Общая методика конструирования приспособлений

Последовательность разработки конструкции состоит из следующих этапов.

I. Выбор расположения установочных элементов. Вид опор определяется видом базирующих поверхностей и качеством их обработки к данной операции. Цилиндрическими поверхностями детали устанавливаются в трехкулачковые патроны, цанги и на призмы. Плоскими поверхностями детали устанавливают на круглые и прямоугольные опоры (рис. 8.1). Если опорные поверхности детали черные или фубо обработаны, то поверхности опор делают узкими или с насечкой, чтобы уменьшить площадь контакта и погрешность установки (рис. 8.1, а, в). Если опорные поверхности обработаны чисто, то поверхности опор должны быть достаточно широкими, чтобы избежать смятия опорных поверхностей при зажиме детали (рис. 8.1, б, б).

Опоры располагают на максимальном удалении друг от друга, чтобы уменьшить погрешность установки. Их количество должно точно соответствовать числу лишаемых степеней свободы. В некоторых случаях при установке деталей сложной пространственной конфигурации для придания устойчивости требуется установка дополнительных опор. Эти дополнительные опоры делают либо регулируемыми (рис. 8.1, г), либо самоустанавливающимися. Размещают их под обрабатываемыми поверхностями для восприятия сил резания и вводят в действие после того, как деталь зафиксирована на основных опорах (см. главу 2).

Как правило, опоры устанавливают либо на платиках, возвышающихся над поверхностью корпуса приспособления, либо в промежуточные втулки, запрессованные в корпус.

Рис. 8.2. Качающаяся пята.

Рис. 8.1. Конструктивное разнообразие опор, применяемых в приспособлениях.

2. Выбор расположения зажимных элементов. Главное правило при размещении зажимных элементов заключается в том, что точки приложения зажимных усилий должны располагаться непосредственно над опорами для исключения деформации детали. Конструкция зажимных элементов не должна мешать свободной установке детали в приспособление. Для этого зажимные элементы должны иметь возможность отодвигаться в сторону, откидываться, утапливаться в корпус. Контактная поверхность зажимных элементов выполняется с рифлениями при зажиме по необработанной поверхности детали.

При зажиме по точно обработанной поверхности контактная поверхность покрывается твердой резиной для предохранения поверхности от смятия.

Часто зажимной элемент снабжается качающейся пятой для плотного контакта с зажимаемой поверхностью (рис. 8.2).

3. Выбор расположения направляющих элементов. Для автоматической установки режущего инструмента на размер относительно базовых поверхностей детали применяют различного рода направляющие элементы: кондукторные втулки, установы, габариты. Направляющие элементы находятся в непосредственной близости от обрабатываемых поверхностей. Например, торец кондукторной втулки должен располагаться от обрабатываемой поверхности не дальше чем на 1/3 диаметра инструмента. Для этого приходится размещать.

Рис. 8.3. Удлиненные кондукторные втулки кондукторные втулки на выносных кронштейнах достаточной жесткости, применять специальные удлиненные втулки (рис. 8.3). Габариты и установы для фрез располагают обычно в стороне от детали, чтобы они не мешали ее установке.

4. Выбор силового привода устройства зажима. Силовой привод приспособления выбирается в зависимости от требуемого усилия зажима и допустимых затрат времени на установку и зажим детали. Последняя величина зависит от длительности выполняемой операции. Чем больше время операции, тем больше допускается время зажима. Например, при длительности операции 30−40 мин вполне допустимо время зажима 1−2 мин, требующееся при использовании простых винтовых прихватов. При длительности операции 1−2 мин время зажима не должно превышать 0,2−0,3 мин, что предполагает использование быстродействующих пневматических или гидравлических устройств.

Винтовые зажимы с прихватами применяются при закреплении заготовок в мелкосерийном производстве при установке деталей на универсальных станках и при значительной длительности операции (более 10 мин). Также винтовые зажимы рекомендуется применять при обработке деталей на станках с ЧПУ при значительной длительности операции (свыше 20 мин). В последнем случае важным аргументом в пользу винтового зажима является то, что конструкция не требует подвода к перемещающемуся столу коммуникаций сжатого воздуха или гидравлики.

Наиболее универсальным является пневматический привод, питающийся от централизованной системы подачи сжатого воздуха. Работает этот привод быстро. Единственный ею недостаток — работает с шумом и требует наличия в системе обратных клапанов для предохранения от случайного падения давления. Кроме того, при больших усилиях зажима габариты привода сильно возрастают.

Гидравлический привод обеспечивает создание больших усилий зажима при малых габаритах, но требует наличия у станка специальной гидравлической станции. Часто вместо отдельной гидравлической станции целесообразно применять пневмогидравлические преобразователи давления.

Электромеханический привод применяется при значительной величине хода зажимного устройства. Это наиболее сложный и громоздкий вид привода.

5. Конструирование корпуса приспособления. После размещения вокруг детали основных функциональных элементов приспособления приступают к их объединению корпусом.

Корпус является важным элементом приспособления. Он должен обладать прочностью, жесткостью, износоустойчивостью. По форме и размерам корпус должен приближаться к размерам устанавливаемых изделий, иметь по возможности меньшую массу, быть технологичным в изготовлении, а также удобным в работе.

Корпуса бывают цельными и сборными. Сложные по конфигурации цельные корпуса получают литьем, а сравнительно простые — ковкой или резкой проката. Материалом служат чугуны СЧ18, СЧ32, сталь 3, алюминиевые сплавы. Сборные корпуса изготавливают сваркой из элементов, полученных из сортового проката: швеллер, уголок, полоса и т. п.

6. Размещение передаточных механизмов. После общей компоновки размешают устройства для передачи усилия зажима от привода к зажимным элементам. Размешают их обычно внутри корпуса.