close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
МОЗЫРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ
ТЕХНИКУМ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ОСНАСТКИ
Методические рекомендации
по выполнению
курсового проекта
специальности 2 - 36 01 01
«Технология машиностроения»
4 МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗДЕЛОВ ПРОЕКТА
В курсовом проекте по предмету «Проектирование технологической оснастки» на
основании чертежа детали и технологического процесса механической обработки
заданной детали конструируется станочное приспособление.
При разработке станочных приспособлений решаются следующие вопросы:
выбор конструкции и размеров установочных элементов приспособления;
определение величины необходимой зажимной силы; уточнение схемы и размеров
зажимного устройства; общая компоновка приспособления.
Для правильной разработки конкретного вопроса необходимо внимательно
изучить соответствующий раздел данного руководства, продумать возможные
варианты решения этого вопроса и, проконсультировавшись с руководителем проекта,
выполнить необходимые расчеты, обоснования и др.
После проверки правильности выполнения расчетов их необходимо оформить в
полном соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ЕСТД.
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Введение
Общий раздел
1.1Назначение и характеристика приспособления
1.2 Описание конструкции приспособления
1.3Техника безопасности при эксплуатации приспособления
Конструкторский раздел
2.1 Выбор способа базирования детали
2.2 Разработка принципиальной схемы приспособления
2.3 Расчет точности приспособления
2.4Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
2.5 Расчет зажимного механизма приспособления
2.6.Расчет детали приспособления на прочность
Заключение
4.1 Введение
На одном листе кратко излагают современные тенденции развития
технологии машиностроения. Характеризуют назначение технологической оснастки.
Освещают её роль в обеспечении технико-экономических показателей производства.
Указывают, по какой учебной дисциплине и на основании чего выполнен
проект, каковы цель выполненной работы и исходные данные для проектирования,
указывают степень внедрения и область использования решений проекта в
производстве.
4.2 Назначение и характеристика приспособления
Правильно сформулированное служебное назначение приспособления во
многом определяет его качество. Формулирование служебного назначения
приспособления основывается на качественном и количественном анализе исходной
информации об операции технологического процесса и условий, в которых будет
проектироваться приспособление.
Формулировка служебного назначения приспособления должна включать:
- число объектов, устанавливаемых в приспособление;
-габаритные размеры объекта;
-условия , в которых приспособление эксплуатируется.
Пример формулировки служебного назначения:
Разработанное фрезерное приспособление предназначено для фрезерования площадок
в корпусе подшипника на вертикально-фрезерном станке 6Р10 или аналогичном ему.
Приспособление является многоместным и позволяет одновременно обрабатывать
шесть заготовок, что значительно повышает производительность на операции.
Приспособление предназначено для крупносерийного производства.
После формулирования служебного назначения приспособления в
пояснительной записке необходимо привести техническую характеристику
приспособления по форме, приведенной ниже (отдельные характеристики будут
заполняться по мере выполнения расчетов).
Техническая характеристика приспособления
масса,кг
размер Т-образного паза в столе станка,мм
количество одновременно устанавливаемых заготовок
габаритные размеры,мм
точность выполняемого в приспособлении размера,квалитет
расчетное усилие зажима заготовки,Н
уровень стандартизации приспособления, проценты
зажимной механизм
периодичность проверки приспособления, мес.
группа сложности
Обслуживание и контроль приспособлений
Организация эксплуатации приспособлений является частью плановопредупредительного ремонта оснастки. Сюда же входят межремонтное обслуживание
и периодический контроль точности приспособления.
Межремонтному обслуживанию подлежат приспособления, не подвергаемые
периодической проверке, а также паспортизированные в период между проверками.
Данный вид обслуживания включает эксплуатационный уход, в состав которого
входят наружный осмотр, выявление неисправностей, технический надзор за
эксплуатацией.
Периодически проверяют приспособления, предназначенные для выполнения
ответственных операций, от которых зависят конечные размеры обрабатываемых
деталей. Периодичность проверок следует устанавливать в соответствии с
рекомендациями, приведенными в [антонюк 2011](с.142,табл.10.14)
Уровень стандартизации сконструированного приспособления
определяется по формуле :
У = С/О *100
где С – число стандартных деталей, шт;
О – общее число деталей приспособления, шт.
В основе функциональной взаимозаменяемости специальных
приспособлений, их деталей и сборочных единиц лежит принцип распределения на
несколько серий в зависимости от мощности привода оснащаемых станков и
габаритных размеров устанавливаемых заготовок. Специальные приспособления
одной серии отличаются взаимной увязкой типоразмерных рядов по каждому виду
приспособлений; единством установочных и ответственных присоединительных
размеров; единством конструктивных исполнений элементов базирования и
закрепления. Между сериями специальных приспособлений функциональная
взаимозаменяемость осуществляется дополнительным применением переходных
элементов.
Обозначение серии принимают по ширине а Т-образного паза[12] (таблица 5).
Специальное приспособление без Т-образных пазов, отнесенное к определенной
серии, должно иметь все основные параметры, принятые для данной серии. В
зависимости от вида работы установлены четыре серии специальных приспособлений:
10 для легких, 14 для средних, 18 для тяжелых и 22 для более тяжелых работ.
