Б. И. ЧЕРПАКОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
ОСНАСТКА Я
СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ACADEMA

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Б.И.ЧЕРПАКОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
ОСНАСТКА
УЧЕБНИК
Допущено
Министерством образования Российской Федерации
в качестве учебника для студентов образовательных учреждений
среднего профессионального образования, обучающихся
по специальности 1201 «Технология машиностроения»
ШУ- У

Москва
ACADEMA
2003
УДК 621.9.06(075.32)
ББК 34.63-5
4-49
Рецензенты:
преподаватель ГОУ Мытищинского машиностроительного техникума-
предприятия Ю. Н. Воронкин-,
зав. кафедрой «Технология металлообрабатывающих систем
автомобилестроения» Московского государственного индустриального
университета, д-р техн, наук, проф. О. В. Таратынов
Черпаков Б. И
4-49 Технологическая оснастка: Учебник для учреждений сред,
проф. образования/Борис Ильич Черпаков. — М.: Издатель-
ский центр «Академия», 2003. — 288 с.
ISBN 5-7695-1148-6
Рассмотрены типовые элементы конструкций станочных приспособ-
лений для токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных станков,
станков с ЧПУ и обрабатывающих центров, агрегатных станков и автома-
тических линий. Описаны приспособления для режущего инструмента,
для сборочных работ и контрольные приспособления.
Представлены сведения по проектированию и эксплуатации станоч-
ных и контрольных приспособлений. Приведена методика оценки эффек-
тивности приспособлений. Даны методические рекомендации по изуче-
нию курса и выполнению курсовых и дипломных работ.
Для студентов образовательных учреждений среднего профессиональ-
ного образования, а также может быть полезен при профессиональном
обучении рабочих на производстве.
УДК 621.9.06(075.32)
ББК 34.63-5
ISBN 5-7695-1148-6
© Черпаков Б. И., 2003
© Образовательно-издательский центр «Академия», 2003
© Оформление. Издательский центр «Академия», 2003
ПРЕДИСЛОВИЕ
Повышение производительности механической обработ-
ки в значительной степени зависит от уровня механиза-
ции и автоматизации станочных приспособлений. Анализ
времени обработки на универсальных металлорежущих
станках показывает, что время резания (машинное вре-
мя) составляет 17...38 % штучно-калькуляционного вре-
мени, а остальное (вспомогательное) время затрачивает-
ся в основном на установку и закрепление (раскрепление
и съем) заготовок.
Существенно повысить производительность механичес-
кой обработки можно лишь при резком сокращении вспо-
могательного времени благодаря применению прогрессив-
ной технологической оснастки, в частности быстродей-
ствующих механизированных приспособлений.
Наиболее значительную долю в общем парке техноло-
гической оснастки составляют приспособления, применя-
емые для установки и закрепления заготовок деталей, об-
рабатываемых на металлорежущих станках.
В связи с этим основное место в настоящем учебнике
отведено станочным приспособлениям. Большое внимание
уделено описанию конструкций и принципа действия при-
способлений для оснащения станков основных техноло-
гических групп.
В учебнике приведены также общие методологические
положения по проектированию станочных приспособле-
ний, усвоив которые учащийся сможет творчески подой-
ти к созданию приспособлений различного назначения.
При подготовке учебника были использованы отрасле-
вые нормативно-технические материалы, государственные
стандарты, проспекты отечественных предприятий и за-
рубежных фирм, справочная и производственная литера-
тура.
От других изданий, посвященных станочным приспо-
соблениям, данный учебник отличается насыщенностью
иллюстративным материалом, что позволит учащимся по-
лучить более полное представление о прогрессивной тех-
нологической оснастке.
Учебник написан в соответствии с программой курса
«Технологическая оснастка», посвященного станочным и
3
другим приспособлениям, который связан с курсами «Гид-
равлические и пневматические системы», «Процесс фор-
мообразования и инструменты», «Обработка материалов,
станки и инструменты», «Нормирование точности», «Ав-
томатизация и механизация производства», «Оборудова-
ние машиностроительного производства» и др.
Учебник содержит сведения, которые могут быть ис-
пользованы при конструировании технологической осна-
стки на предприятиях. Оснастка, входящая в состав техно-
логического оборудования, поставляемого со специализи-
рованного предприятия (например, инструментальные
магазины станков с ЧПУ, револьверные головки и др.),
не рассматривается.
Подраздел 3.5 написан канд. техн, наук Я.М.Ашкина-
зий.
ВВЕДЕНИЕ
Технологическая оснастка — важнейший фактор успешного осу-
ществления технического прогресса в машиностроении. Она пред-
ставляет собой совокупность рабочего, измерительного инстру-
мента и приспособлений, используемых для базирования, зак-
репления и контроля обрабатываемых деталей на различном тех-
нологическом оборудовании: металло-, деревообрабатывающих
станках, прессах, измерительных машинах и др. В зависимости от
назначения технологического оборудования различается и его ос-
настка. Так, на станках с ЧПУ к оснастке относят дополнитель-
ные устройства, не входящие в комплект станка, например уст-
ройства для размерной настройки инструмента вне станка. В дан-
ном учебнике рассматривается оснастка, применяемая на различ-
ных металлорежущих станках, автоматических линиях и коорди-
натно-измерительных машинах.
Механизация и автоматизация процесса закрепления загото-
вок наряду с ростом производительности обработки обеспечива-
ет: повышение точности благодаря стабильности силы зажима,
снижающей погрешность закрепления; сокращение доли ручного
труда; снижение физической нагрузки рабочих; возможность мно-
гостаночного обслуживания, поскольку рабочий освобождается
от необходимости длительного присутствия у одного станка; рег-
ламентацию цикла обработки, являющуюся предпосылкой для ав-
томатизации процесса в целом.
Заимствование известных технических решений при создании
оснастки — основной принцип при оснащении приспособления-
ми технологии изготовления изделия. Это обусловлено высоким
удельным весом затрат, связанных с технологическим оснащени-
ем, в себестоимости продукции, поскольку проектирование и про-
изводство оснастки носит индивидуальный характер и зависит от
конкретных конструктивно-технологических параметров каждого
обрабатываемого изделия.
Технологическая оснастка является переменной частью техно-
логического оснащения. Назначение технологической оснастки —
обеспечивать, менять и расширять технологические возможности
оборудования, поэтому срок ее службы на один порядок и более
ниже срока службы оборудования. В действующем производстве
требуется постоянное обновление технологической оснастки, а
при смене номенклатуры изделий или изменении требований к
их изготовлению для заданного состава оборудования новые про-
5
изводственные условия обеспечиваются благодаря полной или ча-
стичной ее замене.
Разновидность систем технологической оснастки определяется
типом производства. В массовом производстве приоритетным яв-
ляется применение специальной неразборной и безналадочной тех-
нологической оснастки; в серийном производстве — специализи-
рованной и унифицированной технологической оснастки, обла-
дающей свойством обратимости (возможностью многовариантно-
го и многоразового использования ее деталей и сборочных еди-
ниц); в единичном производстве — специальной неразборной и
универсально-наладочной технологической оснастки.
Рассмотрим место технологической оснастки в технологиче-
ской системе.
Технологическая система — совокупность функционально взаи-
мосвязанных средств технологического оснащения, предметов
производства и исполнителей для выполнения в регламентиро-
ванных условиях производства заданных технологических процес-
сов или операций.
Основное требование, предъявляемое к технологической си-
стеме, — обеспечение требуемых производительности и точности
обработки (включая точность размеров, формы и взаимного рас-
положения обработанных поверхностей, их волнистость и шеро-
ховатость). На точность обработки влияют все компоненты техно-
логической системы (рис. В.1).
Главным компонентом технологической системы является ме-
таллорежущий станок (станок) — технологическая машина, пред-
назначенная для размерной обработки заготовок главным обра-
зом снятием стружки режущим инструментом. Используют также
специальные методы обработки (электрофизические, электрохи-
Рис. В. 1. Компоненты технологической системы
6
мические, лазерным лучом, пластическим деформированием) и
операции, связанные с измерением или контролем заготовок и
деталей, а в ряде случаев и с их сборкой.
Приспособление (станочное, сборочное, контрольное и др.)—
один из определяющих компонентов технологической системы.
Приспособление должно обеспечить заданную точность положе-
ния инструмента или заготовки при обработке на станке. Дефор-
мация и изнашивание зажимных элементов приспособления, по-
садочных, установочных и направляющих поверхностей изменя-
ют начальные характеристики его точности и увеличивают с тече-
нием времени соответствующую составляющую суммарной погреш-
ности обработки.
Режущий инструмент в процессе обработки образует на заготовке
поверхности заданной формы. Основное требование к инструмен-
ту — точность режущих кромок и прилегающих поверхностей реза-
ния. К характеристикам точности инструмента относится его поло-
жение в пространстве, которое может изменяться при деформации.
Заготовка — предмет производства, из которого изменением
формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств матери-
ала изготовляют деталь. Заготовка характеризуется заданной точ-
ностью формы и стабильностью свойств материала. Неравномер-
ный припуск, деформация заготовки, неравномерное распреде-
ление твердости, технологические дефекты материала, измене-
ния в поверхностном слое, возникающие в процессе резания, и
другие характеристики являются ее выходными параметрами в
общей схеме формирования точности детали.
Измерительные средства — комплекс устройств, применяемых
для измерений отдельных параметров, их регистрации и отсчета.
Измерительные средства имеют нормированные метрологические
свойства. К этим средствам относятся меры, измерительные при-
боры и преобразователи, а также состоящие из них установки и
системы. Погрешности измерения увеличивают неточность обра-
ботанного изделия.
Оператор (рабочий-станочник), участвующий в осуществлении
технологического процесса, также может вносить погрешности в
точность обработки или, наоборот, способствовать достижению
более высокой точности. Процесс обработки — это реализация
взаимодействий сложной системы человек — машина.
Окружающая среда — совокупность физических, химических,
биологических и психологических факторов, воздействующих на
систему человек—машина. Стабильность свойств окружающей сре-
ды и в первую очередь требования к температуре, запыленности,
влажности, вибрации должны быть регламентированы. Необходи-
мо также учитывать их влияние на точность обработки. Это отно-
сится и к технологическим средам, например к смазочно-охлаж-
дающим жидкостям (СОЖ).
7
Раздел I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
1.1.	Классификация и основные требования.
Структура приспособлений
По назначению приспособления подразделяются на пять
групп.
1.	Станочные приспособления для установки и закрепления за-
готовок, обрабатываемых на станках, — самая многочисленная
группа (70...80 % общего числа приспособлений).
2.	Приспособления для крепления рабочих инструментов. Ха-
рактеризуются большим числом нормализованных конструкций,
что объясняется стандартизацией самих рабочих инструментов.
3.	Сборочные приспособления для соединения сопрягаемых
деталей и сборочных единиц, крепления базовых деталей (сбо-
рочных единиц) собираемого изделия, предварительного дефор-
мирования собираемых упругих элементов (пружин, рессор и т. д.),
выполнения сборочных операций, требующих приложения боль-
ших сил (клепка, вальцовка, запрессовка и т.д.) и др.
4.	Приспособления для контроля заготовок, промежуточного и
окончательного контроля обрабатываемых деталей, а также для
проверки собранных сборочных единиц и машин.
5.	Приспособления для захвата, перемещения и перевертыва-
ния заготовок.
В данном учебнике подробно рассматриваются станочные при-
способления. Только в промышленности их эксплуатируется бо-
лее 25 млн. Эти приспособления отличаются большим разнообра-
зием конструкций.
Станочное приспособление — это орудие производства для уста-
новки и закрепления заготовок и инструментов при обработке на
металлорежущем станке.
Станочные приспособления должны быть удобными в эксп-
луатации и экономичными в изготовлении, безопасными в ра-
боте, быстродействующими, точными, жесткими, виброустой-
чивыми, износостойкими, ремонтопригодными. По своим кон-
структивно-технологическим параметрам станочные приспособ-
8
ления должны быть совместимы с другими компонентами тех-
нологической системы.
Сокращению сроков изготовления и снижению затрат на тех-
нологическую подготовку производства, выполнение оснащаемых
операций с достижением заданных показателей производитель-
ности и точности способствуют унификация, стандартизация при-
способлений, их деталей и сборочных единиц.
Станочные приспособления классифицируют по технологиче-
ским и конструктивным признакам, степени универсальности и
уровню механизации.
По группам оснащаемых станков станочные приспособле-
ния бывают токарными, сверлильными, расточными, фрезер-
ными, строгальными, долбежными, протяжными, шлифоваль-
ными и др.
Приспособления, используемые для оснащения станков опре-
деленной группы (токарных, фрезерных и т.д.), называются целе-
выми. Для оснащения станков нескольких групп применяют мно-
гоцелевые приспособления: столы, стойки, тиски, центры, не-
которые планшайбы, оправки, патроны.
В зависимости от числа одновременно устанавливаемых загото-
вок различают приспособления одно- и многоместные.
Одноместное приспособление предназначено для обработки од-
ной заготовки. Пример одноместного приспособления для фре-
зерной обработки торцовой поверхности показан на рис. 1.1, а.
Для одновременной обработки нескольких заготовок применяют
многоместное приспособление (рис. 1.1, б).
Приспособления для групповой обработки заготовок имеют раз-
личную конфигурацию, но близкие по типоразмеру базы. На рис.
1.2, а показано приспособление для групповой обработки партий
разных заготовок, установленных на каждой грани его корпуса.
В свою очередь, на каждой грани корпуса можно устанавливать не-
Рис. 1.1. Одноместное (а) и многоместное (б) приспособления
9
Рис. 1.2. Приспособление для iрунповой обработки («). гидробак с насо-
сом (б) и регулируемый дроссель (в)
сколько одинаковых заготовок. Приспособление имеет индивиду-
альный привод — гидробак с насосом (рис. 1.2, б) — и регулиру-
емый дроссель (рис. 1.2, в).
Станочное приспособление, в котором заготовку обрабатыва-
ют без изменения позиции на операции, называют однопозици-
онным, а с изменением позиций — многопозиционным.
10
По степени универсальности различают приспособления специ-
альные — для установки заготовок одного типоразмера (эффектив-
ная область применения — массовое и крупносерийное производ-
ства), специализированные — для установки заготовок с близкими
технологическими и конструктивными характеристиками (крупно-,
средне- и мелкосерийные производства), универсальные — для ус-
тановки заготовок различных конструкций в заданном диапазоне раз-
меров (мелкосерийное и единичное производства).
Специальное приспособление используется для выполнения од-
ной или нескольких операций изготовления определенного изде-
лия (изделий) без регулирования и переналадки. Эти приспособ-
ления чаще всего применяются в условиях массового производ-
ства. В качестве примера на рис. 1.3 показано гидрофицированное
приспособление для обработки шатунов.
Специализированное приспособление предназначено для много-
кратного применения, имеет переналаживаемые базирующие по-
верхности для установки аналогичных заготовок типовых конфи-
гураций в пределах определенных габаритных размеров.
Специализированное приспособление для токарной обработки
сегментных колец представлено на рис. 1.4. Заготовку 4 собирают с
кассетой 3 и вместе с ней устанавливают до упора на опорную
поверхность базового элемента 2. Центрирование производится с
помощью калибра 5 по втулке 6. Закрепление осуществляется вин-
том 1 с передачей зажимного усилия через гидравлическую среду
на поршень 8 и кулачки 7. Для обработки сегментного кольца дру-
гого размера необходимо сменить наладку.
Универсальное приспособление для многократного применения,
имеющее базирующие поверхности, предназначено для установ-
ки заготовок различных размеров и конфигураций в пределах
определенных габаритных размеров. Характерный пример уни-
версального приспособления приведен на рис. 1.5. Зажимной пат-
рон регулируется по диаметру заготовки. Возможность поворота
патрона вокруг горизонтальной оси на заданный угол позволя-
ет существенно расширить номенклатуру зажимаемых загото-
вок и выполнять их обработку на станке за один установ.
Детали и сборочные единицы разборного приспособления после
окончания эксплуатации используют для оснащения производ-
ства других деталей.
На рис. 1.6 показано разборное приспособление, применяемое
на сверлильных, расточных, фрезерных и других станках в усло-
виях мелкосерийного и серийного производства. Разборные при-
способления являются специальными, так как в собранном виде
для конкретного случая рассчитаны на установку и закрепление
однотипных заготовок. Собирают приспособление из отдельных
стандартизованных или специальных узлов и деталей. К достоин-
ствам этих приспособлений относятся несложность сборки и эко-
11
Рис. 1.3. Специальное приспособление для обработки шатунов
комичность; их применение особенно эффективно на стадии не-
установившегося производства. Недостатком является малая жест-
кость собранной конструкции вследствие неизбежности исполь-
зования резьбовых соединений.
Неразборное приспособление по окончании его эксплуатации
списывают. Примером такого приспособления может служить не-
12
Рис. 1.4. Специализированное приспособление для токарной обработки
сегментных колец:
7 — винт; 2 — базовый элемент; 3 — кассета; 4 — заготовка; 5 — калибр; 6 —
втулка; 7 — кулачки; 8 — поршень
Рис. 1.5. Универсальное приспособление для обработки заготовок раз-
личных диаметров под разными углами
разборное специальное приспособление для обработки различных
рычагов, применяемое на агрегатных станках (рис. 1.7).
По уровню механизации различают станочные приспособле-
ния ручные, механизированные и автоматизированные.
Ручное {немеханизированное) приспособление не имеет механи-
зированных сборочных единиц, т.е. привод зажима заготовки —
13
Рис. 1.6. Разборное приспособление
Рис. 1.7. Неразборное специальное приспособление
ручной. Такой привод широко применяется в приспособлениях
для большинства металлорежущих станков, работающих в мелко-
серийном и индивидуальном производствах. На рис. 1.8 представ-
лено сложное приспособление, собранное из стандартизованных
элементов, в котором зажим осуществляется вручную с помощью
системы рукояток.
14
Рис. 1.8. Приспособление с ручным приводом механизма зажима (а) и
типовые элементы (б) ручного привода
Механизированное приспособление кинематически не связано с
оснащаемым станком. Многоместное механизированное приспо-
собление показано на рис. 1.9. Зажим заготовок осуществляется в
тискаЯ с помощью гидропривода, для чего применяется отдель-
ная гидростанция.
Автоматизированное приспособление встроено в оснащаемый
станок. Оно работает в автоматическом режиме, так как кинема-
тически связано со станком, механизмами загрузки, закрепле-
ния, изменения положения заготовки и вспомогательными уст-
ройствами. Пример такого приспособления приведен на рис. 1.10.
Приспособление является частью станка-автомата для сверления
15
Рис. 1.9. Многоместное механизированное приспособление — тиски
с гидроприводом
отверстий в цилиндрических заготовках 2, загружаемых на наклон-
ный лоток 1 в ориентированном положении. При опускании шпин-
дельной головки 3 призма 5, закрепленная на кондукторной пли-
те 4, центрирует и зажимает заготовку. Стержни 6 опускают отсе-
катель 7, и заготовка скатывается по лотку вниз. При подъеме
шпинделя пружина 8 выдвигает отсекатель вверх — образуется
порог, препятствующий движению заготовок.
Контрольное приспособление применяют для измерения зап4—
вок, деталей и узлов машин при входном контроле, на промежч
точных этапах обработки и при приемке готовых деталей. В
стве примера на рис. 1.11 представлено контрольное приспособле-
ние для многомерного измерения обработанных поверхностей вал.;
и щуп.
В общем случае станочное приспособление состоит из корпуса,
опор, зажимного механизма, привода, направляющей части, вспо-
могательных элементов.
16
Рис. 1.10. Автоматизированное
приспособление, применяе-
мое на вертикально-сверлиль-
ном станке-автомате:
/— наклонный лоток; 2 — заго-
товка; 3 — шпиндельная голов-
ка; 4 — кондукторная плита; 5 —
призма; 6— стержни; 7— отсе-
катель; 8 — пружина
а
Рис. 1.11. Контрольное приспособление (а) для мно-
гомерного измерения и щуп (б)
17
Базовой частью приспособления является конструкция много-
кратного применения, имеющая единые стандартные поверхно-
сти для установки сменных наладок, а также приводные, зажим-
ные и вспомогательные механизмы.
Пример базовой части токарного приспособления показан на
рис. 1.4. В условиях мелкосерийного и серийного производства при
переходе на обработку заготовок других размеров заменяют кассе-
ту 3, а в отдельных случаях и базовый элемент 2. Остальная часть
приспособления имеет многократное применение.
Сменной наладкой называется специальная часть приспособле-
ния, предназначенная для установки заготовок при выполнении
определенных операций или переходов обработки. Например, кас-
се i  : 3 и базовый элемент 2 (см. рис. 1.4) являются сменной налад-
кой токарного приспособления.
Регулируемая наладка станочного приспособления обеспечива-
ет установку различных заготовок путем регулирования деталей с
базирующими поверхностями. Примером регулируемой наладки
являются многофункциональные тиски (рис. 1.12). в которых мо-
гут быть сменными губки или даже целые платформы с установ-
ленными зажимными элементами.
/
в
Рис. 1.12. Многофункциональные тиски, оснащенные сменными губка-
ми / различной конфигурации (а, б) и платформой 2 с зажимными эле-
ментами (в)
18
Приспособление из стандарти-
зованных деталей представляет
собой разборное приспособле-
ние, образованное методами аг-
регатной сборки из отдельных де-
талей или узлов. К таким приспо-
соблениям относятся, например,
универсально-сборные наклад-
ные кондукторы (рис. 1.13), пред-
назначенные для выполнения	г
сверлильных операций. Кондук- Рис- Универсально-сборный
торы собирают из комплекта	накладной кондуктор
стандартизованных деталей. Пос-
ле обработки партии заготовок кондукторы разбирают на состав-
ные части, из которых можно собирать кондукторы для обработ-
ки других заготовок, т.е. одни и те же элементы многократно при-
меняются в аналогичных компоновках. Все сменные элементы при-
способления взаимозаменяемы. Подобные приспособления при-
меняют на предприятиях с единичным и мелкосерийным харак-
тером производства, в ремонтных, инструментальных и экспери-
ментальных цехах независимо от характера основного производ-
ства, а также в серийном и крупносерийном производствах при
освоении новых изделий.
Детали и сборочные единицы общего применения для станочных
приспособлений — комплекс унифицированных элементов одно-
кратного и многократного применения, предназначенных для
использования в станочных и других приспособлениях различных
систем. Из базового набора деталей и сборочных единиц, пока-
занного на рис. 1.14, можно получать различные конструктивные
исполнения установочных, зажимных и корпусных элементов,
обеспечивая обратимость приспособлений.
В условиях рыночной экономики происходит интенсивное об-
новление материально-технической базы производства. Сроки вы-
пуска изделий машиностроения сокращаются до 2—3 лет, а на
заводах с мелкосерийным производством — до одного года. Мо-
ральное старение машин во многих случаях наступает значитель-
но раньше физического.
Усложнение конструкций машин, повышение их быстроход-
ности, точности и надежности требует расширения номенклату-
ры приспособлений и усложнения их конструкций, что увеличи-
вает затраты на проектирование и изготовление оснастки.
Специальные приспособления при смене объекта производства
не могут быть эффективно использованы. Такие приспособления,
отличающиеся большими материалоемкостью и трудоемкостью,
в условиях мелкосерийного и серийного производства идут на
переплавку.
19
a
б
Рис. 1.14. Базовый набор деталей и сборочных единиц универсально-сбор-
ных приспособлений:
а— проставки: б— плиты; в— различные механизмы; г— корпус приспособле-
ния; д — прихваты; е— элементы крепления
Приспособления многократного применения благодаря переналадке
или перекомпоновке могут использоваться при смене объекта
производства. Срок их службы 7— 10 лет. Применение такой осна-
стки позволяет значительно сократить номенклатуру приспособ-
лении, поскольку в условиях мелкосерийного производства, до-
20
минирующего в машиностроении, она заменяет большинство спе-
циальных конструкций.
Применение станочных приспособлений позволяет:
•	существенно уменьшить основное и вспомогательное время бла-
годаря исключению операций разметки заготовок перед обработкой
и их выверки на станке по разметке, увеличению числа одновремен-
но обрабатываемых заготовок и работающих режущих инструмен-
тов, а также благодаря интенсификации режимов резания;
-	повысить точность обработки;
•	обеспечить условия для обслуживания нескольких станков
одним рабочим;
•	значительно облегчить труд станочника и использовать рабо-
чих с более низкой квалификацией;
•	расширить технологические возможности станков;
•	создать условия для механизации или автоматизации станков;
•	снизить себестоимость изготовления продукции.
1.2. Установка заготовок в приспособления
Принципы установки заготовок в приспособления. Под установ-
кой заготовки в приспособление понимают ее базирование на ус-
тановочные элементы и закрепление.
В зависимости от заданной технологической операции может
потребоваться полная или частичная ориентация заготовки в про-
странстве относительно выбранной системы координат (режуще-
го инструмента или неподвижных частей станка). При полной ори-
ентации заготовке придается определенное единственно возмож-
ное положение в приспособлении. При частичной ориентации по
условиям обработки не требуется точная установка заготовки или
допускается ее произвольное положение (поворот) относительно
какой-либо оси (например, установка кольца или диска в кулач-
ках патрона). Это позволяет упростить установочную схему и кон-
струкцию приспособления в целом.
Установку заготовок по технологическим базам производят тре-
мя способами.
По первому способу базы заготовки плотно прижимают к уста-
новочным элементам приспособления. Для полной ориентации
число и расположение опор должно быть таким, чтобы соблюда-
лось условие неотрывности баз заготовки от приспособления, т.с.
не должно быть сдвига или вращения заготовки относительно трех
координатных осей. В этом случае заготовка лишается всех степе-
ней свободы и положение ее баз в пространстве является вполне
определенным. Число опор (точек), на которые устанавливают за-
готовку, должно быть равным шести (правило шести точек); их
взаимное расположение должно обеспечивать устойчивую уста-
новку заготовки в приспособлении. Для этой цели расстояние между
21
Рис. 1.15. Примеры полной (а, б) и неполной (в) ориентации заготовки
в приспособлении
опорами следует выбирать по возможности большим и во всяком
случае таким, чтобы под действием силы тяжести не возникало
опрокидывающего момента.
На рис. 1.15, а, б показаны различные варианты базирования
заготовок на шесть точек. При плотном контакте (неотрывности)
опор с базами заготовок последние получают ориентированное и
единообразное положение относительно трех координатных осей
и возможность поворота вокруг них.
На рис. 1.15, в дан пример неполной ориентации: гладкая
цилиндрическая заготовка базируется на четыре точки (уста-
новка в призму) с упором ее торцовой плоскости в пятую. При
такой схеме установки угловое положение заготовки относи-
тельно оси Z не фиксируется. В ряде случаев (сверление осевого
или одного радиального отверстия, фрезерование паза вдоль
образующей) угловая координация заготовки не нужна, вслед-
ствие чего надобность в шестой точке отпадает.
Рис. 1.16. Пример применения
дополнительной опоры (кро-
ме шести основных) и вспо-
могательного зажима:
/, 2, J — базовые плоскости; 4 —
дополнительная опора; Q и fjt —
силы зажима
Второй способ, используемый при
обработке заготовок малой жесткости
или недостаточной их устойчивости
вследствие малой протяженности ба-
зовых поверхностей, предусматривает
увеличение числа опорных точек (бо-
лее шести). На рис. 1.16 приведен при-
мер установки прямоугольной заготов-
ки с длинным нежестким кронштей-
ном, у которого обработке подверга-
ется торец бобышки. Помимо основ-
ных шести опор, на которые заготов-
ка ставится базовыми плоскостями
I, 2 и 3 и зажимается прижимом,
здесь применена дополнительная под-
водимая опора 4, к которой заготовку
прижимает вспомогательный зажим-
ной механизм. Это существенно новы-
шает жесткость технологической системы, и обработку можно вес-
ти с более производительными режимами резания.
Основные опоры приспособления жестко связаны с его корпу-
сом. При наличии погрешностей формы и размеров заготовок они
всегда должны обеспечить установку на шесть точек. При этом
контакт баз заготовок с опорами осуществляется в заданном мес-
те, благодаря чему достигается одинаковая устойчивость установ-
ки всех заготовок. Если, например, нижняя боковая плоскость за-
готовки имеет выпуклость или иное искажение формы, то се кон-
такт с опорами приспособления независимо от этого должен про-
исходить в одних и тех же местах.
Дополнительные опоры выполняются регулируемыми или са-
моустана вливающимися. В этом случае при установке каждой от-
дельной заготовки они индивидуально подводятся (самоустапавли-
ваются) к поверхности заготовки, а затем контрятся , превращаясь
на время выполнения данной операции в жесткие опоры. Если чис-
ло основных опор не должно быть больше шести, то число допол-
нительных — не ограничено, но в целях упрощения конструкции
приспособления их число должно быть минимальным.
Третий способ базирования применяе тся на оборудовании с Ч Г1 V
(станках и координатно-измерительных машинах). После уставов
кн заготовки в приспособлении проверяют фактическое положе-
ние ряда поверхностей заготовки. Отклонение в положении за
данной поверхности может быть компенсировано смещениями и
поворотами стола станка, соответствующей коррекцией управля-
ющей программы. В этом случае наиболее рациональным образом
можно «выкроить» деталь из конкретной заготовки, равномернее
распределить припуски на обработку. Трудоемкость такою бази -
рования достаточно высокая, по процесс легко полвсршется ав
томагизации. Точност ь установки за!отопки с использованием 411У
обусловлена погрешностями измерения и методическими noipem
ноегями. Этот способ применяют в серийном производстве.
Погрешности базирования и закрепления заготовок. I loi решност ь
обработки па станке зависит ог суммы погрешностей базирова-
ния и закрепления заготовки, наладки станка, точности инсгру-
мента, случайных отклонений, точности нзютовления присно
собления и т.л.
Систематическими называются погрешности, постоянные но ве -
личине или изменяющиеся но определенному закону в зависимости
от характера неслучайных факторов. Величину и направление этой
погрешности можно определить заранее расчетом или измерением.
Случайными называются погрешности, возникновение которых
можно лишь предположить. Их величину и направление нельзя
определить заранее, гак как они образуются пол действием слу-
чайных факторов (например, изменения механических свойств за-
готовок, величины припуска, температуры и т.д.).
Э т
Поскольку абсолютные величины погрешностей приспособле-
ний, станков и инструментов неизвестны, а установлены лишь
пределы их отклонений, указываемые на чертежах и в стандартах,
то такие погрешности при расчете вводят под квадратный корень
как случайные по максимальным значениям.
Полная погрешность обработки не должна превышать допуск
размера обрабатываемой поверхности:
Лоб=ЭДс + ^д/Дб +дз +дн +Ар < 8,
где ZAC — сумма систематических погрешностей наладки приспо-
собления, инструмента и др.; к— коэффициент, зависящий от
закона рассеяния случайной погрешности (к = 1... 1,5; при работе
на настроенных станках к= 1,2*); Лб и Л3 — погрешности базирова-
ния (определяется расчетом - см. подразд. 2.1) и закрепления заго-
товки (определяется по таблицам в справочнике*); Лн — прочие
погрешности, возникающие вследствие влияния других факторов
(например, зазоров в направляющих втулках, перекоса направля-
ющих станин, погрешностей установки приспособления на ста-
нок); Лр — погрешность, вызываемая рассеянием размеров в резуль-
тате действия случайных факторов, не учтенных другими слагаемы-
ми формулы (изменением структуры и механических свойств обра-
батываемого материала, величиной припуска, температурой и т.д.);
8 — допуск размера обрабатываемой поверхности по чертежу.
Полная погрешность обычно принимается равной 6о, где о —
среднее квадратическое отклонение рассеяния параметра, мм. На
основании различных исследований для практических расчетов
можно рекомендовать принимать ст = 0,002...0,06 мм.
Таким образом, формула для расчета Доб позволяет оценить по-
грешности, вносимые отдельными составляющими, в том числе по-
грешности базирования и закрепления заготовки в приспособлении,
а также самого приспособления при установке его на станок.
Погрешность базирования возникает при несовмещении изме-
рительной и установочной баз заготовки. В этом случае положение
измерительных баз отдельных заготовок в партии относительно
обрабатываемой поверхности будет различным. Условимся погреш-
ностью базирования называть проекцию смещения измерительной
базы на направление выполняемого размера. На рис. 1.17 показана
схема установки, для которой погрешность базирования по отно-
шению к размеру А равна нулю, т.е. Лб/1= 0 (базы совмещены), а
погрешность базирования по отношению к размеру В равна допуску
размера С заготовки, т.е. Лбг = 8 (базы не совмещены).
* Станочные приспособления: Справочник: В 2 т. / Ред. совет: Б. М. Вардаш-
кип (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1984. — Т. 1. — С. 530. В дальнейшем при
ссылке на это издание указывается: Справочник (том, страница).
24
Рис. 1.17. Схема для определения
погрешности базирования заготов-
ки (£) — сила зажима)
Рис. 1.18. Схема для определения
погрешности базирования при ус-
тановке заготовки на охватываю-
щую поверхность:
/ — заготовка; 2 — палец; D — наруж-
ный диаметр заготовки
При установке на охватывающую или охватываемую поверхность
к погрешности базирования, определяемой предыдущим способом,
следует прибавить проекцию смещения измерительной базы на на-
правление выполняемого размера в результате зазора между уста-
новочной базой и установочным элементом приспособления. На
рис. 1.18 в качестве примера показана установка заготовки / типа
втулки базовым отверстием на цилиндрический палец 2 приспо-
собления. При посадке без зазора (разжимной палец) погрешность
базирования для размера А равна половине допуска 8 на внутрен-
ний диаметр заготовки. При наличии зазора (жесткий палец) по-
грешность базирования для этого же размера возрастет на величи-
ну предельного изменения диаметрального зазора А и составит
8
Асы = у + Л-
Погрешность базирования влияет на точность выполнения раз-
меров (кроме диаметральных и связывающих противолежащие эле-
менты. получаемые мерным инструментом), на точность взаим-
ного положения поверхностей и не влияет на точность их форм.
Для уменьшения погрешности базирования следует совмещать ус-
тановочные и измерительные базы, а также устранять или умень-
шать зазоры при посадке заготовки на охватываемые или охваты-
вающие установочные элементы.
Погрешность установки приспособления на станок. Она сумми-
руется из погрешности сб базирования приспособления на станке,
погрешности г, его закрепления и погрешности еихэ изнашивания
его установочных элементов:
£у.пр \ Eg +	+ £ИЗ.Э •
25
Поскольку в мелкосерийном производстве на станке устанав-
ливают различные приспособления, все погрешности, включая
погрешность ,, представляют собой поля рассеяния случайных
величин.
1.3. Графические обозначения элементов
станочных приспособлений
Станочные приспособления включают в себя установочные эле-
менты, зажимные механизмы, направляющие, вспомогательные
элементы и корпус. Конст рукции всех приспособлений основыва-
ются на использовании указанных элементов.
В связи с большой численностью станочных приспособлений,
используемых в различных отраслях промышленности (более
25 млн нп.), их широкой номенклатурой и необходимостью по-
стоянного обновления конструкций графические обозначения ос-
новных элементов стандартизованы (табл. 1.1).
Примеры использования графических обозначений па схемах
установки заготовок даны на рис. 1.19 и 1.20.
Графические обозначения формы рабочей поверхности элемен-
тов приспособлений приведены в табл. 1.2.
Для приводов зажимных механизмов применяют следующие
обозначения: /’- пневматический; /7 — гидравлический; элек-
трический; М магнитный; ЕМ — электромагнитный; без обо-
значения прочие.
Обозначения приводов наносят слева от обозначения зажимов
(см. рис. 1.19, б).
Для цанговых оправок (патронов) принято обозначение, при-
веденное на рис. 1.21, «; для двойных зажимов — на рис. 1.21, б;
для гидронластовых оправок допускается применять обозначение,
показанное па рис. 1.21, в.
Обозначение для базовых установочных поверхностей дано на
рис. 1.21, г.
Число точек приложения силы зажима к заготовке при необ
ходимости указывают справа от обозначения зажимного меха-
низма (см. рис. 1.19, в). На схемах, имеющих несколько проек-
ций, на отдельных проекциях допускается нс приводи ть обозна-
чения элементов приспособления, если их положение однознач-
но определяется на одной проекции (см. рис. 1.19, б). Допускают-
ся отклонения от размеров указанных выше графических обо-
значений.
Примеры графических обозначений опор, зажимов и устано-
вочных элементов на графических схемах приведены в табл. 1.3.
В табл. 1.4 приведены примеры графических обозначений спо-
собов установки заготовок на схемах приспособлений.
26
Таблица 1.1
Графические обозначения элементов станочных приспособлений
по ГОСТ 3.1107-81
Элемент приспособления	Обозначение на видах чертежа									
	спереди, сбоку, сзади						сверху			снизу
Опора: неподвижная подвижная плавающая регулируемая			60° X-					06 3		9
			10 1							
		—<	60°					06 •		
	ЛЗ/		10 1				©			
			60°							
			10 1							
			60° у-							
										
				0						
										
Зажим: одиночный двойной							03			СЕ)—Сх)
										
	гр							Ь	1	
										
			А 60°				03	03			
										
		60"		\ /				/		
				60°						
Установочный элемент: центр неподвижный центр вращающийся	03		£ ,.3,,		60° 60°		Без обозначения			
										
										
27
Окончание табл. 1.1
П р и меча н и я: 1. Для изображения опор, зажимов и установочных элемен-
тов применять сплошную тонкую линию по ГОСТ 2.303—68.
2.	Подвижную, плавающую и регулируемую опоры на видах сверху и снизу
допускается изображать, как неподвижную опору на аналогичных видах.
3.	Двойной зажим на виде сбоку при совпадении точек приложения силы
допускается изображать, как одиночный зажим.
4.	Обозначения опор и установочных элементов, кроме центров, допускается
указывать на выносных линиях к соответствующим поверхностям (см. рис. 1.19,
а, б, в).
5.	Па каждом виде несколько обозначений одноименных опор допускается
заменять одним с указанием их числа справа (см. рис. 1.19. в).
Таблица 1.2
Графические обозначения формы рабочей поверхности элементов
приспособлений по ГОСТ 3.1107—81
Рабочая поверхность	Обозначение па всех видах чертежа	
Плоская	R“ || .0,5 min	
28
Окончание табл. 1.2
Рабочая поверхность	Обозначение на всех видах чертежа			
Сферическая	V			^l’5
Цилиндрическая (шариковая)	^\03			
Призматическая				60°
				, 6 г
Коническая				
Ромбическая	еп			
			60°	
Трехгранная				
			60°	
Примечания: I. Рельеф рабочих поверхностей (рифленая, резьбовая, шли-
цевая и т.д.) следует указывать в соответствии с рис. (.19.
2. Обозначения форм рабочих поверхностей элемента наносят слева от его
обозначения (см. рис. 1.19, 1.20).
3. Обозначение рельефа рабочих поверхностей элемента наносят на обозначе-
ние соответствующей опоры, зажима или установочного элемента (см. рис. 1.21).
Рис. 1.19. Примеры графических
обозначений на схемах уста-
новки заготовок:
о-в тисках с призматическими
губками и пневматическим зажи-
мом; б — в кондукторе на три не-
подвижные опоры с центрирова-
нием на цилиндрической оправке,
двойным зажимом со сферически-
ми рабочими поверхностями и
электромагнитным приводом; в —
в трехкулачковом патроне в упор,
подвижном люнете и вращающем-
ся центре
?<)
5 min
Рис. 1.20. Примеры графических обозначений опор,
зажимов и установочных элементов на схемах:
а — регулируемая опора со сферической выпуклой рабо-
чей поверхностью; б — зажим с пневматическим приводом
и цилиндрической рифленой рабочей поверхностью; в —
обратный вращающийся центр с рифленой поверхностью
Рис. 1.21. Графические обозначения, применяемые
в технологической документации:
а — цанговых оправок (патронов); б - двойных зажимов; в —
гидро!тестовых оправок; г — базовых установочных поверх-
ностей
Таблица 1.3
Примеры графических обозначений опор, зажимов и установочных
элементов
30
Продолжение табл. 1.3
Приспособление
Обозначение на чертеже
Патрон поводковый
Люнет подвижный
Люнет неподвижный
Оправка цилиндрическая
Оправка коническая
роликовая
Оправка резьбовая цилинд-
рическая с наружной
резьбой
Оправка шлицевая
Оправка цанговая
31
Окончание п-чбл. 1.3
Приспособление	Обозначение на чертеже
Опора регулируемая с	1
сферической выпуклой	о /\
рабочей поверхностью	
	5 min —Н—г	
	।	5 max
Зажим пневматический с	Р
ци л и н др и ч сс кой р ифл еной	~	О А
рабочей поверхностью	
		__	5 min
Таблица 1.4
Примеры графических обозначений способов установки заготовок
Способ установки заготовки
Обозначение на чертеже
В тисках с призматическими
губками и пневматическим
зажимом
В кондукторе
с центрированием
на цилиндрический палец,
упором на три
неподвижные опоры
и применением
электрического привода
устройства двойного
зажима, имеющего
сферические рабочие
поверхности
32
Окончание табл. 1.4
Способ установки заготовки
Обозначение на чертеже
В трехкулачковом патроне
с механическим
устройством зажима,
упором в торец,
поджимом вращающимся
центром и креплением
в подвижном люнете
На конической оправке
с гидропластовым
устройством зажима,
упором в торец
на рифленую поверхность
и поджимом вращающимся
центром
Контрольные вопросы
I.	Что входит в понятие «технологическая оснастка»?
2.	Что понимают под термином «приспособление»?
3.	Как классифицируют приспособления в зависимости от характера
производства?
4.	Как влияет использование приспособлений на основное и вспомо-
гательное время обработки и какие требования предъявляют при этом к
приспособлению?
5.	Что такое базы заготовки, как они классифицируются?
6.	Почему стремятся к совмещению баз заготовок?
7.	Какие требования предъявляют к базам?
8.	Чем руководствуются при установлении черновых (необработан-
ных) баз?
9.	Приведите примеры влияния выбора баз на конструкцию приспо-
собления.
10.	Какие причины вызывают погрешности установки и базирования
заготовки?
11.	Каким должно быть взаимное расположение установочных эле-
ментов приспособлений и точек приложения усилий, создаваемых за-
жимными механизмами?
12.	Для чего применяют графические обозначения элементов приспо-
соблений?
2 3.278
33
Глава 2. ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
2.1.	Установочные элементы
Механическая обработка, в результате которой достигаются за-
данные форма поверхностей, их взаимное расположение и размеры,
осуществляется в процессе относительного движения заготовки и
режущего инструмента. Для обеспечения требуемой! точности обра-
ботки заготовке должно быть придано вполне определенное поло-
жение относительно режущего инструмента. При этом она должна
быть надежно закреплена во избежание смещения под действием
сил, возникающих при резании. Детали и механизмы приспособле-
ния, обеспечивающие правильное и однообразное положение заго-
товки относительно инструмента, называются установочными эле-
ментами (опорами). Длительное сохранение точности размеров этих
элементов и их взаимного расположения необходимо учитывать при
конструировании и изготовлении приспособлений.
К установочным элементам предъявляются следующие требо-
вания:
•	число и расположение установочных элементов должно обес-
печивать необходимую ориентацию заготовки согласно принятой
в технологическом процессе схеме базирования, а также доста-
точную ее устойчивость;
•	при использовании черновых баз с шероховатостью до 3-го
класса установочные элементы целесообразно выполнять с огра-
ниченной опорной поверхностью в целях уменьшения влияния
погрешностей этих баз на устойчивость заготовки;
•	установочные элементы по возможности не должны повреждать
технологические базы заготовки, что особенно важно при ее уста-
новке на точные базы, не подвергаемые дальнейшей обработке;
•	установочные элементы должны быть жестко зафиксированы.
Для повышения жесткости крепления целесообразно улучшать
качество сопряжения установочных элементов с корпусом при-
способления, применяя шлифование, а в отдельных случаях шаб-
рение или притирку поверхностей стыка;
•	для повышения износостойкости опоры выполняют из сталей
45 или 20 (20Х) и подвергают термической обработке для получения
твердости HRC 58...62. Несущие поверхности опор целесообразно
шлифовать, доводя шероховатость их поверхности до 8-го класса;
•	в целях упрощения и ускорения ремонта приспособления его
установочные элементы должны быть легкосменными.
Соблюдение этих требований! предохраняет приспособление от
брака при обработке и сокращает время и средства, затрачивае-
мые на его ремонт.
Опоры сопрягаются с технологическими базами устанавливае-
мых заготовок. Различают опоры основные, с помощью которых
34
a
Рис. 2.1. Опорные штыри с плоской («), сферической (б) и насеченной
(в) головками:
/— обработанная база; 2— необработанные базы
заготовку лишают степеней свободы, и вспомогательные, уже-
сточающие технологическую систему. Опоры выбирают исходя из
схемы установки, требований к оснащаемой операции, формы и
состояния технологических баз, массы и материала заготовки, ожи-
даемых силовых реакций в опорах.
Наиболее часто заготовки устанавливают плоскими поверхностя-
ми на опорные штыри и пластины. На рис. 2.1 показаны опорные
штыри с головками. При использовании штыря с плоской головкой
(рис. 2.1, о) база заготовки должна быть предварительно обработана.
Давление на такой штырь не должно
превышать 40 МПа. Для штыря с сфе-
рической головкой (рис. 2.1, б), вос-
принимающего нагрузку до 30 кН,
база заготовки может быть не обра-
ботана. Требования к штырю с насе-
ченной головкой (рис. 2.1, в) анало-
пгчны требованиям, предъявляемым
к штырю с сферической головкой,
однако из-за того, что сила трения
насеченной головки с заготовкой
больше, сила зажима может быть
меньше.
Опорные пластины для установ-
ки заготовок на обработанные боко-
вые и верхние поверх! юсти представ-
лены на рис. 2.2, «, на нижние по-
верхности — на рис. 2.2, б (допускае-
мое давление — не более 40 МПа).
Заготовки типа тела вращения
наружными поверхностями устанав-
ливают в призмы — установочные
элементы с рабочей поверхностью
б
Рис. 2.2. Опорные пластины для
установки заготовок на обрабо-
танные поверхности
2'
35
в виде паза, образованного двумя плоскостями, наклоненными
друг к другу. Конструкции и размеры призм для установки корот-
ких заготовок стандартизованы.
Наиболее распространенные конструкции призм приведены на
рис. 2.3. Недлинные заготовки диаметром 5... 150 мм устанавлива-
ют на призмы, показанные на рис. 2.3, а. Дня базирования длин-
ных заготовок с необработанной базой используют относительно
узкую призму (рис. 2.3, б). Призма с запрессованными сменными
штырями, позволяющими снизить износ корпуса приспособле-
ния, представлена на рис. 2.3, в.
Базирование заготовки по двум цилиндрическим отверстиям —
на установочные пальцы и плоскость — обеспечивают необходи-
мую точность установки. Увеличение числа пальцев не дает повы-
шения точности обработки.
На рис. 2.4 приведены конструкции установочных пальцев: по-
стоянного цилиндрического пальца, устанавливаемого в корпусе
приспособления с диаметром базового отверстия 1,6 ...20 мм (рис.
2.4, а); срезанного пальца с теми же размерами (рис. 2.4, 0; смен-
ного пальца, расположенного во втулке (рис. 2.4, в); срезанного
пальца, который используется при базировании заготовки на плос-
кость и два пальца (цилиндрический и срезанный), что снижает
требования к точности расстояния между базовыми отверстиями
(рис. 2.4, г, вид сверху).
При обработке нежестких заготовок кроме основных опор ча-
сто применяют вспомогательные, которые подводят к заготовке
после ее базирования по шести точкам и закрепления. Число этих
опор и их расположение зависят от формы заготовки, места при-
ложения сил и моментов, возникающих при резании.
Вспомогательные опоры могут быть регулируемыми винтовы-
ми (рис. 2.5, а) и самоустанавливающимися (рис. 2.5, б), работа-
ющими за счет рычажной передачи 3 и штырей 1 и 2.
Заготовки с центровыми отверстиями базируют в центрах. Для
базирования заготовок деталей типа тела вращения применяют
патроны и оправки. Для деталей, имеющих внутреннюю цилинд-
Рис. 2.3. Призмы для установки недлинных (а) и длинных (б) заготовок и
призма с запрессованными сменными штырями (в);
I— штыри; 2— призма
36
15-
Рис. 2.4. Установочные пальцы
рическую поверхность, в качестве установочных элементов ис-
пользуют оправки.
Конструктивно оправки подразделяют на жесткие и разжимные.
Жесткие оправки могут быть коническими и цилиндрическими для
посадки заготовок с гарантированным натягом или зазором.
На станке оправки устанавливают в центрах с помощью конус-
ного хвостовика или фланца. Центровые оправки имеют центро-
вые гнезда. Для того чтобы сообщить оправке вращательное дви-
жение, на левом ее конце выполняют квадрат или лыски; с этой
же целью устанавливают поводки.
Конические оправки обеспечивают высокую точность центри-
рования. Конусность рабочей части оправки принимается равной
(1:1500)... (1:2000). Заготовка на оправку насаживается легкими
ударами. Благодаря расклинивающему действию оправки достига-
а
Рис. 2.5. Регулируемая винтовая (а) и самоустанавливаюгцаяся (б) вспо-
могательные опоры:
/, 2— штыри; рычажная передача
37
ется совмещение ее оси и оси базового отверстия (рис. 2.6, а).
Заготовка удерживается от поворота за счет достигнутого натяга,
и зажима ее не требуется. К недостаткам конических оправок от-
носятся: отсутствие точного ориентирования заготовок по длине
при обработке партии из-за изменений в пределах допуска диа-
метра базового отверстия, а следовательно, невозможность обра-
ботки торцов и уступов на предварительно настроенных станках;
невозможность установки длинных заготовок, так как они будут
удерживаться только одним концом.
На рис. 2.6, б показана цилиндрическая оправка с гарантиро-
ванным зазором и натягом с помощью гайки / через втулку 2. Про-
вертывание заготовки на оправке ограничено затягиванием гайки.
На рис. 2.6, в показана оправка под запрессовку, которая, как и
конические оправки, обеспечивает высокую точность центрирова-
ния. Применяя при запрессовке упорные кольца, можно точно ори-
ентировать заготовку подлине оправки. Использование таких опра-
вок позволяет одновременно подрезать оба торца заготовки. Недо-
статок оправок — необходимость установки дополнительного обо-
рудования (прессов для запрессовки и распрессовки оправок).
В качестве баз при установке заготовок в приспособлениях ис-
пользуют цилиндрические, плоские и конические, реже сфери-
ческие и другие сложные поверхности. Любая заготовка имеет по-
грешности формы, размеров, расположения и шероховатости по-
верхностей. У заготовок, предварительно обработанных на метал-
лорежущих станках, эти погрешности меньше, чем у заготовок,
изготовленных литьем, штамповкой, свободной ковкой и т.д. Ука-
занные погрешности оказывают большое влияние на погрешнос-
ти установки, что необходимо учитывать при выборе схемы уста-
новки и конструировании установочных поверхностей приспособ-
лений.
Рис. 2.6. Коническая (а) и цилинд-
рическая (б) оправки и оправка
под запрессовку (в):
1— гайка; 2— втулка; 3— направ-
ляющая шейка
38
Рассмотрим в качестве примера
случай, когда установочной базой за-
готовки является плоская поверх-
ность. Такие поверхности всегда име-
ют отклонения от теоретически пра-
вильной плоскости, поэтому базиро-
вание осуществляют на три жесткие
опорные точки; при этом заготовка
получает вполне определенное поло-
жение без качания.
Установка на плоскость допуска-
ется при наличии хорошо обработан-
ных небольших площадок. Три опо-
ры следует располагать на возможно
больших расстояниях друг от друга,
что повышает устойчивость заготов-
ки. В качестве опор применяют шты-
ри, пластины, вспомогательные под-
водимые и регулируемые опоры.
Рис. 2.7. Схема для расчета по-
грешностей базирования заго-
товки при ее установке в при-
зме; а — угол призмы; О, О,
— центры заготовки по
большому и малому диаметрам
При установке заготовок на плоскость и два пальца один
палец должен быть срезанным для уменьшения величины пере-
коса и облегчения установки заготовки. Большая ось срезанного
пальца располагается перпендикулярно к линии, соединяющей
центры пальцев. Базовые отверстия следует выбирать с учетом
наибольшего расстояния между ними, так чтобы они были свя-
заны с обрабатываемыми поверхностями основными размерами.
При установке заготовок в призмы (рис. 2.7) погрешность ба-
зирования определяют аналитически и графически.
Величина погрешности зависит от допуска 5 базового диаметра
D заготовки и угла а призмы:
5=7)- 7),,
где 7), — минимальный диаметр заготовки.
Погрешность базирования характеризуется тремя значениями:
A5i = КК,, Д52 = 00,, Д53 = СС]. Из рис. 2.7 видно, что = АК -
- АК, ; 00, = АО- АО,; СС, = AC-AC,; D/2 = OB; D,/2 = О,В,.
Тогда
AS, = АК-АК,
D D Ц D,
2	2sin(a/2)	2	2sin(a/2)
D [D, N J
2 sin(a/2) 2 sin(a/2)
____1—
2 [ sin(a/2)
-5 U_____-
2[ sin(a/2)
39
Аналогично рассчитывают и значения Лб2 и Л83:
Л62 =
8	. д5
----------, Лод —
2sin(a/2)
8 1
2 sin(a/2)
-1
Из приведенных формул и рис. 2.7 видно, что максимальная
погрешность базирования образуется в верхней части а ми-
нимальная — в нижней (CQ). В расчете учтено только значение 5
и не учтены допуски на овальность и конусность, которые также
влияют на погрешность базирования, но в меньшей степени, так
как их значения в два-три раза меньше допуска 8. По приведен-
ным формулам рассчитывают максимальную погрешность, так как
в формулы вошел весь допуск диаметра.
2.2.	Зажимные механизмы
Зажимной механизм создает силу для закрепления заготовки,
определяемую из условия равновесия всех сил, приложенных к
ней: сил резания, трения, реакций в опорах, соответствующих
моментов (в ряде случаев дополнительно учитывают массу и силу
инерции). В целях безопасности обслуживающего персонала рас-
четное значение силы зажима увеличивают в 2—2,5 раза. Для уве-
личения исходной силы привода, передаваемой зажимным уст-
ройством, применяют механизмы-усилители. При использовании
ручного привода они облегчают труд рабочего, в механизирован-
ных и автоматизированных приводах позволяют снизить потреб-
ляемую мощность или уменьшить габаритные размеры приспо-
собления, и тем самым повысить его экономичность. Предпочти-
тельны компактные механизмы-усилители с широким примене-
нием стандартизованных деталей, обеспечивающие стабильные
силы зажима.
Быстродействие зажимных механизмов повышают применени-
ем механизированного или автоматизированного привода, откид-
ных планок, быстросъемных шайб, байонетных и других устройств.
Разрабатывают зажимные механизмы с обратной связью по сило-
вым параметрам обработки.
Для увеличения жесткости технологической системы исполь-
зуют дополнительные зажимные устройства, благодаря чему по-
вышается точность и производительность обработки, а также
уменьшается шероховатость обработанной детали. На рис. 2.8 по-
казана схема установки заготовки, в которой кроме основных за-
жимов используется дополнительное устройство Q2, сообщаю-
щее системе большую жесткость. Опора I выполняется само-
устанавливающейся.
Необходимость применения зажимных устройств исключается
в трех случаях.
40
1.	Заготовка (сборочная единица) имеет большую массу, по
сравнению с которой силы резания (усилия, необходимые при
сборке) малы.
2.	Силы, возникающие при обработке (сборке узла), приложены
так, что не могут нарушить положение заготовки (собираемого узла),
достигнутое при базировании.
3.	Заготовка, установленная в приспособление, лишена всех сте-
пеней свободы. Например, при сверлении отверстия в прямоугольной
планке 2(рис. 2.9), закладываемой в ящичный кондуктор /, возмож-
ны небольшие смещения заготовок по фиксирующему контуру при-
способления за счет допусков на их базовые размеры, но получен-
ная точность обработки соответствует заданным допускам.
К зажимным механизмам предъявляются следующие требования:
-	при зажиме не должно нарушаться положение заготовки, до-
стигнутое базированием. Это удовлетворяется рациональным вы-
бором направления и мест приложения сил зажима;
-	зажим не должен вызывать деформации заготовок, закрепля-
емых в приспособлении, или повреждения (смятия) их поверх-
ностей;
-	сила зажима должна быть минимально необходимой, но дос-
таточной для обеспечения фиксированного положения заготовки
относительно установочных элементов приспособлений в процессе
обработки; сила зажима должна быть регулируемой;
•	зажим и открепление заготовки необходимо производить с ми-
нимальной затратой сил и времени рабочего. При использовании
ручных зажимов усилие не должно превышать 147 Н;
•	зажимной механизм должен быть простым по конструкции,
компактным, максимально удобным и безопасным в работе. Для этого
он должен иметь минимальные габаритные размеры и содержать ми-
нимальное число съемных деталей; устройство управления зажим-
ным механизмом должно располагаться со стороны рабочего.
Зажимные механизмы разделяются на ручные, механизирован-
ные и автоматизированные. Ручные зажимные механизмы приво-
Рис. 2.8. Схема установки заготов-
ки с дополнительной опорой
Рис. 2.9. Приспособление, при
установке в которое заготовка
лишается всех степеней свободы:
/ — кондуктор; 2 — планка
41
дит в действие мускульная сила рабо-
чего. Механизированные зажимные ме-
ханизмы работают от пневматического
или гидравлического привода. Автома-
тизированные устройства перемещают-
ся от движущихся узлов станка (шпин-
деля, суппорта или патронов с кулач-
ками). В последнем случае зажим заго-
товки и разжим обработанной детали
производится без участия рабочего. Для
уменьшения вспомогательного време-
ни применяют механизированные при-
Рис. 2.10. Направление сил
резания Аг и зажима Q при
установке заготовки в при-
способлении
воды зажимных устройств как с ручным, так и с автоматическим
управлением. Пневматические, пневмогидравлические и гидрав-
лические зажимы позволяют сократить время на закрепление за-
готовки и открепление обработанной детали в 3—4 раза по срав-
нению с ручными.
Величину сил зажима и их направление определяют с учетом
сил, действующих на заготовку (деталь). Рассмотрим три типовых
случая.
1.	Сила Qзажима направлена противоположно силе /^резания.
В этом случае Q > Р,. Учитывая, что в процессе работы режущий
инструмент затупляется, а механические свойства обрабатывае-
мого материала и величина припуска могут изменяться, силу за-
жима увеличивают в 2 — 2,5 раза.
2.	Направления сил резания и зажима совпадают. Это наиболее
благоприятный случай, при котором сила зажима будет мини-
мальной.
3.	Сила Q зажима перпендикулярна к направлению силы Р. ре-
зания (рис. 2.10). В данном случае зажим обеспечивается за счет
сил трения F = Ой и /j = Др, где р — коэффициент трения (р =
0,1 ...0,2 для обработанных поверхностей; р = 0,2...0,4 для необра-
ботанных поверхностей и р = 0,5...0,7 при установке на рифленые
штыри); А — реакция опоры.
Проецируя все силы на оси X и К, получим Р, - F- Г\ = 0; Q -
- R- 0. Из второго уравнения имеем Q= R, тогда F= F\ и Р, = 2F-
= 20р. Отсюда находимО, Н, при коэффициенте запаса 2,0...2,5;
0 = (1-1,25) -А.
Зажим за счет сил трения можно рекомендовать для операций
с небольшими силами; во всех остальных случаях лучше ставить
опоры, воспринимающие эти силы. При других направлениях сил
резания и зажима для определения значения Q уравнение равно-
весия сил следует решать, учитывая коэффициент запаса.
42
Рис. 2.11. Клиновой за-
жимной механизм:
/- приспособление; 2-
заготовка; 3 — шток; 4 —
клин; а — угол клина
Рис. 2.12. Стандартизованный клиновой
зажимной механизм с ручным приводом
для закрепления заготовки на столе станка:
1— клин; 2, 6— болты; 3, 5— гайки; 4— кор-
пус; 7 — шайба
Различают клиновые, рычажные, винтовые, комбинирован-
ные, эксцентриковые, цанговые и цепные зажимные механизмы.
Клиновые зажимные механизмы бывают с односкосым клином
и клиноплунжерные с одним плунжером (без роликов или с ро-
ликами)*. Клиновые зажимные механизмы отличаются простотой
конструкции, удобством наладки и эксплуатации, способностью
к самоторможению, постоянством силы зажима. К недостаткам
этих механизмов относятся сосредоточенный характер силы за-
жима и низкая надежность, которая зависит от характера клино-
вого сопряжения.
Для надежного закрепления заготовки в приспособлении /
(рис. 2.11) клин Одолжен быть самотормозящимся за счет угла а
скоса, т.е. должен обеспечивать зажим заготовки 2 после прекра-
щения действия на клин внешней силы Р. Клиновые зажимы при-
меняют самостоятельно или в качестве промежуточного звена в
сложных зажимных системах. Они позволяют увеличивать и изме-
нять направление передаваемой силы Q.
