Расчет и проектирование специальных средств технологического оснащения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра «Технология машиностроения»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта

по дисциплине «Технологическая оснастка»

для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» всех форм обучения

Воронеж 2007

Составители: док.. техн. наук И.А. Чечета, канд. техн. Наук В.А. Сай, канд. техн. наук В.В. Долгушин, канд. техн. наук В.В. Бородкин

УДК[621.7.001.63+621.902/06+658.52.011.56.012.3](075.8)

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технологическая оснастка» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» всех форм обучения/ ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. И.А. Чечета, В.А. Сай, В.В. Долгушин, В.В. Бородкин. Воронеж, 2007. 34 с.

В методических указаниях изложены основные материалы, рекомендации и требования по выполнению курсового проекта по дисциплине «Технологическая оснастка». Рассмотрены вопросы разработки технического задания на проектирование специальных станочных приспособлений, освещена методика их расчета и проектирования. Приведен пример расчета и проектирования зажимного приспособления для выполнения фрезерной операции.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств», специальности 151001 «Технология машиностроения», дисциплине «Технологическая оснастка». Табл. 1. Ил. 4. Библиогр. 15 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. О.Н. Кириллов

Ответственный за выпуск зав. кафедрой профессор А.И. Болдырев

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007

технологический проектирование зажимной

Содержание

Введение

1.Основные этапы, содержание и порядок выполнения курсового проекта

1.1 Основные этапы выполнения работы

1.2 Тематика курсовых проектов

1.3 Составные части выполнения курсового проекта

1.4 Порядок защиты курсового проекта

2. Расчет и проектирование специального станочного приспособления

2.1 Специальные средства технологического оснащения

2.2 Разработка технических заданий на проектирование специальных средств технологического оснащения

2.3 Расчет и проектирование специальных станочных приспособлений

Список литературы

Введение

Машиностроение является основой технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства. Требования к качеству и разнообразию продукции машиностроения, интенсивное развитие технических средств и оборудования вызывают необходимость создания, совершенствования и внедрения различных конструктивных схем технологической оснастки.

Курсовой проект по дисциплине: “Технологическая оснастка” является одной из самостоятельных работ будущего инженера. Эта работа направлена на решение конкретных задач при проектировании технологической оснастки с учётом требований передового производства.

Основной целью курсового проекта является закрепление и углубление знаний, полученных студентами во время лекционных, практических занятий и производственных практик, а также приобретение практических навыков в работе со справочной литературой, стандартами.

Проектирование специальных средств технологического оснащения является весьма трудоемкой и ответственной частью как курсового проекта по технологии машиностроения, так и любого дипломного проекта.

Номенклатура специальных средств технологического оснащения, которые должен спроектировать студент, определяется заданием на курсовое или дипломное проектирование. Однако во всех случаях их проектирование осуществляют только после разработки технологического процесса изготовления детали.

Спроектированные средства технологического оснащения должны соответствовать программе и продолжительности выпуска деталей или других изделий, типу производства и его организационно-техническим характеристикам.

Курсовой проект представляет собой технологические, конструкторские и научно-исследовательские разработки или их сочетание. При выполнении курсового проекта значительное внимание уделяется рациональной компоновки приспособления, выбора правильной схемы зажимного механизма, точности, жесткости и надежности приспособления, предназначенного для реализации операции механической обработки заготовки.

Данное методическое руководство содержит материалы по выполнению курсового проекта, включая определённые общеобязательные требования к содержанию и объёму работы, методики выполнения, оформлению пояснительной записки и графической части работы.

Выполненный курсовой проект даёт возможность объективно оценить уровень теоретической и практической подготовки студента, необходимой для его будущей инженерной деятельности.

1. Основные этапы, содержание и порядок выполнения курсового проекта

1.1 Основные этапы выполнения работы

Курсовой проект выполняется на основании задания, составленного и утверждённого кафедрой в соответствии с существующим порядком. Он содержит следующие основные этапы:

1 Описание конструкции и назначение детали. Вычерчивание детали.

2 Разработка технологической операции обработки детали и составление операционных карт и карты эскиза на эту операцию.

3 Расчет максимальной силы резания

4 Эскизная проработка компоновки конструкции зажимного приспособления и разработка принципиальной расчетной схемы приспособления.

