Резьбонаправляющие и приспособления: типы, элементы, преимущества и применение

Резьбонаправляющие и приспособления

Резьбонаправляющие (jigs) и приспособления (fixtures) — это устройства, которые помогают повысить производительность при изготовлении идентичных деталей и снизить затраты человеческого труда. Уже ранее подчеркивалось, что токарный станок с ЦНГ подходит для изготовления отдельных деталей разной формы и размеров, но для массового производства одинаковых изделий его использование неэкономично.

В отличие от этого, турельный и револьверный станки легко адаптируются для повторяющихся операций благодаря многостаночной компоновке и использованию поперечных упоров, что повышает темпы производства.

Однако не каждый тип детали можно обработать на турельном или револьверном станке — могут потребоваться сверлильные, фрезерные, строгальные и шлифовальные станки. Если такие детали нужно производить в одинаковых формах и размерах в массовом масштабе, необходимы подходящие устройства для удержания и позиционирования, чтобы обеспечить повторяемость операций. Именно этими устройствами являются резьбонаправляющие и приспособления.

Что такое резьбонаправляющая (Jig)?

Резьбонаправляющая можно определить как устройство, которое удерживает и позиционирует заготовку, а также направляет и контролирует один или несколько режущих инструментов. Удержание заготовки и направление инструмента осуществляются так, что они находятся в истинных положениях относительно друг друга.

Конструктивно резьбонаправляющая представляет собой пластину, конструкцию или коробку из металла (в некоторых случаев — из неметаллов), имеющую предусмотренные средства для укладки компонентов в идентичные позиции один за другим, а затем направления инструмента в правильные позиции на заготовке в соответствии с чертежом, спецификацией или технологической картой.

Что такое приспособление (Fixture)?

Приспособление — это устройство, которое удерживает и позиционирует заготовку во время контроля или производственной операции. Приспособление не направляет инструмент.

Конструктивно приспособление включает различные стандартные или специально разработанные устройства удержания заготовки, которые закрепляются на столе станка для удержания детали в заданном положении. Инструменты устанавливают в требуемые позиции на заготовке с помощью измерительных средств или вручную.

Читайте также: 7 типов патронов токарных станков.

Основные элементы резьбонаправляющих и приспособлений

К основным элементам относятся:

• Корпус (Body): Это пластина, коробка или рамочная конструкция, в которой позиционируются обрабатываемые компоненты. Она должна быть достаточно прочной и жесткой.
• Позиционирующие элементы (Locating elements): Эти элементы устанавливают заготовку в правильное положение относительно режущего инструмента.
• Спрягающие элементы (Clamping elements): Эти элементы надежно фиксируют заготовку в установленном положении.
• Направляющие и установочные элементы (Guiding and setting elements): Эти элементы направляют режущий инструмент в случае резьбонаправляющей и помогают в правильной установке инструмента в случае приспособления.
• Элементы установки (Positioning elements): Включают различные типы крепежных устройств, используемых для фиксации резьбонаправляющей или приспособления на станке в правильном положении.
• Индексирующие элементы (Indexing elements): Они не всегда предусмотрены. Но многие заготовки могут требовать индексирования в разные позиции для выполнения операций на разных поверхностях или участках. В таких случаях эти элементы включаются в резьбонаправляющую или приспособление.

Читайте также: Турельные и револьверные станки.

Типы резьбонаправляющих и приспособлений

Типы резьбонаправляющих

Существует семь основных типов резьбонаправляющих:

1. Шаблонная (Template jig)
2. Плитная (Plate jig)
3. Канальная (Channel jig)
4. Диаметральная (Diameter jig)
5. Петлевая (Leaf jig)
6. Кольцевая (Ring jig)
7. Коробчатая (Box jig)

Шаблонная резьбонаправляющая

Шаблонная резьбонаправляющая — простейший из всех типов. Пластина с отверстиями в требуемых позициях служит шаблоном, который закрепляется на обрабатываемом компоненте. Сверло направляется через отверстия шаблона, и требуемые отверстия просверливаются на заготовке в тех же относительных позициях, что и на шаблоне.

