RU203174U1

RU203174U1 - Универсальная оснастка для базирования и закрепления тонкостенной неметаллической детали

Info

Publication number: RU203174U1
Application number: RU2020134929U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Вячеславович Быканов; Константин Витальевич Змеу
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-03-24

Abstract

Полезная модель относится к области технологической оснастки и может быть использована для базирования и закрепления тонкостенных неметаллических деталей на рабочем столе обрабатывающего оборудования. Оснастка содержит прямоугольную раму, выполненную из параллельных продольных направляющих, связанных между собой поперечными ребрами, на которых вертикально установлены стойки с возможностью их заданного позиционирования на площади рамы и имеющие элементы для базирования, выполненные с возможностью закрепления на них детали. При этом каждый из элементов для базирования выполнен в форме сферы из металла с возможностью магнитного взаимодействия с магнитами для фиксации детали и расположен на конце подвижной штанги, которая посредством шарнирного механизма установлена на соответствующей стойке с возможностью перемещения по ней и поворотов относительно нее с обеспечением перемещения элементов для базирования в трех измерениях. Использование полезной модели расширяет технологические возможности оснастки и упрощает ее переналадку. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована для базирования и закрепления тонкостенных неметаллических деталей (например, детали планеров летательных аппаратов, выполненных из полимерных композитных материалов) на рабочем столе обрабатывающего оборудования (например, рабочий стол роботизированной ячейки гидроабразивной резки).

Известна универсальная крепежная оснастка тонкостенных неметаллических деталей, содержащая расположенное в горизонтальной плоскости основание с установленными на нем вертикальными стойками, в верхней части каждой из которых с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении размещен держатель обтекаемой формы, выполненный из металла (см. патент РФ № 2666651, МПК B23Q 1/25, B25B 11/00, дата публикации 11.09.2018).

Недостатками известного решения являются:

− каждая из стоек выполнена с возможностью перемещения только вдоль вертикальной оси, и площадь опирания детали ограничена поверхностью вакуумной присоски;

− расположение вертикальных стоек на основании фиксированное, что значительно сужает функциональные возможности, т.к. в случае изменения расстояния между стойками или увеличения их количества придется переделывать существующую конструкцию или изготавливать новую;

− конструктивная сложность устройства, в котором для перемещения и фиксации держателя в заданном положении используют пневмоцилиндры, пневматические линейные приводы и пневматические тормоза.

В качестве ближайшего аналога принята универсальная оснастка для базирования и закрепления тонкостенной неметаллической детали, содержащая прямоугольную раму, выполненную из параллельных продольных направляющих, связанных между собой поперечными ребрами, верхние грани которых расположены в одной горизонтальной плоскости, жесткие стойки, установленные вертикально на поперечных ребрах с возможностью их заданного позиционирования на площади прямоугольной рамы, и элементы для базирования, размещенные на стойках и выполненные с возможностью закрепления на них детали, при этом каждая из стоек снабжена основанием, выполненным в виде пластины, на плоскости которой, обращенной в сторону поперечных ребер, выполнены выступы с зазором между ними, соответствующим ширине упомянутых ребер с возможностью установки основания на ребро и его снятия с ребра, причем обращенные друг к другу стороны выступов выполнены плоскими и параллельными между собой, в каждом поперечном ребре выполнены шпоночные пазы круглой формы с возможностью размещения в них шпонок, а в выступе с одной стороны каждого основания выполнено сквозное отверстие на уровне, обеспечивающем его совмещение со шпонками для ориентации и закрепления упомянутых стоек на ребрах (см. патент РФ № 2620524, МПК B23Q 1/25, B23Q 3/02, дата публикации 26.05.2017).

Существенным недостатком ближайшего аналога является необходимость изготовления нескольких комплектов стоек разной длины с разной формой установочных накладок из-за следующих факторов:

− форма и ориентация в пространстве поверхности опирания установочных накладок остается неизменной, сложно адаптировать их для разных деталей, следовательно придется изготавливать несколько типоразмеров;

− «рабочая» площадь каждой из стоек ограничена установочными накладками;

− фиксированная длина стоек подразумевает необходимость изготовления и наличия набора стоек различной протяженности, при этом разница в высоте стоек может быть минимальной;

− необходимо продумать и обеспечить оптимальное расположение гибкого трубопровода относительно всех стоек;

− конструктивная сложность устройства (наличие гибкого шланга, гибкого трубопровода, системы вакуумирования и вакуум-насоса), обусловленная использованием вакуума для базирования и закрепления детали.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка универсальной крепежной оснастки, которая не требует предварительного изготовления нескольких типоразмеров стоек с установочными накладками.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в возможности быстрой и удобной корректировки положения элементов для базирования относительно жестких стоек не только на предварительном этапе, но и в процессе базирования и закрепления детали, обеспечивающей расширение функциональных возможностей.