5 Расчет сил зажима и определение допустимой погрешности установки заготовки.

6 Выбор зажимного механизма и расчет параметров силового привода

7 Расчет точности приспособления, прочности и жесткости.

8 Разработка чертежа общего вида приспособления

9 Окончательное оформление расчётно-пояснительной записки.

1.2 Тематика курсовых проектов

Тематика курсовых проектов должна соответствовать содержанию дисциплины “Технологическая оснастка”, а содержанием проекта является разработка конструкции станочного приспособления для выполнения технологической операции на конкретном типе оборудования с учетом типа и организационной формы производства.

Основой для курсовых проектов является чертёж заготовки с обозначенными базовыми поверхностями, приведённый в вариантах задания на курсовой проект, а также заданная руководителем проекта технологическая операция, для которой необходимо разработать приспособление и тип производства.

1.3 Составные части выполнения курсового проекта

Курсовой проект по разработке технологической оснастки состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части, а также комплект спецификаций к чертежам.

Пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

введение, в котором указывается цель работы, её связь с задачами и перспективами машиностроения. Объём - 1-2 с.;

описание конструкции детали, её функциональное назначение, Объём - 3-5с.;

расчет Объём - 15-25с.;

Заключение содержит информацию обобщающего характера о выполненной работе и о степени полноты её исполнения с мотивированием полученных результатов.

Графическая часть курсового проекта включает: рабочий чертёж детали, чертеж общего вида приспособления, выполненного в масштабе М1:1, расчетные конструктивные схемы зажимного устройства и исходного усилия привода, чертеж силового привода приспособления, чертеж монтажа приспособления на станке.

Пояснительная записка должна быть составлена в соответствии с требованиями к технической документации, рекомендуемой при оформлении курсовых проектов и работ, отчетов по практике.. Графическая часть выполняется на листах чертёжной бумаги форматом: А1 - А3.



1.4 Порядок защиты курсового проекта

Готовая расчетно-пояснительная записка, чертежи, и спецификации подписываются студентом и руководителем проекта. Выполненный курсовой проект защищается студентами в комиссии, состоящей из двух-трёх преподавателей кафедры.

Защита проекта начинается с устного доклада студента (5-8 мин) о поставленном задании работы, приёмах решения этого задания и о полученных результатах.

Оценка курсового проекта осуществляется на основании качества и степени самостоятельности выполнения задания, объёма проделанной работы, внешнего оформления работы, усвоения теоретического материала и умения студента защищать выдвигаемые им положения.

2. Расчет и проектирование специальных средств технологического оснащения

2.1 Специальные средства технологического оснащения

Специальные средства технологического оснащения, подавляющую часть которых составляет технологическая оснастка, студент обычно проектирует для наиболее трудоемких, сложных и ответственных операций в объеме 1 - 3 листов формата А1 при курсовом проектировании.

Разрабатываемые конструкции оформляют в объеме чертежей общих видов для технических проектов без деталирования в соответствии с требованиями ГОСТ 2.120-73*. Чертежи средств технологического оснащения, как правило, выполняют в масштабе 1:1. Недопустимо набирать требуемый объем разработок путем увеличения масштаба изображения.

На чертежах общих видов должны быть указаны размеры (габаритные, установочные и присоединительные, контрольные и координирующие, монтажные, эксплуатационные), приведены техническая характеристика и технические требования [см. ГОСТ 2.316-68].

Обрабатываемую, измеряемую или перемещаемую заготовку, деталь или сборочную единицу на чертежах средств технологического оснащения изображают синим цветом в закрепленном положении.

К каждому разработанному чертежу на формате А4 в соответствии с ГОСТ 2.108-68 (форма 1) составляют спецификацию и помещают ее в пояснительную записку (ПЗ). Спецификации можно составлять и к принципиальным схемам.

Конструкции всех объектов должны быть не только оригинальными и прогрессивными, но и рентабельными, технологичными в изготовлении, надежными и безопасными в эксплуатации. В ходе проектирования средств технологического оснащения следует в максимально возможной степени использовать стандартные или унифицированные детали и сборочные единицы.