4.3 Описание конструкции приспособления
В качестве аналогов могут быть использованы типовые конструкции, а так же
конструкции приспособлений из технической и справочной литературы.
Сборочный чертеж выполняется в карандаше или на графопостроителе на листе
формата А1 (АЗ или А4 по согласованию с руководителем проекта). На основные
детали и составные части приспособления составляется спецификация, которая
помещается в приложении расчетно-пояснительной записки.
Дается подробное описание работы приспособления, включая все стадии
установки и закрепления заготовки.
На основании анализа типовых конструкций станочных приспособлений:
-охарактеризовать установочные и зажимные элементы приспособления, принятые для
базирования и закрепления данной детали, их количество и способы установки
(крепления) в приспособлении (с указанием позиций по сборочному чертежу
приспособления);
-описать принятые элементы проектируемого приспособления для направления
режущего инструмента, их количество и способы крепления в приспособлении (с
указанием позиций по сборочному чертежу приспособления);
-описать имеющиеся в конструкции проектируемого приспособления делительные,
поворотные и вспомогательные устройства (с указанием позиций по сборочному
чертежу приспособления);
-описать применяемый привод и принцип работы приспособления (с указанием
позиций по сборочному чертежу приспособления);
-охарактеризовать конструкцию корпуса (с указанием позиций по сборочному
чертежу приспособления) и принятый способ базирования и крепления
приспособления на станке.
Пример описания устройства и работы приспособления
Проектируемая оснастка является специальным станочным приспособлением.
Корпус приспособления 1 имеет выполненное под режущий инструмент окно,
исключающее возможность повреждения корпуса и облегчающее удаление
металлической стружки. На корпусе неподвижно закреплены 6 опорных штырей 2,
лишающие заготовку всех степеней свободы. В состав приспособления входит
кондуктор 3, укладываемый на заготовку и исключающий ее предварительную
разметку. Фиксирование заготовки с кондуктором производится тремя винтовыми
зажимами 4, 5 и 6, являющимися элементарными зажимами со сферической точкой
контакта с заготовкой.
На наружной поверхности корпуса имеются два отверстия М… для
закрепления болтами на рабочем столе станка.
Приспособление функционирует следующим образом. Корпус приспособления 1 с
помощью двух болтов М… крепится к рабочему столу сверлильного станка.
Винтовые зажимы 4,5,6 предварительно отводятся в крайнее открытое положение,
и заготовка подводится вручную до полного соприкосновения базовых поверхностей с
опорными штырями 2. Заготовка фиксируется зажимами 4,5 в горизонтальной
плоскости. Затем на заготовку накладывается кондуктор 3 и фиксируется вместе с
заготовкой в вертикальной плоскости зажимом 6.
Снятие
заготовки
производится,
соответственно,
в
обратной
последовательности.
Для демонтажа приспособления необходимо отвернуть болты М…,
закрепляющие корпус на столе станка.
Для правильной работы приспособления необходимо:
– убедиться в отсутствии посторонних предметов и загрязнений между
корпусом приспособления и станком;
– убедиться в отсутствии посторонних предметов и загрязнений в рабочем
окне корпуса приспособления;
– убедиться в отсутствии зазора и свободного хода приспособления
относительно рабочего стола сверлильного станка.
4.4 Техника безопасности при эксплуатации приспособления
В данном пункте пояснительной записки кратко изложить требования по технике
безопасности при эксплуатации данного станочного приспособления на основании
рекомендаций, приведенных ниже.
Общие требования безопасности к станочным приспособлениям (СП).
1. Наружные элементы конструкции СП не должны иметь поверхностей с
неровностями (острые кромки, углы и др.), представляющими источник опасности,
если их наличие не вызывается функциональным назначением. Радиусы скруглений,
размеры фасок наружных поверхностей должны быть не менее 1 мм (если они не
оговорены особо).
2.Конструктивные элементы СП, выходящие за габариты стола станка, не должны
препятствовать работе станка и доступу к органам управления.
3.Параметры шероховатости наружных поверхностей вращения патронов,
оправок, планшайб и других приспособлении не должны превышать Ra 1,25 по ГОСТ
2789—73* (СТ СЭВ 638-77).
4.Способ соединения СП со станком и со сменными наладками должен исключать
возможность самопроизвольного ослабления крепления, а также смещении СП и
сменных наладок в процессе эксплуатации.
5.Вращающиеся СП подвергаются обязательной статической и динамической
балансировкам.
6.Установку в СП пружин сжатия с отношением высоты пружины к ее наружному
диаметру более 2,5 следует осуществлять с применением специальных гильз, оправок
и т. п.
7.Конструкция СП должна обеспечивать свободное или принудительное удаление
СОЖ и стружки, а также отсос загрязненного воздуха из зоны обработки, если в
рабочей зоне возможно появление вредных аэрозолей, газов, концентрация которых
превышает нормы, установленные ГОСТ 12.1.005—76.
8.Должна обеспечиваться безопасность установки и снятия заготовок,
устраняющая возможность их самопроизвольного падения на опоры. Если масса
заготовки превышает 12 кг, следует предусмотреть свободную закладку и съем
стропов, клещей и других захватных устройств грузоподъемных механизмов.
