Под системой понимается комплекс основополагающих принципов, положенных в основу конструкции приспособления.
Продолжительность времени необходимая для выполнения работ: «Проектирование», «Изготовление», «Сборка», «Внедрение» – называется временем оперативного оснащения (ВОО). Время оперативного оснащения – это одна из наиболее объективных характеристик, позволяющая сравнивать трудоемкость и продолжительность процесса подготовки приспособлений той или иной системы к работе.
В соответствии с Единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП) единый комплекс приспособлений машиностроения образуют семь систем приспособлений:
1) универсально-сборные;
2) универсально-наладочные;
3) универсально-безналадочные;
4) специализированные наладочные;
5) сборно-разборные;
6) неразборные специальные;
7) универсальные переналаживаемые.
Система универсально-сборных приспособлений (УСП) предложена в 1947 году В.С. Кузнецовым и В.А. Пономаревым. Она нашла широкое применение в единичном и мелкосерийном производстве.
Система универсально-сборных приспособлений представляет собой систему, состоящую из набора стандартных деталей и сборочных единиц, из которых компонуются различные приспособления одноцелевого назначения.
После использования приспособлений они разбираются, а детали возвращаются на склад и применяются при сборке других приспособлений. В основу системы УСП положена идея постоянного кругооборота стандартизованных деталей и сборочных единиц.
Фонд УСП составляет 15 – 25 тыс. деталей, при этом можно одновременно собрать 150 – 200 компоновок. Срок службы УСП составляет 15 – 20 лет, срок окупаемости комплекта – 2 – 3 года.
Достоинства УСП:
· значительное сокращение цикла технологической подготовки производства и сроков проектирования и изготовления оснастки;
· резкое снижение трудоемкости и себестоимости изготовления оснастки для нового изделия;
· экономия металла;
· быстрая окупаемость системы (2 – 3 года).
Недостатками УСП являются:
· низкая жесткость приспособлений из-за наличия большого количества стыков деталей приспособления и в результате низкая точность обработки;
· низкий уровень механизации ввиду отсутствия в комплекте быстродействующих универсальных приводов;
· закрепление деталей вручную;
· высокие требования к точности и шероховатости поверхностей деталей системы и в результате высокая начальная стоимость комплекта.
Система универсально-наладочных приспособлений (УНП) основана на использовании сменных установочных, зажимных и направляющих элементов, образующих наладку на базе универсального нормализованного базового агрегата. Часто установочные элементы такого приспособления допускают регулирование в целях его наладки для обработки не только однотипных или близких по форме и конструктивно-технологическим параметрам деталей, но и деталей, входящих в другие классы.
Базовыми агрегатами УНП являются законченные механизмы многократного использования, имеющие стандартную конструкцию и выпускающиеся централизовано. Базовые агрегаты эксплуатируются до полного износа и постоянно находятся на станке. К универсально-наладочным приспособлениям относятся четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков, универсально-наладочные тиски, скальчатые кондукторы и др.
Цикл оснащения операции УНП около 15 часов.
Конструкция универсально-безналадочного приспособления (УБП) представляет собой законченный неразборный механизм с постоянными (несъемными) установочными элементами для установки обрабатываемых заготовок по элементарным схемам базирования.
Универсально-безналадочные приспособления являются неотъемлемой принадлежностью станков. Этими приспособлениями станки комплектуются. Без этих приспособлений станки работать не могут. Конструкции УБП стандартизованы (более 40 государственных стандартов). Типовыми представителями УБП являются универсальные станочные тисы, универсальные трехкулачковые токарные патроны, универсальные поворотные и делительные столы и стойки, делительные головки, магнитные плиты.
Настройка УБП осуществляется за счет регулирования зажимных элементов приспособления. Универсально-безналадочные приспособления обеспечивает базирование обрабатываемых заготовок методом регулирования с последующим контролем и выверкой в условиях, когда к обрабатываемым деталям не предъявляются требования высокой точности и взаимозаменяемости.
