С системой координат

После окончательного уточнения вопросов установки за-
готовки в приспособление выбираются установочные, зажим-
ные и другие элементы приспособления, а также определя-
ются вид зажимного устройства и его привод.

Разработка схемы приспособления начинается с изобра-
жения на листе контуров обрабатываемой заготовки штрих-
пунктирными линиями либо цветными (кроме красной) сплош-
ными линиями. Заготовку изображают в нужном количестве
проекций. Общий вид (схема) приспособления вычерчивает-
ся последовательным нанесением у контуров заготовки сна-
чала установочных элементов, затем зажимных устройств с
приводами, элементов для направления и контроля положе-
ния инструмента, вспомогательных устройств и деталей. Пос-
ледним чертится корпус приспособления, который объединя-
ет все вышеперечисленные элементы в единое целое — при-
способление.

В зависимости от характера обработки, конфигурации
заготовки, принятого станка и штучного времени на опера-
цию выбирается одна из схем приспособления:

а) одноместное однопозиционное,

б) многоместное однопозиционное,

в) одноместное многопозиционное,

г) многоместное многопозиционное.

Целесообразность этого выбора обосновывается при эс-
кизной проработке приспособления.

Наиболее простыми и часто применяемыми во всех ти-
пах производства являются однопозиционные приспособле-
ния. При использовании многопозиционных приспособлений
необходимо создавать дополнительные вспомогательные уст-
ройства (поворотные, делительные, подъёмные и др.). Вмес-
те с тем многопозиционные приспособления позволяют зна-
чительно повысить концентрацию операций, за счёт чего воз-
растает производительность обработки. Используются они
преимущественно на специальных станках, применение ко-
торых наиболее эффективно в условиях массового и крупно-
серийного производств.

В зависимости от возможного вспомогательного времени
и с учётом потребной силы зажима выбирается рациональ-
ная конструкция привода. Механизированные приводы обес-
печивают минимальные затраты времени и энергии рабочих
на зажим заготовок, позволяют автоматизировать управле-
ние приспособлением или совместить его со схемой управле-
ния станком.

7.4 Учёт факторов удобства в работе,

простоты обслуживания, ремонтопригодности

и последовательность выполнения полного расчёта

и чертежа приспособления

Большое влияние на эффективность оборудования ока-
зывает удобство работы с приспособлением. Для обеспечения
простоты и безопасности установки и снятия заготовок на
приспособлениях следует предусматривать загрузочно-разгру-
зочные зоны, свободные от выступающих элементов приспо-
соблений и подвижных частей их устройств и механизмов. В
условиях массового и крупносерийного производств при об-
работке заготовок простой формы малых и средних размеров
необходимо изучить возможности автоматизации их загруз-
ки в приспособление и выгрузки из него.

Для повышения производительности нужно позаботить-
ся об удобстве и быстроте очистки приспособления. Этот про-
цесс в ряде случаев удаётся автоматизировать, например, за
счёт периодической обдувки приспособления отработавшим
в пневмоприводе сжатым воздухом. Комплексная автомати-
зация приспособления, включающая процессы автоматичес-
кого базирования, закрепления, открепления и снятия заго-
товки, его очистки и поднастройки, обеспечивает максималь-
ную производительность и нередко приводит к значительно-
му экономическому эффекту.

Особо следует остановиться на важности продумывания
вопросов ухода за приспособлением в период эксплуатации и
хранения. Уход за приспособлением, от которого зависит его

работоспособность и внешний вид, заключается в осмотре,
своевременном смазывании, ремонте и подкраске.

Конструируя приспособление, следует учитывать его ре-
монтопригодность, т.е. возможность быстрого и малозатрат-
ного ремонта и восстановления его работоспособности. В этих
целях желательно делать его установочные и другие элемен-
ты легкосменными и устанавливаемыми, отверстия под ус-
танавливаемые в них с натягом детали выполнять сквозны-
ми для упрощения выпрессовки при замене; сами элементы
в большей части целесообразно принимать стандартными для
удешевления запасных частей при ремонте приспособления;
конструкция созданного приспособления должна обеспечи-
вать доступность ко всем его элементам без сложной разбор-
ки и сборки.

В зависимости от условий работы в ТУ следует указы-
вать периодичность осмотров, которые целесообразно увязы-
вать с проверкой приспособления на точность по допустимо-
му изнашиванию установочных элементов. Периодичность
смазывания зависит от сложности приспособления и усло-
вий его работы. Лучше всего предусматривать непрерывное
автоматическое смазывание трущихся поверхностей приспо-
собления и только в случае крайней необходимости — пери-
одическое смазывание, которое при постоянном нахождении
приспособления на станке желательно осуществлять во вре-
мя смазывания станка. В ТУ желательно указывать рабочие
и смазочные материалы, рекомендуемые для применения
(табл. 7.6).