9.СП массой до 16 кг должны иметь конструктивные элементы для безопасной и
удобной их установки и снятия вручную. СП массой более 16 кг должны иметь цапфы,
рым-болты, такие СП устанавливаются и снимаются грузоподъемными механизмами.
10.В СП с механизированными; зажимными устройствами максимальный
гарантированный зазор для установки заготовок не должен превышать 5 мм, чтобы
исключить защемления рук рабочего.
11.В конструкции СП должна предусматриваться возможность периодического
смазывания всех трущихся поверхности с помощью смазочных каналов, отверстии,
масленок и др. Масленки должны быть легкодоступными, надежно закрепленными и
окрашенными в отличный от приспособления цвет (см. ГОСТ 12.4.026— —76*).
Указатели уровня и потока масла должны быть удобными для обозрения. Предельная
высота от уровня иола (рабочей площадки) до места для ручной заливки масла — не
более 1800 мм для масленок и 1500 мм — для резервуаров.
12.Не допускается уплотнение краской, лаком и подобными средствами
устройств, которые периодически вскрываются при регулировке и наладке (крышки,
лючки и др.).
Требования к зажимным механизмам приспособлений.
1. Усилия закрепления заготовок (если они не установлены стандартами) берутся
с коэффициентом запаса К — 2,5 (см. т. 1, с. 382). Усилия закрепления в тисках
устанавливаются в зависимости от размеров губок по ГОСТ 14 904—80.
2.Зажимные рукоятки не должны создавать опасности при работе станка, в
противном случае они должны быть съемными или откидными. Перемещения
рукояток немеханизированных зажимных механизмов не должны быть направлены в
зону обработки.
3.В винтовых зажимных механизмах предпочтительны высокие гайки, как более
удобные для захвата ключом, самоустанавливающиеся шайбы, предупреждающие
изгиб болтов или шпилек.
4.Гайки в виде барашков и звездочек допускается применять при усилии
закрепления до 100 Н. Самотормозящие быстродействующие эксцентриковые
зажимные механизмы допускается применять при усилии закрепления до 2200 Н.
Требования к органам управления.
1.При использовании немеханизированного и механизированного приводов
органы управления перемещающимися частями СП должны иметь блокирующее
устройство для автоматического отключения немеханизированного привода при
включении механизированного привода.
2.Высота от уровня пола (рабочей площадки) до органов управления СП должна
быть 1000—1600 мм при обслуживании стоя и 600—1200 мм при обслуживании сидя.
3.К органам управления, использование которых недопустимо при работе
оборудования, следует крепить указатели с предупредительными надписями, хорошо
читаемыми на расстоянии не менее 300 мм.
Требования к пневмо- и гидроприводам.
1. Требования к пневмо- и гидроприводам см. ГОСТ 12.3.001 — 73*. ГОСТ
12.2.040—79, ГОСТ 12.2.009—80*.
2.Пневматические и гидравлические системы зажимных механизмов СП должны
обеспечивать надежное закрепление и раскрепление заготовок, а также их надежное
удержание до полной остановки подвижных частей станка и приспособления при
внезапном прекращении подачи сжатых воздуха или жидкости.
3.Пневмо- и гидроприводы должны быть оборудованы устройствами для защиты
рабочей среды от загрязнении; от возбуждения давления, превышающего максимально
допустимое значение, и от падения давления в рабочей полости цилиндра при прекращении подачи или мгновенном падении давления рабочей среды.
4.Пневмо- и гидроприводы должны быть оборудованы устройствами для
контроля давления рабочей среды. Отбор воздуха или масла из трубопроводов к
измерительной аппаратуре не допускается.
5.Следует предусматривать ограждения или теплоизоляцию устройств,
нагревающихся в процессе эксплуатации свыше 45 °С.
6. После окончательной наладки СП следует опломбировать элементы пневмо- и
гидроприводов, разрегулирование которых ведет к аварийной ситуации.
7. Головки выводных устройств, сливные пробки окрашивают в красный цвет.
Корпусы кранов управления пневмо- и гидроприводом должны иметь отличительную
окраску. Устройства пневмо- и гидроприводов должны иметь обозначение направления потока рабочей среды и маркировку но ГОСТ 15108—82. При наличии нескольких
трубопроводов с различным давлением каждый из них должен иметь отличительную
окраску по ГОСТ 22133—70 и маркировку присоединительных элементов по ГОСТ
15103-82.
8.Не допускается гибка трубопровода в зоне сварки. Минимальные допустимые
радиусы по оси изгиба для стальных труб — три, а для медных, алюминиевых и
латунных — два наружных диаметра трубы.
9.Не допускаются отброс на рабочего стружки и пыли струей отработанного
воздуха, а также загрязнение рабочей зоны (пространство высотой до 2000 мм от
уровня пола).
10.Испытания пневмо- и гидроприводов и их устройств нужно проводить в
отдельном помещении или в бронированном шкафу, строго соблюдая требования
безопасности. Не допускается использование устройств и элементов, не имеющих
сертификата на соответствие эксплуатационным требованиям.
Требования безопасности к транспортированию, сборке, ремонту, хранению.
1. Конструкция СП должна быть безопасной при складировании и
транспортировке.
