Приспособление-спутник

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к сложной стендовой оснастке, используемой при обработке деталей больших габаритов, в том числе корпусов коробчатой формы, особенно тонкостенных, и может быть использовано при обработке корпусов военных гусеничных машин (ВГМ).
Известно устройство для закрепления корпусов ВГМ в ориентированном положении для последующей механической обработки, состоящее из жесткой сварной рамы - основания, несущей на себе узлы для выверки и крепления обрабатываемой детали и посадочные (базовые) поверхности для установки и крепления устройства на позициях обработки.
Недостатками известного устройства являются большие вес, габариты и металлоемкость, снижающие его технологические возможности (затруднение доступа к местам обработки, особенно - на многоинструментальных станках с числовым программным управлением, что исключает полную автоматизацию операций; необходимость использования кранов и столов обрабатывающего оборудования более высокой грузоподъемности; значительные деформации, действующие на устройство от весовых нагрузок, особенно при транспортировании краном; нерациональное использование площадей, и др.), и отсутствие дополнительных узлов для повышения жесткости системы "приспособление-деталь", что также снижает технологические возможности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является спутник ОЛ 9958-147СБ, содержащий жесткое массивное основание в виде цельной литой плиты, несущее на себе две кормовые и две носовые стойки с прижимами и стяжками и регулируемые опоры, а также посадочные (базовые) поверхности для взаимодействия с соответствующими поверхностями столов обрабатывающего оборудования.
Недостатками данного прототипа являются большие вес, габариты и металлоемкость, снижающие его технологические возможности (затруднение доступа к местам обработки, что исключает полную автоматизацию таких операций, как механическая обработка, дробечистка, покраска; необходимость использования кранов и столов обрабатывающего оборудования более высокой грузоподъемности, т.к., например, только плита в основании прототипа весит 25 тонн; значительные деформации, действующие на спутник при транспортировании краном; нерациональное использование площадей и др.), а также отсутствие дополнительных узлов для повышения жесткости системы "приспособление - деталь".
Цель изобретения - снижение веса и габаритов, расширение технологических возможностей приспособления - спутника.
Поставленная цель достигается тем, что в приспособлении - спутнике для закрепления крупногабаритных деталей в ориентированном положении, например корпусов ВГМ, содержащем основание, несущее на себе стойки с прижимами и стяжками, регулируемые опоры, а также посадочные (базовые) поверхности для взаимодействия с соответствующими поверхностями столов обрабатывающего оборудования, основание выполнено в виде двух или нескольких отдельных платформ-звеньев, соединенных между собой гибкой связью, а стойки платформ-звеньев снабжены связанными между собой и с деталью съемными регулируемыми штангами.
Выполнение основания в виде двух или нескольких платформ-звеньев, соединенных между собой гибкой связью, а также снабжение стоек платформ-звеньев съемными регулируемыми штангами, связанными между собой и с деталью, соответствует критерию "новизна".
Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "существенные отличия" проведен дополнительный поиск по классу B23Q с 1966 по 1986 гг. включительно по СССР и другим странам-членам СЭВ и по США, ФРГ, Японии, Великобритании, Франции, Швейцарии.
В результате поиска не обнаружено технических решений, в которых основания приспособлений для закрепления крупногабаритных деталей выполняют в виде двух или нескольких платформ-звеньев, связанных между собой гибкой связью, а стойки платформ-звеньев снабжают связанными между собой и с деталью съемными регулируемыми штангами.
На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".
Замена тяжелого жесткого крупногабаритного основания на отдельные небольшие по размеру платформы-звенья, связанные гибкой связью, позволяет снизить вес и габариты приспособления-спутника, расширяет его технологические возможности, т.к. небольшие по габаритам платформы-звенья "затеняют" меньшие площади поверхностей детали, что улучшает доступ к обрабатываемым поверхностям и позволяет вести механическую обработку на многооперационных станках с ЧПУ, а также автоматизировать такие операции, как дробеочистка, покраска, а дополнительная связь платформ-звеньев с деталью через съемные штанги повышает жесткость системы «приспособление - деталь" и позволяет расширить диапазон усилий резания при обработке, что соответствует критерию "положительный эффект".