Плитная резьбонаправляющая

1. Приспособление удерживает и позиционирует деталь, но не направляет инструмент. Резьбонаправляющая удерживает, позиционирует и направляет инструмент.
2. Приспособления более массивны по конструкции и жестко закрепляются на столе станка. Резьбонаправляющие делаются легче для быстрой переустановки, и закрепление со столом часто не требуется.
3. Приспособления используются для удержания деталей при фрезеровании, шлифовании, строгании или токарной обработке. Резьбонаправляющие применяются для удержания детали и направления инструмента, особенно при сверлении, расточке или нарезке резьбы.

Плитная резьбонаправляющая представляет собой улучшенную шаблонную за счет внедрения направляющих втулок в шаблон. Она используется для сверления отверстий в крупных деталях с поддержанием точного взаимного расстояния.

Канальная резьбонаправляющая

Канальная резьбонаправляющая имеет сечение в форме канала. Компонент укладывается внутрь канала и позиционируется и зажимается вращением роговистой ручки. Инструмент направляется через направляющую втулку.

Диаметральная резьбонаправляющая

Диаметральная резьбонаправляющая используется для сверления радиальных отверстий в цилиндрических или сферических заготовках. Заготовка устанавливается на неподвижный V-образный упор и зажимается зажимной пластиной, которая также позиционирует деталь. Инструмент направляется через втулку, установленную радиально относительно заготовки.

Петлевая резьбонаправляющая

Петлевая резьбонаправляющая имеет створку или пластину, закрепленную на петлях на корпусе. Створка может откидываться для загрузки и выгрузки заготовки. Заготовка позиционируется упорами и зажимается установочными винтами. Направляющая втулка ведет инструмент.

Кольцевая резьбонаправляющая

Кольцевая резьбонаправляющая применяется для сверления отверстий в круглых фланцевых деталях. Заготовка надежно зажимается на корпусе резьбонаправляющей, а отверстия просверливаются путем направления инструмента через направляющие втулки.

Коробчатая резьбонаправляющая

Коробчатая резьбонаправляющая имеет коробчатую конструкцию, внутри которой компонент позиционируется упорами. Заготовка зажимается вращением эксцентриковой ручки, которая также обеспечивает позиционирование. Направляющая втулка ведет инструмент. Коробчатые резьбонаправляющие обычно используются для сверления множества отверстий в детали под разными углами.

Типы приспособлений

Существует 10 основных типов приспособлений:

1. Токарные приспособления
2. Фрезерные приспособления
3. Расточные приспособления
4. Шлифовальные приспособления
5. Растачивальные приспособления
6. Индексирующие приспособления
7. Резьбонарезающие приспособления
8. Дуплексные приспособления
9. Сварочные приспособления
10. Сборочные приспособления

Приспособления обычно называют по типу механической обработки, для которой они предназначены и применяются.

Токарные приспособления

Обычные заготовки правильной формы легко удерживать на токарных станках в стандартных устройствах закрепления — патронах, цангах, между центрами и на мандралях или фланцах. Но детали неправильной формы создают большие трудности при правильном удержании.

Простые детали неправильной формы можно закрепить и в патроне — за счет правильной регулировки губок в четырехгубном патроне или использования формованных мягких губок. Однако заготовки сложной формы необходимо удерживать в положении с помощью токарных приспособлений. Эти приспособления обычно монтируются на конусе шпинделя станка или на фланце, и заготовки фиксируются в них.

При необходимости приспособлению может потребоваться противовес для балансировки дисбаланса. Эти приспособления должны быть тщательно спроектированы: достаточно жесткими, с минимальным вылетом, надежно захватывающими заготовку, без опасных выступов для оператора или инструмента, и обеспечивающими надлежащую поддержку тонким и слабым участкам заготовки во время обработки.

Фрезерные приспособления

Эти приспособления используются на фрезерных станках для выполнения различных фрезерных операций. Приспособление правильно позиционируется на столе станка и фиксируется в положении с помощью болтов и гаек.

Стол смещается и устанавливается в правильном положении относительно реза. Заготовки укладываются на базу приспособления и зажимаются перед началом операции.

Поскольку режущие усилия довольно велики и прерывисты, элементы зажима должны быть надежными. Правильная установка приспособления на столе станка обычно достигается с помощью двух цапф, предусмотренных под основой приспособления. Эти цапфы входят в Т-образные пазы стола, обеспечивая требуемое позиционирование. Основание приспособления затем закрепляется на столе с помощью Т-образных болтов и гаек.