Поставленная задача решается тем, что универсальная оснастка для базирования и закрепления тонкостенной неметаллической детали, содержащая прямоугольную раму, выполненную из параллельных продольных направляющих, связанных между собой поперечными ребрами, верхние грани которых расположены в одной горизонтальной плоскости, жесткие стойки, установленные вертикально на поперечных ребрах с возможностью их заданного позиционирования на площади прямоугольной рамы, и элементы для базирования, размещенные на стойках и выполненные с возможностью закрепления на них детали, при этом каждая из стоек снабжена основанием, выполненным в виде пластины, на плоскости которой, обращенной в сторону поперечных ребер, выполнены выступы с зазором

между ними, соответствующим ширине упомянутых ребер с возможностью установки основания на ребро и его снятия с ребра, причем обращенные друг к другу стороны выступов выполнены плоскими и параллельными между собой, в каждом поперечном ребре выполнены шпоночные пазы круглой формы с возможностью размещения в них шпонок, а в выступе с одной стороны каждого основания выполнено сквозное отверстие на уровне, обеспечивающем его совмещение со шпонками для ориентации и закрепления упомянутых стоек на ребрах, отличается тем, что каждый из элементов для базирования выполнен в форме сферы из металла с возможностью магнитного взаимодействия с магнитами для фиксации детали, при этом каждый из упомянутых элементов расположен на конце подвижной штанги, которая посредством шарнирного механизма установлена на соответствующей стойке с возможностью перемещения по ней и поворотов относительно нее с обеспечением перемещения элементов для базирования в трех измерениях.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы полезной модели решают следующие функциональные задачи.

Признак, указывающий, что «каждый из элементов для базирования выполнен в форме сферы из металла с возможностью магнитного взаимодействия с магнитами для фиксации детали» позволяет закрепить на нем неметаллическую деталь с помощью магнита и обеспечивает одинаковую поверхность опирания независимо от расположения элемента для базирования.

При этом можно варьировать площадь опирания (и как следствие удельную нагрузку) за счет изменения диаметра элемента для базирования.

Признак, указывающий, что «при этом каждый из упомянутых элементов расположен на конце подвижной штанги, которая посредством шарнирного механизма установлена на соответствующей стойке с возможностью перемещения по ней и поворотов относительно нее с обеспечением перемещения элементов для базирования в трех измерениях» обеспечивает возможность быстрой и удобной корректировки его положения относительно соответствующей жесткой стойки.

При этом возможность перемещения элемента для базирования в горизонтальной плоскости увеличивает «рабочую» площадь стойки, что позволяет увеличить расстояние между стойками либо уменьшить их количество, а возможность перемещения элемента для базирования по вертикали позволяет «нарастить» высоту стойки с высокой точностью и тем самым сократить количество их типоразмеров.

На фиг.1 изображен общий вид универсальной крепежной оснастки на этапе базирования детали.

На фиг.2 изображен узел закрепления стойки на поперечном ребре:

а – общий вид;

б – вертикальный разрез.

На фиг.3 изображен общий вид стойки с установленным на ней элементом для базирования.

На чертежах показаны тонкостенная неметаллическая деталь 1, продольные направляющие 2 и поперечные ребра 3 прямоугольной рамы, жесткие стойки 4, элементы для базирования 5, основания 6 стоек 4 с выступами 7, зазоры 8 между выступами 7, шпоночные пазы круглой формы 9 поперечных ребер 3, шпонки 10, сквозное отверстие круглой формы 11 выступа 7, стопорные винты 12 и 13, шарнирные механизмы 14 с храповым замком и подвижные штанги 15 стоек 4.

Прямоугольная рама размещена на рабочем столе обрабатывающего оборудования (на чертежах не показан) и состоит из параллельных продольных направляющих 2, связанных между собой поперечными ребрами

3, верхние грани которых расположены в одной горизонтальной плоскости, притом в каждом поперечном ребре 3 выполнены шпоночные пазы 9 с размещенными в них шпонками 10.

