Универсально-сборочные приспособления (УСП)

  • Универсально-сборочные приспособления (УСП)

    Универсально-сборные приспособления относятся к технологической оснастке промышленных предприятий. Для их краткого обозначения принята аббревиатура УСП. Предназначенные для многократного использования при работе на станках с ЧПУ изделия востребованы на всех этапах производства в сферах машиностроения и приборостроения. Применение универсально-сборных приспособлений для переналадки оборудования при изготовлении продукции мелкими сериями – технически и экономически выгодный вариант организации автоматизированного труда.


Фильтр по свойствам
Номер по ГОСТ:
ОК

10 20 40 200 1000 Все
По умолчанию Низкие > Высокие Высокие > Низкие от А до Я от Я до А
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
50.13 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.
87.72 руб/За 1 шт.


Общие сведения об УСП

Универсально-сборочные приспособления

Массовый выпуск продукции крупными партиями не требует постоянного участия наладчиков в процессе, но мелкосерийное изготовление подразумевает регулярную подготовку станков к производству новых деталей. Применение универсально-сборных приспособлений (рисунок 1) способствует экономии трудозатрат и повышению производительности автоматизированных участков. Проектирование, изготовление и использование УСП на машиностроительном оборудовании с ЧПУ регламентируется соответствующими техническими требованиями.

При наличии универсального комплекта для выполнения определенной операции достаточно оперативно собрать приспособление требуемой конфигурации из отдельных деталей. При необходимости переналадки конструкция демонтируется, а комплектующие задействуются для подготовки станка к обработке других заготовок. Применение УСП существенно ускоряет и упрощает производственный процесс, полностью устраняя этапы разработки и изготовления специальных инструментов. Отдельные элементы используются в разных сочетаниях до ста раз в год.

Снижение себестоимости технологического оснащения дополняется большой продолжительностью эксплуатации. Срок службы комплектующих составляет 12-15 лет. Конструирование УСП не требует высокой квалификации, в отличие от проектирования дорогостоящих приспособлений, которые рассчитаны на осуществление конкретных операций. Использование универсальных наборов – рациональное решение для машиностроительных предприятий с небольшим штатом персонала для обслуживания технологических участков по выпуску мелких партий деталей.

Серийная классификация

Для фиксации соединений по принципу «шпонка-паз» применяется крепеж. Шпоночные пазы бывают Т-образными и П-образными. В первом случае различается три типа универсально-сборных комплектов: УСП-8, УСП-12 и УСП-16. Серия определяется шириной канавки. В приборостроении и электронной промышленности востребованы комплекты на 8 мм, рассчитанные на обработку элементов размерами до 480х180х240 мм, массой не превышающих 5 кг. На большинстве предприятий машиностроения пользуются спросом детали с пазами 12 мм.

УСП-12 применяются при работе с заготовками весом до 60 кг и габаритами до 1440х300х720 мм в основных, инструментальных и ремонтных подразделениях. Универсально-сборные приспособления с Т-образными пазами шириной 16 мм выпускаются для индустрии тяжелого машиностроения. Они используются для обработки изделий массой до 3000 кг с максимальными габаритами 2400х2400х960 мм. Если необходимо конструирование УСП из деталей, относящихся к разным сериям, для монтажа соединений требуются переходные шпильки и шпонки.

Правила эксплуатации универсально-сборных приспособлений

Детали универсально-сборных приспособлений спроектированы для долгосрочной эксплуатации, поэтому обходятся недешево и требуют при использовании соблюдения определенных правил. Элементы УСП следует оберегать от ударных нагрузок, термического воздействия от 100 ˚С и загрязнений. Необходимо предотвратить контакт поверхности комплектующих с расплавленным металлом и агрессивными химическими реагентами. Нужно избегать при работе контактных напряжений, способных привести к продавливанию или выкрашиванию деталей.

Комплектация наборов УСП

Универсально-сборные приспособления поставляются комплектами, в которые входят элементы определенной формы и назначения. Они применяются в разных сочетаниях при оснащении машиностроительного оборудования для обработки заготовок. Положение каждой детали УСП в компоновке зависит от конструктивного исполнения, рассчитанного на выполнение конкретных задач при монтаже устройства. По функциональным признакам осуществляется классификация комплектующих универсально-сборных приспособлений на восемь категорий:

  1. Базовые детали (0,5-1 %);
  2. Корпусные детали (14-15 %);
  3. Установочные детали (20-22 %);
  4. Направляющие детали (3-4 %);
  5. Прижимные детали (4-5 %);
  6. Крепежные детали (51-53 %);
  7. Разные детали (4-5 %);
  8. Сборочные единицы (0,5-1%).