Целесообразность разработки того или иного специального средства технологического оснащения должны следовать из соответствующих разделов курсового или дипломного проектов и проектироваться во время конструкторско-технологической или преддипломной практики.

Проектированию специальных средств технологического оснащения должно предшествовать тщательное изучение и анализ конструкций аналогичного служебного назначения по нормативным материалам, технической литературе, описаниям патентов и изобретений, материалам промышленных предприятий. Оригинальные конструкторские решения могут иногда составить предмет изобретения. В этом случае ценность курсового или дипломного проекта значительно возрастает.

Не допускается вычерчивание (перечерчивание) в курсовом и особенно дипломном проекте известных конструкций без изменений применительно к условиям проектов (привязки к условиям решаемой в проекте конкретной задачи).

2.2 Разработка технических заданий на проектирование специальных средств технологического оснащения

Разработка маршрутно-операционного или операционного технологического процесса изготовления детали завершается в курсовом проекте разработкой технического задания (ТЗ) на проектирование станочного или, в отдельных случаях, контрольного приспособления. При наличии в курсовом проекте оригинальных разработок студента по технологическому процессу сборки изделия в конструкторской части проектируют сборочное приспособление, испытательный стенд или. средства автоматизации или механизации сборки.

Номенклатура специальных средств технологического оснащения в дипломном проекте, естественно, расширяется и устанавливается заданием на проектирование, при этом она может быть уточнена или изменена после разработки маршрутно-операционного технологического процесса изготовления детали.

Исходные данные для проектирования любого вида специальных средств технологического оснащения содержатся в техническом задании, сформулированном в завершении технологических разработок.

ТЗ на проектирование специальных средств технологического оснащения в курсовом и дипломном проектах разрабатывается студентом по согласованию с консультантом или руководителем в соответствии с ГОСТ 15.001-88. Этапы разработки задания одинаковы при проектировании любых средств технологического оснащения, а содержание работ по этапам конкретизируется применительно к условиям курсового или дипломного проекта. Во всех случаях конструкторская разработка должна быть результатом самостоятельной творческой работы студента.

ТЗ на проектирование средств технологического оснащения удобно оформлять по форме таблицы. В качестве примера в этой таблице приведено ТЗ на проектирование специального приспособления для обработки шпоночного паза в заготовке, показанной на рис. 1.

Рисунок 1 Чертеж заготовки корпуса стартера после выполнения операции фрезерования

Рисунок 2 Принципиальная расчетная схема приспособления для фрезерования паза

Техническое задание на проектирование специального приспособления

Раздел	Содержание раздела
1	2
Наименование и область применения	Приспособление для фрезерования паза корпуса стартера шириной 10+0,1, глубиной 4.7 на длине 25 мм (см.рис 1) на горизонтально-фрезерном станке 6М81Г (операция 035)
Осноание для разработки	Операционная карта технологического процесса механической обработки корпуса стартера
Цель и назначение разработки	Проектируемое приспособление должно обеспечить: точную установку и надежное закрепление заготовки корпуса стартера, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента с целью получения необходимой точности размеров паза и его положения относительно других поверхностей заготовки; облегчение и удобство установки, закрепления и снятия заготовки; время установки не должно превышать 0,05 мин;
Технические (тактико-технические) требования	Тип производства - массовый; программа выпуска - 100 тыс. шт. в год. Установочные и присоединительные размеры приспособления должны соответствовать станку 5М82Г. Регулировки конструкции приспособления не допускаются. Время закрепления заготовки не более 0,05 мин. Уровень унификации и стандартизации деталей приспособления - 70 %. Входные данные о заготовке, поступающей на операцию 35: наружные диаметр Ш149 , R = 12,5 мкм, длина заготовки - 210 , шероховатость торцов заготовки R = 6,3 мкм; ширина паза 4,9 , R = 12,5 мкм; глубина паза 2,5 , шероховатость дна паза R = 12.5 мкм; диаметр отверстия в заготовке Ш 133-+ 0.08; Rа = 3.2 мкм; длина паза 23 +2.0. Выходные данные операции 035: ширина паза 10+0.1+0,3, Rа = 3,2 мкм; глубина паза 4,7+0,5, Rа = 3,2 мкм, длина паза 25 +2.0, смещение оси симметрии паза относительно оси
	наружной поверхности заготовки не более 0,2 мм; отклонение от параллельности нижней поверхности паза относительно образующей Ш 149 заготовки не более 0,12 мм на длине 300 мм. Техническая характеристика станка 6М81Г: размеры рабочей поверхности стола - 250х1000 мм; расстояние от оси шпинделя до стола - (30…450) мм; ширина Т-образного паза стола станка 14Н8 (один паз). Характеристика режущего инструмента: диаметр дисковой прямозубой фрезы Dф = 50 мм, z = 14; ширина фрезы 10-0,029 (ГОСТ3755-78); материал фрезы сталь Р6М5. Операция выполняется в один переход. Режимы резания , штучное время на операцию приведены в операционной карте. Коэффициент загрузки на данной операции Кз = 0,8
Документация, используемая при разработке	ЕСТПП. Общие правила обеспечения технологичности конструкции изделия
Документация, подлежащая разработке	Пояснительная записка (раздел кнструкторская часть), чертеж общего вида проекта фрезерного приспособления; спецификация
Экономические показатели	Ориентировочный экономический эффект от применения спроектированного приспособления - 1200000 руб. Срок окупаемости затрат на разработку и освоение производства продукции - 2 года