На рис. 2.12 показан стандартизованный клиновой зажимной
механизм с ручным приводом для закрепления заготовки на сто-
ле станка. Зажим заготовки осуществляется клином /, перемеща-
ющимся относительно корпуса 4. Положение подвижной части кли-
нового зажима фиксируется болтом 2, гайкой 3 и шайбой; непод-
вижной части — болтом 6, гайкой 5 и шайбой 7.
Передаточное отношение сил клинового механизма**, пока-
занного на рис. 2.11, рассчитывают по формуле
4 = l/ltg (а + <р) + tgip,].
* Справочник (т 1. с. 400— 408).
** Методика расчета различных вариантов рычажных механизмов приведена
в Справочнике (т. 1, с. 408 — 412).
43
Рис. 2.13. Рычажный зажим-
ной механизм
где (р и ipj — углы трения соответствен-
но на наклонной и горизонтальной по-
верхностях клина.
Рычажные зажимные механизмы от-
личаются простотой конструкции, зна-
чительным выигрышем в силе (или в
перемещении), постоянством силы за-
жима, возможностью закрепления за-
готовки в труднодоступном месте, удоб-
ством эксплуатации, надежностью. Не-
достатки этих механизмов — невозможность крепления нежест-
ких заготовок и несамотормозящаяся передача.
Для определения соотношения между внешней силой Р меха-
низированного привода и силой Q зажима заготовки рассмотрим
их действие на прямой рычаг (рис. 2.13). Сила (?1; действующая на
левый конец рычага на расстоянии от оси опоры, поворачивает
рычаг, и его правый конец зажимает заготовку с силой (22, находя-
щейся на расстоянии L от оси опоры. Вследствие неравенства плеч
£1 и L рычага, а также учитывая потери на трение (коэффициент
ц) на его оси при повороте, силы трения и убудут различными.
Винтовые зажимные механизмы находят большое применение
в приспособлениях вследствие их простоты и надежности закреп-
ления заготовок. Недостатки этих механизмов: значительное вре-
мя, необходимое для разжима детали и зажима заготовки; боль-
шие затраты рабочим мускульной силы; непостоянство силы за-
жима; возможность смещения заготовки под действием силы тре-
ния на торце винта.
Винтовые зажимы применяют при ручном закреплении заго-
товок, а также в механизированных приспособлениях и приспо-
соблениях-спутниках на автоматических линиях. Закрепление за-
готовок винтовыми зажимами в приспо-
соблениях производится ключами, ручка-
ми, гайками, гайками-головками, устанав-
ливаемыми на конце винта. Винты и гайки
изготовляют из сталей 35 и 45 с твердо-
стью HRC 30... 35, точность резьбы по 3-му
классу.
Сила Q, с которой винтовой зажим за-
жимает заготовку (рис. 2.14), зависит от дли-
ны рукоятки 2 и приложенной к ней силы
Д Н, формы торца винта и вида резьбы.
Для винта со сферическим торцом / (учи-
тывается только трение в резьбе)
р = 0Уё(а + ФпР) = j)
Рис. 2.14. Винтовой за-
жимной механизм:
1 — сферический торец
винга; 2— рукоятка
44
где rcp — средний радиус резьбы, мм;
а — угол подъема резьбы (tga = S/
/(2пгср), и. ~ 2°30'...3°30' (условие са-
моторможения винта: а< 6 °30'); 5— шаг
резьбы мм); <рпр — приведенный угол
трения (tg(pnp = p/cosP; у. = 0,1.„О, 15, р==
= 120° — угол между касательными к
сферической поверхности винта, <р||р=
=6°40'); L — расстояние от оси винта до
точки приложения силы Р (L- 14г/; d —
номинальный наружный диаметр вин- „
Рис. 2.15. Стандартизован-
га, мм>.
ныи винтовом прихват:
Сила зажима
_.	1 — заготовка; 2— гайка; 3 —
Q —_____________ прижимная плавка; 4— регу-
rcptg (а + Фпр )	лируемая опора
Момент силы PL = (а + Фпр).
В зависимости от требуемого усилия зажима Q и допускаемого
напряжения винта на растяжение определяют номинальный на-
ружный диаметр винта:
В5[пР] ’
где [стр| — допускаемое напряжение на растяжение, которое выбира-
ется в зависимости от материала винта при переменной нагрузке*.
Комбинированные зажимные механизмы — это прихваты, со-
стоящие из винтового и рычажного зажимов; эксцентриковые при-
хваты, состоящие из эксцентрикового и рычажного зажимов, и
др. Рычаги прихватов для удобства установки заготовок выполня-
ют передвижными и откидными. Детали прихватов в основном
стандартизова ны.
На рис. 2.15 показан один из видов стандартизованных винто-
вых прихватов с ручной передвижной прижимной планкой 3 и
регулируемой опорой 4. Прихват применяют для крепления заго-
товок 1 с различными размерами Н. При завинчивании гайки 2
планка зажимает заготовку.
Из равенства моментов сил (см. рис. 2.15) относительно непод-
вижных опор находим исходную силу Р, развиваемую винтом:
P^Q(Ll + Л)/(Л,ц).
Следовательно, необходимая сила зажима
Q= РЬ^/Щ + L),
* Варианты расчетов различных винтовых механизмов приведены в Спра-
вочнике (т. 1,с. 384—391).
45
F
Рис. 2.16. Круглый само-
тормозягцийся эксцент-
рик и силы, действую-
щие на него:
F — сила, направленная
вдоль поверхности кон-
такта эксцентрика с за-
готовкой; R — суммарная
сила зажима заготовки
где i] — КПД, учитывающий потери на
трение между прижимной планкой 3 и ее
опорой (11 = 0,95).
При L\ = L и г] = 1 сила зажима Q =
= 0,5?.
Эксцентриковые зажимные механиз-
мы являются быстродействующими по
сравнению с винтовыми, но развивают
меньшую силу зажима, имеют ограни-
ченное линейное перемещение и не мо-
гут надежно работать при значительных
колебаниях размеров между установоч-
ной и зажимаемой поверхностями заго-
товок в данной партии. В приспособле-
ниях применяют круглые и криволиней-
ные эксцентрики.
Круглый эксцентрик (рис. 2.16) пред-
ставляет собой диск или валик, повора-
чиваемый вокруг оси О, смещенной от-
носительно геометрической оси эксцен-
трика на некоторую величину е, называ-
емую эксцентриситетом. Для надежного закрепления заготовок эк-
сцентриковые зажимы должны быть самотормозяшимися.
Круглые эксцентрики радиусом г, устанавливаемые на валике
радиусом р, изготовляют из стали 20Х, цементируют на глубину
0,8... 1,2 мм и затем закаливают до твердости HRC 55...60. Усло-
вие самоторможения двух трущихся тел: ip > а, где (р — угол тре-
ния; а — угол подъема, под которым происходит трение. Самотор-
мозящиеся эксцентрики после зажима заготовки не изменяют сво-
его положения.
Самоторможение эксцентриковых зажимов обеспечивается при
определенном отношении его наружного диаметра к эксцентри-
ситету е.
Для расчета основных размеров круглого эксцентрика необхо-
димо иметь следующие данные: S — допуск на размер обрабатыва-
емой детали от ее установочной базы до места приложения силы
зажима; а1 — угол поворота рукоятки эксцентрика от ее началь-
ного положения до момента зажима детали, °; Q — сила зажима
заготовки*.
На рис. 2.17 показан нормализованный эксцентриковый при-
хват ручного совмещенного зажимного механизма (сила на при-
воде), состоящего из передвижного прихвата 4 и привода в виде
эксцентрика 6, обеспечивающих силу зажима (?2- Заготовка Зуста-
* Варианты расчетов эксцентриковых зажимных механизмов приведены в
Справочнике (т. 1, с. 391 —400).
46
Рис. 2.17. Нормализованный эксцентриковый прихват:
/ — кольцо; 2, 7— опорные планки; 3 — заготовка; 4— передвижной прихват;
5 — винт; 6— эксцентрик; 8— пружина; г — радиус эксцентрика
навливается на опорную планку 2 и зажимается передвижным при-
хватом 4 при ходе влево. При движении вправо прихват 4 переме-
щается от эксцентрика 6 по опорной планке 7, освобождая заго-
товку. Положение прихвата обеспечивается пружиной 8, опира-
ющейся на кольцо / и перемещающейся по винту 5, который
имеет сферическую головку.
Цанговые зажимные механизмы служат для зажима заготовок и
режущего инструмента. Цанги наиболее эффективны при закреп-
лении тонкостенных малоустойчивых заготовок. Цанга центрирует
заготовки и инструмент по наружной или внутренней цилиндри-
ческой поверхности.
Существует большое разнообразие цанговых зажимных ме-
ханизмов для заготовок, особенно для инструментов*. Рассмот-
рим для примера одну из конструкций. В многоклиповых цанго-
вых зажимах (рис. 2.18) происходит са-
моцентрирование заготовки, причем
все клинья (лепестки) цанги имеют
одинаковую силу зажима.
Каждый лепесток многоклиновых
самоцентрирующих механизмов, пе-
ремещающийся по конической повер-
хности сопрягаемой детали приспо-
собления, работает как односкосый
клин с трением только по одной или
двум его рабочим поверхностям.
* Справочник (т. 2, с. 175— 198).
Рис. 2.18. Многоклиповой
цанювый зажим:
/— упор; 2 — заготовка-пру-
ток; 3 — лепесток наши
47
Многоклиновой самоцентрирующий цанговый зажим с упо-
ром I предназначен для закрепления заготовки-прутка 2. В этом
механизме каждый лепесток 3 цанги при зажиме заготовки-прут-
ка 2, перемещаясь по неподвижной конической поверхности, ра-
ботает как односкосый клин и преодолевает силы трения Ft и /;2
по двум его рабочим поверхностям. Если в многоклиновом цанго-
вом механизме упора 1 нет, то каждый лепесток при зажиме заго-
товки-прутка 2, перемещаясь по неподвижной наклонной поверх-
ности ab, работает как односкосый клин и преодолевает только
силу трения по одной его рабочей поверхности (F2 = 0).
Суммарная сила зажима всеми лепестками цанги при трении толь-
ко по наклонным поверхностям ab (см. рис. 2.18)
Qc = РЛё (« + Фпр),
гДе Фпр — приведенный угол трения между цангой и корпусом,
например в шпинделе станка.
Сила зажима каждым лепестком: Q= QJn, где п — число лепе-
стков цанги.
Цепные зажимные механизмы для переналаживаемых приспо-
соблений предназначены для закрепления заготовок различных
конструкций и типоразмеров. На рис. 2.19 показаны схема зажим-
ного механизма (рис. 2.19, а) и некоторые конструкции приспо-
соблений (рис. 2.19, б, в).
Заготовку 4 (на рис. 2.19, а заготовка показана условно) за-
крепляют цепью 2, а при больших заготовках — двумя цепями.
Цепи охватывают заготовки различных профилей и размеров бла-
годаря V-образным кулачкам 1 различного профиля, которые могут
быть самоцентрирующими или перенастраиваемыми. Фиксация
концов цепи и ее натяжение осуществляется с помощью захват-
ного устройства 3. Цепной зажимной механизм может перемешаться
по осям X, Ки Z рабочего пространства за счет перенастраивае-
мых зажимных и позиционирующих элементов 6. Перемещение
вдоль оси X осуществляется с помощью рейки 7, а вдоль оси Y —
по направляющим 5.
2.3. Направляющие элементы для режущего инструмента
Направляющие элементы приспособления придают режущему
инструменту определенное положение относительно заготовки, а
также уменьшают его упругие перемещения при обработке. К на-
правляющим элементам относятся кондукторные втулки, шабло-
ны. установы и копиры. Копиры обеспечивают заданный закон
движения рабочего органа станка.
Кондукторные втулки применяют для повышения точности
обработки отверстий по параметрам отклонений диаметраль-
ного размера, формы, расположения оси на входе и выходе.
48
Рис. 2.19. Цепные зажимные механизмы:
I — кулачки; 2— цепь; 3 — захватное устройство; 4- заготовка; 5— направля-
ющие; б — позиционирующий элемент; 7— рейка; L — расстояние между цепя-
ми; D — диаметр звездочки
49
Кондукторные втулки располагают в приспособлении или на
кондукторной плите. Они служат для направления режущего ин-
струмента при обработке отверстий в заготовках на сверлиль-
ных, агрегатных и расточных станках. Кондукторные втулки под-
разделяют на постоянные (неподвижные), сменные и быстро-
сменные. Конструкции и размеры кондукторных втулок стан-
дартизованы.
Постоянные кондукторные втулки бывают без буртика (рис. 2.20,‘а)
и с буртиками (рис. 2.20, б). Их запрессовывают в отверстие корпуса
специального приспособления — кондуктора — или в кондуктор-
Н7 ~
ную плиту по посадке —. Эти втулки применяют при обработке
по
отверстий сверлом или зенкером в мелкосерийном производстве.
Сменные кондукторные втулки (рис. 2.20, в) изготовляют с
буртиками. Их применяют в приспособлениях, используемых в
крупносерийном и массовом производствах. Заменять в приспо-
соблении изношенные сменные втулки можно быстрее, чем по-
Н7
стоянные. Сменные втулки устанавливают с посадкой в по-
стоянные втулки, запрессованные в отверстия корпуса или кон-
дукторную плиту. Для предохранения от проворачивания и подъ-
ема сменные втулки закрепляют винтами (рис. 2.20, г).
Рис. 2.20. Кондукторные втулки различных конструкций:
I— быстросменная кондукторная втулка; 2— постоянная втулка; 3— кондук-
тор; 4 — -заготовка; 5— борштанга
50
Быстросменные кондукторные втулки 1 (рис. 2.20, д) изготов-
Н7
ляют с буртиками и вставляют с посадкой	в постоянные втулки
2, запрессованные в отверстия кондуктора 3. Расстояние / от ниж-
него торца втулки / до поверхности заготовки 4 при сверлении
принимают равным (1/3...1)г/с, где dc — диаметр сверла. При зен-
керовании / равняется 0,3 диаметра зенкера.
Быстросменные кондукторные втулки применяют в серий-
ном производстве при последовательной обработке одного от-
верстия различными режущими инструментами (сверлом, зен-
кером, разверткой) за одну установку заготовки в приспособ-
лении. При этом для направления каждого инструмента исполь-
зуется отдельная быстросменная втулка соответствующего диа-
метра.
Отверстия кондукторных втулок для направления режущего
инструмента изготовляют по 7-му квалитету. На рис. 2.20, е пока-
зана специальная кондукторная втулка для сверления отверстия в
углублении заготовки.
При обработке отверстий в корпусных деталях на расточных
станках применяют приспособления с вращающимися втулками.
На рис. 2.20, ж изображена вращающаяся втулка /, которая слу-
жит для направления борштанги 5. В качестве вращающегося эле-
мента используются подшипники скольжения, и качения различ-
ных конструкций: шариковые, игольчатые, роликовые и др.
Кондукторные втулки с диаметром отверстия до 25 мм изготов-
ляют из сталей У10А, У12А и закаляют до твердости HRC 60...65;
с диаметром отверстия больше 25 мм — из сталей 20 и 20Х с
цементацией и закалкой до той же твердости.
Примерный срок службы кондукторной втулки — 12... 16 млн
просверленных отверстий. Средняя величина ее износа при свер-
лении отверстий диаметром 10...20 мм на Юм пути при обработ-
ке заготовок из серого чугуна средней твердости равна 3...5 мкм;
из стали 40 — 4...6 мкм; из алюминия — I ...2 мкм. Предельные
размеры отверстия кондукторных втулок рассчитывают с учетом
допусков диаметра инструмента, которые выбирают по соответ-
ствующим стандартам*.
При высокоскоростной обработке целесообразно применять ох-
лаждение вращающихся втулок для предупреждения чрезмерного
нагрева инструмента и обеспечения долговечности работы под-
шипников.
Шаблоны и установы позволяют быстро и точно выставить ин-
струмент. Наладка и подналадка инструментов на рабочий размер
в процессе пробного резания и при постоянных замерах занимает
* Допуски на изготовление и износ кондукторных втулок приведены в Спра-
вочнике (т. 1, с. 249—286).
51
много времени. Для ускорения наладки станков и повышения ее
точности осевой инструмент настраивают вне станка на специ-
альных приспособлениях (более подробно об этом изложено в
подразд. 3.6), в отдельных случаях эта методика используется для
агрегатных станков и станков с ручным управлением. В конструк-
цию приспособления вводят специальные элементы, определяю-
щие положение инструментов, соответствующее рабочему настро-
ечному размеру. Такими элементами являются шаблоны и устано-
ви. Применение шаблонов типично для токарных работ, а устано-
вов — для фрезерных. Повышение производительности труда дос-
тигается в этом случае за счет сокращения времени на наладку
инструмента на станке.
На рис. 2.21, а приведен пример установки двух подрезных рез-
цов 2 по шаблону /. Такой шаблон может быть съемным или от-
кидным, шарнирно закрепленным на станке. При настройке шаб-
лон ставят в исходное положение, а после закрепления резцов
снимают или откидывают в нерабочее положение.
На рис. 2.21, б показан установ, позволяющий выставить фрезу
3 в горизонтальном и вертикальном положении относительно ус-
тановочных поверхностей приспособления по двум пластинкам
4, закрепленным на установе 5, расположенном на станке.
Копиры обеспечивают заданный закон движения. Для обработ-
ки фасонных поверхностей на универсальных станках с ручным
управлением применяют специальные приспособления, снабжен-
ные копировальными устройствами (копирами). Их назначение —
обеспечить траекторию относительного движения инструмента,
необходимую для получения требуемого контура обрабатываемой
летали. При этом отпадает необходимость в разметке, ручной по-
даче суппорта с инструментом при обходе криволинейного кон-
тура. В результате повышается точность обработки контура и про-
изводительность груда на операции. Вместе с тем станки с ЧПУ
практически сняли проблему применения копиров, так как лю-
бой профиль может быть пред-
ставлен в цифровом коде, запи-
сан как управляющая программа
и реализован на станке с ЧПУ.
Однако на ряде небольших про-
изводств копиры применяются на
токарных, фрезерных и других
станках.
Наиболее характерным приме-
ром обработки по копиру явля-
ется фрезерование замкнутого
контура методом круговой пода-
чи. Схема построения профиля
копира для фрезерования наруж-
Рис. 2.21. Примеры использования
шаблона (а) и установа (б):
/ — шаблон; 2— подрешые резцы;
3 — фреза; 4— пластинки; 5— уста-
нов
52
ного профиля детали показа-
на на рис. 2.22. Закрепленные
заготовка 3 и копир 4 враща-
ются вокруг общей оси. Оси ро-
лика 1 и фрезы 2 расположе-
ны на постоянном расстоянии
а друг от друга и перемещают-
ся вместе. Копир все время
прижат к ролику. Расстояние
между осью вращения копира
и осью фрезы меняется в со-
ответствии с профилем копи-
ра, благодаря чему получается
нужный профиль обрабатыва-
емой детали.
Для компенсации измене-
ния диаметра фрезы при ее за-
точке ролик целесообразно де-
лать коническим с углом ко-
нуса 10...150, а копир — ско-
шенным. После заточки фрезы
ролик опускают, оставляя раз-
мер обрабатываемой детали без
изменения. Копир и ролик из-
Рис. 2.22. Схема построения профи-
ля копира для фрезерования на-
ружного профиля детали:
1 — ролик; 2— фреза; 3- заготовка; 4
копир; А и Б— пути копира и фрезы
соответственно
готовляют из высокоуглеродистой или цементуемой стали с пос-
ледующей термической обработкой до твердости HRC 58...62.
2.4. Механизированные приводы
В качестве средств механизации закрепления заготовок в при-
способлениях используются пневматические, гидравлические,
электромеханические, электромагнитные, магнитные, вакуумные,
электростатические и пружинные приводы. Выбор привода ста-
ночного приспособления определяется конструкцией станка, раз-
мерами партии обрабатываемых деталей, их конструкцией и дру-
гими факторами*. Применение пневматических и гидравлических
приводов обеспечивает возможность повышения производитель-
ности обработки также за счет автоматизации подвода-отвода или
поворота прихватов, что особенно эффективно при наличии боль-
шого числа последних.
Пневматические приводы используют сжатый воздух давлени-
ем 0,4...0,5 МПа от цеховых сетей. Такие приводы не нуждаются в
специальных источниках энергии, не требуют возвратных трубо-
проводов, так как отработанный воздух выпускается в окружаю-
* Справочник (т. 1, с. 425—518).
53
щую среду; отсутствует необходимость смены рабочей среды, что
происходит, например, в гидроприводах в результате загрязнения
масла. На рис. 2.23 показан индивидуальный блок очистки и регу-
лирования давления сжатого воздуха, используемого в приспо-
соблении с пневматическим приводом.
Для безопасности работы пневматических приспособлений
применяют реле давления, осуществляющее блокировку привода
зажима заготовок с приводом станка. При падении давления в
пневмосистеме приспособлений реле давления отключает элект-
родвигатель станка.
Основным недостатком пневматических приводов является низ-
кое давление рабочей среды — воздуха, что ограничивает область
их использования.
Для непосредственного закрепления заготовок штоком порш-
ня или посредством простых рычажных механизмов пневмопри-
воды применяют лишь в тех случаях, когда требуется ограничен-
ная сила зажима, т.е. при небольших силах резания при обработке
заготовок с малым припуском или заготовок из мягких материа-
лов. При больших силах зажима для уменьшения диаметра цилин-
дров используют механизмы-усилители (рычажные, шарнирно-
рычажные, клиновые, клинорычажные и др.), что увеличивает
ход поршня пневмоцилиндра, усложняет конструкцию, увеличи-
вает габаритные размеры, массу и стоимость приспособлений, а
также площадь, необходимую для их хранения. Поэтому пневма-
тические приводы целесообразно применять лишь при отсутствии
пространственных ограничений, в случаях неснимаемости при-
способлений со станка, т.е. в специальных приспособлениях для
Рис. 2.23. Индивидуальный блок очистки и регулирования давления сжатого
воздуха, используемого в приспособлении с пневматическим приводом:
/— влагоотделитель; 2 — регулятор давления; .3, 5— реле давления; 4 — масленка
54
крупносерийного и массового производства или в универсально-
наладочных приспособлениях для мелкосерийного производства.
В качестве объемных пневмоприводов зажимных механизмов
приспособлений используют поршневые и мембранные пневмо-
цилиндры.
Поршневые пневмоцилиндры подразделяют на стационарные
(линейного действия) и вращающиеся. Поршневые пневмоци-
линдры бывают одностороннего (рис. 2.24, а) и двухстороннего
(рис. 2.24, б) действия.
В цилиндрах одностороннего действия обратный ход поршня
осуществляется с помощью возвратной пружины /, а двухсторон-
него действия — сжатым воздухом. Преимущества цилиндров од-
ностороннего действия — вдвое меньший расход воздуха, эконо-
мия в стоимости трубопроводов, недостаток — ограниченный ход
поршня, так как при больших ходах из-за наличия возвратных
пружин длина цилиндра значительно увеличивается. Цилиндры
двухстороннего действия — наиболее распространенный тип пнев-
моцилиндров, широко используемый для механизации и автома-
тизации приспособлений.
Вращающиеся пневмоцилиндры применяют в тех случаях, когда
необходимо периодическое (в делительных устройствах) или непре-
рывное (в токарных и шлифовальных станках) вращение. Во враща-
ющихся пневмоцилиндрах (рис. 2.24, в) рабочие полости образова-
ны поверхностями корпуса 3, крышки 5 и поршня 4 со штоком 7.
Поршень фиксируется гайкой 6. С помощью воздухопроводящей муф-
ты 2пневмоцилиндры соединяются с сетью подачи сжатого воздуха.
Вращающиеся цилиндры двухстороннего действия могут быть
однопоршневые и двухпоршневые (сдвоенные).
При расчете поршневых пневмоцилиндров определяют осевую
силу Q на штоке поршня, зависящую от диаметра пневмоцилинд-
ра и давления сжатого воздуха в его полостях. По заданной силе на
штоке поршня и давлению сжатого воздуха можно определить
диаметр пневмоцилиндра. В приспособлениях с поршневым пнев-
моцилиндром следует рассчитывать время его срабатывания. Осе-
вая сила Q для пневмоцилиндров двухстороннего действия (см.
рис. 2.24, а) при давлении сжатого воздуха на поршень в бесшто-
ковой полости
(? = (л/4)£)2/щ,
а в штоковой полости
Q = (n/4)(D2- d)pv\,
где D — диаметр поршня пневмоцилиндра, см; d — диаметр што-
ка поршня, см; р — давление сжатого воздуха, МПа; р —- КПД,
учитывающий потери в пневмоцилиндре (1] = 0,85...0,9).
Диаметры рабочих полостей цилиндров стандартизованы.
55
Рис. 2.24. Пневмоцилиндры:
а, б— поршневые одно- и двухстороннего действия соответственно; в— порш-
невой вращающийся; г— мембранный; /— пружина; 2— воздухопроводящая
муфта; 3— корпус; 4— поршень; 5— крышка; 6— гайка; 7— шток
56
Определим диаметр пневмоцилиндра двухстороннего действия
по заданной силе Q и давлению сжатого воздуха р. В первой из
приведенных формул для упрощения расчета опустим КПД, но
для надежности зажима найденную силу Q увеличим в 1,5 раза:
1,5Q = (я/4)/)2/?;
следовательно
D^XAjQ/p.
Принимая р = 0,4 МПа, получим/) ~ 2,2y[Q (см). Найденный
диаметр пневмоцилиндра округлим до ближайшего большего стан-
дартного значения и по принятому диаметру определим действи-
тельную силу Q.
Основным условием работы пневмоцилиндра является его пол-
ная герметичность. Пневмоцилиндр герметичен, если сжатый воз-
дух, поступающий в его полости, не утекает в атмосферу и не
просачивается из одной полости в другую. Для герметизации пнев-
моцилиндров применяют уплотнения кольцевых зазоров в со-
пряжениях поршней с внутренними поверхностями корпуса и
штоков с отверстиями. В качестве уплотнений используют ман-
жеты V-образного сечения и кольца круглого сечения из масло-
стойкой резины (для поршней и штоков), а также уголковые
воротниковые манжеты из маслостойкой резины соответствую-
щих размеров.
Мембранные пневмоцилиндры (рис. 2.24, г) могут быть одно-
стороннего и двухстороннего действия, а в зависимости от чис-
ла рабочих полостей — одинарные, сдвоенные или встроенные.
Конструкция таких цилиндров более простая, чем поршневых
цилиндров. Качество сжатого воздуха не оказывает существенно-
го влияния на их работоспособность. Недостатком является не-
постоянство силы зажима, уменьшающаяся по мере увеличения
хода штока в результате прогиба мембраны, сопротивление ко-
торой будет тем больше, чем больше ход штока. Поэтому мемб-
ранные цилиндры рекомендуется применять лишь при неболь-
ших ходах штока.
Основными параметрами, определяющими работу мембранных
пневмоцилиндров, является сила Q на штоке и длина его рабоче-
го хода (см. рис. 2.24, г).
Сила Q меняется при перемещении штока из исходного поло-
жения в конечное. Оптимальная длина хода штока, при котором
сила Q изменяется незначительно, зависит от расчетного диамет-
ра мембраны, ее толщины, материала, формы и диаметра опор-
ного диска мембраны.
Приближенно силу Q на штоке мембранного пневмопривода
двухстороннего действия для тарельчатых (выпуклых) мембран
57
при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость можно опре-
делить по приведенным ниже формулам:
в исходном положении штока
Q = (Т1/16)(А + Dtfp-
после перемещения штока на длину 0,32)
Q = (0,75л/16)(7)1 + Dtfp,
где £), — диаметр мембраны; D2 — диаметр опорного диска.
Сила Q при подаче сжатого воздуха в штоковую полость опре-
деляется по следующим формулам:
в исходном положении штока
С = (7t/16)[(Dj + Р2)2-
после перемещения штока на длину 0,3 D
О- (0,75л/16)[(Д + А)2 - #]р,
где d — диаметр штока.
Оптимальная длина хода штока мембранного пневмоцилиндра
одностороннего действия с тарельчатой резинотканевой мембра-
ной равна (0.25...0,35)7), с плоской резинотканевой мембраной
(0,18...0,22)7).
Гидравлические приводы зажимных механизмов приспособлений
имеют по сравнению с пневматическими ряд существенных пре-
имуществ. Благодаря увеличению давления рабочей жидкости в 20
раз и более (100 МПа и выше) по сравнению с давлением сжато-
го воздуха для получения идентичных сил зажима диаметры рабо-
чих цилиндров значительно уменьшаются. Высокое давление ра-
бочей жидкости в цилиндрах позволяет передавать силу зажима
непосредственно штоком цилиндров зажимным элементам, ис-
ключая применение механических механизмов-усилителей и слож-
ных механических передач, повышая КПД передачи, упрощая кон-
струкцию и сокращая габаритные размеры приспособлений и их
массу, что облегчает смену и установку приспособлений на столе
станка, их транспортирование, а также значительно уменьшает
площадь, необходимую для их хранения.
В гидравлических приспособлениях путем применения индиви-
дуальных цилиндров конструктивно просто осуществлять много-
точечные зажимы, т. е. широко применять приспособления для мно-
гоместной и многопозиционной обработки. На рис. 2.25 показано
многоместное гидрофицированное приспособление станка типа
обрабаты ваюше го це нтра.
В станочных приспособлениях применяют объемные гидропри-
воды, рабочей средой для которых является масло. Гидравличес-
кий привод — это самостоятельная установка, состоящая из гид-
родвигагсля, рабочего цилиндра, насоса для подачи масла в ци-
58
Рис. 2.25. Многоместное гидрофицированное приспособление:
/ — корпус; 2 — заготовка; 3 — индивидуальный гидропривод; 4 ~ трубопровод
для подачи масла в гидросистему приспособления
линдр, бака для масла, аппаратуры управления и регулирования
и трубопроводов. В зависимости от назначения и мощности
гидравлический привод может обслуживать одно приспособление,
группу из трех - пяти приспособлений на нескольких станках или
группу из 25...35 приспособлений, установленных на различных
станках цеха.
На рис. 2.26 показана схема работы гидропривода приспособ-
ления. При перемещении рукоятки 5 в крайнее положение пере-
ключается золотник 4 и включается электродвигатель лопастного
насоса 2. Масло из бака 7 по трубопроводу через лопастной насос
2 и трубопровод 3 под давлением 6,3 МПа подается в золотник 4,
откуда по трубопроводам 7 поступает в правую или левую полость
лопастного цилиндра 8.
При подаче масла в правую полость цилиндра лопатки с рото-
ром 9 поворачиваются до упора 10 и вытесняют масло из левой
полости. Масло через левый трубопровод 7, золотник 4 по трубо-
проводу 14 стекает в бак 7. При переключении рукоятки 5 золот-
ника 4 в другую сторону масло поступает в левую полость цилинд-
ра 8, а из его правой полости и золотника 4 по трубопроводу 14
сливается в бак 1.
Масло, которое просочилось из золотника 4, отводится по тру-
бопроводу 13 в бак. Необходимое давление масла в гидросистеме
регулируется клапаном 12 и измеряется манометром 6. Все под-
шипники качения смазываются маслом, которое скапливается от
утечки в прикрепленном к муфте кожухе, и по трубопроводу 77
отводится в бак 7.
59
Рис. 2.26. Схема работы гидроприво-
да приспособления:
1 — бак для масла; 2— лопастной насос;
3, 7, 11, 13, 14— трубопроводы; 4 — зо-
лотник; 5— рукоятка; 6 — манометр; 8—
цилиндр; 9— ротор; 10 — упор; 12 —
клапан
Основные особенности гид-
равлических приводов станоч-
ных приспособлений, опреде-
ляющие их отличие от объем-
ных гидроприводов машин,
рассмотрены ниже.
Гидроприводы приспособ-
лений функционируют по цик-
лу: подвод зажимных элемен-
тов — зажим заготовки — от-
вод зажимных элементов. В этом
цикле гидроприводы работают
с различными давлениями и
расходом масла. При подводе
(отводе) зажимных элементов
расход масла максимальный, а
давление минимальное, что
обусловлено гидравлическими
и механическими сопротивле-
ниями. В период зажима при об-
работке заготовки на станке
гидропривод работает с макси-
мальным давлением и мини-
мальным расходом масла.
Гидравлические приводы в большинстве случаев компонуются
в приспособлении не полностью, а расчленяются на два агрегата:
источники давления и гидродвигатели. При этом последние ис-
пользуются в приспособлениях, поочередно присоединяемых к
источнику давления.
В зависимости от вида источника давления (приводящего двига-
теля) гидравлические приводы подразделяют на механогидравли-
ческие (гидроприводы с ручным насосом), электрогидравлические
(электронасосные гидроприводы) и пневмогидравлические.
Источником высокого давления масла в механогидравлических
приводах являются ручные насосы. Высокое давление масла со-
здается за счет небольшого усилия рабочего (100... 150 Н), при-
кладываемого к рукоятке насоса. Компактные и недорогие меха-
ногидравлические приводы, не нуждающиеся во внешнем ис-
точнике энергии (за исключением усилия рабочего), являются
наиболее простым средством механизации зажимов станочных
приспособлений. Они обеспечивают одновременно одинаковую
во всех точках, регулируемую по величине соответствующей на-
стройкой предохранительного клапана силу закрепления заго-
товки.
Ручные насосы бывают рычажные и винтовые. По числу ступе-
ней расхода масла и давлений эти насосы подразделяют на одно-
60
ступенчатые (прямого действия) и двухступенчатые (последова-
тельного действия).
В гидроприводе с одноступенчатым рычажным насосом при ка-
чании рычага насоса вверх и вниз масло нагнетается в гидроцилинд-
ры одностороннего действия. При подводе зажимных элементов к
закрепляемой заготовке давление масла низкое (необходимое для
преодоления сил трения в механизмах). После контакта зажимных
элементов с заготовкой при качании рычага давление возрастает
до максимального рабочего. При разжиме заготовки открывают кла-
пан насоса и масло из гидроцилиндров под действием возвратных
пружин сливается через нагнетательную линию в бак.
Одноступенчатый винтовой насос (рис. 2.27) состоит из кор-
пуса /, в отверстии которого установлен поршень 2. При враще-
нии винта 3 поршень перемещается, вытесняя масло из подпорш-
невой полости в гидроцилиндры приспособления. Для разжима
заготовки винт вращают в противоположном направлении. При
этом поршень перемещается назад. Масло под действием возврат-
ной пружины 5 поршня вытесняется из гидроцилиндра 4односто-
роннего действия в подпоршневую полость насоса (гидропривод
с замкнутой циркуляцией).
Двухступенчатый винтовой насос (последовательного действия)
имеет две ступени объема п лавления масла. Вначале работает пер-
вая ступень с большим объемом масла и низким давлением. При
вращении винта поршень большого диаметра вытесняет масло в
гидроцилиндры приспособления, обеспечивая быстрый подвод за-
жимных элементов к заготовке и предварительный ее зажим. При
работе второй ступени насоса плунжер малого диаметра обеспечи-
вает создание в гидросистеме высокого давления масла. Происхо-
дит окончательный зажим заготовки.
Механогидравлические приводы эффективны в мелкосерийном
производстве при закреплении заготовок на столе станка, а также
на станках, где подвод воздуха или масла представляет значитель-
ные трудности, например на расточных станках с поворотным
столом, имеющим также продольный ход.
Электрогидравлические приводы, в которых источником высо-
кого давления масла (нагнетательным агрегатом) являются элек-
тронасосы подразделяются на индивидуальные и групповые. Ин-
дивидуальные предназначены для приспособлений, устанавлива-
емых на одном станке. Групповые обслуживают одновременно груп-
пу станков.
Рис. 2.27. Схема одноступен-
чатого винтового насоса:
1— корпус; 2— поршень; 5 —
винт; 4 — гидроцилиндр; 5— воз-
вратная пружина
61
Электрогидравлические приводы, состоящие из электродвига-
теля, насоса, редукционного клапана и регулятора давления, мо-
гут быть использованы лишь при наличии в зажимных устрой-
ствах самотормозящихся звеньев, обеспечивающих работу насоса
только в периоды цикла зажим и разжим заготовки, так как при
постоянной работе насоса происходит интенсивный нагрев мас-
ла, а следовательно, увеличение его утечки и падение давления.
В гидроприводах приспособлений для создания нужного дав-
ления применяют шестеренные, пластинчатые и роторно-порш-
невые насосы непрерывного действия с постоянной подачей ра-
бочей среды. Подача q рабочей среды является одним из основ-
ных параметров насоса. Значения q стандартизованы. Начиная с
q = 18 -10-3 м3/мин, они образуют геометрический ряд со знаме-
нателем 1,41.
Правильный выбор насоса (тип, подача и давление) влияют
на эксплуатационные качества приспособления.
Мощность N, кВт, необходимая для электропривода насоса оп-
ределятся по формуле
^л,/(6011о),
где т)о — общий КПД насосной установки.
При отсутствии самотормозящихся механизмов в зажимных ме-
ханизмах приспособлений применяют гидроаккумуляторы (рис. 2.28),
которые служат для накопления энергии рабочей среды, находя-
щейся под давлением. Насос включается только в период зажима-
разжима заготовки. В процессе обработки давление поддерживается
аккумулятором, который периодически подзаряжают сжатым азо-
том из баллонов. Гидроаккумуляторы также гасят толчки давлений,
возникающие в гидроприводе. Существуют грузовые (рис. 2.28, а),
пружинные (рис. 2.28, б), с упругим корпусом (рис. 2.28, в), пнев-
могидроаккумуляторы (рис. 2.28, г), газогидравлические и другие
конструкции.
В станочных приспособлениях применяются объемные гидро-
двигатели (гидроцилиндры), предназначенные для преобразова-
Рис. 2.28. Гидроаккумуляторы
62
ния энергии потока рабочей среды в энергию движения поршня.
Гидроцилиндры подразделяются на стационарные и вращающи-
еся. В гидроцилиндрах одностороннего действия движение порш-
ня под действием давления рабочей среды возможно только в од-
ном направлении, в гидроцилиндрах двухстороннего действия —
в двух противоположных направлениях.
Государственные стандарты регламентируют параметры стацио-
нарных гидроцилиндров с поступательным движением поршня трех
типов: одностороннего действия со сплошным штоком, односто-
роннего действия с полым штоком и двухстороннего действия. Пос-
ледние применяются в тех случаях, когда требуется большой ход
поршня, например для автоматизации подвода или поворота зажим-
ных элементов. Вращающиеся гидроцилиндры предназначены для
механизации токарных патронов. Наличие отверстия в поршне и муфте
позволяет устанавливать в патронах прутковые заготовки.
Для быстрого соединения гидроцилиндров и нагнетательных
агрегатов применяют быстроразъемные соединительные муфты с
автоматическим затвором маслопровода.
Для сокращения времени, затрачиваемого на зажим-разжим
заготовок в приспособлениях с гидравлическими приводами, при-
меняют зажимные механизмы с автоматическим подводом-отво-
дом или поворотом прихвата.
На рис. 2.29, а показан зажимной механизм, в котором под-
вод-отвод прихвата осуществляется автоматически. При переме-
щении штока /поршня гидроцилиндра 8вверх пружина Лсжима-
б
Рис. 2.29. Зажимные механизмы с автоматическим подводом-отводом («)
и поворотом (б) прихвата:
/ — прихват; 2 — рычаг; 3 — ось; 4— штырь; 5— пружина; 6— втулка; 7— шток
поршня; 8— гидроцилиндр; 9 — заготовка; 10— прихват; II — винт;/2—пор-
шень
63
стся и втулка 6 перемещает прихват 1 рычагом 2, установленного
на осн 3, к заготовке 9. При дальнейшем перемещении поршня
штырь 4 посредством прихвата закрепляет заготовку.
Автоматический поворот Г-образного прихвата (рис. 2.29, б)
происходит следующим образом. При перемещении поршня 12
вниз прихват 10 поворачивается в рабочее положение благодаря
винтовой канавке, выполненной на его цилиндрической поверх-
ности, взаимодействующей с концом винта 11. При дальнейшем
перемещении поршня прихват закрепляет заготовку 9.
Пневмогидравлические приводы являются наиболее эффективным
и перспективным типом привода станочных приспособлений, так
как, используя энергию низкого давления сжатого воздуха цеховых
сетей, создают пневмогидропреобразователем и поддерживают в
гидроцилиндрах высокое давление масла (10 МПа и выше). Эти
приводы сочетают в себе преимущества пневмо- и гидроприводов.
В качестве источника давления масла таких приводов применя-
ют пневмогидравлические преобразователи давления, которые
устанавливают на столах станков или около них и соединяют по-
очередно с гидросистемой приспособлений, размещенных на этих
станках, быстроразъемными соединениями.
По числу ступеней давлений и расхода масла преобразователи
подразделяют на одно- и двухступенчатые (прямого и последова-
тельного действия). Одноступенчатые пневмогидравлические пре-
образователи давления (рис. 2.30, а) состоят из двух цилиндров:
Рис. 2.30. Схемы одно- («) и двухступенчатого (б)
пневмогидравлических преобразователей давления:
/. 2— соответственно пневмо- и гилроцилинлры; 3—
пнсвмогидровытеснитель; 4 — пневмогидропреобразо-
ватель
64
пневматического 1 и гидравлического 2, причем шток поршня
пневмоцилиндра является одновременно плунжером гидроцилин-
дра. Давление масла, создаваемое преобразователем, увеличива-
ется во столько раз по сравнению с давлением воздуха, во сколь-
ко раз площадь поршня преобразователя больше площади штока.
Одноступенчатые преобразователи применяют в качестве источ-
ника давления масла приспособлений с одним—тремя гидроци-
линдрами.
При больших объемах масла применяют двухступенчатые (ком-
паундные) пневмогидравлические преобразователи давления (рис.
2.30, б), состоящие из пневмогидропреобразователя 4 и пневмо-
гидровытеснителя 3 — устройства, предназначенного для переда-
чи давления между двумя рабочими средами (воздухом и маслом)
без изменения давления.
Цикл работы двухступенчатых преобразователей следующий:
1.	Быстрый подвод зажимных элементов к заготовке и предва-
рительный ее зажим. При этом работает ступень / (см. рис. 2.30, б).
Сжатый воздух подается в пневмогидровытеснитель, и масло из
него поступает в гидроцилиндры. Давление масла при предвари-
тельном зажиме равно давлению воздуха.
2.	Окончательный зажим (ступень //). Сжатый воздух поступает
под поршень преобразователя, окончательно зажимая заготовку.
Давление масла увеличивается во столько раз, во сколько раз пло-
щадь поршня преобразователя больше площади его штока.
3.	Разжим (ступень ///). Сжатый воздух поступает в штоковую по-
лость пневмоцилиндра преобразователя, в результате чего поршень
перемещается вверх, а масло из гидроцилиндров под действием воз-
вратных пружин поршня или сжатого воздуха на поршни сливается
через гидроцилиндр преобразователя в пнсвмогидровытеснитель.
Пневмогидравлические преобразователи могут применяться
лишь как индивидуальные источники давления масла, т.е. обслу-
живать приспособления, устанавливаемые только на одном стан-
ке. поскольку управление гидроцилиндрами приспособлений осу-
ществляется в пневматической системе преобразователя.
При равновесии давления воздуха и масла в пневмогидравли-
ческом преобразователе (без учета трения)
А,(л^74) = /?„(л/)2/4),
откуда давление масла в гидроцилиндре 2
Р» = pAD2/d’),
где — давление масла в гидроцилиндрс, МПа; рк — давление
воздуха в пневмоцилиндре, МПа; d— диаметр штока плунжера,
см: D— диаметр поршня пневмоцилиндра, см (см. рис. 2.30, а).
Отношение i = pM/ptt= D2/J2 является коэффициентом усиления
давления. В практике конструирования принимают /= 16...21.
33 27 i
65
Силу на штоке рабочего гидроцилиндра в пневмогидравличе-
ской системе без учета сопротивления возвратной пружины, но с
учетом механического КПД рассчитывают по формуле
Q= Qt(D2/d^,
где Qt — сила на штоке пневмоцилиндра, Н.
<21 = (л£>1/4)р„1],
где D — диаметр поршня гидроцилиндра; ц - 0,8...0,85 — КПД
гидроцилиндра.
Ход штока пневмоцилиндра L с учетом т), определяющего по-
тери масла на утечку, определяется по формуле
L = l(D/d)XnM),
где / — ход штока рабочего гидроцилиндра, мм; п — число рабо-
чих гидроцилиндров приспособлений, обслуживаемых приводом;
ц — объемный КПД привода (ц = 0,95).
Диаметр поршня гидроцилиндра (без учета КПД):
0 = 1,13^677;.
Диаметр штока пневмоцилиндра:
d= £>/(1,75...2,5).
Диаметр поршня пневмоцилиндра:
О = dyjpM/(pBf]).
Приняв р„ = 0,4 МПа и г] = 0,8, подставив эти значения в фор-
мулу и преобразовав ее, получим
л = 1,8^77;.
Объем сжатого воздуха, расходуемого за один цикл зажима
детали в приспособлении, рассчитывают по формуле
V = (п/4) D\L.
Электромеханические приводы зажимных механизмов обладают
рядом преимуществ: потребляют энергию только во время зажима
или разжима заготовки; обеспечивают большую мощность при не-
больших габаритах; их можно подключать к системе управления
станка без дополнительных затрат. В этих приводах отсутствуют ис-
точники давления рабочей среды (масла или воздуха); они имеют
высокую надежность; нетребовательны к уходу; недороги.
Однако при закреплении заготовки несколькими зажимными
элементами или закреплении нескольких заготовок в многомест-
ных приспособлениях (см. рис. 2.25) целесообразно применять пнев-
матические и особенно гидравлические приводы, так как они
позволяют достаточно просто многократно закреплять заготовки.
66
в то время как электромеханические приводы для этой цели тре-
буют наличия сложных передаточных механизмов. Электромеха-
нические приводы следует использовать для механизации токар-
ных патронов и тисков поджима заготовок вращающимися цент-
рами пинолей бабок, в качестве гайковертов и винтов приспособ-
лений, для закрепления инструмента на фрезерных и расточных
станках.
Рассмотрим схему электромеханического привода патрона то-
карного станка, показанную на рис. 2.31, а. Привод состоит из
электродвигателя / с редуктором 2, закрепленных на заднем кон-
це шпинделя станка. Выходной вал редуктора соединен муфтой 3
с винтом 5, при вращении которого гайка 6 перемещает тягу,
передающую через рычаг 7 усилие кулачкам 8 патрона, зажимаю-
щим заготовку 9. Сила зажима регулируется пружиной 4. По дос-
тижении требуемой силы торцовые зубцы муфты отжимают пра-
вую полумуфту, разъединяя винт 5 с валом редуктора. При этом
наблюдается характерное прищелкивание зубцов муфты, что слу-
жит акустическим сигналом для отключения электродвигателя.
Правые и левые скосы зубьев муфты выполнены под различными
углами аир (рис. 2.31, б), что обеспечивает наличие крутящего
момента при раскреплении заготовки, большего, чем при зак-
реплении. Это обусловливает высокую надежность работы, так как
для вывинчивания винта 5 с самотормозящейся резьбой вслед-
ствие заклинивания резьбы требуется больший крутящий момент,
чем при завинчивании.
Другой пример электромеханического привода — электромеха-
нический ключ. По конструкции ключи бывают с постоянным и
регулируемым моментами зажима. Ключ с регулируемым момен-
том используют в тех случаях, когда необходимо более точно подо-
брать силу зажима для предотвращения деформации заготовки.
Электромеханический ключ с регулируемым моментом (рис. 2.32)
состоит из корпуса 7с закрепленным на нем электродвигателем 9,
Рис. 2.31. Схема электромеханического привода:
1 - электродвигатель; 2 — редуктор; — муфта; 4 — пружи-
на; 5— винт; 6— гайка; 7— рычаг; — кулачки патрона; 9 —
заготовка
3'
67
Рис. 2.32. Электромеханический ключ:
1 пинг; 2, 12— пружины; 3 — втулка качения; 4, 17, 18— зубчатые колеса;
5 — плавающий нал; 6— ведомый диск; 7— корпус; 8— фрикционая муфта; 9—
электродвигатель; 10— юдропилиндр; II— траверса; 13 — стакан; 14— шпин-
дель; 15 — накидная головка; 16 — крестовая муфта
передающим вращение шпинделю 14 через фрикционную муфту 8
(с ведомыми дисками 6), плавающий вал 5, зубчатые колеса 4, 17,
18. Конец шпинделя через крестовую муфту 16 соединен с накид-
ной головкой 15, которая входит в зацепление с помощью гидро-
цилиндра 10 с зубчатым колесом — выходным элементом зажим-
ного механизма. Шток гидроцилиндра связан со шпинделем по-
средством траверсы / / со стаканом 13, в котором имеется пружина
/2 для предотвращения поломки зубьев накидной головки 75и зуб-
чатого колеса приспособления (на рис. 2.32 не показано) при их
68
несовпадении. Регулирование момента зажима производится вра-
щением винта /, от чего изменяется сила сжа тия пружины 2. Затем
посредством втулки .? качения и плавающего вала 5изменяется сила
сжатия дисков фрикционной муфты 8.
Электромагнитные и магнитные приводы приспособ лении не тре-
буют наличия зажимных элементов, благодаря чему упрощается кон-
струкция приспособлений и сокращаются их габаритные размеры,
так как вся поверхность приспособлений может быть использована
непосредственно для установки заготовок. Закрепление заготовок осу-
ществляется не сосредоточенной нагрузкой зажимных элементов, а
равномерным притяжением заготовки к установочной поверхности
приспособления, что сводит к минимуму погрешность закрепления,
повышая точность обработки заготовки. Эти приспособления проще
и дешевле пневматических и гидравлических. Источником энергии
электромагнитных и магнитных приспособлений служит магнитный
поток, который создает силу, препятствующую отрыву закрепляе-
мой заготовки от приспособления. Заготовка в этом случае является
частью магнитопровода. Станочные приспособления с электромаг-
нитным приводом изготовляют в виде плит и патронов.
На рис. 2.33 показан общий вид электромагнитных плит раз
личных форм и приведена их принципиальная схема. Электромаг
в
Рис. 2.33. Прямоугольная (и) и круглая (Z>)
электромагнитные плиты и их принципиаль-
ная схема (б):
/ - корпус: .? сердечник; 3 — кашка: 4 - пли-
та; 5 — полюсники; 6 — немагнитная проставка;
7 — гагогонка
69
нитная плита состоит из корпуса /и верхней плиты 4, в сквозных
пазах которой установлены полюсники 5, отделенные от плиты
немагнитными проставками 6. Внутри плиты находятся сердечни-
ки 2 и катушки 3. При прохождении через последние постоянного
тока напряжением 24, 48 или НО В в сердечниках возбуждается
магнитный поток, замыкающийся через полюсники 5 заготовку
7, плиту 4 и корпус 1. При этом заготовка притягивается к плите.
Для раскрепления заготовки после ее обработки ток отключают и
заготовку снимают с плиты. Для снятия остаточного магнетизма
заготовку помещают на де магнетизатор.
Приспособления с постоянными магнитами имеют перед элек-
тромагнитными приспособлениями следующие преимущества: не
требуется наличие источника постоянного тока для питания маг-
нитов; надежность работы в 3 — 4 раза выше; жесткость плиты по-
чти в 2 раза выше; плита более чем в 2 раза толще, следовательно,
допускает гораздо большее число перешлифовок; обеспечивает
большую точность обработки благодаря отсутствию тепловых де-
формаций; сила притяжения плит одинаковых габаритов почти в
2 раза больше, чем электромагнитных.
Существует два типа плит с постоянными магнитами: с литы-
ми и керамическими магнитами. Материалы литых магнитов —
сплавы: алюминиево-никелекобальтожелезные ЮНДК15, ЮНДК18
и ЮНДК24 (типа алии или магнико), алюминисво-никележелез-
ные ЮНД4, ЮНД12 и ЮНД8 (типа алии). Керамические магни-
ты изготовляют методом порошковой металлургии, т.е. спекани-
ем под высоким давлением оксида железа и углекислого бария,
поэтому они и получили название «керамические».
На рис. 2.34 показаны схемы включения и выключения магнит-
ных плит с литыми и керамическими магнитами. В приспособле-
ниях с литыми магнитами (рис. 2.34, о) магниты 7, вставки 3 и 4,
основание 8 и верхняя плита 2 образуют магнитопроводную си-
стему. В положении «включено» магниты подвижного блока рас-
положены под полюсниками верхней плиты и магнитный поток 7,
выходящий из магнитов, обходя немагнитные прокладки 5, замы-
кается через заготовку 6, притягивая ее к зеркалу верхней плиты.
В положении «выключено», когда подвижный магнитный блок
сдвинут на половину шага между полюсами, магниты подвижно-
го блока помещаются под верхней плитой так, что магнитный
поток замыкается (шунтируется) верхней плитой и ее полюсни-
ками, освобождая обработанную заготовку. Для размагничивания
заготовки ее необходимо установить на демагнетизатор.
В приспособлениях с керамическими магнитами (рис. 2.34, б)
магниты 10 и //подвижного 15 и неподвижного 14 блоков, встав-
ки 9 подвижного и неподвижного блоков и верхняя плита 12 об-
разуют магнитопроводную систему, расположенную на немагнит-
ном основании 16.
70
Включено
Выключено
Рис. 2.34. Схемы включения и выключения магнитных плите литыми (а)
и керамическими (о) магнитами:
1, 10, 11 — магниты; 2, 12— верхние плиты; 3, 4, 9— вставки из железа Армко;
5— немагнитные прокладки; 6— заготовка, 7, 13 магнитные потоки; 8, 16 —
основания; 14, 15— неподвижный и подвижный блоки
В положении «включено» магниты подвижного блока находят-
ся под магнитами неподвижного блока одинаковой полярности.
При этом объединенный магнитный поток 13 из подвижного и
неподвижного блоков через полюсники верхней плиты замыкает
заготовку, притягивая ее к зеркалу плиты.
В положении «выключено» под магнитами неподвижного бло-
ка располагаются магниты подвижного блока с противоположной
полярностью. При этом магнитный поток магнитов подвижного
блока нейтрализует магнитный поток магнитов неподвижного бло-
ка. Поскольку высота магнитов нижнего блока больше, чем маг-
нитов верхнего блока, то при выключении плиты не только ней-
трализуется магнитное действие верхнего блока, но и создается
небольшое поле с противоположным направлением магнитного
потока, что обусловливает размагничивание заготовки и стружки.
71
Плиты с керамическими магнитами имеют ряд преимуществ
перед плитами с литыми магнитами: они дешевле, так как в них
нс используются дорогостоящие дефицитные материалы (никель
и кобальт); у них выше коэрцитивная сила, следовательно, они
дольше сохраняют состояние намагниченности; удельные силы
притяжения выше (1... 1,4 МПа); отсутствует остаточный магне-
тизм, так как при выключении магнитный поток полностью ком-
пенсируется магнитным потоком блока внутри плиты; отсутству-
ет намагничивание заготовки, инструмента и станка; минималь-
ное рассеяние магнитного потока обеспечивает концентрацию маг-
нитного потока на небольшой высоте от зеркала плиты (до 10 мм),
что обусловливает максимальное значение основных параметров
магнитного потока, проходящего через заготовку, и большую силу
притяжения. Приспособления с керамическими магнитами при-
меняют нс только традиционно на шлифовальных, но и на фре-
зерных, строгальных, сверлильных и других станках, причем вы-
сокая сила притяжения таких приспособлений (плит и патронов)
обеспечивает обработку с принятыми режимами резания.
В электроимпульсных магнитных плитах с рабочей площадью
1250 х 320 мм сердечником катушек в отличие от электромагнит-
ных плит являются постоянные литые магниты из сплавов
ЮНДК24 и ЮНДК24Б. После установки заготовки на плиту в ка-
тушку подают кратковременные (в течение 0,5 с) импульсы тока,
в результате чего магнитная система, состоящая из постоянных
магнитов, магнитопроводов и заготовки, намагничивается и за-
готовка притягивается к зеркалу плиты. Для отключения плиты в
катушку подают затухающие по амплитуде импульсы тока череду-
ющейся полярности, в результате чего магнитная система размаг-
ничивается.
Преимуществами электроимпульсных магнитных плит перед
плитами с постоянными магнитами являются отсутствие подвиж-
ных элементов, большая жесткость, большая удельная сила притя-
жения, незначительный нагрев плиты, переключение плиты без
физических усилий, возможность автоматического управления вклю-
чением и отключением плиты, возможность отключения плиты от
управляющей установки и регулирование силы притяжения.
Электроимпульсные магнитные плиты можно применять при
обдирочном шлифовании, обработке на фрезерных, строгальных
и других станках. Поскольку тепловые деформации незначитель-
ны, эти плиты можно использовать на шлифовальных станках по-
вышенной точности. Чаше всего указанные плиты бываю! сред-
них и больших размеров (от 0,5 м и более), так как изготовление
плит таких размеров с постоянными магнитами технологически
сложно.
Сила притяжения заготовок на электромагнитных и магнитных
плитах и в патронах зависит от следующих параметров: магнитной
72
характеристика плиты; площадь контакта заготовки с полюсни-
ками; толщина и материал заготовки; характеристика шерохова-
тости установочной поверхности заготовки. Чем толще заготовка,
тем меньше ее магнитное сопротивление и, следовательно, тем
больший магнитный поток проходит через нее.
Мелкие и тонкие заготовки плохо закрепляются на магнитных
плитах. При установке мелких заготовок на полюснике или немаг-
нитной проставке магнитный поток не замыкается между двумя
полюсами, поэтому для таких заготовок рекомендуются плиты с
шагом между полюсами до 1,5 мм. Эти плиты используются само-
стоятельно или устанавливаются на обычные плиты. Тонкие заго-
товки (до 1 мм) не могут быть закреплены на обычных плитах,
так как магнитный поток не замыкается через них ввиду малого
сечения. Заготовки из магнитомягкого материала (стали СтЗ, 10,
15 и 20) притягиваются с большей силой, чем менее магнитомяг-
кие материалы (сталь 45, чугун).
Универсальные электромагнитные и магнитные плиты и пат-
роны предназначены для установки и закрепления лишь ограни-
ченной номенклатуры заготовок, имеющих большие плоские ус-
тановочные поверхности. Для расширения технологических
возможностей магнитных плит, которые обеспечивают установку
и закрепление заготовок, не имеющих достаточных плоских уста-
новочных поверхностей (что характерно для большинства загото-
вок), применяются универсально-наладочные магнитные приспо-
собления (рис. 2.35). Универсальной базовой частью таких приспо-
соблений является магнитная плита /, а установка и закрепление
заготовок осуществляются с помощью сменных наладок (пере-
ходников).
По способу подведения магнитного потока переходники под-
разделяются на многополюсные (пластинчатые) и двухполюсные
(сумматоры).
Рис. 2.35. Универсально-наладочные магнитные приспособления с откид-
ной («) и поворотной (б) кондукторной плитой 1
73
Многополюсные переходники являются своеобразными удли-
нителями пути магнитного потока в системе плита — заготовка.
Над каждым полюсом плиты устанавливают стальные пластины,
которые соединяют в блок с помощью пластин, шпилек или зак-
лепок из немагнитных материалов. Заготовка соприкасается с по-
люсами, число которых обусловлено длиной заготовки.
Двухполюсные переходники отличаются от многополюсных тем,
что заготовка соприкасается только с двумя полюсами противо-
положной полярности, которые являются как бы суммирующими
устройствами для плиты, объединяющими все полюсы плиты оди-
наковой полярности. Каждый из двух полюсников со стороны по-
верхности, установленной на плиту, представляет собой гребен-
ку, зубья которой своими торцовыми поверхностями контактиру-
ют с полюсами плиты только одноименной полярности. При при-
менении сумматора через заготовку так же, как и в многополюс-
ном переходнике, проходит суммарный магнитный поток плиты,
но, во-первых, проходит в одном направлении, а во-вторых, за-
готовка контактирует с переходником по непрерывной поверхно-
сти. Двухполюсные переходники проще и дешевле многополюс-
ных и обеспечивают большую силу притяжения.
Принцип действия вакуумного привода основан на непосред-
ственной передаче атмосферного давления на закрепляемую заго-
товку. При этом между установочной поверхностью заготовки и
полостью создается вакуум и заготовка прижимается избыточным
атмосферным давлением. Приспособления с вакуумным приво-
дом позволяют закреплять заготовки из любых материалов, а так-
же нежесткие тонкие заготовки (до 0,15 мм) больших габаритных
размеров без деформации, поскольку сила зажима распределяет-
ся равномерно по всей поверхности заготовки.
Конструкция приспособления с вакуумным приводом чрезвы-
чайно проста (рис. 2.36, а). Корпус / приспособления устанавлива-
ют и закрепляют на столе станка. С помощью штуцера 3 и специ-
ального резинового шланга камера приспособления соединяется с
энергетической установкой, создающей вакуум. Штуцер крепится
к корпусу по одному из двух вариантов (/или II — см. рис. 2.36, а).
Вариант // — предпочтительней. Резиновая прокладка 2, размеща-
емая в канавке корпуса, служит для уплотнения камеры приспо-
собления и поддержания устойчивого разрежения в ней.