При использовании лакокрасочных покрытий в ТУ ука-
зываются марка краски, её цвет, эксплуатационные требова-
ния к покрытию и стандарт на краску и покрытие. На черте-
жах деталей (элементов) желательно отражать необходимые
сведения о металлопокрытиях и химической (электрохими-
ческой) обработке поверхностей.

После отработки схемы приспособления осуществляется
полный его расчёт и в первую очередь расчёт на точность. Он
начинается с обоснования параметра для расчёта на точность.

Таблица 7.0
Рабочие и смазочные материалы,
применяемые при эксплуатации оснастки

Продолжение таблицы 7.6

Затем выполняется сам расчёт, который заканчивается раз-
бивкой значения расчётного параметра на допуски размеров
деталей приспособления, входящих в размерную цепь. Пос-
ле этого делаются силовой расчёт, расчёты на прочность и
экономическую эффективность.

Силовой расчёт должен иллюстрироваться схемой с ука-
занием сил обработки и зажима, реакций опор, сил трения,
действующих моментов, плеч действия сил и других дан-
ных, необходимых для определения потребных сил зажима.
Заканчивается он расчётом зажимного устройства и привода
11 риспособления.

Для расчёта на прочность выбирают одну-две наиболее
нагруженные детали приспособления. Расчёт осуществляет-
ся по изложенной ниже методике. Экономическое сравнение
нариантов приспособления заканчивают расчётом годового
экономического эффекта и срока окупаемости нового, более
прогрессивного приспособления.

В соответствии с данными расчётов целесообразно от-
корректировать схему приспособления и разработать эскиз
1-го сборочного чертежа. Для составления спецификации

на схеме (эскизе) приспособления нужно пронумеровать его
детали.

Полный расчёт приспособления включает общую часть,
анализ обрабатываемой заготовки, выбор элементов приспо-
собления, его расчётных параметров, схем приспособления и
его установки, а также его расчёты на точность и прочность,
силовой расчёт, расчёт экономической эффективности при-
менения, сборочный чертёж приспособления, спецификацию,
ТУ и описание работы приспособления.

На чертеже общего вида приспособлений следует приво-
дить технические условия его сборки и эксплуатации с ука-
занием точности в собранном виде по выбранным парамет-
рам, обработки в сборе для обеспечения заданной точности (в
случае необходимости), вида покраски и других покрытий,
периодичности контрольных осмотров и проверок точности,
ухода за приспособлением и обслуживания (очистка, смазы-
вание, замена элементов, хранение); требование к установке
на станке и регулировке и др.

7.5 Технико-экономическое обоснование
выбранной конструкции

Обобщённая принципиальная схема выбора приспособ-
ления приведена на рисунке 7.7. Окончательный выбор при-
способления осуществляется после полного расчёта приспо-
собления и технико-экономического обоснования его конст-
рукции. В обосновании обычно сопоставляются различные
конструктивные варианты приспособления для выполнения
одной и той же технологической операции.

Определение экономической эффективности основывается
на сопоставлении приведённых затрат по базовому (существу-
ющий) и новому (более прогрессивный) вариантам. Приведён-
ные затраты на единицу продукции выражаются формулой:

3 = С + EjjKg,
где С — себестоимость единицы продукции, у.е. (условных
единиц);

Рис. 7.7 Принципиальная схема
выбора приспособления

Е_н — нормативный коэффициент эффективности капи-
тальных вложений (обычно Е_н = 0,15);

К_в — удельные капитальные вложения в производствен-
ные фонды, у.е.

Применительно к расчёту экономической эффективности
использования приспособлений при условии, что в сравнива-
емых вариантах расходы на электроэнергию, амортизацию
станка и инструмент одинаковые, приведёнными затратами 3

можно считать технологическую себестоимость С_т обработки
заготовки в том или ином приспособлении. В качестве себес-
тоимости единицы продукции можно принимать стоимость
операции S₀, включающую основную зарплату и накладные
расходы. Вместо удельных капиталовложений целесообраз-
но использовать себестоимость изготовления приспособле-
ния А (руб.) с учётом затрат на его проектирование и эксплу-
атацию, выражаемых в виде её долей (q_n и q_a).

Коэффициент проектирования данного приспособления
выражается отношением расходов на проектирование и от-
ладку к себестоимости его изготовления (принимается
д_п = 0,5). Расходы на проектирование универсального нор-
мализованного приспособления равны нулю, так как завод
его не проектирует и не изготовляет. Коэффициент эксплуа-
тации данного приспособления q₃ является отношением рас-
ходов на эксплуатацию (ремонт и уход) за год к себестоимо-
сти изготовления приспособления (принимается q₃ = 0,2...0,3).

