96 ΕΝΟΤΗΤΑ 9: ΙΔΙΟΣΥΣΚΕΥΕΣ ΣΤΟΧΟΙ: Με τη συμπλήρωση της ύλης της ενότητας αυτής ο μαθητής θα πρέπει να: 1. Ορίζει την έννοια ιδιοσυσκευή και εξηγεί τη χρησιμότητά της. 2. Αναφέρει τους παράγοντες που καθορίζουν αποφασιστικά κατά πόσο επιβάλλεται η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευής. 3. Απαριθμεί και εξηγεί τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών. 4. Κατονομάζει : Τα κριτήρια ταξινόμησης των ιδιοσυσκευών Τις ομάδες ταξινόμησης των ιδιοσυσκευών 5. Ορίζει τι είναι ιδιοσυσκευή διάνοιξης οπών στα τράπανα. 6. Κατονομάζει τους βασικούς τύπους ιδιοσυσκευών διάνοιξης οπών στα δράπανα. 7. Εξηγεί τη χρησιμότητα των δακτυλιωτών οδηγών στις ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών στα δράπανα. 8. Ορίζει τι είναι ιδιοσυσκευή φρεζαρίσματος. 9. Κατονομάζει τους διάφορους τύπους ιδιοσυσκευών φρεζαρίσματος. 10. Εξηγεί τα κύρια χαρακτηριστικά και αναφέρει τις χρήσεις των βασικών τύπων ιδιοσυσκευών φρεζαρίσματος. 11. Ορίζει τι είναι ιδιοσυσκευή τόρνευσης. 12. Κατονομάζει όλα τα μέσα συγκράτησης της εργασίας, που αποτελούν συνήθη εξοπλισμό για κάθε τόρνο γενικής χρήσης. 13. Κατονομάζει τους βασικούς τύπους ιδιοσυσκευών τόρνευσης και εξηγεί τα βασικά χαρακτηριστικά του κάθε τύπου. 14. Ορίζει τι είναι εργαλειοφόρες ιδιοσυσκευές. 15. Ορίζει τι είναι ιδιοσυσκευή λείανσης. 16. Ορίζει τι είναι ιδιοσυσκευή συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης. 17. Ορίζει τι είναι ιδιοσυσκευή συγκόλλησης. 18. Κατονομάζει τα διάφορα στοιχεία κατασκευής ιδιοσυσκευών. 19. Εξηγεί τη σπουδαιότητα της σωστής εναπόθεσης και στερέωσης των ιδιοσυσκευών στην τράπεζα των εργαλειομηχανών. 20. Εξηγεί τη σπουδαιότητα της σωστής εναπόθεσης της εργασίας στις ιδιοσυσκευές. 21. Καθορίζει τι είναι αυτό που ενδιαφέρει ιδιαίτερα στην κατασκευή ιδιοσυσκευών, αναφορικά με του έξι βαθμούς ελευθερίας κίνησης της εργασίας. 9.1 Γενικά Για τη διαμόρφωση των ημικατεργασμένων μεταλλικών υλικών με μηχανική κοπή στο Μηχανουργείο, με σκοπό τη μεταποίησή τους σε στοιχεία μηχανών, στην παραγωγή κατά μονάδα, στην ομαδική και στη μαζική παραγωγή μηχανολογικών προϊόντων, ακολουθείται προκαθορισμένη πορεία εργασίας. Κάθε πορεία εργασίας χαρακτηρίζεται από τα βασικά στάδια κατεργασίας και τα βοηθητικά στάδια κατεργασίας. Βασικά στάδια κατεργασίας είναι για παράδειγμα: 1. Η διάνοιξη οπών 2. Η γλύφανση 3. Η τόρνευση 4. Το πλάνισμα 5. Το φρεζάρισμα 6. Η λείανση Βοηθητικά στάδια κατεργασίας είναι: 1. Η χάραξη 2. Η τοποθέτηση και στερέωση της εργασίας στην εργαλειομηχανή 3. Το κεντράρισμα της εργασίας σε σχέση με το κοπτικό εργαλείο 4. Η μέτρηση των διαστάσεων της εργασίας στα σημεία που υποβάλλονται σε μηχανική κατεργασία και 5. Η ελευθέρωση και αφαίρεση της εργασίας από την εργαλειομηχανή. Ο συνολικός χρόνος παραγωγής ανά τεμάχιο ενός ορισμένου στοιχείου μηχανής είναι το άθροισμα του συνολικού χρόνου των επιμέρους μηχανικών κατεργασιών και του συνολικού χρόνου των βοηθητικών εργασιών. Χρόνος παραγωγής / τεμάχιο ορισμένου στοιχείου = Συνολικός χρόνος των βασικών σταδίων κατεργασίας + Συνολικός χρόνος των βοηθητικών σταδίων κατεργασίας Ο συνολικός χρόνος που είναι απαραίτητος για τα βοηθητικά στάδια κατεργασίας ενός στοιχείου μηχανής εξαρτάται από την κάθε περίπτωση στοιχείου. Σε αρκετές περιπτώσεις αποτελεί μέχρι και το 80% του συνολικού χρόνου παραγωγής του στοιχείου αυτού. Κατά τις ποικίλες κατεργασίες διαμόρφωσης των μεταλλικών υλικών με μηχανική κοπή στα Μηχανουργεία, χρησιμοποιούνται κατάλληλες στην κάθε περίπτωση ιδιοσυσκευές. and fixtures). Με τις ιδιοσυσκευές επιτυγχάνεται συντόμευση, στο ελάχιστο δυνατό, του συνολικού χρόνου που είναι απαραίτητος για την εκτέλεση των βοηθητικών σταδίων κατεργασίας. Αυτό καθιστά την πορεία κατασκευής των διαφόρων στοιχείων μηχανών πιο σύντομη και πιο οικονομική. Επομένως και το κόστος των μηχανολογικών προϊόντων χαμηλότερο.
97 Ιδιοσυσκευές είναι τα ειδικά, επιπρόσθετα εκείνα προσαρτήματα που χρησιμοποιούνται στις εργαλειομηχανές γενικής χρήσης κατά κύριο λόγο, με σκοπό: 1. Τη σύσφιγξη, σε πολύ σύντομο χρόνο, και τη σταθερή συγκράτηση της εργασίας στην προκαθορισμένη θέση κατεργασίας σε σχέση με το κοπτικό εργαλείο 2. Την καθοδήγηση του κοπτικού εργαλείου της εργαλειομηχανής για ακριβή κατεργασία ή ταυτόχρονα 3. Τη σύσφιγξη και σταθερή συγκράτηση της εργασίας και την καθοδήγηση του κοπτικού εργαλείου και τέλος 4. Τη γρήγορη αποσύσφιγξη και αφαίρεση της εργασίας από την εργαλειομηχανή. Ο αριθμός τεμαχίων ενός ορισμένου στοιχείου που πρέπει να υποστούν κατεργασία μηχανικής κοπής σε προκαθορισμένο χρόνο, καθορίζει αποφασιστικά κατά πόσο επιβάλλεται η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευής ή όχι. Η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευής στην παραγωγή προκαθορισμένου αριθμού τεμαχίων ενός συγκεκριμένου στοιχείου μηχανής κρίνεται σκόπιμη, όταν η εξοικονόμηση σε ημερομίσθια και ενέργεια (ηλεκτρική ενέργεια), που προκύπτει από τη χρησιμοποίηση της ιδιοσυσκευής, υπερβαίνει το κόστος κατασκευής της ιδιοσυσκευής. Συχνά κατασκευάζονται και χρησιμοποιούνται ιδιοσυσκευές, ακόμη και σε περιπτώσεις όπου ο αριθμός των τεμαχίων που θα υποστούν κατεργασίες μηχανικής κοπής είναι μικρός. Καθοριστικοί παράγοντες για τη σκοπιμότητα χρησιμοποίησης ιδιοσυσκευής στις περιπτώσεις αυτές είναι: 1. Η ελάττωση του χρόνου κατεργασίας και επομένως η εξοικονόμηση χρόνου 2. Η ομοιομορφία στην κατασκευή όλων των τεμαχίων και εξασφάλιση της εναλλακτικότητας των στοιχείων που παράγονται 3. Η μεγαλύτερη ακρίβεια κατεργασίας (μέσα στα προκαθορισμένα πλαίσια ανοχών κατεργασίας), που επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών). Η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών στην ομαδική και στη μαζική παραγωγή μηχανολογικών προϊόντων προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: 1. Αποφυγή της εργασίας χάραξης των τεμαχίων που είναι απαραίτητη στην παραγωγή κατά μονάδα χωρίς χρήση ιδιοσυσκευών και επομένως εξοικονόμηση πολύτιμου χρόνου 2. Άμεση και ασφαλής σύσφιγξη και συγκράτηση της εργασίας και άμεση αποσύσφιγξη και αφαίρεση της εργασίας από την ιδιοσυσκευή 3. Επιπρόσθετη εξοικονόμηση χρόνου, γιατί με τη χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών επιτυγχάνεται σημαντική ελάττωση του χρόνου κατεργασίας ανά τεμάχιο ενός ορισμένου στοιχείου 4. Σταθερή ποιότητα και ακρίβεια κατεργασίας για όλα τα τεμάχια που υποβάλλονται σε κατεργασίες μηχανικής κοπής με τη βοήθεια ιδιοσυσκευής. Και τούτο χωρίς να χρησιμοποιείται εξειδικευμένο προσωπικό για την εκτέλεση των εργασιών αυτών 5. Εξοικονόμηση χρημάτων από ημερομίσθια, γιατί οι απολαβές του ανειδίκευτου προσωπικού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή είναι χαμηλότερες από εκείνες του εξειδικευμένου προσωπικού 6. Εξοικονόμηση προσωπικού, γιατί με τη χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών είναι δυνατό ένας τεχνίτης να χειρίζεται περισσότερες από μια εργαλειομηχανές 7. Καλύτερη αξιοποίηση των εργαλειομηχανών που αποτελούν σοβαρές παραγωγικές επενδύσεις 8. Με τη χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών εξασφαλίζεται η εναλλακτικότητα των στοιχείων που παράγονται 9. Για το χειρισμό των ιδιοσυσκευών απαιτείται ελάχιστη συνήθως χειρωνακτική προσπάθεια από τους τεχνίτες 10. Οι ιδιοσυσκευές συντελούν στον περιορισμό, στο ελάχιστο δυνατό, των πολλαπλών κινδύνων ατυχημάτων. 