В загрузочной позиции (рис. 2.36, б) закрепляемая заготовка 4
устанавливается на резиновую прокладку 2 так, чтобы последняя
не выступала из-под заготовки. После включения приспособления
(рис. 2.36, <?) из его полости откачивается воздух и под заготовкой
создается вакуум. Под действием атмосферного давления р.л заго-
товка 4, сжимая резиновую прокладку, прижимается к опорной
плоскости корпуса — происходит закрепление ее в приспособле-
нии.
74
Рис. 2.36. Конструкция («) и схемы работы (6, в) приспособления с ваку-
умным приводом:
/— корпус; 2— резиновая прокладка; — штуцер; 4— заготовка
Принципиальная схема энергетической установки для создания
вакуума приведена на рис. 2.37. Установка состоит из форвакуумного
насоса 2, приводимого в действие электродвигателем 7 бака-ресиве-
ра 4, разрежение в котором создается насосом, а контролируется
механическим стрелочным вакуумметром 5 очистителя буправляю-
Рис. 2.37. Принципиальная схема энергетической установки для создания
вакуума:
/— электродвигатель; 2 — форвакуумный насос; 3, 7— управляющие краны;
4— бак-ресивер; 5 — вакуумметр; 6— очиститель; 8— приспособление
75
mux кранов 3 и 7. Бак-ресивер при включении приспособления обес-
печивает мгновенный зажим заготовки. Очисти гель служит для филь-
трации (очистки) воздуха, засасываемого насосом, от вредных при-
месей. Кран /управляет работой приспособления <?, а кран .?отсека-
ет насос от бака-ресивера, препятствуя засасыванию масла из фор-
вакуумного насоса в ресивер, когда насос не работает.
Сила зажима Q заготовки в вакуумном приспособлении опре-
деляется по формуле
Q= Fp- q,
где F — площадь, ограниченная внутренним контуром резиновой
прокладки, см2; р — избыточное (или рабочее) давление, Па; q —
упругая сила сжатой прокладки, Н.
Плошадь /'ограничена также габари тными размерами закреп-
ляемой заготовки. Для получения максимальной силы зажима надо
стремиться использовать в качестве полезной всю опорную по-
верхность заготовки.
Давление р определяется как разность между атмосферным ря и
остаточным р„ давлением в камере приспособления. Если давле-
ние рл в первом приближении можно считать величиной постоян-
ной, то р„ — величина переменная, зависящая от ряда факторов.
Изменение давления р„ связано с процессом натекания воздуха
из окружающей среды в вакуумную полость приспособления.
Воздух из области высокого давления через каналы, образо-
ванные в резино-металлическом контакте заготовки с проклад-
кой, устремляется в вакуумную полость; остаточное давление в
ней при этом повышается. Чем больше скорость натекания возду-
ха в вакуумную полость, тем выше давление р„ и меньше давле-
ние р с течением времени. Скорость натекания воздуха зависит от
размеров прокладки, формы и размеров ее поперечного сечения,
марки резины, степени сжатия прокладки, шероховатости опор-
ной поверхности заготовки.
Отсутствие механических зажимных устройств в вакуумном
приспособлении облетает установку и съем заготовок, позволяя
использовать всю поверхность плиты. Вакуумные приспособления
применяются в основном на шлифовальных и токарных станках.
Электростатические приводы используют в зажимных приспо-
соблениях дня закрепления немагнитных заготовок, а также тон-
ких и мелких ферромагнитных заготовок, которые не могут быть
закреплены на магнитных приспособлениях с обычным шагом
между полюсами. На плоскошлифовальных и токарных станках
применяют соответственно электростатические плиты и патро-
ны. В электростатических плитах заготовки притягиваются к зер-
калу плиты под действием статических электрических зарядов
противоположной полярности. Поверхность плиты имеет поляр-
ность одного знака, а полярность заготовки — противоположного.
76
В основание стола встроен нагревательный элемент малой мощно-
сти, поддерживающий температуру рабочей поверхности стола на
несколько градусов выше, чем температура окружающей среды,
что предотвращает конденсацию влаги из воздуха.
Заготовки устанавливают на поверхность плиты в жидкий ди-
электрик для предотвращения попадания воздуха (между заготов-
кой и диэлектрической пленкой), вызывающего ионизацию, со-
кращающую количество электрических зарядов на поверхности
заготовки. При закреплении на плите нескольких мелких загото-
вок они обязательно должны контактировать друг с другом и по
меньшей мере одна из них должна контактировать с токопрово-
дящей пластиной. Электростатические плиты особенно эффективны
при шлифовании тонких заготовок.
На рис. 2.38 показана схема работы электростатической плиты.
Плита состоит из полупроводникового элемента 4, изолирован-
ного от чугунного корпуса / и основания 10 диэлектрическими
прокладками 2 и 9. Полупроводниковый элемент через токопро-
водящий слой 8 соединен с одним полюсом выпрямителя 7, а
токопроводящая пластина 6 через корпус и основание — с про-
тивоположным полюсом, к которому подводится переменный ток
напряжением 110 В, преобразуемый в постоянный ток напряже-
нием 3000 В. На зеркало полупроводникового элемента нанесен
слой 3 эпоксидной смолы. Заготовку 5устанавливают таким обра-
зом, чтобы она контактировала с пластиной 6. При замыкании
электрической цепи постоянный
ток небольшой силы подводится
к полупроводниковому элементу и
заготовке, получающим заряды
статического электричества проти-
воположной полярности, вслед-
ствие чего заготовка притягивает-
ся к поверхности плиты.
Электростатические плиты ис-
пользуются для закрепления заго-
товок из алюминия, бронзы,
меди, магния и других подобных
материалов. На них также могут
быть закреплены заготовки из ди-
электрических материалов — стек-
ла, керамики, пластмассы, рези-
ны и т. д. Заготовки из таких мате-
риалов предварительно покрыва-
ют металлическим порошком или
токопроводящим лаком. По срав-
нению с магнитными плитами
электростатические создают мень-
Рис. 2.38. Схема работы электро-
статической влиты:
/— корпус; 2, 9 — диэлектрические
прокладки; 3— слой эпоксидной
смолы; 4 — полупроводниковый эле-
мент; 5— заготовка; 6— токопрово-
дящая пластина; 7— выпрямитель;
8 — токопроводящий слой; 10 —
основание
77
шие силы притяжения. Для надежного закрепления заготовки не-
обходимо, чтобы ее установочная поверхность имела небольшую
шероховатость.
Пружинные приводы зажимных механизмов приспособлений обес-
печивают закрепление заготовок за счет силы упругости пружин, а
раскрепление — пневматическими, гидравлическими, электроме-
ханическими приводами или приводами подвижных частей станка.
При этом достигается полная безопасность закрепления заготовок.
Однако силы зажима колеблются в зависимости от изменения до-
пуска размера заготовки. В тисках с пружинным зажимом и гидрав-
лическим разжимом пакет тарельчатых пружин, воздействуя на под-
вижную губку, закрепляет заготовку. Для разжима заготовки в гид-
ропилиндр подается масло под давлением. Поршень гидроцилинд-
ра, сжимая пакет пружин, разжимает заготовку.
Прибор для контроля силы зажима в станочных приспособлени-
ях измеряет статическую силу зажима заготовки. Современные станки
и прогрессивные режущие инструменты позволяют постоянно уве-
личивать скорость обработки. Высококачественные и мощные при-
способления, например патроны с 2...6 кулачками для токарных
станков, обеспечивают большую силу зажима, что способствует
максимальному повышению точности и скорости обработки.
В соответствии с требованиями международных стандартов со-
стояние приспособлений, применяемых при высокоскоростной
обработке, необходимо регулярно проверять. С этой целью исполь-
зуют специальные электронно-механические приборы. Один из
таких приборов, предназначенных для контроля безопасности ра-
боты патронов, показан на рис. 2.39. С помощью прибора измеря-
ют силу зажима в патроне в зависимости от числа кулачков; опре-
деляют коэффициент зажима заготовки (отношение силы зажима
к осевому усилию, возникающему при резании); контролируют
наличие смазки и определяют интервалы между ручной или полу-
автоматической ее подачей. Прибор позволяет оптимизировать вы-
Рис. 2.39. Прибор для контроля силы зажима в кулачковых патронах то-
карных станков
78
бор зажимного приспособления для различных заготовок. На ос-
нове информации, полученной с помощью прибора, планируют
профилактическое и ремонтное обслуживание приспособлений.
Прибор включает в себя считывающую головку, датчик усиле-
ния и электронную систему, приводящую в действие микропро-
цессор со сложным программным обеспечением.
Прибор работает следующим образом. Микропроцессор умно-
жает значение силы на кулачке на предварительно заданное чис-
ло кулачков и выдает общее усилие в патроне на дисплей прибора.
По этим данным определяют степень надежности закрепления за-
готовки в патроне. Последние результаты измерений сохраняются
в памяти прибора после его выключения. Измерения производят-
ся сразу после включения прибора. Аккумулятор и сетевой адап-
тер обеспечивают бесперебойную работу. Эргономичный корпус
прибора выполнен из алюминия. Жесткость конструкции позво-
ляет использовать его в условиях завода.
2.5.	Делительные и поворотные устройства.
Вспомогательные элементы
Делительные и поворотные устройства приспособлений при-
дают заготовке требуемые положения относительно инструмента.
Перемещаются эти устройства по направляющим. Точность пози-
ционирования поворотных частей приспособлений обеспечивают
фиксаторы.
По использованию на станках делительные и поворотные уст-
ройства разделяются на накладные (съемные), устанавливаемые
на стол станка, и стационарные, встроенные в станок и являю-
щиеся одновременно его узлом. Особую группу образуют дели-
тельные и поворотные устройства станков с ЧПУ (см. подразд. 3.6).
Делительные и поворотные устройства стационарных приспо-
соблений, устанавливаемые на столе станка, обеспечивают пово-
рот заготовки относительно инструмента вокруг горизонтальной
или вертикальной оси. Они обычно состоят из неподвижного кор-
пуса (или стоек) и поворотной части, несущей рабочую часть
приспособления с укрепляемой на ней заготовкой. Такие приспо-
собления, например в виде поворотного кондуктора, широко при-
меняются на сверлильных станках.
Поворотные устройства позволяют обрабатывать заготовки в
полярной системе координат, что во многих случаях значительно
удобнее, чем пересчитывать положения осей обрабатываемых от-
верстии в прямоугольных системах координат. Поворотные уст-
ройства иногда оформляются в виде столов, допускающих пово-
рот планшайбы в пределах 360 ° и се наклон к плоскости основа-
ния на угол 0...90°, что обеспечивает пространственную обработ-
ку заготовок.
79
Современные поворотные столы, например для координатно-
расточных станков, имеют предельную погрешность угловых пе-
ремещений 1...2 с при диаметре планшайбы 600...800 мм и 4 с
при диаметре планшайбы 200...300 мм и обеспечивают примерно
одинаковую точность межосевых расстояний обрабатываемых от-
верстий не зависимо от способа координатных перемещений (с
помощью основного стола станка в прямоугольной системе коор-
динат или с помощью накладного стола в полярной системе).
Рассмотрим конструкции поворотных устройств на примере двух
основных компоновок столов координатно-расточных станков.
1.	Стол с основанием в виде плиты имеет вертикальную ось
вращения планшайбы. При компоновке на станке он может иметь
как вертикальное, так и горизонтальное расположение оси план-
шайбы.
2.	Универсальный, т.е. поворотно-наклонный, стол, позволяю-
щий изменять наклон оси планшайбы к горизонтальной плоско-
сти в диапазоне 0...90°. Универсальные столы имеют две основ-
ные разновидности: без поддерживающих планок и с поддержи-
вающими планками, существенно повышающими жесткость зак-
репления наклоняемой части стола.
Накладные поворотные устройства могут вращаться вокруг вер-
тикальной (рис. 2.40, а), горизонтальной (рис. 2.40, о) или на-
клонной (рис. 2.40, в) оси, причем кроме вращения относительно
вертикальной оси стол может поворачиваться на определенный
угол относительно горизонтальной оси. На рис. 2.40 показаны при-
способления с ручным управлением. Для станков с ЧПУ исполь-
зуют автоматические столы, функционирование которых задается
системой управления станка.
Встроенные в агрегатные станки делительно-поворотные столы
предназначены для периодического перемещения установленных
на них (в приспособлениях) заготовок с одной позиции на другую
Рис. 2.40. Накладные поворотные устройства с вертикальной (а), гори-
зонтальной (б) и наклонной (в) осями вращения
80
с точной фиксацией на каждой позиции, что позволяет произво-
дить обработку за несколько технологических переходов. Число по-
зиций планшайбы делительно-поворотных столов составляет 2... 12,
причем, как правило, одна из позиций является холостой, на ко-
торой производят разгрузку обработанных деталей и загрузку заго-
товок, не прерывая работы станка. На рис. 2.41 показана конструк-
ция делительно-поворотного стола с гидроприводом.
Во время поворота планшайбы опорные направляющие стола
гидростатически разгружаются от части массы планшайбы благо-
даря подаче масла от станции смазки, расположенной рядом с
поворотным столом. Масло, стекающее с направляющих во внут-
реннюю полость станины станка и используемое для смазывания
зубчатой и червячной передачи, попадает в карман, откуда само-
теком возвращается в станцию смазки.
Планшайба 9 на подшипниках 11 поворачивается гидродви-
гателем 3 через червячную передачу 6 и цилиндрическую зубча-
тую передачу 8. В конце поворота упор 12 наезжает на подвиж-
ный фиксатор 14, который при ходе вниз включает выключатель
18 и нажимает на плунжер золотника 19, затормаживающий вра-
щение гидродвигателя 3. При дальнейшем вращении планшайбы
фиксатор под действием пружины /5 освобождается, поднима-
ется вверх и размыкает выключатель 18, который дает команду
на реверс гидродвигателя 3. Масло начинает поступать через ниж-
нее отверстие золотника 19, и плунжер золотника, поднимаясь
вверх, освобождает проход масла к гидродвигателю.
Скорость реверса определяется стабилизатором, установлен-
ным на выходе гидродвигателя. В конце реверса упор 12 поворачи-
вает валик 13, расположенный по оси фиксатора 14, преодолевая
усилие пружины 20. На нижнем конце валика находится планка с
винтом 16. который при повороте валика включает датчик 77 ис-
ходного положения. При срабатывании датчик включает реле вре-
мени, выдержка которого достаточна для создания необходимого
усилия контакта фиксирующих плоскостей упора /2 и фиксатора
14. При срабатывании реле времени отключается гидроразгрузка и
включается зажим планшайбы. Цикл деления при этом заканчи-
вается.
На столе имеются ручной привод поворота планшайбы, ко-
торый используется при наладке стола. Привод состоит из под-
пружиненного вала-шестерни 4, на конце которого выполнено
шестигранное отверстие под ключ, и зубчатого колеса 2, соеди-
ненного обгонной муфтой 1 с червячной передачей 6. При сжа-
тии пружины 5 вал-шестерня вводится в зацепление с зубчатым
колесом. Далее движение на поворот планшайбы передается тем
же путем, что и от гидродвигателя 3. При вращении вала-шес-
терни по часовой стрелке планшайба также вращается по часо-
вой стрелке, и наоборот.
81
Рис. 2.41. Делительно-поворотный стол с гидроприводом'
/ — муфта; 2 — зубчатое колесо; гидродвигатель; 4— вал-шестерня; 5, /5. 20 —
пружины. 6— червячная передача; 7— корыто: 8— зубчатая передача; О — план-
шайба; 10— ось стола; //— подшипник; 12— упор; 13 валик; 14— фиксатор;
/о — вит; 17— датчик исходного положения; 18— выключатель; 19— золотник
Корыто 7стола предназначено для сбора стружки и СОЖ. Вдоль
оси 10 стола предусмотрено центральное отверстие для подвода
труб гидравлики и СОЖ к приспособлениям.
В автоматических поворотно-делительных устройствах враще-
ние и фиксация поворотной части происходит без участия рабо-
чего. Устройства оснащают механическими, пневматическими,
гидравлическими и пневмогидравлическими приводами.
Для поворота и деления на большой угол используют мальтий-
ские механизмы. На рис. 2.42 показана схема автоматического круг-
лого стола. Вращение от электродвигателя 4 через червячный ре-
дуктор 5 передается на водило 1 мальтийского креста 10, установ-
ленного на опоре 8. Торцовый кулачок 3 на валу червячного зубча-
того колеса служит для вывода фиксатора 2, а кулачок 6 — для
зажима стола через колодку 7 и винтовую пару 9. Отверстие 11 в
столе центрирующее. Упор, действуя на конечный выключатель,
вызывает остановку стола.
В поворотных устройствах с вертикальной осью вращения кор-
пус и поворотная часть обычно нормализованы. Эти устройства
называются поворотными столами. Применение таких столов со-
кращает время на конструирование и изготовление приспособле-
ний, так как столы можно изготовить заранее и хранить на складе.
В этом случае заново конструируется и изготовляется лишь рабо-
чая часть приспособления, предназначенная для установки и за-
жима заготовки.
Поворотные столы приводятся в действие вручную либо с по-
мощью механизированного или автоматизированного привода.
Универсальность столов достигается применением сменных дис-
ков с требуемым числом втулок. На рис. 2.43 показано соединение
сменного диска 5 с цапфой 4 поворотной планшайбы 6 и конст-
рукция фиксатора 2. На рис. 2.43, а дан разрез по ролику тормоза
Рис. 2.42. Автоматический
круглый стол с мальтий-
ским механизмом для
поворота на большой
угол и фиксации при-
способления:
I — водило; 2 — фиксатор;
3— торцовый кулачок; 4—
электродвигатель; 5— чер
вячный редуктор; 6— кула-
чок; 7— колодка; 8 - опо-
ра; У — винтовая пара; 10-
мальтийский крест; 11—
центрирующее отверстие
83
Рис. 2.43. Универсальный поворотный стол со сменными дисками:
1 валик выключения фиксатора; 2 — фиксатор; 3 — тормоз; 4— цапфа; 5 —
диск; 6 - планшайба; 7 — винт
3 и валику / выключения фиксатора и показана фиксация ролика
на столе (рис. 2.43, б), а также способ выключения фиксатора
(рис. 2.43, в).
Поворотные устройства с вертикальной осью вращения при-
годны для приспособлений, применяемых при сверлении и фре-
зеровании. В последнем случае они снабжаются двумя шпонками
на основании. В приспособлениях к сверлильным станкам эти
шпонки не нужны — основание корпуса имеет форму квадрата.
Наиболее распространенная конструкция поворотных устройств
включает в себя стандартизованную поворотную стойку, на план-
шайбе которой закрепляют рабочую часть приспособления (опо-
ры. зажимы и направляющие втулки). В отдельных случаях, на-
пример при обработке радиальных отверстий, используется лишь
одна направляющая втулка, неподвижно связанная с корпусом
стойки посредством кондукторной плиты. Управлять таким при-
способлением можно с помощью механизированных и автомати-
зированных приводов или вручную.
На рис. 2.44 показано поворотно-делительное устройство с го-
ризонтальной осью вращения. Заготовку 2 необходимо сверлить с
одной установки е двух сторон по кондукторным втулкам 1. Пово-
рот заготовки осуществляется с помощью рукоятки 3.
84
Фиксаторы поворотных
устройств применяют в ус-
тройствах линейного и осо-
бенно углового позициони-
рования. Они предназначе-
ны для точной установки
выходного звена механиз-
ма позиционирования и
предотвращения его сме-
щения под действием сил,
возникающих в процессе
обработки. В ряде случаев
для этого приходится до-
полнительно применять
специальные зажимные
Рис. 2.44. Поворотно-делительное устрой-
ство с горизонтальной осью вращения:
/ - кондукторные втулки; 2- - заготовка;
рукояIка
механизмы (прижим к на-
правляющим).
Механизмы предвари-
тельной фиксации приме-
няют в быстроходных конструкциях в целях предотвращения не-
срабатывания основного механизма фиксации из-за неточного по -
зиционирования при повороте или линейном перемещении уст-
ройства.
На рис. 2.45 приведена конструкция вытяжною фиксатора де-
лительного устройства приспособления. При фиксировании заго-
товки нужно повернуть головку 3 и ввести штифт 2 в пазы на-
правляющей втулки /. При этом фиксатор 6 под действием пру-
жины 4 переместится влево в направляющей втулке /, установ-
ленной в неподвижной части механизма, и войдет в одну из вту-
лок 5, установленных в его поворотной части. Выходя из втулки 5,
фиксатор 6 головкой 3 поворачивается на угол 90° и удерживает-
ся штифтом 2 в этом положении.
Рис. 2.45. Вытяжной фиксатор делительного устройства приспособления:
/-- направляющая втулка; 2 — штифт; — юловка; 4 — пружина; 5 — втулка,
установленная в поворотной части приспособления; 6 фиксатор
85
Рис. 2.46. Фиксаторы:
а— шариковый; б— с вытяжным цилиндрическим пальцем; в— с вытяжным
коническим пальцем
На рис. 2.46 показаны фиксаторы различных конструкций. Наи-
более простой шариковый фиксатор (рис. 2.46, а) не обеспечива-
ет точного деления и не воспринимает момент сил обработки. На
следующее деление фиксатор переводят вруч ную до характерного
щелчка при западании шарика в углубление. Фиксатор с вытяж-
ным цилиндрическим пальцем (рис. 2.46, б) может воспринимать
момент сил обработки, но не обеспечивает высокую точность де-
ления из-за зазоров в подвижных соединениях. Несколько боль-
шую точность обеспечивает фиксатор с вытяжным коническим
пальцем (рис. 2.46, в). В фиксаторах нормальной точности сопря-
Н7
жение пальцев с втулкой осуществляется по посадке, а в фик-
Н7
саторах повышенной точности — по посадке^-. В особо точных
конструкциях зазор принимается не более 0,01 мм.
В точных делительных устройствах фиксаторы разгружают (что
повышает срок их службы) и подвижную (поворотную) часть
прижимают к неподвижной, повышая жесткость системы. Для
уменьшения износа вытяжной палец и обе втулки фиксатора вы-
полняют из закаленной стали (HRC 55...60).
Управление фиксатором в простейших приспособлениях осу-
ществляется вытяжной кнопкой, рукояткой либо педалью.
Наряду с механическими фиксаторами в приспособлениях для
точных станков, например координатно-расточных и координат-
но-шлифовальных, используют оптико-механические, оптичес-
кие и индуктивные отсчетно-измерительные системы.
Оптико-механические измерительные системы устанавливают
на плоских и универсальных поворотных столах. Существует две
основные конструктивные модификации этих систем: с окуляр-
ным и экранным отсчетом. Эталонами углов служат угловые штри-
ховые меры в форме дисков с нанесенными на их периферии штри-
хами. Диски изготовляют из металла или стекла, в последнем слу-
86
чае штрихи обычно оцифровыва-
ют. Штрихи наносят либо на осо-
бо точных круговых делительных
машинах, либо фотохимическим
способом (обычно с интервалом
1 °; в отдельных случаях — с ин-
тервалом 1 О'). Для интерполирова-
ния углов в пределах 1 ° использу-
ют, как правило, те же средства,
что и для интерполирования до-
лей миллиметра у плоских линей-
ных штриховых мер. Отсчет долей
интервалов штриховой меры про-
изводится окуляр-микрометром с
ценой деления I; 2 и 5".
На рис. 2.47 показаны шкалы
Рис. 2.47. Шкалы окуляров универ-
сальных столов моделей 12" и I б"
окуляров универсальных столов
моделей 12" и 16". С помощью этого прибора измеряют углы
поворота и наклона планшайбы стола.
Вспомогательными элементами приспособлений являются: вы-
талкиватели, защелки, замки, ручки и другие детали, необходи-
мые для облегчения труда рабочего и обеспечения его безопасно-
сти при установке и съеме заготовки. На рис. 2.48 представлена
простейшая конструкция выталкивателя, приводимого в действие
рукояткой.
Для уменьшения крутящего момента в поворотных устройствах
с горизонтальной осью вращения центр тяжести поворотной ча-
сти (включая заготовку) должен лежать на этой оси, что достига-
ется соответствующей компоновкой приспособления и использо-
ванием корректирующих противовесов. В устройствах с вертикаль-
ной осью вращения и тяжелой поворотной частью применяют
упорные подшипники качения.
Круговые направляющие для перемещения тяжелых и легких под-
вижных элементов приспособлений показаны на рис. 2.49.
Рис. 2.48. Выталкиватель
Рис. 2.49. Круговые направляющие для
перемещения тяжелых (а) и легких (6)
подвижных элементов приспособлений
Рис. 2.50. Направляющие на базе
упорного шарикоподшипника
В приспособлениях, используе-
мых при обработке с большими
осевыми усилиями, применяются
направляющие, конструкция кото-
рых представлена на рис. 2.50. По-
воротная часть расположена на
упорном подшипнике больших раз-
меров и значительной грузоподъ-
емности, благодаря чему обеспечи-
вается достаточная устойчивость по-
воротной части. Упорные шарикоподшипники позволяют значительно
уменьшать момент трения при вращении поворотной части, что очень
важно при ручном обслуживании приспособления.
2.6.	Корпуса
Корпус — базовая деталь, на которую устанавливают все дру-
гие элементы приспособления. На нем предусмотрены конструк-
торские базы для установки приспособления на станок. Посколь-
ку корпус воспринимает силы, возникающие при закреплении и
обработке заготовки, он должен быть прочным, жестким, изно-
состойким, удобным для отвода СОЖ и очистки от стружки. Обес-
печивая установку приспособления на станок без выверки, кор-
пус должен сохранять устойчивость при различных положениях.
Корпуса могут быть литыми, сварными, коваными, сборными на
винтах или с гарантированным натягом.
Выбор варианта корпуса диктуется конструкцией и условиями
эксплуатации приспособления, необходимыми сроками изготов-
ления и стоимостью его изготовления. Сокращению затрат и сро-
ков способствует стандартизация заготовок корпусов. Во всех слу-
чаях нужно стремиться к уменьшению массы корпусов за счет
использования коробчатых конструкций с продольными и диаго-
нальными связями между стенками и т.д.
Литой корпус (рис. 2.51, а) имеет достаточную жесткость, но
отличается сложностью изготовления.
Корпуса из чугуна СЧ 12 и СЧ 18 применяют в приспособле-
ниях для обработки заготовок мелких и средних размеров. Чугун-
ные корпуса имеют преимущества перед стальными: они дешев-
ле, им легче придать более сложную форму, их легче изготовить.
Недостаток чугунных корпусов — возможность коробления, по-
этому после предварительной механической обработки их под-
вергают термической обработке (естественному или искусствен-
ному старению).
Сварной стальной корпус (рис. 2.51, б) менее сложный в изго-
товлении, но и менее жесткий, чем литой чугунный. Сварные кор-
пуса применяют в основном в приспособлениях для крепления
88
Рис. 2.51. Корпуса приспособле-
ний:
а- литой; б— сварной; в— сбор-
ный; г— кованый
крупных заготовок. Детали для
таких корпусов вырезают из ста-
ли толщиной 8... 10 мм. Сварные
стальные корпуса по сравнению
с литыми чугунными имеют мень-
шую массу.
Недостаток сварных корпусов —
деформация при сварке. Возника-
ющие в деталях корпуса остаточ-
ные напряжения влияют на точ-
ность сварного шва. Для снятия
этих напряжений корпуса подвер-
гают отжигу. Для большей жест-
кости к сварным корпусам при-
вариваю!' уголки, служащие реб-
рами жесткости.
На рис. 2.51, в показан сбор-
ный из различных элементов кор-
пус. Он менее сложный, менее же-
сткий, чем литой или сварной и
отличается низкой трудоемкостью
изготовления. Корпус может быть
разобран и использован полнос-
тью или отдельными деталями в
других конструкциях.
На рис. 2.51, г показан корпус
приспособления, изготовленный методом ковки. Его изготовле-
ние менее трудоемко, чем литого, при сохранении свойства жес-
ткости. Кованые стальные корпуса применяют для обработки за-
готовок небольших размеров простой формы.
Корпуса из алюминия и пластмассы применяют редко.
Во многих случаях в качестве корпуса приспособления можно
использовать швеллеры с ребрами, угольники и другие серийно
изготовляемые элементы с дополнительной обработкой. Один из
вариантов подобных конструкций показан на рис. 2.52.
В связи с трудоемкостью изготовления корпусов осуществлена
конструктивно-размерная стандартизация их простых по форме
элементов (рис. 2.53). Из них при несложной дополнительной об-
работке или без нее можно собирать корпуса различной формы
для приспособлений, которыми оснащают фрезерные и сверлиль-
ные станки.
Важным для работы приспособления является качество изго-
товления их рабочих поверхностей. Они должны быть обработаны
с шероховатостью поверхностей Ra 2,5... 1,25 мкм; допустимое от-
клонение от параллельности и перпендикулярности рабочих по-
верхностей корпусов — 0,03...0,02 мм на длине 100 мм.
89
б
Рис. 2.52. Заготовка корпуса из неравнобокого угольника (а) и приспо-
собление (б) на его базе
Для установки приспособления на станок без выверки основ-
ной базы корпуса соответствующим образом должны быть вы-
полнены посадочные места. Например, для токарных патронов
основная база зависит от конструкции и размеров конца шпин-
Г’ис. 2.53. Стандартизованные элементы корпусов:
а— влита стальная; б, в— плиты чугунные; г, <)- коробки; е— швеллер; ж —
трехгранник; з— четырехгранник; и— угольник; к, л— угольники с ребрами;
м, н, о — ребра; п — планка
90
деля. Для фрезерных приспо-
соблений основной базой яв-
ляются, как правило, опор-
ные плоскости, шпонки или
пальцы, входящие в Т-об-
разные пазы стола и обеспе-
чивающие параллельность
оси приспособления направ-
лению подачи стола.
Рассмотрим пример. Кор-
пус / приспособления (рис.
2.54) крепится на столе 3
станка болтами, которые го-
ловками входят в пазы 4 сто-
ла, а верхним концом с гай-
кой — в проушины 2 корпуса.
Использование стандартных заготовок для корпусов значительно
снижает трудоемкость изготовления и стоимость приспособлений,
а также сокращает сроки подготовки производства к выпуску но-
вой продукции.
Рис. 2.54. Схема крепления зажимного
приспособления на столе станка:
Z — корпус приспособления; 2 — проуши-
ны; 3— стол станка: 4 — пазы
2.7.	Элементы приспособлений многократного применения
Приспособления многократного применения обеспечивают их
переналадку (регулирование подвижных элементов, замену смен-
ных наладок или перекомпоновку), установку и закрепление за-
готовок различной формы и размеров или сходных по конфигура-
ции заготовок различных типоразмеров.
Стандартизованные приспособления многократного примене-
ния и их элементы можно изготовлять на специализированных
предприятиях, что значительно снижает стоимость оснастки и по-
вышает качество благодаря использованию прогрессивных заго-
товок, современных материалов и новых технологических про-
цессов изготовления изделий большими сериями.
К конструкциям приспособлений многократного применения
предъявляется ряд требований. Они должны иметь высокую гиб-
кость и мобильность, обеспечивающие быструю переналадку; дол-
жны обладать высокой прочностью, жесткостью, виброустойчи-
востью, надежностью и сохранять высокую точность на протяже-
нии всего срока службы.
В соответствии со стандартами Единой системы технологиче-
ской подготовки производства (ЕСТПП) под системой приспо-
соблений многократного применения понимается совокупность
приспособлений, конструкции которых компонуются на базе об-
щих правил для обеспечения единства выполнения и использова-
ния в определенных организационных условиях технологического
91
процесса изготовления различных деталей методом механической
обработки.
Стандарты предусматривают пять систем приспособлений мно-
гократного применения: универсал ьно-безналадочные (УБП); уни-
версально-наладочные (УНП); специализированные наладочные
(СИП); универсально-сборные (УСП); сборно-разборные (СРП).
Области эффективного применения этих систем в механосбороч-
ном производстве указаны ниже.
Серийность производства	Вид приспособлений
Единичное........................ УБП,	УСП
Мелкосерийное................. УБП, УСП, СРП
Серийное......................... СРП,	УНП
Крупносерийное................... УНП,	СНП
Отличительными признаками приспособлений многократного
применения являются способы их переналадки или перекомпо-
новки, характеризующие степень их универсальности.
В ряде случаев приспособления указанных видов могут приме-
няться и при других серийности и видах производства. В настоящее
время отсутствует оснастка многократного применения, которая
была бы эффективна в условиях массового производства.
Приспособления многократного применения наиболее эффектив-
ны при использовании на станках с ЧПУ. Обработка в одном при-
способлении различных заготовок на станках с ЧПУ в мелко- и сред-
несерийном производстве резко сокращает число приспособлений,
а следовательно, и затраты на них, поскольку одно приспособление
многократного применения заменяет значительное число специаль-
ных, предназначенных для установки и закрепления лишь опреде-
ленных заготовок. Специальные приспособления целесообразно ис-
пользовать лишь как исключение при невозможности создания кон-
струкций многократного применения. На рис. 2.55 показано приспо-
собление, позволяющее обрабатывать различные заготовки.
Приспособления, отнесенные к УБП, обеспечивают установ-
ку заготовок широкой номенклатуры. Конструкция УБП представ-
ляет собой механизм долговременного использования с постоян-
ными (несъемными) элементами для установки различных заго-
товок. Эти приспособления, предназначенные для многократного
использования без доработки, эффективны в условиях единично-
го и мелкосерийного производства. УБП характеризуются приме-
нением универсальных регулируемых зажимных механизмов, не
требующих изготовления специальных деталей. К УБП относятся
машинные тиски, поворотные столы, стойки и т.п.
Пример УБП — пневматические регулируемые тиски (рис. 2.56),
на основании / которых смонтированы поворотный корпус 2 с
встроенным нневмопилиндром 10. При повороте рукоятки 9 рас-
пределительного крана в положение зажима сжатый воздух посту-
92
-- /
Рис. 2.55. Переналаживаемое приспособление для станков с ЧПУ:
1...4— заготовки
пает в штоковую полость пневмоцилиндра, в результате чего пор-
шень 12 со штоком /1 опускается вниз, поворачивая по часовой
стрелке рычаг 3, который перемешает подвижную губку 4 вправо,
Рис. 2.56. Пневматические регулируемые тиски:
1— основание; 2 — поворотный корпус; 3 — рычаг; 4— подвижная губка: 5—
заготовка; 6 — неподвижная 1убка; 7— планка; 8 и 9 - рукоятки; 10— пневмо-
нилиндр; 11 — шток; /2 — поршень
Q3
прижимая заготовку 5 к неподвижной губке 6 с силой 49 кН при
давлении воздуха 4,9-103 Н/м2. Быстрая переналадка подвижной
губки осуществляется поворотом рукоятки 8 против часовой стрел-
ки; при этом выступ планки 7 выходит из паза корпуса тисков.
После этого губку перемещают в требуемое положение до тех пор,
пока выступ планки 7 не войдет в соответствующий паз корпуса.
Приспособления, отнесенные к УНП состоят из универсального
(по схемам базирования и конструктивным формам заготовок) ба-
зового агрегата и сменных наладок. Степень универсальности УНП
выше, чем УБП, так как благодаря применению сменных наладок
позволяют устанавливать заготовки более широкой номенклатуры.
Базовый агрегат — постоянная часть приспособления для уста-
новки сменных наладок в процессе создания компоновки, кото-
рая представляет собой механизм долговременного использова-
ния, предназначенный для многократного применения в различ-
ных конструкциях. Базовый агрегат изготовляют заранее на спе-
циализированном производстве по соответствующему стандарту.
Сменная наладка представляет собой сборочную единицу, т.е.
самостоятельную специальную часть приспособления, обеспечи-
вающую установку определенных заготовок на его базовом агре-
гате, или совокупность сборочных единиц, предназначенных для
базирования конкретной заготовки. Сменная наладка — наиболее
простая и недорогая часть приспособления.
Сменные наладки заменяют без снятия базового агрегата со
станка. На базовом агрегате предусматриваются поверхности для
установки наладок. Базирование последних осуществляется по плос-
кости и цилиндрическим отверстиям, П- и Т-образным пазам. Для
закрепления наладок используют резьбовые отверстия или Т-об-
разные пазы. Цикл оснащения операции универсально-наладоч-
ным приспособлением состоит из проектирования, изготовления
сменной наладки и ее установки на базовом агрегате, на что тре-
буется до 15 ч.
Приспособления системы УНП применяют для токарных, фре-
зерных, сверлильных и других операций. На рис. 2.57, а показаны
установочные элементы (опорные и упорные планки), УНП для
расточного станка. Поворотный стол станка имеет пять Т-образ-
ных пазов и перпендикулярный к ним призматический паз. На
торцах стола предусмотрены резьбовые отверстия для крепления
упорных планок. Упоры устанавливают выступами в Т-образные
пазы стола и закрепляют болтами. На боковых сторонах упорных
планок выполнены резьбовые отверстия для установки и закреп-
ления сменных наладок.
Во многих случаях конструкции опорных и упорных планок
унифицированы в пределах завода-изготовителя или фирмы. На
рис. 2.57, б приведены три варианта опорных и упорных планок,
каждая из которых собирается из нормализованных деталей.
94
Рис. 2.57. Упорные (/) и опорные (2)
планки УНП (а) и его различные ус-
тановочные элементы (б)
Другой пример УНП — тиски со сменными губками (рис. 2.58),
используемые при обработке заготовок широкой номенклатуры.
Приспособления, отнесенные к СНП, предназначены для ус-
тановки родственных по конфигурации заготовок различных га-
баритных размеров с идентичными схемами базирования. СНП
состоит из специализированного (по схеме базирования и виду
обработки топовых групп заготовок) базового агрегата и сменных
наладок.
Каждый базовый агрегат рассчитан на установку заготовок од-
ного и того же типа. Во многих случаях применяются многомест-
ные СНП. Как правило, СНП снабжены гидравлическим или пнев-
матическим приводом. СНП широко применяются в качестве при-
способлений для обработки заготовок по групповой технологии.
Эффективной областью применения СНП является крупносерий-
ное производство. Цикл оснащения технологической операции та-
кими приспособлениями состоит из проектирования, изготовле-
ния наладки и установки ее на базовом агрегате; продолжитель-
ность цикла — 15 ч.
Для установки и закрепления деталей типа фланцев и стаканов
при обработке отверстий на сверлильных станках применяют СНП с
пневматическим приводом (рис. 2.59). В корпусе приспособления вы-
полнены 12 отверстий, в которых установлены стаканы 1 для бази-
рования заготовок по внутренней цилиндрической поверхности. Рас-
стояние между осями стаканов соблюдается с точностью ±0.01 мм.
Заготовки закрепляют с помощью регулируемых резьбовых тяг 3 с
быстросъемными шайбами 2. На торце корпуса приспособления
закреплены два пневмоцилиндра 6, штоки каждого из которых
через систему рычагов 5 и 4 соединены с шестью тягами 3.
95
Рис. 2.58. Тиски со сменными губка-
ми (УНП):
/ — заготовка: 2 — сменная губка
Набор переходных втулок
(сменная наладка) позволяет
устанавливать в приспособле-
нии 6... 12 заготовок различ-
ных типоразмеров. Благодаря
быстродействующему механи-
зированному приводу сокра-
щается время на закрепление
и раскрепление заготовок. При
этом чем больше заготовок од-
новременно закрепляется в
приспособлении, тем меньше
время, затрачиваемое на зак-
репление одной 'заготовки.
Приспособления, отнесен-
ные к УСП, собирают из стан-
дартных универсальных дета-
лей и сборочных единиц без
последующе й механ и ческой
обработки вследствие их вы-
сокой точности. После исполь-
зования компоновки УСП раз-
бирают на составные части и
в дальнейшем многократно
применяют в различных соче-
таниях в новых приспособле-
ниях. Элементы УСП постоян-
но находятся в обращении в
течение всего срока их служ-
бы. УСП не требуют стадии проектирования и изготовления. Цикл
оснащения операции таким приспособлением состоит из сборки
компоновки и ее внедрения, на что затрачивается в среднем 3...4 ч.
УСП рекомендуются для использования в единичном и мелкосе-
рийном производстве.
Элементы УСП изготовляют из высоколегированной стали, их
поверхности цементируют и подвергают термической обработке
до твердости HRC 58... 62, что обеспечивает высокую износо-
стойкость элементов и длительный срок их службы (10... 15 лет).
Конструкции деталей и сборочных единиц УСП обеспечивают точ -
ность обработки деталей до 8-го квалитета.
Элементы УСП подразделяются на восемь групп.
I.	Базовые элементы, которые служат основанием приспособ-
ления: квадратные, прямоугольные и круглые плиты, оправки,
угольники.
2.	Корпусные элементы: опоры, проставки, призмы, угловые
опоры, угольники, планки.
96
А—А (повернуто)
Рис. 2.59. Многоместное с пневматическим приводом СНП, налаженное
на выполнение сверлильных работ:
/ — стакан; 2 — шайба; — тяга; 4, 5 — рычаги; 6— пневмоцилипдр
3.	Установочные элементы, предназначенные для установки и
фиксации корпусных элементов и заготовок: шпонки, штыри,
пальцы, диски, центры и др.
4.	Направляющие элементы, которые служат для направления
инструментов и настройки размеров приспособлений: переход-
ные и кондукторные втулки, валики в колонки.
5.	Зажимные элементы для закрепления заготовок в приспо-
соблении: прихваты и планки.
6.	Крепежные элементы: болты, винты, шпильки, гайки, шайбы.
7.	Разные детали: ушки, вилки, оси, и т.д.
8.	Сборочные единицы, способствующие ускорению сборки
компоновок УСП: поворотные головки, фиксаторы, центро-
вые бабки, подвижные призмы, кулачковые и тисочные зажи-
мы.
4 3. 278
97
Рис. 2.60. Приспособление, со-
бранное из элементов УСП и
специал ьн ы х летал сй:
/ запмовка
Рис. 2.61. СРП для обработки кор-
пусных деталей:
1.2 — базовые элементы; 3 — заготовка
Базовый набор деталей (см рис. 1.14) позволяет получать мно-
говариантныс конструктивные исполнения установочных, зажим-
ных и корпусных элементов, обеспечивая обратимость приспо-
соблений. На рис. 2.60 представлено приспособление, собранное
из элементов УСП и специальных деталей.
Приспособления, отнесенные к СРП, собирают из стандартных
деталей и узлов как специальные приспособления долгосрочного
применения. Возможно частичное использование в компоновке спе-
циальных деталей. Заготовка контактирует с базовым агрегатом
приспособления через частично обработанные базы сменных наладок.
В отличие от деталей и сборочных единиц УСП, которые имеют
универсальное назначение (точная обработка и универсальные базы
на всех плоскостях), детали и сборочные единицы СРП имеют фун-
кциональное назначение (с соответствующим разграничением баз).
В СРП в отличие от УСП преобладают сборочные единицы, а не
отдельные детали. Компоновку СРП собирают и используют на весь
период производства изделия, а УСП разбирают после обработки
очередной партии деталей. Стандартные детали и сборочные еди-
ницы СРП изготовляют заблаговременно. Применение СРП эф-
фективно в мелкосерийном и серийном производстве. Цикл осна-
щения операций состоит из проектирования компоновки, изго-
товления специальных деталей (если требуется), сборки (и обра-
ботки баз) и внедрения, на что необходимо в среднем 20...25 ч.
На рис. 2.61 показано приспособление, относящееся к СРП.
Элементы / и 2 являются базовыми и сохраняются при перена-
ладке на обработку других заготовок.
9S
Рис. 2.62. Прихваты, используемые в зажимных механизмах переналажи-
ваемых приспособлений для вертикального закрепления заготовок:
а- прихват со ступенчатой полставкой; б — прихват со сферической шайбой;
/— опора; 2 — прихват; 3 — гайка; 4 — шайба; 5— прижим; 6— болт; 7 —
заготовка
Рассмотрим набор сборочных единиц, широко применяемых
при создании переналаживаемых приспособлений с ручным и
механизированным зажимом заготовок.
На торце прихвата (рис. 2.62, а) выполнены зубцы, взаимодей-
ствующие с зубцами подставки. Высоту прихвата регулируют путем
перестановки его зубцов относительно зубцов подставки. В прихвате
2 (рис. 2.62, б) выполнен сквозной паз, а на верхней поверхности —
цилиндрические гнезда под сферическую шайбу 4 и гайку 3. Регули-
рование прихвата по высоте осуществляется его перестановкой от-
носительно болта 6 с использованием прижима 5. При этом шайба 4
и гайка 3 устанавливаются в соответствующее гнездо прихвата.
Прихват 3, показанный на рис. 2.63, а, регулируют по высоте,
переставляя его по кольцевым канавкам опоры 4, контактирую-
щим с канавками прихвата. Сквозной продольный паз служит для
регулирования вылета прихвата.
10 — шариковый
Рис. 2.63. Прихваты с кольцевой (а) и поворотной (б)
ступенчатыми опорами и зажимное устройство (в);
/, 12 болты; 2— >айка; Л 5- прихваты; 4, Я - опоры; 6 —
фиксатор; 7— пружина; 9— колонка;
фиксатор; //-- пята
4*
99
Рис. 2.64. Гамма зажимных механиз-
мов переналаживаемых приспособ-
лений:
I — основание; 2 — пружина; .? — болт;
4 — прихват; 5 — опорная планка; 6 —
гидропривод прихвата
Прихват 5 (рис. 2.63, б) регулируют следующим образом. Опору
8 поворачивают относительно колонки 9, пока лыска не устано-
вится напротив подпружиненного фиксатора. При этом паз фик-
сатора выходит из зацепления с выступом кольцевого паза опо-
ры. Положение опоры относительно колонки при полностью вы-
веденном фиксаторе 6 определяется шариковым фиксатором 10.
В этом положении опоры прихват свободно поднимают по болту
72 или опускают на нужную высоту, после чего опору поворачи-
вают примерно на 120° до момента заскакивания фиксатора 6 в
гнездо отверстия колонки 9. При этом под действием пружины 7
выступ кольцевой канавки опоры 8 входит в паз фиксатора 6.
Для того чтобы установить прихват зажимного механизма, по-
казанного на рис. 2.63, в, на требуемую высоту, ввинчивают или
вывинчивают зажимной болт из корпуса, с помощью которого
прихват устанавливают в Т-образном пазу стола станка. При этом
опора прихвата автоматически под действием пружины занимает
требуемое положение. Для быстрой фиксации опоры используется
гайка с накаткой: гайка затягивает сухарь, зубцы которого взаи-
модействуют с зубцами на корпусе.
Гамма (три типоразмера) зажимных механизмов переналажи-
ваемых приспособлений с прихватами представлена на рис. 2.64.
Контрольные вопросы
1.	Изложите правило шести точек для базирования заготовок.
2.	Что такое база, какие поверхности заготовки используют в каче-
стве баз?
3.	В чем смысл правила о неизменности баз и чем вызвано его приме-
нение?
4.	Дайте определение конструкторской, технологической и измери-
тельной баз.
5.	Объясните содержание понятия «погрешности базирования и зак-
репления заготовки».
6.	Какие преимущества имеет призма как установочный элемент при-
способления? Как рассчитывают погрешности базирования заготовки при
установке ее в призму?
7.	Начертите схемы установок заготовки на штыри, на два пальца и
плоскость, па плоскость и одно отверстие. Выведите формулы для расче-
та погрешностей Д52 и Д83 (см. рис. 2.7).
100
8.	Какие основные требования предъявляют к зажимным механизмам
приспособлений?
9.	Какую форму имеют части винтового зажима, соприкасающиеся с
обработанной и необработанной поверхностями заготовки?
10.	Какие зажимные механизмы используются в приспособлениях?
11.	Как определяют силу зажима и ес направление?
12.	Каково назначение механизмов-усилителей?
13.	Каковы преимущества и недостатки винтовых, клиновых и экс-
центриковых зажимных механизмов?
14.	В чем преимущества и недостатки гидравлических зажимных меха-
низмов?
15.	Каковы преимущества и недостатки пневматических и пневмогид-
равлических зажимов? Нарисуйте схему работы пневматического цилинд-
ра одностороннего действия.
16.	Что такое комбинированный зажимной механизм?
17.	Нарисуйте схему цангового механизма.
18.	Расскажите об электромеханических приводах.
19.	Каков принцип работы электромагнитных и магнитных приспо-
соблений?
20.	В каких случаях применяют постоянные и сменные направляющие
втулки?
21.	Какие втулки применяют при сверлении отверстий, расположен-
ных рядом друг с другом?
22.	Для чего в расточных кондукторах применяют вращающиеся втулки?
23.	По какому классу и посадке изготовляют взулки (внутренний и
наружный диаметр)?
24.	Каковы возможные схемы расположения заготовки, фрезы и ве-
дущего ролика при работе по плоскому копиру?
25.	Перечислите конструкции делительных и поворотных устройств.
26.	Какие факторы влияют на точность деления и фиксации в дели-
тельных устройствах?
27.	Расскажите о конструкции фиксаторов и дайте сравнительную оцен-
ку точности фиксации.
28.	Какие материалы применяют для корпусов приспособлений, в чем
их преимущества и недостатки?
29.	Какие требования предъявляют к корпусам приспособлений?
30.	В чем преимущества корпусов, собираемых из стандартизованных
деталей?
31.	Почему заготовка не должна опираться непосредственно на по-
верхность корпуса?
32.	Расскажите о преимуществах и недостатках переналаживаемых
приспособлений.
33.	Расскажите о системах приспособлений многократного примене-
ния. Назовите области их эффективного использования.
34.	Расскажите об унивсрсально-бсзналадочных, универсально-нала-
дочных, специализированных наладочных, универсально-сборных и сбор-
но-разборных приспособлениях.
Раздел II. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ ОСНАЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ОПЕРАЦИЙ
Глава 3. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ ОСНОВНЫХ ГРУПП
3.1.	Особенности выбора станочных приспособлений
и приспособлений для установки и закрепления
режущего инструмента
Станочные приспособления. Основой для унификации приспо-
соблений, применяемых на различных станках, является техно-
логический процесс. На выбор технологического процесса оказы-
вает влияние большое число факторов, из которых главными яв-
ляются объем выпуска изделий и серийность, квалификация ра-
бочих, вид заготовки (штамповка, точное литье, поковка, прокат
и т.д.), конструктивные требования к детали (точность, шерохо-
ватость поверхностей, твердость поверхностей, точность взаим-
ного расположения и т.д.), механические свойства обрабатывае-
мого материала, парк оборудования на предприятии, состояние
оборудования, расположение оборудования по цехам, технологи-
ческие традиции и т.д.
При самой высокой степени унификации технологические про
цессы остаются многовариантными, что обусловлено необходи-
мостью учитывать специфику каждого типа станка, и это обстоя-
тельство значительно влияет на унификацию конструкций при-
способлений.
Технолог, разрабатывая процесс и учитывая действие многих
факторов, начинает с выбора оборудования, чем до некоторой
степени определяется и выбор станочного приспособления.
Заготовку одного и того же типа можно обрабатывать по-раз-
ному: на универсальном токарном станке, револьверном станке,
универсальном одношпиндельном токарном автомате, обрабаты-
вающем центре с ЧПУ, специальном автомате, автоматической
станочной линии и т.д. Она может быть получена также методами
точного формообразования. Каждому виду оборудования будут
102
соответствовать определенные конструкции станочных приспособ-
лений. Поэтому унификацию станочных приспособлений необхо-
димо производить по видам оборудования, например: приспособ-
ления для токарных станков, приспособления для сверлильных
станков, приспособления для фрезерных станков и т.д.
Конструирование станочного приспособления является мно-
говариантной задачей. Даже при наличии одного варианта типо-
вой технологии и строгих ограничений в выборе оборудования
для выполнения самых простых технологических переходов может
быть создано множество различных конструкций приспособлений.
Например, для сверления па вертикально-сверлильном станке
шести отверстий на фланце с размерами D х Н = 200 х 20 мм в
условиях серийного производства могут быть использованы пере-
налаживаемый кондуктор с делительным приспособлением, на-
кладной кондуктор и др.
Для закрепления заготовки и переналаживаемого кондуктора с
делительным приспособлением используют зажимные механиз-
мы с ручным приводом, а также с пневмо- или гидроприводом.
Деление окружности осуществляется диском с ручным приводом
или храповым механизмом. При полуавтоматической системе де-
ления применяют храповой механизм или зубчатый делительный
диск. Умножив число вариантов крепления заготовки на число
вариантов деления окружности, получим 12 вариантов конструк-
ций переналаживаемого приспособления — кондуктора.
Заготовка и накладной кондуктор могут быть закреплены на
специальной подставке с ручным эксцентриковым механизмом;
на специальной подставке типа четырехкулачкового патрона с
ручным приводом; на столе станка с пневматическим или гидрав-
лическим приводом; в приспособлении с отдельным пневмопри-
водом, смонтированном на нижней части стола; с помощью при-
хвата, имеющего пневмо- или гидропривод; на специализирован-
ной пневмоподставке с прихватами; на универсальной пневмо-
подставке с регулируемыми прихватами. Таким образом, суще-
ствует девять вариантов крепления (с учетом типа привода). Для
установки и закрепления простейшей заготовки по одному типо-
вому варианту технологии может быть спроектирован 21 вариант
принципиально различных конструкций приспособлений, а если
рассмотреть различные технологические решения, то число кон-
струкций оснастки возрастет в несколько раз.
Для выбора конструкции приспособления недостаточно про-
анализировать типовой технологический процесс, необходимо
рассмотреть известные и стандартизованные типовые схемы при-
способлений и выбрать такую, которая отвечала бы всем требова-
ниям. При этом учитывают схему базирования и способ закрепле-
ния заготовки в приспособлении; точность обработки поверхнос-
тей заготовки и взаимного расположения отдельных поверхнос-
103
тей; число заготовок, которые могут быть установлены для одно-
временной или последовательной обработки; ограничивающие
размеры элементов приспособления и их соотношения; способ
установки и закрепления приспособления на станке.
К признакам, определяющим конструкцию отдельных элемен-
тов приспособления (устройств для удаления стружки, защитных
щитков, съемников и т.д.), относятся: условия работы приспо-
собления и режущего инструмента; способ удаления обработан-
ных деталей; удобство работы и меры безопасности; способы уда-
ления стружки и отходов, образующихся в процессе обработки;
внешний вид.
Все станочные приспособления имеют базирующие поверхно-
сти для фиксации заготовок. Унификация этих поверхностей про-
водится по единым для приспособлений всех систем нормам, ох-
ватывающим не только поверхности, но и конструкции деталей
приспособлений в целях обеспечения их взаимозаменяемости в
разных компоновках. К таким деталям относятся пальцы, при-
змы, установочные пластины и т.д.
Приспособления для установки и закрепления режущего инстру-
мента. Режущий инструмент в отличие от станков, приспособле-
ний, измерительных приборов и другого производственного обо-
рудования является более мобильным компонентом технологи-
ческой системы. Требования к приспособлениям для инструмента
определяются присоединительными поверхностями для закреп-
ления приспособления на станке и для закрепления в нем режу-
щего инструмента. Тип устройства автоматической смены инстру-
мента и способ его крепления на станке определяют конструк-
цию хвостовика, который должен быть одинаковым для всех ре-
жущих инструментов, используемых на данном станке.
Для получения размеров обработанных деталей без пробных про-
ходов в конструкции приспособлений для режущего инструмента
необходимо предусмотреть элементы, обеспечивающие регулиро-
вание положения его режущих кромок, т.е. настройку инструмента
на определенный вылет. Этим объясняется наличие у станков с ЧПУ
разнообразных переходников (адаптеров). Хвостовик переходника
предназначен для конкретного станка, а передняя зажимная част ь —
для режущего инструмента со стандартными присоединительными
поверхностями (призматическими, цилиндрическими и коничес-
кими с размерами, регламентированными стандартами на инстру-
мент). Переходники образуют комплект приспособлений, включа-
ющий в себя резцедержатели, патроны, оправки и втулки различ-
ных конструкций) и обеспечивающий крепление режущего инст-
румента требуемой номенклатуры.
Разнообразие типов станков предполагает и разнообразие спо-
собов установки и смены инструмента. В связи с этим системы
приспособлений для инструмента можно характеризовать как на-
104
боры универсального применения и унифицированной конструк-
ции, обеспечивающие надежное закрепление режущего инстру-
мента для полной реализации технологических возможностей раз-
личных станков, в том числе с ЧПУ.
К системе приспособлений для инструмента предъявляют сле-
дующие требования:
•	номенклатура и стоимость приспособлений, входящих в си-
стему, должны быть сведены к экономически обоснованному ми-
нимуму;
•	элементы системы должны обеспечивать требуемую точность,
жесткость и виброустойчивость режущего инструмента;
•	элементы системы должны обеспечивать возможность регу-
лирования в необходимых случаях положения режущих кромок
инструмента относительно координат системы;
•	элементы системы должны быть удобными в обслуживании
(при необходимости быстросменными) и технологичными в из-
готовлении.
С помощью систем приспособлений для инструмента могут быть
скомпонованы инструментальные блоки — комбинации режуще-
го и вспомогательного инструмента. Каждый из блоков служит для
выполнения конкретного технологического перехода.
Рис. 3.1. Типовые приспособления для инструментов, применяемых на
станках с ЧПУ свсрлпльпо-расточной и фрезерной групп
105
Приспособления для инструмента можно классифицировать в
соответствии с назначением для различных групп станков и сте-
пенью их автоматизации с учетом перспективы развития.
В отечественной и зарубежной практике разрабатываются и
эксплуатируются системы приспособлений для инструмента, спо-
собствующие решению задач учета и хранения, выбора и мини-
мизации количества режущего инструмента.
На рис. 3.1 приведены типовые приспособления для инстру-
ментов, применяемых на станках с ЧПУ сверлильно-расточной и
фрезерной групп. Базовым элементом является конусное отвер-
стие в шпинделе станка, куда входит вспомогательный инстру-
мент, связанный с режущим. Предусмотрена единая конструкция
хвостовиков для станков как с автоматической, так и ручной сме-
ной инструмента.
Каждый вид приспособлений для инструмента имеет до 24 ти-
поразмеров, отличающихся длиной и размерами посадочного ме-
ста. Допускаемое биение посадочного места для инструмента или
оправки относительно хвостовика с конусностью 7 : 24 составляет
0,005...0,01 мм. Для станков классов точности Н и П установлена
степень точности хвостовиков АТ5, для станков классов точности
В и А — АТ4. Приспособления для инструмента (вспомогательный
инструмент) изготовляют из стали 18ХГТ с цементацией и закал-
кой до твердости HRC 53...57, что обеспечивает отсутствие де-
формаций после термической обработки и достаточную долговеч-
ность.
3.2.	Приспособления для токарных станков
Все приспособления для токарных станков в целях унификации
могут быть классифицированы по следующим основным призна-
кам: конструкция; размеры оборудования: размеры заготовок; дос-
тижимая точность обработки с использованием приспособления.
По конструктивному признаку (в зависимости от способа уста-
новки и закрепления заготовок) токарные приспособления под-
разделяют на следующие группы: кулачковые, поводковые, цан-
говые и мембранные патроны; токарные центры: токарные оп-
равки, базируемые в конус шпинделя; люнеты; планшайбы.
Кулачковые патроны бывают двух-, трех- и четырехкулачковые.
В двухкулачковых самопентрирующих патронах (рис. .3.2, а) зак-
репляют различные фасонньв отливки и поковки, причем кулач-
ки таких патронов часто предназначены для закрепления заготов-
ки только одного типоразмера. Наиболее массовые трехкулачко-
вые самоггсшрирующие патроны (рис. 3.2, б) используют при об-
работке заготовок круглой и шестигранной формы или круглых
прутков большого диаметра. В четырехкулачковых самоцентриру-
югцнх патронах (рис. 3.3) закрепляют прутки квадратного сече-
106
Рис. 3.2. Двухкулачковый (а) и трехкулачковый (б) самопентрирующие
патроны:
/ — заготовка
ния, а в патронах с индивидуальной регулировкой кулачков —
заготовки прямоугольной или несимметричной формы. Кулачко-
вые патроны выполняются с ручным и механизированным при-
водом зажимных механизмов.
Автоматизированный двухкулачковый патрон (рис. 3.4) крепится
на шпинделе с помощью планшайбы /, к которой четырьмя вин-
тами 15 прикреплен корпус 2 патрона. Ползуны 4, связанные с
кулачками патрона, перемещаются в пазах корпуса. Патрон рабо-
тает от пневмоцилиндра, закрепленного на заднем конце шпин-
деля. Заготовка зажимается в тот момент, когда ползун /6, переме-
щаясь влево, поворачивает рычаги 3 вокруг осей 13, сдвигая ку-
Рис. 3.3. Четырехкулачковый самоцентрирующий патрон:
/ — корпус; 2 — сухарь; 5 — винт; 4— кулачок; D — диаметр патрона
107
A —A
Рис. 3.4. Автоматизированный двухкулачконый патрон:
/-- планшайба; 2 — корпус; 5 — рычаг; 4. 14, 16— ползуны; 5 — регулировоч-
ный пиит; 6, 11 основания; 7, 12, 15, 18— винты; 61 сменный кулачок;
9 — стержень; 10 — шпонка; 1.3 — ось; 17 — упоры; 19 — гайка
лачки 8 к центру. Для снятия обработанной детали ползун 14 пе-
ремещается вправо. Сменные кулачки предварительно регулиру-
ют на заданный размер заготовки вручную винтом 5.
