/
Автор: Васильев В.С. Демин М.
Теги: металлорежущие станки обработка металлов
ISBN: 5-7035-2551-9
Год: 2002
Текст
Одним из разделов учебного курса “Технология производства
является раздел “Основы проектирования специальных станоч-
приспособлений не является частью проектирования технологи-
ческого процесса, включение такое
важнейшей ролью, которую играют
Процессы резания, используемые в технологических процес-
сах обработки деталей, способны обеспечить определенную
форму обрабатываемой поверхности, но при этом ни один из
ния поверхностей. Между тем, каждый из участков всех по-
но и заданному положению в совокупности других поверхнос-
тей. При проектировании технологического процесса наиболее
рабочей зоне станка. Необходимое
В создании учебного пособия использованы материалы и
Глава 1. ОБЩИЕ СВВДЕНИЯ
О СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
При проектировании технологических процессов наиболее
сложные задачи возникают в связи с требованиями к взаимно-
му положению обрабатываемых поверхностей. Процессы реза-
при этом ни один из них не позволяет воз-
Менно на все участки поверхности детали
отношению к другим поверхностям.
В достижении последнего решающую роль шрает уже не сам
рабочей зоне станка. Необходимое положение создается с помо-
щью станочного приспособления для детали.
В зависимости от вида производства технический уровень и.
няют специальные станочные приспособления. В условиях еди-
ничного и мелкосерийного производства широкое распростране-
ние получила система универсально-сборных приспособлений.
В общем объеме средств технологического оснащения станоч-
ные приспособления составляют примерно 60-60%.
1.2. Классификации станочных приспособлений
/дование к металлорежущим станкам, которое позволяет:
• надежно базировать и закрепить обрабатываемую деталь с
деталей при минимальной зависимости качества от квали-
• повысить производительность и облегчить условия труда
рабочего в результате механизации приспособлений;
• расширить технологические возможности используемого
оборудования.
Все приспособления делятся на две основные группы: уни-
рующие поверхности
фигурации
установки заготовок различной кон-
пределах определенных габаритов. Обычно эти
ми и они входят в комплект оснастки, прилагаемой к станку,
или выпускаются специализированными предприятиями.
В эту группу приспособлений входят, например, патроны,
центра, поводковые устройства, люнеты, делительные головки.
него технологического процесса без каких-либо переналадок и
регулировок.
Потребности в каждой таком приспособлении измеряются
единицами экземпляров, поэтому их проектирует и изготавли-
Универсально-сборными-(УСП) называют приспособления, со-
специальным, предназначенным для установки конкретной де-
тали на определенной операции. После обработки заготовок
собления, предназначенные для обработки групп деталей в пре-
делах определенных габаритов при частой смене объектов про-
В этих случаях проектирование специальных приспособле-
ний экономически невыгодно. Настройка таких приспособлений
• годовую программу выпуска деталей;
• данные станка для которого проектируется приспособление.
Кроме этих данных конструктор должен иметь вспомогатель-
ные материалы: альбомы типовых конструкций приспособле-
тов, силовых приводов, механизмов и элементов приспособле-
ний, сведения о применяемых конструкционных материалах
для изготовления деталей приспособления, а также техничес-
кие руководящие материалы, справочники, пособия, необходи-
мые для выполнения технико-экономических расчетов по обо-
снованию проектируемого приспособления.
Учитывая то, что на проектирование и изготовление специ-
альных приспособлений отводится сравнительно малое время,
ке серийных конструкций, обосновываются расчетами прини-
Широкое применение в процессе изготовления различных
методов пригонки деталей и узлов (совместная обработка дета-
лей, обработка после сборки й т. п.), а также практикуемая
ни проектирования, изготовления и себестоимости приспособле-
1.4. Понятие о связях в системе обработки
— обрабатываемая деталь — режущий инструмент — приспо-
конечными звеньями “являются деталь и инструмент, приспо-
собления служат промежуточными звеньями, а станок объеди-
Термин “связь” означает геометрическую определенность вза-
имного положения смежных звеньев. Создание этой определен-
гом — конечная связь — непосредственно влияет на геометри-
ческие параметры детали. Эта, связь является главной. Все
другие связи — промежуточные — служат для того, чтобы со-
здать необходимую конечную связь. Промежуточные связи вы-
полняются всегда при посредстве контактов (соприкосновения)
поверхностей смежных звеньев. В отличии от этого конечная
принци пиал ьными.
Самоустанавливающаяся конечная связь обеспечивает только
одну первую характеристику точности обработки, т. е. точность
результате контакта детали
гей детали. Такая связь является чисто геометрической,
ующей только благодаря промежуточным связям и
эгорезцовом полуавтомате — типичный пример системы с ус
я. Все промежуточные связи звеньев согласованы с
емыми при обработке параметрами детали.
операций специальными
шие выбираемой
эффективности конкретной конструкции станочного при-
обления. Оснастка одного и того же назначения может
на базе различных конструктивно-технологических решений.
Каждое решение приводит к созданию приспособлений различ-
ных по сложности и эффективности в применении, а также в
стоимости его изготовления.
Специальное приспособление должно быть наиболее простым
(дешевыми) при малом масштабе производства, когда его основ-
ным назначением является расширение технологических воз-
можностей станка, т. е. когда без него вообще невозможно вы-
экономии этого труда (измеряемая технической нормой времени
изготовление приспособления.
получаем условие рентабельности в
Если из себестоимости С выделить заработную плату 3, а
прочие расходы обозначить Н, а в себестоимости Сп учесть сто-
чину ТУ/М — стоимость поисттлг-л«лен«=, приходящегося на
одну деталь и прочие расходы Нп, то условие рентабельности
3.+ Н.+ < 3 + Н, отсюда ТУ < М [(3 - Зп) + (К - К„).
обеспечена только при большом количестве обрабатываемых де-
дительность не всегда является наивыгоднейший, так как она
будет определена в рамках одной операции. Между тем эта опе-
рация является частью большого технологического процесса.
10
Наивыгоднейшей производительности будет отвечать конструк-
включение этой операции в производственный процесс.
1.6. Общие требования к приспособлениям
Из общих требований к приспособлениям основными явля-
работки детали на операции;
станка или повышать производительность труда на опера-
' приспособление должно быть удобно и безопасно в эксплу-
атации. Это широкое требование охватывает ряд более про-
। удобство установки и снятия детали;
। не должно иметь съемных, легко теряющихся деталей;
I других требований, выполняемых при разработке кон-
струкции.
..7. Принципы определе
Операционный размер, координирующий обрабатываемую
часть детали относительно необрабатываемой части, называют
для краткости исходным размером.
На рис. 4 представлено несколько операционных эскизов об-
работки. Как видно, “обрабатываемая часть детали” может
быть одной поверхностью (рис. 4,а.б) или комплексом взаимо-
ные размеры 6 представляют собой размеры (диаметры) обраба-
тываемых поверхностей. (Плоская поверхность собственного
Размеры В, связывающие обрабатываемые поверхности
между собой, являются внутрикомплексными размерами — ко-
ординатами.
станка, так как оно остается одним и тем же при образовании
всех участков. Это означает, что расстояние между такими
участками, принадлежат ли они одной поверхности (размер й)
или разным поверхностям (внутрикомплексная координата В)
Оно зависит от факторов, связанных с методом обработки,
поэтому для оценки точности этих размеров (<2 или В) более
Отличительной особенностью исходного размера (А) является
ния детали в рабочей зоне станка. По отношению к такому раз-
меру факторы, связанные с методом обработки, теряют свое до-
минирующие значение. Их место занимают погрешности самой
детали и устанавливающее ее приспособление. Значение тех и
других известны из операционных карт и чертежей приспособ-
ления. Поэтому при оценки- точности исходного размера на
выдвигается расчетно-аналитический метод.
На точность исходного размера оказывают решающее влия-
• От какого из необрабатываемых (обработанных ранее)
участков детали координируется обрабатываемая поверх-
• Какой участок (или участки) детали используются для ее
Для определения ожидаемой погрешности координирующих
щая три главные составляющие ожидаемой суммарной погреш-
мере, ожидаемую вследствие того, что исходная база может на-
ции фрезерования плоскости у втулки (рис. 5) исходная база К,
может занять любое положение в пределах поля Р. Причиной
метр втулки), зазор между установочной поверхностью У оправ-
ки и установочной базой, разностенностью втулки.
собления на станке, следует считать погрешность в исходном
может занять различное положение на станке.
В приведенном примере неточности центровых гнезд корпуса
оправки и неточность положения гнезд относительно установоч-
ной поверхности У будут влиять на положение поверхности У,
' погрешности установки детали в приспособление.
Первая погрешность определяется формой и точностью уста-
новочной базы и элементов приспособления, на которые уста-
тановки 8у для наиболее употребительных случаев установки
деталей с установочными багами “плоскость”.
Действительные значения 8у могут несколько отличаться от
теоретических в связи с погрешностями форм и контактным
смещением опорных участков поверхностей установочной базы
и элементов приспособления. Поскольку установочные элемен-
установочные базы принимают наиболее точные поверхности,
Вторая погрешность, погрешность от несовмещения исходной
верхность отверстия втулки — там же) зависит от допуска на
ботки Р, связанной с установкой детали, множество различных
способов координации обрабатываемых поверхностей можно
чающейся тем, что в качестве исходной базы используется по-
верхность, не являющейся установочной базой, или линия, или
точка, не принадлежащая установочной базе, т. е. это случай,
детали, (см. рис.7,а).