2.Не допускается выступание штифтов над поверхностью соединяемых деталей, а
также концов винтов и шпилек над гайкой на размер, больше половины диаметра
резьбы. Для предупреждения самоотвинчивания винтов и гаек должны использоваться
контргайки, шплинты и др.
3.Не допускаются ремонт и техническое обслуживание СП во время работы
станков. Приспособления должны храниться на стеллажах в шкафах,
обеспечивающих
соблюдение всех требований безопасности складирования и
храпения грузов.
Контроль выполнения требований безопасности. Контролю выполнения
требований безопасности должны подвергать вновь изготовленные, модернизированные и прошедшие ремонт СП в ходе приемочных, приемосдаточных или
периодических испытаний (по ГОСТ 15.001—73*). Виды испытаний определяются по
ГОСТ 16504—81 и по чертежу па СП. Объем испытаний и контроля должен
устанавливаться государственными стандартами и нормативно-техническими
документами па конкретное приспособление (подробнее см, ГОСТ 12.2.029—77).
4.5 Выбор способа базирования детали
Исходными данными при выборе баз является рабочий чертеж детали с
указанием заданных размеров.
Для детальной разработки данного вопроса
 вначале кратко указывают функциональное назначение детали,
 описывают деталь как геометрическое тело,
 указывают точностные параметры основных поверхностей детали (квалитеты
точности и параметры шероховатости),
 обосновывают выбор материала детали с учетом условий ее эксплуатации.
 Изображают эскиз детали, на котором выделяют обрабатываемую
поверхность. Определяют на эскизе детали конструкторские базы.
Определяют измерительные базы для обрабатываемой поверхности.
 Назначают технологические базы для осуществления процесса обработки,
исходя из принципов единства и постоянства баз.
 В таблицах 1,2 указывают химический состав и механические свойства
марки материала детали.
Пример:
Таблица 1- Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88, %
S
P
С
Si
Mn
не более
0,40-0,50 0,17-0,37
0,50-0,80
0,045
0,045
Ni
Cr
0,30
0,30
σт, МПа
360
Таблица 2- Механические свойства стали ГОСТ 1050-88
σвр, МПа δ, %
Ψ, %
НВ (не более)
ан, Дж/см2
не менее
горячекатаной отожженной
610
16
40
50
241
197
Пример описания:
Корпус подшипника является ответственной деталью механизма. В него
устанавливается подшипник крупного вала. Корпус работает в условиях
значительных вибраций и силовых нагрузок, воспринимаемых от вала.
Размеры и поверхности корпуса имеют оптимальные точность (до IT9) и
шероховатость (Rа 3,2 мкм), что позволяет обработать его недорогими, обычными
методами.
Корпус имеет простые конструктивные формы обрабатываемых поверхностей,
надежную технологическую базу (плоскость основания ), высокую жесткость
конструкции.
Нерабочие поверхности детали не требуют механической обработки, что
значительно снижает трудоемкость ее обработки.
Конструкция корпуса имеет свободный доступ к обрабатываемым поверхностям,
нормальные условия врезания и выхода инструмента.
Корпус подшипника изготавливают из серого чугуна СЧ35 ГОСТ 1412 -85. Из
чугуна СЧ35 изготавливают крупное тяжелонагруженное литье с толщиной стенки
свыше 20 мм: крупные толстостенные втулки, зубчатые колеса, тормозные
барабаны, муфты, диски сцепления, клапаны, поршневые кольца. Материал корпуса
позволяет получать заготовку сложной пространственной формы рациональным
способом – литьем.
Исходя из заданных условий обработки и конструкции корпуса подшипника,
выбираем схему установки, при которой заготовка горизонтально устанавливается в
приспособлении на предварительно обработанную плоскость основания и сверху
прижимается.
Совпадение технологической и измерительной баз для исполнительного размера
обеспечит высокую точность базирования заготовки в приспособлении при
обработке на заданный размер.
Для разработки теоретической схемы базирования изображается заготовка в
достаточном для чёткого представления числе проекций заготовки. В соответствии с
ГОСТ 21495 - 76 выбирают комплект баз, нумеруя их римскими цифрами над
стрелками с полочками. Нумерацию начинают с базы, на которой располагается
наибольшее количество опорных точек. Опорные точки располагают на базах
заготовки следующим образом: на поверхностях заготовки, принятых в качестве
технологических баз, проставляются условные обозначения идеальных точек контакта
заготовки с установочными элементами приспособлений, которые лишают заготовку
соответствующего числа степеней свободы. Нумерацию опорных точек осуществляют
арабскими цифрами, начиная с тех точек базы, где их наибольшее количество.
Выбранную схему базирования представляют, как показано на рисунке 1.
Пример:
Рисунок 1 -Теоретическая схема базирования
I - Двойная направляющая база
II - Опорная база
III - Опорная база
Для выполнения технологической также необходимо обеспечить неподвижность
её относительно приспособления операции требуется не только осуществить
базирование обрабатываемой заготовки, но на весь период обработки. В связи с этим
при установке заготовок в приспособлениях решаются две различные задачи:
ориентировка, осуществляемая базированием, и создание неподвижности, достигаемое
закреплением.
