2.2. Размерная настройка инструмента

Настройку режущего инструмента в условиях АП можно производить вне станка по методу полной и неполной взаимозаменяемости и на станке с использованием станочных средств контроля. Для настройки режущего инструмента вне станка применяют специальные многокоординатные оптические приспособления, и хотя время настройки является совмещенным, затем, как правило, требуется дополнительная настройка по результатам пробного прохода (метод неполной взаимозаменяемости). Кроме того, настройка вне станка не может устранить погрешности, возникшие в результате многократного использования одного и того же инструмента, она требует специального оборудования и производственных площадей для его установки.

Более предпочтителен в условиях АП метод настройки по результатам измерения деталей на станке, что характерно для обработки корпусных деталей, и режущих кромок самого инструмента. Эффективным решением является оснащение станков автоматическими системами комбинированной настройки по результатам измерения детали и инструмента (рис. 5), разработанными в Уральском политехническом университете.

Рис. 5. Структурная схема автоматической системы размерной настройки для одной координаты:

УЧПУ – устройство ЧПУ типа СNС;

ТЭП – транспортный электропривод;

МП – механическая передача; РО – рабочий орган станка;

СИП – система измерения положения рабочего органа;

ДОС – датчик обратной связи по положению рабочего органа; АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

ДИ – датчик положения инструмента;

ДД – датчик положения контролируемой поверхности детали;

НУ – настроечный упор

При обработке заготовок на автоматизированном оборудовании необходимо обеспечить стабильность размеров обрабатываемых поверхностей. Это можно сделать за счет компенсации влияния размерного износа путем автоматического введения подналадочных импульсов при обработке для перемещения инструмента к детали, т. е. в «плюс», или от детали, т. е. в «минус». Величина перемещений и их частота зависят от износа инструмента, определяемого условиями обработки, материалом инструмента и детали, геометрией и стойкостью инструмента. Для осуществления поднастройки используют результаты измерения как детали, так и инструмента на станке. Текущее значение вылета инструмента сравнивают с заданным по программе. Величину рассогласования используют для коррекции управляющей программы. Аналогично используют результаты измерения текущих размеров деталей.

2.3. Применение приспособлений в условиях

автоматизированного производства

Способы базирования, фиксации и замены изделий в АП характеризуются повышенной надежностью, точностью установки, унификацией элементов базирования и закрепления, удобством автоматической установки изделий в приспособлении. Базовые поверхности те же, что и для условий неавтоматизированного производства (центровые гнезда, торцы, плоскости, расточки), но при выборе базовых поверхностей необходимо обеспечивать принцип концентрации обработки и возможность применения автооператоров при установке и снятии деталей.

Для эффективного использования технологических возможностей всего оборудования АПС станочные приспособления помимо точности, жесткости должны удовлетворять требованиям по обеспечению: базирования и закрепления широкой номенклатуры изделий с помощью простейших наладочных элементов, точной ориентации в координатной системе станка, свободного доступа инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям.

Для установки деталей в АП применяют автоматизированные стационарные приспособления и приспособления-спутники. Последние служат для установки заготовок не только для их последующей обработки, но и транспортирования в соответствии с требованиями ТП. Установленная на спутнике деталь или группа деталей закрепляется и переходит от операции к операции, разгружаясь в конце технологического процесса и возвращаясь в его начало для новой загрузки.

Различают три вида стационарных приспособлений: специальные (одноцелевые, непереналаживаемые), специализированные (узкоцелевые, ограниченно переналаживаемые), универсальные (многоцелевые, широко переналаживаемые). В качестве стационарных приспособлений и сменных наладок приспособлений-спутников в переналаживаемом многономенклатурном производстве применяют стандартные системы приспособлений: универсально-сборные (УСП), универсально-наладочные (УНП), сборно-разборные (СРП), специализированные наладочные (СНП) и другие системы многократного применения. Эти приспособления состоят из базового агрегата и наладок, которые устанавливают на базовый агрегат и регулируют непосредственно на столе станка или нижней плите спутника. В отличие от мелкосерийного производства, где применяют немеханизированные наладочные приспособления, в автоматизированном серийном и крупносерийном производстве применяют пневматические или гидравлические приспособления. Специализированные наладочные системы имеют специализированные базовые агрегаты для установки геометрически подобных заготовок, а универсально-наладочные приспособления — универсальные базовые агрегаты для установки различных заготовок.