9.2 Ταξινόμηση των ιδιοσυσκευών Οι διάφορες μηχανολογικές κατασκευές που παράγονται στα σύγχρονα Μηχανολογικά Εργαστήρια, αποτελούνται από πολυάριθμα στοιχεία μηχανών. Για την κατασκευή όλων αυτών των στοιχείων μηχανών, χρησιμοποιούνται πολυάριθμοι τύποι ιδιοσυσκευών. Το μέγεθος των ιδιοσυσκευών αυτών ποικίλει ανάλογα με την περίπτωση και μπορεί να είναι μικρό (απλές ιδιοσυσκευές δραπάνου η άλλων εργαλειομηχανών) μέχρι και πολύ μεγάλο (ιδιοσυσκευές συναρμολόγησης αεροπλάνων, πυραύλων και διαστημοπλοίων). Οι διάφοροι τύποι ιδιοσυσκευών είναι δυνατό να ταξινομηθούν, όπως φαίνεται στον πίνακα 9/1
98 Πίνακας 9/1: Αναλυτική ταξινόμηση των ιδιοσυσκευών 9.2.1 Ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών στα δράπανα Σκοπός των ιδιοσυσκευών αυτών είναι η σύσφιγξη και σταθερή συγκράτηση της εργασίας και η καθοδήγηση του κοπτικού εργαλείου (ελικοειδές τρυπάνι, τρυπάνι εμβάθυνσης οπής, φρεζοτρύπανο, γλύφανο, δακτυλιωτός κοπτήρας, κοχλιοτόμος εργαλειομηχανών), με τρόπο ώστε οι οπές, που πρόκειται να τρυπηθούν, να διανοίγονται με ακρίβεια στις προκαθορισμένες θέσεις. Με τη χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών δραπάνου συντομεύεται ο χρόνος που είναι απαραίτητος για τη σύσφιγξη της εργασίας (άμεση σύσφιγξη της εργασίας) και αποφεύγονται τα στάδια προετοιμασίας της εργασίας για το τρύπημα (χάραξη, κεντράρισμα με κέντρο κλπ). Για σκοπούς καθοδήγησης των κοπτικών εργαλείων χρησιμεύουν ειδικοί δακτυλιωτοί οδηγοί που πρεσάρονται σε αντίστοιχες υποδοχές (συναρμογή σύσφιγξης) στο σώμα της ιδιοσυσκευής. Οι υποδοχές αυτές στο σώμα της ιδιοσυσκευής βρίσκονται ακριβώς απέναντι από τα σημεία, όπου θα γίνει διάνοιξη οπών στην εργασία. Οι δακτυλιωτοί οδηγοί καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου κατασκευάζονται από χάλυβα και υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία σκλήρυνσης. Οι ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών σε δράπανα διακρίνονται στους ακόλουθους βασικούς τύπους: 1. Ιδιοσυσκευές με διάτρητη πρότυπη πλάκα. 2. Ιδιοσυσκευές με κλινόμενη, διάτρητη πρότυπη πλάκα. 3. Ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών τύπου universal. 4. Πολυεδρικές ιδιοσυσκευές τύπου κιβωτίου. 5. Ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών βαριού τύπου. 6. Αναστρεφόμενες ιδιοσυσκευές. 7. Ειδικές πολυάτρακτες ιδιοσυσκευές. 8. Δίδυμες ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών. 9. Τυποποιημένες ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών. 9.2.1.1 Ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών με διάτρητη πρότυπη πλάκα Η κατασκευή και χρησιμοποίηση απλών ιδιοσυσκευών διάνοιξης οπών με διάτρητη πρότυπη πλάκα κρίνεται πολύ συχνά σκόπιμη, ακόμη και σε περιπτώσεις που ο αριθμός τεμαχίων ενός ορισμένου στοιχείου που θα τρυπηθούν είναι μικρός. Για την κατασκευή ιδιοσυσκευών του τύπου αυτού απαιτούνται ελάχιστα υλικά και πολύ λίγος χρόνος κατασκευής. Οι ιδιοσυσκευές με διάτρητη πρότυπη πλάκα αποτελούνται συνήθως από μια χαλύβδινη πλάκα. Η πλάκα αυτή φέρει τους πείρους οδηγούς που καθορίζουν τη θέση της εργασίας σε σχέση με την ιδιοσυσκευή, καθώς επίσης και τους απαραίτητους δακτυλιωτούς οδηγούς καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου (σχ. 9/1).
99 ή ακόμη και σε διάφορες γωνίες σε σχέση με τη βάση τους. Στις περιπτώσεις διάνοιξης οπών σε τέτοια στοιχεία χρησιμοποιούνται οι πολυεδρικές ιδιοσυσκευές τύπου κιβωτίου (σχ. 9/3) Εργασία Εργασία Σχ. 9/1: Ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών με διάτρητη πρότυπη πλάκα 9.2.1.3 Ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών τύπου universal Ο τύπος αυτός ιδιοσυσκευών (σχ. 9/2), χρησιμοποιείται στις περιπτώσεις διάνοιξης οπών με μικρή διάμετρο, όπου ο κίνδυνος να παρασυρθούν, η ιδιοσυσκευή και η εργασία, από το τρυπάνι κατά το τρύπημα είναι περιορισμένος. Στο σώμα των ιδιοσυσκευών αυτών στερεώνεται κατακόρυφα σε κατάλληλη θέση ο άξονας έδρασης του διάτρητου δίσκου. Ο διάτρητος δίσκος έχει δυνατότητα περιστροφής γύρω από τον άξονά του. Στην περιφέρεια του φέρει αριθμό δακτυλιωτών οδηγών με διάμετρο οπής που αυξάνεται κλιμακωτά. Με κατάλληλο μηχανισμό καστάνιας, ο διάτρητος δίσκος ακινητοποιείται στην επιθυμητή θέση, με τρόπο ώστε πάνω από την εργασία να βρίσκεται ο δακτυλιωτός οδηγός, με διάμετρο οπής τη διάμετρο της οπής που πρόκειται να διανοιχτεί στην εργασία. Σχ. 9/2: Ιδιοσυσκευή διάνοιξης οπών τύπου universal 9.2.1.4 Πολυεδρικές ιδιοσυσκευές τύπου κιβωτίου Πολλά στοιχεία μηχανών φέρουν οπές του ίδιου ή διαφορετικού διαμετρήματος σε διάφορες πλευρές τους. Σχ. 9/3: Πολυεδρική ιδιοσυσκευή Οι ιδιοσυσκευές αυτές φέρουν σε κάθε επιφάνεια τέσσερα συνήθως πόδια έδρασης για την εναπόθεση τους στην τράπεζα του δραπάνου. 9.2.1.5. Τυποποιημένες ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών στα δράπανα Για τη διάνοιξη οπών σε αρκετά από τα τυποποιημένα στοιχεία μηχανών που κατασκευάζονται σε ποικιλία τυποποιημένων μεγεθών, χρησιμοποιούνται τυποποιημένες ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών σε δράπανα. Οι ιδιοσυσκευές αυτές κατασκευάζονται και προσφέρονται στην αγορά σε διάφορα τυποποιημένα μεγέθη. Κάθε είδος ιδιοσυσκευής της κατηγορίας αυτής προορίζεται να χρησιμοποιείται για την κατεργασία ενός ορισμένου στοιχείου μηχανής που πρόκειται να κατασκευάζεται σε διάφορα τυποποιημένα μεγέθη. Για κάθε τυποποιημένο μέγεθος του συγκεκριμένου αυτού στοιχείου κατασκευάζεται καί προσφέρεται το αντίστοιχο μέγεθος ιδιοσυσκευής. Οι ιδιοσυσκευές που προορίζονται για την κατεργασία ενός ορισμένου στοιχείου, με διαφορετικά όμως μεγέθη διαστάσεων, κατασκευάζονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο και διαφέρουν μόνο στα μεγέθη των διαστάσεων τους. Τυπικά παραδείγματα τυποποιημένων ιδιοσυσκευών διάνοιξης οπών σε δράπανα είναι: 1. Οι ιδιοσυσκευές με κλαπέτο 2. Οι ιδιοσυσκευές ταχείας σύσφιγξης που εξετάζονται στη συνέχεια. 1.Τυποποιημένες ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών με κλαπέτο. Με τη χρήση ιδιοσυσκευών του τύπου αυτού (σχ. 9/4) είναι δυνατή η διάνοιξη οπών σε μια, δυο ή και περισσότερες πλευρές μιας ορισμένης εργασίας. Τα πόδια, το κλαπέτο και το μάνταλο της ιδιοσυσκευής κατασκευάζονται από χάλυβα και υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία σκλήρυνσης.