И, наконец, вместо нормативного коэффициента Е_и мож-
но принимать отношение \/i_c (здесь i_c — срок службы при-
способления). С учётом сказанного формула приведённых зат-
рат на единицу продукции примет вид:

или

где С_т — технологическая себестоимость обработки одной за-
готовки в данном приспособлении, руб.;

L₃ — основная заработная плата, руб.;

г — процент цеховых накладных расходов;

N — годовой объём выпуска деталей, шт.

Основная зарплата на выполнение операции в данном
приспособлении определяется по формуле:

где 1_шт — штучное время на обработку заготовки, ч;

s_p — часовая ставка рабочего, указанная в ТП квалифи-
кации (разряда), у.е.

Процент цеховых накладных расходов з является отно-
шением общей суммы цеховых накладных расходов в год к
общей сумме годовой основной зарплаты производственных
рабочих цеха (обычно z = 180...300 %).

Себестоимость А (у.е.) изготовления приспособления мож-
но приближённо определять в зависимости от сложности кон-
струкции по формуле:

где г_п — количество деталей в приспособлении, шт.;

С_п — удельная себестоимость (себестоимость приспособ-
ления, приходящаяся на одну деталь), принимается в зави-
симости от группы сложности приспособления по таблице 7.7.

Срок службы приспособления i_c принимается равным
продолжительности эксплуатации приспособления в годах.
Если, например, данные детали будут выпускаться в течение
двух лет, то i_c = 2 года. Если выпускаемая продукция ста-
бильна и сроки прекращения её выпуска неизвестны, то для
простых приспособлений средней сложности рекомендуется
принимать i_c = 2...3 года, для сложных i_c = 4...5 лет.

Для экономического сравнения, например, двух вариан-
тов приспособления сопоставляются два значения техноло-
гической себестоимости обработки заготовки С_Г1 и С_Т2 с ис-
пользованием соответственно первого варианта приспособле-
ния (существующего) и второго (проектируемого):

Таблица 7.7
Удельная себестоимость С_п приспособления

где L_3l и L₃2 — основная зарплата рабочего, приходящаяся
на одну заготовку, соответственно при использовании перво-
го (старого) и второго (нового) вариантов приспособления;

А₁ и А₂ — стоимость изготовления приспособлений пер-
вого и второго вариантов (соответственно). Наиболее эффек-
тивным будет вариант, при использовании которого техно-
логическая себестоимость обработки заготовки (сборки изде-
лия) минимальная.

Из совместного решения двух уравнений относительно N
(при условии С_Т1 = С_Т2) можно найти рациональный годовой
объём выпуска деталей N', при котором оба сопоставляемых
варианта приспособления будут равноценны в экономичес-
ком отношении:

(7.1)

Если заданный годовой объём выпуска N будет больше
значения N', выгоднее применять более сложное приспособ-
ление (второй вариант), если меньше, то менее сложное (пер-
вый вариант).

Экономический эффект Э (у.е.) от применения более про-
грессивного приспособления (второго варианта) можно опре-
делять по формулам: в расчёте на одну деталь

Э = Су! = Cj>2\

п расчёте на годовой объём выпуска деталей (годовой эконо-
мический эффект):

Э_г = 9N.
Экономическая эффективность применения варианта при-
способления характеризуется также сроком окупаемости i₀
(в годах) дополнительных годовых затрат, связанных с co-
il данием и использованием прогрессивного приспособления.
Срок окупаемости выражается отношением дополнительных

годовых затрат к годовому экономическому эффекту и рас-
считывается по формуле:

Применение конкретного приспособления следует считать
экономически целесообразным в случае, если годовой эконо-
мический эффект от его использования будет превышать го-
довые дополнительные затраты, связанные с созданием и
применением прогрессивного приспособления, т.е. i₀ будет
меньше одного года.

7.6 Автоматизация разработки оснастки

Сокращение времени и средств при выборе и разработке
приспособлений достигается созданием на предприятиях и
использованием информационно-поисковых систем (ИПС).
ИПС предназначена для накопления, хранения и целенап-
равленного поиска информации о существующих приспособ-
лениях. Для больших массивов информации целесообразно
использовать ИПС на базе ЭВМ.

ИПС на базе ЭВМ состоит из функциональных блоков
подготовки информации и автоматизированной её обработ-
ки. Основным назначением первого блока является представ-
ление поступающих в ИПС сообщений на внешнем языке
системы, удобном для потребителей и позволяющем осуще-
ствлять их ввод в ЭВМ и обработку. В функции второго бло-
ка входит обработка запросов потребителей на ЭВМ. В осно-
ву его функционирования положена система математическо-
го обеспечения ИПС.