Основными недостатками УБП является следующее:
· требуется контроль положения заготовки в процессе ее установки методом регулирования, в результате чего увеличивается вспомогательное время на установку детали;
· на рабочих поверхностях отсутствуют элементы для фиксации заготовок, что влечёт значительные потери вспомогательного времени.
Специализированные наладочные приспособления (СНП) – это приспособления, состоящие из специализированного базового агрегата и сменных наладок для установки родственных по конфигурации и технологии обработки заготовок с идентичными схемами базирования.
Настройка СНП осуществляется регулированием рабочих элементов и сменой наладок, либо только сменой наладок. Примером СНП является мембранный патрон внутришлифовального станка.
Система СНП имеет следующие недостатки:
· необходимо проектирование и изготовление наладок;
· отсутствует унификация с системами УСП и СРП;
· экономически достижимая точность – 9 квалитет;
· достижимая точность при доработке наладок (подшлифовке в сборе) – 8 квалитет.
Цикл оснащения операции специализированными наладочными приспособлениями – около 15 часов (что соответствует циклу оснащения универсально-наладочными приспособлениями.
Компоновки сборно-разборных приспособлений (СРП) собирают из стандартных деталей и сборочных единиц как специальные приспособления долгосрочного применения. Сборно-разборные приспособления имеют быстродействующий механический привод для закрепления заготовок. В универсально-сборных приспособлениях этого нет.
Точность обработки с применением СРП составляет 7 – 9 квалитет. Цикл оснащения операции сборно-разборными приспособлениями составляет 20 – 25 часов
Отличия системы СРП от системы УСП заключаются в следующем:
· детали УСП имеют универсальное назначение (точная обработка и универсальные базы на всех плоскостях) и в различных приспособлениях могут выполнять различные функции; детали и сборочные единицы СРП имеют строгое функциональное назначение;
· приспособления системы УСП состоят из деталей, тогда как приспособления СРП компонуются в основном из узлов;
· система СРП допускает применение специальных, изготовленных на предприятии деталей и узлов, дополняющих компоновку СРП, а система УСП этого не позволяет.
Неразборные специальные приспособления (НСП) представляют собой необратимые конструкции, не предназначенные для разборки с целью повторного использования их сборочных единиц и деталей. Неразборные специальные приспособления используются для выполнения определенной операции при обработке конкретных заготовок. Они являются одноцелевыми.
При смене объекта производства такие приспособления списывают. Неразборные специальные приспособления изготавливаются в единичном производстве (поэтому они трудоемки и дороги), а применяются в крупносерийном и массовом производствах. Приспособления этой системы характеризуются высокой точностью, жесткостью, надежностью. Для условий массового производства их приходится автоматизировать.
В конструкциях НСП применяют максимальное количество стандартных деталей и сборочных единиц в сочетании с оригинальными деталями и узлами. Подготовка приспособлений этой системы к производству состоит из полного комплекса работ по проектированию, изготовлению деталей и комплектующих, сборке и внедрению.
Неразборные специальные приспособления обладают самым длительным циклом оперативного оснащения (около 100 часов на одно приспособление средней сложности).
Система универсальных переналаживаемых приспособлений (УСПО) разработана МГКТИ «Техоснастка». Основой комплекса являются детали и сборочные единицы различных конструкций, имеющих конкретное функциональное назначение, из которых методом агрегатирования можно комплектовать без пригонки приспособления для выполнения любых операций. В отличие от УСП в УСПО вместо шпоночного соединения элементов приняты беззазорные способы (штифтовой или шариковой) базирования элементов.
Так как в УСПО отсутствуют Т-образные пазы, ослабляющие конструкцию, высота базовых конструкций уменьшена. Повышенная жесткость элементов УСПО достигается за счет отсутствия пазов, ликвидации зазоров и увеличения диаметра крепежных болтов, что позволяет увеличить скорость резания в 1,7 раза по сравнению со скоростью резания при обработке в УСП.