100 Ο τρόπος διαμόρφωσης των υποδοχών της εργασίας, των στοιχείων σύσφιγξης, των δακτυλιωτών οδηγών καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου και ενδεχόμενα του εξολκέα ή του εκτοξευτή της εργασίας από την ιδιοσυσκευή, εξαρτάται από το σχήμα και το μέγεθος της εργασίας. Σχ. 9/4: Ιδιοσυσκευή διάνοιξης οπών με κλαπέτο 2.Τυποποιημένες ιδιοσυσκευές ταχείας σύσφιγξης Ιδιοσυσκευές του τύπου αυτού (σχ. 9/5) κατασκευάζονται σε διάφορα τυποποιημένα μεγέθη. Η διάτρητη πρότυπη πλάκα της ιδιοσυσκευής χρησιμεύει ταυτόχρονα και ως πλάκα σύσφιγξης της εργασίας. Η διάταξη των δακτυλιωτών οδηγών καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου στη διάτρητη πρότυπη πλάκα, καθορίζεται από τις θέσεις των οπών που πρόκειται να διανοιχτούν στην εργασία. Εργασία Σχ. 9/5: Τυποποιημένη ιδιοσυσκευή ταχείας σύσφιγξης Η διάτρητη πρότυπη πλάκα, εκτός από τους δακτυλιωτούς οδηγούς, φέρει τέσσερις επιπρόσθετες οπές, για να εφαρμόζει στο άκρο αντίστοιχων κυλινδρικών οδηγών με πατούδα. Η πλάκα συσφίγγεται στους οδηγούς με εξαγωνικά περικόχλια. Οι κυλινδρικοί οδηγοί εφαρμόζουν με ακρίβεια (συναρμογή ολίσθησης) στο σώμα της ιδιοσυσκευής (χυτευτή κατασκευή). Με τη βοήθεια χειρομοχλού και έκκεντρων επιτυγχάνεται ταυτόχρονη κίνηση οδηγών και της διάτρητης πλάκας προς τα πάνω ή προς τα κάτω και επομένως σύσφιγξη ή αποσύσφιγξη της εργασίας (μηχανική σύσφιγξη ή αποσύσφιγξη). Η εργασία τοποθετείται σε αντίστοιχες υποδοχές κάτω από τη διάτρητη πρότυπη πλάκα. Δακτυλιωτοί οδηγοί καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου. 1. Γενικά Αναφέρθηκε και προηγούμενα ότι οι δακτυλιωτοί οδηγοί (ή δακτύλιοι καθοδήγησης) είναι βασικά στοιχεία των ιδιοσυσκευών διάνοιξης οπών στα δράπανα, που χρησιμεύουν για την καθοδήγηση του κοπτικού εργαλείου (ελικοειδές τρυπάνι, τρυπάνι εμβάθυνσης οπής, φρεζοτρύπανο, γλύφανο, δακτυλιωτός κοπτήρας, κοχλιοτόμος εργαλειομηχανής). Για την καθοδήγηση ελικοειδών τρυπανιών ή άλλων κοπτικών εργαλείων δραπάνου με διάμετρο μέχρι 18 mm, χρησιμοποιούνται δακτυλιωτοί οδηγοί από χάλυβα εργαλείων. Για μεγαλύτερες διαμέτρους κοπτικών εργαλείων δραπάνου χρησιμοποιούνται δακτυλιωτοί οδηγοί από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας άνθρακα. Δακτυλιωτοί οδηγοί με μικρό μέγεθος υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία ολικής σκλήρυνσης. Αντίθετα, οι δακτυλιωτοί οδηγοί με μεγάλο μέγεθος υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία επιφανειακής σκλήρυνσης σε βάθος μέχρι 0,3 mm. Οι εξωτερικές και εσωτερικές επιφάνειες των δακτυλιωτών οδηγών υποβάλλονται σε κατεργασία λείανσης σε εργαλειομηχανές λείανσης. Η κατεργασία εσωτερικής λείανσης δακτυλιωτών οδηγών με πολύ μικρή διάμετρο είναι δύσκολη. Τέτοιοι δακτυλιωτοί οδηγοί κατασκευάζονται με τον ακόλουθο τρόπο: 1. Τρύπημα της οπής του δακτυλιωτού οδηγού με ελικοειδές τρυπάνι 2. Γλύφανση της οπής με γλύφανο, σε διάσταση κατά 0,03-0,05 mm μικρότερη από την τελική διάμετρο της οπής 3. Ολική σκλήρυνση του δακτυλιωτού οδηγού 4. Λείανση και στίλβωση της οπής στην τελική της διάμετρο. Η ακμή στο στόμιο του δακτυλιωτού οδηγού στρογγυλεύεται κατάλληλα, ώστε να διευκολύνεται η είσοδος του κοπτικού εργαλείου. Επίσης, με κατάλληλη λοξότμηση της εξωτερικής ακμής του διακτυλιωτού οδηγού διευκολύνεται η είσοδος του οδηγού (με πρεσάρισμα) στο σώμα της ιδιοσυσκευής και έτσι αποφεύγεται το ενδεχόμενο παραμόρφωσής του.