На фиг. 1 изображено приспособление-спутник с закрепленной деталью, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.
Приспособление-спутник состоит из стоек 1, жестко связанных с платформами-звеньями 2, несущими на себе посадочные (базовые) поверхности 3 и болты 4 для крепления на позиции установки детали В в приспособление-спутник и на позициях обработки. В качестве гибкой (нежесткой) связи между платформами-звеньями 2 может служить сама деталь В, либо они могут быть для удобства в эксплуатации связаны шарниром или тонкой балкой 5, позволяющими им в свободном (без детали) состоянии складываться по оси шарнира либо менять положение по отношению друг к другу в пределах упругой деформации балки 5.
Платформы-звенья 2 со стойками 1 содержат регулируемые опоры 6, прижимы 7, прихваты 8 и стяжки 9, которые проходят через пазы навесных балок 10 и закрепляются гайками 11.
Регулируемые по длине съемные штанги 12 и 13, служащие для фиксации размера между бортами корпуса ВГМ (детали В), связанные с аналогичными штангами 14 для фиксации размера между днищем и крышей корпуса, снабжены резьбовыми отверстиями по концам для болтов 15, проходящих через отверстия навесных балок 10 и отверстия в бортах корпуса В, обработанные в деталях и не требующие дальнейшей обработки.
Устройство работает следующим образом.
На позиции ориентирования и закрепления детали В в приспособлении-спутнике платформы-звенья 2 со стойками 1 устанавливают посадочными (базовыми) поверхностями 3 на соответствующие им поверхности специального установочного стенда и крепят к ним болтами 4. В отдельно находящийся корпус ВГМ устанавливают горизонтальные штанги 12 и 13, соединяют их с вертикальными штангами 14; снаружи на борта навешивают балки 10, и болтами 15 через отверстия в бортах соединяют их со штангами 12 и 13. Там, где штанг нет, болты 15 закрепляют изнутри гайками.
Корпус В краном подают на позицию ориентирования, навешивают между стойками над платформами-звеньями 2 и с помощью установочного стенда ориентируют его с заданной степенью точности по отношению к базовым поверхностям 3 приспособления-спутника для последующего закрепления.
Далее к днищу и бортам корпуса В подводят опоры 6 и прижимы 7, после чего в пазы балок 10 пропускают стяжки 9, крепят их к стойкам 1 и с помощью гаек 11 притягивают платформы-звенья 2 к корпусу В. Прихватами 8 усиливают фиксацию приспособления-спутника на корпусе, предохраняя от возможных сдвигов при ударах.
После раскрепления болтов 4 приспособление-спутник с зафиксированной в нем деталью В транспортируют на места обработки. При этом базовые поверхности 3 могут менять свое положение в пределах упругой деформации системы "приспособление - деталь", но после установки на соответствующие поверхности столов обрабатывающего оборудования и закрепления болтами 4 обеспеченное ранее положение баз восстанавливается.
Замена тяжелой литой плиты в основании приспособления-спутника (по прототипу) на отдельные небольшие по размеру платформы-звенья (нежестко связанные между собой) в предлагаемом техническом решении позволяет в 5-7 раз снизить вес и уменьшить габариты приспособления-спутника без потери точности установки его на столе станка (т.к. столы оборудования являются жесткими системами и сохраняют постоянство положения базовых поверхностей под приспособление); за счет малых габаритов улучшается доступ к местам обработки поверхностей (например, обработка ступенчатого отверстия на листе кормы), что позволяет наиболее полно автоматизировать операции механической обработки, дробечистки, покраски и т.д.; за счет малого веса и габаритов облегчается установка и съем системы "приспособление - деталь" на столах обрабатывающего оборудования между операциями и в процессе обработки (например, снятие детали с приспособлением со стола обрабатывающего центра для подварки поверхностей в случае недостаточного припуска, выявленного в процессе обработки).
Использование съемных штанг не только для фиксации размера между бортами корпуса, но и для закрепления приспособления-спутника на корпусе (детали) дает дополнительное повышение жесткости системы "приспособление - деталь", что позволяет расширить диапазон усилий резания и повысить качество обработки.