2.3 Расчет и проектирование специальных станочных приспособлений

Изучив известные технические решения и исходные данные, представленные в ТЗ (см. табл. ), студент приступает к проектирова-нию приспособления.

На этом этапе курсового или дипломного проектирования перед студентом стоит задача - создать работоспособную экономичную в изготовлении и отвечающую всем требованиям эксплуатации кон-струкцию приспособления.

Проектирование приспособления рекомендуется проводить в следующем порядке [1, 2, 3]:

Первый этап. Эскизная проработка компоновки конструкции приспособления:

устанавливают принадлежность выбираемых аналогов (конструкций) приспособлений к системам технологической оснастки в зависимости от плановых сроков и трудоемкости освоения, продол-жительности выпуска изделия и организационной формы производ-ства;

обосновывают выбранную систему технологической оснастки по коэффициенту загрузки Ki приспособления данной операцией, а при необходимости оценивают затраты на оснащение технологической операции соответствующей системой технологической оснастки на анализируемый период выпуска изделия;

разрабатывают несколько эскизных вариантов будущей компо-новки приспособления, анализируют их и с учетом рациональной ки-нематической и силовой схем приспособления, удобства взаимного расположения его основных узлов и деталей, накопленного опыта промышленности и выбирают наиболее приемлемый для данных

условий вариант. Выбрать типовую компоновку приспособления для конкретной технологической операции и воспроизвести конструкции-аналоги можно с помощью ЭВМ или САПР приспособлений, имею-щих информационно-поисковый блок и позволяющих осуществить также и проектирование компоновок и наладок систем универсально-сборных (УСП), универсально-наладочных (УНП) и сборно-разборных (СРП) приспособлений. Именно на этом этапе должна в максимальной степени проявиться творческая инициатива студента, его способность и умение принимать правильные инженерные решения.

В конструкции приспособления в максимально возможной сте-пени следует использовать стандартные детали и узлы и типовые апробированные в производстве решения.

Эскизный вариант приспособления должен быть согласован с консультантом или руководителем проекта, а также работниками производства, для которого выполняется проект.

На основе принятой компоновки или выбранного прототипа конструкции разрабатывают и приводят в ПЗ принципиальную рас-четную схему приспособления (рис. 2), учитывающую тип, количество и размеры установочных и зажимных устройств, вид и конструкцию направляющих элементов, количество одновременно устанавливаемых в приспособление заготовок, способ установки и закрепления приспособления на станке, технику удаления стружки и условия безопасности эксплуатации приспособления.

Расчетную схему используют дня обоснования выбора схемы закрепления и определения силы зажима заготовки.

