Эффективность разрабатываемых технологических процессов зависит от правильного, технически и экономически обоснованного выбора различных видов оснастки. В настоящее время выбор режущих, вспомогательных, измерительных инструментов и станочных приспособлений в САПР ТП обычно выполняется на основе анализа таблиц выбора решений для конкретных видов технологической оснастки. При составлении таблиц разработчики САПР стремятся заложить в них наиболее рациональные решения, но эти таблицы, как правило, для конкретных условий не могут дать оптимальных решений. Ниже рассматривается один из методов структурной оптимизации ТП – выбор системы станочных приспособлений. От решения этой задачи в значительной степени зависят трудоемкость и себестоимость ТП механической обработки.
В машиностроении используется шесть основных систем станочных приспособлений (ССП):
· универсально-сборные (УСП);
· универсально-безналадочные (УБП);
· сборно-разборные (СРП);
· универсально-наладочные (УНП);
· специализированные наладочные (СНП);
· неразборные специальные (НСП).
Универсально-сборные приспособления эффективно применяются в условиях единичного и мелкосерийного производства. Их собирают из заранее приготовленных деталей и сборочных единиц высокой прочности и точности без последующей доработки. УСП нецелесообразно использовать в условиях серийного и крупносерийного производства, так как при больших партиях деталей происходит нарушение стыковых соединений и снижается стабильность прочностных параметров. Кроме того, основные элементы УСП подвержены коррозии и не могут длительное время находиться в эксплуатации.
Универсальные безналадочные приспособления представляют собой законченные механизмы многократного использования и применяются в условиях единичного и мелкосерийного производства при оснащении операции с малым подготовительным временем. Для подготовки УБП к работе требуются меньшие затраты времени по сравнению с другими видами оснастки, кроме специальной. Однако эти приспособления не имеют в составе комплекта стандартных установочных, направляющих и других элементов. Это ограничивает универсальность приспособлений, их технологические возможности, получаемую точность обработки.
Сборно-разборные приспособления отличаются более высокой, чем УСП, жесткостью и надежностью и применяются в основном в мелкосерийном и серийном производствах. СРП имеют высокие оперативность сборки, уровень механизации, точность и производительность и эффективно применяются на станках с ЧПУ. Однако из-за отсутствия унификации с другими видами переналаживаемой оснастки для УСП необходимо проектировать специальные детали и переходные элементы, что увеличивает время подготовки приспособлений к работе.
Универсально-наладочные приспособления состоят из базовой единицы и наладочной части. УНП применяются в мелкосерийном, серийном и крупносерийном производствах для групповой обработки деталей.
Специализированные наладочные приспособления состоят из специализированной, чаще всего механизированной, базовой сборочной единицы и специальных сменных наладок для установки близких по схемам базирования и закрепления обрабатываемых деталей. СНП применяются как в мелкосерийном, так и в крупносерийном производстве. К недостаткам УНП и СНП относится необходимость проектирования и изготовления специальных сменных наладок или наладочных регулируемых элементов.
Неразборные специальные приспособления представляют собой необратимые конструкции, не предназначенные для разборки с целью повторного использования. НСП применяют в основном в условиях крупносерийного и массового производства при редкой смене изделий.
Станочные приспособления предназначены для решения трех основных задач:
1) обеспечения заданной точности обработки;
2) повышения производительности;
3) облегчения труда рабочих.
Для выполнения операции ТП могут быть использованы приспособления, равноценные по точности, но различные по сложности, себестоимости и производительности. Выбор систем оснащения для нового изделия зависит и от того, какими приспособлениями пользовался завод ранее и на какую серийность осваиваемых машин он может рассчитывать в дальнейшем.