Для материализации схемы установки определяют тип установочных элементов
и форму их поверхностей. Выбирают тип зажимных элементов и место их приложения
к заготовке. Схема установки заготовки изображается условными символами в
соответствии с ГОСТ 3.1107 - 81 на достаточном для чёткого представления числе
проекций заготовки как показано на рисунке 2.
Пример :
Рисунок 2 – Схема установки заготовки в приспособлении.
- неподвижная опора с призматической формой рабочей поверхности;
- неподвижная опора с плоской формой рабочей поверхности;
- палец ромбический.
4.6 Разработка принципиальной схемы приспособления
Принципиальная схема приспособления включает схему расположения
установочных элементов, схему сил зажима заготовки, кинематику передачи усилия от
привода к зажимным элементам.
Схема расположения установочных элементов определяется схемой базирования
детали и типом установочных элементов. При разработке принципиальной схемы
определяют наилучшее расположение установочных элементов в каждой
координатной плоскости. Выбирают такую схему их расположения, при которой были
бы обеспечены наивысшая точность установки и наибольшая устойчивость
базируемого объекта.
При выборе схемы сил зажима детали в первую очередь решают, на какие
координатные плоскости, построенные на установочных элементах приспособления,
должно быть направлено силовое замыкание. Для упрощения приспособления
желательно прикладывать силы зажима на одну координатную плоскость,
построенную на установочной базе.
После определения схем расположения установочных элементов и сил зажима
определяют кинематическую схему передачи усилия от силового привода к зажимным
элементам. В итоге получают принципиальную схему приспособления.
В этом подразделе пояснительной записки:
 описывают применяемое оборудование (назначение и техническая характеристика
станка), режущий и вспомогательный инструмент, движения рабочих органов
станка для обработки заданной поверхности;
 описывают тип установочных элементов – их количество и взаимное расположение
в пространстве с указанием базовых поверхностей заготовки, устанавливаемых на
опоры;
 описывают тип используемых зажимных элементов и поверхности заготовки, на
которые они будут воздействовать, их достоинства, недостатки, область
применения; или характеризуют элементарные механизмы, входящие в механизмусилитель, указывая их функциональное назначение по изменению величины
передаваемого усилия или/и направления действия сил.
 описывают применяемый привод (достоинства, недостатки, область применения).
Далее на рисунке приводят упрощенную схему приспособления как
совокупность установочных и зажимных элементов, механизма-усилителя и привода,
как показано на рисунке 3.
Пример:
Рисунок 3 – Принципиальная схема приспособления
4.7 Расчет приспособления на точность
Процесс обработки на металлорежущих станках сопровождается
возникновением различных погрешностей. Погрешности возрастают при обработке
заготовок на предварительно настроенных на размер станках (т.е. при обработке
партии заготовок без подналадки станков). Для обеспечения заданной точности
обработки согласно [1], с 151 необходимо выполнить условие:
Σε < Т
(4.1)
где Σε - суммарная погрешность обработки, мм;
Т - величина 'допуска выполняемого размера при обработке заготовки в
рассматриваемой операции, мм.
Для определения допуска выполняемого размера анализируются размеры
обрабатываемой поверхности с целью выявления тех элементов поверхностей,
точность которых не обеспечивается инструментом, а зависит от приспособления.
Погрешность изготовления приспособления εПР согласно [1], с 151
рассчитывается по упрощённой формуле:
εПР < Т - КТ √ ((КТ1 . εб )2+ εз 2+ εу 2+εи 2+εпи2 + (КТ2 . ω)2)
где Т – допуск выполняемого размера, мм;
εб - погрешность базирования, мм;
εз - погрешность закрепления, мм;
εу - погрешность установки приспособления на станке, мм;
εи - погрешность положения детали из-за износа установочных элементов
(4.2)
приспособления, мм;
εпи - погрешность от перекоса (смещения) инструмента, мм
КТ = 1...1,2 - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений
составляющих величин от закона нормального распределения;
КТ1= 0,8...0,85 -коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения
погрешности базирования при работе на настроенных станках;
К Т2= 0,6.. 08 – коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в
суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления,
мм.
ω – экономическая точность обработки, мм [1],с 31…33.
Погрешность базирования εб определяется из геометрических построений по
формулам из [1], с 152...161.
Погрешность закрепления εз определяется по таблицам из [12], с 162...168.
Погрешность установки приспособления на станке εу — определяется по
методике [1], с 169...171.
Погрешность положения детали из-за износа установочных элементов
приспособления εи- определяется по методике из [1], с 169... 176.
При этом формула, приведенная в [1], с 169, должна иметь вид
 
U = Uо . К1 К2 К3 К4 .  
 0 
(4.3)
где U - износ установочных элементов, мкм
Uо- средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии
зажима
Ро = 10 кН и базовом числе установок, мкм;
К1 К2 К3 К4 - соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала
заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки;
N - число установок заготовки на данной операции (годовая программа выпуска
деталей по заданию на курсовой проект - 5000 шт.);
Nо = 100000 шт. - базовое число установок.
Средний износ установочных элементов Uо определяется по таблицам из [1], с
174...175.
Коэффициенты К1 К2 К3 К4 определяются по таблице из [1], с 176.
