Универсальная зажимная оснастка

Основные понятия, определения, классификация

Приспособление
Вспомогательное устройство для выполнения операций механической обработки, сборки, испытания и контроля

Классификация
По целевому назначению
По степени специализации
По степени механизации и автоматизации

Классификация по целевому назначению
Станочные
Фиксации инструмента
Сборочные
Контрольные
Манипуляции с заготовками (деталями) в процессе загрузки (выгрузки) в (из) технологического оборудования

Классификация по целевому назначению
Станочные
Столы
Тиски
УСП
Патроны

Классификация по целевому назначению
Фиксации инструмента
Зажим режущего инструмента
Фиксация матриц/пуансонов
Цанговые зажимы инструмента
Типы цанговых зажимов

Классификация по целевому назначению
Сборочные
Секция приспособления для сборки с ручными блоками зажима
Автоматизированный комплекс зажимных механизмов, используемых при сборке кузова автомобиля

Классификация по целевому назначению
Контрольные
Набор установочных струбцин
Вспомогательный модуль контроля геометрии инструмента

Классификация по целевому назначению
Контрольные
Модульная оснастка для контроля геометрии на КИМ
1
2
3
4
5

Классификация по целевому назначению
Манипуляции с заготовками (деталями) в процессе загрузки (выгрузки) в (из) технологического оборудования
Деталь после завершения полировки в схвате манипулятора
Модуль хранения заготовок/готовых деталей поворотный
Финишная обработка заготовки коленчатого вала

Классификация по степени специализации
Универсальные
Специализированные
Специальные

Универсальные приспособления:
Индивидуальный и мелкосерийный тип производства;
Изготавливаются на специализированных предприятиях;
Патроны, тиски, поворотные столы и.т.д.
Струбцины
Прихваты
Зажимы
Поворотные столы/стойки
Тиски
Наклоняемые столы
Наклоняемые тиски
Наклоняемые основания

Специализированные приспособления:
Мелкосерийный и среднесерийный тип производства;
Используются для групповой обработки
Для заготовок, сходных по технологическим признакам;
Специализированное многоместное приспособление для деталей типа “Рычаг”
Специализированное многоместное приспособление для деталей типа “Кронштейн”

Специализированные приспособления (безналадочные):
1
2
3
4

Специализированные приспособления (наладочные):
Базовый модуль+сменный модуль (модули)
1
2
3
4
5
6

Специализированные приспособления (наладочные):
1
2
3
4
5

Специальные приспособления:
Для выполнения только одной технологической операции;
Используются для крупносерийного и массового производства.
Приспособление для комплексной обработки (расточка отверстий) фланца несущего винта за один установ
Приспособление для хонингования блока цилиндров дизеля
Приспособление для расточки отверстий редуктора

Специальные приспособления:
1
2
3
4

Классификация по степени механизации и автоматизации
Ручные
Механизированные
Автоматизированные
Автоматические

Типовая структура приспособлений
Установочные блоки
Зажимные блоки
Блоки стабилизации положения режущего инструмента
Приводы зажимных элементов
Корпуса (основания) для установки блоков
Вспомогательные модули

Установочные блоки:
1
2
3

Установочные блоки:
Плиты
Монтаж плит в плоскости стола с Т-образными пазами
Прямоугольные блоки
Установочный штифт
Плита
Стол станка
1
2
3
4
5

Установочные блоки:
Тумбы
Примеры фиксации деталей типа “Корпус” и “Кронштейн”на установочных блоках вертикального типа (“Тумба”)
1
2

Зажимные блоки:
Требования
не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при базировании;
Отсутствие деформации закрепляемых заготовок;
Минимально необходимая сила зажима;
Минимальные затраты времени на закрепление;
Зажимные блоки не должны воспринимать силы резания;

Зажимные блоки:
Факторы, подлежащие учёту при расчёте сил зажима

Схемы зажима:
Схема 1
Сила зажима W и сила резания P направлены в одном направлении;
На заготовку действует минимальная сила зажима W_min
Заготовка
Опора

Схемы зажима:
Схема 2
Сила зажима W и сила резания P направлены в противоположном направлении;
Требуемая сила зажима W=KP
Заготовка
Опора

Схемы зажима:
Схема 3
Сила зажима W и сила резания P направлены в взаимно перпендикулярном направлении;
Опора
Заготовка

Схемы зажима:
Схема 4
Сила зажима W прижимает заготовку к опорам;
Первая компонента силы резания P1 прижимает заготовку к нижним опорам;
Вторая компонента силы резания P2 перпендикулярна силе зажима.
Опора
Заготовка

Схемы зажима:
Схема 5
Сила зажима W действует горизонтально;

Зажимные блоки:
Трение головки болта
Момент
Сила
закрепления
Трение в резьбовом соединении
Учёт влияния факторов резбовых соединений

Зажимные блоки:
1
2
3
4
5

Зажимные блоки:
1
2
3
4

Зажимные блоки:
1
2
3
4
5

Зажимные блоки:
1
2
3
A
B

Зажимные блоки:
1
2
3
4

Зажимные блоки:
1
2

Зажимные блоки:
Гидравлический блок с механическим замком
Зажим
Разжим

Зажимные блоки:
1
2
3

Зажимные блоки:
1
2
3
4
5
6
7
8

Зажимные блоки:

Комбинированные зажимные/установочные блоки:
1
2
3
4

Комбинированные зажимные/установочные блоки:
1
2
3
4

Комбинированные зажимные/установочные блоки:
1
2
3
4

Вспомогательные модули:
1
2
3

Вспомогательные модули:
Автоматизированное позиционирование блока зажима вдоль паза (оборудование для обработки давлением)
3
2
1
A
B
C

Вспомогательные модули: пневмоприводы
Преимущества:
+ Высокое быстродействие;
+ Простая аппаратура для управления;
+ Надёжность и стабильность;
+ Отсутствие влияния изменений температуры окружающей среды;
Недостатки:
- Большие габариты;
- Невысокий КПД;
- Трудность обеспечения плавности хода зажимных элементов при работе

Вспомогательные модули: гидроприводы
Преимущества:
+ Меньше масса и габариты исполнительного механизма;
+ Смазка трущихся частей гидроаппаратуры гидравлической жидкостью;
Недостатки:
- Сложность и большие габариты гидроустановки;
- Высокая стоимость;

Вспомогательные модули:
Гидроаппаратура

Базирование в приспособлениях

Степени свободы заготовки

Опоры

Опоры
Рифлёные
Эластичные
С абразивным покрытием
Угловые
рифлёные
Гладкие цилиндрические
Плавающие
Винтовые
Угловые
Регулируемые
Исполнения угловых рифлёных опор
Исполнения круглых (цилиндрических) рифлёных опор

Опоры
Конструктивные варианты установки рабочих элементов рифлёных опор в узлы оснастки
1
2
3
4
5
6

Опоры
Конструктивные варианты сборных плавающих опор
1
2
3

Опоры
Конструктивные варианты сборных опор
1
2
3
4

Опоры
Использование сборных плавающих опор
Опора 1
Заготовка
Опора 2

Упоры
Упор с возможностью тонкой регулировки положения с испоьзованием эксцентрика
Упор с функцией зажима
1
2
3
4
5
6

Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Примеры специализированных многоместных приспособлений для повышения производительности операций фрезерования или обработки отверстий
1
2
3
4
5
6
7

Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Примеры специализированных многоместных приспособлений для повышения производительности операций фрезерования или обработки отверстий
1
2
3
4
5
6

Методы снижения вспомогательного времени:
блоки базирования в тисках
1
2
3
4
5
6

Методы снижения вспомогательного времени:
блоки базирования в тисках
1
2
3

Методы снижения вспомогательного времени:
автоматизация выполнения контрольных операций при настройке приспособлений в размер
1
2
Промышленные рабочие станции
Интерфейсы
Датчики
3

Методы снижения вспомогательного времени:
автоматизация выполнения контрольных операций при настройке приспособлений в размер
1
2
3

Методы снижения вспомогательного времени: Система фиксации Ball-lock
Примеры использования системы Ball-lock
1
2

Методы снижения вспомогательного времени: Система фиксации Ball-lock
Типовая структура системы Ball-lock
6
1
2
4
3
5
7
8
Стол станка
Винт фиксации переходной плиты
Втулка системы Ball-Lock
Спутник
Фиксатор Ball-Lock
Переходная плита
Штифт
Сухарь

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования типа Unilock
Структура модуля
Зажимной сухарь
Поршень
Штифт
Предельные установочные параметры

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования
Структура гидравлического модуля
Полость подачи масла
1
2
3
4
Поршень
Пружины

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования
Полость подачи масла
Поршень
Пружины
Цанга

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования
Поршень
Пружины

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования
1
2
Стадия фиксации

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования
1
2
Стадия очистки

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования
1
2
Типы используемых сухарей в зависимости от числа мест в паллете
Центрирование + зажим
Зажим в двух плоскостях
(люфт до 0,1мм)
Зажим с компенсацией термических деформаций

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования типа Unilock
Примеры технических решений применения модулей быстрого базирования в приспособлениях различного назначения
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования типа Unilock
Моно-, дуо- и квадропаллеты
Способы фиксации законцовочных сухарей
Типы законцовочных сухарей
Пример использования квадро- и дуопаллеты с двойным и четверным настольным зажимом

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования типа Unilock
Внешний вид автоматического фиксатора
Принцип работы автоматического фиксатора
Фиксация
Разжим

Методы снижения вспомогательного времени: системы быстрого базирования типа Unilock
Примеры применения модулей быстрого базирования с автоматическими фиксаторами
1
2
3
4
5

Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Примеры специализированных многоместных приспособлений для повышения производительности операций фрезерования или обработки отверстий
1
2
3
4
5
6

Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления для пятиосевой обработки
Примеры специализированных многоместных приспособлений для повышения производительности операций фрезерования или обработки отверстий
1
2
3
4

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
1
2
3
4

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Универсальный базовый модуль
Установка переходных втулок для последующего монтажа базовых/зажимных элементов

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Универсальные базовые модули
(двухпозиционные)
Универсальные базовые модули
(четырёхпозиционные)

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Приспособление для деталей призматического типа на базе четырёх многоместных тисочных модулей с регулируемыми упорами для позиционирования деталей
Многоместный тисочный модуль для деталей призматического типа и томбстоун на его базе

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления
Снятие деталей с приспособления на базе тисочных модулей для заготовок призматического типа после завершения обработки
Процесс обработки деталей типа “Корпус” на приспособлении Томбстоун с гидроприводом зажима
Тисочные модули, отдельно установленные на столе станка

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени:

Томбстоун
Методы снижения вспомогательного времени: многоместные приспособления