2. Случай совмещения исходной и установочной баз, отлича-
база, когда она плоская поверхность или ось установочной
3. Случай неполного совмещения исходной и установочной
баз, отличающейся тем, что исходной базой служит какая-либо
цилиндрической установочной базы
(рис. 7,в).
База Установочный элемент установки. Погрешность установки
еу=о
ву=а^ау
П-а 2,у^у^ $УЖ5281П'У «у-^ ^у=0 ву=0,5а
Лу"^^- 5у-п+Л+Яу »у-°
О Уу-0
Рис. 6
где ф — острый угол между направ-
лением размера, связывающего базы
и направлением исходного размера.
логично получим
где р — острый угол между направ-
Р = X + 5р = а соя ф + соя р.
Составляющая X называется погрешностью от несовмещения
исходной и установочной баз. Как видно, она совершенно не за-
Составляющая 6р называют расчетной погрешностью установ-
ки. Будучи функцией погрешности установки и угла В она
Р = 6р = 6усоЕр.
Случай неполного совмещения
грешность Р можно представить
как результат двух смещений ис-
Рис. 10
разующей п относительно оси базы О вследствие допуска
диаметр базы. Величина его равна половине допуска на б
(0,5а), а направление всегда радиальное (к оси базы, если б
скольку от цилиндрической поверхности размер проставляют в
радиальном направлении, то первое смещение (0,5а) целиком
как и при других способах координации отрабатываемой
:ности, зависит от угла р и выразится величиной
по следующим правилам: погрешность 0,5а положительна (+),
если ее направление совпадает с направлением 6р и отрицатель-
Ожидаемая суммарная погрешность обработки в исходном
размере не должна превышать допуска на этот размер, за-
данный в операционной карте:
Если приспособление должно обеспечить не одни, а несколь-
ко исходных размеров, для каждого из них должно быть со-
ставляющих = Р + 6П + Т, то расчетное неравенство получается
Каждая из главных составляющих, свою очередь, является
результирующей более мелких составляющих (см. ранее)
аают, другие бывает удобно раскрыть еще более подробно.
Числовые значения некоторых членов неравенства для кон-
структора приспособления непосредственно заданы. Так, допуск
члены бывают заданы не прямо, а косвенно.
Например, заданный в операционной карте станок и метод
Также может быть определена % — погрешность от несовмеще-
висят от приспособления, конструктор вправе назначать по
своему усмотрению, но с обязательным усховием, чтобы их
6^ < аи . В достижении этой цели заключается сущность расчета
приспособлений на точность.
В начале проектирования приспособления необходимо вос-
пользоваться неравенством для определения допустимых вели-
мент). Для этого предварительно назначают (или рассчитывают)
величины других членов, сравнительно малых по величине, не
существенно влияющих на сложность изготовления приспособ-
щей ожидаемой погрешности обработки 8^, определить ее вели-
чину и сравнить ее
т. е. произвести
проверку принятых решений.
собления на точность нет необходимости стремиться к скрупу-
щих соображений.
ти дает результат сугубо приблизительный. Объясняется это
неизбежностью ошибок при определении величины составляю-
щей X, связанных с методом обработки и ошибками метода
суммирования составляющих.
ложнять расчет мельчайшими факторами.
приспособление почти всегда должно иметь некоторый
чтобы определить допустимую величину Р из условия
Р < аи - (т + 8И), учитывать мелкие факторы нецелесообраз-
Изложенное выше показывает, что методику расчета приспо-
собления на точность нельзя свести к набору готовых формул.
Между тем расчет каждого отдельно взятого приспособления —
задача несложная. Важно усвоение принципов расчета, общего
особенностей элементов приспособлений. Экономическое значе-
деталей, но и в том, что эту цель
ного усложнения приспособления.
Многообразие обрабатываемых деталей и субъективный под-
ход каждого конструктора к решению одной и той же задачи
приводят к тому, что классификацию приспособлений произвес-
ти чрезвычайно трудно, она получается громоздкой и сложной,
либо недостаточно полной и правильной. Лучшие основы для
изучения конструкций и методики их проектирования дает
классификация элементов приспособлений по выполняемым
ими функциям.
Характерных функций немного,
нения опр<
соответственно немногочисленны и элементы приспособлений. В
учебном курсе рассматриваются следующие группы элементов:
1) установочные;
3) самоцентрирующие зажимные устройства;
5) корпусы приспособлений;’
б) делительные устройства;
бований к нему, вытекающих из выполняемой им функции. Об-
щность функций обуславливает общность требований, а об-
щность требований — общую методику проектирования элемен-
тов одной группы. Поэтому для выяснения общих принципов
проектирования нет нужды рассматривать множество конструк-
Следует заметить, что в зависимости от назначения приспо-
собления конструкция приспособления может состоять из всего
Глава 2. УСТАНОВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
лении исходного размера, координирующего отрабатываемую
поверхность достигается в результате придания некоторым из
НИЯ относительно корпуса приспособления. Эта определенность
быть выполнены либо в виде определенных установочных эле-
ментов, либо непосредственно на корпусе приспособления, по-
верхностей, используемых в качестве установочных баз, весь-
ограничен: плоская поверхность, цилиндрическая наружная
Как будет показано далее набор установочных элементов не-
смотря на огромное разнообразие конструкций приспособлений
также не велик. Объективным критерием для оценки качества
установочных элементов служит величина погрешности уста-
новки 5у. Она представляет собой наибольшее смещение устано-
вочной базы с ее номинального положения, возможное всдедст-
важна ожидаемая в исходном размере погрешность обработки
грешности 6у от способа координации исходного размера.
ницу положения (смещения) исходной базы в направлении ис-
исходиую базу и направление исходного размера.
поверхностями
Жесткие опоры. Установка детали плоскими поверхностями
тей, выполняемых на корпусе приспособления или на элемен-
Решающим фактором выбора вида установочной поверхности
приспособления является состояние установочных поверхностей
ДеГпалк
ко в трех местах (точках). Образующейся
при этом так называемый опорный тре-
узким, вообще — неблагоприятным. Поэ-
тому места контакта базы с приспособле-
Рис. 11
так, чтобы опорный треугольник был наи-
более благоприятным (например, самым
большим). Для простоты изготовления корпуса участки непо-
размеров (протяженности) базы опоры изготовляют в виде суха-
рей (рис. 12).
Чистая база (поверхность, подвергнутая механической обра-
ботке) допускает использование значительных участков устано-
вочной плоскости (рис. 13). Обычно установочную плоскость
чивости детали. В зависимости от жесткос-
стве вспомогательных. Если же опора применяется как основ-
рывистои установочной базы, имеющей
большую погрешность и сложные очерта-
Плавающие опоры. Самоустанавливаю-
Рис. 14
базу требуется установить при помощи трех опор, но жесткие
опоры не удается расположить благоприятным треугольником.
Регулируемые опоры — винтовые и клиноплунжерные (рис.
15). Их применяют в качестве основных и вспомогательных
опор. Как основные они служат для установки заготовок необ-
работанными поверхностями (грубой базой) при больших изме-
нениях припуска на механическую обработку, а также при вы-
После осуществления контакта с установочной базой заготов-
ки подводимая опора закрепляется. Сила, с которой регулируе-
мая опора воздействует на заготовку, не должна сдвигать ее от-
точкой для создания надежного контакта с базой заготовок.
Установочные отверстия, а вместе с ними и элементы в ко-
торых они выполнены, можно для крайности условно назвать
"гнездами”. Подобного общего названия для элементов — валов
нет. В зависимости от конструкции их называют пальцами.
звать их "пальцами”. Показанные схемы установки совершенно
ным характеристикам. Разница лишь
тием в установке плоской поверхности, перпендикулярной к
или вала, возможны дополнительные погрешности установки.
должны обеспечивать заданную на операции точность обработ-
ки. Эта точность может быть обеспечена лишь правильным на-
В обоих случаях установка деталей
производстве крайне неудобно, это вози
в массовом
единичном
детали обязателен некоторый гарантированный зазор А между
базой и установочной поверхностью. Номинальные диаметры
установочных поверхностей 0Ву по сравнению с диаметром де-
тали должны быть увеличены или уменьшены на величину га-
рантированного зазора:
Учитывая необходимость допуска ау на обработку установоч-
ной поверхности, получаем исполнительные размеры:
для гнезда Ву ау = (Р+ А)+ “у = В* ? + “Л
для пальца "у = (В + А)" “у = П~ * + а . .
При таких размерах погрешность установки (наибольшая
направления, за редким исключением база может смещаться в
любом радиальном направлении.
равна величине погрешности установки йу как при совмещении
Для определения размеров гнезда (Вуа* ) или пальца (Ву“у
при которых не будет брака деталей, необходимо привлечь рас-
четное неравенство Р + йп + Т<>
Остается лишь расчленить найденную сумму (А + ау) на А и
оу, т. е. назначить гарантированный зазор А. Чем больше будет
зазор, тем меньше остаток суммы придется на допуск при обра-
Таким образом, чтобы избежать брака по исходному размеру
(при условии совмещения или неполного совмещения баз) уста-
для пальца '
При несовмещении установочной и исходной базы необходи-
ходный размер в этом случае может быть обеспечен уменьше-
нием 6у за счет всех составляющих, а также за счет примене-
ний других установочных элементов.