Практика свидетельствует, что для удовлетворения среднестатистических производственных нужд требуется определенное процентное соотношение комплектующих УСП. Диапазон оптимальных показателей для каждой категории деталей указан в скобках. Однако комплектация наборов каждой серии универсально-сборных приспособлений по типоразмерам индивидуальна. В частности, соотношение по соответствующим группам элементов в комплекте УСП-12 – 82/633/140/74/48/152/126/68 – отличается от количественного состава УСП-8.

Базовые детали

Важный момент. Круглые плиты универсально-сборных приспособлений имеют снизу не только шпоночные канавки, но и кольцевую выточку. Дополнительная разметка необходима для точного размещения базовых деталей относительно поворотных головок.
Базовые детали УСП

Облегченные плиты, элементы в форме круга, квадрата или прямоугольника, применяемые в качестве оснований при конструировании УСП, относятся к базовым деталям (рисунок 2). Их несложно отличить от других групп даже по внешним признакам – сеткам шпоночных пазов на рабочей поверхности. В местах пересечения осей имеются резьбовые отверстия. Т-образные и П-образные пазы располагаются с кратным 30 мм шагом. Разметка нижней плоскости позволяет сориентировать базовые детали согласно конфигурации контактной поверхности.

Корпусные детали

Важный момент. Взаимозаменяемость – характерная особенность категории. Определенные корпусные детали замещаются прочими элементами или целыми блоками комплектующих той же группы без ущерба для функциональности узла УСП.
Корпусные детали УСП

Для формирования корпуса используются опорные элементы, косынки, прокладки квадратной, прямоугольной, круглой и фигурной формы, клинья, угольники и множество других комплектующих различной конфигурации с Т-образными и П-образными шпоночными пазами, размещенными на рабочей поверхности. Конструктивным разнообразием обусловлена широта применения. Корпусные детали (рисунок 3) исполняют роль базовых при сборке УСП малых размеров и служат соединительными узлами при монтаже крупногабаритных приспособлений.

Установочные детали

Установочные детали УСП

Шпонки Т-образной и прямоугольной конфигурации, а также переходные изделия, штыри, диски, пальцы, призмы, упорные, цилиндрические и грибковые центры – установочные детали (рисунок 4). Они применяются для монтажа базовых и корпусных комплектующих и соединения основы с корпусом. С помощью установочных деталей в УСП фиксируются и заготовки, нуждающиеся в обработке. Наличие в наборе разнообразных переходников обеспечивает совместимость элементов при конструировании универсально-сборных приспособлений требуемой конфигурации.

Направляющие детали

Направляющие детали

Валики, колонки, втулки кондукторного и переходного типа входят в категорию направляющих деталей УСП (рисунок 5). Они используются в процессе сборки устройств, чтобы настроить габариты и задать вектор движения лезвий. В отличие от основных групп направляющие детали не отличаются конструктивным разнообразием и не требуются в большом количестве, но наборы универсально-сборных приспособлений включают элементы разных типоразмеров. Стандартной комплектации вполне достаточно для производства любых операций на станках с ЧПУ.

Прижимные детали

Прижимные детали УСП

Чтобы зафиксировать в устройстве заготовку, требующую обработки, нужны планки и прихваты, которые классифицируются как прижимные детали (рисунок 6). Прихваты бывают двусторонними и передвижными. В последней категории выделяют вильчатые, удлиненные, изогнутые элементы и изделия с выступом. Разнообразие типоразмеров прижимных деталей в комплектах УСП – самое незначительное, но в целом они применяются при монтаже функциональных устройств в большем количестве, чем направляющие или сборочные единицы.  

Крепежные детали

Крепежные детали УСП

При конструировании УСП не обойтись без специфического крепежа. В качестве соединительных элементов для комплектующих универсально-сборных приспособлений друг с другом и фиксирующих устройств при установке заготовок используются изделия разной конфигурации. В набор крепежных деталей (рисунок 7) входят шпильки, шайбы, винты, болты и гайки. Крепежа, предназначенного для многоразового использования, при сборке уходит много. Наборы УСП комплектуются соответствующим количеством металлоизделий всех требующихся габаритов.