На патрон в зависимости от размеров и формы заготовок уста-
навливают сменные кулачки 8 на выступы оснований би //и
прикрепляют винтами 7 и /2. Упоры 17 устанавливают по размеру
заготовки и фиксируют винтами 18, передвигающимися в Т-об-
разных пазах корпуса, и гайками 19. Стержень 9 с помощью шпо-
нок 10 обеспечивает одновременное перемещение кулачков при
наладке патрона.
Применение автоматизированного патрона сокращает время на
зажим заготовки и открепление обработанной детали по сравне-
нию с ручным механизмом на 70...80 %; в значительной мере об-
легчает труд рабочего.
Самоцентрирующие трехкулачковые клиновые быстроперена-
лаживаемые патроны, конструкции которых показаны на рис. 3.5,
предназначены для базирования и закрепления заготовок типа вала
и диска при обработке на токарных станках, в том числе с ЧПУ.
Патрон (рис. 3.5, а) состоит из корпуса 7, основных / и на-
кладных 3 кулачков, сменной вставки 6 с плавающим центром 5
и эксцентриков 2, в кольцевые пазы которых входят штифты 13.
Быстрый зажим и разжим накладных кулачков при их переналад-
108
Рис. 3.5. Самоцентрирующие трехкулачковые клиновые патроны для об-
работки заготовок типа вала (о) и диска (б):
/ — основной кулачок; 2— эксцентрик; 3— накладной кулачок; 4— тяга; 5—
плавающий центр; 6 — сменная вставка; 7— корпус; 8— втулка с клиновыми
замками; 9— втулка; 10 —- винт; //, 12 — фланцы; 13 — штифт; 14— вставка
ке осуществляется тягами 4 через эксцентрики 2. Для обработки
заготовок типа вала в патрон устанавливают сменную вставку 6 с
плавающим центром 5 и выточкой по наружному диаметру. Заго-
товку располагают в центрах (центре 5 и заднем центре станка) и
зажимают плавающими кулачками с помощью втулки 8 с клино-
выми замками, которая соединена с приводом, закрепленным на
заднем конце шпинделя станка. Разжим осуществляется с помо-
щью фланца 1J. Для выполнения работ в патроне с самоцентриру-
ющими кулачками сменную вставку 6 заменяют вставкой 14
(рис. 3.5, б), которая не имеет выточки по наружному диаметру,
благодаря чему обеспечивается самоцентрирование патрона. Пат-
рон крепят на шпиндель станка с помощью фланца 12. К приводу
патрон присоединяют втулкой 9 и винтом 10.
В корпусе / четырехкулачкового патрона (см. рис. 3.3) выпол-
нены четыре паза, в каждом из которых смонтирован кулачок 4 с
винтом 5 для независимого перемещения кулачков в радиальном
направлении. От осевого смещения винт 3 удерживается сухарем
2. Кулачки могут быть повернуты на 180° для закрепления загото-
вок по внутренней или наружной поверхности. Па передней по-
верхности патрона нанесены концентричные риски (расстояние
между ними составляет 10... 15 мм), которые позволяют выставить
кулачки на одинаковом расстоянии от центра патрона.
109
Многообразие конструкций кулачковых патронов не позволяет
описать особенности функционирования каждого из них. На рис. 3.6
приведены примеры самоценгрирующих кулачковых патронов не-
традиционной конструкции — с системой двойного захвата. Такие пат-
роны используют при точной обработке, когда необходимо исклю-
чить любую возможность деформации заготовки.
в
Рис. 3.6. Нетрадиционные токарные патроны различного назначения:
/ — заготовка
НО
Приспособление обеспечивает закрепление заготовки в две ста-
дии (последовательно) посредством двойного захвата гремя ку-
лачками. Положение кулачков определяется приводящей их в дей-
ствие отдельной втулкой. Ход ползушки достаточен для компенса-
ции разности диаметров заготовки между двумя захватами.
Широко открывающийся самоцентрируюший паз рои (рис. 3.6. а)
предназначен для токарной обработки деталей типа вилок. Длина
хода зажима 210 мм. Система перемещения заготовки — рычажная.
На рис. 3.6, б показан патрон со специальным встроенным ци-
линдром. Патрон предназначен для токарной обработки заготовки
в центрах. Плавающие захваты компенсируют шероховатость на
поверхности заготовки при се установке.
Приспособление, представленное на рис. 3.6, в, служит для
закрепления алюминиевого корпуса насоса при обработке его на
токарном станке. Комплект из трех кулачков, зажимая деформи-
рующуюся часть (диафрагму) заготовки, центрирует ее с помо-
щью штифтов для предвари тельной установки. Затем заготовка за-
жимается прихватами. Привод патрона гидравлический цилиндр.
При обработке концентричной заготовки, для закрепления
которой необходимо автономное перемещение кулачков, приме-
няется патрон, показанный па рис. 3.6, г.
Поводковые патроны используют на токарных станках при об-
работке заготовок деталей типа вала в центрах 4 и 6 станка
(рис. 3.7). Поводковый патрон / через палец-поводок 2 и хвосто-
вик 3 хомутика, который крепится на заготовке 5 винтом, пере-
дает вращение заготовке.
Универсальный поводковый патрон (рис. 3.8) предназначен для
базирования заготовок типа вала и передачи им крутящего мо-
мента при обработке в центрах на токарных станках, в том числе
с ЧПУ.
В отверстии корпуса 4 хвостовика установлен плавающий центр
9 и пружина 2, расположенная между резьбовыми втулками / и 5.
В задний торец центра установлена ш Ганга 3. Корпус // патрона
имеет выточку под диск К), в котором закреплены через 120° три
неподвижных пальца 6. На диске установлены также три пальца 7,
на которых закрепляют сменные экспен грпковые кулачки 8 с зуб-
чатыми поверхностями и поворотный кожух /2. Диск К), повора-
чиваясь, увлекает за собой кулачки, которые пазами охватывают
Рис. 3.7. Схема обработки занмов-
ки в центрах с приводом <л по-
вод ко во го патрона:
/— патрон; 2— палец-поводок; 3—
хвостовик хомутика; 4, 6 - цопры;
5 — заготовка
Рис. 3.8. Универсальный поводковый патрон:
/, 5— резьбовые втулки; 2— пружина; 3 — штанга; 4 — корпус хвостовика; 6 —
неподвижный палец; 7— палец для крепления кулачка 8; 9 — плавающий центр;
10— диск; II — корпус патрона; 12 — поворотный кожух; 13 — фиксатор
неподвижные пальцы 6 и, перемещаясь вместе с диском, повора-
чиваются относительно пальцев 7, в результате чего кулачки рав-
номерно зажимают заготовку, передавая ей крутящий момент. При
повороте кожуха против часовой стрелки кулачки раскрываются
и фиксируются подпружиненным фиксатором 13.
Цанговые патроны служат для зажима прутков или повторного
зажима заготовок по предварительно обработанной поверхности.
По конструкции различают цанговые патроны с втягиваемой, выд-
вижной и неподвижной цангами. По назначению цанги подразде-
ляют па подающие и зажимные.
Подающая цанга (рис. 3.9, а) представляет собой стальную за-
каленную втулку с тремя надрезами, образующими пружинящие
лепестки, концы которых прижаты друг к другу. Форма и размеры
отверстия подающей цанги должны соответствовать профилю за-
готовки-прутка. Подающая цанга навинчивается на подающую тру-
бу, которая получает от привода осевое перемещение для подачи
расположенного в ней прутка. При загрузке станка пруток протал-
кивается между лепестками подающей цанги, раздвигая их. Сила
упругости прижимает лепестки к поверхности прутка. При пере-
мещении подающей трубы лепестки цанги под действием сил тре-
ния сжимаются, увеличивая силу сцепления с прутком.
Зажимная цанга со сменными вкладышами показана на рис. 3.9, б.
Перед обработкой прутка ослабляют винты 5, устанавливают вкла-
дыш 1 нужного профиля и размера, ориентируя его по штифтам 2.
112
I 2 3
Рис. 3.9. Основные типы цанг токарных панков:
а— подающая; о— зажимная со сменными вкладышами; в — зажимная цельная;
г— зажимная разъемная; / — вкладыш; 2- штифт; 3 - вши ; 4 лепесток
Зажимная цельная цанга может быть выполнена в виде втулки
с 3...6 пружинящими лепестками (рис. .3.9, в). Для обработки заго-
товок малого диаметра применяют зажимные разъемные цанги
(рис. 3.9, г), у которых лепестки 4 разводятся пружинами.
Мембранные патроны применяют на токарных станках, если
необходимо обработать партию заготовок с высокой точностью
центрирования.
В мембранном патроне рожкового типа (рис. .3. Ю) заготовку 3
устанавливают между торцами винтов 2, которые через рожки /
связаны с мембраной 4. При прогибе мембраны в сторону заготов-
ки концы рожков с винтами расходятся и освобождают заготовку.
Рис. 3.|(). Мембранный патрон рожкотио гппа:
/ — рожка; 2 — винт; 3 закттовка; 4- мембрана
1 13
е
Рис. 3.11. Токарные центры
различных типов:
/, 'и 3— соответственно рабо-
чая, хвостовая и опорная части
а при снятии нагрузки с мембраны — закрепляют ее. Настройка
патрона на размер заготовки и регулирование силы зажима осуще-
ствляется с помощью винта 2.
Токарные центры (рис. 3.11) используют при обработке загото-
вок различной формы и размеров. Угол при вершине рабочей ча-
сти 1 центра (рис. 3.11, а) обычно равен 60°. Диаметр опорной
части 3 меньше меньшего диаметра хвостовой части 2 конуса. Это
позволяет вынимать центр из гнезда без повреждения конической
поверхности хвостовой части заготовки.
Центр, показанный на рис. 3.11, б, служит для установки заго-
товок диаметром до 4 мм. У таких заготовок вместо центровых
отверстий имеются наружные углубления — конические поверх-
ности с углом при вершине 60°, в которые входит внутренний
конус центра, называемый обратным. Если необходимо подрезать
торец заготовки, применяют срезанный центр (рис. 3.11, в), кото-
рый устанавливают только в пиноль задней бабки. Центр со сфери-
ческой рабочей частью (рис. 3.11, г) используют в тех случаях, ког-
да требуется обрабо тать заготовку, ось которой не совпадает с осью
вращения шпинделя станка. Центр с рифленой рабочей поверхностью
рабочей части (рис. 3.11, д) предназ-
начен для обработки заготовок с боль-
шим центровым отверстием без по-
водкового патрона.
В процессе обработки заготовки в
центрах передний центр вращается
вместе с ней и служит только опо-
рой; задний центр при этом непод-
вижен. Вследствие нагрева при вра-
щении он теряет твердость и интен-
сивно изнашивается. Поэтому задний
центр изготовляют из углеродистой
стали с твердосплавной рабочей час-
тью (см. рис. 3.11, г).
При обработке с большими ско-
ростями и нагрузками применяют
задние вращающиеся центры (рис. 3.12).
Показанная конструкция вращающе-
гося центра с указателем осевого уси-
лия предназначена для базирования
и закрепления заготовок типа вала,
устанавливаемых в поводковых пат-
ронах при обработке на токарных
станках, в том числе с ЧПУ.
Вращающийся центр обеспечива-
ет передачу больших осевых сил и
контроль силы прижима штырей к
114
Рис. 3.12. Задний вращающийся центр:
/— корпус; 2— центр; 3 — уплотнение; 4— гайка; 5— пит; 6, 14— подшипни-
ки; 7- кольцо; <$’— указатель величины осевых сил; 9 — фланец; 10— пакет
тарельчатых пружин; II — игольчатый подшипник; 12— заглушка; 13— пинт
торцу заготовки. При поджиме заготовки вращающимся центром
с помощью пневмо- или гидропривода пиноли задней бабки центр
2 через подшипники 6 и 14 и фланец 9 сжимает пакет тарельча-
тых пружин К). При этом индикатор указателя А’ величины осевых
сил показывает значения деформации тарельчатых пружин и осе-
вой силы. Перед эксплуатацией индикатор тарируют, нагружая
центр заранее известной осевой силой.
Задний конец центра 2 вращается в игольчатом подшипнике
//, который крепится в корпусе / заглушкой 12. Фланец 9 связан
с корпусом / посредством винта 13. Перемещение фланца в осе-
вом направлении ограничивается кольцом 7. Вытеканию смазки
препятствует уплотнение смонтированное в гайке 4, контря-
щейся винтом 5.
Токарные центры работают совместно с поводковыми самоза-
жимными патронами. Патрон (рис. 3.13) предназначен для бази-
рования и передачи крутящего момента заготовкам типа вала, ус-
тановленным в центрах токарных станков, в том числе с ЧПУ.
При поджиме заготовки пинолью задней бабки подпружинен-
ный плавающий центр 2 утопает и торец заготовки устанавлива-
ется на базирующий торец подвижного корпуса 4 с предваритель-
ным натягом. При дальнейшем движении пиноли корпус 4 пере-
мещается в осевом направлении, сжимая возвратную пружину 5,
и поворачивается но часовой стрелке по винтовому пазу относи-
тельно установленной в корпусе 6 цилиндрической шпонки с зуб-
чатыми секторами А'.
Венец корпуса 4 выполнен с круговым пазом 3, в котором
установлены сухари 9 с закрепленными на них осями /. При
115
A
Рис. 3.13. Поводковый самозажимной патрон:
/— ось; 2 — плавающий центр; .? - круговой ши; •/- подвижный корпус; 5-
возвратная пружина; 6 - корпус; 7— зубчатое колесо-кулачок; Л’-- зубчатый
сектор; 9 - сухарь; !0, 12 штифты; // - пружина
повороте корпуса 4 зубчапяе колеса кулачки 7, установленные
на осях 1 и входящие в зацепление с зубчатых: сектором 8, пово -
рачиваются против часовой стрелки до соприкосновения с заго-
товкой с усилием натяга, создаваемого пружинами / /, закреп-
ленными на штифтах 10 и 12 в корпусе 4 и сухарях 9. После фик-
сации кулачков 7 на поверхности заготовки дальнейший пово-
рот кулачков прекращается. Эго устраняет возможность смеще-
ния заготовки с плавающего центра. При дальнейшем повороте
корпуса 4 до упора в корпус 6 сухари 9 (с осями / и кулачками 7)
перемещаются в пазу корпуса 4, растягивая пружины 11. При
этом корпус 4, кулачок 7, заготовка и тащитпый кожух переме-
щаются в осевом направлении. Зажим заготовки осуществляется
одновременным базированием па плавающий центр и неподвиж-
ный торец корпуса 6.
Хомутики предназначены для передачи вращения заготовке,
установленной в центрах токарною станка. Обычный хомут ик на-
Рвс. 3. II. Обычный (а) и са-
мозаиппваюншйся (б) то-
карные .хомутики;
* па.чеп поволок; 2 — xhocio-
ник; 3 пружина: 4ось; 5 —
корпус
1 16
девают на заготовку и закрепляют винтом (рис. 3.14, а). Хвостови-
ком хомутик упирается в палец поводкового патрона.
Более удобен в работе самозатягивающийся хомутик (рис. 3.14, б),
хвостовик 2 которого подвижно закреплен в корпусе 5 на оси 4.
Нижняя часть хвостовика 2, обращенная к заготовке, выполнена
эксцентрично по отношению к оси 4 и имеет насечку. Для уста-
новки хомутика на заготовку хвостовик наклоняют в сторону пру-
жины 3, которая создает предварительную силу зажима. Оконча-
тельный зажим заготовки обеспечивает палец-поводок 1 патрона
в процессе обработки.
Токарные оправки применяют при закреплении заготовки в цен-
трах, если требования к качеству обработки заготовки высокие.
На рис. 3.15 показана разжимная токарная оправка, предназна-
ченная для базирования и закрепления заготовок деталей типов
фланца, зубчатого колеса, втулки, стакана при обработке их на-
ружных поверхностей на токарных станках.
Заготовку насаживают на цангу 3 оправки 2 до упора в раз-
жимное упорное кольцо I или промежуточную втулку и закреп-
ляют гайкой 4. При этом цанга, перемещаясь по конусной поверх-
ности оправки, разжимается, закрепляя заготовку. Оправку с за-
готовкой устанавливают в шпиндель станка. После обработки за-
готовки оправку снимают со станка. Для разжима заготовки гайку
вращают в противоположном направлении, в результате чего цанга
перемещается в исходное положение.
Для закрепления заготовки могут быть применены токарные оп-
равки с упругой оболочкой (рис. .3.16). Корпус 5 оправки крепится к
Рис. 3.15. Разжимная токарная оправка:
а — оправка н сборе; б— детали оправки; в— схема обработки с использовани-
ем оправки; / — кольцо; 2- оправка; цанга; 4~ гайка
117
Рис. 3.16. Токарная оправ-
ка с упругой оболочкой:
/ — упор; 2 плунжер; 3 —
корпус; 4 - втулка; 5— заго-
товка; 6- пробка; 7- винт
фланцу шпинделя станка. На корпусе зак-
репляется втулка 4, канавки которой вме-
сте с канавками корпуса образуют поло-
сти А, В и С, заполняемые гидроплас-
том. При вращении винта 7 плунжер
2 перемещается, выдавливая гидропласт
из полости С в полость А. Тонкая стенка
втулки под давлением гидропласта дефор-
мируется, увеличивая посадочный диа-
метр втулки и создавая натяг при закреп-
лении заготовки 5. Упор 7 ограничивает
перемещение плунжера 2, а пробка 6 за-
крывает отверстие, через которое выхо-
дит воздух при заполнении полостей оп-
равки гидропластом.
Люнеты применяют в качестве до-
полнительной опоры при закреплении
заготовок, у которых длина выступаю-
щей из патрона части составляет 12... 15
диаметров и более. Люнеты подразделя-
ются на неподвижные и подвижные.
Неподвижный тонет (рис. 3.17, а) ус-
танавливают на направляющих станины
станка и крепят планкой 5с помощью болта и гайки 6. Верхняя часть
/ неподвижного люнета откидная, что позволяет снимать и устанав-
ливать заготовки на кулачки или ролики 4 люнета. Они служат опо-
Рис. 3.17. Неподвижный (а) и подвижным (о) люнеты:
/ откидная часть; 2 - винт; 3 6o.it; 4 — кулачки; 3 - планка, 6- шика
рой для заготовки и поджимаются к ней винтами 2. После установки
заготовки винты 2 фиксируются болтами 3. На заготовке в местах
контакта с роликами люнета протачивают канавку.
Подвижный люнет (рис. 3.17, б) крепится на каретке суппорта
и перемещается при обработке вдоль заготовки. Подвижный лю-
нет имеет два кулачка, которые служат опорами для заготовки.
Третьей опорой является резец.
Планшайбы отличаются конструкцией, наружными диаметра-
ми, числом пазов для крепления наладок, размерами и располо-
жением центрирующих элементов.
На рис. 3.18 представлена конструкция унифицированной пере-
налаживаемой токарной планшайбы многократного применения,
предназначенной для токарной обработки мелких и средних загото-
вок. Приспособление состоит из диска, который навинчивается на
шпиндель станка, и дополнительного диска /, прикрепленного к
корпусу болтами. Три прихвата 2 передвигаются но пазам диска 1 на
сухарях. Заготовка устанавливается на сменной наладке и закрепля-
ется вручную прихватами или прихватами с ршулируемой опорой,
устанавливаемыми в один из рядов 33 отверстий. В отдельных случаях
используется центральный зажим. Для установки наладок может быть
использована также кольцевая выточка.
Иногда заготовку устанавливают непосредственно надиск. При
выполнении работ, связанных с высокими требованиями к соос-
Рис. 3.18. Токарная планшайба:
/-- дополнительный диск; 2 — прихват
1 19
пости обработанных поверхностей, диск приспособления можно
выверить с помощью индикатора по круговой канавке. После на-
ладки приспособление закрывают защитным кожухом.
3.3.	Приспособления для фрезерных станков
Приспособления для фрезерных станков в зависимости от на-
значения подразделяются на приспособления, предназначенные
только для закрепления заготовки в требуемом положении и пре-
дотвращающие ее смещение или вибрацию под действием сил
резания или собственной массы, и приспособления, выполняю-
щие делительные функции (изменение и точная индексация раз-
личных положений обрабатываемых поверхностей заготовки от-
носительно фрезы в процессе обработки). К приспособлениям от-
носят также устройства, применение которых позволяет расши-
рить возможности фрезерного станка: фрезерные вертикальные
накладные головки, долбежные накладные головки, накладные
сверлильные головки, приспособления для нарезания реек и т.д.
При использовании приспособлений для закрепления заготовок
необходимо соблюдать следующее:
а)	для уменьшения холостого хода станка приспособления долж-
ны крепиться на столе с таким расчетом, чтобы расстояние между
заготовкой и фрезой в исходном положении стола было наименьшим;
б)	рукоятки и гайки для зажима заготовки должны распола-
гаться на приспособлении таким образом, чтобы ими было удоб-
но и безопасно пользоваться;
в)	размеры приспособления не должны превышать размеры
рабочей части стола;
г)	высота зажимных рукояток должна быть меньше расстояния
между приспособлением и кольцами фрезерной оправки в рабо-
чем положении.
На фрезерных станках широко применяют универсальные за-
жимные приспособления — машинные тиски различных конструк-
о — неповоротные; б~ поворотные (поворот вокру| вертикальной оси); в- уни
нереальные (поворот вокруг двух осей); г— специальные (для закрепления валов)
120
Рис. 3.20. Горизонтальное («), вертикальное (б, в) и ярусное (г) располо-
жение машинных тисков на подставках
ций (рис. 3.19). Варианты расположения машинных неповоротных
тисков с ручным приводом на подставках показаны на рис. 3.20.
Механизированный привод тисков (пневматический, гидравли-
ческий или пневмогидравлический) обеспечивает их быстродей-
ствие, сокращая время на закрепление и открепление заготовок.
Универсальные тиски позволяют с помощью простых недоро-
гих наладок устанавливать и закреплять заготовки широкой но-
менклатуры. На рис. 3.21 приведена конструкция универсальных
тисков с гидравлическим приводом.
Тиски представляют собой корпус 10 с неподвижной 3 и под-
вижной Р губками. Заготовки можно устанавливать как на плоскость
направляющих планок, так и в сменные установочно-зажимные на-
ладки 5 и 6, которые закрепляются на губках тисков с помощью
двух штырей — цилиндрического //и ромбического 12. Заготовки
прижимаются к сменной наладке 5 неподвижной губки 3 посред-
ством сменной наладки 6 поворотной губки 8. Сила зажима переда-
ется подвижной губке 9 от гидроцилиндра 2 двухстороннего дей-
ствия через винт 4. Поворотная губка 8 шарнирно закреплена на оси
7 подвижной губки 9, что обеспечивает возможность ее самоуста-
121
A—A
Рис. 3.21. Универсальные тиски с гидравлическим приводом:
/’- рукоя тка; 2 — гидроцилинлр двухстороннего действия: 3 — неподвижная
губка; 4 — винт; 5, 6— сменные наладки; 7— ось; 8 — поворотная губка; 9—
подвижная губка; 10 - корпус; II. 12— соответственно цилиндрический и
ромбический штыри
Рис. 3.22. Сменная наладка тисков:
1 — тубка: 2— штырь; 3 — сменная
наладка; 4 — заготовка
122
новки при закреплении .заготовок с
непараллельными плоскостями. Поло-
жение подвижной губки регулируют
вращением рукоятки /.
Для обработки заготовок сложной
конфигурации используют сменные
наладки тисков сложной конструк-
ции (рис. 3.22). Губка / тисков имеет
на базовой плоскости фиксирующие
штыри 2для точной установки смен-
ной наладки 3 при обработке заго-
товки 4.
Рис. 3.23. Многоместная налад-
ка камертонного типа к тискам:
/ — лепестки корпуса; 2— тиски;
? — корпус; 4 — заготовка
губкой тисков, сжимающей
На рис. 3.23 приведен пример
многоместной наладки камертонно-
го типа к тискам. Пять заготовок 4
устанавливают в гнезда разрезного
корпуса 3, зажимаемого в тисках 2.
Заготовки закрепляются подвижной
лепестки 1 корпуса.
Для повышения производительности фрезерных станков ис-
пользуются многопозиционные и многоместные приспособления с ав-
томатизированным при ВОД О м.
Двухпозиционное регулируемое приспособление (рис. 3.24) пред-
назначено для установки и закрепления заготовок типа планок при
обработке плоскостей на вертикально-фрезерном станке. Приспо-
собление состоит из базовой плиты /5 и регулируемых установоч-
ных и зажимных элементов. Установка и закрепление заготовок раз-
личных размеров осуществляется путем переналадки приспособле-
ния: переустановкой упоров / и 9 по пазам планки 8, регулирова-
нием винтом 16 и клиньями положения планки 7 по высоте, регу-
лированием с помощью гаек 4 и /2 положения зажимов 6 и 10.
В позиции I заготовка устанавливается на планку 7 до упора /
и прижимается к ней зажимами 6, которые находятся в рычагах 5.
Рычаги шарнирно соединены с опорами /7, установленными на
базовой плите 15. Усилие зажима передается рычагам от гидроци-
линдров 3 одностороннего действия.
В позиции II заготовка устанавливается на упор 9 и прижима-
ется к планке Д'зажимами 10, которые находятся в рычагах //.
Рычаги шарнирно соединены с опорами 14. Сила зажима рычага
// передается от гидроцилиндров 13 одностороннего действия,
соединенных с источником давления быстроразъемной муфтой
2 с обратным клапаном.
Прихваты с ручным приводом (рис. 3.25, а) используют для
закрепления заготовок 4 или каких-либо приспособлений на сто-
ле фрезерного станка болтами 3. Нередко один из концов прихва-
ta 2 опирается на подставку / (рис. 3.25. б).
123
Рис. 3.24. Двухнозипиопнос регулируемое приспособление для вертикаль-
но-фрезерных станков:
1, 9 — упоры; 2 — муфта; 13 — гидроцилиндры; 4, 12 — гайки; 5, // —
рычаги; 6, К)— зажимы; 7, <$’— планки; 14, 17— опоры; 15— базовая плита;
/6 - винт
Гидрофицированные прихваты показаны на рис. 3.25, в, г, д, е.
Гидроцилиндр может быть выполнен в виде отдельного блока (см.
рис. 3.25, в). Другие конструкции (см. рис. 3.25, г, д, е) имеют
встроенный гидропривод.
Элементы приспособлений с прихватами стандартизованы.
В качестве примера на рис. 3.26 представлено приспособление,
собираемое из стандартизованных элементов. В нем прихваты име-
ют ручной привод.
При обработке плоскостей, расположенных под углом для закреп-
ления заготовки применяют угловые плиты: обычные (рис. 3.27, с/)
124
и универсальные, допускающие поворот вокруг одной (рис. 3.27, б)
или двух (рис. 3.27. «) осей.
Па рис. 3.28. а покачано автоматшрованнос приспособление с
двумя прихватами для зажима заготовки 5. смонтированное на
плите /. Зажим осуществляется двумя прихватами .7 и 6. Каждый
прихват приводится в действие гндроци'ппглрамн 2 и 7. Для фикси-
рования положения гаготовки используется ‘/нор < На рис. 3.28, б
приведена конструкция гидрашш-
чсского передвижного прижима,
состоящего из прихвата //, упор-
ной планки 12, упорной гайки <У,
гидроцилиндра 9 и регулируемо-
го упорного штыря 10.
Автоматизированное специа-
лизированное приспособление для
закрепления гаготовок при фре
зеровании лысок па фланцах пред-
ставлено на рис. 3.29. Приспособ-
ление состоит из базовой части 2
со встроенным гидроцилиндром и
сменных наладок 4 Наладки усга-
нагпивают на верхней плоскости
приспособления по двум пальцам 3.
Рис. 3.26. Ciанларпгюваннос при-
способление па базе прихватов с
ручным приводом:
I - битовая плита; 2 опора; Л
хс.аиовочпая планка: 4 крепежный
6о!п; 5 - прихват: 6 -заготовка

в
Рис. 3.27. Угловые плиты:
а— обычная; о, в— универсальные
Заготовки закрепляют в двухместной наладке прихватом 5. Усилие
зажима передается прихвату от гидроцилиндра 7 одностороннего
действия через регулируемый болт 6. Регулирование прихвата в вер-
тикальном направлении осуществляется болтами 6 и 8. Гидроци-
линдр соединен с гидростанцией быстроразъемной муфтой / с об-
ратным клапаном.
Сокращение вспомогательного времени и повышение произ-
водительности труда при фрезеровании достигают благодаря при-
менению механизированных и автоматизированных зажимных при-
способлений, которые в крупносерийном производстве исполь-
зуют вместе с загрузочными устройствами в виде бункеров и ма-
газинов, установленных на станке.
Автоматическое приспособление с магазинной загрузкой заго-
товок и пневматическим приводом зажимного механизма (рис. 3.30)
применяют на консольно-фрезерных станках с автоматическим
Рис. 3.28. Авюматизировапное приспособление с двумя прихватами (а)
и гидравлический передвижной прижим (о):
7 — плита; 2, 7, 9- гплроцплнндры; Л б, П — прихваты; 4 - упор: 5 - аанпов
ка; - упорная гайка; 10 — упорный ипырь; /2 — упорная планка
126
Рис. 3.30. Автоматическое при-
способление с магазинной заг-
рузкой заготовок и пневматичес-
ким приводом зажимного меха-
низма:
7— приспособление; 2— кулачок;
3 — кран; 4— пневмоцилиндр; 5 —
поршень; 6 — рычаг; 7, 16— толка-
тели; 8— заготовка; 9 — приемник;
10 — шибер; 7/, 77— пружины; 72 —
ролик; 13— копир; 14— магазин-
ное устройство; 15— стол станка
Рис. 3.29. Автоматизированное специ-
ализированное приспособление:
/— муфта; 2— базовая часть; 3— палец;
4— сменная наладка; 5— прихват; 6, 8 —
регулируемые болты; 7— гидроцилиндр
одностороннего действия
циклом работы при обработке лысок и пазов на цилиндрических
заготовках. Приспособление 1 устанавливают на столе 75 станка,
магазинное устройство 14 и кулачок 2— на салазках 16. При дви-
жении стола влево приспособление подходит к магазину загото-
вок 8, копир 13 через ролик 12 отводит шибер 10 вправо и
заготовка из магазина поступает в приемник 9.
Стол продолжает движение влево, ролик 12 соскакивает с ко-
пира 13 и шибер под действием пружины 11 посылает заготовку в
рабочее положение. В это же время кулачок 2 открывает кран 3,
воздух поступает в полость пневмоцилиндра 4 и перемешает пор-
шень 5, шток которого, действуя через рычаг 6, зажимает заготов-
ку. После этого стол начинает движение вправо: фрезеруется заго-
товка, копир сначала отводится в сторону роликом, а затем после
его прохода возвращается пружиной 17 через толкатель 16 в пер-
воначальное положение. В конце рабочего хода стола другой кула-
127
чок переключает кран 5, поршень 5 идет вниз, заготовка отжима-
ется и сбрасывается толкателем 7. Затем процесс повторяется.
В качестве делительных приспособлений при фрезеровании ис-
пользуют делительные столы и делительные головки.
Делительные столы подразделяют на круглые неповоротные и
поворотные. Столы бывают с ручным, пневматическим, гидрав-
лическим и электрическим приводами.
На рис. 3.31, а показан общий вид неповоротного стола с мем-
бранным пневмоприводом, который встроен в основание 1 стола
(рис. 3.31, б, сечение). Мембрана 2 связана со штоком 3. В шток
ввинчивают сменные тяги или толкатели, которые зажимают за-
готовку при подаче воздуха через поворотный кран 4 в полость
пневмокамеры.
Поворотный стол может быть выполнен с ручным, гидрав-
лическим или мембранным пневмоприводом. Поворот стола 6
(рис. 3.31, в) осуществляют вручную штурвалом 5 через червяч-
ную пару, вмонтированную в основание 1 стола. Пневмокран 7
служит для управления операциями зажима и разжима заготовки.
Поворотные столы позволяют обрабатывать фасонные поверх-
ности заготовок, а также применять метод непрерывного фрезе-
рования. когда во время обработки одной заготовки обработан-
ные детали снимаются и на их место устанавливаются новые заго-
товки. При этом столу может сообщаться непрерывное вращение
от отдельного привода или от привода станка. Иногда столы име-
ют встроенный зажимной механизм с пневматическим или гид-
равл и чес ки м пр и водом.
На рис. 3.32 представлен круглый поворотный стол с приводом
прихвата от механизма подачи фрезерного станка. Движение враще-
ния круглый стол / получает от ходового винта 6 при перемещении
Рис. 3.31. Неповоротный («. <5) и поворотный (е) сголы фрезерного станка:
/ основание стола: 2 — мембрана; — инок; 4 повороты# кран; 5 — штур-
вал; 6 - стол. 7 - нневмокран
128
Рис. 3.32. Круглый поворотный стол с приводом от механизма подачи
фрезерного станка:
/ — круглый стол; 2 — карданный вал; 3 — продольный стол: 4— корпус; 5—
сменные зубчатые колеса; 6 ходовой винт
продольного стола 3 консольно-фрезерного станка во время подачи
через сменные зубчатые колеса 5 в корпусе 4 и карданный вал 2.
Конструкция круглого стола, позволяющая выполнять только
периодическое деление, показана на рис. 3.33, а. Стол состоит из
Рис. 3.33. Поворотные столы для периодического деления:
«—с ручным приводом; б— с пневмоприводом; /, 2— рукоятки; 3- основа-
ние: 4 16 — планшайбы; 5 — ручка для поворота планшайбы; 6, 10— фиксато-
ры: 7. И— сменные делительные лиски; 8— стопорный механизм; 9— собач-
ка; /2 — храповое колесо: 13 — кольцо; 14 — шток; 15 — нневмоцилиндр
53 278
129
основания 3, планшайбы 4, сменного делительного диска 7 и
фиксатора 6. Для поворота заготовки фиксатор выводят рукоят-
кой 2 из впадины делительного диска и поворачивают планшай-
бу вместе с заготовкой ручкой 5 на требуемое число впадин,
после чего рукоятку 2 отпускают. Под действием пружины фик-
сатор 6 заскакивает во впадину. Для жесткого и надежного зак-
репления планшайбы служит стопорный механизм 8 (в виде запа-
дающего фиксатора), приводимый в действие рукояткой 7. В сто-
лах такого типа операция деления может быть механизирована.
Например, на рис. 3.33, б показана схема стола с поворотом план-
шайбы /6 от пневмоцилиндра 15. В этом случае дополнительно
устанавливают храповое колесо /2, связанное с делительным
диском 11, и кольцо 7.3 с собачкой 9 и фиксатором К), переме-
щаемое штоком 14.
Делительные головки применяются на консольных универсаль-
но-фрезерных и широкоуниверсальных станках с ручным управ-
лением. Различают простые и универсальные делительные головки.
Простые делительные головки используют для непосред-
ственного деления. Делительный диск, имеющий шлицы или от-
верстия, закрепляется на шпинделе головки. Число отверстий —
12, 24 или 30. Для фиксации диска предусмотрены защелки. Дис-
ки с 12 отверстиями позволяют делить один оборот заготовки на
2. 3, 4, 6 и 12 частей, с 24 отверстиями — на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и
24 часз и, а с 30 отверстиями — на 2, 3, 5, 6, 15 и 30 частей. Для
других вариантов деления, в том числе и для деления на нерав-
ные части, могут быть использованы специально изготовленные
делительные диски.
Универсальные делительные головки (рис. 3.34) служат
для установки заготовки под требуемым углом относительно сто-
Рис. 3.34. Универсальная делительная головка:
/ - делительный механизм: 2 — гитара делительной головки; 3— ходовой винт
станка; 4— поддерживающий домкрат; 5— задняя бабка делительной головки,
II - - выссма центра делительной головки над уровнем станины
Рис. 3.35. Вспомогательные принадлежности
к универсальным делительным головкам:
а- шпиндельный налик; б— передний центр с
поводком; в — домкрат; г — хомутик; д— жесткая
центровая оправка; е — консольная оправка; ж —
поворотная плита
ла станка, ее поворота вокруг своей оси на определенные углы,
сообщения заготовке непрерывного вращения при фрезеровании
винтовых канавок.
На рис. 3.35 показаны вспомогательные принадлежности к уни-
версальным делительным головкам.
Для широкоуниверсальных инструментальных фрезерных стан-
ков используют делительные головки (рис. 3.36), конструктивно
отличающиеся от универсальных делительных головок: они снаб-
жены хоботом для установки заднего центра и, кроме того, име-
ют некоторое отличие в кинематической схеме. Головки обоих ти-
пов настраиваются одинаково.
При делении окружности на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24,
30 и 36 частей применяют метод непосредственного деления. Угол
поворота отсчитывают по градуированному на 360 ° делительному
диску 6 с ценой деления 1°. Нониус позволяет производить этот
отсчет с точностью до 5°. Угол а поворота шпинделя при делении
окружности на к частей определяют по формуле а = 360 °/к.
При делении окружности на части, выраженные простыми чис-
лами, т.е. числами, не имеющими других делителей, кроме едини-
цы и самого себя (например, 61, 89 и т.п.) используют метод диф-
ференциального деления. Этот метод заключается в том, что для
поворота шпинделя делительной головки необходимо повернуть ее
5’	131
Рис. 3.36. Делительная головка для широкоуниверсальных инструменталь-
ных фрезерных станков:
7 — шпиндель; 2— патрон; 3 — хобот; 4 — задний центр; 5— рукоятка; 6 —
делительный диск; 7— промежуточная плита
рукоятку относительно делительного диска и сам делительный диск,
которому это движение сообщается принудительно от шпинделя
делительной головки через сменные зубчатые колеса гитары.
При настройке делительных головок установка сменных зубчатых
колес производится по схемам I—IV, приведенным на рис. 3.37. При
этом зубчатое колесо Zi устанавливается на шпинделе, а колесо z$ —
на валике привода головки. Зубчатые колеса zi (на схеме I), zi, Z3 (на
схеме II) и ^4 (на схеме IV) — паразитные.
Рис. 3.37. Схемы настройки гитары сменных колес при дифференциаль-
ном делении на делительной головке
132
Приспособления, расширяющие технологические возможности
фрезерных станков подразделяются на две группы. Приспособле-
ния одной группы, такие как дополнительные одно- и много-
шпиндельные фрезерные головки, головки для фрезерования реек,
копировальные приспособления и т.п., не изменяют основного
назначения станка, а приспособления другой группы — долбеж-
ные, сверлильные и шлифовальные головки — в корне меняют
характер выполняемых на станке технологических операций.
Дополнительная вертикально-фрезерная головка (рис. 3.38. а),
устанавливаемая на горизонтально-фрезерном станке, делает его
более универсальным. Головку 2 крепят на вертикальных направ-
ляющих 1 станины. Шпиндель 3 головки приводи тся во враще-
ние от шпинделя станка через зубчатые колеса.
Приспособление для фрезерования реек (рис. 3.38, б), закреп-
ляемое на хоботе 4 горизонтально-фрезерного станка, приводится
в действие от шпинделя 5станка. Впадину рейки прорезают фрезой
6 при поперечной подаче стола, а смешение рейки на один шаг
выполняется вместе со столом в продольном направлении.
Двухшпиндельная фрезерная головка (рис. 3.38, в), может быть
использована при обработке заготовки сразу с двух сторон или
при фрезеровании ступенчатых поверхностей. В последнем случае
один из шпинделей имеет осевое установочное перемещение.
В некоторых конструкциях двухшппндельных фрезерных головок
можно регулировать расстояние между осями шпинделей.
Сверлильная головка (рис. 3.38, г), установленная на станке,
имеет привод шпинделя от электродвигателя 7 через коробку ско-
ростей 8. Сверлильную головку используют при сверлении малых
отверстий, когда необходима большая частота вращения инстру-
мента.
Шлифовальную головку, показанную на рис. 3.38, д, устанав-
ливают на станине консольно-фрезерного станка, ее шпиндель 11
приводится во вращение шпинделем станка через две ременные
передачи, что повышает частоту его вращения.
Долбежную головку (рис. 3.38, е) используют на фрезерном
станке при отсутствии на производстве долбежного станка. Го-
ловку устанавливают на станине горизонтально-фрезерного станка.
Ползун 9 с резцом 10 получает возвратно-поступательное дви-
жение от шпинделя станка через кривошипно-шатунный меха-
низм.
Для выполнения работ повышенной точности на универсаль-
ных станках нормального класса на стол станка (рис. 3.38, ж)
устанавливают дополнительный крестовый стол 15.
Дальнейшее расширение технологических возможностей гори-
зонтальных и вертикальных фрезерных станков обеспечивает ус-
тановка на поворотном столе 14 (рис. 3.38, з) дополнительного
стола 12 с пазами для продольных перемещений. Дополнитель-
1.33
Рис. 3.38. Приспособления, расширяющие возможности фрезерных стан-
ков:
7 — направляющая станины; 2 — вертикально-фрезерная головка; 5, 5— шпин-
дель; 4— хобот станка; 5— шпиндель станка; 6— фреза; 7— электродвигатель;
8— коробка скоростей; 9— ползун; 10 — резец; //— шпиндель шлифовальной
головки; 12— стол для продольных перемещений с пазами; 13— рукоятка;
14— поворотный стол; 75— крестовый стол
ный стол перемещается с помощью рукоятки 13. На станках с
ЧПУ поворот стола и продольное перемещение могут осуществ-
ляться от системы управления.
3.4.	Приспособления для сверлильных станков
На сверлильных станках с традиционной системой управления
получили широкое распространение кондукторы, стационарные
зажимные приспособления с механизированным приводом, по-
воротные приспособления и многошпиндсльные сверлильные го-
ловки. Конструкции их разнообразны и различаются по способу
134
базирования и крепления заготовок, а также по положению, ко-
торое занимает заготовка в процессе обработки. По этому призна-
ку приспособления разделяются на стационарные, поворотные,
передвижные и опрокидываемые. Наиболее часто применяются ста-
ционарные и поворотные приспособления.
Поворотные приспособления применяются при обработке от-
верстий, расположенных с разных сторон детали или по ее ок-
ружности, и при многопозиционной обработке с применением
многошпиндельных головок. Они могут поворачиваться относи-
тельно горизонтальной, вертикальной или наклонной оси враще-
ния. Чаще применяются поворотные приспособления с горизон-
тальной и вертикальной осями вращения. Приспособления с вер-
тикальной осью вращения называют столами, а с горизонтальной
осью — стойками. Стойки бывают одно- и двухопорные и обычно
состоят из неподвижного корпуса (стойки) и поворотной части,
несущей технологические наладки с закрепленной заготовкой (за-
готовками).
Поворотные приспособления большей частью механизирова-
ны или автоматизированы.
Кондукторы — приспособления сверлильных станков, имею-
щие кондукторные втулки для направления режущего инструмен-
та. Иногда при обработке отверстий, расположенных на разных
поверхностях заготовки, требуется изменять ее положение на станке
относительно режущего инструмента. Для этого применяют кон-
дукторы различных видов: накладные, скальчатые, передвижные,
поворотные.
Накладные кондукторы устанавливают непосредственно на за-
готовку и после обработки отверстий снимают с летали.
Скальчатые кондукторы бывают консольного или портально-
го типа. Скальчатый кондуктор состоит из постоянных (базовых)
стандартизованных и сменных специальных узлов (наладок) и
деталей.
К постоянным узлам и деталям скальчатого кондуктора отно-
сятся корпус, две или три скалки, установленные в корпусе для
закрепления кондукторной плиты, постоянная кондукторная плита
и механизм для перемещения скалок вниз при зажиме и вверх
при разжиме заготовки.
К сменным узлам и деталям скальчатого кондуктора относятся
наладки для установки заготовок и сменные кондукторные плиты.
Сменные наладки устанавливают, фиксируют и закрепляют па
столе корпуса кондуктора, а сменную кондукторную плиту -- на
нижней плоскости постоянной кондукторной плиты.
Рассмотрим несколько примеров. На рис. 3.39 показан скальча-
тый кондуктор портального типа с ручным приводом, который
служит для обработки отверстий в заготовках деталей типа вали-
ков. Базовая конструкция: корпус / скальчатого кондуктора, в
135
Рис. 3.39. Скальчатый кондуктор
портального типа с ручным при-
водом:
1 — корпус скальчатого кондуктора;
2, 4, 6 — призмы; 3 — сменная втул-
ка; 5 — гайка; 7, 12, 13 — рукоятки;
8. 11 — скалки; 9 — упор; 10- тра-
верса
верхней плите которого находится сменная втулка 3. Заготовки
устанавливают на призму 2. Вспомогательная опора: призма 4, ре-
гулируемая по высоте гайкой 5. Призма 6 устанавливается в тре-
буемое положение относительно корпуса кондуктора путем пере-
мещения по пазу и фиксируется рукояткой 13. Положение упора 9
регулируется подлине перемещением траверсы К), закрепленной
на скалках 8 и //. Для установки размера на скалке 11 нанесены
деления. Упор закрепляется в требуемом положении тангенциаль-
ными зажимами с помощью рукоятки 7. Закрепление заготовок
производится кондукторной плитой, перемещаемой реечно-ше-
стеренчатой передачей, приводимой поворотом рукоятки 12.
На рис. 3.40 показан механизированный скальчатый кондуктор
консольного типа со встроенным пневмоприводом. Нижняя часть
корпуса кондуктора представляет собой пневмоцилиндр 9, в кото-
ром перемещается поршень 12 со штоком 3. Постоянная кондук-
торная плита 5 установлена на направляющих скалках 2 и 4 и
штоке 3.
На нижней плоскости К) постоянной кондукторной плиты 5
устанавливается и закрепляется сменная кондукторная плита со
втулками (на рисунке не показана). Сменная наладка для установ-
ки и закрепления заготовок помещается на плоскости стола 11
корпуса приспособления. На столе имеется два фиксирующих паль-
136
2
3
4
Рис. 3.40. Механизированный скальчатый кондуктор консольного типа
со встроенным пневмоприводом:
1,6— фиксирующие пальцы; 2, 4 — направляющие скалки; 3 — шток поршня;
5 — постоянная кондукторная плита: 7 — рукоятка; 8 — распределительный
кран; 9 — пневмоцилиндр; 10 — нижняя плоскость постоянной кондукторной
плиты; // — стол корпуса приспособления; 12 — поршень
ца 7 и 6 и четыре отверстия для установки и закрепления смен-
ных наладок.
При поступлении сжатого воздуха в верхнюю полость пневмо-
цилиндра 9 поршень 12 со штоком 3 перемещается вниз. Шток 3
с направляющими скалками 2 и 4 постоянной кондукторной пли-
той 5 и прикрепленной к ее нижней плоскости 10 сменной пли-
той, опускаясь, зажимают заготовку, установленную в сменной
наладке на столе 7/.
Во время подачи сжатого воздуха в нижнюю полость пневмо-
цилиндра 9 поршень 12 со штоком 3, скалками 2 и 4, перемеща-
ясь вверх, поднимает постоянную кондукторную плиту 5 и при-
крепленную к ней сменную и происходит разжим обработанной
детали. При повороте рукоятки 7 распределительного крана 8 сжа-
тый воздух поочередно подается в верхнюю или нижнюю полость
пневмоцилиндра 9.
На рис. 3.41 показана установка и закрепление сменной кон-
дукторной плиты и сменной наладки в скальчатом кондукторе
консольного типа. На плоскости корпуса в установочных пальцах 7
помешена сменная наладка 8 (подставка под заготовку); в нее ус-
танавливают заготовку, в которой требуется просверлить четыре
отверстия 9. На нижней плоскости постоянной кондукторной плиты 6
137
А-А
Рис. 3.41. Установка и закрепление сменной кондукторной плиты и смен-
ной наладки в скальчатом кондукторе консольного типа:
/ — установочный палец; 2— заготовка: 3 — призма: 4 — сменная кондукторная
плита; 5— кондукторная втулка; 6— постоянная кондукторная плита; 7— палец;
8 — сменная наладка (подставка пол заготовку'); 9— отверстие
с прямоугольной выемкой на пальцах 7 установлена сменная кон-
дукторная плита 4 с четырьмя кондукторными втулками 5. К смен-
ной кондукторной плите 4 винтами прикреплены призмы 3, ко-
торые при опускании кондукторных плит 4 и 6 производят ори-
ентацию и зажим заготовки 2.
Автоматизированные кондукторы применяют для обработки от-
верстий в небольших заготовках в крупносерийном и массовом
производствах. Цикл работы такого кондуктора:
•	подача заготовки из автоматического загрузочного устройства в
кондуктор;
•	автоматический зажим заготовки;
•	обработка отверстий в заготовке;
•	автоматический разжим заготовки после обработки;
•	съем обработанной детали.
На рис. 3.42, а приведен автоматизированный скальчатый кон-
дуктор с пневмоприводом, в котором управление автоматизиро-
ванным зажимом заготовок и разжимом обработанных деталей осу-
ществляется с помощью распределительного пневматического кра-
на с автоматическим управлением (рис. 3.42, б). В корпус кондук-
тора встроен пневмоцилиндр, в котором перемещается поршень
II со шток-рейкой 3. Шток-рейка вращает вал 4, который в зави-
симости от направления вращения через рейки направляющих ска-
лок поднимает или опускает эти скалки с закрепленной на них
кондукторной плитой 8. Рабочий устанавливает заготовку на при-
зму 5 до упора 7, который фиксируется регулируемой гайкой 6.
На валике /5, связанном со шпинделем, установлен диск /4, на
котором закреплен копир 12. При вращении штурвала, находяще-
138
Рис. 3.42. Автоматизированный скальчатый кондуктор с пневмоприво-
дом (о) и распределительный пневматический кран с автоматическим
управлением (б):
1 — сухарь кондукторной плиты; 2 — направляющая скалка; 3 — шток-рейка; 4 —
вал-зубчатос колесо; 5 — призма; 6— гайка; 7 упор; 8 — кондукторная плита;
9 — втулка; W — резиновая прокладка; 11 — поршень; 12 — копир; 13 — валик;
14 — диск; 15 — ролик; 16, 20, 21 — штуцеры; 17 — корпус распредели-
тельного крана; 18 — золотник; /9— пружина золотника
139
Рис. 3.43. Установка кондуктор-
ной плиты на многошпиндель-
ной сверлильной насадке:
/ — кондукторная плита; 2 — мно-
гошпиндсльная сверлильная насад-
ка; 3 — кондукторная втулка
гося на валике 13, шпиндель со сверлом перемещается к заготовке.
В это время диск 14 вместе с копиром 12 перемещает ролик 15 с
золотником 18 распределительного крана подачи воздуха вправо.
Сжатый воздух поступает через штуцер 16 в корпус золотника и
направляется через штуцер 20 в полость А пневмоцилиндра. При
этом поршень //со шток-рейкой 3 перемещается влево, рейка по-
ворачивает вал 4, который находится в зацеплении с рейками,
нарезанными на направляющих скалках 2, и при вращении пере-
мещает скалки с кондукторной плитой 8 и втулкой 9 вниз.
Кондукторная плита с сухарями /, опускаясь, через резино-
вую прокладку 10 зажимает заготовку, и производится обработка
отверстия. После обработки штурвал на валике 13 вращается в
другом направлении, шпиндель со сверлом поднимаются. Диск 14
с копиром 12 также поворачивается на валике 13, и копир сходит
с ролика 15, золотник 18 под действием пружины 19 возвраща-
ется в исходное положение. При этом сжатый воздух из сети через
штуцер 21 поступает в левую полость В пневмоцилиндра кондук-
тора, поршень со шток-рейкой перемещается вправо и, повора-
чивая вал 4, поднимает скалки 2 с кондукторной плитой 8, и
обработанная деталь разжимается. Корпус 17 распределительного
крана крепится на станине стайка.
В некоторых случаях кондукторная плита / (рис. 3.43) устанав-
ливается на многошпиндельной сверлильной насадке 2, которая
устанавливается в шпиндель сверлильного станка. Такое решение
позволяет приблизить кондукторные втулки 3 к обрабатываемой
поверхности.
Стационарные зажимные приспособления с механизированным
приводом — приспособления, в которых заготовка в процессе всей
обработки на данном станке остается неподвижной. На рис. 3.44
показано стационарное приспособление — универсальный трех-
кулачковый самоцентрирующий патрон с пневмоприводом (на
ряде приспособлений используют тиски), применяемый при свер-
лении и зснкеровании центрального отверстия в деталях с цилин-
дрической наружной поверхностью. На корпус патрона в зоне К
можно установить кронштейн с кондукторной втулкой для на-
правления сверла или зенкера.
Заготовки в зависимости от их формы и размеров устанавлива-
ют в сменную втулку 2 или на три планки /. Центрирование и
140
Рис. 3.44. Универсальный трехкулачковый самоцентрирующий патрон с
пневмоприводом для сверлильного станка:
/ — планка; 2 — сменная втулка; 3 — центральное зубчатое колесо; 4 — шестер-
ня-валик; 5— шток-рейка; 6— рукоятка; 7— поршень; 8— кулачки
зажим заготовки производятся кулачками 8 с насечкой. При по-
ступлении сжатого воздуха в бесштоковую полость Г пневмоци-
линдра поршень 7со шток-рейкой 5 перемещается к оси патрона.
Шток-рейка 5, находясь в зацеплении с одной из шестерен-вали-
ков 4, поворачивает его около вертикальной оси на некоторый
угол. При этом шестерня-валик 4, находящаяся в зацеплении с
центральным зубчатым колесом 3, повернет через него две другие
шестерни-валики на такой же угол. На верхних концах шестерен-
валиков 4 установлены и жестко закреплены кулачки 8, рабочая
поверхность которых имеет форму спирали с насечкой.
При одновременном повороте кулачков заготовка центрируется
и предварительно зажимается. Окончательный зажим заготовки ку-
лачками производится автоматически под действием сил резания.
Во время поступления сжатого воздуха в штоковую полость Д пнев-
моцилиндра поршень 7 со шток-рейкой 5перемещается от оси пат-
рона, разводит кулачки 8 и обработанная деталь разжимается.
Последовательная подача сжатого воздуха в полости Г и Д пнев-
моцилиндра производится поворотом рукоятки 6 распределитель-
ного крана в соответствующую сторону. Так как ход шток-рейки 5
ограничен, то для зажима заготовок различных наружных диамет-
ров одним комплектом кулачков производится их переналадка для
установки на требуемый размер детали.
В последнее время на сверлильных станках используют приспо-
собления многократного применения. На рис. 3.45 показана за-
141
Рис. 3.45. Зажимная часть сверлильного приспособления многократного
применения:
1 — заготовка; 2 — основание; 3 — прихват
жимная часть такого приспособления, состоящая из стандартизо-
ванных элементов. Кондукторная плита на рисунке не показана,
поскольку она находится на шпинделе вертикального сверлиль-
ного станка. После обработки необходимой партии заготовок при-
способление разбирают.
Поворотными приспособлениями являются поворотные столы и
поворотные стойки. Накладные поворотные столы с вертикальной
осью вращения устанавливают и закрепляют на рабочем столе
вертикально- или радиально-сверлильного станка.
На рис. 3.46 приведена конструкция универсального поворот-
ного стола с пневмоприводом, применяемого для последователь-
ного сверления отверстий, расположенных по окружности. Стол
состоит из корпуса 6 (неподвижная часть) и планшайбы 5 (пово-
ротная часть). На планшайбе 5 закреплено кольцо 9, в котором по
окружности расположено определенное число отверстий. Точная
индексация поворота планшайбы на определенный угол осуще-
ствляется одним из реечных фиксаторов 8, последовательно вхо-
дящих в отверстия соответствующего ряда в кольце 9 под дей-
ствием пружин, расположенных в двух втулках 11, запрессован-
ных в корпус 6.
Каждый реечный фиксатор 8 управляется рукоятками 10 и 13
соответственно. Поворот планшайбы 5 стола на одно деление осу-
ществляется вручную. Для большей жесткости приспособления
планшайбу после се поворота и фиксации прижимают к корпусу
6 и отжимают от него перед последующим поворотом. Прижим
планшайбы 5 к корпусу 6 выполняет пневмопривод, встроенный
в корпус, а отжим — пружина 2.
142
В пневмоцилиндре размещается поршень 4 со штоком 3, на конце
которого установлена втулка 1. При поступлении сжатого воздуха в
штоковую полость пневмоцилиндра поршень со штоком и втулкой
перемещаются вниз и втулка прижимает планшайбу к корпусу. Когда
Рис. 3.46. Универсальный поворотный стол с встроенным пневмо-
приводом:
1,11— втулки; 2 — пружина; 3 — шток; 4 — поршень; 5 — планшайба; 6 —
корпус; 7— верхняя поверхность планшайбы; Л’ — реечный фиксатор; 9— кольцо;
10, 13 — рукоятки; 12 — пазы планшайбы
143
воздух из штоковой полости через распределительный кран выпус-
кают в атмосферу, поршень 4 со штоком 3 и втулкой 1 под воз-
действием пружины 2 перемещаются вверх и планшайба 5 отжи-
мается от корпуса 6. Сменные наладки для базирования и закрепле-
ния заготовок устанавливают на верхней поверхности 7 планшай-
бы 5 и крепят болтами, установленными в пазах /2 планшайбы.
Поворотные стойки (приспособления с горизонтальной осью
вращения) выполняют одно- или двухопорными. На рис. 3.47 пока-
зана одноопорная поворотная стойка с пневмогидравлическим при-
водом. Стойка состоит из корпуса 1 с установленным в нем шпин-
делем 3, на конце которого закреплена поворотная планшайба 6 с
пазами для крепления сменных наладок. Планшайба 6 вместе со
шпинделем поворачивается в цилиндрической выточке корпуса 7.
Положение планшайбы после поворота на требуемый угол опреде-
ляет фиксатор 72, заскакивающий в соответствующее гнездо.
После поворота и фиксации планшайбы 6 поворачивают руко-
ятку 4 с эксцентриковым валиком 5, который перемещает планку
Рис. 3.47. Одноопорная поворотная стойка с пневмогидравлическим приводом:
1 — корпус; 2 груз; 3— шпиндель; 4— рукоятка; 5— эксцентриковый валик;
6~ планшайба; 7 — диск; 8 — планка; 9 — палец; 10, 11, 13 — рычаги; 12 —
фиксатор; 14 — педаль
144
Рис. 3.48. Сменная наладка к одноопорной поворотной стойке:
/ — заготовка; 2 — винт; 3 - втулка; 4- рукоятка; 5 — прихват; 6 — цилиндри-
ческий палец; 7 — кондукторная втулка; 8 — срезанный палец
8 с двумя пальцами 9 к планшайбе 6. Концы пальцев 9 с зубцами,
входящими в цилиндрический паз планшайбы 6, притягивают ес
к корпусу / и закрепляют. При раскреплении планшайбы 6 руко-
ятку 4 с эксцентриковым валиком 5 поворачивают в другую сто-
рону, тогда он перестает нажимать на планку 8 с пальцами 9,
которые отходят и освобождают планшайбу от зажима на корпусе 1.
От фиксации планшайба освобождается при нажиме на педаль
14, которая, воздействуя на рычаги 10, 13, 11, выводит фиксатор
12 из отверстия планшайбы. При установке сменных наладок на
поворотной планшайбе появляется дисбаланс, который устраня-
ют перестановкой грузов 2 на диске 7.
На рис. 3.48 показана сменная наладка к одноопорной пово-
ротной стойке для обработки отверстий, радиально расположен-
ных на заготовке 1. Центральным отверстием заготовку устанавли-
вают на цилиндрический палец 6, а другим — на срезанный па-
лец 8. После установки заготовки опускают прихват 5 и вводят
винт 2 в паз прихвата. Вращая рукоятку 4, перемещают втулку 3
по винту 2 вправо. Втулка, нажимая на прихват 5, поворачивает
его на оси, и он зажимает заготовку. Кондукторные втулки 7
установлены в сменной наладке. После обработки заготовки вра-
щают рукоятку 4 в другую сторону, освобождают прихват 5. под-
нимают его вверх, снимают обработанную деталь и ставят новую
заготовку.
Многошпиндельные сверлильные головки применяют при одно-
временной обработке (сверлении, зенкеровании, развертывании,
145
нарезании резьбы) нескольких отверстий в одной заготовке или
при последовательной позиционной обработке отверстий в не-
скольких заготовках.
Многошпиндельные сверлильные головки подразделяются на
специальные и универсальные.
Специальные головки применяют при обработке отверстий в
заготовках одного типоразмера; расстояние между осями шпинде-
лей в головках постоянно (рис. 3.49, а). При этом многошпиндель-
ные головки могут иметь индивидуальный электропривод.
Универсальные головки применяют для обработки отверстий в
заготовках, различных по форме и размерам; расстояние между
Рис. 3.49. Специальные сверлильные головки с постоянным расстоянием
между осями шпинделей и индивидуальным электроприводом (а), с
шестеренчатым приводом (б), четырехшпиндельная (в), с подвесной кон-
дукторной плитой (г), с подачей СОЖ на инструмент (<)):
I — корпус; 2 — центральный вал; 3 — промежуточный валик; 4 — ведущая
шестерня; 5— державка; 6, 10— рабочие шпиндели; 7— ведомая шестерня; 8 —
центральный ведущий вал; 9 — ведущее колесо; 11 — зубчатое колесо; 12 —
паразитное зубчатое колесо; 13 — полукольцо ------------------»-
146
осями шпинделей в этих головках можно изменять в соответствии
с расположением обрабатываемых отверстий.