плоскость лыски.
внутренней считаем равным О. Необходимо определить 0О ’
установочного кольца, при котором не будет брака по исходно-
му размеру Ю_02 (схема координации исходного размера),
25_02 (рис. 17,С),' 55_02 (рис. 17,»).
Погрешность метода обработки (фрезерование на вертикаль-
но-фрезерном станке) может достигать величины 0,05 мм, а по-
грешностью установки приспособления на станок (плоскость по
плоскости) можно пренебречь, т. е. 6П = О.
Решение. При данном способе установки величина погреш-
ности Р, связанной с установкой детали (почетность базирова-
ния), получается как при совмещении баз (ИВ=УБ рис. 17,6),
так и при неполном совмещении баз (ИБ = УБ рис. 17,а) едина-
ау < 0,2 - (0,05 + О) - 0,025;
получилось очень большим. Ни чрезмерно
, = 030:^029,95.^.
Как видно из данного примера, скрупулезный учет всех со-
ставляющих погрешностей, влияющих на 62, не всегда необхо-
схеме координации обрабатываемой поверхности и способе уста-
Д + ау < 0,2 - (0,06 + 0) - 0,025 - 0,1;
Д + пу <0,025.
мм на то и другое).
жения 030 °’025, то уверенности в полной гарантии обеспече-
ния размера 55_08 нет. Возможным решением может быть:
Примеры определения погрешности Р при различных спосо-
бах базирования и координации исходного размера приведены в
Рассмотренные способы установки цилиндрическими поверх-
ностями применяют очень часто. Они наиболее пригодны, если
установочная база:
• подвергнута механической обработке с высокой точностью
(допуск а мал);
• база-вал не очень длинная (сложность установки в гнездо с
малым зазором);
• имеет прилежащую к ней перпендикулярную плоскость,
которую можно использовать для закрепления детали и
Существует два варианта использо! ной поверхности для установки дета; По первому варианту конусность делают настолько малой, чтобы база тановочной поверхности. Деталь при 5 вания конусной установоч- та по внутренней цилинд- ) установочной поверхности могла заклиниться на ус- угом должна удерживаться
установочной базы, без каких-либо зажимных уст- ройств. Вариант применяют -« Употребительные . значе- ния конусности установоч- ной поверхности лежат в пределах ^=1/5000 — 1/500, для К = 1/40000 — 1/10000. После -выбег можной при любом действительном г При низкой точности базы полу разница положений детали в осевом при допуске а на базу, равном К - 1/3000, разница положения дета. И ому см ост 0,036 И \ на 100 мп Рис. 18 >а конусности размеры по- шачении диаметра базы (в чается слишком большая 0,1 мм и конусности пи может быть
П 1 Ч| П
300.
этом случае можно прибегнуть к селективному подбору деталей
по диаметру отверстия и использования комплекта оправок или
Характерной особенностью варианта является высокая точ-
ность установки детали (8у -> О). Это наиболее точный способ
По второму варианту конусность берут большой (угол
0 = 15 — 45' ), а перекос оси базы предотвращают, используя
имеющуюся у детали плоскую поверхность, перпендикулярную
к оси базы (рис. 19). Она же позволяет за-
вочной и плоской упорной поверхностями
в конструкции обеспечивают взаимную по-
движность этих поверхностей в направле-
В этом варианте контактирует с устано-
вочной поверхностью только самая кромка
ки (забоины, заусенцы и т. п.).
— ‘установка деталей с грубой базой-от-
эна будет более точной, чем установка на “жесткий” цилиндри-
Призмой называют элемент, имеющий две рабочие плоскости
(грани), расположенные под углом 2у, называемым углом при-
змы (рис. 20,а).
няя положение оси симметрии призмы по отношению к на-
бааой (ИБ^УБ) (рис. 21,с).
базой ИБ « УБ (рис. 21,в).
Рис. 21
Р = 6у соз р + 0,5 а2 ,
тановочной базы.
чае, когда направление 0,5 а2 со-
впадает с направлением проек-
ции погрешности установки 8
ра. Знак ” берется в том слу-
чае, когда направления 0,5 а2 и
' при несовмещеним исходной
базы (любая другая поверх-
ность, линия или точка, не
участвующая в установке) с
ИБ * УБ. рис. 21,6).
погрешность от несовме-
щения исходной базы с установочной (0,5 а, на рис. 21,в).
Примеры определения погрешности Р при различных спосо-
бах базирования детальна призме и координации исходного
размера приведена в табл. 2.
Конструкции призм разнообразны. Большинство их стандар-
тизованы.
При установке заготовок с чдесто обработанными базами при-
черновых баз — с узкими опорными .поверхностями.
При установке длинных заготовок-используются две соосно
установленные призмы, которые после закрепления на корпусе
приспособления штифтуют.
Призму, выполняющую роль главного установочного элемен-
та, делают в достаточной мере жесткой, а поверхности тверды-
ми, износоустойчивыми.
льзуют призмы с углами 2у» равны
погрешность установки, одиако при этом ухудшается устойчи-
вость базы на призме.
элемента, является малая площадь контакта с базой, что может
привести к деформациям последней на операциях, требующих
приложения больших усилий при закреплении деталей.
в качестве ориентирующего установочного элемента. В этом
пецдикулярном оси симмет-
ориентирующие призмы не-
подвижные (сухари) и по-
движные (ползушки). Боль-
шая точность ориентирова-
ния принадлежит подвиж-
ным призмам, так как непо-
навливала деталь с наибольшим размером (рис. 22).
Для установки деталей наружной цилиндрической поверх-
ностью (когда повреждение базы или деформация нежестких
базе, имеющей В_о показана на рис. 23. Полуотверстие обраба-
тывают совместно как одну установочную поверхность с дна-
Установочные функции выполняют только основание —
нижнее полуотверстие. Съемную или откидную крышку относи-
тельно корпуса строго не фиксируют, но она не должна сме-
щать деталь при ее закреплении.
Благодаря крышке и высоте основа-
погрешность установки оу = 0,5 (а + иу) и
базирования), находится на основании тех же соображений, что
были изложены выше применительно к установке с помощью
полуотверстии, гарантированный
при совмещении исходной базы с установочной ИБ=УБ
' при неполном совмещении исходной базы (от образующей
вала), являющейся установочной базой ИБ ® УБ
новки и исходного размера; X — погрешность от несовмещения
*
ковочные поверхности выполняют во вкладышах. Вкладыши
2.3. Установка деталей по двум установочным базам
чтобы обеспечить заданный исходный размер или размеры. В
таких случаях на операции приходится использовать в качестве
Волее двух баз для придания детали определенного положе-
ния в какой-либо требуемой плоскости обычно не требуется.
особого подхода, обусловленного тем, что во взаимном располо-
Допустим, что установочными базами детали будут служить
гу2-гс
два принципиально важных ва-
рианта наилучшей установки
Первый из них (рис. 25
вверху) характерен тем, что
рыи выдерживался ранее при обработке самих баз.
Погрешность взаимного по-
ложения баз делает очевидным
тот факт, что не только прак-
тически.
одна из двух баз (например (6у1 = 0) и, соответственно, (6у2 = 2с)- Второй вариант отличаете взаимного положения баз (2с каком-либо определенном отн тый случай распределения — 1) установлена абсолютно точно тем, что влияние погрешности 1 распределяется между базами в “располовинивание”, при котором жду обеими базами (т.е. 6у1 — с.
бу2 = (рИС‘ 25 ВНИЗУ)’ Второй вариант установки
целесообразен, например, при \ показанной на рис. 26. 1 Операция сверления от- 1 верстий в приспособлении — ли по первому варианту
Р„. 26 (вследствие брака либо по размеру , либо по размеру
какая из двух баз будет при! Но она становится возмож риант установки и обеспечи-; размера С. Операция сверления отвер принципе и по первому вари; рах. лежит принцип разделения у ментами. Он состоит в том, ч должен быть освобожден от элементами. Нарушение этого ности установки. Основную массу приспособ; :ной, если осуществить второй ва- гь располовинивание погрешности стий могла бы быть выполнена в анту, но в двух разных кондукто- элементов по первому варианту становочных функций между эле- 1то каждый установочный элемент функций, выполняемых другими । принципа ведет к снижению точ- тений рассчитывают на первый ва- : чем названный выше принцип
В отличие от этого второй вариант установки достигается
благодаря тому, что одну функцию выполняют несколько эле-
Очевидно, что, выбирая размеры В* “у этого гнезда, нужно
этого номинальный (наименьший) диаметр Лу гнезда нужно
ром В2 второй базы не только на величину гарантированного
Таким образом, наибольший зазор, возможный между второй
Однако увеличение зазора непосредственно сказывается на
точность установки этой базы в направлении г-2 (перпендику-
шую погрешность в размерах, направленных в направлении
нарушение принципа разделения установочных функций между
способов установки второй базы. Применение их не изменяет
Соответственно
А при установке с прижатием 2 базы к плоскости не требу-
ется и зазора Д2
\, = 0,5(О2 + ау2).