Разные детали универсально-сборных приспособлений

Разные детали УСП

Не относящиеся ни к одной из определенных категорий изделия состоят в группе разных деталей (рисунок 8). Входящие сюда элементы отличаются габаритами, конфигурацией и функциями. Разные детали в наборах УСП комплектуются множеством типоразмеров и форм. В комплектах есть оси, пружины, рукоятки и наконечники, применяемые при сборке устройств для решения производственных задач. Хомуты, вилки, ушки, кольца, стопорные шайбы и грузовые гайки тоже включают в категорию разных деталей универсально-сборных приспособлений.

Сборочные единицы

Сборочная единица УСП

Для упрощения конструирования в наборы включают изделия, позволяющие монтировать устройства требуемой конфигурации максимально быстро без применения лишних комплектующих. Сборочные единицы (рисунок 9) обеспечивают компактность конструкции и экономию рабочего времени. Категория включает поворотные головки, подвижные призмы, различные зажимы, державки, прихваты и множество прочих удобных приспособлений. Облегчению монтажных работ и надежности фиксации способствуют шпоночные пазы на сборочных единицах.

Технические требования к комплектующим

Изделия, предназначенные для длительной эксплуатации, выпускаются по строгим техническим требованиям. К обязательным характеристикам относятся устойчивость к износу, механическая прочность и точность исполнения. Конструктивные особенности деталей заключаются в наличии многочисленных концентраторов напряжений. Шпоночные пазы и соединительные канавки, технологические отверстия и выемки подразумевают применение в производстве комплектующих УСП прочных материалов с определенными физическими свойствами.

Поверхностная стойкость после термического воздействия с сохранением вязкости и прочности сердцевины – одно из основных технических требований к металлу. Для изготовления ответственных деталей применяется сталь 12ХН3А с содержанием никеля, повышающего сопротивление развитию коррозии. Дальнейшая цементация на глубину 0,8-1,6 мм и закалка до HRC 58-62 дополняет эксплуатационные достоинства деталей УСП, используемых для сборки базовых узлов, корпуса и прочих элементов, подвергающихся серьезной нагрузке при работе станка.

В производстве установочных и направляющих деталей согласно техническим требованиям применяется несколько марок стали. Готовые изделия проходят в заводских условиях специальную обработку для приобретения нужных эксплуатационных качеств. Если для изготовления применяется сталь 20Х, используются технологии цементации и закалки. При использовании марки 40Х необходимо дополнительное азотирование. Химико-термическая обработка на глубине до 0,3-0,5 мм обеспечивает твердость металла на поверхности HRC 48-58, в сердцевине – HRC 28-32.

Возможно изготовление комплектующих, входящих в те же группы УСП, из стали У8А. В данном случае тоже производится закалка до достижения показателей HRC 56-64. Аналогичная сталь наряду с 9ХС служит материалом для направляющих деталей универсально-сборных приспособлений. Регламентируемый техническими требованиями уровень твердости достигается закаливанием до HRC 60-64. Сборочные единицы производятся с применением стали 20Х, используемой преимущественно для изготовления оснований и корпусов устройств.

Крепеж производится с обязательной закалкой до HRC 36-42. С целью уменьшения габаритов болтовых стержней при соблюдении технических требований к прочности ответственные элементы выпускаются из 38ХА или 40Х. Допускается изготовление других крепежных деталей для УСП из стали 45. Шероховатость поверхности практически всех комплектующих составляет 0,16-0,63 мкм. Минимальные показатели способствуют увеличению длительности службы за счет снижения склонности к коррозии, разрушающей металл и негативно влияющей на вид изделий.

Параметры точности в производстве УСП

Подгонка комплектующих непосредственно при монтаже невозможна, поэтому при изготовлении универсально-сборных изделий в приоритете точность исполнения. В производстве осуществляется строгий контроль соответствия межцентровых параметров, линейных и угловых величин, перпендикулярных и параллельных поверхностей, осевых линий отверстий и шпоночных канавок установленным допускам. Повышенные требования к квалитету касаются крепежа для резьбовых соединений. Степень точности должна составлять 8, 9, шероховатость – не менее 2,5 мкм.

Соблюдение нормативов по допускам при производстве УСП увеличивает продолжительность эксплуатации универсальных наборов машиностроительными предприятиями. Статистика свидетельствует о незначительной доле выхода из строя комплектующих. Ежегодные объемы изношенных или сломавшихся запчастей в среднем не превышают 4-8 %. Изготовление универсально-сборных приспособлений с тщательным контролем качества обеспечивает конструирование компоновок, по уровню точности соответствующих специальным устройствам.