В тех случаях, когда настройка взаимного положения инструмента и
приспособления на станке осуществляется с помощью щупа, погрешность от
смещения инструмента εпи может быть определена по формуле [1], с 173
εпи = √ΔН2 + ТЩ2
где
(4.4)
ΔН - погрешность установки инструмента по щупу, зависящая от точности
механизма перемещения инструмента;
ТЩ - допуск на изготовление щупа.
В случае применения кондукторных втулок погрешность смещения инструмента
εпи определяется по формуле [1], с 177
εпи = √ εпи12 + εпи22
где
(4.5)
εпи1 - погрешность смещения (перекоса) инструмента от зазоров в направляю
щих кондукторных втулках;
εпи2 - погрешность установки кондукторной плиты относительно приспособления.
Данные погрешности рассчитываются по методике [1], с 173, 176...185.
Рассчитав значения всех погрешностей по вышеприведенным формулам или по
таблицам и подставив их в формулу (4.2), получаем численное значение погрешности
изготовления приспособления εпр и отражаем его в технических требованиях на
изготовление приспособления.
4.8 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
Для заданных условий обработки определяются составляющие сил резания,
расчет величин составляющих и результирующей сил резания, действующие на
заготовку в процессе ее обработки на данном переходе. Затем оцениваем влияние каждой из составляющих сил резания на возможность отрыва заготовки от установочных
баз.
Данный расчет проводят с учетом коэффициента запаса. При выполнении расчета
необходимых сил закрепления заготовок в любом станочном приспособлении одной
из основных задач является правильное составление расчетной схемы, на которой
должны быть нанесены все силы и моменты, действующие на заготовку в процессе
обработки с точным указанием мест их приложения и направления их действия.
Величина, направление и место приложения сил, действующих на заготовку при
обработке, зависит от многих факторов, основными из которых являются:
 вид выполняемой операции,
 выбранная схема установки и закрепления заготовки в приспособлении,
 упругие характеристики материала элементов технологической системы.
Расчет сил закрепления сводится к задаче статики на равновесие заготовки под
действием приложенных к ней внешних сил. К обрабатываемой заготовке приложены
силы, возникающие при обработке, искомые силы закрепления и реакций опор.
Для определения усилия зажима заготовки W необходимо составить уравнение
моментов сил из условия равновесия заготовки под действием всех сил (вес,
центробежные и инерционные силы имеют большое значение, если заготовка
массивная, в остальных случаях этими силами можно пренебречь). Для того чтобы
составить уравнение моментов вычерчивают эскиз заготовки, на котором изображают
места приложения и направление сил, действующих на заготовку в процессе
обработки[1], [2], [5].
Затем определяют величину сил резания Ррез и их моментов. Для этого вначале
выполняют расчёт режимов резания.
4.8.1 Расчёт режимов резания
Расчёт производят по формулам из соответствующего раздела справочника [13]
применительно к конкретному виду обработки.
При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и
размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки,
тип и состояние оборудования. Данные занести в таблицу 3.
Таблица 3 - Исходные данные для расчета режимов резания
Наименование
и
Тип и размеры инструмента
основные
геометрические
параметры(D,z,b×h)
Материал режущей части
инструмента
Твердость материала заготовки
Метод получения заготовки
Состояние поверхности заготовки
(быстрорежущая сталь или твердый сплав)
(НВ,или σв )
(прокат, отливка, штамповка, поковка)
Необработанная или предварительно обработанная)
Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:
1) определяют глубину резания;
2) назначают подачу (на оборот или зуб);
3) рассчитывают скорость резания;
4) рассчитывают частоту вращения шпинделя;
5) корректируют режимы резания по паспортным данным станка;
4.8.2 Расчёт сил резания Ррез
Производится по формулам теории резания материалов из соответствующих
разделов справочника [13] применительно к конкретному виду обработки.
Рассчитанные с использованием табличных данных силовые зависимости
учитывают конкретные технологические параметры (глубину резания, подачу, ширину
фрезерования и др.) и действительны при определенных значениях ряда других
факторов. Их значения, соответствующие фактическим условиям резания, получают
умножением на поправочный коэффициент К,
учитывающий измененные по
сравнению с табличными условия резания. Последовательно определяют:
1) силу и момент резания;
2) мощность резания
3) осуществляют проверку по мощности резания, при необходимости проводят
коррекцию режимов резания.
4.8.3 Расчёт усилия зажима W
В общем случае существует следующая последовательность определения
зажимных сил:
-выбирают наиболее рациональную схему обработки заготовки. При этом
намечают расположение и вид установочных элементов и устанавливают места
приложения зажимных сил. Направления и места резания должны соответствовать
самому неблагоприятному моменту времени обработки.
-на выбранной расчетной схеме указывают все приложенные к заготовке силы,
нарушающие равновесие положения заготовки (силы резания и зажима) и силы
стремящиеся сохранить это положение (силы трения и реакции опор). При необхо-
димости учитывают и силы инерции движущихся масс.
- составляют необходимые уравнения равновесия заготовки, исходя из принятой
расчетной схемы ее установки и закрепления. Решая данные уравнения, определяют
исходные силы закрепления. При этом предварительно определяются необходимые
коэффициенты трения и коэффициент запаса К.