призмой и направляющими величина 5у практически стано-
Установка второй базы — отверстие, имеющей диаметр
водит к тем же последствиям, что и установка базы-вала в
гнездо, рассмотренные ранее (рис. 28). Диаметр пальца будет
функций между элементами, необходимо применить такой эле-
мент, который не препятствовал установке в направлении х-х и
[см. рис. 29). Назначив ширину
получим погрешность установки второй базы в направлении
браженная жирной линией на
рис. 30. Тогда при условии,
что зазор-хорда (25), получаю-
щийся при гарантированном
зазоре (0,5 2^) будет больше
суммы 2с + 2с, пластина не
будет влиять на положение вто-
рой базы в направлении х-х.
По чисто практическим соображениям вместо нежесткой
пластины применяют прочный ромбический (или срезанный)
рабочие кромки могут быть не острыми, а цилиндрическими.
При обычно применяемых зазорах Д2 хорда 25 получается
намного (в несколько раз) больше суммы допусков 2с + 2с .
Поэтому из геометрических соображений можно оставить часть
поверхности в виде двух циливдрических ленточек шири-
ГОСТ 12210-66, устанавливает ширину цилиндрической лен-
чки в зависимости от диаметра пальца. Ленточка принята
диаметров 32—40 — 4 мм, для
Форма и размеры цилиндрического пальца для первой базы
Ромбический палец является единственным простым устано-
вочным средством, позволяющим выполнить принцип разделе-
ния установочных функций в случае, когда вторая база — от-
Установка на два цилицдрических пальца (штифта) широко
применяется лишь при совместной обработке отверстий детали
с отверстиями, в которые устанавливаются штифты. В этом
тановка деталей или узлов широко применяется при изготовле-
нии самих приспособлений.
Располовинивание погрешности 2с во взаимном расположе-
нии баз сглаживает резкую разницу в точности установки баз.
когда операционные размеры, имеющих направление размера С
(связывающей базы), обеспечиваются обеими базами (см., на-
концентрировать обработку в одной операции без ужесточе-
уменыпает количество потребных приспособлений;
Располовинивание с помощью самоцентрирующего устройства
Эти устройства рассматриваются далее. Здесь отметим лишь,
что установочно-зажимные элементы (кулачки) такого устройст-
ва подвижны. Но их перемещения не свободны, а взаимосвяза-
или удаляются друг от друга. Благодаря этому устройство рас-
половинивает погрешность взаимного положения тех участков
заны две схемы установки детали на операции обработки от-
верстий в головках. Вверху показаны размеры детали до опера-
ции и операционный эскиз (диаметры отверстий не показаны,
так как они обеспечиваются не приспособлением, а методом об-
работки).
При выполнении операции с помощью кондуктора размер
С ±0,2 не зависит от установки детали. Однако от установки
По схеме а — установка по первому варианту
5 о _ °’8
у1 2яву 2-0,7
Поскольку координация каждого отверстия относительно
новочной базой
разностенности второй головки. Должно быть Р < 2 - (т + 8П),
между тем величина Рг уже составляет 2,56 мм.
ту. Благодаря самоцентрирующему устройству погрешность 2с
с = 0,56
,56 мм.
Величина Р1 повысилась с 0,56 мм до 1,56 мм, но и погреш-
ность Рг уменьшилась с 2,56 мм до 1,56 мм.
Из неравенства 1,56 < 2 - (т - Бп) видно, что для получения
годных деталей достаточно, чтобы другие элементы приспособ-
рирующие устройства широко применяют, когда установочные
особенно если они одинаковы по форме (две цилиндрические,
устройства применяют редко из-за опасности повреждения по-
2.4. Особые случаи установки
Установка детали по конусной поверхности осуществляется с
тановочной базы как
осевом направле-
в закреплении детали.
Если конусность установочной базы и установочного элемен-
та совпадут, погрешность установки в радиальном направлении
5у = 0. Практически же чаще всего возникает некоторый пере-
Для установки детали по резьбовой поверхности установоч-
нительно невысокая вследствие больших допусков на резьбу.
Если резьба является единственной установочной базой, то
установочный элемент делают разжимным типа цанги или в
виде резьбовых полуотверстий (для установки по крупной резь-
Под фасонным контуром (профилем) понимают сложное
очертание детали или ее части в какой-либо плоскости. Для
верхностей и низкая точность их взаимного расположения.
Обычно контур либо совсем не подвергают механической обра-
яые контуры называют профилями (например, профиль зуба,
профиль кулачка и т. д.). Использовать контур (профиль) в
Во-первых, установку по контуру можно осуществить не по
всей поверхности, а только по части из них с целью свести ус-
52
или к установке по двум базам (рис. 32).
Во-вторых, установку детали можно осуществить как по
одной фасонной установочной базе.
форме базы и изготавливают с необходимым гарантированным
зазором. При этом поверхность для установки внутреннего кон-
тура (база — “отверстие”) представляет собой как бы фасонный
“палец”, а для наружного контура (база — “вал”) — фасонное
поверхности.
Установка детали по
на первой операции процесса) используют значитель-
Другой способ установки — заливка заготовки в специаль-
□ра по профилю пера для обработки замка. При установке за-
Глава 3. ЭЛЕМЕНТЫ ЗАЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ
3.1. Общие принципы закрепления детали
Зажимные устройства предназначены для обеспечения кон-
такта заготовки с установочными элементами после установки
и поддержания его во время обработки детали При этом детали
придается повышенная жесткость и виброустойчивость. В от-
дельных случаях заготовка может не закрепляться, например,
когда ее масса велика, а силы резания малы или направлены
Зажимные устройства должны удовлетворять следующим
требованиям:
• при закреплении детали не должно нарушаться ее положе-
ние, достигнутое при установке;
• сила зажатия должна обеспечивать неизменность положе-
возникающие при закреплении деформации и смятие по-
верхностей должны находиться в допустимых пределах;
ся с минимальными затратами сил и времени;
I быть надежными в работе, простыми по конструкции,
нальному выбору схемы закрепления и величины зажимного
усилия. Выбор схемы закрепления детали производят одновре-
менно с разработкой схемы ее базирования, результатом кото-
усилия зажатия. При этом пользуются следующими соображе-
ниями:
• для уменьшения величины зажимного усилия при закреп-
лении детали нужно в большей мер использовать ее собст-
силу зажатия направляют туда, где она вызовет наимень-
месту обработки;
установочные элементы желательно располагать так, чтобы
способствует применению упоров, воспринимающих силы
резания и разгружающие установочные базы и установоч-
При обработке на деталь действуют силы резания, объемные,
а также силы случайного характера. По величине, направле-
нию и точке приложения силы резания являются переменными
При неустановнвшемся режиме (врезание инструмента) силы
резания возрастают от нуля до максимума и снижаются до
Точка приложения силы резания в процессе обработки не-
обработке прерывистых поверхностей динамичность резания все
больше возрастает. Затупление инструмента также увеличивает
инерционные силы.
Если принять процесс резания установившимся, а систему
тия — найти в результате решения задачи статического равно-
весия детали в наиболее тяжелый момент ее обработки. Такая
исказить действительную картину по следующим причинам.
В процессе обработки действующие силы резания могут су-
щественно отличаться от расчетных вследствие колебания меха-
номерности снимаемого припуска и др. Кроме того, возможно
различное состояние контакта (смятие поверхностей, наличие
опорными поверхностями приспособления и деталью, деталью и
зажимом.
Все эти изменения сил резания и состояний контакта расчет-
ным путем учесть невозможно. Поэтому в практических расче-
тях величину силы резания, найденную расчетным Путем, ум-
2,0...2,5, для чистовых и отделочных операций и для обработ-
ки деталей из цветных металлов К - 1,3...1,5.
Для проектирования зажимных устройств, приводимых в
действие силой руки (ручных зажимов), упрощенный расчет яв-
ными удобствами (алементы не должны быть слишком малы-
чем предполагалось при расчете. Более важно знать истинную
величину необходимой силы зажатия при механизированном
В настоящее время отработано и опробовано на практике
большое число схем конструкций силовых механизмов. Многие
брать ту конструктивную схему, которая наиболее полно удов-
летвори конкретным условиям работы проектируемого приспо-
Зажимное устройство (зажим) приводят в действие некото-
рой исходной силой По источнику атой силы различают два
вида зажатия: ручное и механизированное. По числу деталей,
закрепляемых зажимным устройством (зажимом), различают
ное (закрепляется более одной детали).
По механизму, трансформирующему исходную силу в силу
зажатия приложенную к закрепляемой детали — на про-
К простым относятся:
стые; в названии зажима употребляют название механизма:
> зажимы, не имеющие механизма (№=0)^ объединяемые
общим названием “зажимы прямо действия”, .таковы пру-
Пневмоприводы разделяют на поршневые и камерные (диа-
ях к станкам токарного типа, а камерные — к фрезерным,
поршень, пневмокамеры-корпуса, состоящего из днух литых
или штампованных чашек и упругой диафрагмы из резины или
прорезиненной ткани. Ход штока пневмокамеры ограничен воз-
можной упругой деформацией диафрагмы, ход поршня таких
ограничений не имеет.