Жесткие стойки 4 установлены вертикально на поперечных ребрах 3.

На верхнем конце каждой стойки 4 в храповом замке шарнирного механизма 14 размещена подвижная штанга 15, один конец которой снабжен элементом для базирования 5, выполненным из металла в форме сферы. При этом за счет изменения свободной длины подвижной штанги 15, а также ее поворота относительно соответствующей стойки 4 с помощью шарнирного механизма 14 обеспечивается возможность перемещения элемента для базирования 5 в трех измерениях. Также шарнирный механизм 14 выполнен с возможностью перемещения вдоль стойки 4 и его положение фиксируется с помощью стопорного винта 13.

Каждая из стоек 4 снабжена основанием 6, выполненным в виде пластины, на плоскости которой, обращенной в сторону поперечных ребер 3, выполнены выступы 7 с зазором 8 между ними, соответствующим ширине упомянутых ребер 3 с возможностью установки основания 6 на ребро 3 и его снятия с ребра 3.

Кроме того, в одном из выступов 7 каждого основания 6 выполнено сквозное отверстие круглой формы 11 на уровне, обеспечивающем его совмещение со шпонками 10 для ориентации и закрепления упомянутых стоек 4 на ребрах 3, а обращенные друг к другу стороны выступов 7 выполнены плоскими и параллельными между собой.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Предварительно намечают положение тонкостенной неметаллической детали 1 с известной формой и размерами относительно прямоугольной рамы.

Далее максимально близко к установленным координатам вертикально закрепляют жесткие стойки 4 на поперечных ребрах 3.

Для каждой стойки 4 устанавливают основание 6 таким образом, чтобы ребро 3 оказалось в зазоре 8 между выступами 7 и их сквозное отверстие 11 было совмещено со шпонкой 10, расположенной в шпоночном пазе 9 упомянутого ребра 3, затем фиксируют положение стойки 4 с помощью стопорного винта 12.

Потом для каждой стойки 4 с помощью стопорного винта 13 разжимают шарнирный механизм 14 с храповым замком и за счет перемещения подвижной штанги 15 и/или шарнирного механизма 14 двигают элемент для базирования 5 в заданную точку в пространстве и фиксируют положение с помощью стопорного винта 13.

После установки всех элементов для базирования 5 в проектное положение на них базируют тонкостенную неметаллическую деталь 1, при необходимости корректируют положение элементов для базирования 5 по вышеуказанному алгоритму.

Далее закрепляют тонкостенную неметаллическую деталь 1, для чего над ней и элементами для базирования 5 размещают магниты (на чертежах не показаны), которые фиксируют положение тонкостенной неметаллической детали 1 относительно рабочего стола.

На заключительном этапе осуществляют необходимые технологические операции и снимают тонкостенную неметаллическую деталь 1 с универсальной крепежной оснастки, для чего проводят процедуру в обратном порядке.

Claims

Универсальная оснастка для базирования и закрепления тонкостенной неметаллической детали, содержащая прямоугольную раму, выполненную из параллельных продольных направляющих, связанных между собой поперечными ребрами, верхние грани которых расположены в одной горизонтальной плоскости, жесткие стойки, установленные вертикально на поперечных ребрах с возможностью их заданного позиционирования на площади прямоугольной рамы, и элементы для базирования, размещенные на стойках и выполненные с возможностью закрепления на них детали, при этом каждая из стоек снабжена основанием, выполненным в виде пластины, на плоскости которой, обращенной в сторону поперечных ребер, выполнены выступы с зазором между ними, соответствующим ширине упомянутых ребер с возможностью установки основания на ребро и его снятия с ребра, причем обращенные друг к другу стороны выступов выполнены плоскими и параллельными между собой, в каждом поперечном ребре выполнены шпоночные пазы круглой формы с возможностью размещения в них шпонок, а в выступе с одной стороны каждого основания выполнено сквозное отверстие на уровне, обеспечивающем его совмещение со шпонками для ориентации и закрепления упомянутых стоек на ребрах, отличающаяся тем, что каждый из элементов для базирования выполнен в форме сферы из металла с возможностью магнитного взаимодействия с магнитами для фиксации детали, при этом каждый из упомянутых элементов расположен на конце подвижной штанги, которая посредством шарнирного механизма установлена на соответствующей стойке с возможностью перемещения по ней и поворотов относительно нее с обеспечением перемещения элементов для базирования в трех измерениях.