Специальные многошпиндельныс головки применяют в крупно-
серийном и массовом производствах, а универсальные — в серийном.
Многошпиндельные сверлильные головки могут иметь шесте-
ренчатый или кривошипно-шатунный привод.
Головки с шестеренчатым приводом состоят из следующих эле-
ментов (рис. 3.49, б\ корпуса 7; центрального вала 2 с ведущей
шестерней 4; промежуточных валиков 3 с паразитными шестер-
нями; рабочих шпинделей 6 с ведомыми шестернями 7 и дер-
жавками 5 для закрепления режуших инструментов.
А-А
147
Многошпиндельную сверлильную головку центрируют по бур-
тику фланца гильзы шпинделя вертикально-сверлильного станка
и закрепляют на фланце шпильками и гайками.
Ведущий валик многошпиндельной головки получает враще-
ние от шпинделя станка. В зависимости от расстояний между ося-
ми обрабатываемых отверстий в заготовке головки изготовляются
с одно- или двухъярусным расположением паразитных зубчатых
колес, которые передают вращение с ведущего на ведомые зубча-
тые колеса, установленные на рабочих шпинделях, и обеспечива-
ют их вращение по часовой стрелке.
При обработке отверстий с близко расположенными осями при-
меняют головки с двухъярусным расположением паразитных зуб-
чатых колес. В одноярусных головках паразитные зубчатые колеса,
установленные на промежуточные валики, находятся в одной плос-
кости с ведомыми зубчатыми колесами рабочих шпинделей го-
ловки. Зубчатые колеса обычно располагаю! между опорами шпин-
делей.
На рис. 3.49, в показана специальная сверлильная четырехшпин-
дельная головка для сверления отверстий, расположенных в заго-
товке по окружности. В головке с двухъярусным расположением
зубчатых колес установлены четыре паразитных зубчатых колеса
12 на четырех рабочих шпинделях 10 в два ряда: два в верхнем и
два в нижнем.
Ведущее колесо 9, сидящее на центральном ведущем валу 8,
находится в зацеплении с четырьмя паразитными зубчатыми ко-
лесами 12 и вращает их через зубчатые колеса 11, передавая вра-
щение рабочим шпинделям 10. В рабочих шпинделях установлены
оправки с конусными гнездами для установки режущего инстру-
мента. Сверлильную головку центрируют и крепят на конце гиль-
зы шпинделя станка двумя полукольцами 13.
Многошпиндельная сверлильная головка, несущая режущие ин-
струменты, при опускании должна быть связана с кондукторной
плитой и приспособлением для установки заготовок. Эта связь не-
обходима для точного совпадения осей рабочих шпинделей голов-
ки с осями кондукторных втулок на плите и отверстий в обрабо-
танных деталях. Кондукторную плиту можно изготовлять заодно с
корпусом приспособления или отдельно от него, т.е. подвесной
(рис. 3.49, г).
Серьезной задачей является подача СОЖ к режущему инстру-
менту в сверлильных головках. На рис. 3.49, д показана много-
шпиндельная головка с подачей СОЖ на инструмент путем под-
вода ее к шпиндельной головке.
На рис. 3.50 показана конструкция многошпиндельной свер-
лильной головки с подвесной кондукторной плитой (для упро-
щения чертежа показан вариант обработки только одного отвер-
стия).
148
Многошпиндельная сверлильная головка 7 связана с кондук-
торной плитой 8 двумя направляющими скалками 5. Нижние концы
скалок жестко закреплены в кондукторной плите гайками 2, а
верхними концами свободно перемещаются в отверстиях втулок
6, запрессованных в корпусе многошпиндельной головки. Голов-
ка 7 и кондукторная плита 8 связаны с корпусом / двумя направ-
ляющими пальцами 4, нижние концы которых жестко закрепле-
Рис. 3.50. Многошниндельная сверлильная головка с подвесной кондук-
торной плитой:
/ — корпус; 2 — гайка; 3 — направляющая втулка; 4— направляющий палец; 5 —
направляющая скалка; 6 — втулка; 7 — сверлильная юловка; <S'— кондукторная
плита; 9 — заготовка
149
150
Рис. 3.51. Переналаживаемые сверлильные головки с приводом через зуб-
чатые колеса:
а — четырехшпиндельная с поворотно-передвижными кронштейнами; б — вось-
мишпиндельная колокольного типа; / — рабочий шпиндель; 2 — гайка; 3 —
болт; 4 — кронштейн; 5, 8 — промежуточные зубчатые колеса; 6 — промежуточ-
ная втулка; 7— пустотелый валик; 9 — сектор с отверстиями; 10 — винт; 11, 15,
22 — зубчатые колеса; 12 — корпус; 13 — винты; 14 — пазы копуса головки; 16 —
шарнирно-телескопический валик; 17 — колокол головки; 18 — хомут; 19 -
центральный валик; 20 — фланец хомута; 21 — ведущее зубчатое колесо; 23 —
паз; 24— болт с гайкой; 25 — кронштейн; 26— шпиндель
151
ны в корпусе приспособления. Пальцы 4 входят в направляющие
втулки 3 кондукторной плиты 8 и обеспечивают связь и правиль-
ное направление осей кондукторных втулок подвесной плиты от-
носительно осей отверстий заготовки 9. Пружины на направляю-
щих скалках 5 при соприкосновении кондукторной плиты 8 с за-
готовкой начинают сжиматься и при дальнейшем опускании го-
ловки прижимают плиту к заготовке.
Станочные приспособления с подвесными плитами удобны в
эксплуатации.
Существует два типа переналаживаемых сверлильных головок
с приводом через зубчатые колеса. К первому типу относятся го-
ловки колокольного типа, в которых держатели шпинделей и шар-
нирно-телескопические приводные валики могут перемешаться
по окружности головки и сдвигаться или раздвигаться по радиу-
сам относительно оси головки в зависимости от расположения
обрабатываемых отверстий. Ко второму типу относятся головки с
поворотно-передвижными кронштейнами, в которых размещены
рабочие шпиндели. Конструкция головок второго типа более со-
вершенна, и поэтому они применяются чаще.
На рис. 3.51, а показана переналаживаемая четырехшпиндель-
ная сверлильная головка с поворотно-передвижными кронштей-
нами. Сверлильную головку центральным базовым отверстием в кор-
пусе 12 устанавливают на гильзу шпинделя станка и закрепляют
двумя винтами 13. Шпиндель станка вращает зубчатое колесо 11,
которое через промежуточные зубчатые колеса 8 и 5 передает вра-
щение четырем зубчатым колесам 15, сидящим на рабочих шпин-
делях 1. В цилиндрическом пазу корпуса 12 установлены четыре
сектора 9 с отверстиями, в которых расположены шарикопод-
шипники, сидящие на верхних концах пустотелых валиков 7.
В четырех поворотных кронштейнах 4 находятся шарикопод-
шипники, на которые опираются нижние концы пустотелых ва-
ликов 7, промежуточная втулка би рабочий шпиндель /. Ослабив
гайку 2 на болте 3, можно повернуть кронштейн 4 с рабочим
шпинделем I вокруг оси болта на 360 °. В требуемом положении
каждый рабочий шпиндель крепится болтом 3 при завинчивании
гайки 2 и винта 10. Болт 3 с гайкой 2 прижимает кронштейн 4 и
сектор 9 с отверстиями к горизонтальной плоскости корпуса 12,
а винт 10 и сектор 9 — к цилиндрической поверхности корпуса.
При ослаблении винта 10 можно повернуть сектор 9 с кронш-
тейном 4 и рабочим шпинделем 1 на определенный угол относи-
тельно оси головки. При повороте сектора 9 винт 10 перемещает-
ся в пазах 14 корпуса головки.
На рис. 3.51, а приведена также схема для проверки расположе-
ния шпинделей по заданным координатам, состоящая из четырех
участков (на рисунке они заштрихованы). Каждый рабочий шпин-
дель 1 может занимать любое положение в пределах своего участка.
152
На рис. 3.51, б показана переналаживаемая восьмишпиндсль-
ная сверлильная головка колокольного типа, закрепляемая на
фланце 20 хомутом 18, который фиксируют на гильзе шпинделя
станка. На нижнем торце колокола 17 головки имеется два коль-
цевых паза 23, в которых установлены болты 24 для крепления
кронштейнов 25, несущих рабочие шпиндели 26. Шпиндель станка
вращает центральный валик 19 с ведущим зубчатым колесом 21,
которое через зубчатые колеса 22 и шарнирно-телескопические
валики 16 передает вращение держателям шпинделей 26. Рабо-
чие шпиндели устанавливают в требуемое положение для обра-
ботки отверстий путем перемещения кронштейнов с их держа-
телями как в радиальном направлении, так и по окружности
пазов 23 колокола /7 до момента ввода режущих инструментов,
расположенных в шпинделях 26, в кондукторные втулки, нахо-
дящиеся на приспособлении. В требуемом положении рабочие
шпиндели с кронштейнами закрепляются в пазах 23 болтами 24 с
гайками.
3.5.	Приспособления для шлифовальных станков
В зависимости от типа шлифовального станка станочные при-
способления значительно отличаются по своим конструкциям. Рас-
смотрим в качестве примеров приспособления для центровых круг-
лошлифовальных, внутришлифовальных, плоскошлифовальных и
бесцентровых круглошлифовальных станков.
Приспособления для центровых круглошлифовальных станков
подразделяются на следующие конструктивные группы: приспо-
собления для обработки в центрах, поводковые устройства, шли-
фовальные оправки.
Важнейшим показателем, определяющим конструкцию базо-
вой части и сменных наладок приспособления являются требова-
ния к точности обработки.
При шлифовании в неподвижных центрах заготовку устанав-
ливают в центрах передней и задней бабок (рис. 3.52, а). Упорные
центры имеют конический хвостовик, который легко входит в
отверстия передней и задней бабок и также легко вынимается из
них. Рабочий конец центра шлифуют на конус с углом при вер-
шине 60°, он входит в центровые отверстия на торце заготовки и
поддерживает ее во время обработки. Размеры применяемых упор-
ных центров стандартизованы.
Для установки заготовки на ней делают центровые отверстия.
На рис. 3.52, б показаны три формы центровых отверстий: без
предохранительного конуса, с предохранительным конусом, с вы-
пуклой образующей. Большие погрешности в форме заготовки при
обработке ее в упорных центрах происходят из-за неправильного
выполнения центровых отверстий.
153
Рис. 3.52. Схема установки заготовки в упорных центрах круглошлифо-
вального станка (а) и формы центровых отверстий на заготовках (б):
/, 2 — поводки; 3 — задний центр; 4 — планшайба; 5 — передняя бабка; 6 —
передний центр; 7 — шкив

Наиболее простое поводковое устройство для передачи враща-
тельного движения заготовке — винтовой хомутик (рис. 3.53, а),
установка и закрепление которого требуют много времени. По-
водковые винтовые хомутики имеют один поводок, поэтому
форма заготовки в поперечном сечении искажается пол давле-
нием между поводком и хомутиком и деталь получается некруг-
лой.
Для сокращения времени на закрепление заготовки применя-
ют поводковые патроны для резьбовых концов шпинделей
(рис. 3.53, 6), позволяющие шлифовать заготовку за одну установ-
ку. Корпус 3 такого патрона навертывают на шпиндель 2 пере-
дней бабки. Закрепленный винтом 5 качающийся поводок / вхо-
дит во вспомогательное отверстие 6 заготовки и передает ей вра-
154
Рис. 3.53. Поводковые устройства:
а— винтовой хомутик; б— поводковый патрон для резьбовых концов шпинде-
лей; «— хомутик с двумя поводками; г — самозажимной поводковый патрон;
1 — качающийся поводок; 2 — шпиндель передней бабки; 3 — корпус; 4 —
передний центр; 5, 20, 21, 23, 27, 28 — винты; 6 — вспомогательное отверстие
заготовки; 7 — крышка; <? — корпус; 9 — кривошип; 10, 15 — рычаги; 11 —
эксцентрик; 12, 14 — нежимные сухари; 13 — шарики; 16 — поводковый палец;
17 — заготовка; 18 — пробка; 19 — ось; 22 — сухарь; 24 — пружина; 25 -
зажимной кулачок; 26 — плоская пружина; 29 — диск; 30 — планшайба; 31 —
пружина
155
щательное движение. Передний центр 4 срезан. Такой патрон можно
применять только для заготовок диаметром не менее 40 мм.
На рис. 3.53, в приведена схема хомутика с двумя поводками.
Такая конструкция позволяет устранить погрешность одноповод-
ковых хомутиков. В кольцевом зазоре между корпусом 8 и крыш-
кой 7 расположены шарики 13, рычаги 10 и 15, нажимные суха-
ри 12 и 14. Эксцентрик 11, установленный на кривошипе 9, слу-
жит для зажима заготовки, которая центрируется призмой, рас-
положенной в корпусе 8. Поворотом кривошипа 9 эксцентриси-
тет увеличивается или уменьшается, что дает возможность исполь-
зовать хомутик для определенного диапазона диаметров заготовок.
Заготовку 17 с хомутиком устанавливают в упорных центрах, а
планшайбу приводят во вращательное движение. Поводковый па-
лец нажимает на рычаг К), передающий усилие нажимным суха-
рям 12 и 14, шарикам 13 и рычагу 15, который прижимается к
поводковому пальцу 16. Поэтому окружное усилие делится на рав-
ные части между обоими хвостовиками и горизонтальные состав-
ляющие взаимно уравновешиваются как направленные в разные
стороны.
На рис. 3.53, г показан самозажимной поводковый патрон. На
диске 29, который устанавливают и фиксируют на шпинделе стан-
ка винтами 21, винтами 27 закрепляют планшайбу 30. Между
отверстиями в планшайбе и винтами имеется зазор, поэтому план-
шайба может перемещаться относительно диска 29. Это дает воз-
можность шлифовать заготовки, у которых ось центрового от-
верстия не совпадает с осью шейки. Плоские пружины 26, зак-
репляемые в пазах диска винтами 28, играют роль амортизато-
ров. Три радиально расположенных на планшайбе зажимных ку-
лачка 25 перемещаются к центру под действием пружин 24. Че-
рез сухари 22 кулачки опираются на ось 19, закрепленную вин-
том 20. Расхождение кулачков регулируют пробками 18, которые
стопорят винтами 23. В осевом направлении кулачки перемещают
пружиной 31.
Заготовки с большими отверстиями шлифуют на шлифоваль-
ных оправках, которые устанавливают в упорные центры. Центро-
вые отверстия у оправок должны быть закалены и тщательно об-
работаны. Шлифовальные оправки бывают жесткими, разжимны-
ми, раздвижными и с гидропластовым зажимом.
Жесткие оправки показаны на рис. 3.54. Заготовку 4 (рис. 3.54, а}
надевают на оправку со стороны ее приемного конуса /, продвига-
ют по цилиндрической части 2 и заклинивают на конусе 3. Пере-
мещение заготовки осуществляется по конусу 3. Если отверстие
заготовки неточно, то ее закрепляют по торцу. При обработке ко-
ротких заготовок на одну оправку можно насадить несколько заго-
товок (рис. 3.54, 6), закрепив их гайкой. Если диаметр гайки мень-
ше диаметра отверстия заготовки, то под гайку подкладывают раз-
156
ж
Рис. 3.54. Жесткие оправки:
а — с установкой по конусу; б — с закреплением по торну; в — с подкладной
шайбой; г — разжимная; д — раздвижная; е, ж — с гидропластовым зажимом;
/, 3, 7— конусы оправки; 2 — цилиндрическая часть оправки; 4, 8 — заготовки;
5, 9 — гайки; 6 — цанга; 10— штифт; // — корпус оправки; 12 — шарик; 13 —
сепаратор: 14. 17, 19 — втулки; 15, 16, 21, 22 — винты; 18 — плунжер; 20 —
гидропласт; 23 — прокладка; D, D' — посадочные диаметры оправок
157
резную шайбу (рис. 3.54, в). При обработке тонкостенных заготовок
применяют разжимные цанговые оправки (рис. 3.54, г). Цанга 6 с
продольными прорезями, перемещаясь с помощью гайки 9 по ко-
нусу 7, упруго разжимается и закрепляет заготовку 8. Штифт 10
удерживает ее от поворота, а гайка 5 служит для разжима при сня-
ли обработанной детали.
Для обработки коротких деталей применяют раздвижные кон-
сольные шариковые оправки (рис. 3.54, д). В сепараторе 13 имеется
шесть отверстий с шариками 12, находящимися в контакте с ко-
нусом корпуса 11 оправки. Осевое перемещение сепаратора в оп-
равке производится винтом 15 через скользящую втулку 14, к ко-
торой прикреплен сепаратор. При перемещении шариков заготов-
ка цен трируется и одновременно поджимается к осевому упору.
Оправки с гидравлическим или гидропластовым зажимом (рис.
3.54, е, ж) легче приспособить к неточностям формы базового
отверстия. В такие оправки зажимают заготовки благодаря дефор-
мированию тонкостенного цилиндра, находящегося под равно-
мерным давлением изнутри. Для создания давления используется
жидкость или пластмасса.
На корпус оправки (рис. 3.54, е) напрессована втулка 17 и уста-
новлена центпирующая втулка 19, которая стопорится винтом 21.
Пространство между корпусом и втулкой заливается гидропластом
20. Усилие зажима передается плунжером 18 через винт 16. В оправ-
ках есть отверстие для выхода воздуха, которое перекрывается про-
кладкой 23 и винтом 22.
Точность центрирования оправки с гидропластом (рис. 3.54, ж)
зависит от точности изготовления корпуса и втулки. Корпус изго-
товляют из стали 20Х с последующей цементацией и закалкой до
твердости HRC 55...58. Шероховатость центровых отверстий оп-
равки — не ниже 9-го класса. Биение контрольных поясков D.s и
посадочного диаметра £)с — не более 2 мкм. Для оправок диамет-
ром до 40 мм втулку изготовляют из стали 40Х с последующей
закалкой до твердости HRC 35...40; для оправок свыше 40 мм —
из стали У7 с закалкой до твердости HRC 33...35. Окончательно
оправку шлифуют после заливки гидропласта и небольшого под-
жатия плунжером 18. Шероховатость поверхности после шлифова-
ния — 8...9-й класс. Биение по контрольным пояскам и посадоч-
ному диаметру Dc оправки — не более 2...5 мкм. Корпус оправки
может одновременно служить и поводком, который заменяет хо-
мутик.
Длинные и тонкие заготовки под действием сил резания при
шлифовании прогибаются. Чтобы устранить прогиб, применяют
особые приспособления  люнеты. Число устанавливаемых люне-
тов определяется соотношением диаметра и длины заготовки: чем
заготовка тоньше и длиннее, тем больше люнетов необходимо
установить.
158
На рис. 3.55, а показан стационарный люнет, корпус которого
устанавливают на столе 7 станка. Заготовку 5 поддерживают дву-
мя башмаками: башмак 4 подводят к заготовке винтом 3, а баш-
мак 6 устанавливают винтом 2 и двуплечим рычагом.
Самоиентрирующий люнет (рис. 3.55, б), обеспечивающий
практически неизменное положение оси заготовки, при обработ-
Рис. 3.55. Люнеты:
а — стационарный; б — самоцентрирующий; в — следящий; 1 — стол станка; 2,
3, 25 — винты; 4, 6 — башмаки; 5, 10 — заготовки; 7 — эксцентриковый валик;
8 — плита; 9, 11 — качающиеся рычаги; 12 — толкатель; 13 — втулка; 14, 22 —
пружины; 75— вал; 76 — маховичок; 17 — пластина; 18, 34 — рычаги; 19 — тяга;
20 — плунжер; 27 — корпус; 23 — рукоятка; 24, 30, 32 — оси; 26 — шток; 27 —
плоская пружина; 28 — эксцентриковый валик; 29 — упор; 31 — тяга; 33 —
упругий шарнир; 35 — основание люнета
159
ке устанавливают на столе станка. На плите 8 закреплены оси ка-
чающихся рычагов 9 и 11. губки которых армированы твердым
сплавом. Контакт губок с заготовкой 10 обеспечивается толкате-
лем 12 нажимного механизма с пружиной 14, расположенного во
втулке 13, путем поворота маховичка 16, связанного с валом 15,
на котором нарезана резьба. Для настройки люнета поворачивают
эксцентриковые валики 7. При этом плита смещает оси заготовок
в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Люнет настраи-
вают по эталонной заготовке. Губки люнета притирают алмазной
пастой также по эталонной заготовке на станке.
В крупносерийном и массовом производстве используют следя-
щий люнет (рис. 3.55, в), механизм которого обеспечивает слежение
губок за изменением диаметра шлифуемой поверхности. Основание
35 люнета закрепляют на столе станка. Корпус люнета состоит из
двух взаимно параллельных и жестко соединенных между собой пла-
стин 17. Проставкой между пластинами служат упор 29 и верхняя
часть упругого шарнира 33. На качающемся рычаге 18 установлены
две губки. Рычаг 34, на котором закреплена нижняя губка, связан с
рычагом 18 посредством тяги 5/через оси 32 и 30. Оси, на которых
установлены рычаги 34 и 18, жестко связаны с корпусом люнета.
Нажимной механизм состоит из корпуса 21, установленного на ось
24, плунжера 20, пружины 22 и тяги 19, обеспечивающей постоян-
ный контакт губок с заготовкой при шлифовании. Для отвода губок
от детали корпус 21 поворачивают рукояткой 23.
При обдирочном шлифовании корпус люнета соединен с ос-
нованием только упругим шарниром 33 и опирается на шток 26
гидравлического демпфера. При шлифовании эксцентриковая шей-
ка заготовки качает корпус люнета на упругом шарнире, в ре-
зультате чего происходит неодинаковый съем металла и исправ-
ление се биения. Демпфер обеспечивает устойчивость процесса
шлифования.
При чистовом шлифовании корпус люнета жестко соединяют
с основанием. Эксцентриковый валик 28 поворачивают против ча-
совой стрелки и подводят его шейку под упор 29. Для увеличения
жесткости контакта корпуса с основанием служит плоская пру-
жина 27, установленная на ось 24. Натяг пружины 27 регулируют
винтом 25. Таким образом, жесткое соединение корпуса с основа-
нием обеспечивает высокую точность формы обработанной дета-
ли в продольном и поперечном сечениях.
Приспособления для внутришлифовальных станков — самоцен-
трирующиеся трехкулачковые патроны высокой точности с руч-
ным или механизированным зажимом (наиболее распространены
в условиях серийного производства). Кулачки патронов передви-
гаются одновременно, что позволяет осуществлять быстрый за-
жим заготовки. Аналогичные конструкции были рассмотрены в
подразд. 3.2.
160
В условиях массового производства большое распространение
получили специальные приспособления — мембранные патроны,
применяемые для уменьшения деформации заготовок и повыше-
ния точности обработки.
По своей конструкции мембранные патроны разделяют на вин-
товые и кулачковые.
Винтовой мембранный патрон показан на рис. 3.56, а. Кулачки
Б патрона изготовляют из пружинной стали 65Г или стали У7 за
одно целое с мембраной 4, прикрепляемой винтами к планшайбе
5. Планшайба навинчивается на бабку станка. В кулачки Б вверну-
ты винты 2, фиксируемые гайками 1. Винты определяют положе-
ние заготовки в радиальном направлении; в осевом направлении
перемещение ограничивается упорами 3, запрессованными в план-
шайбу.
Рис. 3.56. Мембранные патроны:
а — винтовой; б — кулачковый; в —. принцип действия конструкции; / — гайка;
2, 8 — винты; 3 — упор; 4, 9 — мембраны; 5 — планшайба; 6 — оправка; 7 —
нажимной винт
6 3. 278
161
A-A
Рис. 3.57. Приспособление на баш-
маках для базирования заготовки:
/ — шпиндель изделия; 2- стакан; 3 —
кольцо-заготовка: 4 — бабка изделия;
5 — башмак; 6 — регулировочный
впит; 7 — нолбашмачпая плита
На рис. 3.56, б показан ку-
лачковый мембранный патрон,
состоящий из оправки 6, на-
жимного винта 7и мембраны 9,
установленной в выточке оправ-
ки. К фланцу оправки патрон
прикрепляется винтами 8. Мем-
брана 9, представляющая собой
тонкостенный диск с шестью
выступами-кулачками, работа-
ет как плоская пружина. После
установки заготовки до упора А
вращением нажимного винта
7 прогибают мембрану 9 и за-
жимают заготовку.
Принципы действия различ-
ных вариантов мембранного
патрона внутришлифовальных
станков схематически представ-
лены на рис. 3.56, в. Под дей-
ствием силы Р корпус мембранного патрона прогибается, вызы-
вая поворот кулачков, диаметр охвата изделия увеличивается с £>„
до DKl. Так как DKl больше DacT, то обработанную деталь можно
беспрепятственно снять и установить новую заготовку. После от-
вода штока и прекращения действия силы Р кулачки вместе с
зажимными винтами стремятся вернуться в первоначальное по-
ложение до диаметра DB. Однако для обеспечения зажима заготов-
ки диаметр D„ шлифуется в размер несколько меньше Dacr (поряд-
ка 0,1 мм), чем достигается надежный зажим заготовки вслед-
ствие упругих деформаций.
На бесцентровых внутришлифовальных станках для установки
заготовок применяются приспособления с базированием загото-
вок на роликах или башмаках*.
Приспособления для базирования на роликах применяются в
настоящее время редко.
На рис. 3.57 представлено приспособление на башмаках для ба-
зирования заготовки (кольца). На корпусе бабки 4изделия крепит-
ся подбашмачная плита 7, на которой монтируется башмак 5 с
двумя опорными поверхностями для центрирования изделия (коль-
ца) 3. Стакан 2, установленный на магнитном патроне шпинделя 1
изделия, фиксирует кольцо-заготовку 3 в осевом направлении. Ре-
гулировочные винты 6 служат для установки величины эксцентри-
ситета путем соответствующих перемещений башмака 5.
Примеры приведены в Справочнике (г. 2, гл. 1).
162
Для крепления заготовки, обрабатываемой с базированием на
башмаках на вращающемся шпинделе бабки изделия, применяют
электромагнитные патроны с вращающейся и неврашающейся
электромагнитными системами.
Приспособления для плоскошлифовальных станков — электромаг-
нитные и магнитные плиты разных типов и размеров. Заготовка
плотно прижимается к магнитной плите базовой поверхностью. За-
готовки из магнитонепроницаемых материалов закрепляют на сто-
ле прижимными планками или в приспособлениях.
Для работы электромагнитных плит необходим постоянный ток,
поэтому у станков устанавливают генераторы, преобразующие пе-
ременный ток в постоянный. Одно из преимуществ электромаг-
нитных плит по сравнению с магнитной оснасткой других видов
состоит в том, что при их использовании можно регулировать
силу притяжения заготовки в зависимости от режима обработки,
изменяя силу тока. Электромагнитные плиты обеспечивают на-
дежное и быстрое закрепление заготовок. После шлифования об-
работанную деталь необходимо снять с плиты и устранить оста-
точную намагниченность.
В отличие от электромагнитных магнитные плиты, применяе-
мые на плоскошлифовальных станках, не нуждаются в питании
от источника энергии. Полюсами в них являются постоянные маг-
ниты из никель-алюминиевого сплава, намагниченные на элект-
рических установках.
Верхняя часть магнитной плиты (рис. 3.58, а) выполнена из же-
лезных пластин 1 и 2 с немагнитными прослойками 3 между ними.
Сильные постоянные магниты 5 можно перемещать, попеременно
замыкая их на железные пластины и закрепляемую заготовку 6.
На рис. 3.58, б показано положение магнитов при закреплении
заготовки 6, а на рис. 3.58, в — во время ее снятия и установки.
Переключение магнитов производят рукояткой 4. Нижнюю часть
плиты закрепляют на столе станка прихватами и болтами.
Рис. 3.58. Магнитная плита с постоянными магнитами (а) и положение
магнитов при закреплении заготовки (о) и ее снятии и установке (в):
1,2 — железные пластины; 3 — немагнитные прослойки между пластинами; 4—
рукоятка; 5 — постоянный магнит; 6 — заготовка
6*
163
б
Рис. 3.59. Опорные ножи для продольного шли-
фования заготовок малого диаметра («) и врез-
ного шлифования ступенчатых заготовок (б);
ступенчатая заготовка (е)
в
Демагнетизаторы — устройства, предназначенные для размаг-
ничивания стальных заготовок.
Кроме магнитных и электромагнитных плит для закрепления
шлифуемых заготовок применяются лекальные тиски, универсаль-
ные прижимы, установочные планки и плиты и т.п.
Лекальные тиски отличаются от машинных тисков точностью
изготовления и возможностью кантования. Их боковые поверхно-
сти параллельны друг другу и перпендикулярны к основанию. Для
закрепления тисков предусматривают резьбовые отверстия. Чаще
их крепят на магнитной плите. Тиски изготовляют из стали, зака-
ливают и шлифуют со всех сторон.
Приспособления для бесцентровых круглошлифовальных станков
позволяют не зажимать заготовки в специальных приспособлениях —
заготовки свободно лежат на ноже или на жестких опорах.
Опорные ножи (рис. 3.59) изготовляются из легированной ста-
ли марок Х12Н и Х12ТФ е последующей термообработкой или из
углеродистой стали 45 с припаянными пластинками твердого спла-
ва ВК8, образующими опорную поверхность.
При шлифовании заготовок малого диаметра (до 3 мм) реко -
мендуется применять ножи (рис. 3.59, а) из легированной стали,
а для обработки заготовок диаметром более 3 мм — ножи с твер-
досплавными пластинками. Высокая износостойкость таких но-
жей исключает необходимость их частой замены.
Ступенчатые ножи (рис. 3.59, б) применяют при врезном шли-
фовании ступенчатых заготовок (рис. 3.59, в).
При отделочном шлифовании и полировании применяют ножи
с опорной поверхностью из твердой резины типа эбонита.
3.6.	Приспособления для станков с ЧПУ
и обрабатывающих центров
Особенности зажимных приспособлений и требования к ним. Эф-
фективность использования станочных приспособлений в станках с
Ч ПУ обусловливает ряд специальных требований.
164
Приспособления должны обеспечивать расширение техноло-
гических возможностей в части обработки на трехкоординатных
станках с ЧПУ заготовок, требующих четырех-, пятикоординат-
ной обработки. Рассмотрим это положение на примере. На рис.
3.60, а показано переналаживаемое зажимное приспособление,
устанавливаемое на фрезерном станке с ЧПУ. В корпусе 1 приспо-
собления расположен поворотно-делительный стол 3 с самостоя-
тельным приводом 2. Заготовка 5 устанавливается в зажимном при-
способлении 6, расположенном на поворотно-делительном столе.
Поворотная часть приспособления имеет возможность вращения
вокруг горизонтальной оси 7. Применение приспособления по-
зволило обработать инструментом 4 на трехкоординатном фре-
зерном станке с ЧПУ заготовку е сферической поверхностью. На
рис. 3.60, б представлено переналаживаемое приспособление для
вертикально-фрезерного станка, которое включает в себя два при-
способления: поворотный стол 9 и регулируемые тиски II. Кор-
пус 8 приспособления поворачивается вокруг оси 12. Поворотный
стол управляется системой ЧПУ. Тиски регулируются вручную. Бла-
годаря применению приспособлений трехкоординатный вертикаль-
но-фрезерный станок ведет обработку сложных заготовок 10, для
обработки которых требуется пятикоординатный станок.
а	б
Рис. 3.60. Варианты встройки зажимных приспособлений во фрезерный
(а) и вертикально-фрезерный (б) станки с ЧПУ:
/, .V — корпуса; 2 — самостоятельный привод; 3, 9 — поворотные столы; 4 —
инструменты; 5, 10 — заготовки; 6 — приспособление; 7 — горизонтальная ось;
II — регулируемые тиски; 12— ось
165
Приспособления должны обеспечивать полное базирование за-
готовок, т.е. лишать их всех шести степеней свободы. Необходимо
строго определенное положение базирующих элементов приспо-
соблений относительно начала координат станка (нулевой точки).
Необходимо также полное базирование приспособлений на
станке, обеспечивающее строго определенное положение приспо-
собления относительно нулевой точки станка.
Приспособления должны обеспечивать полную инструменталь-
ную доступность, т.е. возможность подхода инструмента ко всем
обрабатываемым поверхностям заготовки (до четырех-пяти коор-
динатных поверхностей) при одной установке, в том числе на
поворотном столе.
За счет автоматизации и механизации приспособления дол-
жны обеспечивать сокращение времени зажима-разжима заго-
товок.
Эффективно применять переналаживаемые приспособления на
станках с ЧПУ для обработки широкой номенклатуры заготовок.
Специальные приспособления целесообразно применять лишь в
условиях крупносерийного производства.
Эффективное применение приспособлений для станков с ЧПУ.
Для станков с ЧПУ широко применяют наладки, компонуемые
из комплекта заранее изготовленных универсальных установоч-
ных и зажимных элементов. Такие элементы собирают на базовой
части приспособлений — плитах или угольниках.
На рис. 3.61, а показано переналаживаемое приспособление
типа УБП для станков с ЧПУ. Оно представляет собой плиту 4,
на которой устанавливается колонка 3 с смонтированными на
ней стандартными трехкулачковыми патронами 2. Кулачки пат-
ронов 5 могут быть сменными при изменении заготовки /. Таким
образом, переналаживаемое приспособление типа УБП эффек-
тивно используют в условиях единичного и мелкосерийного про-
изводства.
Переналаживаемое приспособление типа СРП (рис. 3.61, 6)
собирают как специальное приспособление долгосрочного приме-
нения из готовых деталей и узлов: плиты 9, базовой подкладки 10,
прихватов 7 с гидроприводом, базового штыря 12, специальных
подставок 8, фиксирующих положение заготовки 6 планкой 11,
фиксирующей положение базового элемента. Возможно частич-
ное использование в компоновке специальных деталей. Заготовки
могут контактировать с базами приспособлений через их частич-
но доработанные базовые поверхности. Такие приспособления со-
бирают на весь период производства изделия (1,5 — 2 года). При-
менение приспособлений типа СРП эффективно в серийном и
крупносерийном производстве. Цикл оснащения операции этими
приспособлениями состоит из проектирования и изготовления спе-
циальных деталей и сборки приспособления.
166
Рис. 3.61. Переналаживаемые приспособления различных типов для стан-
ков с ЧПУ:
а — УБП; б - СРП; в - СНП; г - УНП; /, 6. /5, /б, /7 загшовкн; 2 -
трехкулачковый патрон; 3 — колонка; 4, 9 — плиты; 5 патрон; 7 — прихват с
гидроприводом: 8— специальная подставка; 10— базовая подкладка: И — планка;
12 — базовый штырь; 13 — базовый агрегат; 14 — сменная наладка
Переналаживаемые приспособления типа СНП (рис. 3.61, «)
обеспечивают базирование и закрепление родственных по конфи-
гурации заготовок /5 различных габаритных размеров с идентич-
167
ними схемами базирования. Компоновка такого приспособления
состоит из специализированного (по схеме базирования и виду
обработки типовых групп заготовок) базового агрегата 13 и смен-
ных наладок 14. СНП отличается применением многоместных при-
способлений, что эффективно для крупносерийного производ-
ства при групповой обработке заготовок. Цикл оснащения техно-
логической операции приспособлениями типа СНП состоит из
проектирования, изготовления и установки наладки на его базо-
вом агрегате.
Переналаживаемые приспособления типа УНП (рис. 3.61, г)
применяют на станках с ЧПУ в том случае, когда базовая часть
приспособления остается постоянной, а изменяется только смен-
ная наладка в зависимости от обрабатываемых заготовок 16 и 17.
Такие приспособления также применяют в условиях крупносе-
рийного производства.
Применение приспособлений типа УСП из стандартных уни-
версальных элементов также эффективно в условиях единичного
и мелкосерийного производства. После обработки партии загото-
вок приспособления разбирают, составные части могут вновь мно-
гократно использоваться в новых компоновках. Цикл оснащения
технологической операции приспособлениями типа УСП состоит
в сборке таких приспособлений из их элементов. Недостатком при-
способлений типа УСП является их невысокая жесткость, что не
позволяет обрабатывать точные детали.
Установка приспособлений на станки с ЧПУ. Основная осо-
бенность этой операции — необходимость полного базирова-
ния приспособления на столе станка, фиксированная связь с
началом координат станка, а также быстрая смена приспособ-
лений. Это значительно сокращает подготовительно-заключи-
тельное время, связанное со сменой приспособлений, поскольку
исключает необходимость выверки приспособлений на столе
станка и упрощает разработку программ изготовления деталей
из заготовок.
Для полного базирования в приспособлениях должны быть пре-
дусмотрены базирующие элементы, соответствующие посадочным
местам станков и обеспечивающие точное положение приспособ-
лений на столах станков. При наличии на столе станка продольных
пазов и центрального поперечного паза приспособление базирует-
ся с помощью установочных шпонок / (рис. 3.62, а) или штырей
по продольному и поперечному пазам. Если на столе станка имеют-
ся продольные пазы и центральное отверстие, то приспособление
базируется цилиндрическим штырем 3 по отверстию и штырем 2
по продольному пазу (рис. 3.62, б). При наличии на столе станка
только продольных пазов приспособление базируется по пазу по-
средством двух шпонок. При этом базирование будет неполным,
поскольку приспособление лишается только пяти степеней свобо-
168
Рис. 3.62. Схемы базирования приспособлений на столе станка с ЧПУ:
а — установочными шпонками по продольному и поперечному пазам; б— шты-
рями по отверстию и по продольному пазу; в — угольником в продольных пазах
стола станка; г — по щупу и установам в корпусе приспособления; д — по планке и
шпонке; е — мерной планкой; ж — тремя штырями в отверстиях плиты; з — мерны-
ми планками; и — тремя штырями; / — установочная шпонка; 2, 3. 19, 27, 29 —
штыри; 4 — угольник; 5 — инструмент; 6,7 — установи; 8, 13, 17, 20, 25 - спутни-
ки; 9, 14, 18, 21, 26 — приспособления; 10 — поперечная планка; // — продольная
планка; 12— шпонка; /5, 24— мерные планки; 16, 22, 23, 28— торцовые планки
169
ды. Дополнительное базирование по продольной оси стола может
быть осуществлено с помощью упора на столе станка.
Приспособления можно базировать только по двум плоским
поверхностям «в координатный угол» посредством точно изготов-
ленного и выверенного угольника 4, устанавливаемого и закреп-
ляемого в продольных пазах стола станка (рис. 3.62, в). При бази-
ровании приспособлений только по продольному пазу инструмент
5 в исходную точку обработки можно установить по щупу и устано-
вам 7 и 6, закрепленным на корпусе приспособления (рис. 3.62, г).
Можно установить инструмент в исходную точку также по базо-
вому отверстию или штырю, что, естественно, увеличивает под-
готовительно-заключительное время, поскольку в этом случае в
шпинделе станка необходимо расположить специальную эталон-
ную оправку, ось которой совмещают с осью отверстия или шты-
ря приспособления, после чего оправку вынимают и устанавли-
вают в шпиндель станка требуемый инструмент.
При установке приспособления на спутнике (палете) 8, к тор-
цам которого прикреплены поперечная 10 и продольная 11 план-
ки с Т-образными пазами, приспособления ^базируют по планке
//и шпонке 12, расположенной на планке (рис. 3.62, д). Базиро-
вание приспособления 14 (рис. 3.62, е) возможно на спутнике 13
по Т образному пазу посредством шпонок и в продольном на-
правлении посредством мерной планки 15, упирающейся в тор-
цовую планку /6. Базирование приспособления 18 на спутнике 17
с сеткой коордипатно-фиксирующих отверстий трех штырей 19,
установленных в отверстиях плиты, показано на рис. 3.62, ж. При-
способление 21. которое базируется на спутнике 20 с сеткой от-
верстий посредством мерных планок 24, упирающихся в торцо-
вые планки 22 и 23. приведено на рис. 3.62, з. Базирование при-
способления 26 на спутнике 25 с Т-образными пазами и отвер-
стиями посредством штыря 27 в отверстии плиты и двух штырей
29, установленных в торцовой планке 28, показано на рис. 3.62, и.
При установке приспособлений па станки с ЧПУ возникают
дополнительные погрешности. При установке приспособлений на
столы-спутники необходимо учитывать погрешность самой пале-
ты 1 которая включает в себя погрешности изготовления палеты
г,,,,.,,, пот рентное! н износа поверхности, по которой осуществля-
ется ба птрованис приспособления г,,,,,, и погрешности установки
налети на станке ;
.i \р КП.11 Г С1В.П ~ су.П •
Погрешность установки налеты на станке
* \.п —	Чи + Пн ч ’
т де т;. „ пот ретнность базирования палеты на столе станка; езп —
погрсшность такрспления палеты.
170
Конструкции элементов приспособлений для станков с ЧПУ.
Принципиальные отличия конструкций приспособлений для стан-
ков с ЧПУ от приспособлений для аналогичных станков с руч-
ным управлением наиболее характерны для фрезерно-сверлиль-
но-расточной группы и обрабатывающих центров, в которых при-
меняют универсально-наладочные элементы (базовая часть — на-
кладные плиты), в большинстве случаев жестко закрепляемые на
столах станков. Сменные наладки, а также базирующие и зажим-
ные элементы, сборочные единицы устанавливают и закрепляют
на накладных плитах. Базовые накладные плиты выполняют с
пазами, сеткой пазов, сеткой резьбовых отверстий, сеткой па-
зов и цилиндрических отверстий, пазами и сеткой цилиндри-
ческих отверстий, сеткой чередующихся цилиндрических и резь-
бовых отверстий, сеткой ступенчатых отверстий, верхняя часть
которых выполнена цилиндрической, а нижняя — резьбовой. Ци-
линдрические гладкие отверстия используют для базирования ус-
тановочных элементов, а пазы — для крепления установочных и
зажимных элементов.
Комплект столов-спутников (КСС) УНП (рис. 3.63, а) состо-
ит из унифицированных узлов: базовых плит 2 и устанавливаемых
Рис. 3.63. Комплект столов-спутпиков («) и примеры компоновок при-
способлений (6):
/ — угольник; 2 — базовая плита с координатной сеткой
171
на них угольников / с точно расположенной сеткой координатно-
фиксирующих отверстий (КФО), верхняя часть которых выпол-
нена цилиндрической, а нижняя — резьбовой. Отверстия пред-
назначены для установки и закрепления сменных наладок — ба-
зирующих и зажимных элементов комплекта.
Различные компоновки угольников на базовой плите (рис. 3.63, б)
обеспечивают возможность сборки широкой номенклатуры при-
способлений, в том числе многоместных. Приспособления могут
быть установлены как на столе станка, так и на столах-спутниках.
В карте сборки приспособления указывается рабочее положение
заготовки, а также места установки базирующих и крепежных эле-
ментов. Карта наладки передастся на участок сборки, где компо-
нуются приспособления. После обработки в цеху партии загото-
вок приспособление передается на участок сборки-разборки.
Применение КСС обеспечивает возможность разработки управ-
ляющих программ технологического процесса обработки для ши-
рокой номенклатуры заготовок, сокращение времени и расходов
на проектирование и изготовление приспособлений, повышение
производительности труда рабочих при компоновке приспособле-
ний, использование рабочих более низкой квалификации вслед-
ствие упрощения компоновки приспособлений, высокую точность
базирования заготовок и ее ориентацию относительно начала ко-
ординат станка (нулевой точки). Разработка управляющей про-
граммы технологического процесса с использованием техничес-
ких данных КСС и чертежа заготовки сокращают время техноло-
гической подготовки производства. Недостатком системы являет-
ся ручное закрепление заготовок.
Комплект элементов УНП (рис. 3.64) состоит из базовой части
и сменных наладок. Базовой частью приспособлений являются уни-
версальные базовые плиты I и угольники 2 (рис. 3.64, а) с сеткой
Т-образных пазов и КФО, имеющих цифровую индикацию по
двум осям. Плиты / и угольники изготовлены из высокопрочного
чугуна СЧ 45. КФО выполнены в закаленных стальных втулках,
запрессованных в отверстия плит и угольников.
Комплект универсальных базирующих и зажимных элементов
(рис. 3.64, б) предназначен для компоновки приспособлений на
базовой части приспособления. Базирующие элементы представ-
лены в трех исполнениях: переходные плиты с сеткой КФО; пря-
моугольные опоры, высота которых кратна 25 мм, с двумя КФО;
опоры с постоянной высотой, двумя КФО и переставным упо-
ром, устанавливаемым на верхней поверхности. В комплект за-
жимных элементов входят кулачковые зажимы, являющиеся од-
новременно опорами; зажимы для закрепления заготовок сверху —
ручные и автоматизированные с гидроцилиндром двусторонне-
го действия; зажимы для закрепления заготовок сбоку — ручные
и с приводом от гидроцилиндра.
172
Рис. 3.64. Базовая часть («) и сменные наладки (б) комплекта элементов
УНП для станков с ЧПУ:
/ — базовая плита; 2 — угольник с сеткой Т-образных пазов и коордипатно-
фиксирующих отверстий
Компоновка и закрепление установочных и зажимных элемен-
тов на базовых плитах выполняется винтами и сухарями через
Т-образные пазы. При установке базовых плит на поворотных сто-
лах обрабатывающих центров подвод масла к гидроцилиндрам за-
жимных устройств осуществляется через неподвижную ось стола
станка. Базовые плиты жестко закрепляются на столе станка и пе-
рекомпоновка приспособлений производится только во время его
остановки.
Типовые компоновки приспособления для обработки заготовок с
четырех и пяти сторон. Большинство корпусных и плоских загото-
вок должны быть обработаны за один установ с нескольких сто-
рон (до пяти).
Для фрезерования заготовок плоских деталей по контуру при-
способления строят так, чтобы закреплять их прихватами сверху.
Для обработки участка, на котором установлен прихват, необ-
ходимо раскрепить заготовку и снять прихват. После обработки
участка, на котором был установлен прихват, его вновь устаиав-
173
Рис. 3.65. Схема закрепления заго-
товки гидравлическим зажимным
устройством с поворотными при-
хватами:
1 — золотник; 2 — инструмент; 3 —
зажимное устройство с поворотным
прихватом; 4 — трубопровод; 5 — за-
готовка
ливают и снова закрепляют за-
готовку (закрепление с перехва-
том). При этом основное время
(непосредственно обработки)
по сравнению с вспомогатель-
ным будет незначительным (тем
меньше, чем больше число при-
хватов).
Схема закрепления заготовки
гидравлическими зажимными ус-
тройствами с поворотными при-
хватами показана на рис. 3.65.
Каждое из зажимных устройств 3
соединено трубопроводом 4 с зо-
лотником /, управляемым от си-
стемы ЧПУ, что обеспечивает ав-
томатический отжим заготовки 5
при проходе инструментом 2
(фрезой) мест ее крепления. Это
дает возможность полностью об-
работать контур заготовки по за-
данной программе — при подходе фрезы к прихвату он автомати-
чески поворачивается. При этом заготовка временно остается зак-
репленной остальными прихватами. После прохода инструмента
прихват автоматически поворачивается в прежнее положение, зак-
репляя заготовку. При приближении инструмента к следующим
прихватам они поочередно поворачиваются, обеспечивая автома-
тический перехват заготовки, т.е. ее последовательное перезак-
репление в разных точках для непрерывной обработки заготовки
по контуру.
В качестве источника давления масла в гидроцилиндрах зажим-
ных ус тройств применяют пневмогидравлический преобразователь
давления. Последовательное раскрепление заготовки и автомати-
ческий поворот прихвата для прохода инструмента, поворот в ис-
ходное положение и закрепление заготовки по команде системы
ЧПУ осуществляется переключением золотника.
При обработке заготовок корпусных деталей, устанавливаемых
на поворотных столах обрабатывающих центров, наибольшая эф-
фективность достигается при обеспечении полной доступности за-
готовки инструменту. Заготовки небольшой высоты, имеющие об-
работанную на предыдущей операции достаточно большую плос-
кую установочную поверхность, можно закреплять на плитах с
постоянными магнитами. При наличии двух технологических от-
верстий на заготовке и соответствующих им штырей на магнит-
ной плите штыри базируют заготовку и воспринимают силы, стре-
мящиеся сдвинуть ее в процессе обработки.
174
Рис. 3.66. Компоновки многоместных приспособлений для станков с ЧПУ:
L — максимальный размер заготовки, устанавливаемой в приспособлении
Для возможности обработки заготовки с четырех сторон с одно-
го установа на станках с ЧПУ с горизонтальным шпинделем при-
меняют различные многоместные приспособления (рис. 3.66), ус-
танавливая их на поворотных столах.
Заготовки корпусных деталей, имеющие большие платики, зак-
репляют прихватами или болтами, проходящими через крепежные
отверстия на платиках. При отсутствии платиков у заготовки на ее
нижней установочной поверхности нарезают технологические резь-
бовые отверстия (рис. 3.67). К заготовке / снизу винтами 6 через
втулки 2 (имеющие вход для выхода инструмента) закрепляют
универсальные переходные плиты 3 с сеткой отверстий, выпол-
няющих функцию платика (ложный платик). Платики закрепляют
винтами 5 на накладной плите (спутнике) 4 или на столе обра-
батывающего центра.
Однако закрепление заготовок через крепежные отверстия в
реальных или ложных платиках будет недостаточным для обработ-
Л— А (увеличено)
Рис. 3.67. Схема закрепления заготовки с ложными платиками.
1 — заготовка; 2— втулка; 3 — плита с сеткой отверстий; 4— накладная плита
(спутник); 5, 6 — винты
Рис. 3.68. Схема закрепления за-
готовки гидрозажимами:
I, 3 — прихваты; 2 — заготовка; 4 —
корпус; 5 — поворотный стол; 6 -
ки с интенсивными режимами
резания. Поэтому для закрепления
заготовки 2 (рис. 3.68) помимо
винтов 6 используют два гидрав-
лических зажимных устройства с
автоматическим поворотом при-
хватов 1 и 3, являющихся авто-
номными агрегатами. Такие агре-
гаты имеют корпус 4 и гидропри-
вод, состоящий из электрогидрав-
лического насоса и гидроцилин-
дра двухстороннего действия. За-
жимные устройства устанавлива-
винт	ют на столе станка справа и сле-
ва от поворотного стола 5. По
окончании обработки одной из сторон заготовки по команде ЧПУ
прихваты поднимаются, раскрепляя заготовку, и поворачиваются
на 180°. Затем по команде ЧПУ поворотный стол с заготовкой
автоматически поворачивается на 90е, прихваты поворачиваются в
рабочее положение и вновь закрепляют заготовку для обработки
следующей стороны.
Для обработки заготовок с пяти сторон приспособления раз-
мещают на поворотно-делительных столах с двумя осями поворо-
та или на делительной стойке, установленной на поворотно-де-
лительном столе станка (см. рис. 3.60).
Станки с ЧПУ потребовали создания приспособлений для ус-
тановки металлорежущего инструмента.
Приспособления для закрепления осевого режущего инструмен-
та в шпинделе станка. В связи с требованиями, возникающими
при скоростной обработке на обрабатывающих центрах, приме-
няют инструментальные приспособления новых конструкций,
обеспечивающие соединение осевого инструмента со шпинделем
станка. Широко применяющийся на станках с ЧПУ инструмент с
хвостовиком, имеющим конус 7 : 24, обладает слишком большой
массой, что приводит к появлению осевой составляющей центро-
бежной силы, сопоставимой с силой закрепления хвостовика ин-
струмента в шпинделе. Так как эти силы направлены в противо-
положные стороны, то происходит раскрепление инструмента,
нарушение его базирования и, следовательно, потеря его точнос-
ти и жесткости.
Приспособление для закрепления хвостовиков представлено на
рис. 3.69, а. Инструмент 1 с полым хвостовиком HSK (Hohl-
schaftkegel) закрепляется кулачками 3 в шпинделе 2 с помощью
тяги 5 и нажимной втулки 7. Возврат кулачков 3 в положение раз-
жима осуществляется пакетом пружин 4. Крутящий момент пере-
дается через торец хвостовика шпонками 6. Важным является си-
176
Рис. 3.69. Приспособления для закрепления инструмента с полым хво-
стовиком («) и настройки стержневого инструмента вне станка (0:
/ — инструмент; 2 — шпиндель; 3 — кулачок; 4 — пружина; 5 — тяга; 6 —
шпонка; 7, 9, !2— втулки; 8— основание приспособления; 10- регулировоч-
ная гайка; // — настраиваемый комплект; 13 — упор; 14 — кронштейн; 15 —
колонка; 16 — барабан; 17— эталон; И — высота настраиваемого инструмента
177
ловое замыкание торца фланца хвостовика HSK на торец шпин-
деля 2, которое возможно за счет особо точного изготовления
обоих сопрягаемых изделий в пределах 0,002...0,006 мм как по
базовым диаметрам конусов 1:10, так и по осевому биению тор-
цовых поверхностей. Однако наличие шпонок при высокой часто-
те вращения шпинделя приводит к дисбалансу шпиндельного узла.
Приспособление для настройки инструмента вне станка. Сокра-
щение времени на смену инструмента на станках с ЧПУ достига-
ется применением взаимозаменяемого инструмента, настраивае-
мого на размер в специальных приспособлениях. Приспособления
подразделяются на две группы: для настройки инструмента вне
станка и непосредственно на станке.
Вне станка можно настраивать только быстросменный взаимо-
заменяемый инструмент. Настраивать инструмент непосредственно
на станке можно лишь в том случае, когда имеются базы для уста-
новки приспособлений, а также обеспечивается свободный доступ
к инструменту и удобство регулирования положения шпинделя.
Приспособления для настройки инструмента бывают визуаль-
ными, шкальными (нониусными) и оптическими.
При наличии большой номенклатуры инструментов для их на-
стройки используют многоместные универсальные приспособле-
ния. На рис. 3.69, б показано приспособление, где каждый инстру-
мент настраивают в определенной позиции. Каждую измеритель-
ную позицию налаживают по соответствующему эталону 17, пе-
ремещая кронштейн 14 по колонке 15 до совмещения верхних
торцов втулки 12 и упора 13, после чего положение упора 13 кон-
тролируют по индикатору. На основание 8 приспособления уста-
навливают втулку 9, внутренний диаметр которой равен посадоч-
ному диаметру державки настраиваемого режущего инструмента.
Настраиваемый комплект 11 (включающий в себя инструмент и
оправку) устанавливают во втулку 9. Поворачивая барабан 16, под-
водят к инструменту настроенный упор 13; вращая регулировоч-
ную гайку 10 на оправке, перемещают инструмент вместе с упо-
ром 13 до совпадения верхних торцов втулки 12 и упора 13, пос-
ле чего производят контроль по индикатору. Аналогично выпол-
няется наладка инструмента на остальных позициях. Точность на-
стройки составляет ±0,02 мм при использовании индикатора с
ценой деления 0,01 мм.
3.7.	Приспособления для агрегатных станков
и автоматических линий
Приспособления для агрегатных станков и автоматических ли-
ний являются узлами оборудования; они подобны обычным ста-
ночным приспособлениям, обеспечивающим правильное распо-
ложение заготовок относительно инструмента и их зажим.
178
Поскольку эти приспособления весьма трудоемки в проекти-
ровании и изготовлении, то их стоимость в некоторых случаях
доходит до 50 % стоимости самих станков.
Приспособление агрегатного станка всегда определенным об-
разом взаимосвязано с другими узлами станка: поворотным или
поступательно-персмегцающимся столом, шпиндельной коробкой,
инструментальной наладкой, подвесными кондукторными пли-
тами и др. Эта связь проявляется прежде всего в том, что габарит-
ные размеры и конфигурация приспособления и привод зажим-
ного устройства заготовки в значительной степени определяются
наличием поворотного или поступательно-перемещающегося сто-
ла, его габаритными размерами и принципом работы. Так, если
обработка заготовки ведется на станке, снабженном гидравличес-
ким поворотным столом, то для ее зажима применяется гидрав-
лическое устройство; если обработка ведется на станке с гори-
зонтальной осью вращения барабана, то наиболее часто приме-
няется электромеханический привод.
В зажимных приспособлениях агрегатных станков находят при-
менение ручные, пневматические, электромеханические и гид-
равлические приводы. Приспособления, установленные на пово-
ротных столах или барабанах агрегатных станков, отличаются тем,
что один центральный привод используют на нескольких зажим-
ных устройствах, расположенных на разных рабочих позициях.
Масло подводится к цилиндрам приспособлений следующим
образом. На оси поворотного стола устанавливают стойку-распре-
делитель 4 (рис. 3.70, а), на которой расположена поворотная муф-
та 5. В расточках последней запрессованы стальные гильзы 7 ци-
линдров. В гильзах перемещаются поршни со штоками 6, имею-
щими резьбовые отверстия для присоединения деталей зажимных
механизмов приспособлений (рычагов, планок и т.д.). Масло по-
ступает в стойку-распределитель 4 и по каналам через поворот-
ную муфту 5— в бесштоковые полости, вызывая перемещение пор-
шней со штоками 6 на всех позициях, кроме загрузочной. Гидроци-
линдром, расположенным на загрузочной позиции, управляет кран
9, вынесенный за пределы поворотного стола 8 (рис. 3.70, (J). За-
жим заготовок на всех остальных позициях автоматический. Под-
вижные стойка-распределитель 4, поршни и штоки уплотняются
резиновыми манжетами 2, 3 и 7. Манжеты 7 предназначены для
очистки штоков от загрязнения.
В приспособлениях с пневмоприводом используется пневмо-
распределитель (рис. 3.71), предназначенный для автоматического
переключения потока сжатого воздуха, поступающего из магист-
рали в зажимные приспособления во время поворота планшайбы.
Пневмораспределитель изготовляют в двух исполнениях: с до-
полнительным ручным переключением или без него. В пневморас-
пределителе сжатый воздух по трубопроводу а поступает в отвер-
179
Рис. 3.70. Муфта подвода центрального гидравлического привода зажима
заготовок, применяемая в приспособлениях агрегатных станков (а)
и схема стола станка (б):
1 — гильза цилиндра; 2, 3, 7 — манжеты; 4— стойка-распределитель масла; 5 —
поворотная муфта; 6 — шток; 8 — поворотный стол; 9 кран управления хо-
дом гидроцилиндра
стае золотника в и по каналам 2, 3, 4 (разрез А— А) направляется
в зажимные полости пневмоцилиндров приспособлений, установ-
ленных на столе. Эти приспособления находятся в данный момент
на рабочих позициях станка, полости отжима их пневмопилинд-
ров сообщаются с атмосферой через канал д (разрез Б—Б). За-
жимная полость пневмоцилиндра приспособления, находящегося
в загрузочно-разгрузочной позиции станка, сообщается с атмос-
ферой через канал г, а воздух из магистрали через канал б посту-
пает в полость отжима, освобождая заготовку и давая возмож-
ность произвести ее разгрузку и загрузку следующей. При поворо-
те планшайбы стола на одну позицию первое приспособление ста-
новится на место второго, которое в свою очередь занимает место
третьего и т.д., а четвертое приспособление перемещается в заг-
рузочно-разгрузочную позицию; затем переключается подача воз-
духа. Зажим и отжим заготовки — автоматические, в момент оста-
новки планшайбы стола.
Малогабаритные заготовки на агрегатных станках обрабатыва-
ются в многоместных стационарных приспособлениях 3 (рис. 3.72, а)
с централизованными гидравлическими зажимными устройства-
ми. Давление масла контролируется манометром 4. В зажимных
180
Рис. 3.71. Пневмораспределитель с автоматическим переключением по-
тока сжатого воздуха для приспособлений агрегатных станков:
/ — станина; II — масленка; Ill — планшайба стола; а — трубопровод; б, г,
д, I, 2, 3, 4 — каналы подвода к приспособлениям; в — отверстие золотника
устройствах 2 могут быть установлены разные заготовки 7. На
рис. 3.72, б показано многоместное приспособление с типовыми
индивидуальными зажимными гидравлическими устройствами
типа прихватов 6 для заготовок 5.
Приспособления для автоматических линий классифициру-
ются в зависимости от компоновки их оборудования, схемы
транспортирования заготовок между технологическими пози-
циями, наличия и типа устройства для направления инстру-
мента.
Обработка крупногабаритных заготовок с подготовленными ба-
зовыми поверхностями для непосредственной транспортировки
между технологическими позициями, а также для ориентации и
зажима ведется в стационарных (неподвижно закрепленных на ра-
бочей позиции) приспособлениях. Детали сложной конфигура-
181
Рис. 3.72. Многоместные стационарные приспособления для агрегатных
станков:
а — с централизованными гидравлическими зажимными устройствами; б — с
типовыми индивидуальными зажимными устройствами: /, 5 — заготовки: 2 —
зажимное устройство; 3 — корпус приспособления; 4 манометр; 6 — прихват
ции или выполненные из быстроизнашивающихся материалов,
транспортировка, ориентация и закрепление которых вызывают
определенные трудности, перемещаются с помощью приспособ-
лений-спутников, сопровождающих обрабатываемую деталь на всех
технологических операциях линии.
В агрегатных станках и автоматических линиях могут приме-
няться многопозиционные приспособления поворотного либо
прямолинейного перемещения. Приспособления, смонтированные
на поворотных делительных столах либо барабанах, используются
в основном для обработки деталей малых и средних размеров.