Пневматические приводы просты по конструкции и уходу за
0,6 МПа).
(6—10 МПа) с соответствующими меньшими размерами гндро-
ки высокого давления. Основная область применения таких
ванных станков с питанием от гидросистемы станка.
В пневмогидравлической системе питания высокое давление
ким “усилителем”. В этом приводе объединяются основные до-
кого — компактность. Сжатый воздух, поступающий в ци-
линдр, используется для повышения давления во втором ци-
линдре, гидравлическом (рис. 34) для того, чтобы оно оказа-
айну отношения Л^/(1% (коэффи-
ной 15—20. Получаемая от при-
вода исходная сила <2 пропорци-
ональна площади гидропоршня:
где 1] КПД привода, достигающий 0,8—0,85.
В механическом приводе давление масла создается за счет
усилия руки, прикладываемой к рукоятке винта. Прннципиаль-
35. Привод состоит из винта 1,
передающего осевое усилие на
ра 2. При изготовлении механо-
гидравлического привода необ-
так как при утечках произойдет падение давления и силы за-
частью приспособления, встроенной в его корпусе, или являть-
ся самостоятельным устройством, питающим гидравлические
цилиндры.
создания вакуума под деталью. Для лучшей герметизации со-
уплотнения различной конструкции: резиновые кольца (рис.
ют получить вакуум до 0,03 МПа. При установке тонкостенных
собления без уплотнения (рис. 36, г). Величина исходного уси-
лия развиваемого вакуумным приводом определяют по фор-
ным давлением и вакуумом во внутренней полости; X — кс
фициент герметичности вакуумной системы (X = 0,8—0,35).
магнитные приводы основаны на том.
создает силу, препятствующую отрыву
от приспособления.
На рис. 37 показана магнитная призма для закрепления ци-
линдрических деталей. При горизон-
тальном положении магнита 1 маг-
проходит
нитный силовой
деленные немагнитной пластиной 4,
и прижимает деталь 5 к призме.
поток замыкается в корпусе призмы
Электромагнитный привод позво-
ляет получить значительную и стабильную силу закрепления,
отличается быстродействием, хорошо поддается автоматизации.
Структурная схема такого привода (рис. 38) в общем случае со-
стоит из источника питания (цеховая электросеть со стабилиза-
тором напряжения); электродвигателя 1; приводных механиз-
мов (редуктора 2, муфты 3 с пружиной 4 для регулирования
зажимного механизма (рычага 8, кулачка 9).
самотормозящего механизма (винтового или червячного). Чаще
ческой или электрической. Угол а скоса зубьев муфт равен
Замена ручного зажатия механизированным сопровождается
ханизированного зажатия характерны наиболее употребитель-
ные разновидности зажимов.
обходимости самоторможения, наиболее употребительными из
3.3. Простые зажимы
конструкции, широкое использование стандартизованных дета-
ность получать значительну’г силу закрепления детали при
самоторможению; большой ход нажимного винта (гайки), по-
отклонениями размеров.
| ворачивающейся ножки с закрепляемой деталью уменьшают,
39,а), по сравнению с деталью, рассчитаны только на то, чтобы
защитить поверхность детали, другие (рис. 39,б,е) служат для
того, чтобы распространить силу зажатия на большую площадь.
Соединения башмака с винтом всегда делают подвижными,
чтобы башмак мог самоустанавливаться на детали и винт был
Зажимы с подвижной гайкой (рис. 40) применяют для за-
болта, имеет увеличенную высоту. Роль башмака выполняет
(подкладываемая под гайку шайба. Для того, чтобы не свинчи-
вать гайку при снятии детали, внешний диаметр гайки делают
крепления детали достаточно по-
ного винта (гаики) зависит сила
закрепления детали (при заданном
моменте на приводе). Предпочте-
щая высокий коэффициент трения
и поэтому более надежная. Резьбы
с крупным шагом позволяют бы-
ботке с ударами, вибрацией, переменными нагрузками.
ходится из теории винта. Для ориентировочных расчетов удоб-
но помнить соотношение $ и IV. Например, для нормальной
метрической резьбы при пользовании стандартным ключом,
имеющим длину I = 14«?2 (й2 — средний диаметр резьбы), полу-
е = 150Н(~15 кгс);
IV = 75^ =75 15 = 12,5 кН (1250 кгс).
Клиновые зажимы
приводом. Величина трансформации исходной силы зависит от
нием угла а увеличивается выигрыш в силе, но одновременно
увеличивается проигрыш в перемещениях. Выигрыш в силе за-
висит от трения, проигрыш в перемещениях зависит только от
На рис. 41 показана одна из схем применения клина и
ные пунктиром силы V? И являются равнодействующими
нормальных сил IV и Е и соответственно вызываемых ими сил
р2 отклонений равнодейст-
вующих от нормалей явля-
ются углами трения
(р = агсЦг Ц).
Построенный рядом гра-
фик сил наглядно показы-
вает, насколько силы тре-
ния увеличивают исходную
силу (?, потребную для по-
лучения силы зажатия IV.
Из него видно, что без учета сил трения сила О = 17 сц
Значение угла <х = 15' наиболее употребительно. Границу
моторможения (сталь по стали всухую |1 = 0,15, т. е.
ма; кроме того, малые а требуют большого хода привода. Если
е = \У1в(а + 2р) = ^Ъе (15" + 12°) = IV Ъ8 27' = 0,517.
Таким образом, некий “средний” клиновой зажим дает
Применение усложненной конструкции с роликовыми опора-
ми уменьшает силы трения, позволяет уменьшить угол клина а,
Различают три типа эксцентриковых кулачков: круглые с
которой имеет эксцентриситет с осью симметрии; криволиней-
меда (реже эвольвенте или логарифмической спирали), обеспе-
чивающие стабильную силу закреплен заготовок; торцовые.
ки. Приращение радиуса по углу поворота (р называют ходом
Наибольший ход, равный 2е, соответствует углу поворота
= 180’ от точки 1, ближайшей к оси .поворота до точки 2,
новесия эксцентрика в этом положе-
занное на рис. 42 положение эксцент-
рика (ср = 90*) для самоторможения
самое неблагоприятное. Соотношение
Эксцентриковые зажимы применя-
г для ручного зажатия поэтому
новное условие для определения эксцентриситета:
где Р^ = р-2 IV — сила трения на про-
филе эксцентрика; Р2 = IV — сила
трения на оси вращения.
Если пренебречь благоприятным для самоторможения трени-
ем на поверхности отверстия (т. е. Ц2 —» 0) и принять ц* = 0,15
более надежной работы принимают е = 0,051).
действия (благодаря малому потребному углу поворота- рукоят-
обычных конструкций рекомендуется отношение длины рукоят-
ки к диаметру эксцентрика примерно 2—3. Если принять сред-
1^=120.
центриковый зажим всего в шесть раз слабее обычного винтово-
го (IV = 75ф), что позволяет ему успешно конкурировать с вин-
товым зажимом в приспособлениях, не вращающихся при обра-
вальных, сверлильных операций.
Рычажные ручные зажимы находят применение только в
узкой области: в невращающихся приспособлениях для мелких
деталей при условии ручной подачи инструмента, небольшой
необходимой силы зажатия и малого машинного времени обра-
ботки. Эти ограничения накладываются соображениями без-
опасности работы и недопустимостью физической перегрузки
исполнителя операции, так как рычажный зажим не может
Меха
го применения рычажного зажима, учитывая при этом, что
большую трансформацию исходной силы не допускают по сооб-
Трансформация исходной силы зависит от соотношения плеч
Пружинные зажимы
В данном зажиме для получения необходимой силы зажатия
IV необходима равная ей исходная сила <2, приложенная к
пружине.
не Илв иа числа нормализованных.
Силу зажатия XV* обеспечивают
путем ограничения осадки пружи-
чины /н, соответствующей XV*. Это
Избыток исходной силы р воспринимается каким-либо упо-
ром, предусмотренном в конструкции зажима или привода.
Осадку пружины / всегда нужно знать по конструктивным со-
ображениям, не допуская касания витков друг с другом.
шага витков).
постоянная величина силы зажатия, что важно при закрепле-
нии нежестких деталей или. например, при вытяжке и штам-
3.4. Комбинированные и многократные зажимы
Силовая характеристика комбинированного зажима опреде-
ляется характеристиками механизмов, входящих в комбина-
Если, например, один из них дает XV = 12$, а второй
Комбинированный зажим вместо простого бывает необходим
по следующим причинам:
направлении;
• чтобы увеличить трансформацию исходной силы.
Первая причина является главной и характерной как для
Вторая причинам — увеличение трансформации исходной
силы редко бывает решающей.
• для получения самоторможения зажима достаточно, чтобы
только один из механизмов был самотормозящимся;
• конструкция получается проще, если самотормозящийся
механизм расположен первым к рукоятке зажима.
Из простых механизмов винтовые и эксцентриковые удобно
щиеся, а рычажные самотормозящимися быть не могут.
башмаков) обусловлена погрешностями взаимного расположе-
передать силу более чем в два места на одной прямой, или
ются зажимы последовательные, параллельные и плавающие.