В общем виде усилие зажима W согласно [1], с. 199 может быть представлено в
виде формулы:
W ≥ К .ƒ . Ррез
(4.7)
где
К - коэффициент запаса,
ƒ - коэффициент трения в местах контакта детали и приспособления,
Ррез - сила резания,Н.
Коэффициент запаса является комплексной величиной и определяется по
методике предложенной в [1], с. 199...207:
К = Ко · К1 · К2· К3 · К4 · К5· К6 ,
где Ко – гарантированный коэффициент запаса,
К1 – К6 – поправочные коэффициенты.
Коэффициент трения определяется по таблице [1], с. 207;
Для некоторых вариантов обработки применимы формулы методики [1], с.
200...217.
При определении усилия зажима примем следующие допущения:
 влиянием жёсткостей зажимных и установочных элементов на распределение
сил будем пренебрегать;
 силы, распределённые по площадке ограниченных размеров, будем считать
сосредоточенными в центре тяжести этой площадки;
 силы, распределённые по кольцевой площадке малой ширины, будем считать
распределёнными вдоль средней окружности кольца;
 весом заготовки будем пренебрегать;
 будем руководствоваться принципом независимости действия сил.
Усилие зажима заготовки определяется из условий равновесия сил, которые
суммируются на основе рассмотрения схемы действия всех сил на заготовку, включая
силы трения на поверхностях контакта заготовки с установочными и зажимными
элементами. Для того чтобы составить уравнение моментов вычерчивают эскиз
заготовки, на котором изображают места приложения и направления сил,
действующих на заготовку в процессе обработки.
Пример:
4.9 Расчёт основных параметров зажимного механизма.
Зажимной механизм - это совокупность зажимного элемента, простых
(промежуточных) элементов и привода. Назначение зажимного механизма непосредственное воздействие на заготовку с целью её прижима к опорам.
Исходное усилие Q, затем передаваемое на зажимной элемент, создаётся
приводом. Обычно простые элементы осуществляют три функции или часть из
них:
 усиливают исходную силу (механизмы - усилители);
 обеспечивают эффект самоторможения в критических ситуациях;
 изменяют направление действия исходной силы для удовлетворения различных
конструктивных
требований
(например,
уменьшения
габаритов
приспособления).
Каждый элементарный (простой) механизм характеризуется передаточным
отношением сил и перемещений. Сложные зажимные механизмы развивают
передаточное отношение как произведение передаточных отношений составляющих
элементарных механизмов
.
i = i1 . i2 . i3 ..... in
(4.8)
где i1, i2 , i3, . in - передаточные отношения элементарных механизмов, входящих в
сложный зажимной механизм (например, клиновых, рычажных, винтовых и т.д.).
Некоторые формулы для расчёта передаточных отношений представлены в [1], с
218.. .251
Методика расчета винтового элемента зажимного механизма приспособления
Винтовые элементы зажимных механизмов состоят из винтов, гаек, резьбовых
втулок и т.д.
Основными конструктивными элементами нажимного винта или гайки является
резьба и опора, от формы и размера которого зависит усилие закрепление заготовки в
приспособлении. Обычно используется обычная метрическая резьба М8...М42. Резьба
с крупным шагом позволяет быстрее закрепить заготовку. Резьба с мелким шагом
используется в основном в тех случаях, когда заготовка испытывает вибрации и знакопеременные нагрузки.
Методика расчета винтовых элементов зажимного механизма приспособления
при заданном усилии (W), состоит из следующих этапов [12]:
 по усилию закрепления (W) определяется номинальный диаметр резьбы;
 выбирается материал и термообработка винта (гайки);
 по номинальному диаметру резьбы винта определяется средний диаметрd ср
, половина угла при вершине (β для метрической резьбы β= 30°) и угол
подъема винтовой линии (α);
 вычисляется приведенный угол трения в резьбе (φ).
 выбирается форма рабочей поверхности винта (гайки);
 вычисляется крутящий момент (Мкр), который необходимо приложить к
винту (гайке) для создания усилия закрепления (W );
 исходя из требований эргономики и Мкр выбирается тип рукоятки;
 вычисляется плечо рукоятки (усилие на рукоятке не должно превышать 200
Н);
 через КПД (η) винтовой пары определяется эффективность
самоторможения резьбы против самоотворачивания (КПД винтовой пары)
должно быть меньше 0,4, т.е η ≤ 0,4);
 в случае необходимости резьбу винта проверяют на прочность (на срез);
Методика расчета эксцентриковых зажимных механизмов
Эксцентриковые механизмы состоят из эксцентриков, рукояток и т.д. Они
разделяются на круговые, криволинейные и торцевые.