Одним из наиболее характерных признаков, определяющих
конструкцию приспособления, является схема базирования и за-
крепления заготовки.
Приспособления для агрегатных станков и автоматических ли-
ний классифицируются также по группам в зависимости от рас-
положения базирующей установочной поверхности в простран-
стве:
1	группа — установочная поверхность приспособления распо-
ложена внизу под заготовкой горизонтально или под углом 45° к
горизонту;
II	группа — установочная поверхность приспособления нахо-
дится над заготовкой под углом до 45° к горизонту;
III	группа — установочная поверхность приспособления рас-
положена под углом 45...90' к горизонту.
182
Для многопозиционных приспособлений барабанного типа за
основу при анализе расположения установочной поверхности в
пространстве берется позиция загрузки заготовки.
Для надежного закрепления заготовки в приспособлениях для
агрегатных станков и автоматических линий применяют специ-
альные механизмы с самотормозящимися парами винт-гайка и
электро- либо гидромеханическим приводом от специального за-
жимного устройства — электро- или гидромеханического ключа,
а также механизмы с самотормозящимися клиновыми передача-
ми с приводом от гидро- или пневмоцилиндров.
Применение средств автоматизации установки и снятия заго-
товки, ее закрепления и раскрепления, подвода, отвода и фикса-
ции подводимых и самоустанавливающихся опор и т. п. — важней-
шее направление в проектировании приспособлений для агрегат-
ных станков и автоматических линий.
На рис. 3.73 показано зажимное устройство, в котором зажим
заготовки 16 сочетается с поджимом ее к базовым поверхностям
приспособления.
При подаче масла в штоковую полость гидроцилиндра пор-
шень 1 и связанный с ним шток 2, передний конец которого
Рис. 3.73. Зажимное устройство с одновременным поджимом заготовки к
базовым поверхностям приспособления:
1 — поршень; 2 — шток; 3 — ролик; 4, 6 — оси; 5 — винт; 7 — рычаг; 8, 15
пружины; 9, II — упоры; 10 - клиновой плунжер; 12 — ползушка; 13 -
толкатель; 14 — прихват; 16— заготовка; 17— призма
183
выполнен в виде двухскосного клина, воздействует на толкатель
13 через ролик 3, вращающийся на оси 4. При подъеме толкателя
13 прихват 14 зажимает заготовку. При этом соответственно отре-
гулированный винт 5 освобождает рычаг 7, качающийся на оси 6.
Под действием пружины 8 клиновой плунжер 10 перемещается
вверх и, нажимая на упор 11, перемещает ползушку 12, подавая
заготовку в зев призмы 17.
Ползушка отводится при ходе поршня влево. В этом случае на-
жимом на плечо рычага 7 отводится вниз клиновой плунжер 10 и
сжимается пружина 8. Обратный скос плунжера 70 при нажиме на
упор 9 отводит ползушку 12 от обработанной детали. Прихват 14
отводится от детали пружиной 15.
Элементы зажимных приспособлений для агрегатных станков
и автоматических линий — подводимые опоры с ручным или ме-
ханизированным приводом — используют для предотвращения де-
формации заготовок под действием сил резания или зажима.
Самоустанавливающаяся опора с ручным фиксированием
(рис. 3.74) применяется в приспособлениях для обработки слож-
ных по форме заготовок. Механизм состоит из подпружиненной
опоры 2 с регулировочным винтом 1 и запирающего клина-гайки
3, опирающегося на фланец винта 4 с рукояткой 5. При вращении
винта запирающий клин движется в осевом направлении, разжи-
мает опору и своим дополнительным клиновым скосом отводит
ее от заготовки, преодолевая сопротивление пружины. При вра-
щении винта в противоположном направлении освобождается опо-
ра, которая под действием пружины выдвигается и прижимается к
заготовке, установленной в приспособлении. При дальнейшем вра-
щении рукоятки 5 запирающий клин подводится к опоре и зажи-
Рис. 3.74. Самоустанавливающа-
яся опора с ручным фиксиро-
ванием:
/— регулировочный винт; 2 — под-
пружиненная опора; 3 — запираю-
щий клин-гайка; 4 — винт; 5 — ру-
коятка
184
мает ее по клиновой поверхности через самотормозящуюся пару
винт—гайка. Сила зажима опоры практически не передается на за-
готовку, так как в клиновом механизме угол клина принят близ-
ким к углу, обеспечивающему самоторможение.
Зажим в приспособлении обеспечивают прихваты, непосред-
ственно контактирующие с заготовкой. Усилие от привода к при-
хватам передается с помощью рычажных и винтовых передач, тяг,
клиньев и т.п. Прихваты с рифлениями зажимают заготовку по
необработанной поверхности, что способствует увеличению сил
трения. Это бывает необходимым при черновой обработке с боль-
шими усилиями резания.
Механизмы, передающие усилие от привода к прихватам и
осуществляющие изменение направления, увеличение и распре-
деление силы зажима от одного привода на несколько прихва-
тов, весьма разнообразны по схемам и конструкциям. По прин-
ципу действия механизмы разделяются на самотормозящиеся и
несамотормозящиеся, причем первые сохраняют силу зажима при
отключении привода.
В поворотном прихвате зажимного приспособления для агрегат-
ного станка байонетный поворот штока / (рис. 3.75) производится
совместно с поршнем посредством взаимодействия штифта 2, зак-
репленного в штоке, с винтовыми пазами, выполненными в на-
правляющей бобышке крышки 6. Снижение удельных давлений на
пальце и в винтовом пазу достигается за счет увеличения числа
работающих поверхностей па-
зов и пальцев до двух и вве-
дением в уплотнение штока
и поршня антифрикционных
пластмассовых колец 5. Для
увеличения точности поворо-
та прихвата при зажиме и по-
падании его всегда в одно и
то же место на заготовке в
поршень запрессован палец 4,
который в конце хода прихва-
та перемещается в паз на
крышке 3 и фиксирует поло-
жение прихвата.
В приспособлениях для
станков с поворотным дели-
тельным барабаном или сто-
лом широко применяются
механизмы зажима одной
или двух заготовок с приво-
дом от электромеханическо-
го ключа.
Рис. 3.75. Поворотный прихват зажим-
ного приспособления:
/ — шток; 2— штифт; 3. 6 — крышки; 4 —
палеи; 5 — пластмассовые кольца
185
Рис. 3.76. Зажимное приспособление
для горизонтального шестипозици-
онного агрегатного станка с пово-
ротным барабаном (а) для обработ-
ки заготовки из трубы (б):
1 — заготовка; 2 — рычаг; 3, 4 — тяги;
5— вал; 6— барабан; 7— базовый эле-
мент; 8 — прихват; 9 — зажимное уст-
ройство; 10 - винтовой зажим; 11 —
приводной механизм
На рис. 3.76 приведено зажимное приспособление для горизон-
тального шестипозиционного агрегатного станка с поворотным
барабаном. На каждой позиции устанавливается одно двухместное
приспособление для обработки заготовки из трубы. Базой служат
торец и наружная цилиндрическая поверхность трубы.
Приспособление представляет собой поворотный делительный
барабан 6 с горизонтальной осью, на гранях которого установле-
ны двухместные зажимные устройства 9. Последние состоят из уни-
фицированного винтового зажима 10, приводного механизма 11
и базовых элементов 7. Корпус барабана 6 установлен на валу 5.
Винтовой зажим 10 имеет тягу 4, перемещающуюся в стакане. Тяга
4, несущая двухместный качающийся на оси прихват 8, соединена
рычагом 2 с тягой приводного механизма. Заготовка 1 вводится
сбоку (справа) в пространство между призмами до упора в опор-
ную планку. Приводом зажима служит электромеханический ключ,
который через механизм 11 приводит во вращение винтовой за-
жим 10. При этом тяга 3, перемещаясь, поворачивает рычаг и пе-
редает усилие тяге 4, двигая ее вместе с прихватом 8. Происходит
зажим заготовки, а затем при повороте барабана — периодичес-
кий перенос ее на последующие рабочие позиции.
В приспособлениях для агрегатных станков и автоматических
линий также находят применение самоцентрирующие тиски с при-
водом от электромеханического ключа. Приспособление исполь-
зуется для ориентации в пространстве, центрирования и зажима
заготовки двумя подвижными губками. В процессе обработки уси-
лие зажима в таких тисках поддерживается самотормозящимися
парами винт—гайка.
186
В стационарных приспособлениях для агрегатных станков и бес-
спутниковых автоматических линий применяется механизм фик-
сации заготовок (рис. 3.77), который предназначен для ориенти-
рования по контрольным отверстиям массивных корпусных заго-
товок, находящихся на установочной базовой поверхности при-
способления.
Механизм фиксации имеет ряд исполнений, определяемых меж-
осевым расстоянием от пальца до оси рычага и длиной рычага.
Различные исполнения получаются установкой деталей механиз-
ма при сборке: расположением тяги 6 над или под рычагами, снизу
вверх для поворота рычагов в разные стороны.
Механизм состоит из подвижных фиксирующих пальцев — ци-
линдрического 3 и ромбического 5, перемещающихся во втулках и
защищенных от попадания стружки и эмульсии сальниками и флан-
цами 4. Движение пальцам сообщают рычаги 7. В корпусе приспо-
собления валы 8 установлены в антифрикционных втулках. Для удоб-
ства монтажа вала вместе с рычагом в корпусе приспособления с
одной стороны предусмотрено отверстие с окном, которое закры-
вается фланцем /. На одном конце каждого вала со стороны фланца
посажен на шпонке рычаг 2, причем оба рычага соединены тягой 6.
На другой конец одного из валов надевается рукоятка ручного при-
вода или рычаг гидропривода. При повороте привод одного из ва-
лов 8 через тягу 6 передает движение другому валу. Валы с помо-
щью рычагов 7 вводят пальцы 3 и 5 в заготовку (выводят из нее).
Рис. 3.77. Механизм фикса-
ции заготовок:
/ 4 ... фдапцы; 2, 7 — рыча-
ги; 3 — цилиндрический на-
пев; 5 — ромбический палец;
6 — тяга; А' - вал
187
В качестве приводов перемещений наиболее широкое приме-
нение находят гидравлические цилиндры.
Кондукторные плиты в агрегатных станках, предназначенные
для направления режущих инструментов, бывают неподвижные и
подвижные. Неподвижные плиты, изготовляемые за одно целое с
корпусом приспособления (например, на поворотных устройствах
барабанного типа или в стойках), обеспечивают наиболее высо-
кую точность расположения обработанных отверстий не только
относительно друг друга, но и относительно технологических баз
заготовок. Подвижные плиты обеспечивают удобство при загрузке
и выгрузке заготовки и детали, свободный доступ к приспособле-
нию, а также возможность подвода кондукторных втулок непос-
редственно к месту обработки. Подвижные плиты часто фиксиру-
ются по пальцам или втулкам приспособления.
Тяжелая кондукторная плита точного вертикального агрегат-
ного станка с поворотным столом представлена на рис. 3.78, а.
Корпус 4 плиты подвешен на четырех штангах 7, проходящих че-
рез отверстия шпиндельной коробки 6. Исходное положение пли-
ты по высоте регулируют гайками 5. Режущий инструмент направ-
ляется втулками — вращающимися 13 или неподвижными 15. При
направлении инструмента неподвижной втулкой 15 последняя ус-
танавливается в базовую втулку 16, предотвращающую потерю точ-
ности отверстия в корпусе 4 при многократной замене втулки 15.
Втулка 15 крепится винтом 14 или с помощью планок.
При направлении инструмента вращающейся втулкой (см. раз-
рез Б—Б), что необходимо при чистовом растачивании, борш-
танга должна быть связана с втулкой посредством шпонки, чтобы
обеспечить независимость положения оси вращения борштанги
от биения внутреннего диаметра втулки 13. В этом случае приме-
няется конструкция, показанная на рис. 3.78, б. Шпонка 20 уста-
навливается на ось 21, концы которой находятся во втулке 13.
Перед вводом во втулку 13 борштанга /7 фиксируется в опреде-
ленном угловом положении. При выводе борштанги шпонка 20 под
действием пружины 18 поворачивается вокруг оси 21 и нижний
конец шпонки входит в паз во фланце 19. фиксируя втулку 13 в
угловом положении. При вводе борштанги во втулку 13 последняя
расфиксируется, так как шпонка 20 поворачивается вокруг оси
21, входя в паз борштанги. При этом втулка 13 выходит из паза
фланца 19.
Для подвода кондукторных втулок к месту обработки исполь-
зуются кронштейны 3 (см. рис. 3.78, а). Окна 2 в кронштейнах слу-
жат для очистки инструмента и кондукторной плиты от стружки
при отводе вверх. Быстрый подвод в зону обработки плита совер-
шает вместе с силовой головкой (столом). В начале рабочей пода-
чи плита устанавливается четырьмя платиками 1 и 11 на соответ-
ствующие платики приспособления (на рис. 3.78, а не показаны).
188
Рис. 3.78. Кондукторная плита точно-
го вертикального агрегатного станка
(а) и конструкция вращающейся
втулки со шпонкой (о):
/, II — платики; 2 окно; 3 кронш-
тейн; 4 — корпус; 5 гайка; 6 — шпин-
дельная коробка; 7 штанга; 8—опор-
ное кольпо; 9 — зашслка; 10 — пробка;
12, 13, 15, 16 втулки; 14 —- винт; 17 -
борштанга; /<*>’- пружина: 19 — фланец;
20 шпонка; 21 — ось
18
Втулки /2 служат для фиксации плиты, а пробка Ю предохраняет
ее от попадания стружки и СОЖ. При смене инструмента плиту
следует отсоединить от штанг 7 и оставить на приспособлении, а
головку со шпиндельной коробкой и штангами отвести в крайнее
верхнее положение. Отсоединение штанг от плиты производится
четырьмя защелками 9. Опорные кольца 8 обеспечивают удобство
фиксации штанг в плите.
Стационарные приспособления для автоматических линий при-
меняются для заготовок, имеющих устойчивые базы для непос-
редственной транспортировки, ориентации и зажима на каждой
технологической позиции линий. В автоматических линиях заго-
товки могут транспортироваться с помощью штанг, несущих про-
межуточные базы (например, призмы для установки картеров ве-
дущих мостов автомобилей), либо скольжением по направляю-
щим планкам (блоки цилиндров, головки блоков, корпуса редук-
торов и др.).
189
Рис. 3.79. Типовые узлы стационарного приспособления для обработки
картеров ведущих мостов автомобилей, применяемого в автоматической
линии:
I — заготовка; 2 — транспортный штырь; 3 — транспортер; 4 — направляющий
ролик; 5— базовая призма; 6, 7- порталы; 8— штырь; 9— призма; 10 — сило-
вой стол; //— шпиндельный узел; 12 — центрирующая головка; 13 — станина
На рис. 3.79 приведены типовые узлы стационарного приспо-
собления для обработки картеров ведущих мостов автомобилей,
применяемого в автоматической линии. Подача заготовки 1 в при-
способление осуществляется штангой транспортера 3 по направ-
ляющим роликам 4, установленным на станине 13. На штанге для
транспортировки детали имеются специальные транспортные
штыри 2. Приспособление состоит из ряда узлов и механизмов:
базовой призмы 5, стойки порталов 6 и 7, штырей 8 и призмы 9
предварительной ориентации заготовки, центрирующей головки 12.
Заготовка обрабатывается с двух сторон инструментом, располо-
женным на шпиндельных узлах /7, установленных на силовых сто-
лах 10.
Рассмотрим работу механизмов центрирования, подъема и за-
жима, входящих в стационарное приспособление (рис. 3.80).
190
Рис. 3.80. Механизмы стационарного приспособления для автоматиче-
ской линии:
а — центрирования картера; б — подъема и зажима картера; / — гидравлический
цилиндр; 2~ коромысло; 5 — прихват; 4, 7— заготовки-картеры; 5— центриру-
ющий сухарь; 6, 9— толкатели; 8~ клиновой механизм; 10— корпус; 11 —
реечно-шестеренчатый механизм; 12- - тяга
В конструкции механизма центрирования (рис. 3.80, а) приво-
дом является гидравлический цилиндр 1. Угол 30° при вершине
конуса толкателя 6 позволяет увеличить усилие на центрирующих
сухарях 5 в 2 —2,5 раза. Усилие на прихватах 3, передаваемое ко-
ромыслом 2, оказывается при этом в 20—25 раз меньше усилия
центрирования. Это обеспечивает надежное центрирование заго-
товок-картеров 4 независимо от последовательности срабатыва-
ния центрирующего и прижимного элементов.
Механизм подъема и зажима (рис. 3.80, б) работает следую-
щим образом: подъем заготовки-картера 7 осуществляется толка-
телем 9 через реечно-шестеренчатый механизм 11 с приводом от
тяги 12, зажим заготовки — через клиновой механизм 8, установ-
ленный в корпусе 10.
Для зажимных приспособлений барабанных агрегатных стан-
ков применяют преимущественно электромеханический привод,
реже — гидравлический и пневматический.
На рис. 3.81 показаны различные типовые механизмы зажима
заготовок 3, приводимые в действие от электромеханического клю-
191
Рис. 3.81. Типовые механизмы зажима заготовок на агрегатных станках
барабанного типа:
I— винты; 2— прихваты; 3— заготовки; 4— промежуточные рычаги; 5- само-
центрирующие призмы; 6 — тиски
ча через винт 7, промежуточный рычаг 4, прихваты 2 или само-
центрирующие призмы 5, установленные в тисках 6.
Приспособления, устанавливаемые на поворотных спюлах агре-
гатных станков, мотуг выполняться в едином корпусе либо компо-
новаться в нескольких отдельных (автономных) корпусах (рис. 3.82).
Последний вариант более технологичен в сложных конструкциях.
Для точной ориентации приспособлений на планшайбе пово-
ротного делительного стола (и соответственно базовых элементов
в корпусах приспособлений) выполняются точно расположенные
(с отклонениями ±0,01 мм) отверстия (по два на каждый кор-
пус), в которые устанавливаются нормализованные базовые фик-
сирующие пальцы.
Заготовки в многопозиционных поворотных приспособлениях
крепятся электромеханическими, пневматическими или гидрав-
лическими устройствами и механизмами.
192
Рис. 3.82. Типовое многопозици-
онное приспособление для агре-
гатного станка с поворотным сто-
лом:
а— автономный блок; б — схема ус-
тановки блоков на поворотном дели-
тельном столе; /— пневмоцилиндр;
2— самоцеитрирующие тиски; 3 —
заготовка
Электромеханический ключ крепится на стационарном или
откидном кронштейне, монтируемом на станине станка.
Для крепления заготовок в многопозиционных поворотных
приспособлениях агрегатных станков может применяться пнев-
мопривод.
Приспособления-спутники автоматических линий — узлы, в
которых скомпонованы элементы базирования, фиксации и за-
жима как заготовок, так и самого спутника в автоматической
линии. Конструкция приспособления-спутника должна обеспе-
чивать точность и жесткость базирования заготовки, ее надеж-
ный прижим (исключающий упругие деформации), хорошие
условия отвода стружки. Спутники должны иметь форму, удоб-
ную для транспортировки вдоль автоматической линии, на-
дежно фиксироваться и закрепляться на технологических по-
зициях.
Базирование заготовок в приспособлениях-спутниках может
выполняться:
•	по плоскости и двум отверстиям (крышки, корпуса, баланси-
ры и др.);
•	по плоскости и центральному отверстию либо по наружной
цилиндрической поверхности с фиксацией (при необходимости)
углового положения заготовки (диски, станины электродвигате-
лей, ступицы колес и др.);
•	в самоцентрирующих патронах (тормозные барабаны, звез-
дочки и др.);
7 3 278
193
	в призмах (валы, крестовины кардана, поддерживающие ро-
лики гусеницы трактора и др.);
•	по необработанной плоскости и двум конусным отверстиям
(картер рулевого управления и др.);
•	с использованием подводимых опор, самоцентрирующих уст-
ройств (рычаги, картеры ведущих мостов и др.) — комбиниро-
ванная схема;
•	по плоскости и трем отверстиям.
Последняя схема принципиально не отличается от схемы бази-
рования по двум отверстиям. В этом случае все три пальца должны
быть ромбическими (два из них ограничивают смещение заготов-
ки по оси X, а третий — по оси У).
Базирование по плоскости и двум отверстиям наиболее рацио-
нально при необходимости последующей обработки (например,
для базирования при финишных операциях, выполняемых вне
линии). Заготовки устанавливаются преимущественно на непод-
вижные фиксирующие пальцы, которые должны быть легко де-
монтируемы для удобства замены при ремонте, для чего отвер-
стия под фиксаторы в корпусе спутника выполняют сквозными
либо в торце фиксаторов предусматривают резьбовые демонтаж-
ные отверстия.
Приспособления-спутники по положению оси крепления за-
готовок (или приспособлений) подразделяются на две группы: с
горизонтальной и вертикальной осями крепления.
В приспособлении-спутнике с вертикальной плоскостью, на
которой устанавливается зажимное приспособление (рис. 3.83, а),
заготовки зажимаются прихватом через винтовые самотормозя-
шие пары.
Обработка отверстий в деталях типа дисков осуществляется с
использованием кондукторных втулок /. Для фиксации базовой
Рис. 3.83. Приспособления-спутники с вертикальной плоскостью уста-
новки зажимного приспособления с базированием заготовки по плоско-
сти и центральному отверстию (а) и горизонтальной плоскостью уста-
новки зажимного приспособления (б) и их элементы — механизм фик-
сации и зажима спутника (в), устройство для выверки заготовки-отлив-
ки в зажимном приспособлении спутника (г):
/ — кондукторная втулка; 2— базовая втулка; 3— фланец; 4— втулка фиксации
спутника; 5— базовая планка механизма фиксации и зажима спутника; 6— при-
жимная планка спутника; 7— прихват; 8 — штифт; 9— тяга; 10— гайка; 11 —
винт; 12— полумуфта; 13 — приспособление для ориентации и зажима загото-
вок; 14— плита-платформа; 15— платик; 16— планка; 17— палец для фикса-
ции спутника; 18— спутник; 19— клиновой механизм; 20— качающийся рычаг;
21— гидроцилиндр; 22, 25— стрелочные указатели; 23, 26— вертикальные ры-
чаги; 24— распорка; 27— маховик; 28— рычаги; 29— ползушка; 30— клино-
видный платик; 31— трехкулачковый патрон
194
7’
195
части приспособления применяется втулка 2, устанавливаемая
на фланце 3. При подходе к рабочей позиции линии корпус спут-
ника фиксируется специальными втулками 4 посредством паль-
ца. Втулки установлены на базовой планке 5. Спутник в приспо-
соблении автоматической линии зажимается прижимной план-
кой 6. На тяге 9 имеется паз, в который входит штифт 8, благо-
даря чему возможен поворот прихвата 7 для отжима или зажима
заготовки. Длина тяги регулируется винтом 11 и гайкой 10. За-
жим осуществляется с помощью механического ключа через по-
лумуфту 12.
Широко применяются приспособления-спутники, на плоской
горизонтальной поверхности которых крепятся зажимные приспо-
собления (рис. 3.83, б). Обычно это линии для обработки больших
заготовок.
Сами приспособления-спутники имеют два основных способа
базирования на линиях: по нижним опорным плоскостям с при-
жимом сверху и по верхним плоскостям с прижимом снизу. Спут-
ник (см. рис. 3.83, б) базируется по плоскостям плоскости Б
платиков /5 служат для перемещения спутника по планкам транс-
портера; прижим с усилием Q обеспечивается с помощью планок
16 и Т-образных прихватов, расположенных по оси спутника. Спут-
ник состоит из унифицированной плиты-платформы 14 и при-
способления 13, предназначенного для ориентации и зажима за-
готовок. Составная конструкция позволяет широко унифициро-
вать отдельные элементы спутника. Базирование по верхним плос-
костям применяется для защиты от попадания на них стружки и
грязи, поэтому базы более долговечны.
Оба способа базирования имеют свои преимущества и недо-
статки.
Точность и стабильность базирования во многом зависят от кон-
струкции механизмов фиксации и зажима. С этой точки зрения
удачна конструкция (рис. 3.83, в) механизма зажима и фиксации
спутника на рабочей позиции в автоматической линии для обра-
ботки деталей карбюратора. Спутник 18 фиксируется с помощью
пальца /7, а прижим усилием Q обеспечивается клиновым меха-
низмом 19, приводимым в действие качающимся рычагом 20 от
гидроцилиндра 21.
В ряде автоматических линий для обработки стальных штампо-
ванных рычагов для исключения вибраций на рабочих позициях
спутники оборудованы системой подводных опор, к которым они
дополнительно поджимаются специальными рычагами. Кроме того,
для уменьшения износа базовых поверхностей спутников создается
воздушная подушка.
Для ориентации заготовок в зажимных приспособлениях спут-
ника в автоматической линии применяются устройства ориента-
ции специальной конструкции.
196
Устройство (рис. 3.83, г) для ориентации заготовок смонтиро-
вано на загрузочной позиции. Заготовка устанавливается на пол-
зушку 29 с гремя клиновидными платиками 30. В горизонтальной
плоскости ползушка перемещается вручную с помощью маховика 27.
На заготовке выполнены три технологических прилива, которыми
она опирается на базовые поверхности зажимного приспособле-
ния. При горизонтальном перемещении ползушки связанные с ней
рычаги 28 приподнимают или опускают отливку. В наклонное от-
верстие сзади заготовки вводится трехкулачковый патрон 31, винт
которого шарнирно связан с вертикальным рычагом 23.
В большую полость отливки вставляется распорка 24, связанная
со вторым вертикальным рычагом 26. Эти устройства служат для
подъема, опускания, поворота и наклона заготовки. Они снабже-
ны стрелочными указателями 25 и 22, которые отмечают на шка-
лах положение заготовки. После выверки и придания отливке пра-
вильного положения в зажимном устройстве спутника оператор
производит ее закрепление. Данная конструкция, несмотря на от-
носительную сложность, обеспечивает заданную точность и ста-
бильность установки заготовки.
Применение спутников для нежестких деталей позволяет по-
высить точность обработки также за счет стабильности усилия за-
жима.
Практика создания агрегатных станков и автоматических ли-
ний для обработки корпусных деталей показала, что вместо спе-
циальных приспособлений все шире распространяются приспо-
собления многократного применения типа УНП и СНП, так как
имеется тенденция перехода к переналаживаемому оборудова-
нию даже в условиях массового производства. На рис. 3.84 пока-
Рис. 3.84. Универсальное
переналаживаемое при-
способление многократ-
ного применения для аг-
регатного станка (авто-
матической линии):
/ — крупногабаритная заго-
товка; 2— зажимное уст-
ройство; 3 — плита
197
зано универсальное переналаживаемое приспособление, смон-
тированное на плите 3, с установленной на ней крупногабарит-
ной заготовкой 1, имеющей устойчивую базовую поверхность.
Крепление обеспечивает система зажимных устройств 2. Такие
плиты с зажимными устройствами могут устанавливаться на при-
способлениях-спутниках для переналаживаемых агрегатных стан-
ков и автоматических линий. При переходе на обработку других
заготовок приспособление может быть разобрано на элементы
для многократного применения, а на его место установлено но-
вое.
Контрольные вопросы
I.	Расскажите об основных типах станочных приспособлений и осо-
бенностях их конструирования.
2.	Расскажите о конструкциях вспомогательного инструмента, приме-
няемого на металлорежущих станках.
3.	Расскажите о токарных патронах. Нарисуйте принципиальную схе-
му 2, 3, 4 и 6-кулачкового патрона.
4.	Какие требования предъявляются к токарным центрам?
5.	Зачем применяют хомутики при обработке заготовок на токарных
станках?
6.	Расскажите о работе цангового патрона на токарном станке.
7.	В каких случаях на токарных станках применяют мембранные патро-
ны?
8.	Для чего применяют люнеты на токарных станках? Нарисуйте прин-
ципиальную схему одной из конструкций люнета.
9.	В каких случаях на токарных станках применяют планшайбы?
10.	Какие требования предъявляются к приспособлениям для фрезер-
ных станков?
11.	Нарисуйте принципиальную схему одного из зажимных приспо-
соблений, применяемых на фрезерном станке.
12.	Расскажите о разных типах станочных тисков.
13.	Нарисуйте схему работы ручного прихвата. Расскажите о его пре-
имуществах и недостатках.
14.	Расскажите о работе приспособления для фрезерного станка, в
котором зажим заготовки осуществляется откидными прихватами.
15.	Какие делительные приспособления применяются на фрезерных
станках?
16.	Расскажите о классификации столов фрезерных станков и их прин-
ципиальных конструкциях.
17.	Зачем применяются делительные головки на фрезерных станках?
18.	Расскажите о приспособлениях, расширяющих технологические
возможности фрезерных станков.
19.	Расскажите о требованиях, предъявляемых к зажимным приспо-
соблениям для сверлильных станков.
20.	Нарисуйте схему скальчатого кондуктора и расскажите о принци-
пах его действия.
21.	Расскажите о работе автоматизированных кондукторов.
198
22.	Расскажите о типах стационарных зажимных устройств для свер-
лильных станков.
23.	Для чего на сверлильных станках применяют поворотные столы?
Чем они отличаются от поворотных столов фрезерных станков?
24.	Расскажите о многошпиндельных сверлильных головках и их кон-
струкциях.
25.	Расскажите о центровых приспособлениях шлифовальных станков.
26.	Нарисуйте схему оправки шлифовального станка. Зачем применя-
ют гидропласт или масло в таких оправках?
27.	Расскажите о приспособлениях, применяемых на плоскошлифо-
вальных станках.
28.	Что такое лекальные тиски? Чем они отличаются от обычных ма-
шинных тисков?
29.	Какие специальные требования предъявляются к зажимным при-
способлениям для станков с ЧПУ и обрабатывающих центров?
30.	Какого типа зажимные приспособления применяют в станках с
ЧПУ: специальные, переналаживаемые, многократного использования?
31.	Какие требования предъявляются к установке приспособлений на
станок с ЧПУ?
32.	Возникают ли дополнительные погрешности (по сравнению со
станком с ручным управлением) при установке приспособления на ста-
нок с ЧПУ?
33.	Нарисуйте конструкции элементов, используемых в приспособле-
ниях для станков с ЧПУ.
34.	Расскажите о типовых компоновках приспособлений для станков
с ЧПУ для обработки заготовки с четырех-пяти сторон.
35.	Расскажите о конструкции зажимного приспособления для осево-
го инструмента при скоростной обработке на обрабатывающем центре.
36.	Как и на чем производится настройка на размер режущего инстру-
мента на станках с ЧПУ (на станке, вне станка)?
37.	В чем особенности требований к приспособлениям, применяемым
на агрегатных станках и автоматических линиях?
38.	Каковы особенности применения приспособлений с гидроприво-
дом на агрегатных станках с поворотным столом и барабанного типа?
39.	Расскажите об элементах, из которых собираются зажимные при-
способления агрегатных станков и автоматических линий. Нарисуйте кон-
струкцию двух-трех элементов.
40.	Расскажите о конструкциях зажимных приспособлений к агрегат-
ным станкам различных типов.
41.	Для чего применяются кондукторные плиты в агрегатных станках?
42.	Расскажите о стационарных зажимных приспособлениях, приме-
няемых на автоматических линиях.
43.	Расскажите о зажимных приспособлениях, применяемых на агре-
гатных станках с поворотными столами.
44.	Расскажите о приспособлениях-спутниках (назначение, причины
использования, конструкции).
45.	Расскажите о причинах применения на агрегатных станках и авто-
матических линиях переналаживаемых зажимных приспособлений.
199
Глава 4. СБОРОЧНЫЕ И КОНТРОЛЬНЫЕ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ ИНСТРУМЕНТА
4.1.	Сборочные приспособления
Приспособления для сборочных работ не являются станочны-
ми. Однако необходимость их рассмотрения обусловлена следую-
щим: во-первых, их проектируют, как правило, те же специали-
сты, что и станочные приспособления; во-вторых, многие конст-
руктивные элементы приспособлений для сборочных и станочных
работ одни и те же или аналогичны.
По степени специализации приспособления для сборочных
работ разделяют на универсальные и специальные; по степени
автоматизации — на ручные, механизированные, полуавтомати-
ческие и автоматические; по типу привода — на механические,
пневматические, гидравлические и пневмогидравлические.
По назначению приспособления для сборочных работ можно
разделить на следующие основные группы:
а)	приспособления-зажимы, которые служат для закрепления
собираемых изделий, сборочных единиц или деталей в требуемом
для сборки положении, а также для придания устойчивости сбо-
рочной единице и облегчения ее сборки;
б)	установочные приспособления, предназначенные для пра-
вильной и точной установки соединяемых деталей или сборочных
единиц относительно друг друга, что гарантирует получение тре-
буемых монтажных размеров;
в)	рабочие приспособления, используемые при выполнении
отдельных операций технологического процесса сборки: вальце-
вания, запрессовки, установки и снятия пружин и т.д.;
г)	контрольные приспособления, изготовленные применитель-
но к конфигурации, формам, размерам и другим особенностям
проверяемых сопряжений сборочных единиц и изделий для конт-
роля конструктивных параметров, получаемых в процессе сборки.
В качестве примеров рассмотрим некоторые типовые конструк-
ции приспособлений для сборочных работ.
Среди универсальных приспособлений применяют тиски с
пневматическим или винтовым приводом.
Для закрепления заготовок на неподвижном столе применя-
ют приспособления с ручным или автоматизированным приво-
дом. Цилиндр 1 (рис. 4.1, а) создает усилие для зажима на вильча-
тую рейку 2, коромысло 3 на базовую деталь 4 собираемого узла.
На рейке имеются отверстия для закрепления корпусных дета-
лей разной высоты. После выполнения сборочной операции (ус-
тановки деталей на базовую деталь 4) вильчатую рейку пневма-
200
Рис. 4.1. Приспособления для закрепления корпусных (а) и цилиндри-
ческих (б) деталей при сборке:
/— цилиндр; 2— вильчатая рейка; 3 — коромысло; 4. 9— базовые детали соби-
раемого узла; 5— палец; б— пневмокамера; 7— рычаг; 8— призма
тическим приводом перемещают вверх, коромысло посредством
пальца 5 открепляют, и собранный узел снимают с приспособ-
ления.
Рассмотрим типовые узлы, механизмы и элементы приспособ-
лений для сборочных работ.
Пневматический зажим (рис. 4.1, б) используют для закрепле-
ния собираемых узлов, имеющих цилиндрические базовые поверх-
ности. Базовую деталь 9собираемого узла устанавливают в призму 8
и закрепляют с помощью пневмокамеры 6 через рычаг 7. Для пред-
охранения базовых поверхностей от повреждений рабочие повер-
хности призмы и рычага выполняют с бронзовыми или медными
пластинками. Время закрепления 2...4с.
Струбцины (рис. 4.2, о) применяют для закрепления и установ-
ки нескольких собираемых деталей в определенном положении при
выполнении сборочной операции. В качестве зажимных элементов в
них используют винтовой или пневматический привод.
Съемники применяют для снятия зубчатых колес, шкивов,
звездочек, полумуфт и других туго насаженных деталей. Чаще
используют винтовые съемники (рис. 4.2, б). Основной рабочий
элемент таких съемников — винт. При снятии деталей, запрессо-
201
5
6	7	8
Рис. 4.2. Примеры узлов сборочных приспособлений:
а — струбцина; 6 — винтовой съемник; в — гидравлический съемник; г — клино-
вой домкрат; д — захват; 7— вспомогательный плунжер; 2 — цилиндр; 3 — руч-
ной насос с резервуаром; 4— впускной клапан; 5— главный плунжер; 6— ры-
чаг; 7— боковой плунжер; 8 — пружина; 9 — трещоточный ключ; 10— силовой
винт; II— клин; 12 — подъемная плита; 13 — сферическая шайба; 14 — шкала
ванных с большим натягом, применяют гидравлический съем-
ник (рис. 4.2, в). Давление масла в приспособлении создается руч-
ным насосом. При движении плунжера 7 вправо в цилиндре 2
создается разрежение, и масло из резервуара 3 через впускной
клапан 4 поступает в цилиндр насоса. При движении плунжера
влево масло, находящееся в цилиндре насоса, сжимается и, пре-
одолевая сопротивление пружины 8 напорного клапана, посту-
пает в цилиндр главного плунжера 5. Для надежного захвата сни-
маемых деталей имеются боковые плунжеры 7, исключающие
срыв рычагов 6.
202
При сборке крупных узлов и изделий в качестве регулируемых
опор для выверки положения применяют домкраты. Клиновой дом-
крат (рис. 4.2, г) используют для точной установки тяжелых кор-
пусных деталей. Перемещением силового винта 10 вызывают пе-
ремещение клина //, наклонная поверхность которого скользит
по наклонной поверхности подъемной плиты 12. Подъемная пли-
та перемешается в вертикальной плоскости и несет сферическую
шайбу 13, на которую опирается устанавливаемое изделие. Ходо-
вой винт приводят во вращение трещоточным ключом 9. Точность
подъема контролируют по шкале 14.
Захваты применяют для межоперационной передачи собирае-
мых изделий и подачи деталей при сборке. Основные требования,
предъявляемые к захватам — надежность и безопасность их рабо-
ты. Пример конструкции захвата для удержания детали за внут-
реннее отверстие приведен на рис. 4.2, д.
Рассмотрим некоторые типовые примеры специальных сбороч-
ных приспособлений.
Установочно-зажимные приспособления применяют для крепле-
ния базовых деталей собираемого изделия. Они облегчают труд рабо-
чего, позволяя выполнять сборку двумя руками, не удерживая соби-
раемый объект. Установочно-зажимные приспособления делятся на
стационарные и подвижные: стационарными оснащают верстаки и
сборочные стенды; подвижными — пластины цепных конвейеров,
поворотные столы, тележки. Подвижные приспособления могут быть
выполнены в виде спутников для автоматических сборочных линий.
На рис. 4.3, а показано стационарное установочно-зажимное
приспособление для сборки узла с подшипником скольжения.
Корпусную деталь устанавливают на нижнюю плоскую поверх-
ность и два пальца (на рисунке не показаны); крепление осуще-
ствляют Г-образными пневматическими прихватами 1 с винтовы-
ми пазами. После выполнения операции прихваты, приводимые в
движение пневмоцилиндрами, перемещаются вверх и одновре-
менно поворачиваются на 90°, обеспечивая свободное снятие со-
бранного узла с приспособления.
Рис. 4.3. Стационарное (а) и подвижное (б) установочно-зажимные сбо-
рочные приспособления:
7— Г-образный пневматический прихват; 2— плунжер; 3— гидропласт
203
Для сборки изделия с разных сторон применяют поворотные
приспособления.
Для узлов небольших размеров применяют многоместные
приспособления с быстродействующим зажимным устройством
(рис. 4.3, б). Равномерная сила закрепления заготовок обеспечива-
ется плунжерами 2 с использованием гидропласта 3.
Сборочное приспособление с центрирующими элементами
обеспечивает точную и быструю установку соединяемых деталей,
что позволяет повысить производительность и качество сборки.
Сборочное приспособление для соединения поршня с шатуном и
пальцем показано на рис. 4.4. Перед соединением деталей палец 5
закладывают в направляющую втулку 4. Нагретый до 70... 80 °C пор-
шень устанавливают на опорную планку 3 и доводят до упоров 6
и 7. Шатун малой головкой устанавливают между бобышками в пор-
шне, а большой головкой кладут на опорную планку 1. Соосности
сопрягаемых деталей достигают введением оправки 2 в отверстия
бобышек поршня и малой головки шатуна. Оправка по мерс пере-
мещения пальца выталкивается под действием поршня 8.
Приспособления для сборки упругих элементов предназначены
для предварительного деформирования колец или пружин. Пример
приспособления для установки стопорных колец в корпуса показан
на рис. 4.5. Кольца из кассеты / шиберным питателем 7 подают до
призматического упора 4 под досылатель 3, приводимый в движе-
ние пневмоцилиндром 2. При движении досылателя вниз кольцо
сжимают с помощью конуса 5, уменьшая диаметр кольца до раз-
мера меньше диаметра отверстия детали 6, и заводят его в деталь 6.
Для изменения положения сборочных единиц применяются со-
ответствующие приспособления. Если при сборке требуется пово-
рот сборочных единиц (особенно тяжелых изделий), то нередко
Рис. 4.4. Сборочное приспособление с центрирующими элементами:
/, 3— опорные планки; 2— оправка; 4— направляющая втулка; 5— палец;
6, 7— упоры; 8 — поршень
204
применяют поворотные приспо-
собления — кантователи. Для сбор-
ки изделий цилиндрической фор-
мы используют приспособление,
приведенное на рис. 4.6, а. На кор-
пус приспособления 3 с роликами
2 устанавливают изделие I и зак-
репляют его прихватами 4. Пово-
рот тяжелых изделий выполняют
роликами с силовым приводом. По-
ворот легких изделий — вручную.
Приспособления для пригоноч-
ных и вспомогательных работ при-
Рис. 4.5. Приспособление для
сборки упругих элементов:
1— кассета; 2 — ппевмоцилиндр;
3 — досылатель; 4 — призматический
упор; 5— конус; 6 —деталь; 7 — ши-
берный питатель
меняют при притирке плотных и
герметичных сопряжений, шабре-
нии и полировании, гибке труб,
выверке положения осей, регули-
ровании механизмов, клеймении
собранных изделий и т.д.
На рис. 4.6, б в качестве примера показана схема притирочной
головки. Вращательное движение, получаемое от станка через ко-
ническую пару 6, с помощью зубчатых секторов 5, расположен-
ных на одном валу, преобразуют в попеременное возвратно-вра-
щательное движение притира 10. Периодически притир поднима-
Рис. 4.6. Приспособления для изменения положения сборочных единиц
(а), притирки (б) и гибки труб («);
1— изделие; 2, //— ролики; 3— корпус приспособления; 4— прихват; 5 —
зубчатый сектор; б— коническая пара; 7— прижимной кулачок; 8 — пружина;
9— притираемая деталь; 10— притир; 12 — сменная наладка; 13— изгибаемая
труба; 14— шток; 15— цилиндр; 16— рукоятка
205
ют над притираемой деталью 9 с помощью пружины 8 и пары
прижимных кулачков 7. Применение притирочных головок повы-
шает производительность труда в 4—5 раз по сравнению с ручной
притиркой.
Переносная трубогибочная гидравлическая машина для гибки
стальных и медных труб показана на рис. 4.6, в. Изгибаемую трубу
13 вставляют между сменной наладкой 12, имеющей ручей, диа-
метр которого соответствует диаметру изгибаемой трубы, и роли-
ками 11. При качании рукоятки 16 нагнетают масло в цилиндр 15,
благодаря чему шток 14 перемещается и труба изгибается.
Сборочное оборудование в условиях массового производства
может быть объединено в автоматические сборочные линии с ис-
пользованием традиционных средств автоматизации.
На рис. 4.7 показана принципиальная схема автоматической
сборочной линии, в которую встроено контрольное устройство
для оценки качества сборки. Собираемое изделие 3 движется вдоль
линии по конвейеру 7 с приводной станцией 8. Сборку выполня-
ют на приспособлении-спутнике 2.
Конвейер представляет собой непрерывную ленту с рабочей
и возвратной ветвями. Приспособление-спутник поднимается на
рабочую ветвь специальным подъемником 4. Детали, из кото-
рых собирается изделие, хранятся ориентированными в специ-
альных магазинах 5. После сборки изделие попадает на конт-
рольное устройство 6, где качество сборки проверяется по раз-
личным параметрам, характерным для соответствующего изде-
лия. Этот контроль — промежуточный, так как после конт-
Рис. 4.7. Принципиальная схема автома-
тической сборочной линии:
1 — конвейер; 2— приспособления-спутни-
ки; 3 — собираемое изделие; 4— подъемник;
5— магазин; 6— контрольное устройство; 7—
устройство для дополнительной операции;
8~ приводная станция
206
рольной позиции стоит еще устройство 7, выполняющее до-
полнительную операцию (например, упаковку или смазывание
перед упаковкой и т.д.).
4.2.	Контрольные приспособления
Общие сведения. Контрольные приспособления применяют для
проверки заготовок, деталей и узлов машин на промежуточных
этапах обработки (межоперационный контроль) и при оконча-
тельной приемке, выявляя точность размеров, взаимного поло-
жения поверхностей и правильность их геометрической формы.
Контрольные приспособления позволяют увеличить произво-
дительность труда контролеров, улучшить условия их работы, по-
высить качество и объективность контроля.
Высокая точность современных машин обусловливает исполь-
зование в контрольных приспособлениях различных датчиков. Важ-
но правильно выбрать принципиальную схему и конструкцию
приспособления.
Погрешность измерения, т.е. отклонение измеренного значе-
ния величины от ее истинного значения, должна быть по возмож-
ности малой.
Погрешности измерения в зависимости от назначения изделия
могут составлять 8... 30 % поля допуска на контролируемом объекте.
Общая (суммарная) погрешность измерения определяется рядом
ее составляющих: погрешностью, свойственной самой схеме из-
мерения, принятой в приспособлении; погрешностью установки
контролируемого изделия; погрешностью настройки приспособле-
ния по эталону, износам деталей приспособления, а также колеба-
ниями температуры в месте измерения. Однако чрезмерное повы-
шение точности измерения может привести к усложнению и удо-
рожанию приспособления, к снижению его производительности.
При конструировании контрольных приспособлений необхо-
димо изучить условия возникновения первичных погрешностей
измерения и выявить пути их уменьшения или устранения. Выбор
принципиальной схемы контрольного приспособления во мно-
гом зависит от заданной производительности контроля.
В условиях серийного производства не создают специальные
контрольные приспособления, а применяют изготовляемые на спе-
циализированных заводах универсальные контрольно-измеритель-
ные машины (рис. 4.8, а). В этом случае роль конструктора сводит-
ся к проектированию, а чаше подбору базовых и зажимных уст-
ройств / к конкретной измеряемой детали 2 из имеющихся.
При 100%-ной проверке деталей в поточном производстве кон-
троль не должен нарушать темпа работы оборудования. В этом слу-
чае проектируют специальное контрольное приспособление
(рис. 4.8, б), которым деталь 2 измеряется с помощью индикаторов 4.
207
Рис. 4.8. Измерительные приспособления:
а — универсальная контрольно-измерительная машина; б— специальное кот рольное
приспособление; 1 — зажимное устройство; 2 — измеряемые детали; 3 — измери-
тельный щуп; 4— индикатор; 5— плита; 6— зажимной элемент
208
Плита 5, на которой монтируется измерительное приспособление,
обычно выбирается из унифицированных элементов. Базовые и за -
жимные элементы 6 чаще всего проектируются в зависимости от
конфигурации измеряемой детали и точности измерения.
Для проверки точности работы специального контрольного уст-
ройства подбираются стандартные средства измерения для проведе-
ния выборочного контроля. При стабильных технологических про-
цессах изготовления деталей требования к производительности кон-
трольного приспособления должны быть существенно снижены.
Для проверки небольших и средних деталей применяют стаци-
онарные контрольные приспособления, а для крупных — пере-
носные. Наряду с одномерными находят широкое применение
многомерные приспособления, где за одну установку проверяют
несколько параметров.
Контрольные приспособления делятся на пассивные и активные.
Пассивные применяют для контроля после выполнения операций
обработки. Активные устанавливают на станках — они контролиру-
ют детали в процессе обработки, выдавая сигнал органам управле-
ния станком или рабочему на прекращение обработки или измене-
ние условий ее выполнения (например, при выявлении брака).
Основные элементы. Контрольное приспособление состоит из
установочных, зажимных, измерительных и вспомогательных эле-
ментов, смонтированных в корпусе приспособления. В процессе
контроля проверяемую деталь, заготовку (узел) ставят измери-
тельными базами на установочные элементы (опоры). Для уста-
новки на базовые плоскости применяют постоянные опоры со
сферическими и плоскими головками, опорные пластины, а так-
же специальные детали (секторы, кольца) в зависимости от кон-
фигурации базовой поверхности в плане. Опоры со сферическими
головками применяют для установки измеряемых деталей на не-
обработанные базы; опоры с гладкой и достаточно развитой по-
верхностью — для установки на обработанные базы. Для повыше-
ния износостойкости опор рекомендуется термически обрабаты-
вать их до твердости Н RC 55 ... 60.
Для установки на внешние
цилиндрические поверхности ис-
пользуют призмы. Поскольку кон-
такт детали с призмой происхо-
дит по узким площадкам (теоре-
тически — линиям), наблюдает-
ся сравнительно быстрое изнаши-
вание опорных плоскостей и по-
теря точности контрольного при-
способления. Поэтому применяют
призмы 7 с базовыми роликами 2
(рис. 4.9, а) или призмы с пере-
Рис. 4.9. Призмы с базовыми ро-
ликами (а) и с переставными
валиками (б):
/-- призма; 2— базовый ролик; 3 —
переставной валик
209
Рис. 4.10. Схемы контроля цилин-
дрической детали в призме при
проверке цилиндрической (а) и эл-
липтической (б) поверхности
2^^
а
ставными валиками 3 (рис. 4.9,
б). На рабочие поверхности
призм для повышения их изно-
состойкости напаивают также
пластинки из твердого сплава.
Угол а призмы и положение
измерительного элемента влия-
ют на точность измеряемого ди-
аметрального размера, что хоро-
шо видно на рис. 4.10.
Важным является также угол
Р — угол установки измеритель-
ного инструмента (рис. 4.10, а).
Пользуясь призмой, можно про-
верить правильность цилиндрической поверхности.
Эллиптичность поперечного сечения выявляется как разность х
между большой а и малой b осями эллипса при вращении детали
в призме (рис. 4.10, б) с углом а- 90°. В этом случае ось детали не
меняет своего положения по высоте. Конусообразность обнаружива-
ется по разности показаний измерительного прибора в двух попе-
речных сечениях детали. Для проверки деталей на радиальное или
осевое биение применяют схему их установки на одно или два соос-
ных цилиндрических отверстия. Простейшую схему установки ис-
пользуют при посадке проверяемой детали на гладкую цилиндри-
ческую оправку или палец. Однако здесь возникает погрешность из-
мерения из-за радиального зазора между базовым отверстием и оп-
равкой. Чтобы устранить влияние зазора, применяют конические
оправки (конусность 1 :1000... 1 : 10 000) или разжимные оправки и
пальцы. На конической оправке проверяемая деталь не фиксирует-
ся точно по длине, и может возникнуть осевое биение ее торца.
В качестве элементов разжимных устройств в контрольных при-
способлениях используют шарики, планки и разрезные втулки. При-
мер такого устройства показан на рис. 4.11. Для точного центрирова-
ния применяют также втулки с гидропластом, гофрированные втул-
ки и устройства мембранного типа. Часто вместо одной цилиндри-
ческой оправки применяют их набор, в котором одна оправка отли-
чается от другой на очень малую величину (5... 10 мкм). Для установ-
ки узких деталей применяют также ступенчатые оправки с неболь-
шим перепадом диаметров ступеней. Влияние зазора на т очность из-
Рис. 4.11. Разжимное устройство
с шариками для выборки зазо-
ра в контрольных приспособле-
ниях
210
мерения при этом значительно уменьшается. Контрольные оправки
должны иметь гладкую рабочую поверхность (Ra 0,4... 0,1 мкм); до-
пускается погрешность формы этой поверхности не более 5 мкм.
Для повышения износостойкости оправки подвергают термиче-
ской обработке до твердости HRC 55... 60. Оправки диаметром более
60 мм выполняют полыми. При проверке детали на биение оправку
устанавливают в центры или на призму. При установке в центры
необходимо учитывать несоосность и погрешность исполнения цен-
тровых гнезд, которые предохраняют от повреждения защитными
фасками или торцовыми выточками. Установку деталей отверстиями
на оправки и пальцы применяют не только для проверки концен-
тричности и перпендикулярности торцов, но и для проверки соос-
ности отверстий, межосевых расстояний, а также расстояний от
оси отверстий до параллельно расположенных плоскостей.
В контрольных приспособлениях применяют также различные
сочетания схем установки элементарных поверхностей в качестве
установочных баз (плоскость — наружная цилиндрическая поверх-
ность, плоскость — отверстие и др.).
Контролируемая деталь (заготовка, узел) имеет две измери-
тельные базы, между которыми на чертеже проставлен проверя-
емый размер. При выборе схем контрольного приспособления сле-
дует совмещать установочную и одну из измерительных баз дета-
ли, придавая им строго фиксированное положение. Другая изме-
рительная база должна контактировать с измерительным элемен-
том приспособления в установленном месте. При невыполнении
этих условий возникает погрешность базирования и погрешность
положения измерительного элемента, что снижает точность из-
мерения проверяемой детали.
На рис. 4.12, а показана схема базирования детали 3 в конт-
рольном приспособлении при проверке ее диаметра в призме 2.
Установочная база (образующая 7) не совмещена с измеритель-
ной базой (образующая 4), поэтому возникает погрешность бази-
рования при измерении. Вторая измерительная база (образующая 5)
занимает при проверке партии деталей разное положение по вы-
соте относительно измерительного элемента 6. вызывая погреш-
ность.
На рис. 4.12, б показана другая схема базирования детали в
контрольном приспособлении, при использовании которой по-
грешности базирования и измерения равны нулю. Это достигается
совмещением установочной и измерительной баз (образующая 7)
и применением наконечника 8 датчика тарельчатой формы.
Использование многомерных приспособлений возможно, если
одна поверхность детали служит установочной и измерительной
базой для всех проверяемых размеров. Эти условия нередко обес-
печивают пересчетом размеров и допусков детали. На рис. 4.12, в
показана схема базирования детали при одновременной проверке
211
Рис. 4.12. Схемы базирования проверяемых деталей в контрольных при-
способлениях без совмещения (а) и с совмещением (б) установочной и
измерительной баз и с одновременной проверкой размеров (в, г, ду.
/, 4, 5, 7— образующие; 2— призма; 3— деталь; 6, 12, 14— измерительные
элементы; 8 — наконечник датчика; 9. 10. 11, 13, 16— поверхности детали;
15 — ползун
размеров Нх, Н3. Поверхность 9является установочной и об-
щей измерительной базой для этих размеров. Для проверки размера
Я4 поверхность 9 служит установочной базой, а поверхность 10 —
измерительной. Чтобы устранить погрешность базирования, мож-
но использовать три варианта решения.
1.	Вместо проверки размера Н4 вводится проверка размера Н5.
Принимая за замыкающее звено размерной цепи, получим б4=
= 83 + б5, откуда 85 = 64 - 8,. При 83 > 84 и невозможности умень-
шить 83 размер 85 нужно проверять в другом приспособлении.
2.	За измерительную и установочную базу принимается поверх-
ность // (рис. 4.12, г), а измерительный элемент 12 подводится к
поверхности 13. Деталь прижимается к боковой опоре силой Q.
3.	Используется первое приспособление, в котором предвари-
тельно настроенный измерительный элемент 14 подводится пол-
зуном 15 цо упора в поверхность 16 (рис. 4.12, д).
На рис. 4.12 приведены расчетные формулы (см. рис. 4.12, а) и
значения допусков (см. рис. 4.12, б— д), которые могут быть ис-
пользованы для различных расчетов. В отдельных случаях, когда
погрешность базирования меньше 0,10...0,15 допуска проверяе-
мого размера (контроль неответственной продукции), можно при-
212
менять схемы контроля при несовмещении установочных и изме-
рительных баз, если это упрощает и удешевляет процесс контро-
ля и применяемые контрольные приспособления.
Зажимные устройства в контрольных приспособлениях преду-
преждают смещения установленной для проверки детали (узла)
относительно измерительного устройства и обеспечивают посто-
янный контакт установочных баз детали с опорами приспособле-
ния. Работа зажимного устройства контрольного приспособления
существенно отличается от работы аналогичных устройств в ста-
ночных приспособлениях. Для предупреждения деформаций про-
веряемых изделий силы закрепления должны быть небольшими и
стабильными. Необходимость в зажимных устройствах отпадает,
если деталь занимает вполне устойчивое положение на опорах при-
способления и усилие от измерительного устройства не нарушает
этой устойчивости. Для повышения производительности контро-
ля зажимное устройство выполняют быстродействующим и удоб-
ным для обслуживания.
В контрольных приспособлениях применяют ручные зажимные
устройства (рычажные, пружинные, винтовые, эксцентриковые)
и устройства с приводом (пневмозажимы), в которых сжатый воздух
используется также и для привода вспомогательных механизмов
приспособления (подъем, поворот или выталкивание детали).
Часто применяют комбинированные зажимные устройства,
обеспечивающие одновременный и равномерный прижим конт-
ролируемых деталей к нескольким опорным элементам приспо-
собления. Место приложения силы закрепления выбирают так,
чтобы исключить недопустимые деформации детали и элементов
контрольного приспособления. Колебания усилия зажима на по-
казания измерительного прибора не должны превышать 5 % вели-
чины контролируемого параметра детали. При стабильной вели-
чине силы закрепления эта погрешность измерения постоянна и
ее можно учесть в процессе настройки измерительного устройства
по эталонной детали.
Измерительные устройства контрольных приспособлений де-
лятся на предельные (бесшкальные) и отсчетные (шкальные).
Особую группу составляют устройства, работающие по принципу
нормальных калибров.
Предельные устройства не дают численного значения измеря-
емых величин, а все проверяемые изделия делят на три катего-
рии: годные, брак по переходу за нижнюю границу допуска и
брак по переходу за верхнюю границу допуска. Иногда годные
изделия разбивают на несколько размерных групп для селектив-
ной сборки, например подшипников качения.
В качестве простейших устройств применяют встроенные в кон-
трольные приспособления жестко закрепленные или выдвижные
предельные элементы (скобы, пробки, щупы). Примеры таких при-
913
Рис. 4.13. Контрольное при-
способление с выдвижными
предельными элементами («)
и со стержневыми глубиноме-
рами (б):
/, 2— ступеньки детали
способлений для контроля размеров 7/(, //2 и //, детали показаны
на рис. 4.13. При использовании жестко установленных скоб про-
веряемая деталь последовательно передвигается по плите приспо-
собления к отдельным измерителям. Если деталь в процессе про-
верки должна оставаться неподвижной, то применяют выдвиж-
ные предельные элементы (рис. 4.13, а). Эти устройства использу-
ют при сравнительно грубых допусках проверяемого размера: не
выше 8...9-го квалитетов — жесткие элементы, не выше 11-го —
выдвижные. Для контроля размеров заготовок с допусками более
0,5 мм иногда применяют стержневые глубиномеры (рис. 4.13, б).
Годность изделия соответствует положению верхнего торца стер-
жня между ступеньками 1 и 2.
Широкое распространение получили электроконтактные дат-
чики — их применяют в контрольных приспособлениях и конт-
рольно-сортировочных автоматах. Схема контрольного приспособ-
ления с электроконтактным датчиком для одномерного конт-
рольного приспособления приведена на рис. 4.14. Если проверя-
емый размер D находится в поле допуска, то лампы I и 2 не заго-
раются. Если размер D меньше минимально допустимого, то за-
мыкаются нижние контакты и загорается лампа 7, если больше —
Рис. 4.14. Контрольное приспособ-
ление с электроконтактными дат-
чиками:
/, 2, 3— лампы
лампа 2. Лампа 3 загорается при
размыкании обоих контактов,
т.е. когда детали годны. Сопро-
тивления этой мостиковой схе-
мы подобраны так, что при за-
мыкании одного из контактов
лампа 3 гаснет. Таким образом, на
любой стадии работы приспособ-
ления горит одна из трех ламп. Не-
исправность схемы и перегорание
ламп обнаруживается по отсут-
ствию света. Электроконтактные
214
датчики удобны для многомерных контрольных приспособлений све-
тофорного типа.
Для сортировки деталей на размерные группы применяют мно-
гоконтактные электрические датчики двух типов: предельные и
амплитудные. Первые применяют для контроля размеров, вторые —
для контроля формы и расположения поверхностей детали. Дат-
чики настраивают и периодически проверяют по эталону. Ампли-
тудные датчики более долговечны и работают устойчиво.
Электроконтактные датчики обеспечивают точность измерения
1 мкм и ± 3 мкм, которая сохраняется до 25 тыс. измерений без
регулирования датчиков. Предел измерения 1 мм, сила измерения
1...2 Н. Реже используют емкостные, индуктивные и фотоэлект-
рические датчики.
Стандартные приборы с отсчетными устройствами применяют
при обычном и статистическом контроле. Они необходимы также
для проверки настройки станков на размер.
В качестве отсчетных измерителей обычно используют индика-
торы с рычажной или зубчатой передачами. По точности исполне-
ния выпускаются индикаторы нулевого, первого и второго классов
с погрешностью показаний соответственно 0,01; 0,015 и 0,02 мм за
один оборот стрелки. В приспособлении индикаторы крепят за ножку
или за ушко на их задней крышке. Индикаторы могут бьггь с увели-
чивающей рычажной передачей. Для более точных измерений при-
меняют микроиндикаторы с ценой деления 0,002 мм и миниметры
с ценой деления до 0,001 мм.
Получили распространение также пневматические микромет-
ры. Их использование в контрольных приспособлениях обеспечи-
вает точность измерений 0,2...0,5 мкм. Пневматические микро-
метры применяют двух основных типов: с манометрами и с воз-
душными расходомерами (ротаметрами).