Последовательные зажимы осуществляют последовательное
мом зажима, передается последовательно от детали к детали в
одном направлении, так что на каждом башмаке со = 1У. Одна
из распространенных конструкций многократного зажима в
приспособлении для фрезерования показана на рис. 46.
В этом приспособлении непо-
движный сухарь 1 является эле-
ментом только установочным (уста-
новка наружной цилиндрической
поверхности с помощью полуци-
линдрического гнезда). Следующий
второй детали, служит башмаком
. д. до последнего сухаря П, кото-
рый является элементом только зажимным. Таким образом, в
няющих установочные функции.
Такая особенность компенсации приводит к прогрессивному
снижению точности установки деталей в направлении, противо-
положном направлению зажатия (от элемента 1 к элементу П).
характерное тем, что сила зажатия.
зажима, распределяется в параллельных направлениях, так что
на каждом башмаке (О = ИЛ/п. Необходимые для компенсации
Плавающие зажимы
3.5. Са
Самоцентрирующимися по точке (центру) называют устрой-
ных так, что в любой момент они равноблизки к этой точке
(например, 2-х или 3-х кулачковые патроны).
Наиболее широко самоцентрирующие
объясняется тем, что на чертежах положение цилиндрической
поверхности задают положением ее оси (конструкторской базы)
и ось же используют в качестве конструкторской базы по отно-
шению к другим поверхностям.
ва являются самоцентрирующими, теорс
щими погрешность установки оси 8у = О.
скольку все большей становится роль мелких факторов, трудно
поддающихся регламентации .и контролю.
Поэтому различают устройства по виду элементов (кулачковые,
цанговые, мембранные и т. д.), по виду механизма, управляю-
щего злементами (винтовые, клиновые и т. д.), по числу кулач-
ков и т. д. Ниже для удобства они все разделены на две услов-
Для повышения точности в самоцентрирующих устройствах
такого типа допускается обработка рабочих поверхностей ку-
лачков после сборки.
На рис. 51 показано двухпоясное кулачковое устройство для
установки деталей типа “гильза”. Возможность совместной ра-
боты двух поясов обеспечена тем, что управляющие кулачками
Рис. 51
Конструкция работает от пневмопривода,
тень связан с тягой 3, а цилиндр — толкателем 4. Движение
лачков войдут в контакт с базой и система уравновесится. Воз-
ми пружинами 6.
Клиновые кулачковые устройства несколько точиее винто-
вых, благодаря меньшему числу сопряжении с зазорами. Замет-
тей кулачков после сборки.
Ход кулачков может быть большим, что обеспечивает свобод-
ную установку детали с большим гарантированным зазором.
втулка-цанга (рис. 52). Лепестки цанги должны быть упруги-
обеспечивают правильным выбором площади сечения лепестка
иначе точность получается очень низкой, примерно такой же.
значительный ход. В этом отношении рычажное устройство по-
добно клиновому кулачковому.
Общей причиной сравнительно малой точности обыкновен-
ных самоцентрирующих устройств является большое число де-
Во-первых, рабочая (установочная) поверхность устройства
не составляется из поверхностей нескольких одноименных по-
движных деталей (кулачков), я представляют собой одну ци-
верхность, выполненную на одном элементе.
Во-вторых, ход устройства — изменение диаметра установоч-
ной поверхности (то же, что ход кулачков) достигается путем
деформации элемента, на котором выполнена установочная по-
ной поверхностью
Устройства с неразрезной цангой. В качестве примера на
рис. 55 показана часть центральной оправки для крупного
вала, представляющая собой самоцентрирующее устройство с
неразрезной цангой.
ном ходе обеспечивается со-
ра установочной поверхнос-
жатия по окружности базы сближает эти устройства с цангами.
Возможность придавать выступам мембран разнообразную
форму, оснащать их губками и т. п. позволяет использовать их
подобно однопоясным кулачковым устройствам.
Устройства с гидропластом. Основные элементы устройства
представлены на рис. 57. Приращение ДО установочного диа-
втулки при повышении давления в полости, заполненной гцд-
мающего на плунжер 2. Работоспособность устройства обеспечи-
вают расчетом.
Допустимое приращение установочного диаметра зависит от
свойств стали, из которой изготовлена втулка 3 и условий тер-
мообработки и обычно составляет ЛО = 0,002—0,0030 мм. При-
меняемые давления гидропласта достигают 25—50 МПа, поэто-
му принимают особые мер против утечки гидропласта через га-
как установочного не исключает применение других зажимных
По внешнему оформлению в конструкции приспособления
устройства с гидропластом подобны установочным цилиндричес-
ким пальцам и гнездам. Наличие зажимного винта, как прави-
ло, не ухудшает компактности установочного узла, что допуска-
Устройства с тарельчатыми пружинящими шайбами. Эти
баритных размерах зажимных устройств требуется обеспечить
значительные усилия закрепления.
Применяют в приспособлениях для закрепления деталей как
по внутренней, так и по наружной обработанной цилиндричес-
кой поверхности.
нящие шайбы позволяют получить приращение посадочного
диаметра ОД—0,4 мм за счет выпрямления шайб в процессе за-
жатия (рис. 58). Точность установки детали устройства обеспе-
Глава 4. ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
1.1. Элементы, направляющие инструмент
В приспособлениях для деталей к элементам, направляющим
инструмент, относят такие, с помощью которых влияют на по-
ложение инструмента относительно детали. По выполняемым
функциям эти элементы делятся на три группы:
• элементы, препятствующие уводу (отжиму) инструмента
(направляющие втулки);
• элементы, определяющие положение инструмента при уста-
' элементы, выполняющие обе названные функции (ковдук-
Втулки, препятствующие уводу (отжиму) инструмента, при-
меняют в приспособлениях для обработки поверхностей враще-
ния, одновременно предусматривают гладкую (направляемую)
часть у державки инструмента или у самого инструмента (рис.
59).
от нормального режима обработки, чтобы уменьшить погреш-
ность обработки, возникающую вследствие отжима (увода) ин-
струмента или его вибрации. Дополнительная опора создает
более благоприятные условия для работы инструмента.
По отношению к направляемой части инструмента или дер-
спокойной работе ее делают из бронзы, при длительной тяже-
лой работе втулку делают вращающейся, из закаленной стали.
меры при установке инструмента на размер: элемент представ-
корпусе приспособления на
тором должна находиться
нения установов — приспо-
собления для фрезерования. Например, измерить глубину паза
на валу можно без затруднений, но измерить смещение оси
паза с оси вала намного сложнее, а, кроме того, деталь испра-
Кондукторные втулки
С помощью таких втулок направляют инструмент для обра-
ниях-кондукторах.
верки длителен. Поэтому к ней прибегают лишь в тех случаях,
когда для установки и закрепления детали пользуются каким-
либо приспособлением общего назначения. В каждом специаль-
ном приспособлении для сверления обязательно предусматрива-
дежно получить то»
отверстия, трудно дости-
жимую иными средствами. Погрешность исходного размера
втулки относительно исходной базы и от величины зазора,
предусмотренного между сверлом и втулкой.
Постоянные втулки делают с буртом или
зателен, если торец втулки служит упором, ограничивающим
едпкм инструменте:.: (сверло:.: пли зенкере:;:). Высоту втулки
принимают равной 1—2 диаметрам отверстия, но при малых
нижним торцом втулки и деталью оставляют зазор около 0,5
диаметра отверстия для мелкой стружки (рис. 61,о,б).
Такую втулку 2 ставят без гарантированного натяга и стопорят
винтом 1. Сменные втулки часто устанавливают в промежуточ-
ные втулки 3, которые запрессовывают в крышку или корпус
(рис. 61,в).
Выстросменные втулки применяют, если отверстие обрабаты-
ходе предусматривают комплект быстросменных втулок с соот-
ветствующими диаметрами отверстий. Буртик у втулок делают
высоким и с накаткой для удобства при установке
На буртике имеется сквозной продольный срез, позволяющий
легко вынимать и вставлять втулки при замене, а также боко-
тив часовой стрелки до совпадения среза .
поднима-
тегории специальных. Однако общие рассуждения о выборе по-
садки инструмента во втулке, ее высоте, расстоянии между
втулкой и деталью остаются теми же, что и для стандартных
Вращающиеся втулки применя-
ются для направления инструмента
(рис. 63,а) и для фиксации осевого
перемещения инструмента (рис.
63,6). В этом случае кондукторная
втулка называется упорной, в ее
корпусе устанавливается упорный
4.2. Корпуса приспособлений
Корпус — это часть приспособления, на которой размещены
все другие элементы, образуя единую конструкцию. Корпус
имеет установочные посадочные поверхности, с помощью кото-
рых приспособление ориентируется и соединяется со станком.
Корпус воспринимает все силы, действующие на деталь при
Эти требования обеспе-
чивают рациональной формой корпуса, усилением его ребрами
жесткости, выбором материала. При конструировании корпусов
необходимо обесп*,««ть и ппугие требования, а именно:
• стабильность корпуса в процессе эксплуатации, т. е. изно-
состойкость и отсутствие деформаций;
• наименьшую трудоемкость изготовления и стоимость;
• удобство монтажа всех остальных элементов на корпусе;
• удобство установки самого приспособления на станок;
• вес корпуса желательно уменьшать, если приспособление
процессе эксплуатации перемещать вручную;
• внешний вид корпуса приспособления в целом влияют на
его сохранность, поэтому лучше, если поверхности будут
гладкими, покрашенными или покрытыми антикоррозион-
ным покрытием.