101 Οι δακτυλιωτοί οδηγοί για ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών στα δράπανα κατασκευάζονται και προσφέρονται στην αγορά σε τυποποιημένες διαστάσεις, σύμφωνα με τις Διεθνείς Προδιαγραφές ISO Στον πίνακα 9/2 φαίνονται διάφορα τυποποιημένα είδη δακτυλιωτών οδηγών. 9.2.2 Ιδιοσυσκευές φρεζαρίσματος Όπως οι ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών στα δράπανα έτσι και οι ιδιοσυσκευές φρεζαρίσματος αποτελούν ένα σύνολο από διάφορα στοιχεία, που έχουν σκοπό τη σύσφιγξη και σταθερή συγκράτηση της εργασίας στην προκαθορισμένη θέση κατεργασίας σε σχέση με το κοπτικό εργαλείο. Πίνακας 9/2: Τυποποιημένα είδη δακτυλιωτών οδηγών καθοδήγησης τον κοπτικού εργαλείου Σχήμα Ονομασία 1 Σταθεροί δακτυλιωτοί οδηγοί 1.1 Σταθερός δακτυλιωτός οδηγός, απλός 1.2 Σταθερός δακτυλιωτός οδηγός με μεγάλο μήκος, για οπές σε χαμηλές επιφάνειες Για τη διάνοιξη οπών σε επιφάνειες πιο χαμηλές από την πάνω επιφάνεια της εργασίας. 1.3 Σταθερός δακτυλιωτός οδηγός με ώμο. Σε περιπτώσεις όπου τα τοιχώματα της ιδιοσυσκευής είναι λεπτά ή το μήκος του διακτυλιωτού οδηγού είναι μικρό επιβάλλεται να υπάρχει "ώμος" στο δακτυλιωτό οδηγό. Ο ώμος εξασφαλίζει την καθετότητα του δακτυλιωτού οδηγού σε σχέση με το σώμα της ιδιοσυσκευής και χρησιμεύει ταυτόχρονα ως οδηγός για τη ρύθμιση του βάθους κατεργασίας. 1.4 Σταθερός δακτυλιωτός οδηγός με πολλαπλές οπές. Για τη διάνοιξη περισσότερων της μιας οπών σε πυκνή διάταξη. 2. Προσθετοί δακτυλιωτοί οδηγοί Οι προσθετοί δακτυλιωτοί οδηγοί χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις, όπου μετά το τρύπημα θα ακολουθήσει μεγέθυνση, φρεζάρισμα, εμβάθυνση ή γλύφανση της οπής ή και κοπή σπειρώματος. 3. Δακτυλιωτοί οδηγοί σύσφιγξης της εργασίας και καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου Όπως προκύπτει και από την ονομασία τους, αυτοί οι δακτυλιωτοί οδηγοί χρησιμεύουν τόσο στη σύσφιγξη της εργασίας όσο και στην καθοδήγηση του κοπτικού εργαλείου. Μερικές φορές χρησιμεύουν επίσης και στο κεντράρισμα της εργασίας στη θέση κατεργασίας
Οι ιδιοσυσκευές αυτές χρησιμοποιούνται για ποικίλες κατεργασίες στους διάφορους τύπους φρεζών αντί στα δράπανα Ο τρόπος κατασκευής μιας ιδιοσυσκευής φρεζαρίσματος καθορίζεται από τους ακόλουθους παράγοντες: 1. Το σχήμα και το μέγεθος της εργασίας 2. Την απαιτούμενη ακρίβεια κατεργασίας 3. Τον όγκο μετάλλου που πρέπει να αφαιρεθεί από την εργασία 4. Το μέγεθος των δυνάμεων κοπής που αναπτύσσονται κατά το φρεζάρισμα Οι βασικοί τύποι ιδιοσυσκευών φρεζαρίσματος φαίνονται στον πίνακα 9/3. Πίνακας 9/3: Βασικοί τύποι ιδιοσυσκευών φρεζαρίσματος 102 Ονομασία 1 Ιδιοσυσκευές απλής σύσφιγξης Εργασία Παρατηρήσεις Σύσφιγξη και συγκράτηση μιας μόνο εργασίας. Η σύσφιγξη επιτυγχάνεται με τη βοήθεια σιαγόνας που λειτουργεί με πιεσμένο αέρα συνήθως (πνευματική σύσφιγξη). Χρόνος σύσφιγξης ελάχιστος. Σε περιπτώσεις σύσφιγξης και συγκράτησης με προσδετήρες και κοχλίες Τ (μηχανική σύσφιγξη) ο χρόνος σύσφιγξης είναι πολύ μεγαλύτερος. 2 Ιδιοσυσκευές πολλαπλής σύσφιγξης Ταυτόχρονη συγκράτηση 8 εργασιών Ταυτόχρονη σύσφιγξη και συγκράτηση περισσότερων της μιας εργασιών. Χρόνος σύσφιγξης ελάχιστος. Ιδιοσυσκευές στις οποίες το σύστημα σύσφιγξης και συγκράτησης λειτουργεί με πιεσμένο αέρα (πνευματική σύσφιγξη) παρουσιάζουν πλεονεκτήματα. 3 Δίδυμες ιδιοσυσκευές Εργασίες 4 Αναστρεφόμενες ιδιοσυσκευές Εργασίες Δύο ιδιοσυσκευές του ίδιου τύπου (δίδυμο) στερεώνονται στην τράπεζα της εργαλειομηχανής η μια απέναντι στην άλλη. Οι εργασίες, που συγκρατούνται στις δύο ιδιοσυσκευές, υποβάλλονται η μια μετά την άλλη σε κατεργασία φρεζαρίσματος. Ενώ η εργασία στη δεύτερη ιδιοσυσκευή υποβάλλεται σε κατεργασία φρεζαρίσματος, ο τεχνίτης έχει αρκετό χρόνο στη διάθεση του για να αφαιρέσει την αποπερατωμένη εργασία από την πρώτη ιδιοσυσκευή και να επανατροφοδοτήσει την ιδιοσυσκευή αυτή με νέο τεμάχιο εργασίας. Δυνατή η σύσφιγξη και συγκράτηση περισσότερων της μιας εργασιών. Ο δίσκος της ιδιοσυσκευής αναστρέφεται στην ανάλογη κάθε φορά γωνία, ώστε η επόμενη εργασία να προωθηθεί στην προκαθορισμένη θέση κατεργασίας σε σχέση με το κοπτικό εργαλείο.
103 Πίνακας 9/3: (συνέχεια) Ονομασία 5 Αναστρεφόμενες ιδιοσυσκευές με οριζόντιο άξονα περιστροφής 6 Διαιρέτες universal (με σφιγκτήρα ή με σταθερό κέντρο και κεντροφορέα) 7 Επίπεδοι διαιρέτες Παρατηρήσεις Η ιδιοσυσκευή αποτελείται από απλό διαιρέτη άμεσης διαίρεσης (με κατάλληλο δίσκο διαίρεσης), κεντροφορέα και σταθερά κέντρα στήριξης της εργασίας (ή σταθερό κέντρο στο διαιρέτη και περιστρεφόμενο κέντρο στον κεντροφορέα). Χρησιμοποιείται: 1 Για τη διάνοιξη καναλιών στην εξωτερική επιφάνεια κυλινδρικών εργασιών (σφηνόδρομοι, πολύσφηνοι άξονες, κυλινδρικά περικόχλια με σχισμές κ.ά) 2 Για την κατεργασία πολυγωνικών οδηγών στο άκρο αξόνων (τετραγωνικοί, εξαγωνικοί, οκταγωνικοί οδηγοί κ.ά) 3 Για την κοπή κυλινδρικών οδοντωτών τροχών με ίσια δόντια (με μικρό αριθμό δοντιών και μεγάλες ανοχές κατεργασίας). Συγκράτηση εργασιών: 1 Στο σφιγκτήρα του διαιρέτη 2 Μεταξύ κέντρων 3 Σε ειδικά μανδρίλια, για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών, όπως: 4 Διάνοιξη σφηνόδρομων σε άξονες 5 Διάνοιξη πολυσφήνων σε άξονες 6 Κατεργασία πολυγωνικών οδηγών στο άκρο αξόνων (τετραγωνικοί, εξαγωνικοί, οκταγωνικοί οδηγοί κ.ά) 7 Διάνοιξη καναλιών γενικά ή κατεργασία επίπεδων επιφανειών που πρέπει να Βρίσκονται σε ορισμένη γωνιακή θέση στην εξωτερική επιφάνεια κυλινδρικών εγασιών 8 Κοπή δισκοειδών και κυλινδρικών εκκέντρων 9 Κοπή οδοντωτών τροχών (κυλινδρικών οδοντωτών τροχών με ίσια ή με ελικοειδή δόντια και κωνικών οδοντωτών τροχών) Χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση εργασιών που θα υποστούν κατεργασία στην οριζόντια ή στην κατακόρυφη φρέζα, σε περιπτώσεις που η μορφή και το μέγεθος της εργασίας δεν επιτρέπουν τη χρησιμοποίηση του διαιρέτη universal 8 Περιστρεφόμενες πλάκες Χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση εργασιών που θα υποστούν κατεργασία στην κατακόρυφη φρέζα κατά κύριο λόγο Παρατηρήσεις
104 9.2.3 Ιδιοσυσκευές τόρνευσης. Οι ιδιοσυσκευές τόρνευσης αποτελούν ένα σύνολο από διάφορα στοιχεία (μέσα), που σκοπό έχουν τη σύσφιγξη και σταθερή συγκράτηση της εργασίας στην προκαθορισμένη θέση κατεργασίας σε σχέση με το κοπτικό εργαλείο. Πολλά από αυτά τα μέσα συγκράτησης της εργασίας αποτελούν συνήθη εξοπλισμό για κάθε τόρνο γενικής χρήσης. Τα μέσα αυτά συγκράτησης της εργασίας είναι τα ακόλουθα: 1. Αυτόματος σφιγκτήρας (τσιοκ) με τρεις σιαγόνες 2. Αυτόματος σφιγκτήρας (τσιοκ) με τέσσερις σιαγόνες 3. Ανεξάρτητος σφιγκτήρας (τσιοκ) με τέσσερις σιαγόνες 4. Κινητήρια πλάκα για τη συγκράτηση εργασιών μεταξύ κέντρων 5. Πλάκα συγκράτησης εργασιών (face plate) 6. Μαγνητική πλάκα (magnetic chuck) 7. Συστελλόμενοι σφικτήρες (collet chucks) 8. Σταθερά και διαστελλόμενα μανδρίλια με κωνικό στέλεχος Morse 9. Το μικρό και το εγκάρσιο φορείο του τόρνου ως μέσα συγκράτησης της εργασίας. 9.2.3.1 Ιδιοσυσκευές τόρνευσης - στερέωση της εργασίας σε αυτόματο σφιγχτήρα (τσιοκ) με τρεις ή τέσσερις σιαγόνες. Ο σφικτήρας αυτός (σχ. 9/6) ονομάζεται αυτόματος γιατί οι σιαγόνες του κινούνται όλες μαζί ταυτόχρονα και έτσι εξασφαλίζεται «αυτόματα» το κεντράρισμα της εργασίας 9.2.3.2 Ιδιοσυσκευές τόρνευσης - στερέωση της εργασίας στη πλάκα συγκράτησης του τόρνου. Η συγκράτηση εργασίας σε πλάκα χρησιμοποιείται για εργασίες με μεγάλη διάμετρο και μικρό πάχος (δισκοειδής εργασία) και για εργασίες με ακανόνιστη μορφή (χυτά ή σφυρήλατα εξαρτήματα κ.ά.). Η πλάκα είναι ένας δίσκος από χυτοσίδηρο, που έχει ομφαλό κατάλληλο για την προσαρμογή της στην άτρακτο του τόρνου. Φέρει επίσης διάφορες σχισμές και οπές για την τοποθέτηση των κοχλιών, που χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση της εργασίας. Για τη συγκράτηση της εργασίας στην πλάκα χρησιμοποιούνται επίσης προσδετήρες και ορθή στερεή γωνία. Οι προσδετήρες χρησιμοποιούνται κατά κανόνα για τη συγκράτηση εργασίας με δισκοειδή μορφή,(σχ. 9/7) ενώ η χρήση ορθής στερεής γωνίας (σχ. 9/8) επιβάλλεται για εργασία με ακανόνιστη μορφή. Όταν πρόκειται για εργασία με ακανόνιστη μορφή είναι απαραίτητη η χρησιμοποίηση αντίβαρων ζυγοστάθμισης για την εξισορρόπηση των φυγόκεντρων δυνάμεων που αναπτύσσονται. Σχ. 9/7: Συγκράτηοη εργασίας στην πλάκα με ορθή στερεή γωνία. Σχ. 9/6: Αυτόματος σφικτήρας με τρεις σιαγόνες. Σχ. 9/8: Συγκράτηση εργασίας στην πλάκα με προσδετήρες.
9.2.3.3 Ιδιοσυσκευές τόρνευσης - στερέωση διάτρητης εργασίας μεταξύ κέντρων. Για τη συγκράτηση διάτρητης εργασίας μεταξύ κέντρων χρησιμοποιούνται ειδικοί αξονίσκοι, που ονομάζονται μανδρίλια. Τα μανδρίλια κατασκευάζονται σε τυποποιημένες διαμέτρους και μήκη και έχουν ελαφρή κωνικότητα (1:1000). Η εργασία περνά ελεύθερα από το άκρο με τη μικρή διάμετρο και σφηνώνεται στο μανδρίλιο όσο προχωρά προς το άκρο με τη μεγάλη διάμετρο. Για εύκολη αναγνώριση των άκρων τα μανδρίλια σημαδεύονται με + στο χοντρό και - στο λεπτό άκρο. Τα μανδρίλια κατασκευάζονται συνήθως από μαλακό χάλυβα και υποβάλλονται σε επιφανειακή σκλήρυνση πριν την αποπεράτωσή τους με λείανση. Στα δύο τους άκρα φέρουν κατάλληλα προετοιμασμένα και σκληρυμένα κέντρα και το χοντρό άκρο τους είναι επιπεδωμένο, για να διευκολύνεται η προσαρμογή του μεταφορέα. Στο σχήμα 9/9 φαίνεται ο τρόπος συγκράτησης διάτρητης εργασίας σε μανδρίλιο. Σχ. 9/9: Συγκράτηση διάτρητης εργασίας σε μανδρίλια. Με τη συγκράτηση εργασίας σε μανδρίλια εξασφαλίζεται η ομόκεντρη τόρνευση όλων των εξωτερικών διαμέτρων με την αρχική, εσωτερική κυλινδρική επιφάνεια. Εκτός από τα συνηθισμένα μανδρίλια με σταθερή διάμετρο υπάρχουν και μανδρίλια διαστελλόμενα. Η διάμετρος των μανδριλίων αυτών διαστέλλεται με κατάλληλο χειρισμό και το μανδρίλιο σφηνώνεται στα τοιχώματα της οπής της εργασίας. Στο σχήμα 9/10 φαίνεται διαστελλόμενο μανδρίλιο, που συγκρατείται μεταξύ κέντρων. Με την κοχλίωση του περικοχλίου ο διαστελλόμενος δακτύλιος κινείται πάνω στον κωνικό αξονίσκο και διαστέλλεται. Στο μανδρίλιο του σχήμα 9/11 ο διαστελλόμενος δακτύλιος διαστέλλεται, όταν ο κωνικός αξονίσκος κοχλιωθεί μέσα σ' αυτόν. 105 Σχ. 9/11: Διαστελλόμενο μανδρίλιο, που συγκρατείται απευθείας στη φωλιά της ατράκτου. 9.2.3.4 Ιδιοσυσκευές τόρνευσης - στερέωση της εργασίας μεταξύ κέντρων. Η συγκράτηση εργασίας σε αυτόματο σφιχτήρα και μεταξύ κέντρων είναι οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι συγκράτησης. Σε αντίθεση όμως με τη συγκράτηση εργασίας σε αυτόματο σφιχτήρα, η συγκράτηση εργασίας μεταξύ κέντρων δεν παρουσιάζει κανένα πρόβλημα κατά την ομόκεντρη τόρνευση. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την τόρνευση εργασίας με μεγάλο μήκος και η αντιστροφή ή η αφαίρεση και επανατοποθέτηση της εργασίας δεν επηρεάζουν την ακρίβεια ομοκεντρικότητας. Στο σχήμα 9/12 φαίνεται ο τρόπος συγκράτησης εργασίας μεταξύ κέντρων. Στο ένα άκρο της εργασίας στερεώνεται ο μεταφορέας, ο οποίος παρασύρεται από τον πείρο της κινητήριας πλάκας, η οποία στερεώνεται στο άκρο της ατράκτου. Έτσι η κίνηση μεταδίδεται στην εργασία που περιστρέφεται μαζί με την άτρακτο. Σχ. 9/10: Διαστελλόμενο μανδρίλιο, που συγκρατείται μεταξύ κέντρων. Σχ. 9/12: Συγκράτηση εργασίας μεταξύ κέντρων.
106 9.2.4 Εργαλειοφόρες ιδιοσυσκευές Στην κατηγορία των εργαλειοφόρων ιδιοσυσκευών ανήκουν: 1. Οι εργαλειοφορείς εξωτερικής τόρνευσης 2. Οι εργαλειοφορείς εσωτερικής τόρνευσης 3. Οι εργαλειοφορείς μεγέθυνσης οπών στα δράπανα και στις κατακόρυφες φρέζες και οι εργαλειοφορείς κατεργασίας εξωτερικών κυλινδρικών επιφανειών στις κατακόρυφες φρέζες 4. Οι εργαλειοφορείς για πολλαπλά κοπτικά εργαλεία 5. Οι εργαλειοφορείς τύπου revolver 6. Οι κεφαλές κοχλιοτόμησης. Τα εργαλεία αυτά είτε ανήκουν στο συνήθη εξοπλισμό μιας εργαλειομηχανής (τόρνος, φρέζα, δράπανο), είτε είναι δυνατό να τα προμηθευτούμε από τους κατασκευαστές εργαλειομηχανών κατόπιν ειδικής παραγγελίας. Οι εργαλειοφορείς εσωτερικής τόρνευσης χρησιμοποιούνται στους τόρνους γενικής χρήσης για εσωτερική τόρνευση οπών με ακρίβεια Οι εργαλειοφορείς μεγέθυνσης οπών χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο σε: Μονοάτρακτα δράπανα στήλης Ακτινωτά δράπανα (σχ. 9/13) Κατακόρυφες φρέζες. Την επιπέδωση επιφανειών του προσώπου ομφαλών σε χυτά στοιχεία Την κατεργασία εξωτερικών κυλινδρικών επιφανειών. Το κοπτικό εργαλείο εφαρμόζεται σε αντίστοιχη υποδοχή στον εργαλειοφορέα και σταθεροποιείται με τη βοήθεια σφήνας ή με τη βοήθεια κοχλιών Allen συνήθως. Οι εργαλειοφορείς μεγέθυνσης οπών φέρουν κατάλληλο εγκάρσιο φορείο με διάταξη ρύθμισης (αύξησης ή ελάττωσης) της διαμέτρου κατεργασίας. Η διάταξη αυτή φέρει βαθμονομημένο δίσκο για ένδειξη της εγκάρσιας προώθησης του κοπτικού εργαλείου (με ακρίβεια μέχρι 0,005 mm, βλέπε σχ. 9/13). 9.2.5. Ιδιοσυσκευές λείανσης Οι ιδιοσυσκευές λείανσης είναι τα ειδικά επιπρόσθετα εκείνα προσαρτήματα που χρησιμοποιούνται στους διάφορους τύπους εργαλειομηχανών λείανσης γενικής χρήσης και στους διάφορους τύπους ειδικών εργαλειομηχανών λείανσης, με σκοπό: Τη σύσφιγξη, σε πολύ σύντομο χρόνο, και τη σταθερή συγκράτηση της εργασίας στην προκαθορισμένη θέση κατεργασίας σε σχέση με το κοπτικό εργαλείο, που στην περίπτωση αυτή είναι ο λειαντικός τροχός. Τη γρήγορη αποσύσφίγξη και αφαίρεση της εργασίας από την ιδιοσυσκευή. Οι ιδιοσυσκευές λείανσης, ανάλογα με το είδος της κατεργασίας λείανσης για την οποία προορίζονται, διακρίνονται στους ακόλουθους τύπους: Ιδιοσυσκευές λείανσης, εξωτερικών και εσωτερικών κυλινδρικών επιφανειών Ιδιοσυσκευές μετωπικής λείανσης Ιδιοσυσκευές λείανσης επίπεδων επιφανειών Ιδιοσυσκευές λείανσης επιφανειών μορφής με σύστημα αντιγραφής Ειδικές ιδιοσυσκευές για λείανση επιφανειών με ειδική μορφή Σχ. 9/13: Μεγέθυνση οπής σε ακτινωτό δράπανο με χρήση ερναλειοφορέα μεγέθυνσης οπών Χρησιμεύουν για: Τη μεγέθυνση οπών που έχουν τρυπηθεί προηγούμενα με ελικοειδές τρυπάνι Τη μεγέθυνση οπών προκατασκευασμένων με χύτευση (σε χυτά στοιχεία) 9.2.6 Ιδιοσυσκευές συναρμολόγησης Οι ιδιοσυσκευές αυτές χρησιμοποιούνται σε μεγάλη έκταση στα Τμήματα Συναρμολόγησης των διαφόρων Μηχανολογικών Εργοστασίων. Μηχανές εσωτερικής καύσης, κιβώτια ταχυτήτων, ηλεκτρικοί κινητήρες, ρολόγια, στροφόμετρα, φωτογραφικές μηχανές, ηλεκτρικές συσκευές οικιακής χρήσης, άλλα όργανα και συσκευές συναρμολογούνται συνήθως με τη βοήθεια κατάλληλων ιδιοσυσκευών συναρμολόγησης.
107 Όλα τα στοιχεία που συγκροτούν μια ορισμένη μηχανολογική κατασκευή, τοποθετούνται κατά σειρά συναρμολόγησης σε αντίστοιχες υποδοχές της ιδιοσυσκευής συναρμολόγησης. Οι υποδοχές αυτές συγκρατούν το κάθε στοιχείο στην προκαθορισμένη θέση του σε σχέση με τα υπόλοιπα στοιχεία της κατασκευής. Τα διάφορα στοιχεία της μηχανολογικής κατασκευής συνδέονται στη συνέχεια μεταξύ τους με κοχλίωση, κάρφωμα, συγκόλληση κατά σημεία (spot welding) ή άλλως πως, για ν' αποτελέσουν το τελικό μηχανολογικό προϊόν. 9.2.7 Ιδιοσυσκευές αποσυναρμολόγησης Στη συντήρηση και επισκευή οχημάτων, μηχανών, μηχανημάτων και άλλων βιομηχανικών έγκαταστάσεων είναι απαραίτητη η αποσυναρμολόγηση των διαφόρων στοιχείων που συγκροτούν μια τέτοια κατασκευή. Στοιχεία μηχανών που εφαρμόζονται στις υποδοχές τους με ώθηση (συναρμογές αμφίβολης σύσφιγξης) ή με πίεση (συναρμογές σύσφιγξης) πρέπει να αποσυναρμολογούνται με κατάλληλα εργαλεία και, όπου είναι απαραίτητο, με κατάλληλες ιδιοσυσκευές και με μεγάλη προσοχή, ώστε να αποφεύγεται τραυματισμός των επιφανειών τους ή και καταστροφή τους κατά την αποσυναρμολόγηση. 3 Οι χώροι γύρω από τα σημεία επαφής μεταξύ των μελών της μεταλλικής κατασκευής που θα συγκολληθούν πρέπει να είναι ελεύθεροι, για εύκολη πρόσβαση του ηλεκτροδίου της ηλεκτροσυγκόλλησης, του ακροφυσίου της οξυγονοσυγκόλλησης ή των ακροδεκτών άλλης συσκευής συγκόλλησης που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί 4 Η ιδιοσυσκευή πρέπει να προσφέρει τη δυνατότητα εύκολης και γρήγορης διαφυγής της θερμότητας που παράγεται στα σημεία της συγκόλλησης. Στον πίνακα 9/4 φαίνονται διάφοροι βασικοί τύποι ιδιοσυσκευών συγκόλλησης. 9.2.8 Ιδιοσυσκευές συγκόλλησης Οι ιδιοσυσκευές συγκόλλησης χρησιμοποιούνται σε μεγάλη έκταση στα Τμήματα Συγκόλλησης των Μηχανολογικών Εργοστασίων. Χρησιμεύουν για το «πρόκκωμα» κατά κύριο λόγο των διαφόρων μελών μιας μεταλλικής κατασκευής μεταξύ τους. Όλα τα μεταλλικά μέλη μιας κατασκευής τοποθετούνται κατά σειρά συναρμολόγησης σε αντίστοιχες υποδοχές της ιδιοσυσκευής, οι οποίες συγκρατούν το κάθε μέλος στην προκαθορισμένη θέση του σε σχέση με τα υπόλοιπα μέλη της μεταλλικής κατασκευής. Τα μεταλλικά μέλη της κατασκευής «προκκώνονται» μεταξύ τους με συγκόλληση στα διάφορα σημεία επαφής τους. Ολόκληρη η μεταλλική κατασκευή αφαιρείται στη συνέχεια από την ιδιοσυσκευή και ολοκληρώνεται η συγκόλλησή της με κανονικές ραφές στα σημεία επαφής των μελών της κατασκευής. Οι ιδιοσυσκευές συγκόλλησης πρέπει να συνδυάζουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: 1 Τα σημεία έδρασης και στήριξης των μελών της μεταλλικής κατασκευής στην ιδιοσυσκευή πρέπει να βρίσκονται σε αρκετή απόσταση από τα σημεία που θα συγκολληθούν, ώστε να μην παραμορφώνονται και να αλλοιώνεται η θέση τους από υπερθέρμανση κατά τη συγκόλληση 2 Η ιδιοσυσκευή πρέπει να κατασκευάζεται με τέτοιον τρόπο ώστε ο τεχνίτης συγκολλητής ναμην εμποδίζεται στις κινήσεις του κατά τη συγκόλληση. Πίνακας 9/4: Βασικοί τύποι ιδιοσυσκευών συγκόλλησης
108 9.3 Στοιχεία κατασκευής ιδιοσυσκευών Κάθε ιδιοσυσκευή κατασκευάζεται από διάφορα επιμέρους στοιχεία. Τα πιο σπουδαία στοιχεία κατασκευής ιδιοσυσκευών είναι τα ακόλουθα: Σώματα ιδιοσυσκευών Πλάκες Δακτυλιωτοί οδηγοί Πείροι καθοδήγησης Μοχλοί Χειρολαβές Έκκεντρα Κλαπέτα Μάνταλα. Όλα τα επιμέρους στοιχεία συναρμολογούνται στο σώμα της ιδιοσυσκευής σταθερά ή με τρόπο που να κινούνται, ανάλογα με τις απαιτήσεις λειτουργίας της ιδιοσυσκευής. Τα περισσότερα στοιχεία κατασκευής ιδιοσυσκευών είναι τυποποιημένα. Η τυποποίηση των στοιχείων κατασκευής ιδιοσυσκευών αφορά το σχήμα, το μέγεθος, το υλικό κατασκευής και ιδιαίτερα τις ανοχές κατεργασίας τους. Η τυποποίηση των στοιχείων για ιδιοσυσκευές διευκολύνει και επιταχύνει την κατασκευή ιδιοσυσκευών για τις ποικίλες κατεργασίες μηχανικής κοπής στις εργαλειομηχανές. 9.3.1 Σώματα ιδιοσυσκευών Όλα τα επιμέρους στοιχεία συναρμολογούνται στο σώμα της ιδιοσυσκευής σταθερά ή με τρόπο που να κινούνται, ανάλογα με τις απαιτήσεις λειτουργίας της ιδιοσυσκευής. Η δυνατότητα γρήγορης και εύκολης τοποθέτησης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή για κατεργασία και άμεσης και εύκολης αφαίρεσης της εργασίας από την ιδιοσυσκευή μετά την κατεργασία, πρέπει να τυγχάνουν ιδιαίτερης μελέτης και φροντίδας κατά τη σχεδίαση και την κατασκευή της ιδιοσυσκευής. Τα σώματα ιδιοσυσκευών κατασκευάζονται συνήθως με έναν από τους ακόλουθους τρόπους: 1. Κατασκευή κατά τεμάχια που συναρμολογούνται και κοχλιώνονται μεταξύ τους - κοχλιωτή κατασκευή. Τα τεμάχια στην περίπτωση αυτή μπορεί να είναι χυτά, από χαλύβδινα ελάσματα ή από άλλα ημικατεργασμένα μεταλλικά υλικά τυποποιημένων διατομών (L, Τ, Ι, Π κ.ά) 2. Κατασκευή κατά τεμάχια από χαλύβδινα ελάσματα ή από άλλα ημικατεργασμένα μεταλλικά υλικά τυποποιημένων διατομών (L, Τ, Ι, Π κ.ά) που συναρμολογούνται και συγκολλούνται μεταξύ τους - συγκολλητή κατασκευή 3. Ολόσωμη χυτευτή κατασκευή από χυτοσίδηρο. 9.3.2 Στοιχεία σύσφιγξης της εργασίας στις ιδιοσυσκευές Ο όρος σύσφιγξη περιλαμβάνει τα διάφορα στοιχεία σύσφιγξης που χρησιμοποιούνται στις ιδιοσυσκευές και τις δυνάμεις σύσφιγξης που ασκούνται μεταξύ εργασίας και ιδιοσυσκευής και μεταξύ ιδιοσυσκευής και τράπεζας της εργαλειομηχανής. Οι δυνάμεις σύσφιγξης είναι απαραίτητες για τη σταθερή συγκράτηση ολόκληρου του συστήματος ιδιοσυσκευή-εργασία, ως αντιστάθμισμα στις δυνάμεις κοπής που αναπτύσσονται κατά τη μηχανική κατεργασία στην εργαλειομηχανή. Στα σχήματα που ακολουθούν φαίνονται διάφορα στοιχεία σύσφιγξης της εργασίας στις ιδιοσυσκευές. 1 Ειδικοί παράκυκλοι σύσφιγξης και προσδετήρες συγκράτησης Σχ. 9/14: Ειδικοί παράκυκλοι σύσφιγξης Σχ. 9/15: Χρήση ειδικών προσδετήρων συγκράτησης ρυθμιζόμενου ύψους 2 Κοχλίες, περικόχλια, σφήνες, έκκεντρα και άλλα στοιχεία σύσφιγξης της εργασίας στις ιδιοσυσκευές Σχ. 9/16: Χρήση συνηθισμένου χειρομοχλού σύσφιγξης
Σχ. 9/17: Σφήνα σύσφιγξης της εργασίας σε απλή ιδιοσυσκευή 3. 'Εκκεντρα σύσφιγξης Τα έκκεντρα σύσφιγξης που χρησιμοποιούνται για τη σύσφιγξη της εργασίας στις ιδιοσυσκευές, πρέπει απαραίτητα να είναι αυτοασφαλιζόμενα. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να κατασκευάζονται με τέτοιον τρόπο ώστε να αποκλείεται η αποσύσφιγξή τους κατά τη διάρκεια της κατεργασίας. 109 Στοιχεία ασφάλισης ιδιοσυσκευών είναι: 1. Οι παράκυκλοι C 2. Τα κλαπέτα 3. Οι πλάκες bayonet 4. Οι κοχλίες με κεφαλή Τ 5. Οι οφθαλμοκοχλίες 6. Οι καστάνιες ασφάλισης 7. Οι χειρομοχλοί σύσφιγξης και ασφάλισης με εκκεντρότητα (σύρτες). 1. Παράκυκλοι C και κλαπέτα Οι παράκυκλοι C (σχ. 9/20) και τα κλαπέτα (σχ. 9/21) διευκολύνουν και επιταχύνουν τη διαδικασία: 1 Εναπόθεσης και σύσφιγξης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή για κατεργασία και 2 Αφαίρεσης της εργασίας από τη ιδιοσυσκευή. Σχ. 9/18: Σύσφιγξη με συνδυασμό έκκεντρου και προσδετήρα Σχ. 9/20: Παράκυκλος C 4. Ελαστικά στοιχεία σύσφιγξης Σχ. 9/19: Σύσφιγξη με χρήση ελατηρίου θλίψης 9.3.3 Στοιχεία ασφάλισης ιδιοσυσκευών Στις ιδιοσυσκευές χρησιμοποιούνται μερικά στοιχεία που έχουν σκοπό να συγκρατούν και να ασφαλίζουν διάφορα μέρη της ιδιοσυσκευής στην επιθυμητή για την κάθε περίπτωση θέση κατεργασίας. Τα στοιχεία αυτά χρησιμεύουν κατά κύριο λόγο για την ασφάλιση, στην επιθυμητή θέση κατεργασίας, γεφυρών, κλαπέτων και άλλων στοιχείων σύσφιγξης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή, καθώς και για την ασφάλιση στοιχείων καθοδήγησης του κοπτικού εργαλείου. Ο κύριος σκοπός των στοιχείων ασφάλισης είναι να διευκολύνουν τη διαδικασία εναπόθεσης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή και αφαίρεσης της εργασίας από την ιδιοσυσκευή με στόχο την ελάττωση του χρόνου σύσφιγξης και αποσύσφιγξης της εργασίας (νεκρός, μη παραγωγικός χρόνος). Σχ. 9/21: Κλαπέτο 2. Πλάκες bayonet Η ασφάλιση με τη βοήθεια πλάκας bayonet επιτυγχάνεται με τον ακόλουθο τρόπο: Η πλάκα bayonet τοποθετείται στο σώμα της ιδιοσυσκευής με τρόπο ώστε οι κεφαλές των κοχλιών Allen να εφαρμόζουν στις σχιστές οπές της πλάκας. Περιορισμένη περιστροφή της πλάκας (δεξιόστροφη περιστροφή στην περίπτωση της πλάκας του σχ. 9/22) έχει ως αποτέλεσμα τη συγκράτηση της πλάκας στο σώμα της ιδιοσυσκευής. Ακολουθεί σύσφιγξης της εργασίας με τη βοήθεια του χειρομοχλού του κοχλία σύσφιγξης.
110 τέτοιον τρόπο ώστε να είναι δυνατή μερική περιστροφή τους με κέντρο τον οφθαλμό του κοχλία (σχ. 9/24). Σχ. 9/24: Ασφάλιση ιδιοσυσκευής με οφθαλμοκοχλία και κυλινδρικό περικόχλιο με ρίκνωση Σχ. 9/22: Ιδιοσυσκευή με πλάκα bayonet 3. Κοχλίες με κεφαλή Τ Κλαπέτα και γέφυρες μπορούν να συγκρατηθούν κατάλληλα στη θέση τους στο σώμα ιδιοσυσκευών με τη βοήθεια κοχλιών με κεφαλή Τ (σχ. 9/23). Έτσι, για τη σύσφιγξη και την αποσύσφιγξη των κλαπέτων και των γεφυρών αρκεί μόνο απλή περιστροφή του κοχλία κατά ένα τέταρτο της στροφής (δεξιόστροφη περιστροφή του κοχλία κατά ένα τέταρτο της στροφής για σύσφιγξη και αριστερόστροφη περιστροφή του κοχλία κατά ένα τέταρτο της στροφής για αποσύσφιγξη). 5. Καστάνιες ασφάλισης Οι καστάνιες ασφάλισης, που χρησιμοποιούνται συνήθως στις ιδιοσυσκευές, μπορεί να έχουν μια από τις δύο μορφές που φαίνονται στο σχήμα 9/25. Τα στοιχεία αυτά υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία ολικής σκλήρυνσης. Σχ. 9/25: Καστάνιες ασφάλισης ιδιοσυσκευών Σχ. 9/23: Ασφάλιση ιδιοσυσκευής με κοχλία Τ 4. Οφθαλμοκοχλίες Αρκετά συχνά η ασφάλιση της ιδιοσυσκευής για κατεργασία επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ενός ή και περισσότερων οφθαλμοκοχλιών (με περικόχλιο - πεταλούδα ή περικόχλιο με ρίκνωση), που εδράζονται με τη βοήθεια πείρου στο σώμα της ιδιοσυσκευής. Η έδρασή τους στο σώμα της ιδιοσυσκευής γίνεται με 6. Χειρομοχλοί με εκκεντρότητα για σύσφιγξη και ασφάλιση Με τα στοιχεία αυτά επιτυγχάνεται ταυτόχρονα τόσο η σύσφιγξη της εργασίας στην ιδιοσυσκευή όσο και η ασφάλιση της ιδιοσυσκευής, ώστε να μπορεί να αρχίσει η κατεργασία της εργασίας. Στο σκοπό αυτό χρησιμεύει κατάλληλο σκέλος με εκκεντρότητα στο άκρο του χειρομοχλού και αντίστοιχος πείρος που κοχλιώνεται σταθερά σε κατάλληλη θέση στο σώμα της ιδιοσυσκευής (σχ. 9/26) Σχ. 9/26: Χειρομοχλός με εκκεντρότητα για σύσφιγξη ασφάλιση
111 9.4 Εναπόθεση της εργασίας στην ιδιοσυσκευή Μια ιδιοσυσκευή δυνατό να προορίζεται να συγκρατεί ένα ή περισσότερα τεμάχια μιας ορισμένης εργασίας, σε ορισμένη προκαθορισμένη θέση. Η εναπόθεση και συγκράτηση οποιασδήποτε εργασίας σε οποιονδήποτε τύπο ιδιοσυσκευής διέπεται από την αρχή των έξι βαθμών ελευθερίας κίνησης ενός σώματος στο χώρο. Οι έξι βαθμοί ελευθερίας κίνησης ενός σώματος στο χώρο μπορούν να παρασταθούν στο τρισορθογώνιο τριαξονικό σύστημα συντεταγμένων, όπως φαίνεται στο σχήμα 9/27. Κάθε σώμα που βρίσκεται ελεύθερο στο χώρο έχει έξι δυνατότητες κίνησης. Οι δυνατότητες αυτές κίνησης του κάθε σώματος χαρακτηρίζονται ως οι έξι βαθμοί ελευθερίας κίνησης ενός σώματος και είναι οι ακόλουθοι: 1 Ευθύγραμμη κίνηση του σώματος κατά μήκος του άξονα Χ 2 Ευθύγραμμη κίνηση του σώματος κατά μήκος του άξονα Υ 3 Ευθύγραμμη κίνηση του σώματος κατά