На рис. 4.15, а приведена принципиальная схема пневматиче-
ского измерительного прибора ротаметрического типа с настоль-
ной пробкой для контроля отверстия. При настройке прибора,
открывая и закрывая краны 11 и 5, проверяют поступление возду-
ха через фильтры 8 и 9 предварительной и окончательной очист-
ки и стабилизатор 10 в трубку 7 измерительного устройства. На
базовое кольцо 2 настольной пробки 1 устанавливают эталон 3,
изготовленный по нижнему пределу допуска диаметра отверстия
контролируемой детали.
В процессе настройки прибора вращением кранов 11 и 5 ре-
гулируют подачу воздуха в трубку 7 и устанавливают поплавок
6 между указателями 4 и 13 шкалы 12. При положении поплавка
6 за нижней границей шкалы 12 открывают нижний кран И.
Если поплавок находится слишком высоко, то нижний кран 11
закрывают. Затем устанавливают эталон, изготовленный по верх-
нему пределу допуска. При положении поплавка 6 за верхней
215
Рис. 4.15. Пневматические контрольные приспособления:
а— ротаметр с настольной пробкой; б— микрометр дифференциального типа с
сильфонами; 7— настольная пробка; 2— базовое кольцо; 3— эталон; 4, 13 —
указатели шкалы; 5 — верхний кран; 6— поплавок; 7, 14 — трубки; 8, 9— филь-
тры; 10— стабилизатор; 11— нижний кран; 12— шкала; 15— регулируемый
клапан; 16 — электроконтактный датчик; 17, 21— сильфоны; 18, 20 — сопла;
19— планка; 22— измерительный прибор; 23 — измерительное устройство; 24 —
деталь
границей шкалы /2 открывают верхний кран 5 параллельного
пропуска воздуха. Если поплавок находится слишком низко, то
кран 5 закрывают. Если поплавок установился не у штрихов
шкалы, соответствующих размерам эталона (что указывает на
несоответствие передаточного отношения ротаметра установ-
ленному), то регулируют рабочее давление в стабилизаторе 10.
При увеличении рабочего давления поплавок в ротаметре под-
нимается, при уменьшении — опускается. Смещение поплавка
при необходимости компенсируют регулированием положения
кранов.
На рис. 4.15, б показана схема пневматического микрометра
высокого давления дифференциального типа с сильфонами. Пита-
ние этого прибора производится через стабилизаторы для создания
постоянного давления сжатого воздуха. По трубке 14 воздух посту-
пает в сильфоны 77 и 21 через сопла 20 и 18. Из сильфона 2/ он
подается к измерительному устройству 23, а из сильфона 17 —
к регулируемому клапану 75. Давление в сильфоне 27 меняется в
зависимости от размера детали 24, давление в сильфоне 7 7 уста-
навливается постоянным. Деформация сильфонов вызывает пере-
мещение подвешенной на плоских пружинах планки 19, которая
связана с измерительным прибором 22 (или с электроконтактны-
ми датчиками 76). Приборы описанного типа точны, малоинерци-
онны, просты в эксплуатации и наладке.
Для выбора отсчетных измерительных устройств в зависимости
от допусков и серийности производства необходимо учитывать их
216
метрологические и экономические показатели. К метрологическим
показателям относятся цена деления шкалы, предел измерения,
чувствительность (т. е. отношение изменения сигнала на выходе к
вызывающему его изменению измеряемой величины), погреш-
ность показаний (отклонение результата измерения от истинного
значения измеряемой величины), порог чувствительности (наи-
меньшее значение измеряемой величины, которое может вызвать
изменение положения указателя прибора), период успокоения
стрелки (этот параметр существенно влияет на производитель-
ность контроля), а также давление при измерении.
В измерительных устройствах применяются различные рабочие
наконечники: для проверки плоскости или отверстия — сфери-
ческие, для проверки сферы — плоские, для контроля наружных
цилиндров — ножеобразные или сферические.
Иногда в контрольных приспособлениях в качестве калибров
используют контурные, плоские или объемные шаблоны. Тогда
оценка соответствия проверяемых деталей производится с помо-
щью щупов или на просвет. Часто в приспособлениях этого типа
проверяют взаимоположения контура измеряемой детали и базо-
вого отверстия с помощью контрольных скалок (пробок).
Вспомогательные устройства контрольных приспособлений
имеют различное целевое назначение. В приспособлениях для про-
верки радиального или осевого биения применяют поворотные
устройства, в приспособлениях для проверки прямолинейности
или параллельности — ползуны для перемещения измерительных
элементов. Для контроля правильности формы шеек цилиндри-
ческих деталей или соосности ступеней для вращения измеряемых
деталей используют приводные механизмы, для установки и сня-
тия деталей — подъемные устройства и выталкиватели. Многие из
этих устройств выполняют аналогично соответствующим устрой-
ствам станочных приспособлений.
Специфичными являются передаточные устройства между кон-
тролирующим элементом и отсчетными измерительными средствами
(индикатором, электроконтактным датчиком). Пример конструк-
ции этого устройства показан на рис. 4.16, а. Измерительные сред-
ства могут быть вынесены в удобное место, что предохраняет их от
случайных повреждений в процессе работы, так как благодаря ог-
раничивающим упорам ход штифта / меньше предела измерения
индикатора. Для изменения направления линейного перемещения и
передаточного отношения служат рычажные передачи 2 (рис. 4.16, б).
Их монтируют на цилиндрических, конических и шаровых цапфах.
Преимущество двух последних конструкций — возможность регу-
лирования зазоров, возникающих в процессе изнашивания.
Применяется также подвеска рычагов на плоских крестообраз-
ных стальных пружинах 3толщиной 0,2...0,3 мм (рис. 4.16, в). Эта
система не требует регулирования, так как в процессе ее работы
217
4
1
Рис. 4.16. Вспомогательные устройства контрольных приспособлений со
штифтом (о), с рычажной передачей (б), с плоской (крестообразной)
стальной пружиной (в), с рычажком для отвода (г):
/ — штифт; 2 — рычажная передача; 3— крестообразная пружина; 4— изделие;
5— рычажок
изнашивания не происходит. Если измерительное устройство ме-
шает установке и снятию контролируемых изделий 4, то его снаб-
жают рычажком 5 для отвода (рис. 4.16, г) или выполняют в виде
поворотного (отводимого) узла.
Корпус контрольного приспособления является его базовой
деталью. Корпуса стационарных приспособлений выполняют в виде
массивной и жесткой плиты или корпусной детали, на которой
располагают основные и вспомогательные детали и устройства.
Корпуса изготовляют из серого чугуна СЧ 12 или СЧ 15. Корпуса
приспособлений для точных измерений необходимо подвергать ста-
рению или отливать из чугуна, стойкого к короблению (СЧ 25
или СЧ 30).
Простейшая схема контрольного приспособления — схема с
жесткими предельными элементами для проверки высоты уступов
(размеры Я] и Я) ступенчатой детали, которую в процессе конт-
роля передвигают по плите вручную (рис. 4.17). Контроль произво-
дят от нижней базовой плоскости. (Схема приспособления с выд-
вижными предельными элементами для проверки размеров Нх, Я2
и Я3 приведена также на рис. 4.13.)
На ручных контрольных приспособлениях с индикаторными
измерительными устройствами проводится измерение диаметров,
углов и длин, что обычно является относительным в сравнении с
установочной мерой (эталоном), а измерение формы детали (ог-
ранка, волнистость) — почти всегда абсолютным. Геометричес-
кая форма рабочих поверхностей установочных мер выдерживает-
218
ся с точностью 0,3... 0,5 мкм. При настрой-
ке контрольного приспособления пере-
движные указатели на измерительной го-
ловке располагают с учетом фактическо-
го размера установочной меры на рассто-
янии поля допуска контролируемой дета-
ли, и при контроле стрелка измеритель-
ной головки не должна выходить за указа-
тели.
Рис. 4.17. Контрольное
приспособление с жест-
кими предельными эле-
ментами
Универсальное приспособление для
контроля деталей типа колец (рис. 4.18) применяется для измере-
ния наружного и внутреннего диаметра, высоты, отклонения от
круглости, конусообразности, отклонения от перпендикулярнос-
ти образующих наружной и внутренней цилиндрических поверх-
ностей к торцам, отклонения от параллельности торцов колец и
других параметров круглых деталей.
Приспособление состоит из чугунной плиты 7, служащей пред-
метным столом, и специального штатива 4 для закрепления изме-
рительных средств 3. В качестве измерительного устройства обычно
применяют микроиндикатор (реже миниметр) с ценой делений
шкалы 0,01; 0,02 и 0,001 мм. Поверхность плиты прибора тщатель-
но отшабрена или отшлифована. На плите предусмотрены пазы 5
для закрепления в них упоров 2, предназначенных для установки
контролируемых колец 6. Упоры можно перемещать вдоль пазов и
I
Рис. 4.18. Конструкция (й) и схема настройки по эталону (6) универ-
сального приспособления для ручного контроля колец:
7, /7— положения действительного размера эталона; 7 — чугунная плита; 2 —
упор, 3— измерительное средство; 4— штатив; 5— паз плиты; 6~ контролиру-
емое кольцо; А — направление корректирования настройки при положении /7;
Б— действительный размер эталона; В номинальный размер эталона; 5 —
поле допуска
219
закреплять в любом месте в зависимости от размера кольца, на
которое настраивается прибор. Наконечники упоров (шариковые
или дисковые) устанавливаются на любой высоте. Для измерения
различных параметров измеряемого кольца контрольное приспо-
собление имеет соответствующую оснастку (упоры, вилки и пр.).
Эталон 6 устанавливают на плиту 7 торцом и прижимают кон-
тролируемой поверхностью к упорам 2. Измерительные штифты
измерительных средств 3 вводят в соприкосновение с эталоном и
совмещают нулевые риски шкал головок с серединой поля до-
пуска Дср (положение 7). Устанавливают показатели границ допус-
ка в соответствии с заданным допуском на деталь: 5 = Л2 - Л|, где
Д| и Д2 — наименьший и наибольший размер измеряемой детали.
При настройке по эталону контрольного приспособления, но-
минальный размер которого не совпадает с номинальным разме-
ром контролируемой детали (положение 77), эту погрешность кор-
ректируют перемещением подвижной шкалы или самих измери-
тельных средств до совмещения номинального размера детали и
фактического размера эталона.
Многомерное пневматическое приспособление для контроля
поршней показано на рис. 4.19. Контрольное приспособление, на
котором одновременно измеряют диаметры головки и канавок под
кольца в поршне 3, состоит из двух частей: устройства А для из-
мерения и стойки Б с табло,
на котором изображен поршень
3 с указанием контролируемых
параметров. Для каждого пара-
метра на табло предусмотрены
по две сигнальные лампочки 4
(зеленого и красного цвета).
Контрольное приспособление
собирают из основания 7 (с
опорными планками 7) и сто-
ек 2 и 6, на которых размеше-
ны направляющие 5 с измери-
тельными соплами для прохо-
да под давлением сжатого воз-
духа. При контроле на табло
против обработанных поверх-
ностей поршня в пределах ус-
тановленного допуска зажига-
ются зеленые лампочки. При не-
допустимых отклонениях обра-
ботанных поверхностей зажига-
ются красные лампочки. Такое
контрольное приспособление
удобно использовать для разбра-
Рис. 4.19. Многомерное пневматичес-
кое приспособление для контроля
поршней:
7— опорные планки; 2, 6— стойки; 3 —
поршень; 4— сигнальная лампочка; 5 —
направляющие; 7— основание; А — ус-
тройство для измерения; Б— стойка с
табло
220
ковки деталей, однако оно имеет недостаток — невозможность оп-
ределить фактические отклонения обработанных поверхностей. Кон-
трольное приспособление настраивают по эталонам, изготовлен-
ным по верхним и нижним пределам допуска отдельных парамет-
ров.
4.3.	Приспособления для инструмента
Приспособления для металлорежущего инструмента разнооб-
разны по видам и конструкциям. Эти приспособления обеспечи-
вают не только установку и закрепление на станке режущего ин-
струмента (резцов, сверл, разверток, метчиков, плашек, фрез и
другого), но и регулирование его положения в процессе обработ-
ки, а также быструю замену в случае необходимости.
Некоторые приспособления дают возможность вести обработ-
ку несколькими инструментами одновременно, включают в свою
конструкцию специальные устройства, предохраняющие инстру-
мент от поломок, а также конструктивные элементы компенса-
ции износа инструмента и устройства его автоматической подна-
ладки.
Приспособление для металлорежущего инструмента оказывает
непосредственное влияние на точность обработки. От точное™
изготовления приспособлений зависит погрешность расположе-
ния режущего инструмента на станке, что во многих случаях оп-
ределяет погрешности формы и размеров обработанных деталей.
Критерием оценки необходимости применения приспособле-
ний для металлорежущего инструмента является минимальная
себестоимость обработки.
Основные требования к приспособлениям для металлорежу-
щего инструмента следующие:
•	крепление режущего инструмента с необходимой точностью,
жесткостью и виброустойчивостыо;
•	возможность регулирования положения режущих кромок от-
носительно координат технологической системы станков;
•	расширение технологических возможностей станков;
•	концентрация технологических переходов;
•	удобство в эксплуатации (быстросменность, простота обслу-
живания и наладки);
•	технологичность изготовления.
Приспособление выбирается, как правило, к имеющемуся стан-
ку по уже выбранному режущему инструменту для данного пере-
хода (операции) технологического процесса. Оно должно иметь
установочные поверхности и элементы крепления, соответствую-
щие режущему инструменту, а также поверхности установки и
элементы крепления, соответствующие посадочным местам стан-
ка. Поэтому при выборе приспособления необходимо:
221
•	предварительно определить конструкцию режущего инстру-
мента, форму и конструктивные особенности его установочных
поверхностей и элементов крепления;
•	предварительно установить вид и характер посадочного места
данного станка, форму установочных поверхностей, особенности
элементов и требуемый характер крепления;
•	сравнить соответствующие данные установочных поверхно-
стей и элементов крепления режущего инструмента и посадочно-
го места станка;
-	подобрать по соответствующим ГОСТам или нормалям (или
спроектировать) приспособление, которое по своим данным со-
ответствовало бы и режущему инструменту', и станку, т.е. явля-
лось бы согласующим промежуточным звеном между режущим
инструментом и станком;
	проверить соответствие выбранного приспособления характеру
выполняемого перехода (операции) технологического процесса.
Рассмотрим различные конструкции приспособлений для ме-
таллорежущего инструмента.
Трехкулачковые бесключевые сверлильные патроны (рис. 4.20)
предназначены для закрепления сверл и других стержневых инстру-
ментов. Патроны позволяют крепить инструмент рукой без ключа,
хорошо центрируют инструмент и надежно удерживают его при ра-
боте. Патроны могут иметь хвостовик с нормальным конусом Морзе
или выполняются с внугрснним укороченным конусом Морзе.
Корпус 1 патрона имеет на наружной поверхности сетчатую на-
катку. Внут ри корпуса вставлена и втулкой 6 закреплена обойма 3, в
трех пазах которой под углом 120° размещены кулачки 2, которые
своими Т-образными торцами вставлены в Т-образные радиаль-
ные пазы головки винта 5. Винт связан с втулкой Плевой резьбой.
При вращении рукой корпуса 1 по часовой стрелке вместе с ним
вращается обойма 3 с кулачками, находящимися в пазах обоймы.
Рис. 4.20. Трехкулачконый бесключевой сверлильный патрон:
7— корпус патрона; 2— кулачок; обойма; 4— шарик; 5— винт; 6, 8-
втулки; 7 — кольцо; 9— хвостовик
222
Кулачки своими торцами передают вращение винту' 5, который
вывинчивается из втулки <?и смещает кулачки в осевом направле-
нии. Скользя по внутренней конической поверхности конуса, ку-
лачки сближаются и закрепляют инструмент.
В процессе работы винт 5 под действием крутящею момента
резания стремится вывернуться из втулки 8, что увеличивает силы,
закрепляющие инструмент, а следовательно, увеличивается на-
дежность его крепления. Чтобы уменьшить силы трения при за-
креплении или раскреплении инструмента, между буртами втул-
ки 8 и втулки 6 размещены шарики 4. Благодаря шарикам легко
раскрепить инструмент даже при очень сильном его закреплении.
Для смены инструмента корпус 1 поворачивается против часо-
вой стрелки, при этом винт 5 ввинчивается во втулку б’и Т-образ-
ными пазами головки тянет кулачки 2. Скользя заплечиками по
пазам обоймы 3, кулачки размыкаются и освобождают инстру-
мент. Кольцо 7, запрессованное на конце втулки 8, позволяет удер-
живать патрон при закреплении и раскреплении инструмента,
а также предохраняет патрон от повреждений. При необходимос-
ти хвостовик 9 может быть запрессован в отверстие втулки 8.
При сверлении отверстий большой глубины с высокими режи-
мами резания применяют сверла с внутренними отверстиями,
через которые СОЖ подводится к режущим кромкам инструмен-
та. Такие сверла крепятся в специальных патронах.
Патрон с торцовым уплотнением (рис. 4.21) обеспечивает под-
вод СОЖ к инструменту через отверстие в шпинделе. Вращаю-
щаяся втулка 15 патрона закрепляется на шпинделе 1 станка вин-
тами 2. В канавках посадочного отверстия втулки расположены
уплотнительные кольца 16. В нижнюю торцовую поверхность втул-
ки 15 упирается текстолитовое кольцо 9, связанное штифтами 10
с корпусом 6, который смонтирован на подшипниках 5 и 7 и
при вращении втулки /5остается неподвижным. Сверху к корпу-
су винтами 4 прикреплена крышка 13. Палец 12 с роликом 11
скользит при осевом перемещении шпинделя по упорной план-
ке, закрепленной на станине станка, и удерживает патрон от
вращения.
СОЖ подводится к патрону через штуцер 8 и далее поступает к
инструменту через кольцевую канавку и отверстия в текстолитовом
кольце 9, а также через кольцевую канавку, отверстия втулки 15 и
отверстие шпинделя. Уплотнение между торцом втулки /5 и коль-
цом 9 образуется при сжатии пружин 3 болтами 14. При работе
патрона дополнительное уплотнение создается подаваемой СОЖ,
которая действует на свободную поверхность кольца 9, поджимая
его к торцу вращающейся втулки. Величина давления в зоне кон-
такта торцовых поверхностей втулки и кольца определяется отно -
шением площади контакта к площади свободной поверхности
кольца 9, на которую давит подаваемая жидкость.
223
Рис. 4.21. Патрон с торцовым уплотнением для подачи СОЖ под высо-
ким давлением:
1~ шпиндель; 2, 4— винты; 3— пружина; 5, 7— подшипники; 6— корпус
патрона; 8— штуцер; 9— текстолитовое кольцо; 10— штифт; //— ролик; 12—
палец; 13— крышка патрона; 14— болт; /5—втулка: 16— уплотнительное кольцо
Уплотнительное кольцо 9 в патроне выполнено из текстоли-
та ПТК, стабильно работающего при скорости скольжения
до 330 м/с при удельном давлении до 11 МПа.
Для достижения требуемой точности обработки развертки кре-
пятся в самоустанавливающиеся патроны, которые обеспечивают
перемещение инструмента с целью достижения соосности инст-
румента и обрабатываемого отверстия.
Применяют три вида самоустанавливающихся патронов: кача-
ющиеся, плавающие, качающиеся и плавающие одновременно.
Качающийся патрон (рис. 4.22, а) закрепляют в шпинделе стан-
ка коническим хвостовиком в корпусе /. В отверстии корпуса на
штифте 4 с некоторым зазором установлена втулка 5 с коничес-
ким отверстием под хвостовик развертки. Шарик 3 и подпятник 2
образуют осевую опору втулки 5. При работе втулка может качать-
ся в пределах имеющегося зазора (в результате чего развертка по-
ворачивается на некоторый угол относительно оси шпинделя), а
следовательно, обеспечивает совмещение оси развертки с осью
обрабатываемого отверстия.
Плавающие патроны обеспечивают свободное совмещение оси
развертки с осью обрабатываемого отверстия без перекоса инстру-
мента. Корпус 15 патрона (рис. 4.22, б) с коническим отверстием
под инструмент размещен в выточке хвостовика 14, которым пат-
рон крепится в шпинделе станка. Во фланце корпуса запрессованы
два штифта 11, на которые надеты втулки 12. Такие же два штифта 6
запрессованы в двух диаметрально противоположных отверстиях
торца хвостовика 14. На штифтах 6 также находятся втулки.
224
Рис. 4.22. Патроны для крепления разверток:
а — качающийся; б - плавающий; в— качающийся и плавающий; /, 15 — кор-
пуса патронов; 2 — подпятник: 5, 10, 16— шарики; 4, 6. 11 — штифты; 5, 8, 12,
22— втулки; 7, 18, 23 — гайки; 9— кольцо; 14, 17— хвостовики; 13 — поводко-
вое кольцо; 19— пружина; 20— сепаратор; 21— шайба; 24— направляющая
цанга; 25— поводок
Между фланцем корпуса и торцом хвостовика расположено
поводковое кольцо 13, в четырех гнездах которого размещены
шарики 16, передающие осевое усилие инструмента через фла-
нец корпуса на торец хвостовика. В поводковом кольце имеются
также четыре паза, в которые входят втулки штифтов 11 и 6. При
работе патрона крутящий момент от хвостовика 14 к корпусу 15
передается через штифты 6, поводковое кольцо 13 и штифты 1 /.
Фланец корпуса поджимается к торцу хвостовика гайкой 7,
соединенной с хвостовиком резьбой. Между гайкой и фланцем
корпуса для уменьшения трения расположены шарики 10. Шари-
ки размешены в сепараторе между двумя кольцами 9. Втулка 8 на
корпусе предохраняет патрон от загрязнений. Конструкция патро-
на исключает перекос инструмента при работе и допускает сме-
83 2/8
225
щение («плавание») корпуса /5с инструментом в плоскости, пер-
пендикулярной к оси вращения, на величину до 1,5 мм.
Патроны для крепления разверток с цилиндрическим и кони-
ческим хвостовиками допускают как угловые смещения инстру-
мента («качание»), так и радиальные его смещения в плоскости,
перпендикулярной к оси («плавание»). В шпинделе станка патрон
закрепляется хвостовиком 17 (рис. 4.22, в). Между торцом хвосто-
вика и торцом втулки 22 на шайбе 21 установлены в сепараторе 20
шарики, через которые хвостовик воспринимает от втулки осе-
вую силу резания при работе инструмента.
Крутящий момент от хвостовика к втулке передается через
поводок 25, имеющий по концам закругленные шестигранные вы-
ступы, грани которых сдвинуты относительно друг друга на 30°.
Верхний выступ поводка входит в шестигранное отверстие хвос-
товика, а нижний — в аналогичное отверстие втулки 22. Втулка
поджимается к хвостовику пружиной 19, которая действует на
фланец гайки 18, связанной резьбой с втулкой 22. Инструмент в
патроне закрепляется с помощью гайки 23, которая при враще-
нии по резьбе втулки 22 смещает в осевом направлении цангу 24.
Подвижный патрон для крепления плашек (рис. 4.23) состоит
из направляющей оправки 4 с конусным хвостовиком и подвиж-
ной втулки-плашкодержателя 2 с пятью винтами / для крепления
плашки. Конец рукоятки 3, ввинченной во втулку, служит шпон-
кой и входит в паз оправки. Оправка своим хвостовиком вставляет-
ся в отверстие пиноли задней бабки, обеспечивая тем самым хоро-
шее центрирование плашки при нарезании резьбы. К одной оправ-
ке целесообразно иметь несколько втулок, что позволит заранее
установить и закрепить во втулках различные плашки. Набор на-
строенных втулок дает возможность во время работы быстро заме-
нять плашки (путем смены втулок) без лишних потерь времени на
переналадку.
Резьбонарезные головки применяют для нарезания наружной и
внутренней резьбы на револьверных, токарных, сверлильных, агре-
гатных, болторезных станках.
Головки позволяют регулировать
средний диаметр нарезаемой
резьбы и допускают установку в
одном корпусе различных гре-
бенок, что делает инструмент
универсальным.
Принцип устройства и ра-
боты винторезных головок оди-
наков, видоизменяется лишь
конструктивное оформление
узлов в соответствии с назна-
чением головок. Резьбообразу-
Рис. 4.23. Подвижный патрон для
крепления плашек и метчиков со
втулкой:
1— винт; 2— подвижная втулка-плаш-
кодержатель; 3— рукоятка; 4— направ-
ляющая оправка
226
ющим элементом в головке являются четыре дисковые резьбо-
вые гребенки 2 с кольцевыми витками и заборным конусом (рис.
4.24, а). Гребенки располагаются на специальных кулачках 4 рав-
номерно по окружности и на равном расстоянии от центра, оп-
ределяемом диаметром нарезаемой резьбы. Опорная поверхность
кулачков имеет наклон, что обеспечивает расположение гребе-
нок под углом <р наклона резьбы к оси головки. Витки каждой
гребенки смещены в осевом направлении относительно витков
другой гребенки на 1/4 шага. Таким образом, гребенки опреде-
ленного шага резьбы образуют комплект, в котором каждая гре-
бенка имеет свой номер и устанавливается на определенное ме-
сто в головке.
Гребенки в комплекте отличаются между собой условным рас-
стоянием от базового торца гребенки до оси впадины резьбы,
который возрастает для ряда гребенок I, 2, 3, 4,..., п на \/п части
шага. Гребенки 2 устанавливают на кулачки с помощью специаль-
ных звездочек 3, позволяющих поворачивать гребенку на некото-
рый угол после перетачивания.
Крепление гребенок к кулачкам осуществляется винтами 7. Ку-
лачки 4 расположены в Т-образных пазах корпуса 6 и находятся
под воздействием пружин 5, которые упираются в штифты 13,
связанные с кулачками. Пружины стремятся отвести кулачки с
гребенками от центра и поджимают кулачки скошенными торца-
ми к наклонным опорным поверхностям 16 обоймы 7. Поворотом
обоймы относительно корпуса регулируют диаметр нарезаемой резь-
бы. Этот поворот осуществляется винтами 15, которые расположе-
ны в обойме и упираются в выступ кольца 9, имеющего штифт 8,
входящий в отверстие корпуса 6. При повороте кольца 9 корпус с
кулачками также поворачивается, положение опорной точки ку-
лачков относительно наклонной опорной поверхности обоймы из-
меняется, и гребенки смещаются в радиальном направлении. Го-
ловка настраивается обычно по эталонному винту или проходно-
му резьбовому калибру.
Головка закрепляется на станке хвостовиком 10, который на-
ходится в отверстии корпуса; выступ хвостовика входит в паз кор-
пуса. Пружина 11 поджимает корпус к хвостовику. Рукоятка 12
находится в исходном положении. При нарезке резьбы подача го-
ловки равна (или больше) шагу нарезаемой резьбы. Для работы с
подачей, большей чем шаг резьбы, головка в станке должна кре-
питься с помощью компенсирующего патрона.
Незадолго до конца рабочего хода подачу головки прекращают.
Хвостовик с обоймой останавливается, а гребенки вместе с кор-
пусом, увлекаемые вращающейся заготовкой, продолжают дви-
гаться вдоль ее оси, нарезая резьбу (самозатягиваются). Рабочие
поверхности 17 кулачков выходят из обоймы, кулачки вместе с
гребенками под действием пружин расходятся в радиальном на-
8*
227
Рис. 4.24. Неврашающаяся
винторезная головка в рабо-
чем положении (а) и с от-
крытыми гребенками (б):
1, 15— винты; 2— гребенки;
3— звездочка; 4 — кулачок; 5,
11 — пружины; 6— корпус го-
ловки; 7— обойма; 8, 13 —
штифты; 9 — кольцо; 10 — хво-
стовик; 72—рукоятка; /4—за-
готовка; 16 — поверхность обой-
мы; 17— поверхность кулачка;
18 — обработанная деталь
правлении (рис. 4.24, б), скосы кулачков сдвигают обойму в сто-
рону хвостовика. С разведенными кулачками головка отводится от
обработанной детали 18.
В рабочее положение гребенки возвращаются поворотом руко-
ятки 12 с эксцентриком, палец которого входит в продольный паз
корпуса головки. При повороте рукоятки обойма надвигается на
скосы кулачков и сжимает кулачки вместе с гребенками к центру в
исходное рабочее положение. При необходимости разведение гре-
228
бенок в конце рабочего хода может быть выполнено вручную пово-
ротом рукоятки с эксцентриком без отключения подачи.
Быстродействующие патроны для фрез используют при рабо-
тах, связанных с частой сменой инструмента. Патроны позволяют
менять инструмент без применения шомпола, что сокращает вре-
мя на замену инструмента в 2 — 3 раза. На рис. 4.25 патрон показан
с переходным фланцем 4, который винтами 6 крепится к торцу
шпинделя фрезерного станка. Торцовые шпонки шпинделя входят
в соответствующие пазы фланца и передают на него крутящий
момент. В отверстии фланца выполнены два паза под соответству-
ющие выступы на втулке 7, в которой винтом 5 крепится фреза 7.
С фланцем связана гайка 2, имеющая винт 3, входящий в канавку
на фланце, которая выполнена на половине окружности фланца.
Винт ограничивает поворот гайки на половину окружности.
На гайке выполнены два паза, аналогичные пазам фланца 4. Со
вместив пазы на гайке и фланце, втулку 7 с фрезой можно вставить
в шпиндель. Если после этого гайку 2 повернуть по часовой стрел-
ке, то фланец гайки войдет в проточку, имеющуюся на втулке, и
гайка затянет втулку с инструментом в гнезде шпинделя станка.
Конструкция оправки с микрометрическим регулированием по-
ложения резца Dp (рис. 4.26) состоит из корпуса 2, на переднем
торце которого имеется наклонное отверстие под державку 6 с квад-
ратным сквозным отверстием для резца 7. На державке выполнена
резьба, на которую навинчена лимб-гайка 5 со шкалой. Державка
для предотвращения поворота снабжена шпонкой 7, которая сколь-
зит по шпоночному пазу, имеющемуся в отверстии корпуса 2. Пру-
жина 4 и толкатель 3 постоянно прижимают лимб-гайку 5 к плос-
кости корпуса 2. Резец 7 предварительно устанавливается в пазу
державки 6 и фиксируется винтом 8, жестко соединяющим резец с
Рис. 4.25. Быстродействующий патрон для фрез:
/— втулка; 2— гайка; 5, 6— винты; 4— переходной фланец; 7— фреза
229
Рис. 4.26. Оправка с микрометричес-
ким регулированием вылета резца с
помощью резьбовой пары:
1— шпонка державки; 2— корпус оп-
равки; 3— толкатель; 4— пружина; 5—
лимб-гайка; 6— державка; 7— резец; 8,
9— винты
державкой. Вылет резца регули-
руется поворотом лимба-гайки
на некоторый угол, соответ-
ствующий определенному чис-
лу делений лимба. Цена одного
деления лимба равна радиаль-
ному перемещению резца на
0,01 мм. Винт 9 служит для
окончательного фиксирования
державки и резца в заданном
положении. Предварительная
настройка на размер произво-
дится на приборе вне станка, а
окончательная подналадка — по
пробному проходу.
Конструкции приспособле-
ний для крепления инструмента
на станках с ЧПУ состоят из двух
основных элементов: поверхно-
сти для установки самого при-
способления на станке и присо-
единительных поверхностей для
установки режущего инструмен-
та. Устройства, осуществляющие
автоматическую смену инстру-
мента и его крепление на стан-
ке, определяют конструкцию
хвостовика, который должен быть одинаковым для всех приспособле-
ний к данному станку.
Приспособление для растачивания с подналадкой резца по дан-
ным измерений показано на рис. 4.27. В приспособлении использу-
ется головка с микрометрическим регулированием и клиновой ме-
ханизм. Оправка 1 устанавливается в шпинделе 2. На корпусе оп-
равки имеется кольцо 16 с рифлениями для возможности отсчета
числа оборотов шпинделя с помощью бесконтактного датчика 7.
На оправке расположено коническое колесо 8, во впадины зуба
которого может входить палец 6 стопорного устройства, работа-
ющего от пневмоцилиндра двойного действия, который управля-
ется двухпозиционным трехходовым клапаном с приводом от элек-
тромагнита (на рисунке не показан). Команда на электромагнит по-
ступает от системы ЧПУ станка. Поршень 5 снабжен регулировоч-
ной гайкой, необходимой для установки пальца 6 так, чтобы он,
войдя во впадину колеса 8, образовал зазор 0,05...0,15 мм.
Пневмоцилиндр с поршнем 5 и бесконтактный индуктивный
датчик 7 располагаются в общем корпусе 4, устанавливаемом на
шпиндельной бабке 3.
230
Рис. 4.27. Приспособление для растачивания с автоматическим регулиро-
ванием положения резца:
7— оправка; 2— шпиндель; 3 — шпиндельная бабка; 4— общий корпус; 5—
поршень; 6— палец; 7— бесконтактный датчик; 8— коническое колесо; 9—
стержень; 10 — зубчатая передача; 7 7 — обойма; 12 — сухарь; 13 — резец; 14 —
крышка механизма перемещения резца; 15 — переходник; 16— кольцо корпуса
оправки; 17— подпружиненный упор
231
Подналадка положения резца 13выполняется после измерения
обработанного отверстия. По команде системы ЧПУ палец 6 вхо-
дит во впадину колеса 8. Число оборотов шпинделя, необходимое
для выдвижения резца на величину коррекции размера, отсчиты-
вается при низкой частоте вращения шпинделя.
Вращение шпинделя 2 через двухступенчатую дифференциаль-
ную передачу с остановленным колесом 8 кинематически преоб-
разуется во вращение стержня 9, который через передачу 10 вра-
щает обойму' 11 с внутренней резьбой. При вращении обоймы 11
сухарь 12 с наружной резьбой перемешается вдоль оси и своим
выступом выдвигает резец 13, который для исключения зазоров
прижимается к сухарю 12 подпружиненным упором 17. Механизм
перемещения резца закрывается крышкой 14.
При необходимости замены резца или перемещения на несколько
миллиметров необходимо ослабить винты в переходнике 15, чтобы
стержень 9 вышел из зацепления с выходным валом дифференци-
альной передачи. После этого для замены резца следует повернуть
обойму 10д.о полного его перемещения внутрь головки, после чего
возможно его извлечение. При значительном изменении диаметра
обработки обойму // вращают до необходимого выдвижения рез-
ца, пользуясь градуированной шкалой с ценой деления 0,02 мм.
Для закрепления инструмента на высокоскоростных станках
с ЧПУ применяются соединения по «горячей» посадке с натя-
Н7 Н7
гом типа ——, —-, образуемые соединением нагретых деталей,
рб по
Действие зажимных патронов для закрепления по «горячей»
посадке основано на том, что при нагревании посадочное отвер-
стие увеличивается в диаметре. Хвостовик закрепляемого инст-
румента вставляется в это расширенное отверстие патрона
(рис. 4.28). При охлаждении до комнатной температуры диаметр
отверстия патрона возвращается к нормальному размеру, при
этом возникают очень большие зажимные усилия. Если закре-
пить инструмент с усилием в диапазоне упругих деформаций ма-
териала патрона, то закрепление может быть повторено много-
кратно с постоянными характеристиками.
Главные преимущества такой системы:
•	быстрое закрепление и раскрепление инструмента;
•	большие значения сил закрепления;
•	отсутствие центробежных сил при больших частотах вращения;
•	маленькие габариты патрона;
•	высокая точность закрепления за счет изготовления посадоч-
ного отверстия с концентричностью 0,003 мм относительно оси
хвостовика патрона.
Одним из вариантов практического использования «горячих»
посадок является нагревание зажимных патронов токами высокой
частоты.
232

Рис. 4.28. Зажимной патрон для закрепления инструмента по горячей
посадке
Надежное закрепление инструмента на станках с ЧПУ в патро-
не при высоком крутящем моменте достигается независимо от
точности хвостовика (допустимо 117) благодаря гидромеханичес-
кому способу зажима (рис. 4.29). Давление масла в штуцере 2 со-
здает усилие, необходимое для деформации втулки 1, зажимаю-
щей режущий инструмент 3 в патроне.
Передаваемый высокий крутящий момент предохраняет инст-
румент от проскальзывания в патроне. Даже при черновых опера-
циях механизм сохраняет свойство самозатягивания, когда при
обработке отсутствует гидравлическое давление.
233
Рис. 4.30. Инструментальное приспособление в виде поддержки на агре-
гатном станке барабанного типа:
1— режущий инструмент; 2— втулка; 3— конусный штырь; 4— шпиндельная
коробка; 5— штанга; 6— пружина; 7— регулировочная гайка; 8— ось; 9 —
ролик; 10— поддержка; 11 — скалка; 12— корпус поддержки
Усилие закрепления остается постоянным в продолжение все-
го процесса обработки и сохраняется в течение длительного пери-
ода эксплуатации.
Приспособления для металлорежущих инструментов, использу-
емых на агрегатных станках, различаются по конструкции. Напри-
мер, длина инструментальных наладок (режущего и вспомогатель-
ного инструментов) агрегатного станка барабанного типа достига-
ет значительной величины, многие инструменты соединены со
шпинделями с помощью плавающих патронов. В таких случаях для
устранения провисания инструментов применяют инструменталь-
ные поддержки. Их конструктивное исполнение зависит от вида
инструмента, для поддержания которого они предназначены.
Инструментальное приспособление в виде поддержки для аг-
регатного станка барабанного типа показано на рис. 4.30. При под-
ходе поддержки 10 к конусному штырю 3, установленному на
неподвижной стойке приспособления, корпус 12 поддержки от-
водится вниз на двух скалках 11 с помощью ролика 9, закреплен-
ного на оси 8. Такой отвод необходим, чтобы пропустить при ра-
бочем цикле утолщенный удлинитель вспомогательного инстру-
мента, в котором закреплен режущий инструмент 1, направля-
емый втулкой 2. Поддержка 10 перемещается на двух штангах 5,
связанных со шпиндельной коробкой 4, и поджата пружинами 6
к упорным регулировочным гайкам 7.
234
4.4.	Автоматизация загрузки заготовок
в зажимные приспособления
Автоматизация загрузки заготовок в зажимные приспособления
металлорежущих станков — актуальная задача для современного
машиностроения. В первую очередь это относится к небольшим по
массе деталям типа тел вращения, а также корпусным деталям. Особо
важно решение этой задачи в связи с широким внедрением в ма-
шиностроение ЧПУ и промышленных роботов.
Роботизация оказывает большое влияние на конструкции ста-
ночных приспособлений. Характерными дополнительными свой-
ствами при совместной работе промышленного робота и зажим-
ного приспособления на станке являются:
•	автоматический цикл работы зажимного приспособления без
какого-либо вмешательства обслуживающего персонала;
•	общая система управления (циклового или ЧПУ) зажимным
приспособлением и промышленным роботом; автоматический и
наладочный режимы работы оборудования;
•	построение функциональной зоны зажимного приспособле-
ния таким образом, чтобы в процессе наладки и технического
обслуживания (уборка стружки, шлама и т.д.) была обеспечена
безопасность труда персонала;
•	высокая точность расположения базовых поверхностей зажим-
ных приспособлений для металлорежущих станков, обслужива-
емых одним роботом;
•	стабильность характеристик наладки зажимных приспособле-
ний (расположение базовых поверхностей и др.) по времени ра-
боты системы.
На рис. 4.31 приведены примеры загрузки-разгрузки зажимных
приспособлений металлорежущих станков с помощью промышлен-
ных роботов. Стационарный промышленный робот / (рис. 4.31, а)
служит для загрузки-разгрузки одного металлорежущего станка 3, в
котором заготовка 2 неподвижна при обработке. Обычно в таких слу-
чаях рядом со станком устанавливают две тары: одна для заготовок,
другая для обработанных деталей (на рисунке они не показаны).
На рис. 4.31, б показана схема загрузки-разгрузки заготовок 5
на агрегатный станок 6 с четырехпозиционным поворотным сто-
лом с помощью стационарного промышленного робота 4. Слож-
ность загрузки-разгрузки заготовок в зажимные приспособления
станка заключается в том, что необходимо установить фиксиро-
ванное положение заготовки в приспособления 7 уже не на од-
ной, а на всех четырех позициях станка, так как при работе на
станке с поворотным столом промышленный робот должен об-
служить каждое зажимное приспособление отдельно. У станка также
должны быть установлены две тары: одна для заготовок, другая
для обработанных деталей (на рисунке они не показаны).
235
236
Рис. 4.31. Автоматизация загрузки заготовок в зажимные приспособления
с помощью промышленных роботов:
а — однопозиционный металлорежущий станок с одним роботом; б— агрегат-
ный станок с четырехпозиционным поворотным столом, оснащенный одним
роботом; в — два металлорежущих станка, обслуживаемых одним роботом; г —
фрагмент автоматической линии с подвесными роботами и монорельсовой си-
стемой; д— система «металлорежущий станок — подвесной робот»; 7, 4, 12 —
стационарные промышленные роботы; 2, 5, 9 — заготовки; 3, 8, 11, 13 — метал-
лорежущие станки; 6— агрегатный станок; 7, 10— зажимные приспособления;
74—монорельсовая система; 75, 16 — транспортеры; 77—тара; 18— начальный
магазин заготовок
На рис. 4.31, в представлена технологическая система, состоя-
щая из двух металлорежущих станков 8 и 11, между которыми уста-
новлен стационарный промышленный робот 12. С помощью про-
мышленного робота происходит загрузка зажимного приспособле-
ния 10 станка 8, затем заготовка 9 обрабатывается на станке. Далее
промышленный робот захватывает полуфабрикат и передает его в
зажимное приспособление на станок 11. Требования к точности вза-
имного положения зажимных приспособлений в этом случае воз-
растают, так как необходима точностная увязка зажимных приспо-
соблений на обоих станках. На этом рисунке также не показана
тара для заготовок, обработанных деталей и полуфабрикатов. На-
личие тары для полуфабрикатов позволяет работать в двух режи-
мах: передача станок—станок, передача станок—тара для полу-
фабрикатов — станок. Вторая схема обеспечивает независимую ра-
боту каждого из станков при отказе соседнего.
На рис. 4.31, г приведен фрагмент автоматической линии для
обработки деталей типа валов, в которой транспортная система
выполнена в виде подвесных роботов, перемещающихся по мо-
норельсовой системе 14. Разные роботы устанавливают в автома-
тическом режиме заготовку в зажимное приспособление каждого
станка 13, затем обработанную и измеренную деталь (измеритель-
ная позиция на рисунке не показана) передают в тару 17, на
транспортеры 15 и 16 отвода деталей, разделенных на группы «+»
и «-». На первой позиции показан начальный магазин 18 загото-
вок автоматической линии, в котором они находятся в ориенти-
рованном виде.
На рис. 4.31, д приведена система «металлорежущий станок—
подвесной промышленный робот» и тары, в которых установле-
ны в ориентированном виде заготовки и обработанные детали.
Загрузка-разгрузка крупных заготовок в приспособления на
станках типа обрабатывающего центра происходит вне рабочей
зоны. Это достигается совмещением времени смены заготовок со
временем работы станков. Совместить время установки и закреп-
ления заготовок небольших габаритов со временем работы станка
позволяет маятниковый (челночный) способ подачи заготовок под
237
Рис. 4.32. Приспособления для смены заготовок вне рабочей зоны станка
(траектория движения инструмента показана штрихпунктирной линией)
обработку. При этом способе на столе станка устанавливают два
приспособления. Съем и установку заготовок производят в одном
из приспособлений, находящемся в загрузочной позиции, во время
обработки заготовки, установленной в другом приспособлении,
находящемся в рабочей позиции. Неперекрываемое работой стан-
ка время смены заготовок затрачивается лишь на перемещение
стола из одной позиции в другую.
Зажимные приспособления могут быть приспособлениями-дуб-
лерами. В этом случае у заготовок, установленных в каждом при-
способлении, обрабатываются с одного установа аналогичные по-
верхности по одной и той же программе.
При использовании на столе станка двух различных приспо-
соблений в первом приспособлении обрабатывается одна группа
поверхностей заготовки по одной программе, затем обработанная
в первом приспособлении заготовка переустанавливается во вто-
рое приспособление, и по второй программе обрабатывается дру-
гая группа поверхностей (рис. 4.32).
При маятниковом методе обработки, несмотря на повышение
дополнительных затрат, связанных с изготовлением и эксплуата-
цией приспособления-дублера, стоимость обработки заготовки
снижается.
Контрольные вопросы
1.	Расскажите о классификации приспособлений для сборочных работ
и о назначении каждого из них.
2.	Какие приспособления для сборочных работ применяют для за-
крепления деталей на неподвижном столе? Приведите пример.
3.	Какие приспособления применяют для выполнения сборочных работ?
238
4.	Какие типовые узлы и механизмы применяют при сборочных работах?
5.	Какие приспособления называют съемниками?
6.	Для каких сборочных работ применяют поворотные приспособления?
7.	Расскажите о специальных приспособлениях для сборочных работ.
8.	Какие требования предъявляют к контрольным приспособлениям?
9.	В чем отличие одномерного приспособления от многомерного?
10.	Каков принцип работы пневматических контрольных приспособ-
лений? В каких случаях они применяются?
11.	Каковы достоинства и недостатки контрольных приспособлений с
электроизмерительными головками и световой сигнализацией?
12.	Расскажите о назначении приспособлений для металлорежущего
инструмента.
13.	Расскажите о трехкулачковых сверлильных патронах.
14.	Зачем изготовляют сверла с центральным охлаждением и в чем
особенности конструкций приспособлений при их использовании?
15.	Какие инструментальные приспособления применяют для повы-
шения точности обработки осевым инструментом?
16.	Расскажите о резьбонарезной головке.
17.	Расскажите о быстродействующих патронах для фрез.
18.	Когда в приспособлениях для инструмента используют микромет-
рическое регулирование положения резца?
19.	Какие требования предъявляются к приспособлениям для инстру-
мента при высокоскоростной обработке?
20.	Какие специфические конструкции приспособлений для инстру-
мента применяются в агрегатных станках?
21.	Какие требования предъявляются к зажимным приспособлениям
металлорежущих станков при загрузке-разгрузке их промышленными
роботами?
22.	Нарисуйте схемы совместной работы станка и промышленного
робота.
23.	Расскажите о системах загрузки-разгрузки станков типа обрабатыва-
ющих центров при челночном способе смены станочных приспособлений.
Раздел III. ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТАНОЧНЫХ
И КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Глава 5. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
5.1.	Особенности проектирования станочных
приспособлений
При конструировании станочных приспособлений тщательному
изучению и анализу подвергают заготовку и обработанную деталь,
станок, на котором планируется выполнить оснащаемую операцию,
способ подвода режущего инструмента и СОЖ, средства обеспече-
ния установки заготовки, удаления стружки и др. Учитывают поло-
жение станочника относительно проектируемого приспособления и
оборудования, размер партии деталей и планируемую производи-
тельность обработки, структуру технологической операции и режи-
мы резания, массу заготовки, способ ее загрузки и выгрузки.
В процессе анализа заготовки выделяют поверхности, подле-
жащие обработке в проектируемом приспособлении, поверхно-
сти, назначенные технологическими базами и поверхности под
зажимы. Изучают геометрическую форму, размеры, координаты
взаимного расположения поверхностей заготовки, а также требо-
вания точности обработки детали.
Таким образом, конструирование приспособления тесно свя-
зано с разработкой технологического процесса изготовления за-
данной детали.
Технолог решает следующие задачи:
•	выбор заготовки и технологических баз;
•	установление маршрута обработки;
•	уточнение содержания технологических операций с разра-
боткой эскиза обработки, дающих представление об установке и
закреплении заготовки на данной операции;
•	определение промежуточных размеров по всем операциям,
допусков на них;
•	определение штучного времени на операцию по элементам;
•	выбор типа и модели станка для обработки заготовки.
240
Конструктор приспособления решает следующие задачи:
•	конкретизация принятой технологом схемы установки заго-
товки;
•	выбор конструкции и размеров установочных элементов при-
способления;
-	определение необходимой силы зажима и размеров зажимно-
го устройства;
•	определение размеров направляющих для подачи заготовок в
приспособление;
•	разработка общей компоновки приспособления и схемы ус-
тановки его на станке;
•	установление точностных требований на изготовление дета-
лей приспособления и его сборку.
Между технологом и конструктором необходимо тесное вза-
имодействие и творческое сотрудничество при создании приспо-
собления.
Принципы конструирования приспособлений:
	строго придерживаться предпочтительных размеров и реко-
мендуемых опробованных на практике конструкций;
•	последовательно соблюдать принципы агрегатирования, ти-
пизации, унификации и стандартизации в разрабатываемых кон-
струкциях;
•	разрабатывать специальное неразборное приспособление для
выполнения одной определенной деталеоперации в строго обо-
снованных случаях; конструировать больше специализированных
переналаживаемых сборно-разборных приспособлений из стандарт-
ных узлов и деталей; применять оригинальные узлы и детали только
в порядке исключения, с обязательным обоснованием их приме-
нения;
•	не начинать конструирование приспособления до тех пор,
пока не проведен поиск аналогичных конструкций в архивах за-
вода, СКВ и других организаций с помощью специальных поис-
ковых систем;
•	стремиться к предельной простоте конструкции приспособ-
ления, удобству его эксплуатации; любое усложнение необходи-
мо обосновать;
•	достигать высокой прочности и жесткости конструкции спо-
собами, не требующими увеличения ее массы (применение ко-
робчатых конструкций, продольных и диагональных связей меж-
ду стенками корпусов и др.);
•	стремиться обеспечить хорошую защиту конструкции при-
способления от загрязнения, скопления стружки, а также доступ
при ремонте и осмотрах;
•	конструировать приспособление с расчетом на заданный срок
безремонтной эксплуатации при максимальной производительно-
сти за счет правильного выбора материалов, термообработки, си-
241
стемы смазки и др.; стремиться к удешевлению конструкции, но
не в ущерб качеству (экономить дефинитные материалы, приме-
няя заменители и рациональные заготовки);
•	совершенствовать конструкции приспособлений на основе
постоянного наблюдения за их состоянием при эксплуатации, а
также изучения отечественного и зарубежного опыта конструиро-
вания и соответствующих патентных материалов.
При конструировании приспособлений могут быть использо-
ваны следующие классификационные признаки:
•	по числу одновременно устанавливаемых заготовок;
•	по числу одновременно используемых режущих инструментов;
•	по порядку расположения заготовок в приспособлении и пос-
ледовательности применения режущих инструментов: последова-
тельный, параллельный или последовательно-параллельный;
•	по степени непрерывности обработки: для дискретной и для
непрерывной обработки. При непрерывной обработке установка и
снятие заготовок происходят без остановки станка, а затраченное
на это время перекрывается основным временем;
•	по степени участия человека в обслуживании приспособле-
ния: ручное, полуавтоматическое, автоматическое.
В табл. 5.1 приведена типовая последовательность конструиро-
вания станочного приспособления.
М ногопозиционные приспособления могут быть использованы для
последовательного выполнения технологических переходов обработ-
ки и для параллельной обработки, когда на различных позициях со-
вмещаются во времени обработка и установка (снятие) заготовки.
При проектировании приспособления конструктор использует
следующие материалы:
1.	Нормали, стандарты и ГОСТы на различные детали и узлы
станочных приспособлений.
2.	Чертежи приспособлений, применяемых на данном заводе
для обработки аналогичных заготовок.
3.	Нормали, стандарты и ГОСТы на детали и узлы механизиро-
ванных приводов.
4.	Чертежи конструкций универсальных, специальных и груп-
повых приспособлений.
После разработки приспособления конструктор должен пере-
дать технологу разработанные им чертежи и получить его согласие
на изготовление данной конструкции в металле.
Точность работы приспособления проверяют путем контроля
размеров обработанных в нем деталей.
Приспособление считается годным, если изготовленная в нем
деталь соответствует чертежу и техническим условиям.
При проектировании приспособлений следует рассчитать: по-
грешность установки заготовки; погрешность настройки станка;
суммарную погрешность обработки заготовки в данном приспо-
242
Последовательность конструирования приспособлений
X)
сЗ
Д
К
ю
сЗ
н
243
Окончание табл. 5.1
244
соблении; силу зажима заготовки в приспособлении в зависимо-
сти от усилий резания и моментов, действующих на заготовку
при ее обработке на станке; для приспособлений с механизиро-
ванным приводом — диаметр цилиндра (поршня) или диаметр
диафрагмы и осевую силу на штоке механизированного привода,
передаваемую через промежуточные звенья зажимным устройствам
приспособления.
При конструировании наладочных групповых приспособлений
заготовки разделяют на группы по признаку возможности уста-
новки и обработки их в одном приспособлении. Для определения
требований к деталям и сборочным единицам групповых приспо-
соблений необходимо составлять схемы переналаживаемых ком-
поновок на типопредставители каждого диапазона всех групп за-
готовок, входящих в классификатор, с указанием базирования и
закрепления. На схемах графически, с соблюдением масштаба дол-
жны вычерчиваться заготовки, а также сборочные единицы и де-
тали, из которых должны собираться приспособления. В практике
при разработке схем в большей степени используют элементы уже
существующих видов переналаживаемых приспособлений.
Данные обо всех разработанных в условиях предприятия при-
способлениях заносят в специальную ведомость, форма которой
приведена ниже.
Ведомость приспособлений
Эту ведомость целесообразно ввести в ЭВМ и вносить в нее все
новые конструкции.
5.2.	Эксплуатация станочных приспособлений и требования
безопасности
Эксплуатация станочных приспособлений. В процессе эксплу-
атации станочного приспособления его детали изнашиваются. Ин-
тенсивность изнашивания зависит от размеров, состояния базо-
вой поверхности заготовки, ее массы, конструкции и качества
245
изготовления деталей, от величин сил резания и закрепления,
а также от условий эксплуатации и обслуживания приспособлений.
Наиболее изнашиваемые детали станочных приспособлений:
направляющие и центрирующие элементы (кондукторные втул-
ки, шпонки, штифты, планки, копиры); установочные и зажим-
ные элементы (штыри, пластины, призмы, оправки, установоч-
ные пальцы, цанги, клинья, прихваты, эксцентрики); узлы фик-
сации поворотно-делительных устройств (пальцы, втулки); под-
вижные элементы механизма привода (направляющие втулки, оси,
штоки, кулисы, манжеты).
Большие контактные давления, недостаточное смазывание и
охлаждение, наличие стружки между инструментом и втулкой —
все это является причиной интенсивного износа кондукторных
втулок. Изношенные кондукторные втулки в узлах приспособле-
ний периодически заменяют. Характер износа поверхности отвер-
стия кондукторной втулки показан на рис. 5.1, а. Круговой износ
втулки связан с радиальным биением инструмента и неравномер-
ностью снятия припуска (износ обозначен зачерненным конту-
ром).
Для уменьшения износа и увеличения срока службы пары ин-
струмент—втулка используют вращающиеся кондукторные втул-
ки на подшипниках качения.
В автоматических линиях механической обработки применяют
твердосплавные кондукторные втулки, которые по сравнению с
обычными имеют в 10— 15 раз большую износостойкость и явля-
ются эффективным средством повышения надежности станочных
приспособлений.
Важное значение для точности сборки и надежности работы
приспособлений имеет стабильность точностных параметров шпо-
ночных пазов, шпонок, штифтов, отверстий, которые служат
основой для сочленения собираемых элементов и обеспечивают
взаимозаменяемость. Особо высокие требования по точности и
износостойкости предъявляются к элементам универсально-сбор-
ных и сборно-разборных приспособлений, из нормализованных
взаимозаменяемых деталей и узлов которых многократно собира-
ют десятки станочных приспособлений для разнообразных опера-
ций обработки.
При длительном сроке эксплуатации универсально-сборных и
сборно-разборных приспособлений пазы плит изнашиваются, что
затрудняет и нарушает точность фиксирования установочных эле-
ментов относительно базовой плиты. Характер износа пазов плит
показан на рис. 5.1, б.
Износ пазов зависит от качества материала плиты и точности
взаимного расположения деталей при их фиксации (односторон-
ний натяг). При износе направляющие пазы фрезеруют, с изно-
шенной стороны к ним привариваю! или привинчивают планку,
246
которую затем обрабатывают до восстанавливаемого размера. Воз-
можно также применение наплавки с последующей обработкой.
Учитывая, что стоимость базовых деталей сравнительно высока
и они должны сохранять размеры и форму в течение длительного
срока эксплуатации, целесообразно применять шпонки, крепеж-
ные и направляющие детали с пониженной твердостью HRC 37... 42.
Хотя это и приведет к более интенсивному износу, но предохра-
нит от износа более дорогостоящие базовые детали.
В зависимости от особенностей конструкции и условий экс-
плуатации поверхности установочных элементов приспособлений
изнашиваются с разной интенсивностью. На рис. 5.1, в—ж пока-
зан характер износа установочных элементов — опорных штырей,
пластин, призм. Наибольшему износу подвержены опоры со сфе-
рической рифленой головкой, так как они имеют малую площад-
ку контакта. У плоских опор и пластин наибольший износ наблю-
дается посередине и с торца (со стороны установки заготовки).
Значительно изнашиваются боковые поверхности призм, контак-
тирующие с заготовкой по небольшой площадке.
Надежность работы поворотно-делительных устройств при-
способлений определяется износостойкостью узла фиксации,
от которого зависит точность деления при позиционной обра-
ботке. В процессе работы наибольшему износу подвергается по-
верхность, расположенная вблизи торца фиксатора (рис. 5.1, з).
Основной вид износа — абразивный.
Вероятность безотказной работы и срок службы узла фиксации
определяют исходя из допустимого увеличения предельного зазо-
ра, запаса точности и интенсивности износа сопряжения.
Для оценки степени износа элементы приспособлений периоди-
чески проверяют, и по результатам проверок в паспорт приспособ-
ления вносятся действительные размеры деталей и их отклонения от
Рис. 5.1. Примеры износа элементов приспособлений:
а — отверстия кондукторной втулки; б— пазов плит; в, г, д, е, ж — установоч-
ных элементов (опорных штырей, пластин, призм); з — поверхности вблизи торца
фиксатора
247
приведенных на чертеже. С учетом условий эксплуатации, величины
износа и имеющегося оборудования выбирается тот или иной метод
восстановления элементов приспособления: механическая и терми-
ческая обработка, наплавка, металлизация, электрохимическая об-
работка, применение пластмасс и клеевых соединений.
Восстановление элементов приспособления может сводиться к
замене одной или двух деталей либо к замене, пригонке и сборке
большинства его узлов. При этом менее дорогостоящую деталь за-
меняют новой, а у более сложной детали изношенные поверхно-
сти восстанавливают одним из методов (наплавка, покрытия) и
доводят до требуемого размера механической обработкой.
Износ деталей станочных приспособлений, их работоспособ-
ность и долговечность зависят от наличия на станке стружки и
СОЖ, попадание которых на базовые поверхности приспособле-
ний приводит к потере точности обработки заготовок. Удаление
стружки, шлама, СОЖ со станочных приспособлений является
важной задачей. Однако ее решение, принятое в большинстве слу-
чаев, нельзя признать оптимальным. Это обдув приспособления
на станке сжатым воздухом (который затем поступает в простран-
ство цеха, что не экологично), удаление стружки из неудобных
мест щеткой, протирка отдельных поверхностей тряпкой.
В последние годы появились станки с кабинетной защитой, в
которых указанные отходы удаляются встроенными в станок спе-
циальными отсосными устройствами.
Требования безопасности при эксплуатации станочных при-
способлений. В'состав системы стандартов безопасности труда
(ССБТ) входит ряд государственных стандартов, устанавлива-
ющих требования безопасности при эксплуатации станочных
приспособлений. Непосредственно эти требования изложены в
ГОСТ 12.2.029—88, который распространяется на все виды ста-
ночных приспособлений. Кроме этого, в других стандартах ССБТ
предусмотрены требования безопасности к органам управления,
пневмо- и гидроприводам, к средствам защиты от поражения элек-
трическим током и от стружки, к ограждениям, требования безо-
пасности к транспортированию, ремонту и хранению приспособ-
лений.
К общим требованиям безопасности при эксплуатации станоч-
ных приспособлений относятся следующие:
•	наружные элементы конструкций приспособлений не долж-
ны иметь острых углов, кромок и других поверхностей с неровно-
стями, представляющими источник опасности;
•	неоговоренные радиусы скруглений, размеры фасок наруж-
ных поверхностей должны быть не менее 1 мм;
•	способы соединения приспособления со станком должны ис-
ключать возможность самопроизвольного ослабления крепления
и смещения приспособления во время работы;
248
•	вращающиеся приспособления должны подвергаться стати-
ческой или динамической балансировке;
•	конструкция приспособления должна обеспечивать свобод-
ный выход стружки и сток СОЖ или иметь устройства для их
удаления;
•	при массе заготовок свыше 12 кг должна быть предусмотрена
возможность закладки и съема стропов и других захватных уст-
ройств грузоподъемных механизмов;
	приспособления массой до 16 кг должны иметь устройства и
поверхности для безопасной и удобной установки и снятия их
вручную; при массе свыше 16 кг — рым-болты, цапфы для уста-
новки и снятия их грузоподъемными механизмами.