Второй этап . Расчет приспособления:

рассчитывают составляющие силы резания, уточняют их направление и точки приложения на расчетной схеме приспособления;

рассчитывают силу зажима заготовки, учитывая при этом массу заготовки и составляющие силы резания;

определяют допустимую погрешность установки заготовки в приспособлении;

по найденной силе зажима в зависимости от конструкции заго-товки, вида оборудования и типа производства выбирают зажимные механизмы и рассчитывают параметры силового привода;

определяют фактическую погрешность установки заготовки в приспособлении;

производят расчеты точности приспособления, обосновывающие технические требования к его изготовлению;

производят расчет на прочность и жесткость конструктивных элементов приспособления, а также при необходимости кинематический расчет;

выполняют расчет технико-экономической целесообразности применения спроектированного приспособления.

Третий этап . Разработка чертежа общего вида приспособления:

согласно принципиальной расчетной схеме вычерчивают контур обрабатываемой заготовки (M l : 1) в необходимом количестве проекций, расположенных на расстоянии, достаточном для дальнейшего нанесения деталей приспособления. Контур обрабатываемой заготовки вычерчивают синим карандашом. Заготовка считается условно прозрачной. Чертеж заготовки на главном виде должен соответствовать рабочему положению заготовки при обработке на станке;

вычерчивают контур выбранных установочных элементов приспособления (штыри, планки, пальцы, призмы, оправки и т.п.), При размещении опор следует учитывать принятую схему базирования заготовки, направление действия сил резания и зажима, действующие стандарты на детали и узлы станочных приспособлений;

вычерчивают контуры зажимного устройства с учетом выбранного типа приспособления;

вычерчивают направляющие детали приспособления, определяющие положение режущего инструмента (кондукторные втулки, установы, делительные устройства);

выбирают по стандартам и вычерчивают контуры вспомогательных деталей и механизмов приспособлений (краны, выталкиватели и т.п.);

наносят контуры корпуса приспособления, объединяя как бы в одно целое все элементы приспособления, используя при этом по возможности стандартные формы заготовок корпусов;

вычерчивают остальные проекции приспособления и определяют правильность расположения всех элементов и механизмов приспособления с учетом удобства его сборки и разборки, ремонта, установки и снятия заготовки, удаления стружки, управления и контроля. Особое внимание уделяют вопросам техники безопасности при обслуживании приспособления, а также требованиям технической эстетики;

вычерчивают необходимые проекции, разрезы и сечения, поясняющие конструкцию приспособления;

проставляют размеры, допуски и посадки на основные сопряжения деталей, определяющие точность обработки, наладочные размеры, а также габаритные, контрольные и координирующие размеры с отклонениями, характеризующими расстояние между осями кондукторных втулок, пальцев и т.д.:

в соответствии с ЕСКД составляют спецификацию деталей приспособления, над штампом чертежа записывают техническую характеристику и технические требования на изготовление, эксплуатацию и сборку приспособления: определяют уровень унификации приспособления.

При выборе и конструировании деталей и узлов приспособления стремятся к получению достаточно прочной и жесткой конструкции при наименьшей массе и размерах. Важно, чтобы каждая деталь спроектированного приспособления была технологична для обработки, а приспособление - для сборки.

Разработка конструкции приспособления заканчивается технико-экономическим обоснованием целесообразности спроектированного приспособления и оформлением соответствующего раздела ПЗ с описанием устройства и принципа работы приспособления с указанием позиции по чертежу. Спецификацию приспособления помещают в приложении к ПЗ (и заполняют пастой или чернилами).

Пример оформления чертежа общего вида приспособления для фрезерования паза в корпусе стартера приведен на рис. 3. Техническое задание на это приспособление было представлено в табл. 1.

Рассмотренная методика проектирования станочных приспособлений применима и для других систем установочно-зажимных приспособлений с учетом специфических требований, предъявляемых к приспособлениям той или иной системы.

Специфика проектирования приспособлений для автоматических линий, изложена в работах [1. 4, 5], а особенности проектирования приспособлений агрегатных станков - в работах [6, 7, 8].

На станках с ЧПУ. как правило, применяют переналаживаемые приспособления: универсальные, универсально-сборные, специализированные и. в исключительных случаях, специальные упрошенные приспособления, в том числе ложементы. Наиболее часто приспособления для обработки на сверлильных, фрезерных, расточных станках с ЧПУ компонуют из элементов универсально-сборных приспособлений (УСП) с оснащением их механизированными зажимными устройствами. Специфика проектирования приспособлений для станков с ЧПУ описана в работах [1, 9, 10, 11, 3, 12, 13].

