Metody konstruowania przy wykorzystaniu zespołów zunifikowanych i znormalizowanych

Zasady unifikacji i normalizacji znajdują zastosowanie przy konstruowaniu obrabiarek o jednakowej konstrukcji podstawowej (bazowej) różniących się parametrami pracy lub przeznaczeniem. Znanych jest kilka metod tworzenia konstrukcji zunifikowanych. Najczęściej w jednej konstrukcji wykorzystuje się w różnym stopniu wszystkie metody.

Metoda członowa polega na zestawianiu maszyn i urządzeń ze zunifikowanych członów (sekcji). Metoda ta znajduje zastosowanie m. in. w budowie różnego rodzaju przenośników (taśmowych, łańcuchowych, wałkowych, wózkowych, zaczepowych i in.) zestawianych w różnych układach i o różnych długościach.

Przykładem może być człon przenośnika piłowego służącego do przenoszenia wałków między stanowiskami automatycznej linii obrabiarek. Członowa konstrukcja podajnika stwarza możliwości uzyskania drogi transportowej o dowolnej długości, przy czym między poszczególnymi członami można ustawiać dodatkowe człony innych urządzeń, jak np. obrotnice i podnośniki. Każdy człon ma indywidualny napęd. Przenośnik może być przezbrojony w prosty sposób do przenoszenia wałków o różnych długościach, zawartych w określonym przedziale.

Metoda stopniowania wymiarów długościowych polega na wykorzystaniu w konstrukcjach pokrewnych elementów zunifikowanych o jednakowym przekroju poprzecznym lecz o różnych długościach, stopniowanych według określonego ciągu liczbowego. Jako przykłady szerokiego stosowania tej metody można wymienić stopniowanie długości łóż różnych obrabiarek (tokarek, frezarek i strugarek wzdłużnych, szlifierek i in.), wysokości stojaków, szerokości wieńców kół zębatych, skoków tłoków w cylindrach itp.

W metodzie konstrukcji pokrewnych punktem wyjścia do unifikacji jest konstrukcja podstawowa (bazowa), z której przez zamianę określonych zespołów lub przez uzupełnienie dodatkowymi zespołami uzyskuje się konstrukcje pokrewne o różnych cechach użytkowych (np. rozszerzenie lub zawężenie wykonywanych operacji, różny stopień automatyzacji, zmieniony zakres prędkości obrotowych wrzeciona itp.). Obrabiarki konstruowane w myśl tej metody tworzą tzw. rodzinę obrabiarek.

Zasady unifikacji rodziny tokarek kopiarek typu TGC 8. Konstrukcja podstawowa obejmuje te zespoły, które występują w każdej odmianie należącej do rodziny, a mianowicie: łoże, zespoły napędu wrzeciona (skrzynka przekładniowa z silnikiem, wrzeciennik), konik, suport kopiujący, suporty do podcięć, zespół do zamocowania wzornika (ława z dwoma konikami), płytę zderzakową, zespoły napędu posuwów i zespoły sterowania. Przez skojarzenie tych zespołów w określone układy konstrukcyjne otrzymuje się różne odmiany technologiczne tokarek kopiarek.

Podstawowymi odmianami tokarek kopiarek typu TGC 8 są:
— odmiana A, z rozdzielonym napędem wrzeciona (szybkobieżna), bez suportu do podcięć,
— odmiana B, z rozdzielonym napędem wrzeciona, z jednym suportem do podcięć,
— odmiana C, z rozdzielonym napędem wrzeciona, z dwoma suportami do podcięć,
— odmiana D, z nierozdzielonym napędem wrzeciona, bez suportu do podcięć,
— odmiana E, z nierozdzielonym napędem wrzeciona, z jednym suportem do podcięć.

W każdej odmianie jest przewidziany jeden suport do toczenia kopiowego, który może być ustawiony skośnie (pod kątem 60°) lub prostopadle do osi obrotu obrabianego wałka. W zależności od przewidywanych zadań obróbkowych suport kopiujący może być wyposażony w ślimak jednonożowy stały albo nastawny, bądź imak dwunożowy obrotowy (dwa noże — jeden do obróbki zgrubnej a drugi do wykończającej).

Poszczególne odmiany podstawowe mogą się różnić mocą silnika napędowego, zakresem prędkości obrotowych wrzeciona lub cyklami pracy suportów.

Z omówionego przykładu widać, że konstruowanie rodzin obrabiarek jest technicznie i ekonomicznie korzystne wtedy, gdy zachodzi duże podobieństwo technologiczne wykonywanych operacji, możliwych do zrealizowania w podobnym układzie roboczym obrabiarki. Dla poparcia tego twierdzenia posłużymy się jeszcze jednym przykładem unifikacji rodziny obrabiarek do uzębień kół zębatych walcowych o zębach prostych i śrubowych, o największej średnicy 200 mm i największym module 5 mm.

Rodzina składa się:
— z frezarki obwiedniowej bezdyferencjałowej typ ZFC 20,
— z wiórkarki krążkowej typ ZDC 20,
— z osełkownicy (gładzarki) obwiedniowej typ ZEC 20.

Metoda budowy składanej (zespołowej) polega na projektowaniu i składaniu obrabiarek o różnorodnych zadaniach obróbkowych z gotowych zespołów znormalizowanych.

Zespołem znormalizowanym nazywamy zespół konstrukcyjny spełniający określone zadania w obrabiarce, który może być stosowany jako powtarzalny w różnych obrabiarkach i którego główne wymiary (wymiary przyłączeniowe) i parametry, ważne ze względu na łączenie i współdziałanie z innymi zespołami, są znormalizowane.