По конструкции корпуса
операций, числа одновременно устанавливаемых деталей в при-
способление, типа станка, для которого оно предназначено. На
соб получения заготовки корпуса. Корпусы сложной формы из-
готавливают из заготовок, полученных литьем по индивидуаль-
Корпусы средней и даже сложной формы получают из свар-
мость по сравнению с литым корпусом.
тей. Части корпуса изготавливают из сортового проката и со-
единяют с помощью штифтов и винтов.
Литые и сварные заготовки подвергают термической обработ-
ке, чтобы снять внутренние напряжения, могущие со временем
лишить приспособление первоначальной точности.
Простота изготовления — требование, предъявляемое к
любой детали. Применительно к корпусу оно тем важнее, чем
второго порядка).
(приспособлений
пы его важнейших поверхностей: поверхности, представляющие
собой установочное место корпуса, поверхности под установоч-
ные элементы и поверхности под элементы для направления
новочного места корпуса можно было использовать как удобные
установочные базы при обработке других поверхностей, чтобы
участки поверхностей корпуса, которые должны лежать в
прерывались выступами, мешающими обработать их в один
переход, чтобы обработка отверстий, от которых требуется вы-
Заготовки для корпусов получены: г — ив сортового проката. бориый из двух частей.
Нормализация заготовок : корпусов
Нормализация заготовок корпусов срок изготовления приспособления, сн1 большая номенклатура нормализовав числе и заготовок корпусов, имеется в На рис. 65 показаны некоторые т» Все элементы корпусов отливаются ются основными элементами корпуса, тальные элементы. Для крепления г плиты имеют проушины. Коробки (р1 ваться любой из шести граней плит: стол станка после присоединения к ш 84 имеет целью сократить изить его стоимость. Чем иия приспособлений, тем 1ных элементов, в том распоряжении конструк- из чугуна. Плиты явля- на них монтируются ос- [риспособления на столе 1С. 65) могут устанавли- ы и непосредственно на им лапок (рис. 65,з,д), а
Рис. 65
леры, угольники и т. п. (рис. 65,е—о) используют для компо-
Ёки корпусов и в качестве элементов жесткости. При сборке
пусов из элементов последние соединяются штифтами и
тами. Стандартные элементы корпусов можно использовать
4.3. Делительные устройства
Делительные устройства позволяют получить разные пози-
|Ции детали относительно корпуса приспособления без переза-
крепления детали. При этом деталь может быть либо переме-
ный угол. В практике чаще всего применяются делительные
устройства для поворота детали, их называют поворотными.
Поворотные приспособления широко применяются на свер-
Главными элементами устройства являются делительная
злить на две мруппы (рис. 66):
устройства, конструктивно тесно связанные с приспособле-
нием (рис. 66,6).
Длительная у7Еталь Детял„
I плита. <-т_ / • гз-^ /
'Фиксатор Дел и. тельная
г плита.
а.) I)
Точность работы устройства зависит от точности расположен
гору (люфт плиты). Во избежание быстрого износа сопряжен-
твердость (НЕС 55-60). По этим причинам особенности компо-
новки устройства в значительной мере предопределяют целесо-
образный способ фиксации делительной плиты, т. е. форму
мест (гнезд) под фиксатор и положение последнего относитель-
но плиты.
Устройства 1 группы. В таких устройствах делительная
плита выполняет только свое основное назначение. Она не
несет ня себе никаких деталей приспособления и
поэтому может иметь высокую твердость. В этих
устройствах гнезда под фиксатор выполняют в
Устройства 2 группы. В устройствах этой
группы на делительной плите размещают уста-
новочные элементы, зажимы и другие элементы,
тем самым передавая ей часть функций, выпол-
Необходимую точность расположения отверстий в плите
обеспечивают растачиванием их на прециционных координатно-
расточных станках. Как правило фиксатор располагают перпен-
дикулярно к плоскости поворота плиты.
С'
Поэтому устройства 2 группы составляют подавляющее боль-
шинство применяемых делительных устройств.
зависит от способа фиксации плиты — формы рабочей части
фиксатора и гнезда.
бические и шаровые (рис. 68). Схема, показанная на рис. 69,
позволяет видеть, что фиксатор может войти в гнездо, не при-
поднимая (не сдвигая) делительную
чае, если сумма зазоров по фиксатору
это справедливо лишь в предположении.
К у корпуса и у плиты в точности одина-
очевидно, что для нормальной работы
фиксатора необходимо условие
Рис. 69
принимать минимальным,
часть суммы ч- »2 представит необходимую величину зазора
цилиндрическим фиксатором зазоры по фиксатору (г1 + г2) тре-
буется всегда большими, чем это необходимо только для того.
Вместе с увеличением зазоров по фиксатору увеличивается
устройства. По этим же причинам (зазор г3, и допуски г) ко-
нусный фиксатор допустимо применять лишь в таких случаях,
когда делительная плита вместе с обрабатываемой деталью на-
руки на фиксатор.
Преимуществом конусного фиксатора по сравнению с ци-
износ вследствие перекосов, опасность брака деталей при слу-
чайном загрязнении гнезд делают конусный фиксатор нежела-
Наилучшим является фиксатор ромбический. Его действие
чить допуски г на координаты В или, наоборот, при тех же ве-
личинах г — значительно уменьшить зазоры (зазор и тем
ние самого фиксатора должно быть определенным (большая ось
“ромба" направлена перпендикулярно координате й), однако в
ния конструкции узла фиксатора.
Копировальные устройства применяют для обработки фасон-
ных поверхностей на станках общего назначения. Иногда такое
чном направлении.
Специфическими задачами, решаемыми при проег
• профилирование копира;
• выбор способа замыкания ролика;
метрическим построением. Для построения должны быть из-
вестны деталь, инструмент, диаметр ролика и система, обеспе-
ной подачи (системы копирования). При построении исходят из
той основной предпосылки, что в любой момент обработки ин-
струмент находится в контакте с профилем детали, а ролик —
Показанная на рис. 70 система копирования характерна тем,
что взаимное положение инструмента и ролика (размеры а и Ь)
При выборе способа замыкания ролика решается задача
обеспечения постоянного контакта ролика с копиром. На приве-
денной схеме постоянный контакт обеспечивается вторым копи-
устройстве рис. 70 для получения виданного
3 (отт
ению основной подачи. В том же устройст-
ределяющий положение поверхности в осевом направлении,
надо расположить торец ( линейки 3 на определенном расстоя-
нии от исходной базы (от установочных влементов приспособле-
В заключение следует отметить, что станки с ЧПУ с успехом
заменяют копировальные устройства, обеспечивая более высо-
кую точность обработки при обработке сложнофасонных поверх-
ностей, при этом затраты на программирование несравненно
меньше, чем на проектирование и изготовление копировального
Подводимые опоры применяют с целью дополнительно под-
держать установленную и закрепленную деталь в том месте, где
она может прогнуться от сил резания, для предотвращения
Подводимая опора не должна участвовать в установке дета-
ли. Ее подводят только после окончания установки и отводят
после снятия детали, перед установкой следующей.
На рис. 71 показаны различные конструкции подводимых
При затрудненном подходе к детали удобно использовать вы-
(рис. 72).
Рис. 72
Переходной планшайбой называют промежуточную деталь
между корпусом приспособления и шпинделем станка, приме-
няемую при установке приспособления токарного типа (рис.
73). Эта деталь выполняет очень важную роль. Во-первых, она
ния на станке (малую помрешность 8п, свя-
занную с установкой приспособления). Это
достигается тем, что центрирующий бурт
(или выточку) и плоскость планшайбы обра-
планшайбы на шпинделе.
форму легче обработать с высокой точнос-
водства можно быстро заменять одно приспо-
собление другим, каждый раз получая хорошую точность уста-
новки. Для этого нужно лишь сделать одинаковыми установоч-
ные места корпусов приспособлений для операций, закреплен-
ных за данным станком.
Установочными шпонками (рис. 74) снабжают корпуса при-
способлений фрезерного типа, чтобы упростить ориентировку
приспособления на столе станка. Две шпонки, по возможности
дальше удаленные друг от друга, входят в паз стола.
Подкладки для кондукторов. Корпус кондуктора для сверле-
ния отверстий с непараллельными осями должен иметь столько
установочных мест, сколько нужно разных позиций кондукто-
ра. Подкладка позволяет получить две позиции при одном уста-
одиом из них кондуктор не будет устойчив.
Крепежные детали. Большинство этих деталей на заводах
Глава 5. КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИИ
На машиностроительных предприятиях по
авиадвигателей проектируют и совершенствуют €
вовать общим и специальным требованиям, предъявляемым к
приспособлениям, и учитывать конкретные производственные
условия.
во функций, выполняемых одноименными элементами присно*
выделить три типа или вида приспособлений.
фрезерного
ков. Третий вид — кондукторы — для сверлильных станков.
вают связь детали со столом станка, характерной деталью явля-
ется кондукторная втулка (одна или несколько).