Характерной особенностью приспособлений является их быстрая переналаживаемость на основе унификации элементов базирования, фиксации, закрепления. В качестве основных и вспомогательных опор приспособлений применяют опорные пластины, опорные шайбы, установочные пальцы, центры, призмы, установочные оправки, патроны. К точности изготовления опор предъявляют повышенные требования, так как от нее зависят величины погрешности базирования изделия и упругих деформаций при закреплении и обработке.

Положение изделий на установочных поверхностях приспособлений уточняют с помощью фиксаторов, которые бывают подвижными и неподвижными. Число фиксаторов в приспособлении должно быть минимальным (один-два).

Установка изделия в приспособление осуществляется в определенной последовательности: предварительное положение (ориентирование) определяется установочными элементами, а окончательное — после ввода фиксаторов в отверстия или пазы изделия. Закрепление изделия производится специальными зажимами после фиксации.

В качестве зажимных механизмов автоматизированных приспособлений используют другие рычажные, клиновые, клино-плунжерные, рычажно-шарнирные, реечные, винтовые и другие механизмы. Более подробно конструкции силовых приводов зажимных механизмов приведены в гл. 3. Необходимым условием надежной и длительной работы приспособлений является применение в них специальных блокирующих устройств, не допускающих превышения сил зажима больше заданной величины во избежание повышенных деформаций изделий и корпусов приспособлений.

Приводы механизмов зажима должны обеспечивать возможность регулировки силы зажима в определенных пределах. Этому требованию удовлетворяют гидроприводы, пневмогидроприводы и пневмоприводы. Кроме них в автоматизированных приспособлениях используют магнитные и электромагнитные, вакуумные, электромеханические приводы.

Если конструкция изделия не позволяет устанавливать и закреплять его в стационарном приспособлении, то такое изделие устанавливают в приспособлениях-спутниках, которые можно разделить на две группы: спутники, на которых изделие только базируется, а закрепление спутника с изделием производится в стационарном станочном приспособлении; спутники, на которых изделие и базируется, и закрепляется. В приспособлениях станков крепятся только спутники.

Установку, закрепление и удаление изделий из спутника после изготовления производят вручную или автоматически специальными устройствами, установленными на загрузочной и разгрузочной позициях в начале и в конце AJ1 или участка. Закрепление осуществляется различными прихватами с помощью резьбовых зажимов.

Приспособление-спутник состоит из двух частей: нижней нормализованной с привернутыми элементами для базирования и фиксации на станках и верхней специальной (сменной наладки) для установки и закрепления изделий. В зависимости от количества устанавливаемых изделий приспособления-спутники подразделяются на одно- и многоместные. Одноместные приспособления применяют для изготовления крупных изделий, а многоместные — для средних изделий.

На спутниках можно обрабатывать корпусные детали, плиты, рычаги, шатуны и даже детали в форме тел вращения. Применение этих приспособлений обеспечивает правильную ориентацию изделий при перемещении от одной рабочей позиции к другой, возможность применения нормализованных конструкций станочных приспособлений для закрепления спутников. Но при этом возрастает погрешность базирования изделий, что можно учесть при наладке оборудования, усложняются транспортные устройства АПС, увеличивается занимаемая ее площадь.

Методика расчета и проектирования всех приспособлений, применяемых в условиях АП, должна предусматривать возможность их быстрой переналадки и обработки заготовок с переменными или увеличенными припусками, что необходимо в условиях широкономенклатурного производства.