Кроме специальных и специализированных станочных приспособлений предметом проектирования может быть проработка компоновок и обоснование оптимальной компоновки универсально-сборного приспособления.

В ГПС в настоящее время часто используют технологическую оснастку, которую применяют на станках с ЧПУ. Однако для повышения гибкости ГПС из многоцелевых станков рекомендуется применять агрегатированные модульные быстропереналаживаемые приспособления, компонуемые из унифицированных сменных установочных и зажимных элементов на базовых агрегатах - плитах {палетах}, т.е. универсально-наладочные или универсально-сборные приспособления [1, 11, 12. 13]. На установочной поверхности палет выполняют Т-образные пазы, сетку пазов или ступенчатых отверстий (верхняя часть - цилиндрическая (посадочная), а нижняя - резьбовая), в которых устанавливают и закрепляют базовые и зажимные части приспособления. Кроме того, на палетах выполняют унифицированные места (специальные рым-болты) для установки и съема палет захватным устройством робота.

Рисунок 3 Общий вид приспособления

Техническая характеристика

1. Усилие зажима, Н - 1250

2. Рабочее давление сжатого воздуха, МПа, не менее -0.4

Технические требования

1. Отклонение от параллельности оси призмы поз.6 относительно основания не более 0.05/300.

2. Отклонение от соосности оси призмы поз.6 относительно оси шпонок поз.16 не более 0,02 мм на длине призмы.

3. Размеры для справок.

4. Покрытие приспособления : эмаль НЦ 132П. желтая ГОСТ 6631 - 74.

Для базирования приспособлений, не компонуемых на палетах, а устанавливаемых на них, на палетах выполняют центральные отверстия или же к торцовым поверхностям палет прикрепляют упорные планки, обеспечивающие точную ориентацию приспособления или заготовки (с помощью мерных плиток) с базированием в "координатный угол" [1]. применение палет или спутников обеспечивает высокую универсальность вследствие постоянства их базирования, фиксации и зажима для всей номенклатуры заготовок, обрабатываемых на станках с ЧПУ, гибких производственных модулях или гибких производственных участках. Однако при этом должна быть обеспечена высокая точность установки палеты или спутника на столе станка, а самой заготовки - в приспособлении, устанавливаемом или компонуемом на палете или спутнике, с целью исключения автоматической выверки ее положения посредством контрольных и информационных датчиков.

Специальные приспособления, в том числе автоматические переналаживаемые приспособления со сменными базирующими наладками применять в ГПС в мелко- и среднесерийном производстве целесообразно лишь при обработке заготовок большими партиями, когда стоимость приспособления, приходящаяся на обработку одной заготовки, будет минимальной [1].

Методику составления расчетной схемы приспособления и определения сил зажима рассмотрим на примере приспособления для фрезерования паза (см. рис 3). Исходные данные для расчета приведены в техническом задании на проектирование этого приспособления (см. табл. 1).

На основе анализа схемы установки заготовки и эскизной проработки компоновки конструкции приспособления (первый этап проектирования) разрабатывают принципиальную расчетную схему приспособления (см. рис. 2).

При обработке заготовки, установленной на длинную призму с упором в торец, под действием составляющих силы резания Р_z и Ру возможны два случая:

Сдвиг заготовки под действием силы Pz, который предотвращается силами трения, возникающими в местах контакта заготовки с боковыми поверхностями призмы (T₁ - Т₄) и прихватами (Т₅, Т₆).

Отрыв (опрокидывание) заготовки под действием сил Р_z и Ру (или момента резания) предупреждается силой зажима Q, равномерно распределенной на два прихвата.

Рассчитав для обоих случаев значение силы зажима Q, выбирают большее и принимают его за расчетную величину необходимой зажимной силы.

Ниже приведен расчет силы зажима и силового привода приспособления для первого случая.

Допустим, масса заготовки незначительна.

Соответственно этому условию можно записать (см. рис. 2)

Pz < Т₁ + Т₂ + Тз + Т₄ + T₅+ Т₆.

Определим силы трения:

T₁ = Т₂ = T3=T4=N•f₂= •f₂;

T₅ = T₆ = Q/2 f₁.

