Применяемые в машиностроении приспособления, в том числе станочные, имеют определенные названия. Рассмотрим некоторые устоявшиеся названия приспособлений.
Центры — приспособления, предназначенные для центрирования деталей типа валов, а также для центрирования деталей и сообщения им вращательного движения (поводковые). В основном центры применяются для токарных и круглошлифовальных станков.
Оправки — приспособления, предназначенные для центрирования деталей типа втулок и дисков. Оправка вращается вокруг своей оси, и ее базовой поверхностью является, как правило, цилиндрическая поверхность и реже торцевая. Наиболее распространено применение оправок при токарных, круглошлифовальных, зубообрабатывающих и фрезерных работах.
Патроны и планшайбы — приспособления, предназначенные для базирования, закрепления деталей и сообщения им вращательного движения.
Патроны и планшайбы имеют корпус, выполненный в виде тела вращения (фланца, диска, цилиндра), на котором располагаются постоянные или сменные устройства (кулачки, пальцы — поводки и др.). Конструкция патрона предусматривает встроенный механизм с постоянными или сменными элементами, служащими для закрепления и базирования деталей. Патрон отличается от оправки тем, что закрепление детали типа втулки и ее базирование осуществляются не по всей поверхности отверстия, а по отдельным ее точкам, которые имеют контакт с подвижными зажимными элементами патрона. Планшайбы представляют собой устройства для закрепления и центрирования обрабатываемых деталей, при этом в них предусмотрена возможность установки сменных крепежных элементов, в то время как встроенные постоянные механизмы для зажима в планшайбах отсутствуют.
Тиски — приспособления, предназначенные для зажима деталей между элементами, смонтированными на специальном корпусе (основании).
Столы и плиты — приспособления, предназначенные для закрепления деталей и размещения сменных элементов.
Отличительные особенности этих приспособлений следующие: плоскопараллельная форма; наличие привода, используемого для закрепления деталей; наличие базовой поверхности с пазами, которые могут быть использованы для размещения сменных элементов. Столы и плиты могут иметь прямоугольную или круглую форму. Круглые столы и плиты могут поворачиваться относительно некоторой оси, что сообщает этим приспособлениям дополнительные возможности. Круглые (поворотные) столы напоминают патроны и планшайбы, только в отличие от патронов и планшайб, совершающих главное движение при обработке, столы совершают движение подачи.
Кондукторы — приспособления, предназначенные для направления инструмента в сверлильных и резьбонарезных операциях.
Делительные головки и приспособления предназначены для сверлильных и фрезерных работ.
Уточнение конструктивных особенностей приспособлений происходит посредством подразделения их на типы. В качестве признака, определяющего тип приспособления, выбирается степень универсальности (или специализации) оснастки.
По степени специализации технологическую оснастку можно подразделить на следующие группы приспособлений:
- универсально-безналадочные;
- универсально-наладочные;
- универсально-сборные;
- сборно-разборные;
- неразборные специальные;
- специализированные наладочные;
- универсально-сборные переналаживаемые.
Универсально-безналадочные приспособления (УБП) включают в себя универсальные приспособления общего назначения: центры, поводковые устройства, оправки, токарные патроны, цанговые приспособления, плиты магнитные и электромагнитные, столы и т. д. Они изготовляются как элементы, принадлежащие станку, заводом — изготовителем станков или специализированными предприятиями. Применяются УБП в единичном и мелкосерийном производстве.
Универсально-наладочные приспособления (УНП) включают в себя приспособления, состоящие из постоянной части и сменных наладок. Постоянная часть во всех случаях остается неизменной, а сменная наладка заменяется в зависимости от конкретной обрабатываемой детали. Постоянная часть имеет корпус и зажимное устройство с приводом (чаще пневматическим). Иногда в нее встраивают делительное устройство и другие элементы (кроме опорных и направляющих). Постоянная часть изготовляется заранее и применяется многократно.
Перед очередным использованием УНП требуется произвести лишь смену наладки или некоторую дополнительную обработку.
Наладка представляет собой сменные опорные и направляющие элементы. Каждый комплект наладки, предназначенный только для конкретной детали и конкретной операции обработки, в данном случае является специальным.
С помощью УНП заготовка устанавливается с такой же точностью и быстротой, как и при использовании дорогостоящего специального приспособления. Универсальность УНП несколько ограничивается определенными размерами постоянной части, которая обычно нормализуется в пределах предприятия или отрасли. К числу нормализованных приспособлений, на базе которых собирают УНП, относятся машинные тиски, скальчатые кондукторы, пневматические патроны со сменными кулачками, планшайбы с переставными угольниками для растачивания на токарном станке деталей сложной формы и т. д. Универсально-наладочные приспособления применяются в серийном производстве, а на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) — в мелкосерийном производстве.
Универсально-сборные приспособления (УСП) включают в себя приспособления, компонуемые из нормализованных деталей и узлов. Каждая компоновка УСП обладает всеми основными свойствами специального приспособления: предназначена для обработки конкретной детали на определенной операции, обеспечивает базирование заготовки без выверки и требуемую точность.
По истечении надобности в таком приспособлении оно разбирается на составные детали и узлы, которые могут многократно использоваться для компоновки других приспособлений. Отличительной особенностью УСП является крестообразное взаимно-перпендикулярное расположение на сопрягаемых поверхностях Т-образных и шпоночных пазов.
Основные детали и сборочные единицы, из которых компонуются УСП, условно подразделяются на следующие группы:
- базовые детали (плиты прямоугольные и круглые, угольники);
- корпусные детали (опоры, призмы, подкладки и др.);
- установочные детали (шпонки, штыри, пальцы и др.);
- прижимные детали (прихваты, планки);
- крепежные детали (болты, шпильки, винты и др.);
- разные детали (ушки, вилки, хомутики, оси, рукоятки и др.);
- сборочные единицы (поворотные головки, кронштейны, центровые бабки и др.).
Сборно-разборные приспособления (СРП) являются разновидностью УСП. В компоновках СРП в отличие от УСП число сборочных единиц преобладает над числом деталей. Эти приспособления переналаживаются посредством перекомпоновки, регулирования положений базирующих и зажимных элементов или замены сменных наладок. Обычно СРП собирают на период выпуска определенного изделия. После обработки партии деталей такое приспособление снимают со станка и хранят до запуска в обработку новой партии. Разбирают СРП только при смене объекта производства. Компонуются СРП из стандартных деталей и сборочных единиц, фиксируемых относительно друг друга системой палец—отверстие, для чего в базовых деталях имеются сетки точных координатно-фиксирующих отверстий. К столу станка детали и сборочные единицы СРП крепятся с помощью Т-образных пазов. Применяются эти приспособления в единичном и мелкосерийном производстве, а на станках с ЧПУ — в мелкосерийном производстве.
Неразборные специальные приспособления (НСП) служат для обработки только определенной детали на одной конкретной операции. Специальные приспособления имеют следующее преимущество: позволяют без выверки придать заготовке требуемое положение относительно станка и режущего инструмента и благодаря этому при одной настройке обработать всю партию заготовок. К НСП относятся патроны для токарных автоматов и полуавтоматов, мембранные патроны, гидропластмассовые приспособления и др. Применяются НСП в крупносерийном и массовом производстве. На станках с ЧПУ такие приспособления можно применять лишь в качестве исключения, если нельзя использовать ни одну из переналаживаемых систем.
Специализированные наладочные приспособления (СНП) обладают определенной универсальностью вследствие наличия в них элементов, допускающих наладку посредством регулировки. Благодаря этому одно и то же СНП можно применять для обработки ряда деталей одной конструкторско-технологической группы. К этим устройствам относятся переналаживаемые планшайбы, патроны, оправки, кондукторы и т. д. Применяются СНП в серийном и крупносерийном производстве, а также на станках с ЧПУ.
Универсально-сборные переналаживаемые приспособления (УСПО) представляют собой комплекс элементов, каждый из которых многократно используется и не требует подгонки к другим элементам. Такой комплекс элементов имеет повышенные износостойкость, виброустойчивость и стабильность точностных параметров. Материалом для более 80 % всех деталей УСПО служит сталь 12ХН3А. Жесткость конструкции УСПО позволяет в сравнении с УСП повысить скорость резания в 1,5–1,7 раза.
Технологический процесс включает в себя операции закрепления заготовок и рабочего инструмента, сборочные, контрольные операции, а также операции захвата, перемещения и перевертывания заготовок. Следовательно, по целевому назначению все приспособления можно подразделить на следующие группы:
- станочные приспособления для установки и закрепления обрабатываемых заготовок. К ним относятся приспособления (различаются по группам станков) сверлильные, фрезерные, расточные, токарные и др.;
- станочные приспособления для установки и закрепления рабочего инструмента. К ним относятся патроны для сверл, разверток, метчиков, многошпиндельные сверлильные и фрезерные головки, инструментальные державки для токарно-револьверных станков и автоматов и другие устройства. Эти приспособления называются вспомогательным инструментом;
- сборочные приспособления, т. е. используемые для соединения деталей в изделии. Они обеспечивают крепление базовых деталей собираемого изделия, правильную установку соединяемых элементов, предварительное деформирование устанавливаемых упругих элементов, операции запрессовки, клепки, развальцовывания;
- контрольные приспособления, применяемые для проверки заготовок при промежуточном и окончательном контроле деталей, а также при сборке машин;
- приспособления для захвата, перемещения и перевертывания заготовок, деталей и собираемых изделий.