Особенности конструирования универсально-сборных приспособлений

Правила монтажа УСП практически не отличаются от установки на станки специальных устройств. Они направлены на соблюдение техники безопасности и повышение качества обработки металлоизделий. При установке следует позаботиться об обеспечении устойчивости конструкции и сокращении вибрационного фона за счет расположения основания корпуса на минимальном расстоянии от стола. При использовании крепежа и зажимов нужно избегать повреждений фиксируемых деталей, обеспечивая надежное закрепление комплектующих без риска деформации.

В процессе конструирования зажимных элементов УСП желательно постараться снизить восприятие нагрузки при резке. Уменьшение вылета до минимума необходимо при установке направляющих планок для сверления с применением кондукторных втулок. При отсутствии зазора между торцевой частью втулки и заготовкой стружка удаляется через отверстие. Наличие не превышающего нормы зазора приведет к выходу стружки в образовавшийся промежуток. Последний вариант не является нарушением и может применяться в некоторых обстоятельствах.

Оптимальный подбор комплектующих для компоновки определяется исходя из технологического процесса, для осуществления которого собирается устройство. Принимаются во внимание рабочие чертежи заготовок, вид оборудования и способ обработки. До начала конструирования УСП необходимо продумать варианты схем для дальнейшего проведения сравнения по ряду параметров в теории перед применением на практике. Оценивать целесообразность выбора одного из разработанных решений нужно по совокупности значимых показателей:

  • Надежность конструкции;
  • Безопасность функционирования;
  • Габариты и масса устройства;
  • Степень сложности обслуживания;
  • Возможность регулировки и наладки.

Определив максимально подходящую схему компоновки универсально-сборного приспособления с учетом всех факторов, можно приступать к сборке, занимающей около трех часов. Устанавливая плиту для основы, необходимо выбирать изделие, позволяющее расположить элементы для восприятия основной динамической нагрузки при работе оборудования. Следующий этап конструирования УСП – монтаж узлов для размещения и фиксации заготовок. После его завершения устанавливаются оставшиеся детали, входящие в принятый к исполнению вариант.

Корпус устройства может быть сборным. Для выполнения операций, подразумевающих незначительные нагрузки, такой вариант допускается, но решение принимается индивидуально. При невозможности сборки конструкции требуемой конфигурации из входящих в набор универсально-сборных приспособлений деталей в компоновку не возбраняется включать специальные элементы, совместимые с установленными комплектующими. Рациональный подход к конструированию УСП помогает добиться компактности, упростив монтаж и повысив функциональность.

Ориентацию элементов компоновки по отношению друг к другу обеспечивают шпонки, закрепляемые в пазах винтовыми соединениями. Стыки отдельных узлов конструкции стягиваются на болты. Для осуществления замеров в процессе сборки необходимы штангенциркуль и линейка, а микрометр и комплект концевых мер после окончания монтажа помогут проконтролировать точность расположения деталей УСП. При затягивании резьбовых соединений желательно применять динамометрические ключи, чтобы обеспечить оптимальную плотность стыков компоновки.

Устройство для фрезерования валов УСП

В качестве примера готовой конструкции представлено фрезерное устройство (рисунок 10). В целом для внедрения универсально-сборных приспособлений в серьезное производство потребуется комплект, состоящий из 1000-2500 изделий. Такое количество элементов подразумевает ежегодное составление сотен уникальных комбинаций. При продолжительной постоянной эксплуатации УСП постепенно формируется набор из нескольких десятков тысяч комплектующих, находящих применение при масштабном производстве широкого ассортимента продукции.

Комплекты УСПМ

С целью экономии рабочего времени и облегчения фиксации заготовок выпускаются средства механизации, рассчитанные на применение в комплекте с универсально-сборными приспособлениями. Вмонтированные в корпус с сеткой шпоночных пазов и технологическими отверстиями с резьбой пневматические цилиндры предназначены для соединения с элементами УСП. Это довольно громоздкие устройства, обладающие рядом конструктивных и функциональных недостатков, поэтому они не пользуются популярностью на машиностроительном производстве.

Но механизированные комплекты – достаточно распространенная оснастка. В расширенные наборы УСПМ-12 и УСПМ-16 входят гидравлические блоки с цилиндрами, арматурные детали, прихваты, опорные элементы и прочие комплектующие. Функционирование средств механизации обеспечивается гидроприводными, пневматическими или пневмогидропреобразующими установками. В последнем случае речь идет о преобразовании давления воздушных масс в высокое давление рабочей среды, в роли которой в конструкции привода выступает масло.


Есть всё

Всё что связано с металлом