Введя коэффициент запаса К и подставив значения сил трения, после преобразований получим

K•P_Z ? Q•f_{1 +} •f₂;

Q=

где f₁ - коэффициент трения при контакте заготовки с прихватами; f₁ = 0,2 [14];

f₂ - коэффициент трения при контакте обработанной поверхности заготовки с установочными поверхностями призмы; f₂ = 0,16 [14].

Коэффициент запаса определяем по формуле [14]:

К = Ко•К₁•К₂•Кз•К_4•К₅•К₆;

Ко= l,5;K₁ = l,0;K₂= 1,6; Кз = 1,2; K₄ = 1; К₅ = 1,0; К₆=1,0;

К =1,5 • 1,0 • 1,6. 1,2. 1,0 • 1,0• 1,0 = 2,9.

Окружная сила резания [14, т. 2, с. 282]

,

где Ср = 68,2; х = 0,86; у = 0,72;u = 1,0; q = 0,86; W = О [14, т. 2, с. 29!]; Кмр = 1,0 [14, т. 2, табл. 9; с. 264]; z = 14; D = 50 мм; t = 5,2 мм; S. = 0,12 мм/зуб; п = 163 мин-'.

Тогда

1596 Н.

Радиальная составляющая силы резания [14, т. 2, табл. 42, с. 292]:

Р_Y = 0,5•Р_z = 0.5 • 1596 = 798 H.

Сила закрепления заготовки

Q=



Силу на штоке пневмоцилиндра определяют из условия равновесия сил, приложенных к зажимному устройству (см. рис. 2 и 3):

Р = 2·Q/2 + 2·Рпр,

где Рпр - усилие сжатия пружины, Н, принимаем Р_пр=100 Н..

Принимая давление воздуха в пневмосети р = 0,4 МПа и КПД привода з = 0,85. определяем диаметр пневмоцилиндра

По табл. 17 [14, т. 2] принимают D_ц = 200 мм. Остальные размеры пневмоцилиндра принимают по ГОСТ 15608-81.

Далее приведены расчеты точности фрезерного приспособления согласно техническому заданию (см. табл. 1), обосновывающие технические требования 1 и 2 к его изготовлению (см. рис. 3).

Пример 1. Определить необходимую точность приспособления для обеспечения смещения оси симметрии паза заготовки 4 относительно оси ее наружной цилиндрической поверхности не более 0,2 мм (размер в на рис. 4).

Рисунок 4 Принципиальная конструктивная схема приспособления для фрезерования паза: 1 - шпонка; 2 ? корпус; 3 - призма; 4 ? заготовка

Возможны два варианта обеспечения поставленной задачи:

1) При изготовлении приспособления обеспечить наименьшее отклонение от соосности оси призмы 6 и оси шпонок 16 (размер г на рис. 4). При этом настройка станка на размер после установки каждой новой фрезы будет выполняться с помощью углового установа 14 (см. рис. 3). Кроме того, в этом случае возможные осевые смешения фрезы на оправке не окажут влияния на точность выдерживаемого параметра.

2) При изготовлении приспособления отклонение от соосности оси призмы 6 и оси шпонок 16 не регламентировано. В этом случае при каждой настройке станка на размер придется обеспечивать с достаточно высокой точностью совмещение плоскости симметрии дисковой фрезы с осью призмы, на что потребуется сравнительно много времени.

Согласно техническому заданию приспособление проектируется для массового производства, поэтому предпочтителен первый вариант решения задачи (точность паза по ширине во всех случаях зависит в основном от точности ширины дисковой фрезы).

Расчет точности изготовления приспособления производим в следующей последовательности.

1. Погрешность базирования по размеру в =0.

2. Погрешность закрепления заготовки, так как сила зажима действует перпендикулярно выдерживаемому размеру в.

Погрешность установки по размеру в:

Суммарная погрешность обработки

где ? поправочный коэффициент; для размеров, выполненных по 8-му квалитету и выше, Кп = 0,5; для размеров, выполненных по 7-му квалитету и точнее, Кп = 0,7; - погрешность технологической системы, определяемая как средняя экономическая точность обработки;

= 0.5•0.04 =0,02 мм.