μήκος του άξονα Ζ 4 Περιστροφή του σώματος γύρω από τον άξονα Χ 5 Περιστροφή του σώματος γύρω από τον άξονα Υ 6 Περιστροφή του σώματος γύρω από τον άξονα Ζ. αντιστηρίγματα είτε με τις δυνάμεις τριβής που είναι δυνατό να αναπτυχθούν μεταξύ των επιφανειών εναπόθεσης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή και των επιφανειών σύσφιγξης της εργασίας. Σχ. 9/28: Περιορισμός των έξι βαθμών ελευθερίας κίνησης στον ανεξάρτητο σφιχτήρα. Σχ. 9/29: Περιορισμός των έξι βαθμών ελευθερίας κίνησης στη συγκράτηση εργασίας σε πλάκα. Σχ. 9/27: Οι έξι βαθμοί ελευθερίας κίνησης ενός σώματος στο χώρο Αυτό που ενδιαφέρει ιδιαίτερα στην κατασκευή ιδιοσυσκευών είναι η αποτελεσματικότητά τους να περιορίζουν τους έξι βαθμούς ελευθερίας κίνησης της εργασίας και να συγκρατούν την εργασία σταθερά και με ακρίβεια στην προκαθορισμένη θέση κατεργασίας. Ο περιορισμός της κίνησης της εργασίας σε σχέση με την ιδιοσυσκευή επιτυγχάνεται είτε με 9.4.1 Οδηγοί καθοδήγησης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή Οι οδηγοί καθοδήγησης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή εφαρμόζονται με τέτοιον τρόπο στην ιδιοσυσκευή, ώστε η καθοδήγηση της εργασίας να επιτυγχάνεται με εκμετάλλευση είτε της εξωτερικής είτε της εσωτερικής μορφής της εργασίας. Οι αποστάσεις μεταξύ των οδηγών αυτών πρέπει να είναι αρκετά μεγάλες (σε σχέση με τις διαστάσεις της εργασίας), ώστε να εξασφαλίζεται σταθερή ακρίβεια τοποθέτησης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή. Η καθοδήγηση εργασιών με ακατέργαστες επιφάνειες επιτυγχάνεται συνήθως με εκμετάλλευση μιας ή το πολύ δύο πλευρών τους που ακουμπούν σε σταθερούς οδηγούς καθοδήγησης. Οι υπόλοιπες επιφάνειες της εργασίας είτε δεν ακουμπούν πουθενά ή ακουμπούν σε κινητούς οδηγούς (βλέπε σχ. 9/30)
112 9.4.2 Ασφάλιση έναντι εσφαλμένης εναπόθεσης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή Σχ. 9/30: Ιδιοσυσκενή για τη συγκράτηση εργασίας με βάση την εξωτερική μορφή της εργασίας Επίπεδοι οδηγοί από χάλυβα που κοχλιώνονται ή καρφώνονται στο σώμα της ιδιοσυσκευής προσφέρουν ικανοποιητική ακρίβεια καθοδήγησης ιδιαίτερα σε εργασίες με λεπτό πάχος (σχ. 9/31). Εσφαλμένη εναπόθεση της εργασίας στην ιδιοσυσκευή έχει ως αποτέλεσμα την κατεργασία της εργασίας σε σημεία που δεν πρέπει και επομένως την αχρήστευση της εργασίας. Το ανεπιθύμητο αυτό ενδεχόμενο αποκλείεται με τη βοήθεια ειδικών ασφαλιστικών πείρων που εφαρμόζονται στην κατάλληλη θέση στο σώμα της ιδιοσυσκευής. Οι πείροι αυτοί εμποδίζουν τη λανθασμένη εναπόθεση της εργασίας στην ιδιοσυσκευή. Οι ασφαλιστικοί πείροι εφαρμόζονται σε θέσεις όπου η εργασία έχει κανάλια, σφηνόδρομους ή προεξοχές, που βρίσκονται σε ασύμμετρη θέση σε σχέση με τις διαστάσεις της εργασίας, έτσι που να αποκλείεται το ενδεχόμενο η εργασία να τοποθετηθεί ανάποδα στην ιδιοσυσκευή (σχ. 9/33) Εργασία Σχ. 9/31: Επίπεδοι οδηγοί για την καθοδήγηση εργασίας με λεπτό πάχος στην ιδιοσυσκευή. Οι πείροι καθοδήγησης της εργασίας στις ιδιοσυσκευές χρησιμοποιούνται πολύ πλατιά, γιατί η κατασκευή τους είναι εύκολη και το κόστος τους χαμηλό. Τοποθετούνται με τέτοιον τρόπο στην ιδιοσυσκευή, ώστε οι επιφάνειες της εργασίας να εφάπτονται στην επιπεδωμένη επιφάνεια των πείρων καθοδήγησης. Στο πάνω μέρος η επιπεδωμένη επιφάνεια είναι λοξοτμημένη, ώστε να διευκολύνεται η εναπόθεση της εργασίας στην ιδιοσυσκευή (σχ. 9/32). Σχ. 9/33: Ασφαλιστικοί πείροι σε ιδιοσυσκευή-ασφάλιση έναντι εσφαλμένης εναπόθεσης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή Η εσφαλμένη εναπόθεση της εργασίας στην ιδιοσυσκευή αποφεύγεται είτε με τη δημιουργία κατάλληλης θέσης εναπόθεσης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή είτε με την εφαρμογή ειδικών ασφαλιστικών πείρων στην ιδιοσυσκευή. Σχ. 9/32: Πείροι καθοδήγησης της εργασίας στην ιδιοσυσκευή
113 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ: 1. Κατονομάστε τα βασικά στάδια κατεργασίας και τα βοηθητικά στάδια κατεργασίας, που είναι απαραίτητα για τη διαμόρφωση των ημικατεργασμένων μεταλλικών υλικών με μηχανική κοπή στο μηχανουργείο, με σκοπό τη μεταποίησή τους σε στοιχεία μηχανών. 2. Ορίστε την έννοια «ιδιοσυσκευή» και εξηγήστε τη χρησιμότητα των ιδιοσυσκευών στην ομαδική και μαζική παραγωγή μηχανολογικών προϊόντων. 3. Γράψετε τους παράγοντες που καθορίζουν αποφασιστικά κατά πόσο επιβάλλεται η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευής ή όχι στην παραγωγή ορισμένου αριθμού τεμαχίων ενός συγκεκριμένου στοιχείου μηχανής. 4. Να αναφέρετε 5 πλεονεκτήματα που προσφέρει η χρησιμοποίηση ιδιοσυσκευών στην ομαδική και μαζική παραγωγή μηχανολογικών προϊόντων. 5. Κατονομάστε τις ιδιοσυσκευές που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση με μηχανική κοπή. 6. Στα πιο κάτω σχήματα φαίνονται ιδιοσυσκευές διάνοιξης οπών στα δράπανα. Γράψετε τον τύπο της κάθε ιδιοσυσκευής. 7. Αναγνωρίστε την πιο κάτω ιδιοσυσκευή και γράψετε τα πλεονεκτήματα που μας προσφέρει με τη χρησιμοποίησή της Εργασίες (σύνολο 8) 8. Γράψετε το σκοπό που εξυπηρετούν οι ιδιοσυσκευές τόρνευσης. 9. Κατονομάστε 4 μέσα συγκράτησης της εργασίας κατά την τόρνευση, που αποτελούν συνήθη εξοπλισμό για κάθε τόρνο γενικής χρήσης. 10. Να αναφέρετε 3 τύπους εργαλειοφόρων ιδιοσυσκευών. 11. Κατονομάστε τα διάφορα στοιχεία κατασκευής ιδιοσυσκευών. 12. (α) Πόσες δυνατότητες κίνησης (βαθμοί ελευθερίας) έχει ένα σώμα που βρίσκεται ελεύθερο στο χώρο; (β) Να αναφέρετε μιαν ιδιοσυσκευή που περιορίζει τους έξι βαθμούς ελευθερίας κίνησης της εργασίας. (α) (β) (γ)