При заданном усилии закрепления (W) методика расчета элементов зажимного
механизма с круглым эксцентриком состоит из следующих этапов[12]:
 определяются исходные данные (допуск Т) на размер заготовки от установочной
базы до места приложения усилия закрепления (W), угол поворота ( γ)
эксцентрика от начального положения (исходя из требований эргономики);
 определяется эксцентриситет (е) эксцентрика (гарантированный зазор для
свободной установки заготовки под эксцентрик обычно составляет 0,2...0,4 мм);
 определяется радиус (τ) цапфы эксцентрика (из условия отсутствия смятия);
 рассчитывается наружный диаметр ( d ) эксцентрика (при условии обеспечения
его самоторможения);
 определяется ширина (В) рабочей поверхности эксцентрика (из условий
отсутствия смятия);
 Значения е, τ , d, В приравниваются к наибольшему стандартному значению:
 рассчитывается крутящий момент (М кр ), который необходимо приложить к
круглому эксцентрику для закрепления заготовки с за данным усилием (W );
 определяется длина рукоятки эксцентрика;
 проводится проверка эксцентрика на самоторможение. (Эксцентрик является

самотормозящим при условии ,если
≥ 14)

Основные параметры, например пневмоцилиндров можно определить по [1], с
318... 319, а пневмокамер - [1], с 323
4.10 Расчет детали приспособления на прочность
Прочность деталей может рассматриваться по коэффициентам запаса или по
номинальным допускаемым напряжениям.
С помощью расчета деталей (элементов) приспособлений на прочность можно
решать две задачи:
а) проверку на прочность уже существующих деталей с определёнными размерами
сечений, принятыми по конструктивным соображениям, путём сравнения
фактических напряжений с допустимыми - проверочный расчёт;
б) определение размеров сечений деталей - предварительный проектный расчёт.
Расчёт на прочность (задача а) детали в виде стержня круглого сечения, нагруженного
осевой силой, по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия) осуществляется по
формуле [5], с. 167
4Р
 C
d 2
(4.9)
где Р - расчётная осевая сила, Н
d - диаметр опасного сечения, мм
[С] - допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа.
При решении задачи б) определение диаметра стержня выполняется по формуле [5], с.
167
d=
4Р
 С
(4.10)
Полученное значение округляется в сторону увеличения до стандартного
значения.
При нагружении соединения силами в плоскости (по поверхности) стыка
деталей в случаях установки штифта без зазора и работы на срез штифта проверочный
расчёт (задача б) может осуществляться по формуле [5], с. 169
4Р
 Tcp
d 2  i
где [Тср] - допускаемое напряжение среза, МПа;
Р - срезающая сила, Н
d - диаметр штифта, мм
i - число стыков (количество штифтов) в соединении.
(4.13)
Заключение
Перечисляются выполненные в проекте расчёты и чертежи. Характеризуется
принципиальная схема приспособления. Излагаются отличия проекта от прототипа
или описанных в литературе аналогов приспособления. Указываются литературные
источники, использованные при выполнении проекта.
Пример :
Высота приспособления обеспечивает свободный доступ заготовки в зону
обработки. При этом возможно использовать манипулятор для автоматической
подачи заготовок для обработки и снятия готовых деталей. Погрешность установки
заготовок равна 0,2 мм (установочная и измерительные базы совмещены), что
обеспечивает получение заданной точности обрабатываемых поверхностей детали.
Усилия зажима (при коэффициенте запаса равном 2,5) не вызывают деформации
заготовки, что обеспечивает заданную точность обработки. Расчетная сила
зажима с большим запасом обеспечивается гидросистемой станка и не требует
пересчета режимов резания. Сборочный чертеж приспособления представлен на
чертеже (А-1), описание работы приспособления спецификации приведено в
приложении № 1. Разработанное приспособление может быть использовано при
обработке данной детали в соответствии с заданием.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антонюк В. Е. Конструктору станочных приспособлений: Справочное пособие.
- Мн.: Беларусь, 1991.
2. Белоусов А. П. Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие
для учащихся техникумов. - М.: Высшая школа, 1980
3. Боголюбов С. К. Черчение: Учебник для средних специальных учебных
заведений. - М: Машиностроение, 1989
4. Гелин Ф.Д., Чаус А.С., Металлические материалы: Справочник. Мн.: Дизайн ПРО,
1999
5. Горохов В. А. Проектирование технологической оснастки: Учебное пособие для
студентов вузов машиностроительных специальностей. - Мн.: Бервита, 1997
6. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - М.
Машиностроение, 1979
7. Данилевский В. В. Технология машиностроения: Учебник для техникумов. - М:
Высшая школа, 1984
8. Кузнецов Ю. И., Маслов А. Р., Байков А. Н. Оснастка для станков с ЧПУ:
Справочник. - М.: Машиностроение, 1990
9. Нефёдов Н. А. Дипломное проектирование в машиностроительных
техникумах. - М. Высшая школа, 1986
10. Общемашиностроительные
нормативы
времени
вспомогательного, на
обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для
технического нормирования станочных работ. Серийное производство. / ЦБПНТ
при НИИТруда. - Машиностроение, 1974.
11. Проектирование технологических процессов механической обработки в
машиностроении: Учеб. пособие /В.В.Бабук, В.А., Шкред, Г.П. Кривко, А.И.
Медведев; Под ред. В.В. Бабука. Мн.: Вышэйшая школа, 1987
12. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. Под ред. Б. Н. Вардашкина. М. Машиностроение, 1984
13. Справочник технолога - машиностроителя: В 2 т. Т.2 /Под ред. А.Г Косиловой V
Р.К. Мещерякова. - 4-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа