Przyrządy i uchwyty
Zadaniem uchwytu jest zamocowanie przedmiotu obrabianego lub narzędzia obrabiającego w odpowiedniej części obrabiarki oraz ustalenie jego położenia w stosunku do niej; zadaniem natomiast przyrządu jest nadanie przedmiotowi lub narzędziu określonych położeń w czasie obróbki lub dokonywania zmiany położenia w sposób ciągły.
W celu ustalenia i zamocowania przedmiotu w obrabiarce konieczne jest, jak wiadomo z warunków równowagi ciała sztywnego, rozpatrywanych w mechanice, odebranie obrabianemu przedmiotowi za pomocą odpowiednio rozmieszczonych podpór wszystkich lub niektórych z sześciu stopni swobody.
Przyjmując przestrzenny układ osi współrzędnych x, y, z (rys. 106) możemy powiedzieć, że sześć stopni swobody przedmiotu (uważając go za ciało sztywne) sprowadza się do możliwości trzech przesunięć w kierunku wzajemnie prostopadłych osi i trzech obrotów wokół każdej z nich.
Ograniczenie każdego stopnia swobody przedmiotu dokonuje się przez dociśnięcie Rys. 106. Sześć stopni swobody .go do odpowiedniego punktu stałego przy- przedmiotu w przestrzeni rządu lub uchwytu (lub też stołu obrabiarki). Każdy z tych punktów ogranicza jeden stopień swobody. Wynikiem tego jest znane prawo sześciu punktów, mówiące o konieczności istnienia do ustalenia przedmiotu sześciu punktów podparcia.
Aby spełnić podany warunek ograniczenia wszystkich sześciu stopni swobody przedmiotu, należy sześć nieruchomych podpór rozmieścić w trzech prostopadłych do siebie płaszczyznach w sposób następujący: trzy podpory 1, 2, 3 (rys. 107) w płaszczyźnie x, y, dwie podpory 4 i 5 w płaszczyźnie x, z i ostatnią podporę 6 w płaszczyźnie y, z. W czasie obróbki przedmiot musi być jednocześnie dociśnięty do wszystkich podpór: siłą Pi — do punktów 1,2,3, siłą Po — do punktów 4, 5 oraz siłą P3 — do punktu 6.
Ustalając przedmiot w uchwycie lub przyrządzie odbieramy mu niektóre
(ustalenie częściowe) lub też wszystkie stopnie swobody (ustalenie całkowite). Ilość stopni swobody, jaką można pozostawić przedmiotowi ustalonemu, jest zależna od kształtu przedmiotu i przewidzianego rodzaju obróbki.
Na rys. 108 pokazano przykład ustalenia częściowego przy szlifowaniu płytki na wymiar h. Wystarczającym ustaleniem do tego rodzaju obróbki
będzie ułożenie płytki 1 płaszczyzną I na uchwycie magnetycznym 2. W tym przypadku odebraliśmy przedmiotowi trzy stopnie swobody: możność obrotu wokół osi x i y oraz przesuwania się w kierunku z. Pozostałe trzy swobody — tj. możliwość przesuwania się w kierunkach x i y oraz obracania się naokoło osi z nie muszą być ograniczone, gdyż nie wpływają na dokładność wymiaru h.
Przykład ustalenia przedmiotu, któremu odebrano wszystkie stopnie swobody, pokazano na rys. 109. W przedmiocie 1 ma być wiercony otwór o średnicy d w odległości a od jednego z otworów. W tym przypadku należy ustalić przedmiot przez nałożenie go na dwa kołki 2 i 3. Przez dociśnięcie przedmiotu do powierzchni uchwytu odbieramy mu trzy stopnie swobody. Poza tym kołek walcowy 2 uniemożliwia przesuwanie się w kierunku x i y, a kołek 3 uniemożliwia obrót przedmiotu naokoło osi z pokrywającej się w tym wypadku z osią kołka 2. W wyniku takiego zamocowania przedmiot ma odebrane wszystkie stopnie swobody.
Korzyści wypływające z zastosowania przyrządów i uchwytów są następujące:
1) ograniczenie trasowania przedmiotów przed obróbką, ponieważ przedmioty są najczęściej ustawiane w przyrządach według określonych powierzchni ustalających; 2) skrócenie czasu wykonania operacji przez skrócenie czasu pomocniczego zamocowania i odmocowania przedmiotu; w pewnych przypadkach.
tj. przy użyciu obrotowych przyrządów wieloprzedmiotowych, czynności pomocnicze można wykonywać nawet w czasie właściwej obróbki;
1)zwiększenie liczby przedmiotów jednocześnie obrabianych w przypadku użycia przyrządów lub uchwytów wieloprzedmiotowych;
2)zmniejszenie liczby braków i zwiększenie dokładności obróbki dzięki dokładniejszemu ustawieniu przedmiotu względem narzędzia;
3)zmniejszenie kosztów robocizny, ponieważ uproszczenie czynności wykonywanych przez robotnika obsługującego obrabiarkę umożliwia zatrudnienie pracowników o niższych kwalifikacjach (przyuczonych);
4)pełniejsze wykorzystanie obrabiarek przez rozszerzenie ich możliwości produkcyjnych oraz przez możliwość stosowania w pewnych przypadkach obrabiarek mniej dokładnych, gdyż niejednokrotnie dokładność wykonania przedmiotu zależy w większym stopniu od dokładności przyrządu niż dokładności obrabiarki.
Przyrządy i uchwyty stosowane przy obróbce skrawaniem można podzielić na trzy zasadnicze grupy:
5)normalne, do których należą trzyszczękowe uchwyty samocen-trujące, imadła maszynowe, podzielnice uniwersalne, tulejki zaciskowe do mocowania wierteł, uchwyty magnetyczne itp.;
6)specjalne, projektowane dla danych przedmiotów i określonej operacji;
7)pomocnicze do mocowania narzędzi skrawających, do których zaliczamy oprawki nożowe, trzpienie frezarskie, trzpienie do wytaczania itp.
Elementy i mechanizmy, z których składają się przyrządy i uchwyty,
możemy podzielić na następujące grupy:
8)elementy oporowe lub ustalające,
9)elementy i mechanizmy mocujące,
10)elementy ustalające położenie narzędzia względem przedmiotu obrabianego,
11)korpusy,
12)elementy i mechanizmy pomocnicze.