (УБЩ нераз­борные специальные (НСП), универсальные наладочные (УНП), специализированные нала­дочные (СНП), агрегатные средства механи­зации зажима (АСМЗ).

Обоснованное применение СП позволяет получать высокие технико-экономические по­казатели. Трудоемкость и длительность цикла технологической подготовки производства, се­бестоимость продукции можно уменьшить за счет применения стандартных систем СП, со­кратив трудоемкость, сроки и затраты на про­ектирование и изготовление СП. В условиях серийного машиностроения выгодны системы УСП, СРП, УНП, СНП и другие СП много­кратного применения. Производительность труда значительно возрастает (на десятки — сотни процентов) за счет применения СП: бы­стродействующих с механизированным приво­дом, многоместных, автоматизированных, предназначенных для работы в сочетании с ав­тооператором или технологическим роботом.

Точность обработки деталей по парамет­рам отклонений размеров, формы и располо­жения поверхностей увеличивается (в среднем на 20—40%) За счет применения СП точных, надежных, обладающих достаточной собствен­ной и контактной жесткостью, с уменьшенны­ми деформациями заготовок и стабильными силами их закрепления. Применение СП позволяет обоснованно снизить требования к квалификации станочников основного про­изводства (в среднем на разряд), объективно регламентировать длительность выполняемых операций и расценки, расширить технологиче­ские возможности оборудования.

СП состоят из корпуса, опор, установочных устройств, зажимных механизмов (зажимов), привода, вспомогательных механизмов, дета­лей для установки, направления и контроля положения режущего инструмента. Графиче­ские обозначения опор и зажимных механиз­мов регламентированы ГОСТ 3.1107 — 81.

Опоры и установочные устройства

Для полной ориентации в пространстве за­готовку лишают шести степеней свободы, для частичной — трех — пяти степеней свободы. С этой целью применяют основные опоры, число которых должно быть равно числу устраняемых степеней свободы. Для повыше­ния жесткости и виброустойчивости дополнительно используют вспомогательные регули­руемые и самоустанавливающиеся опоры. Суммарное число основных и вспомога­тельных опор может быть больше шести. Од­нако чем меньше опор, тем проще и дешевле СП.

Установку заготовок плоской поверх­ностью применяют при обработке корпусов, рам, плит, пластин на фрезерных, свер­лильных, расточных и некоторых других стан­ках (табл. 1; рис. 1, а - в и рис. 2).

Регулируемые опоры (рис. 2, а и б) при­меняют для установки заготовок с необра­ботанными базами при больших припусках на механическую обработку или заготовок, выверяемых по разметочным рискам. В качестве таких опор используют винты со сфе­рической опорной поверхностью и головками различной формы по ГОСТ 4084—68 — ГОСТ 4086-68 и ГОСТ 4740-68. Самоуста­навливающиеся опоры (рис. 2, в и г) приме­няют для заготовок сложной формы или с базами, не позволяющими установить заготовку только на постоянные опоры.

Регулируемые опоры без корпуса (рис. 2, б) устанавливают в неудобных местах. Для этого в корпусе СП растачивают отверстия под клин и плунжер. Угол а клиновой пары несамотормозящий, что позволяет быстро под­вести плунжер к заготовке, после нею клин стопорят поворотом штурвала нажимного винта

Установку по двум цилиндрическим отвер­стиям с параллельными осями и перпендикуляр­ной к ним плоской поверхностью (табл. 2 и 3; рис. 3, а — в) применяют при обработке корпу­сов, плит, рам малых и средних габаритов. Установочные отверстия в заготовках обра­батывают по 7-му квалитету. Плоская поверхность должна иметь чистовую обработку. Та­кая установка позволяет упростить конструк­цию СП, выдержать принцип постоянства баз, упростить подачу и закрепление заготовок на автоматических и поточных линиях, обеспе­чить доступ режущего инструмента к раз­личным поверхностям заготовки. Чтобы избе­жать заклинивания заготовок, один устано­вочный палец выполняют цилиндрическим (рис. 4, а), а другой - срезанным (рис. 4,б).

Для повышения точности обработки уста­новочные пальцы размещают на возможно большем расстоянии друг от друга (например, по диагонали заготовки, прямоугольной в пла­не). Срезанный палец располагают большей полуосью по нормали к линии центров. Для установки приспособлений-спутников приме­няют выдвижные установочные пальцы [4, 5].

Установку центровыми отверстиями приме­няют при обработке валов на токарных, круглошлифовальных и некоторых других стан­ках, а также при обработке деталей на центровых оправках. Центровые отверстия вы­полняют по ГОСТ 14034 — 74. Применяют центры (и полуцентры) неподвижные (передние и задние круглошлифовальных станков, задние токарных); упорные при частоте вращения ме­нее 120 об/мин; вращающиеся нормальной и усиленной серий при большей частоте вра­щения.

Стандартизованные центры и полуцентры изготовляют нормальной и повышенной точ­ности (табл. 4). Для повышения точности уста­новки в осевом направлении применяют пла­вающие центры. При обработке прецизионных валов центровые отверстия притирают или подвергают осциллирующему шлифованию, чтобы уменьшить вредное влияние отклоне­ний формы таких отверстий на точность обработки.

Установку фасками применяют при обра­ботке на токарных, круглошлифовальных и других станках полых деталей (внутренние фаски) и валов малых диаметров (наружные). Используют вращающиеся центры (ГОСТ 8742 — 75) и нестандартные (рис. 5, а —в).

Установку заготовок наружной поверхностью вращения и перпендикулярной к ее оси плоской поверхностью осуществляют с помощью призм, втулок и патронов. В призмы (рис. 6, а-е) устанавливают заготовки деталей типа тел вращения, коленчатых валов и тому подобных деталей при обработке на фрезер­ных, сверлильных, шлифовальных и других станках.

Длинные заготовки устанавливают по двум сечениям в нестандартизованных призмах с разобщенными участками; при необработан­ной технологической базе поверхности контак­та призм выполняют узкими.

Призмы изготовляют из стали 20Х с цементацией на глубину 0,8-1,2 мм, HRC_э56—61; нестандартизованные крупно­габаритные призмы с закаленными сталь­ными пластинками — из чугуна. Предельную нагрузку (Н) на призму определяют по форму­ле Q = 7D₃b, где D₃ и b — соответственно диаметр базы заготовки и длина линии контакта заготовки с призмой, мм. Как правило, при­змы имеют рабочий угол а = 90°. Нестандар­тизованные призмы могут быть выполнены также с рабочим углом а =120° и др.

При обработке на фрезерных и свер­лильных станках, когда требования к точности детали невелики, заготовку устанавливают во втулку (рис. 7) с гарантированным зазором (поля допусков диаметров баз h6; h7; h8 и h9). В табл. 5 приведены сведения о рас­пространенных типах патронов. На рис. 8, а—в даны некоторые разновидности патронов.

Для уменьшения деформации заготовок при закреплении в патронах применяют на­ладки (рис. 9,а—в).

Установку внутренней поверхностью вра­щения и перпендикулярной к ее оси плоской поверхностью осуществляют с помощью ци­линдрических установочных пальцев при обра­ботке заготовок на сверлильных и фрезерных станках или с помощью патронов и оправок (табл. 6; рис. 10,а—д) при обработке де­талей типа тел вращения и зубчатки колес на токарных, шлифовальных, зубообрабатывающих и других станках.

Гидропластмассовые оправки (и патроны) имеют пониженную функциональную надеж­ность из-за высыхания гидропластмассы и уте­чек газообразной смазки.

Конусные оправки, применяемые для установки заготовок, имеют конусность 500^-1 — 5000^-1; оправки с меньшей конус­ностью являются контрольными.

Силы закрепления заготовок: в приспособ­лениях гидропластмассовых с гофрированны­ми втулками или прессовых оправках — постоянные по угловой координате (осесимметричные); в приспособлениях кулачковых, цан­говых, мембранных - переменные по угловой координате (асимметричные). При обработке тонкостенных деталей выгодны приспособле­ния с осесимметричными силами закрепления (за исключением прессовых), которые меньше деформируют заготовку. Силы закрепления заготовок в гидропластмассовых, цанговых, мембранных, прессовых, с гофрированными втулками приспособлениях не являются ста­бильными из-за непостоянства диаметра ба­зовых отверстий в партии заготовок.

Установку наружными цилиндрическими по­верхностями с пересекающимися осями приме­няют при обработке заготовок тройников, кре­стовин, задвижек и тому подобных деталей на фрезерных, сверлильных, расточных, агре­гатных многошпнндельных станках. В каче­стве основных опор используют призмы (рис. 11,а и б).

Установку внутренними цилиндрическими поверхностями с пересекающимися (скрещивающимися) осями применяют при обработке рам и корпусов на фрезерных, сверлильных в расточных станках (рис. 12). Если база — замк­нутое отверстие, применяют регулируемые и самоустанавливающиеся основные опоры, если база — незамкнутое отверстие, используют так­же и жесткие опоры.

Комбинированную установку применяют в том случае, если в качестве баз использована совокупность элементарных поверхностей (рис. 13, а-в).

Элементы приспособления для установки ин­струмента на размеры. При настройке станка на необходимые размеры используют уста­нови (табл. 7). Они имеют поверхности для ориентации режущего инструмента и занимают на корпусе приспособления требуемое положение относительно элементов для бази­рования заготовки. При настройке станка для удобства работы и повышения точности при­меняют щупы, которые размещают между ре­жущим лезвием и установом. Плоские щупы по ГОСТ 8925-68 выполняют в виде пластин толщиной 1; 3 и 5 мм (поле допуска h6). Щупы цилиндрические по ГОСТ 8926-68 имеют диаметры 3 и 5 мм (поле допуска h6). Щупы подвергают закалке (твердость HRC_э 56-61) и шлифуют (шероховатость Ra = 0,63 мкм).