Оснастка и приспособления: схема 3-2-1, опоры и прижимы, нулевые системы, паллеты и проверка перед партией

Установка: базирование плюс закрепление

ГОСТ 21495-76 разделяет два действия (пп. 1, 10, 11). Базирование — придание заготовке нужного положения относительно системы координат. Закрепление — приложение сил, чтобы это положение сохранилось. Вместе они называются установкой. Для наладчика из этого следует простое правило: положение детали задают опоры, а не прижим. Если деталь «встаёт на место» только после затяжки, база выбрана или собрана неверно.

Как разложить базы по схеме 3-2-1 и почему черновую базу используют один раз, подробно разобрано в уроке технолога «Заготовка и базирование». Наладчик получает схему из карты наладки и проверяет её на столе:

• опорных точек ровно шесть: три на установочной базе, две на направляющей, одна на опорной;
• три опоры разнесены как можно шире, две стоят вдоль длинной грани;
• на одной базе нет лишней опоры: четыре опоры под плоскостью дают качание или изгиб детали.

Стандарт различает погрешность базирования (п. 9) — насколько деталь при базировании встала не туда — и погрешность установки (п. 12), куда входит и сдвиг при закреплении. На практике это значит: проверяют положение детали после затяжки, а не до неё.

Опоры и прижимы: куда давить

Прижим, поставленный между опорами, прогибает деталь. Её обрабатывают в прогнутом виде, после разжима она распрямляется, и плоскость уходит. Поэтому усилие прижима направляют в опору или рядом с ней. Силы резания по возможности тоже направляют в самый жёсткий узел приспособления — так советует производитель инструмента для борьбы с вибрациями.

Сколько давить. Ровно столько, чтобы деталь не сдвинулась при резании. Лишнее усилие деформирует деталь — руководство к токарному патрону прямо предупреждает об этом для трубчатых деталей. На черновой и чистовой проходы усилие часто задают разное: после черновой зажим ослабляют и затягивают снова, мягче.

Как проверить деформацию. Поставьте индикатор на обработанную поверхность и ослабьте прижим. Если стрелка заметно ушла, деталь была зажата с изгибом. Тот же приём работает при наладке: индикатор на детали, затягиваем прижим — стрелка не должна уходить.

Нежёсткие детали держат по толстым сечениям, под тонкие стенки ставят подводимые опоры. Подводимую опору подводят до касания и фиксируют, но ею не поднимают деталь: иначе это уже седьмая точка и лишний изгиб.

Кулачки патрона

На токарном станке приспособление — это патрон и кулачки. Как ставить сменные кулачки по рифлениям, растачивать сырые кулачки и выбирать давление зажима, разобрано в уроке 3. Здесь — только то, что касается установки.

• Ход кулачков. Деталь зажимают около середины хода. Руководство к патрону предупреждает: у конца хода деталь из-за разброса диаметров заготовок может оказаться не зажата.
• Давление. Его выставляют по форме детали и режимам: трубчатую деталь большое усилие деформирует.
• Перед работой кулачки разводят и сводят без детали: так видно, что ход полный и стружка внутри патрона не мешает.

Нулевые системы

Нулевая система базирования — модули на столе и штифты на приспособлении. Модуль втягивает штифт и одновременно центрирует его. Приспособление снимают и ставят обратно без выверки: положение повторяется, и ноль детали остаётся прежним. По данным производителей двух таких систем, повторяемость — меньше 0,005 мм. Это повторяемость установки приспособления, а не точность детали.

Штифты бывают разные, и расставляют их по правилам изготовителя:

• центрирующий — фиксирует положение по X, Y и Z и задаёт нулевую точку; если модуль один, нужен только он;
• компенсирующий (плоский, «меч») — допускает изменение длины в одном направлении, X или Y, и держит положение в двух других; его ставят вторым, чтобы допуски шага и нагрев не заклинили установку;
• удерживающий — воспринимает только силы по Z; нужен, когда модулей четыре и больше.

Если вместо компенсирующего поставить второй центрирующий, приспособление окажется переопределённым — как лишняя опора в схеме 3-2-1. Посадочные места и штифты перед установкой продувают и протирают: одна стружка под фланцем — и вся повторяемость теряется. Отверстия неиспользуемых модулей закрывают заглушками.

Спутники и паллеты

Спутник (паллета) — плита с приспособлением, на которой деталь закрепляют вне станка, пока станок работает. На горизонтальном обрабатывающем центре сменщик меняет паллеты в рабочей зоне; в паллетной системе их подаёт манипулятор из накопителя. Это основа быстрой переналадки: закрепление переходит во внешние операции.

Две паллеты — это два разных приспособления. Если в программе для обеих один и тот же ноль детали, их положение надо проверить, а не предполагать. Проверка простая: на каждой паллете щупом или индикатором найти одну и ту же базу и сравнить. В многоместном приспособлении так же проверяют каждое гнездо: детали из разных гнёзд при контроле не смешивают.

Повторяемость установки

Приспособление повторяет положение, если каждая следующая деталь встаёт туда же, что и первая. Проверяют это до партии, а не по браку:

1. Поставить деталь (или эталон), закрепить, индикатором снять положение базы.
2. Снять, поставить снова, повторить — несколько раз.
3. Разброс показаний сравнить с допуском на размер от этой базы: он должен быть заметно меньше.

Что портит повторяемость: стружка и заусенец на базе, изношенные опоры, разное усилие зажима у механических тисков (гидравлические задают усилие давлением), упор, который сдвинули при чистке. Если разброс велик, ищут причину в приспособлении — поправка коррекции тут не поможет.

Проверка приспособления перед партией

• Чистота: опоры, пазы, зубья кулачков, посадочные места нулевой системы без стружки и СОЖ.
• Целостность: опоры не выработаны, прихваты и болты целы, губки и кулачки стоят по своим пазам.
• Выверка: губки тисков или базовая грань приспособления выверены индикатором по оси станка; у патрона проверено биение.
• Зажим: давление выставлено по карте наладки, ход кулачков в допустимом диапазоне.
• Траектория: прихваты и болты вне пути инструмента — проверено на пробном прогоне.
• Ноль и первая деталь: ноль детали найден на тех же базах, к которым прижата деталь; первая деталь проверена (см. урок 6).

Что проверить перед сдачей наладки

• Схема базирования совпадает с картой наладки: шесть точек, без лишних опор, прижимы над опорами.
• Деталь не деформируется при зажиме: индикатор не уходит при затяжке и разжиме.
• На токарном станке деталь зажата около середины хода кулачков, давление выставлено по карте наладки.
• На нулевой системе и паллетах чистые посадочные места, штифты расставлены по правилам, ноль каждой паллеты проверен.
• Повторяемость установки проверена, результат и давление зажима записаны в карту наладки.