Расточные приспособления

Эти приспособления используются на различных типах расточных станков для позиционирования, удержания и поддержки заготовок во время операций, таких как расточка шпоночных пазов, расточка отверстий и т.д. Применение зажимной пластины как приспособления для внутренней расточки тяговым способом.

Шлифовальные приспособления

В шлифовальных станках используются несколько различных форм приспособлений для позиционирования, удержания и поддержки заготовок во время операций. Эти приспособления могут быть стандартными устройствами удержания, такими как патроны, мандрали, патроны с формованными губами, магнитные патроны и др.

Например, вертикальный шлифовальный станок с вращающимся столом обычно имеет вращающееся приспособление, закрепленное на его столе. Аналогично, простое или струнное приспособление может быть предусмотрено на шлифовальном станке с рециркулирующим столом. Насадка для заточки сверл — яркий пример стандартного приспособления, используемого для шлифовки геометрии сверла.

Каким бы ни был тип приспособления, разработанного для шлифовальной операции, оно должно иметь предусмотренные средства подачи и отвода СОЖ, монтажа обкатчиков кругов и должно быть правильно сбалансировано, если это вращающееся приспособление.

Растачивальные приспособления

Операция может выполняться одним из двух следующих способов:

• С неподвижным расточным стержнем (инструментом) и подачей вращающейся заготовки на стержень.
• С неподвижной заготовкой и подачей вращающегося расточного стержня в деталь.

Соответственно, растачивальное приспособление делается в двух распространенных конструкциях.

Одна из конструкций включает принцип сверлильной резьбонаправляющей, и в ней расточный стержень (инструмент) направляется через направляющую втулку. Такое приспособление также часто называют растачивальной резьбонаправляющей. Другая конструкция обеспечивает удержание заготовки в правильном положении относительно расточного стержня.

Хотя это приспособление включает почти все общие принципы проектирования резьбонаправляющих и приспособлений, их конструкция не должна быть такой же массивной, как у фрезерных приспособлений, потому что они никогда не испытывают таких тяжелых режущих нагрузок, как при фрезеровании.

Индексирующие приспособления

Многие компоненты требуют обработки на разных поверхностях так, чтобы их обработанные поверхности или формы были равноудалённо распределены.

Такие компоненты должны индексироваться равномерно столько раз, сколько поверхностей подлежит обработке. Очевидно, что удерживающие устройства (резьбонаправляющие или приспособления), используемые в таких случаях, снабжаются подходящим индексирующим механизмом. Приспособление, несущее такое устройство, называется индексирующим приспособлением.

Резьбонарезающие приспособления

Резьбонарезающее приспособление специально разработано для позиционирования и надежного фиксирования идентичных заготовок для нарезки внутренней резьбы в просверленных отверстиях. Детали неправильной формы и небалансированные компоненты всегда требуют использования таких приспособлений, особенно когда нарезка резьбы выполняется многократно в массовом масштабе.

Дуплексные приспособления

Это название дано приспособлению, которое удерживает две похожие детали одновременно и обеспечивает их одновременную обработку на двух отдельных станциях. Пока одна заготовка обрабатывается на одной станции…

Обе операции в соответствии с требованиями могут быть одинаковыми или разными. После завершения обработки на обеих станциях приспособление индексируется на 180 градусов, так что первая деталь перемещается на вторую станцию для второй операции, а готовая деталь — на первую станцию.

Готовая деталь затем выгружается, заменяется свежей заготовкой, и над ней выполняется первая операция. Цикл повторяется, что обеспечивает массовое производство деталей с довольно высокой скоростью.

Сварочные приспособления

Сварочные приспособления тщательно проектируются для удержания и поддержки различных компонентов, подлежащих сварке, в правильных положениях и предотвращения деформаций в сваренных конструкциях. Для этого позиционирующие элементы должны быть тщательно продуманы, зажим должен быть легким, но надежным, размещение зажимных элементов должно исключать зону сварки. Приспособление должно быть достаточно устойчивым и жестким, чтобы выдерживать сварочные напряжения.