Математическое обеспечение представляет собой комплекс
программных модулей, предназначенных для выполнения со-
ответствующих функций при обработке данных. Подготовка
входной информации (ввод) в ЭВМ заключается в описании

требуемых приспособлений и информационных запросов по-
требителей на информационно-поисковом языке (ИПЯ). В ос-
нову ИПЯ данной ИПС положены конструкторские, техноло-
гические, справочные и другие признаки, характеризующие
конструкцию требуемого приспособления (модель станка, тех-
нологическая операция, сложность приспособления, вид и
размеры технологических баз и установочных элементов и т.п.).

Кодируется информация о технологических базах, в том
числе по лишаемым степеням свободы: установочная (главная)
база — ГБ, направляющая база — НБ, опорная база — ОБ и
т.д. Информация о виде (форме) и относительном положении
баз кодируется цифрами. Так, вид поверхности базы: плоская
обозначается цифрой 10, цилиндрические наружная и внут-
ренняя соответственно цифрами 21 и 22 и т.д.; перпендику-
лярное неподвижное положение ГБ относительно оси шпинде-
ля обозначается цифрой 1, перпендикулярное положение НБ
относительно ГБ цифрой 11 и т.п.

Конструкторская схема приспособления (КСП) включает
информацию о поверхностях установочных элементов и кон-
структорских особенностях приспособления (КОП), включа-
ющих признаки: классификационное обозначение (УНП, СБП,
УСП, НСП и т.п.); число одновременно обрабатываемых за-
готовок, деталей, сборочных единиц; точность обработки или
сборки; расположение привода; уровень автоматизации; кон-
струкция зажимного устройства; вид энергии привода и т.д.
Для всех КОП разработаны кодировочные таблицы. Коды
технологических операций назначаются по «Классификато-
ру технологических операций в машино- и приборостроении».

Вся информация об уже имеющихся на предприятии при-
способлениях после кодирования заносится в память ЭВМ.
При разработке ТП и выборе оснастки технолог должен об-
ратиться в архив ИПС приспособлений. В результате машин-
ной обработки информации на ЭВМ он получит либо распе-
чатки с номером чертежей приспособлений-аналогов с их ос-
новными характеристиками в соответствии с запросом, либо
указание на отсутствие приспособления-аналога. При нали-

чии аналогов возможны два варианта: приспособление-ана-
лог полностью удовлетворяет требованиям изготовления де-
талей и сборочных единиц, и тогда необходимость создания
новой конструкции отпадает (полное заимствование); необ-
ходима частичная доработка аналога, и тогда выписывается
техническое задание (ТЗ) с указанием номеров найденных
приспособлений для использования их при конструировании.
В случае отсутствия приспособления-аналога технолог офор-
мляет ТЗ конструктору на создание нового приспособления.
Время кодирования одного приспособления составляет
~ 10 мин., составление бланка задания на поиск приспособ-
ления — 3...5 мин. Внедрение автоматизированной ИПС по-
зволяет сократить сроки и стоимость создания приспособле-
ний в 1,5...2 раза.

Автоматизация поиска конструкции, расчёта и констру-
ирования приспособлений позволяет в 3...5 раз ускорить под-
готовку производства новых изделий, сократить затраты на
оснастку, улучшить качество приспособлений, повысить уро-
вень их стандартизации. Она обеспечивается созданием сис-
темы автоматизированного проектирования технологической
оснастки (САПР ТО) на базе глубокой унификации и стан-
дартизации приспособлений, их сборочных единиц (функци-
ональных фрагментов) и деталей.

При применении ЭВМ в САПР ТО используются методы
формализованного (программного) и эвристического (опера-
тивного) решения проектных задач. При формализованном
методе решение задач осуществляется ЭВМ по введённым
программам. При эвристическом — процессы выбора конст-
рукций, расчётов и конструирования приспособлений осуще-
ствляет конструктор в форме диалога с машиной.

Автоматизация создания приспособлений с помощью ЭВМ
позволяет решать как частные, так и общие задачи. К пер-
вым относятся расчёты точности приспособлений, потребных
сил зажима, зажимных устройств, приводов к ним, прочнос-
ти и размеров деталей, износа элементов, экономической
эффективности выбора по определённым условиям элемен-

тов схем функциональных фрагментов, определения их ти-
пов, типоразмеров, количества, поиска данных в информа-
ционных массивах. Как правило, эти задачи решаются ЭВМ
по соответствующим алгоритмам и программам. В качестве
примера на рисунке 7.8 приведён алгоритм расчёта по фор-
муле (7.1) годового объёма выпуска деталей (сборочных еди-
ниц), при котором оба сопоставимых варианта приспособле-
ния в экономическом отношении равноценны.

hie. 7.8 Алгоритм расчёта годового объёма выпуска деталей

К общим относятся задачи конструирования приспособ-
ления в целом. Они могут решаться на уровнях от разработ-
ки схем приспособлений и устройств до вычерчивания их
общих видов и деталей, состав<