К основным требованиям, предъявляемым к элементам при-
способлений, относятся следующие:
•	усилия закрепления заготовок следует рассчитывать из ус-
ловия превышения максимальных сил резания не менее чем в
2,5 раза;
•	усилия, прилагаемые к рукояткам ручного зажима, не долж-
ны быть направлены в зону режущего инструмента;
•	в многоместных приспособлениях зажим заготовок должен
быть равномерным;
•	если в приспособлении предусмотрено ручное и механизиро-
ванное управление приводом, то должно быть блокирующее уст-
ройство, не допускающее одновременного действия ручного и
механизироват i ного при вода;
•	органы управления приспособлением должны быть размеще-
ны на высоте 1000... 1600 мм от уровня пола (или рабочей пло-
щадки) при обслуживании стоя и 600... 1200 мм при обслужива-
нии сидя;
•	к органам управления, которыми недопустимо пользовать-
ся при вращении приспособления или при движении частей
оборудования, должны крепиться указатели с предупредитель-
ными надписями, хорошо читаемыми на расстоянии нс менее
500 мм;
•	устройства, нагревающиеся в процессе эксплуатации свыше
45 °C, должны быть теплоизолированы или ограждены.
Пневмо- и гидроприводы должны удовлетворять следующим
основным требованиям:
•	система пневмо- и гидропривода в зажимных устройствах
приспособлений должна обеспечивать надежное удержание заго-
товки при внезапном прекращении подачи сжатого воздуха или
жидкости до полной остановки подвижных частей оборудования
или приспособления;
•	пневмо- и гидроприводы должны быть оборудованы устрой-
ствами для защиты рабочей среды от загрязнений, от повышения
максимально допустимого давления.
249
Схема пневмопривода к приспособлению токарного станка с
соответствующими блокировками для безопасной работы персо-
нала показана на рис. 5.2. Станок оснащен вращающимся пневмо-
цилиндром 2, установленным на заднем конце шпинделя станка.
Шток цилиндра через тягу (на рисунке не показана) связан с
кулачками патрона 7. Непосредственно за пробковым краном И
(или запорным вентилем) располагается фильтр-влагоотделитель
10, очищающий воздух от влаги и механических примесей; его
помещают непосредственно у входа в пневмосеть станка. Затем
следует пневмоклапан 3 давления, служащий для регулирования
давления в полости цилиндра (например, при обработке тонко-
стенных деталей). Давление контролируют с помощью манометра 4.
Реле 5 давления служит для предотвращения аварии: в случае
падения давления в воздушной магистрали реле автоматически
выключает электродвигатель станка. Эту же роль выполняет обрат-
ный пневмоклапан 8, который пропускает воздух лишь в цилиндр
и задерживает его выход из цилиндра.
Для насыщения сжатого воздуха распыленным маслом, смазы-
вающим трущиеся детали пневмопривода, устанавливают масло-
распылитель 6.
Рис. 5.2. Принципиальная схема пневмопривода приспособления токар-
но-винторезного станка с блокировками для безопасности работы пер-
сонала:
/- воздухоподподяшая муфта; 2- вращающийся пневмоцилиндр; — пневмо-
клапан давления; 4— манометр; 5— реле давления; 6 — маслораспылитель; 7—
патрон; 8— обратный пневмоклапан; 9 — распределительный кран; 10— фильтр-
влагоотделитель; //— пробковый кран
250
Работой пневмопривода управляют с помощью распределитель-
ного крана 9.
Для соединения воздухоподводящих трубок с вращающимся
пневмоцилиндром служит воздухоподводящая муфта 1.
На пульте управления пневмоприводом должны применяться
следующие цвета предупредительных сигналов: красный — для
сигнализации аварийного состояния; зеленый — для констатации
нормального состояния работающего привода. Головки выводных
устройств привода, предназначенные для выпуска воздуха и мас-
ла, а также сливные пробки должны быть окрашены в красный
цвет; корпуса кранов управления должны иметь отличительную
окраску.
Электрифицированное приспособление должно иметь зазем-
ление (или зануление) металлических частей, которые могут ока-
заться под напряжением; электрооборудование приспособления
не должно допускать самопроизвольного включения при восста-
новлении внезапно исчезнувшего напряжения; токоведущие час-
ти должны быть надежно изолированы или закрыты защитными
кожухами.
Специальные требования безопасности станочных приспособ-
лений, не предусмотренные в стандартах ССБТ, указывают на
чертеже приспособления.
5.3.	Оценка эффективности применения
станочных приспособлений
Применение приспособлений обеспечивает повышение про-
изводительности и точности обработки, расширение технологи-
ческих возможностей станков, облегчение условий труда и повы-
шение безопасности работы персонала. Но не всегда использова-
ние сложных, многоместных и автоматизированных приспособ-
лений экономически рентабельно, особенно при малых объемах
выпуска изделий. Поэтому при решении вопросе, об экономиче-
ской целесообразности применения приспособления той или иной
конструкции необходимо выполнить расчеты но технико-эконо-
мическому обоснованию использования новых или модернизации
существующих приспособлений.
При этом необходимо учитывать, что станочные приспособле-
ния стоимостью более 5000 руб., а также приспособления, имею-
щие срок службы свыше одного года, следует относить к основ-
ным производственным фондам.
Упрощенный расчет эффективности применения специально-
го приспособления сводится к сопоставлению затрат на его изго-
товление и экономии от использования его в производстве. Годо-
вую экономическую эффективность Э, от применения приспо-
собления определяют по формуле
251
Я = (С2 - Q)N,
где Сэ — технологическая себестоимость операции при использова-
нии нового приспособления, руб.; С\ — технологическая себестои-
мость операции при использовании существующего приспособле-
ния или без него, руб.; N— годовой объем выпуска деталей, шт.
Применение более совершенного приспособления снижает
штучное время вследствие уменьшения основного и вспомога-
тельного и облегчает условия труда, а также влияет на другие
показатели, определяющие технологическую себестоимость опе-
рации.
Для обоснования рентабельности применения различных ва-
риантов приспособлений для одной и той же технологической
операции определяют технологическую себестоимость операций
(Q, С2) при использовании нового и существующего приспособ-
лений по формуле
С = /шт (Ср + КСНС + КПНП),
где С — суммарная годовая экономия от применения приспособ-
ления; /шт — штучное время операции, ч; Ср — часовая заработная
плата станочника с учетом доплат и начислений на социальное
страхование, руб.; Кс и Кп — поправочные коэффициенты (см. далее
по тексту); Нс — себестоимость одного часа работы станка, руб.;
Нп — расходы, приходящиеся на 1 ч работы приспособления, руб.
В свою очередь
Нп = 0,18 • 10 3 tfnp,
где Лпр — затраты на изготовление специального приспособле-
ния, руб.;
Нс = 1,65-10-3 К*15,
где Ко — затраты на приобретение станка, руб.
При коэффициенте загрузки станка п3 < 0,85 вводятся попра-
вочные коэффициенты:
О чя
Кс = Кп = 0,55 + ^.
«3
При коэффициенте загрузки станка п3 > 0,35 принимается
Кс = 1. Полная экономическая эффективность Эп от применения
приспособления
Эп = 3rQ,
где Q — срок службы приспособления, год.
Показателем эффективности применения приспособления слу-
жит также показатель срока окупаемости Ток дополнительных ка-
питальных вложений, определяемый по формуле
252
Т -	- К'
ок с,-с2’
где Ki и Kt — затраты на приобретение нового и эксплуатацию
старого приспособления, руб.
Применение специального приспособления к станку считается
экономичным, если 7’()к. < 3 года.
Для определения стоимости приспособления на стадии проек-
тирования пользуются укрупненными нормативами стоимости в
зависимости от сложности и числа деталей, входящих в приспо-
собление.
Себестоимость специального приспособления в металле уста-
навливается одним из следующих способов: по фактическим затра-
там инструментального цеха завода; определением расхода матери-
ала и нормированием работ по изготовлению приспособлений на
основании чертежей; по укрупненным нормативным данным.
Первые два способа применяются, когда специальная оснаст-
ка изготовлена или находится в стадии изготовления, и дают до-
статочную для ориентировочных расчетов точность.
Третий способ применим для предварительной оценки затрат
на оснастку, в частности, когда путем сопоставления требуется
выбрать рациональный вариант приспособления. Стоимость при-
способления в этом случае может быть укрупненно определена по
таблицам и графикам*.
Кроме себестоимости (или цены) специального приспособления
должны быть установлены коэффициенты затрат на проектирование
и эксплуатацию, а также срок эксплуатации приспособления.
В приводимых далее примерах затраты на проектирование и
создание технической документации по специальным приспособ-
лениям приняты равными 30 % стоимости их в металле.
Коэффициент эксплуатации, учитывающий годовые затраты
на эксплуатацию приспособлений (хранение, ремонт и уход),
принят равным 20 % стоимости приспособления.
Срок эксплуатации приспособления зависит от качества его
изготовления, условий эксплуатации и хранения, от интенсив-
ности использования и характера нагрузки. Все эти факторы оп-
ределяют физический износ приспособлений, срок службы ко-
торых колеблется в пределах 1... 5 лет. Однако во многих случаях
снятие изделия с производства делает специальное приспособ-
ление непригодным для использования задолго до его физиче-
ского износа.
Для других систем приспособлений (УБП, СРП, УСП и т.д.)
имеются свои методики расчета эффективности применения по
* Допуски на изготовление и износ кондукторных втулок приведены в Спра-
вочнике (т.1, с. 249—286).
253
сравнению с работой без приспособления или сравнительного
анализа вариантов создания приспособления.
При внедрении приспособлений предприятие также во мно-
гих случаях определяет необходимые капиталовложения Кжи в
эти работы:
п
•^ОСН ~~ ^7 ^осн/	ОСН/5
7=1
где — стоимость одного комплекта оснастки для выполнения
/-й операции (учитывается при КЖН! > 5000 руб./шт.); И^н,- — ко-
личество комплектов оснастки, необходимое для бесперебой-
ного выполнения z-й операции, шт.; — коэффициент ис-
пользования технологической оснастки при выполнении i-й опе-
рации (для специальной оснастки гр*.,,, = 1).
5.4.	Особенности проектирования контрольных
приспособлений
Приспособления для контрольных операций различного назна-
чения обладают рядом общих признаков, что позволило разрабо-
тать общую методику их проектирования.
Принципиальное отличие приспособлений для контрольных
операций от других типов приспособлений (зажимных и др.) зак-
лючается в наличии измерительной цепи, элементы которой не-
посредственно воспринимают, передают и преобразуют получен-
ную информацию.
Задача конструктора заключается в обеспечении требуемой точ-
ности проектируемого контрольного приспособления при мини-
мальных затратах на его производство, следовательно и при ми-
нимальной точности изготовления его деталей и узлов.
Каждое приспособление для контрольных операций состоит из
трех основных частей: измерительного механизма и его подвижной
части, отсчетного механизма, вспомогательных узлов и деталей.
Вне зависимости от назначения приспособлений для контрольных
операций их узлы и детали можно разбить на следующие группы.
1.	Узлы и детали, размеры и форма которых определены прин-
ципом действия приспособления и которые рассчитываются в
соответствии с электрической, кинематической и другими схема-
ми. Изменение размеров этих деталей, соотношений расстояний
между ними в конструкции по усмотрению конструктора или по
технологическим соображениям недопустимо, так как в этом слу-
чае появятся дополнительные погрешности, вносимые в работу
приспособления для контрольных операций.
Предполагается, что размеры деталей, рассчитанные на основе
принципиальных схем, определены с возможными допустимыми
теоретическими погрешностями, поэтому изменение их номиналь-
254
ных размеров повлечет за собой появление больших погрешнос-
тей, что не позволит применить проектируемое приспособление
для контрольных операций в заданных условиях эксплуатации.
2.	Узлы и детали, служащие для удержания деталей первой груп-
пы в неизменном положении, необходимом для правильной ра-
боты приспособления, с минимальными погрешностями. Форма
и размеры деталей этой группы зависят от геометрических разме-
ров деталей первой группы, а также измеряемой заготовки. При
проектировании деталей большую роль играют конструкторские
расчеты на прочность и возможные деформации. Основным фак-
тором, определяющим размеры деталей и узлов, является эконо-
мичность их изготовления.
3.	Корпуса приспособлений для контрольных операций. Для
предохранения измерительных механизмов и деталей второй груп-
пы от механических повреждений или от воздействия во время
эксплуатации любых вредных факторов (влаги, пыли и т.п.) при-
меняют корпуса, состоящие из основания (базовой детали, на
которой закреплены заготовка и измерительный механизм) и при
необходимости кожуха, закрывающего этот механизм.
4.	Крепежные детали, служащие для закрепления и соединения
элементов в приспособлении. Детали этой группы уже имеют оп-
ределенные формы и размеры, поэтому при конструировании
необходимо обосновать их выбор соответствующим расчетом.
5.	Стандартизованные детали, узлы и механизмы. В эту группу
входят узлы, механизмы или полностью изготовленные приспо-
собления для контрольных операций, которые могут быть исполь-
зованы при проектировании приспособлений. Эта группа узлов и
деталей должна иметь габаритные и монтажные размеры, соот-
ветствующие размерам проектируемого приспособления. При про-
ектировании необходимо максимально применять стандартизован-
ные детали, узлы и механизмы.
Таким образом, основные принципы конструирования при-
способлений для контрольных операций, заключаются в выпол-
нении требований, обеспечивающих:
•	определенность и точность движения подвижной части и не-
изменность положения остальных деталей и узлов;
•	заданные значения погрешностей измерения;
•	минимальную массу деталей подвижной части при их на-
ибольшей прочности и наименьших деформациях остальных дета-
лей;
•	максимальное применение стандартизованных деталей и узлов.
Контрольные вопросы
1.	Какими данными необходимо располагать для проектирования спе-
циального приспособления?
2.	Изложите порядок конструирования приспособления.
255
3.	Как обеспечить жесткость конструкции приспособления и сниже-
ние его массы?
4.	Расскажите об особенностях проектирования контрольных приспо-
соблений.
5.	Какие детали приспособлений быстро изнашиваются и какие меры
принимаются для уменьшения их износа?
6.	Как проверить точность приспособления?
7.	В чем заключается испытание нового приспособления?
8.	Как определить стоимость приспособления и от каких основных
факторов она зависит?
9.	Напишите формулу приближенного экономического расчета эф-
фективности применения приспособления.
Глава 6. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
6.1. Сущность и особенности методики
автоматизированного проектирования приспособлений
Традиционным методам проектирования (конструирования)
приспособлений свойственны высокие стоимостные и временные
затраты, недостаточный уровень стандартизации создаваемых кон-
струкций, трудности выполнения ряда обязательных инженерных
расчетов, невозможность системного решения задач конструиро-
вания, технологии изготовления и производства приспособлений
и др. Указанные недостатки традиционного конструирования уст-
раняют путем автоматизации проектирования приспособлений.
Сущность автоматизированного проектирования. Она заключа-
ется в следующем. В ЭВМ вводится описание заготовки и оснаща-
емой станочной операции. С помощью комплекса программ син-
теза конструкций в ЭВМ строится цифровое информационное опи-
сание проектируемого приспособления в виде соответствующих
наборов числовых массивов. Управление передается блоку состав-
ления спецификаций, результаты работы которого выдаются на
печатающее устройство ЭВМ в форме документа, определенного
стандартом Единой системы конструкторской документации
(ЕСКД). Затем формируются программы вычерчивания, которые
управляют чертежно-графическими автоматами (ЧГА) при полу-
чении сборочного и деталировочных чертежей конструкции. Про-
цесс завершается рекомендациями по технологической подготов-
ке производства приспособления и составлением программ для
станков с ЧПУ по обработке деталей.
Автоматизированное проектирование осуществляется на базе
унифицированных нормализованных проектных решений, описа-
ние которых хранится в памяти ЭВМ.
256
В состав постоянной информации входят библиотека конструк-
тивных элементов приспособлений, библиотека типовых изобра-
жений, каталог сведений об оборудовании, нормативно-справоч-
ные материалы, спецификационные массивы, сведения об усло-
виях производства приспособлений. Доминирующую роль в авто-
матизированном проектировании приспособлений играет библи-
отека конструктивных элементов.
Укрупненная схема автоматизированного проектирования при-
способлений приведена на рис. 6.1.
Особенности методики автоматизированного проектирования
приспособлений. Основная часть операций по разработке конст-
рукций, их вычерчиванию, проектированию технологии их изго-
товления поручается программно-техническому комплексу, ко-
торый образует ядро САП Р. На конструктора возлагаются функ-
ции подготовки заданий для САПР на проектирование приспо-
соблений (входной информации) и обеспечение ответами вопро-
сов проектирующей системы при диалоговом режиме ее работы.
Таким образом, автоматизация проектирования в основном пере-
водит процессы построения и документирования конструкций при-
способлений из разряда творческих в формальные.
Рис. 6.1. Укрупненная схема автоматизированного проектирования при-
способлений
9 3. 278
257
Автоматизация проектирования приспособлений основана на
возможности построения конструкций из конечного числа зара-
нее определенных унифицированных типовых проектных реше-
ний — нормализованных конструктивных элементов, все множе-
ство которых можно описать и хранить в памяти ЭВМ. Алгоритмы
построения базируются на технологических закономерностях кон-
струирования приспособлений. Алгоритмы конструкторского до-
кументирования в значительной степени отражают правила на-
чертательной геометрии, машинной графики и требования стан-
дартов ЕСКД.
Автоматизируя процессы конструирования приспособлений,
разработчику необходимо решить большое число задач, возник-
ших вследствие кибернетизации этих процессов: разработать сис-
тему подготовки входной информации, базу данных, язык диало-
га конструктора с ЭВМ, решить геометрические задачи, а также
задачи формализации описания объектов и процессов проектиро-
вания и др.
Характерной особенностью автоматизированного проектирования
приспособлений является комплексность выполнения всевозможных
проектных функций в одной САПР: конструирование, получение
чертежей и спецификаций, технологическое проектирование и по-
лучение технологических документов, подготовка и выдача программ
для оборудования с ЧПУ на изготовление деталей приспособлений.
Организация автоматизированного проектирования приспособ-
лений в условиях завода. Примерная схема организации показана
на рис. 6.2. Задание на проектирование приспособления выдается
технологическим подразделением отдела главного технолога под-
разделению по конструированию приспособлений. К заданию при-
лагаются чертежи заготовки и обработанной детали.
Подразделение по конструированию приспособлений кодиру-
ет информацию операционного чертежа и задания на проектиро-
вание, проверяет правильность кодирования, составляет задание
на автоматизированное проектирование для вычислительного цен-
тра (ВЦ). Входные данные, содержащиеся в таблицах входной
информации, и задание на автоматизированное проектирование
приспособления передают на ВЦ.
ВЦ осуществляет подготовку и контроль информации для вво-
да в ЭВМ, реализует программы проектирования на ЭВМ. В ре-
зультате ВЦ получает спецификацию С, маршрутные карты изго-
товления деталей приспособления {Т}, ведомости заготовок W\,
комплектующих изделий W2 и затрат на изготовление Z приспо-
собления, а также программы для обработки деталей на станках с
ЧПУ. ЧГА вычерчивает сборочный чертеж 5 и комплект рабочих
чертежей {/?J специальных деталей приспособления.
Всю конструкторскую документацию, полученную на ВЦ, воз-
вращают подразделению по конструированию приспособлений,
258
Технологическое подразделение
Задание на проектирование.
Операционный чертеж
Подразделение по конструированию приспособлений
Кодирование входных
данных
Проверка входных
данных
Составление задания ВЦ
Проверка конструкторской
документации, полученной
автоматизированным методом
Комплектование рабочими
чертежами нормализированных
деталей  
Подлин-
ники
С, S, {/?}
Архив
Задание ВЦ
Вычислительный центр
Подготовка данных
и их контроль
{Яс}
5
S
х
х
X
о
С
Проектирование на ЭВМ
Выдача спецификации
и технологических
документов
Получение сборочного
чертежа и чертежей
специальных деталей
Выдача программ для
станков с ЧПУ
{7}
^2
УЧПУ
Подразделение подготовки
инструментального производства
Проверка технологической документации
и программ для станков с ЧПУ
Инструментальное производство

Z
5

№
£
Изготовление приспособления
Рис. 6.2. Примерная технологическая схема организации автоматизиро-
ванного проектирования станочных приспособлений на промышленном
предприятии:
С— спецификация; У— сборочный чертеж; {/?}— полный комплект рабочих
чертежей деталей приспособления; {А’,|— полный комплект рабочих чертежей
специальных деталей приспособления; {Г} — маршрутная карта изготовления
деталей приспособления; И', — ведомость заготовок; ИЛ — ведомость комлекту-
ющих изделий; Z— ведомость затрат на изготовление приспособления
9’
259
которое производит контроль полученной от ВЦ конструкторской
документации, дополняет ее копиями бланк-чертежей частично
нормализованных деталей с постоянной конфигурацией и запол-
няет их размерами, полученными на ЭВМ. В результате образуется
полный комплект рабочих чертежей деталей приспособления {7Ц.
Затем технологические документы вместе с носителями программ
для станков с ЧПУ передаются технологической службе (бюро)
инструментал ьного производства.
В подразделении подготовки инструментального производства
осуществляют проверку технологических документов, полученных
на ЭВМ, а также комплектуют всю документацию, необходимую
для изготовления приспособлений, и передают ее в цех.
6.2. Общие принципы построения системы
автоматизированного проектирования приспособлений
Автоматизация проектирования — деятельность (исследования,
разработки), направленная на создание и внедрение системы ав-
томатического проектирования (САПР).
Автоматизированное проектирование приспособлений — про-
ектирование, при котором отдельные преобразования описаний
(приспособления в целом или его частей) осуществляются во вза-
имодействии человека и ЭВМ.
Задачей автоматизированного проектирования любых объек-
тов является получение с помощью электронно-вычислитель-
ной техники комплекта технических документов, необходимых
и достаточных для производства изделий, в том числе приспособ-
лений.
Метод автоматизированного проектирования приспособлений
основывается на следующих положениях:
•	информация, содержащаяся в комплекте технических доку-
ментов, получаемых на выходе из САПР, является результатом
переработки сведений о заготовке и оснащаемой технологической
операции, образующих вход в систему;
	сведения о заготовке, как и информация, описывающая ком-
плект технических документов на приспособления, должны быть
представлены в ЭВМ;
•	необходимо соблюдать формальные правила перехода от опи-
сания заготовки и оснащаемой технологической операции к опи-
санию конструкций разработанных приспособлений в виде сбо-
рочных и деталировочных чертежей;
•	конструкцию любого приспособления можно расчленить на
конечное число составляющих — конструктивных элементов (на-
пример, зажимные механизмы, кондукторные втулки, гидравли-
ческие цилиндры и т.д.). Конструкция, как и любой ее элемент
(деталь, сборочная единица), может быть синтезирована из ко-
260
немного числа заранее определенных стандартизованных конеч-
ных элементов;
•	свойства и характеристики конструктивных элементов (гео-
метрия, размеры, состав, материал) могут быть описаны и пред-
ставлены в виде чисел в ЭВМ;
•	размерные отношения, связывающие конечные элементы в
конструкции, определяются небольшим числом параметров, об-
щих для всех приспособлений.
При создании САПР приспособлений необходимо выполнить
следующие работы:
•	исследование оснащаемого производства, изучение номен-
клатуры заготовок и отбор типовых их представителей;
•	изучение конструкций и применяемых на данном предпри-
ятии (в отрасли) приспособлений и составление каталога типо-
вых их представителей;
•	определение перечня существующих и прогнозируемых схем
базирования, установки и зажима;
•	разработка библиотеки конструктивных элементов приспо-
соблений;
•	определение условий применяемости конструктивных элементов;
•	определение состава, разработка правил и языка описания
(подготовки) входной информации для автоматизированного про-
ектирования приспособлений;
•	разработка алгоритмов и программ синтеза конструкций при-
способлений;
•	отладка и экспериментальная проверка программ синтеза;
•	отладка и экспериментальная проверка алгоритмов и про-
грамм составления спецификаций приспособлений;
•	разработка библиотеки типовых изображений элементов при-
способлений и программ их черчения;
•	разработка алгоритмов и программ компоновки сборочных
чертежей приспособлений;
•	экспериментальная проверка программ построения сбороч-
ных чертежей;
•	разработка алгоритмов и программ получения рабочих черте-
жей деталей и узлов приспособлений;
•	экспериментальная проверка на ЭВМ комплекса программ
получения конструкторской документации;
•	разработка технологических нормативно-справочных массивов
и массивов сведений об условиях производства приспособлений;
•	разработка и программирование алгоритмов технологическо-
го проектирования, включая блок подготовки программ для стан-
ков с ЧПУ, отладка программ и экспериментальная проверка;
•	стыковка блоков синтеза, составления спецификации, полу-
чения чертежей и технологического проектирования приспособ-
лений в единый комплекс, комплексная отладка системы;
261
•	опытно-промышленная проверка комплекса и его доработка
по результатам проверки;
•	опытная эксплуатация комплекса, устранение недостатков и
передача его в промышленную эксплуатацию.
Источниками входной информации для автоматизированного
проектирования станочных приспособлений служат следующие
документы: задание на проектирование приспособления, техно-
логическая карта механической обработки заготовки на оснаща-
емой операции, операционный эскиз обработанной детали, кон-
структорский чертеж детали.
Использование в виде описания входного задания на проекти-
рование во всех четырех документах неудобно и может привести к
ошибкам при подготовке входной информации. Поэтому целесо-
образно все данные для проектирования на ЭВМ сосредоточить в
одном документе, который принято называть операционным чер-
тежом обработанной детали.
Деталь на операционном чертеже представляется в виде, кото-
рый она приобретает после выполнения оснащаемой операции.
Операционный чертеж отражает одно из состояний обрабатыва-
емой детали, взятое из множества ее состояний, определяемых
технологическим процессом. Элементы детали, которые должны
получить формообразование на последующих за оснащаемой опе-
рациях, на операционном чертеже не приводятся.
Операционный чертеж должен давать полное представление о
технологической операции, поэтому на нем указывают места ба-
зирования и закрепления заготовки при обработке. Поверхности,
подлежащие обработке на оснащаемой операции, выделяются на
чертеже другим цветом. На свободном поле операционного черте-
жа следует указать наименование операции, модель станка, на
котором она выполняется, запланированную производительность
обработки, вид зажимного механизма приспособления, приме-
няемого для зажима заготовки, число заготовок, обрабатываемых
одновременно и др. Операционный чертеж содержит все размеры
заготовки. Размеры, выдерживаемые на операции и анализиру-
емые при конструировании приспособления, должны быть при-
ведены с допусками.
На операционном чертеже необходимо указать шероховатость
обрабатываемых поверхностей, технологических баз и поверхно-
стей под зажим, материал заготовки и его твердость, крутящий
момент, усилия резания и др. На операционный чертеж наносят
также главную систему координат. Эту систему выбирают так, чтобы
ее начало располагалось на пересечении поверхностей заготовки,
принятых за технологические базы, а координатные плоскости
принадлежали базам. Поверхности заготовки нумеруют.
Практически операционный чертеж удобно получать с копии
рабочего чертежа обрабатываемой детали. Для этого на обрабаты-
262
ваемой детали в соответствии с операционным эскизом нужно
убрать все линии, изображающие поверхности, образуемые на
последующих за оснащаемой операциях технологического процес-
са, после чего наносят обозначения поверхностей и надписи, о
которых шла речь выше.
Чертеж, подготовленный в соответствии с перечисленными
требованиями, служит единственным источником исходной ин-
формации при автоматическом проектировании приспособлений.
При автоматизированном проектировании чертежи приспособ-
лений выполняют на специальных устройствах — чертежно-гра-
фических автоматах (ЧГА), или графопостроителях. Чертеж при-
способления может быть получен на бумаге, кальке, пленке и
других материалах.
ЧГА может работать автономно, когда он непосредственно не
связан с ЭВМ, а управляется от промежуточного носителя — маг-
нитной ленты, полученной на ЭВМ. Другой режим работы ЧГА
предусматривает прямое присоединение к ЭВМ и функциониро-
вание под ее управлением.
Двухкоординатный ЧГА (рис. 6.3, а) выполнен в виде планшета /,
по направляющим линейкам которого в направлении оси абсцисс
перемещается траверса, вдоль нее двигается каретка с пишущим уз-
лом 2. Начало координат планшета расположено в нижнем левом
углу рабочего поля ЧГА. Перемещение траверсы и каретки осуще-
ствляется независимо двумя шаговыми электродвигателями.
Пишущий узел содержит три пишущих элемента (пера), каж-
дый из которых может обеспечивать свой цвет и толщину линии.
Для фиксации бумаги используют магнитные линейки 3. По ко-
манде блока управления 4 выбирается нужный пишущий элемент,
который опускается (в рабочее положение) и поднимается (при
холостых перемещениях), а также определяют характер переме-
щения пишущего элемента (по прямой или по дуге окружности).
Рис. 6.3. Чертежно-графические автоматы планшетного (а) и рулонного (б)
типов:
1— планшет; 2, 5— пишущие узлы; 3— магнитная линейка; 4— блок управле-
ния; 6— бумага (рулон)
263
ЧГА, показанный на рис. 6.3, б, — устройство рулонного типа.
В нем пишущий узел 5 перемещается шаговым двигателем по на-
правляющим только вдоль оси X. Ведущий барабан перемещает
бумагу 6 вдоль оси Y. При одновременном перемещении пишуще-
го узла и бумаги оба движения складываются, образуя требуемую
траекторию.
Для формирования чертежей приспособлений, которое выпол-
няется ЭВМ, необходимы программы, управляющие работой ЧГА
при вычерчивании изображений с помощью соответствующих ко-
манд.
Разработка программ вычерчивания приспособлений на ЧГА
основывается на базовом программном и математическом обеспе-
чении чертежной графики.
Контрольные вопросы
1.	В чем сущность метода автоматизированного проектирования при-
способлений?
2.	Какие документы служат основой для автоматизированного проек-
тирован ия ириспособлсний?
3.	Какие технические средства используются для построения черте-
жей приспособлений?
4.	Как должно быть организовано автоматизированное проектирова-
ние приспособлений в условиях завода?
Глава 7. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Совершенствование современных машин, повышение требо-
ваний к их точности и долговечности обусловливают непрерыв-
ное возрастание уровня оснащения машиностроительного произ-
водства станочными приспособлениями.
Затраты на изготовление приспособлений составляют по тру-
доемкости до 80 % и по длительности до 90 % обшей трудоемко-
сти и длительности подготовки производства. На оснастку расхо-
дуются многие тысячи тонн металла.
Затраты на специальные приспособления составляют до 20 %
себестоимости изделия. Срок же службы таких приспособлений,
определяемый периодом нахождения данного изделия в произ-
водстве, составляет два-три года.
Ниже рассмотрены основные перспективы технического раз-
вития станочных приспособлений на ближайшие 5... 10 лет.
1. Совершенствование конструкций специальных приспособле-
ний. В настоящее время до 75 % применяемых в промышленности
приспособлений выполняются как специальные (необратимые, т. е.
не подлежащие повторному использованию): они предназначены
264
для одной операции при изготовлении определенного изделия и в
процессе эксплуатации не переналаживаются.
Эти приспособления могут выполняться многоместными и
многопозиционными, что значительно повышает производитель-
ность обработки с их использованием, а также увеличивает кон-
центрацию переходов и операций на станке.
Для сокращения времени изготовления специальных приспо-
соблений переходят на их централизованное проектирование и
организацию единого производства типовых элементов, в основ-
ном по стандартам.
При проектировании специальных приспособлений для сокра-
щения сроков подготовки производства ориентируются на исполь-
зование стандартизованных деталей и узлов приспособлений. Го-
сударственный комитет по стандартизации и метрологии выпус-
кает сборники стандартов, охватывающие значительное число таких
деталей и узлов, в т. ч. узлов механизированных приводов.
Конструкции специальных приспособлений создаются для ти-
повых технологических процессов, что позволяет сократить сроки
проектирования приспособлений и повысить их качество.
Рядом специализированных организаций разработаны и разра-
батываются типовые конструкции специальных приспособлений
для обработки распространенных заготовок деталей типа: планок,
клиньев, втулок, стаканов, фланцев, рычагов, вилок, кронштей-
нов, валиков, зубчатых колес. Номенклатура обрабатываемых де-
талей, для которых ведется типовое проектирование приспособ-
лений, постоянно расширяется.
Стандартизация отдельных деталей и типизация конструкций
специальных приспособлений являются одной из основных пред-
посылок применения ЭВМ для автоматизации их конструирования,
а также для создания станочных приспособлений других типов.
2. Расширение использования приспособлений многократного
применения. Быстрым, экономичным и реально достижимым пу-
тем увеличения производительности станков является повыше-
ние их оснащенности не специальными приспособлениями, а
приспособлениями многократного применения (обратимыми).
Наиболее эффективный метод создания обратимых приспособ-
лений — их универсализация и агрегатирование, т. е. расчленение
конструкции на отдельные агрегаты (узлы и элементы). Этой цели
служит общемашиностроительный комплект оснастки многократ-
ного применения, включающий в себя ряды унифицированных
деталей и сборочных единиц, из которых можно в разных конст-
руктивных вариантах собирать обратимые приспособления как для
универсальных станков, так и станков с ЧПУ, для специальных,
многоинструментных и других видов автоматизированного обору-
дования для единичного, мелкосерийного и крупносерийного про-
изводства.
265
Принцип переналадки и перекомпоновки приспособлений, со-
бранных из стандартных элементов, реализуется путем создания:
•	базовых конструкций специализированных многоместных бы-
стродействующих приспособлений многократного применения,
смена наладок в которых обеспечивает обработку деталей различ-
ных групп;
•	универсальных наладок к УНП и СНП, обеспечивающих
установку и закрепление различных заготовок в одной наладке.
На рис. 7.1 показана перспективная конструкция базового при-
способления со сменными наладками для обработки заготовок
широкой номенклатуры. Причем обработке подлежат заготовки
как известных конструкций, так и новых неизвестных на стадии
проектирования приспособления, что необходимо для гибкого
Рис. 7.1. Базовое механизированное приспособление со сменными на-
ладками:
1 — базовый корпус; 2— сменные наладки; 3 — заготовки
266
производства. Это достигается благодаря введению в базовое при-
способление новых наладок;
•	специализированных и стандартизованных конструкций смен-
ных i-убок к тискам различных типов;
	переналаживаемых регулируемых наладок, обеспечивающих
установку и закрепление различных групп заготовок, обеспечива-
ющих получение комплекта деталей определенного изделия;
•	сменных наладок, собираемых из нормализованных крепеж-
ных, базовых и установочных узлов.
На основе агрегатирования элементов, сборочных единиц и
автономно вынесенных приводов собирают базовые конструкции
приспособлений многократного применения с унифицированными
присоединительными местами для монтажа сменных наладок,
устройств фиксации и зажима заготовок; расширяют номенклату-
ру стандартных деталей и сборочных единиц, в том числе крепеж-
ных элементов и деталей общемашиностроительного применения
(рукояток, пружин, крышек, рым-болтов, колец и др.) и прово-
дят широкую унификацию оригинальных деталей (корпусов, сто-
ек, угольников и др.).
С целью использования преимуществ групповой обработки для
определенных конструктивных и технологических групп и размер-
ных диапазонов заготовок создают базовые основания со встроен-
ными средствами механизации, имеющие возможность перена-
ладки путем смены или регулирования переналаживаемых эле-
ментов. Для обработки заготовок с одного установа в комплект
оснастки включают групповые поворотно-делительные и много-
позиционные неразборные приспособления с программным уп-
равлением, позволяющие выводить заготовки и полуфабрикаты
на рабочие позиции.
На рис. 7.2 показана перспективная конструкция механизиро-
ванного группового скальчатого кондуктора со сменной налад-
кой, собранной из элементов универсально-сборных прямоуголь-
ных накладных кондукторов, конструкция которого отвечает ука-
занным выше требованиям.
Применение поворотно-делительных столов и стоек позволяет
эффективнее применять станки с ЧПУ в тех случаях, когда для
обработки всех поверхностей заготовки с одного установа требу-
ется ее поворот на запрограммированный угол.
Для обеспечения полной загрузки дорогостоящих и сложных
базовых приспособлений предусматривается выполнение на них
оптимального числа различных операций (сверления, фрезерова-
ния, растачивания и др.) путем многофункциональной перена-
ладки.
Таким образом, любое машиностроительное предприятие, клас-
сифицировав комплект заготовок с учетом имеющегося парка стан-
ков, серийности производства и других технологических и орга-
267
Рис. 7.2. Механизированный групповой скальчатый кондуктор со смен-
ной наладкой
низационных факторов, сможет собирать для своих производ-
ственных нужд необходимое число различных приспособлений.
Это позволит каждому предприятию приобрести специально по-
добранный комплект элементов оснастки, поставляемых и попол-
няемых регулярно. На рис. 7.3 показаны группа подобранных дета-
лей изделия (рис. 7.3, й) и перспективные типовые компоновки
приспособлений для их обработки. Приспособление на рис. 7.3, б —
многоместное, а на рис. 7.3, в —- кондукторное с поворотной план-
шайбой.
3.	Механизация и автоматизация зажимных приспособлений.
Она связана со значительным повышением уровня автоматиза-
ции металлорежущих станков. Наличие роботизированных комп-
лексов, станков-автоматов, станков типа обрабатывающих цен-
тров, гибких производственных систем и другого аналогичного
оборудования обусловливает необходимость работы станочных
приспособлений в автоматизированном режиме с ограниченным
участием человека. Это может быть выполнено, например, за счет
более широкого внедрения гидроблоков, гидроприставок, гид-
розажимов, отдельно стоящих гидроцилиндров, а для враща-
ющихся и поступательно-перемещающихся столов — бесшлан-
говых пружинно-гидравлических зажимов. Для достижения боль-
шей компактности гидрооснастки будет расширяться применение
гидросистем с более высоким давлением рабочей среды (25 МПа).
Это обеспечит возможность создания необходимых усилий за-
жима при небольших диаметрах цилиндров, позволяет сократить
применение механизмов-усилителей, а следовательно, упростить
268
Рис. 7.3. Группа деталей (а) и типовые компоновки приспособлений для
их обработки: многоместное (б) и кондукторное с поворотной план-
шайбой (в)
конструкции приспособлений и уменьшить их габаритные раз-
меры и массу.
Высокое давление рабочей среды обеспечивает передачу уси-
лия зажима непосредственно от гидравлических цилиндров к за-
готовкам. Путем несложной компоновки необходимого числа стан-
дартных цилиндров с зажимными и другими элементами можно
легко собирать приспособления для многоместной и многопози-
ционной обработки в условиях механизированного и автоматизи-
рованного производства.
Одним из прогрессивных направлений в обеспечении крепле-
ния заготовок в приспособлениях становится использование по-
стоянных магнитов. Приспособления на постоянных магнитах бу-
дут широко использоваться для закрепления деталей не только на
шлифовальных и других финишных операциях, но и при фрезе-
ровании и строгании.
269
Применение супермагнитов (на базе самарий-кобальтовых маг-
нитов или других компонентов) позволит создавать приспособле-
ния с большим усилием зажима (0,7...0,8 МПа) при небольших
габаритных размерах элементов. Это создает предпосылки для раз-
работки универсально-переналаживаемых магнитных приспособ-
лений для различных технологических операций.
Повышение коэффициента полезной загрузки станков должно
достигаться путем применения быстродействующих средств меха-
низации и автоматизации, использования приспособлений-спут-
ников и многопозиционных приспособлений.
Приспособления для автоматизированного оборудования бу-
дут снабжаться блоками управления и другими элементами авто-
матизации для программирования делительных операций, пере-
мещения на другую рабочую позицию, кантования или переме-
щения полуфабрикатов после обработки, для синхронизации ра-
боты приспособлений с работой транспортных устройств, мани-
пуляторов, стружкоотводящих механизмов и др.
Встроенные в схему станка блоки управления позволят про-
граммировать работу приспособлений синхронно с работой обо-
рудования. Переналадка автоматизированных станков и приспо-
соблений должна производиться одновременно, а управление —
по единой программе, например от одной системы ЧПУ. В ряде
случаев приспособления не будут сниматься со станков, а будут
переналаживаться автоматически для выполнения определенных
операций обработки путем регулирования подвижных элементов.
Новые требования к механизации и автоматизации станочных
приспособлений предъявляет модернизация станков. В этом слу-
чае зажимные элементы приспособлений будут механически, элек-
трически, гидравлически, пневматически связаны с узлами стан-
ков, их системами управления. Такие решения эффективны, если
будут разработаны типовые проекты модернизации станков, в т. ч.
станочных приспособлений.
4.	Совершенствование приспособлений типа УСП. Внедрение
УСП как более универсальной, но менее механизированной систе-
мы оснастки предшествует созданию групповых механизированных
приспособлений. Применение групповых компоновок из УСП —
лишь этап на пути к более прогрессивным конструкциям группо-
вых приспособлений.
Для определения возможности сборки универсальных группо-
вых, в том числе механизированных приспособлений на базе УСП,
нужно подбирать для каждой группы предприятий комплекты,
состоящие из базовых механизированных оснований, средств ме-
ханизации и наладочных элементов.
На рис. 7.4 показан комплект сборочных единиц УСП. В состав
комплекта входят гидравлические переналаживаемые тиски 7, гид-
равлическая губка 2, самоцентрирующие тиски 5, качающийся
270
Рис. 7.4. Комплект сборочных единиц УСП для компоновки групповых
приспособлений:
/— гидравлические переналаживаемые тиски; 2— гидравлическая губка; 3 —
самоцентрирующис тиски; 4— качающийся синусный стол; 5— круглая перена-
лаживаемая плита; б— переналаживаемый гидроблок; 7— поворотный стол; 8—
кондукторная стойка; 9— делительный диск; 10— круглая плита
синусный стол 4, круглая переналаживаемая плита 5, переналажи-
ваемый гидроблок 6, поворотный стол 7, кондукторная стойка 8,
делительный диск 9, круглая плита 10, а также не показанные на
рисунке элементы скальчатых кондукторов, отдельно стоящие гид-
роцилиндры нескольких типоразмеров с зажимными усилиями.
Общей тенденцией в развитии УСП является замена отдель-
ных деталей сборочными единицами, что позволяет сократить
число стыков и время сборки приспособлений. Например, введе-
ние в комплект быстрорегулируемой кондукторной стойки 8 дало
возможность заменить сборный блок, состоящий из нескольких
опор и прокладок, направляющей опоры и кондукторной планки.
На сборку такого приспособления из обычных деталей УСП зат-
рачивается 8... 10 мин. Перемещаемая кондукторная стойка обес-
печивает плавное регулирование кондукторной планки по высоте
и диаметру расположения центров отверстий, что позволяет осу-
271
ществлять переналадку приспособления непосредственно на сто-
ле станка. Делительное базовое устройство компонуется из пово-
ротного стола 7, делительного диска 9, фиксатора и круглой пли-
ты 10. При сверлении инструментом с направлением к поворот-
ному столу присоединяется кондукторная стойка 8.
Из элементов групповых УСП можно собирать скальчатые ме-
ханизированные кондукторы для сверления отверстий во фланцах
определенного диапазона размеров. Для этого в состав комплекта
введены элементы, позволяющие присоединять кондукторные
диски или плиты к направляющим и тянущим скалкам. Кондук-
торные плиты и диски собирают из элементов прямоугольных и
круглых кондукторов. Тянущие скалки перемещаются под действи-
ем гидравлических цилиндров. При этом кондукторная плита не
только задает направление инструменту, выполняя роль наладки,
но и прижимает заготовку. Механизация зажима облегчает труд
сверловщика и делает приспособление более производительным.
Входящий в комплект УСП переналаживаемый гидроблок 6
представляет собой базовую плиту, в которую встроены гидроци-
линдры и трубопроводы. Снаружи расположены только подводя-
щие гибкие шланги. При перемещении поршня и штока с помо-
щью специальной шпильки заготовки зажимаются.
Кроме гидроцилиндров, в комплект УСП входят быстродей-
ствующие универсальные поворотные, кулачковые и эксцентри-
ковые зажимы с широким пределом регулирования положения
при переналадке. В качестве наладочных элементов используют
стандартные детали УСП, а в ряде случаев проектируют и изго-
товляют специальные наладки.
5.	Дальнейшее совершенствование и разработка конструкций
переналаживаемых приспособлений новых видов: электромехани-
ческих, магнитных, вакуумных, диффузионно-вакуумных, элек-
тростатических и др. Особенно перспективными представляются
электромеханические приводы приспособлений. В последние годы
разработаны опытные образцы электроимпульсных магнитных
плит, позволяющих закреплять заготовки различных размеров без
применения переходных накладных плит.
Интерес представляют также конструкции переналаживаемых
диффузионно-вакуумных плит для закрепления заготовок, не
имеющих сплошной установочной поверхности.
Повышение производительности сборки и переналадки при-
способлений должно достигаться наличием полной (без подгон-
ки) взаимособираемостью всех элементов оснастки, применением
быстродействующих крепежных элементов и быстросменных на-
ладок.
6.	Применение новых материалов в конструкциях приспособле-
ний: армированных пластмасс для накладных кондукторов, кор-
пусов, полученных методами порошковой металлургии и др.
272
Станочные приспособления должны также отвечать требова-
ниям современной технической эстетики.
При проектировании станочных приспособлений необходимо
учитывать два принципа: эффективность (точность и производи-
тельность) и рентабельность (экономичность).
Оптимальный тип приспособления выбирают с учетом основ-
ных факторов, влияющих на точность, эффективность и рента-
бельность приспособления, и результатов взаимосвязи между ними.
Эта задача решается с помощью ЭВМ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
КРАТКИЙ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ ПО СТАНОЧНЫМ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯМ НА НЕМЕЦКОМ, АНГЛИЙСКОМ
И ФРАНЦУЗСКОМ ЯЗЫКАХ
Зажим станочного приспособления
Зажим СП
D.	Spannteii der
Werkstuckaufnahmevor-
richtung
E.	Clamp of the machine retaining
device
F.	Serre de I’appareillage
Корпус станочного приспособления
Корпус СП
D.	Korperder
Werks t lie kau fna hme vor-richt u ng
E.	Body of the machine retaining
device
F.	Corps de I’appareillage
Направляющая часть станочного
приспособления
Направляющая часть СП
D.	Fuhrungsteil der
Werkstiickaufnahmevorrichtung
Е.	Guide of the machine retaining
device
F.	Glissiere de I’appareillage
Механизм станочного приспособ-
ления для закрепления заготовки
Основная часть станочного при-
способления с базами для установ-
ки его на металлорежущий и (или)
деревообрабатывающий станок
Составная часть станочного при-
способления для уменьшения уп-
ругих перемещений режущего ин-
струмента или придания ему оп-
ределенного положения относи-
тельно заготовки при обработке.
Примечание. Примерами направ-
ляющих частей СП являются кон-
дукторные втулки, копиры
Опора станочного приспособления
Опора СП
D.	Stiitze der
Werkstuckaufnahmevorrichtung
Е.	Support of the machine retaining
device
F.	Support de I’appareillage
Составная часть станочного при-
способления с несущими поверх-
ностями, которые сопрягаются с
базами установленной заготовки
274
Привод станочного приспособления Привод СП D.	Antrieb der Werkstiickaufnahmevorrichtung Е.	Drive of the machine retaining device F.	Commande de I’appareillage Система станочных приспособлений Система СП D.	System der Werks tiickaufnahmevorrichtung E.	System of the machine retaining device F.	System de I’appareillage Специальное станочное приспособ- ление Специальное СП D.	Spezielle Werkstiickaufnahmevorrichtung Е.	Special machine retaining device F.	Appareillage special Станочное приспособление СП D.	Werkstiickaufnahmevorrichtung E.	Machine retaining device F.	Appareillage Универсальное станочное приспо- собление Универсальное СП D.	Universal Werkstiickaufnahmevorrichtung Е.	Universal machine retaining device F.	Appareillage universal	Составная часть станочного при- способления для энергетического обеспечения его работы Совокупность необходимых и до- статочных для функционирования цеха, предприятия или отрасли промышленности станочных при- способлений и их составных час- тей, взаимодействующих в соот- ветствии с требованиями, уста- новленными в нормативно-техни- ческой документации Станочное приспособление для установки заготовок одного типо- размера Приспособление, применяемое па металлорежущем станке Станочное приспособление для установки заготовок различной конструкции в установленном ди- апазоне размеров
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ
КУРСА «СТАНОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ»
И ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ
В ЧАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Большое разнообразие конструкций станочных приспособле-
ний (более 25 млн штук), методик их расчетов, стандартов и
других руководящих общероссийских и ведомственных материа-
лов не позволяют изложить весь накопленный материал в учеб-
нике из-за ограниченности его объема. В то же время учащийся
должен разбираться во всем разнообразии конструкций приме-
нительно к своей специальности.
В результате изучения курса учащийся должен уметь правильно
выбрать конструкцию приспособления в соответствии с требова-
ниями технологического процесса, владеть методикой констру-
ирования и расчетов деталей и узлов приспособлений, а также
методикой определения экономической эффективности их при-
менения в конкретных производственных условиях. Он должен
иметь сведения о традиционных методах проектирования приспо-
соблений и о применении для этих целей ЭВМ.
Кроме того, учащийся должен ознакомиться с общими прин-
ципами конструирования приспособлений, обработки заготовок
на станках, знать особенности конструкций отдельных деталей и
механизмов приспособлений, применяемых для разных видов ра-
бот на станках, при сборке и контроле.
При выполнении курсовых и дипломных работ, включающих
сведения по курсу «Станочные приспособления» рекомендует-
ся пользоваться специализированным справочником «Станочные
приспособления» под ред. Б. Н. Вардашкина, А. А. Шатилова
(1984).
В справочнике обобщен отечественный и мировой опыт конст-
руирования, расчетов и эксплуатации станочных приспособлений,
подтвержденный прежде всего многолетней производственной
практикой, а также сведения, изложенные ранее в классических
справочниках и учебных пособиях.
Широкое использование ГОСТов и других нормативных мате-
риалов в области приспособлений значительно облегчает разра-
ботку конструкций приспособлений, позволяет повысить их ка-
чество, сокращает срок изготовления и снижает стоимость.
276
Справочник содержит сведения из базовых ГОСТов, регламен-
тирующих конструктивное оформление чертежей и методик рас-
четов станочных приспособлений различных конструкций.
Для удобства пользования справочник снабжен предметным ука-
зателем. Наряду с общими требованиями и классификацией ста-
ночных приспособлений приведены сведения о конструктивных
элементах, стандартных деталях и технических требованиях к при-
способлениям. Расчетные формулы сопровождаются примерами
их применения.
Рассматривается большое число вариантов конструкций и уп-
рощенных методик их расчетов, обеспечивающих получение до-
статочно эффективных для практики результатов.
Справочный материал позволит учащимся при выполнении
учебных работ обосновать разработанную конструкцию приспо-
собления и оценить его эффективность.
Сведения, изложенные в справочнике, могут быть использо-
ваны при создании приспособлений как для единичного и мелко-
серийного производства, так и массового и крупносерийного про-
изводства.
Разработанные учащимися конструкции станочных приспособ-
лений должны обеспечивать:
1)	надежное базирование и закрепление обрабатываемой дета-
ли с сохранением ее жесткости в процессе обработки;
2)	стабильно высокое качество обрабатываемых деталей при
минимальной зависимости от квалификации рабочего;
3)	повышение производительности и облегчение условий тру-
да рабочего благодаря механизации обработки;
4)	расширение технологических возможностей используемого
оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Андреев Г. Н., Новиков В.Ю., Схиртладзе А. Г. Проектирование техно-
логической оснастки машиностроительного производства / Под ред.
Ю. М. Соломенцова. — 2-е изд., испр. — М.: Высш, шк., 1999. — 415 с.
2.	Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. — 4-е
изд. — М.: Машиностроение, 1975. — 658 с.
3.	Белоусов А. П. Проектирование станочных приспособлений. — 3-е
изд., перераб. и доп. — М.: Высш, шк., 1980. — 240 с.
4.	Бирюков В.Д. и др. Технологическая оснастка многократного приме-
нения. — М.: Машиностроение, 1981. — 186 с.
5.	Блюмберг В.А., Близнюк В.Н. Переналаживаемые станочные при-
способления. — М.: Машиностроение, 1978. — 360 с.
6.	Болотин К.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. — М.:
Машиностроение, 1973. — 433 с.
7.	Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Спра-
вочник. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1979. — 303 с.
8.	Коваленко А. В., Подшивалов Р. Н. Станочные приспособления. — М.:
Машиностроение, 1986. — 152 с.
9.	Косовский В.Л. Справочник молодого фрезеровщика. — 2-е изд.,
перераб. и доп. — М.: Высш, шк., 1992. — 400 с.
10.	Кузнецов Ю.И. Технологическая оснастка к станкам с программ-
ным управлением. — М.: Машиностроение, 1976. — 224 с.
11.	Кузнецов Ю. И., Маслов А. Р., Байков А. И. Оснастка для станков с
ЧПУ: Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение,
1990.-512 с.
12.	Кузнецов Ю. И. Конструкции приспособлений для станков с ЧПУ:
Учеб, пособие для СПТУ. — М.: Высш, шк., 1988. — 303 с.
13.	Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений. — 2-с изд.,
перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983. — 277 с.
14.	Конструкции, наладка и эксплуатация агрегатных станков и авто-
матических линий: Учеб, для ПТУ. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш,
шк., 1985. — 384 с.
15.	Маслов А. Р. Приспособления для металлообрабатывающего инст-
румента: Справочник. — М.: Машиностроение, 1996. — 240 с.
16.	Маслов А.Р. Новые системы закрепления режущего инструмента
Инструмент — технология — оборудование. — 2001. —№ 1 — С. 40 — 41.
17.	Машиностроение: Энциклопедия. Т. 1-5: Стандартизация и серти-
фикация / Г. П. Воронин, Ж. Н. Буденная, И. А. Коровкин и др.; Под общ.
ред. Т.П. Воронина. — М.: Машиностроение, 2000. — 656 с.
18.	Машиносгроение: Энциклопедия. Т. 111-3: Технология и изготовле-
ние деталей машин / А. М.Дальский, А.Г.Суслов, Ю.Ф.Назаров и др.;
Под общ. ред. А. Г. Суслова. — М.: Машиностроение. 2000. — 840 с.
278
19.	Машиностроение: Энциклопедия. Т. 1V-7: Металлорежущие станки
и деревообрабатывающее оборудование / Б. И. Черпаков, О. И.Аверья-
нов, Г.А.Адоян и др.; Под общ. ред. Б. И.Черпакова. — М.: Машиностро-
ение, 1999. — 863 с.
20.	Монахов ГЛ., Кузнецов Ю.И. Современные высокопроизводительные
механизированные станочные приспособления. — М.: НИИмаш, 1973. — 62 с.
21.	Новиков М. П. Основы технологии сборки машин и механизмов. —
5-е изд., испр. — М.: Машиностроение, 1980. — 592 с.
22.	Ничков А. Г. Фрезерные станки. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.:
Машиностроение, 1984. — 160 с.
23.	Плашей Г. И., Марголин Н.У., Пирович Л.Я. Зажимные приспособле-
ния агрегатных станков и автоматических линий. — М.: НИИмаш, 1976. —
48 с.
24.	Прогрессивные конструкции станочных приспособлений / В. А. Блю-
мберг и др. — М.: Машиностроение, 1968. — 269 с.
25.	Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Спра-
вочник-учебник: В 3 т. Т. 1: Проектирование станков / А. С. Проников,
О. И. Аверьянов, Ю. С. Аполлонов и др.; Под общ. ред. А. С. Проникова. —
М.: МГТУ им Н.Э. Баумана: Машиностроение, 1994. — 444 с.
26.	Сборка и монтаж изделий в машиностроении: Справочник: В 2 т. /
Пред. ред. совета В. С. Корсаков. — М.: Машиностроение, 1983 — Т. 1;
Сборка изделий машиностроения / Под ред. В. С. Корсакова, В. К. Замя-
тина, 1983. — 480 с.
27.	Станочные приспособления: Справочник. В 2 т. / Пред. ред. совета
Б.Н.Вардашкин. — М.: Машиностроение, 1984. — Т. 1 / Под ред. Б. Н.Вар-
дашкина, А. А. Шатилова, 1984. — 502 с.; Т. 2 / Под ред. Б.Н.Вардашки-
на, В. В. Данилевского, 1984. — 656 с.
28.	Технологическая оснастка многократного применения / В.Д. Би-
рюков, В. М. Дьяконов, А. И. Егоров и др.; Под ред. Д. И. Полякова. — М.:
Машиностроение, 1981. - 404 с.
29.	Фещенко В.Н., Махмутов Р.Х. Токарная обработка: Учебник для
ПТУ. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш, шк., 1990. — 303 с. •
30.	Черпаков Б. И. Эксплуатация автоматических линий. — М.: Маши-
ностроение, 1990. — 304 с.
31.	Шубников К. В. Унифицированные переналаживаемые станочные
приспособления. — М.: Машиностроение, 1973. — 208 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................................................3
Введение...................................................5
Раздел I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
Глава 1. Основные понятия о приспособлениях............... 8
1.1.	Классификация и основные требования. Структура
приспособлений........................................8
1.2.	Установка заготовок в приспособления.............21
1.3.	Графические обозначения элементов станочных
приспособлений.......................................26
Глава 2. Элементы приспособлений..........................34
2.1.	Установочные элементы............................34
2.2.	Зажимные механизмы...............................40
2.3.	Направляющие элементы для режущего инструмента....48
2.4.	Механизированные приводы.........................53
,2.5. Делительные и поворотные устройства.
Вспомогательные элементы...............................79
2.6.	Корпуса..........................................88
2.7.	Элементы приспособлений многократного применения.91
Раздел II. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОСНАЩЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Глава 3. Приспособления для металлорежущих станков
основных групп..........................................102
3.1.	Особенности выбора станочных приспособлений
и приспособлений для установки и закрепления
режущего инструмента................................102
3.2.	Приспособления для токарных станков.............106
3.3.	Приспособления для фрезерных станков............120
3.4.	Приспособления для сверлильных станков..........134
3.5.	Приспособления для шлифовальных станков.........153
3.6.	Приспособления для станков с ЧПУ
и обрабатывающих центров............................164
3.7.	Приспособления для агрегатных станков
и автоматических линий..............................178
Глава 4. Сборочные и контрольные приспособления
и приспособления для инструмента .......................200
4.1.	Сборочные приспособления........................200
280
4.2.	Контрольные приспособления.......................207
4.3.	Приспособления для инструмента...................221
4.4.	Автоматизация загрузки заготовок в зажимные
приспособления........................................235
Раздел III. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
СТАНОЧНЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Глава 5. Традиционные методы проектирования приспособлений.240
5.1.	Особенности проектирования станочных
приспособлений.........................................240
5.2.	Эксплуатация станочных приспособлений
и требования безопасности..............................245
5.3.	Оценка эффективности применения станочных
приспособлений.........................................251
5.4.	Особенности проектирования контрольных
приспособлений........................................254
Глава 6. Автоматизированное проектирование приспособлений..256
6.1. Сущность и особенности методики автоматизиро-
ванного проектирования приспособлений..............256
6.2. Общие принципы построения системы
автоматизированного проектирования приспособлений..260
Глава 7. Перспективы развития станочных приспособлений ....264
Приложение 1. Краткий словарь терминов по станочным
приспособлениям на немецком, английском
и французском языках.......................................274
Приложение 2. Методические рекомендации по изучению курса
«Станочные приспособления» и выполнению курсовых
и дипломных работ в части проектирования станочных
приспособлений.............................................276
Список литературы........................................  27S

Учебное издание
Черпаков Борис Ильич
Технологическая оснастка
Учебник
Редактор Г. Г. Андреева
Технический редактор Е. Ф. Коржуева
Компьютерная верстка: О. Н. Макаренко
Корректоры С. Ю. Свиридова, Л. Ю. Кнопов
Изд. № A-597-I/1. Подписано в печать 11.07.2003. Формат 60x90/16.
Бумага тип. № 2. Печать офсетная. Гарнитура «Таймс». Усл. печ. л. 18,0.
Тираж 20 000 экз. (1-й завод 1 —8 000 экз.). Заказ № 278.
Лицензия ИД № 02025 от 13.06.2000. Издательский центр «Академия».
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.02.953.Д.003903.06.03 от 05.06.2003.
117342, Москва, ул. Бутлерова, 17-Б, к. 223. Тел./факс: (095)330-1092, 334-8337.
Отпечатано на ОАО ПП «Наш Современник»:
445043, г. Тольятти, Южное шоссе, 30.
Книги издательства в розницу можно приобрести в магазине
по адресу:
Москва, ул. Черняховского, 9 (в здании Института развития про-
фессионального образования).
Часы работы: понедельник — пятница с 10.00 до 19.00.
Тел.: (095)152-2271, факс: 152-1878.
Отдел оптовой торговли:
1. Москва, ул. Бутлерова, 17-Б, к. 223.
Тел./факс: (095)330-1092, 334-8337.
E-mail: academph@online.ru
2. Москва, ул. 2-я Фрезерная, 14, к. 402.
Тел./факс: (095)234-0855, 273-1608.
E-mail: academia@rol.ru
Издательство имеет возможность отправлять заказанную литературу
железнодорожными контейнерами, почтово-багажными вагонами и поч-
товыми отправлениями.
Ж9ЛЧ- f