Во многих случаях предпочтительной и распространенной практикой является сначала приварка конструкции, удерживая её в сварочной резьбонаправляющей, а затем перенос в удерживающее приспособление для завершения сварки. Это значительно снижает вероятность деформаций, а приспособление испытывает меньшие напряжения.

Сборочные приспособления

Функция этих приспособлений — удерживать различные компоненты вместе в их правильном взаимном положении в момент их сборки. Например, две или более стальных пластины могут удерживаться вместе в относительных позициях и заклепываться.

Эти приспособления, используемые для удержания компонентов для выполнения механических операций, называются механическими сборочными приспособлениями. В противовес этому существуют другие типы приспособлений, в которых компоненты удерживаются для соединения, например сварочные приспособления также являются сборочными, но для горячего соединения.

Разница между резьбонаправляющими и приспособлениями

Ниже приведены фундаментальные отличия приспособления от резьбонаправляющей:

1. Приспособление удерживает и позиционирует деталь, но не направляет инструмент, тогда как резьбонаправляющая удерживает, позиционирует и направляет инструмент.
2. Приспособления более массивны по конструкции и жестко закрепляются на столе станка, тогда как резьбонаправляющие делаются легче для быстрой переустановки, и закрепление со столом часто не требуется.
3. Приспособления используются для удержания деталей при фрезеровании, шлифовании, строгании или токарной обработке, тогда как резьбонаправляющие применяются для удержания детали и направления инструмента, особенно при сверлении, расточке или нарезке резьбы.

Преимущества использования резьбонаправляющих и приспособлений в массовом производстве

Ниже перечислены преимущества резьбонаправляющих и приспособлений в массовом производстве:

1. Исключают разметку, измерение и другие установочные методы перед обработкой.
2. Повышают точность обработки, так как заготовка автоматически позиционируется, а инструмент направляется без ручной регулировки.
3. Обеспечивают производство идентичных взаимозаменяемых деталей, что облегчает сборку.
4. Повышают производительность, позволяя обрабатывать несколько заготовок в одной установке, а в некоторых случаях — одновременную работу нескольких инструментов. Время переустановки значительно сокращается благодаря быстрой установке и позиционированию. Скорость, подача и глубина резания могут быть увеличены благодаря высокой жесткости зажима.
5. Снижают трудоемкость и усталость оператора, так как операции переустановки минимизируются и упрощаются.
6. Позволяют оператору средней квалификации выполнять операции, так как установка инструмента и заготовки механизирована. Это экономит затраты на труд.
7. Снижают затраты на контроль качества готовой продукции.
8. Снижают общую стоимость обработки за счет полной или частичной автоматизации процессов.

Преимущества резьбонаправляющих и приспособлений (кратко)

Основные преимущества:

1. Повышают точность обработки за счет автоматического позиционирования заготовки и направления инструмента.
2. Повышают производительность за счет возможности одновременной обработки нескольких деталей и работы нескольких инструментов.
3. Значительно сокращают время переустановки благодаря быстрой установке и позиционированию.
4. Позволяют увеличить скорость, подачу и глубину резания благодаря высокой жесткости зажима.
5. Обеспечивают производство идентичных взаимозаменяемых деталей, облегчая сборку.
6. Исключают разметку, измерение и другие установочные методы.
7. Снижают трудоемкость и усталость оператора.
8. Позволяют операторам средней квалификации выполнять операции, экономя на затратах на труд.
9. Снижают затраты на контроль качества готовой продукции.
10. Снижают общую стоимость обработки за счет автоматизации процессов.

Применение резьбонаправляющих и приспособлений

Применение резьбонаправляющих:

• Сверление
• Расточка
• Нарезка резьбы

Применение приспособлений:

• Фрезерование
• Шлифование
• Строгание
• Токарная обработка
• Планование

Заключение

Надеемся, что мы развеяли все ваши сомнения относительно резьбонаправляющих и приспособлений. Если у вас остались вопросы — обращайтесь к нам или задавайте их в комментариях.

У нас также есть сообщество в Facebook. Если хотите, можете присоединиться — вот ссылка на нашу группу.

Спасибо за чтение. Если статья понравилась — поделитесь ею с друзьями. Если есть вопросы по любой теме — задавайте в комментариях.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых публикациях.