5.2. Приспособления токарного типа
Приспособления к станкам токарного типа применяют для
установки заготовок, у которых обрабатывают поверхности вра-
щения. Поэтому компановка элементов приспособлений зависит
группы: патроны, оправки, угольники и планшайбы.
Патронами называют приспособления токарного типа, в ко-
торых установка детали осуществляется, как правило, базой-
валом. В большинстве случаев установочные влементы являют-
ся самоцентрирующими и выполняют также зажимные функ-
ции. Такое совмещение функций позволяет компактно офор-
млять конструкцию приспособлений.
Патроны соединяют со шпинделем станка через промежуточ-
ную деталь — переходную планшайбу (рис. 73). Возможно со-
единение корпуса приспособления и непосредственно с конце-
вой поверхностью шпинделя.
Эти приспособления применяют для обработки относительно
коротких деталей. Они различаются по типу привода на ручные
и механизированные. В зависимости от применяемых устано-
вочных и зажимных элементов (кулачков) конструкция патро-
двух-, трех-, четырехкулачковые. Одна из конструкций этого
типа — трехкулачковый патрон с рычажным механизмом за-
жима представлен на рис. 76. Установочной поверхностью яв-
ляется поверхность Б детали 1. Закрепление обрабатываемой
устройства 2, соединенного 3 тягой с
наибольшее применение получили патроны с гидропластмассой.
Рис. 77
4-х
чего мембрана 2 деформируется и закрепляет де-
Конструкция приспособления при зажиме и раскреплении
!рабатываемой детали должна предусматривать образование
фугой деформации под действием сил, приложенных к зажи-
пощей части. Пережим мембраны, ведущий к ее остаточной
формации не допускается. Для обеспечения высокой точности
обработки установочная поверхность I) мембраны растачивается
по размерам обрабатываемой детали, резмер — по 6 квали-
териал мембраны — сталь 65Г или УТА. Для обрабатываемой
детали диаметром от 75 мм до 115 мм выбирают ориентировоч-
но следующие размеры оправок: = 95...125 мм; I) = 60...90
Оправками называют приспособления токарного типа, приме-
центрах станка.
ки цилиндрические, кок
струкцию. Представление о конструктивном оформлении опра-
вок можно получить из рассмотрения их общих видов, изобра-
бовая оправка с центрированием детали 1 по отверстию й. Де-
Оправки разжимные (рис. 80—83) применяют на операциях
литетам.
Работа самоцентрирующих устройств была рассмотрена в гл.
3, разд. 3.5. Обратим внимание на некоторые конструктивные
особенности. Центровые гнезда обязательно защищают предо-
вой оправки оформляют под поводковое устройство, передаю-
щее ему вращение шпинделя.
При установке обрабатываемой детали 1 на оправку с та-
рельчатыми пружинами (рис. 81) кольца 3 применяются для
предварительной установки детали. Окончательная установка
достигается в результате упругой деформации тарельчатых пру-
пластмассой (рис. 82) обрабатываемая деталь 1 центрируется и
зажимается в процессе упругой деформации тонкостенной части
втулки 2 под воздействием давления гидропластмассы, создава-
емого при завинчивании винта 3 и перемещения плунжера 4.
При проектировании, оправок с гидропластмассой рассчитыва-
ют параметры упругих тонкостенных втулок и размеры нажим-
ных винтов. Толщина втулки при наружном ее диаметре I) =
98
Рис. 83
10 ... 50 мм, I будет равна О, 011) + 0,25 мм. Втулки изго-
НКС 33...36 и 35...4О соответственно.
и МАТИ
4 , представляющие собой соединения
аналогичны мембранному патрону (рис. 77). Основные парамет-
ры оправки: толщина мембраны Ъ = 0,03^; диаметр базовой
поверхности детали (1/3—3/4)1), высота рожков Л = 1/3X).
длина установочно-зажимной поверхности X. < 20 количество
Это условное название конструкции приспособления токарно-
го типа с корпусом, имеющим угловую форму. Одна из кон-
передвигается угольник, имеющий три фиксированных положе-
ния. Деталь крепится на наладке, которая устанавливается на
угольнике по двум
Это приспособление с открытым корпусом в виде диска. В
соответствии с общим требованием к оформлению вращающих-
ся приспособлений корпус делается круглым, даже если остает-
токарной обработки мелких и средних деталей, корпусов. Де-
таль, со сменной наладкой, устанавливается на планшайбу по
поверхности 0 30 и закрепляется прихватами с регулируемой
опорой и центральным зажимом (М 20). При обработке не сим-
метричной детали конструкция планшайбы может быть иной.
5.8. Приспособления фрезерного типа
Характерными конструктивными особенностями приспособ-
лений данной 1руппы являются большая масса корпуса, повы-
шенная прочность всех элементов приспособления. Дополни-
100
тельные требования предъявляют к закреплению заготовки.
цессе обработки от силы резания появляется опасность повы-
На корпусе приспособления расположено плоское установоч-
ции, чтобы была обеспечена хорошая устойчивость приспособ-
се, в местах совпадающих, при установке приспособления с па-
зами станка, предусматривают специальные отверстия или вы-
габаритных размеров приспособления.
Для установки приспособления соосно пазам стола станка по
направляющие шпонки
обеспечивают не только соответствующее положение приспособ-
ления на столе, но и тем повышают устойчивость приспособле-
Для установки и контроля положения стола станка вместе с
виде пластин, уголков, призм и т. п. По-
. корпусе приспособлений на определенном
вов связывают точными размерами с установочными элемента-
: 0,05мм.
тем, что вес, габаритные размеры приспособления, конфигура-
ция установочного места и конфигурация в целом имеют второ-
степенное значение.
нию приспособлений, является возможность широко применять
средних по размерам деталей. Это обусловлено большими пло-
тельные требования предъявляют к закреплению заготовки.
цессе обработки от силы резания появляется опасность повы-
На корпусе приспособления расположено плоское установоч-
ции, чтобы была обеспечена хорошая устойчивость приспособ-
се, в местах совпадающих, при установке приспособления с па-
зами станка, предусматривают специальные отверстия или вы-
во мест креплений два или четыре, в зависимости от массы и
габаритных размеров приспособления.
Для установки приспособления соосно пазам стола станка по
направляющие шпонки
обеспечивают не только соответствующее положение приспособ-
ления на столе, но и тем повышают устойчивость приспособле-
Для установки и контроля положения стола станка вместе с
виде пластин, уголков, призм и т. п. По-
. корпусе приспособлений на определенном
вов связывают точными размерами с установочными элемента-
: 0,05мм.
тем, что вес, габаритные размеры приспособления, конфигура-
ция установочного места и конфигурация в целом имеют второ-
степенное значение.
нию приспособлений, является возможность широко применять
средних по размерам деталей. Это обусловлено большими пло-
тывают в большинстве случаев открытые плоские поверхности.
НИИ. Примером может служить конструкция кассетного приспо-
собления. Конструкции приспособлений для фрезерования пред-
ра, развертки и т. п.) относительно установочной поверхности
приспособления связывающих кондукторную плиту с установоч-
ным местом приспособления и столом станка, различают сле-
дующие типы^кондукторов: крышечные, перекладные, наклад-
ные, ящичные и прочие.
Крыше
ают кондуктор, у которого кондукторная
плита с расположенными на ней кондукторными втулками, вы-
полнена в виде откидной или съемной крышки. На корпусе
размещены элементы для установки обрабатываемой детали.
Рабочие поверхности кондукторных втулок и установочных эле-
ментов должны быть точно расположены друг относительно
рис. 88 представлен общин вцд кондуктора с откидной крыш-
поверхность Б. Окончательная установка и закрепление детали
осуществляется самоцентрирующим винтовым устройством. На-
эталонной деталью. На рис. 89 кондукторная плита выполнена
Рис. 87
Рис. 87
Перекладные
что корпус его
рис. 90 представлен двухпозиционный кондуктор. Корпус его
имеет два установочных места. Для выполнения операции
нужно после первого перехода, повернуть (перекладывать) кор-
пус кондуктора на второе установочное место.
Ящичные кондукторы имеют открытый или закрытый кор-
ке и вынимании детали. Кондуктор с открытым корпусом более
удобен в эксплуатации. Достоинство кондукторов этого типа со-
шается количество погрешностей, влияющих на точность обра-
Рис. 89
Рис. 90
бенность даниого типа кондуктора состоит
навливается на деталь, а не наоборот. Уста:
таль. При отсутствии у детали такой плоскости необходима
детали вместе с кондуктором на столе станка. Применяются на-
Поворотный кондуктор имеет делительное устройство, кото-
рое дает возможность детали поворачиваться на заданное кон-
струкцией количество позиций. Поворотный кондуктор проек-
схеме для фиксирования позиций детали в конструкции пред-
от точности работ делительного устройства. По второй схеме
Точность углового положения отверстий зависит от точности
положения втулок. Оценивают преимущества этих схем по
сложности их изготовления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
процессов и приспособлений. Методы обработки поверхностей.
— М.: Машиностроение, 1973.
редакцией Б.Н. Вардашкина и А.А. Шашилова. — М.: Маши-
ностроение, 1984.
3. А.К. Горошкин. Приспособления для металлорежущих
ков. Расчеты и конструкции. — М.: Машиностроение, 1975.
ния. — М.: Машиностроение, 1973.