Приспособлениями в машиностроении называются вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций механической обработки, сборки или контроля. Наибольшую группу (около 70%) составляют приспособления для механической обработки заготовок на станках.

Применение станочных приспособлений позволяет: надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением ее жесткости в процессе обработки; стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего; повысить производительность труда в результате механизации приспособления; облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность; расширить технологические возможности оборудования; применять технически обоснованные нормы времени.

При проектировании приспособлений исходят из следующих основных принципов:

- предельная простота конструкции и, обоснование любого усложнения;

- высокая прочность, жесткость и устойчивость упругой системы конструкции достигается не увеличением массы, а применением более качественных материалов и подбором наиболее эффективных форм деталей и конструкции в целом;

- соблюдение принципа агрегатирования и применение предпочтительных размеров, стандартизованных, унифицированных и нормализованных составных частей и элементов деталей, применение оригинальных деталей и узлов обосновывается;

- тщательное изучение, анализ всех исходных материалов и поиск аналогичных конструкций перед началом проектирования;

- учет минимума затрат на обслуживание и ремонты, удобство и безопасность работы.

Для проектирования приспособления требуются следующие исходные данные:

- чертеж и технические требования на деталь;

- операционный эскиз заготовки, операции или перехода;

- справочная литература, стандарты и заводские нормали;

- основные размеры станка и его характеристика.

Процесс проектирования приспособлений состоит из ряда последовательных этапов [17]:

1) Изучают чертеж изделия, содержание и структуру технологической операции; разрабатывают схемы базирования и закрепления изделия, схемы наладки, изучают характеристики станка, на котором планируется обработка, выбирают способ и подвод режущего инструмента, охлаждающей жидкости; выбирают механизированные средства установки изделия (при массе более
20 кг). Учитывают тип производства, положение рабочего относительно оборудования и приспособления, размер партии изделий и пр. Анализируя чертеж обрабатываемой детали, выделяют поверхности, обрабатываемые в проектируемом приспособлении, технологические базы, поверхности под зажимные элементы; изучают форму, размеры, координаты взаимного расположения поверхностей (осей), требования к точности и шероховатости обработки.

2) Проводят обзор и анализ существующих конструкций, используемых для аналогичных работ; уточняют схемы базирования и закрепления; рассчитывают силы резания и зажима; выбирают места приложения силы зажима; определяют и выбирают типы и размеры установочных элементов, их число и взаимные положения.

3) Выбирают тип зажимного устройства и его привода и определяют его основные параметры с учетом заданного времени на установку.

4) Определяют типы и размеры элементов для направления и контроля положения режущего инструмента.

5) Определяют конструкции и размеры вспомогательных элементов и устройств. Выполняют эскизную разработку вариантов общего вида приспособления.

6) Уточняют параметры выбранного варианта конструкции приспособления. При этом уточняют размеры деталей, допуски соединений, пространственное расположение поверхностей и осей. Составляют кинематические, электрические, пневматические и другие схемы.

7) После отработки схемы приспособления выбирают и обосновывают параметр для расчета его на точность.

8) Выполняют расчет на точность приспособления по выбранному параметру, заканчивая его разбивкой значения расчетного параметра на допуски размеров приспособления, входящих в размерную цепь.

9) Выполняют силовой расчет и расчеты на прочность. Силовой расчет должен иллюстрироваться схемой с указанием сил обработки и зажима, реакций опор, сил трения, действующих моментов, плеч действия сил и других данных, необходимых для определения потребных сил зажима. Заканчивают силовой расчет расчетом зажимного устройства и привода приспособления. Для расчета на прочность выбирают одну-две наиболее нагруженные детали приспособления. Расчет осуществляется по общепринятым методикам курсов сопротивления материалов и деталей машин.

10) Выполняют графическое оформление общих видов (сборочных чертежей) конструкции приспособления.

11) Окончательно отрабатывают конструкцию, графическое оформление рабочих чертежей общих видов или сборочных. На чертеже общего вида приспособления следует приводить: технические условия его сборки и эксплуатации с указанием точности в собранном виде по выбранным параметрам; обработки в сборе, для обеспечения заданной точности (в случае необходимости); виды покраски и других покрытий; периодичность контрольных осмотров и проверок точности; порядок и правила ухода за приспособлением (очистка, смазывание, замена элементов, хранение); требования к установке на станке и регулировке и др.

При проектировании приспособлений рекомендуется использовать справочную литературу [17], [18].