5. Допустимая погрешность установки

где Т_в - допуск размера в, мм.

Следовательно, , и предлагаемая схема базирования приемлема.

Суммарная погрешность приспособления

0,18 мм.

7. Допуск на расчетный размер собранного приспособления

где е_уп - погрешность установки приспособления на станке:

,

где L - длина обрабатываемой заготовки, мм; S₁ - максимальный зазор между направляющей шпонкой приспособления и пазом стола станка; для посадки 14H8/h9 S₁ = 0,07 мм;

? ? расстояние между шпонками, мм;

е_з ? погрешность, возникающая вследствие конструктивных зазоров, необходимых для посадки заготовки на установочные элементы приспособления; зазор рассчитывают по принятой посадке;

е_п ? погрешность смещения инструмента, возникающая из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления (кондукторных втулок, установов и др.);

е_уп= 450 • 0,07/210 = 0,15 мм.

е_з = 0-установка заготовки производится без зазоров;

е_п = 0,01 мм ? погрешность смещения инструмента при настройке по установу [14, т. 1, с. 170].



Тс = 0,18 - (0,15 + 0+ 0,01) = 0,02 мм.

Это значение допуска должно соответствовать второму техническому требованию на чертеже общего вида приспособления (см. рис. 3) и размеру г на рис. 4.

Пример 2. При фрезеровании паза в заготовке (рис. 1) обеспечить отклонение от параллельности нижней поверхности паза относительно образующей Ш 149 мм заготовки не более 0,12 на длине 300 мм (см. рис. 4, размер ш).

Для выполнения этого условия необходимо рассчитать, с какой точностью должна быть выдержана при сборке приспособления параллельность оси призмы (поз. 6) относительно основания приспособления (техническое требование 1, рис. 3 и размер о на рис. 4).

Определим необходимую точность приспособления по размеру ш.

I. Погрешность базирования

2. Погрешность закрепления заготовки [14, т. 1]:

3.Погрешность установки заготовки

4. Суммарная погрешность обработки

5. Допустимая погрешность установки

0,11 мм

Следовательно, , и предлагаемая схема базирования допустима.

6, Суммарная погрешность приспособления

.

7, Допуск на расчетный размер собранного приспособления

Т_С = щ_пр ?(е_уп+е_з+е_п)) = 0,063 ? (0+ 0+ 0) = 0,063 мм.

На чертеже общего вида приспособления (см. рис. 3) проставляют или записывают в технических требованиях допуск Тс на размер ш (см. рис. 4) собранного приспособления (см. техническое требование I, рис, 3). который должен быть выдержан при сборке приспособления.

Допуск на установочный (наладочный) размер фрезы

7 мм от оси призмы 6 до плоскости установа на чертеже общего вида приспособления (см. рис. 3) назначаем и располагаем следующим образом:

Ту =Д_р+ Д_изм,

где Д_р ? погрешность регулирования (установки) фрезы по установу; Д_р = (7 ... 10) мкм [14, т. 1, с. 71]; Д_изм ? погрешность измерения размера заготовки; принимаем Д_изм = 0,1 • Т, где Т ? допуск выдерживаемого размера (в нашем случае - допуск на соосность осей паза и наружной поверхности заготовки).

Д_изм = 0,1 • 0,2 =0,02 мм.

Ту = 0,008 + 0,02 = 0,028 мм.

Так как размер 7 мм выдерживается от оси призмы, допуск T_у располагают симметрично относительно номинала, т.е. ± 0,014 мм.

Допуск на толщину щупа принимают по h6 [14, т. 2].

Список литературы

1. Альбом по проектированию приспособлений: учеб. пособие для студентов машиностроительных вузов / Б.М. Базаров, А.И. Сорокин, В.А. Голубь и др. М.: Машиностроение, 1983. 277 с.

2. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений: учебник для вузов./ В.С Корсаков. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1983. 277 с.

3. Станочные приспособления: справочник: в 2 т. ./под ред. Б.Н. Вардашкина. М.: Машиностроение, 1983.

4. Вороничев Н.М. Автоматические линии из агрегатных станков/ Н.М Вороничев, В.Б. Генин, Х.Э. Тартаковский. М.: Машиностроение. 1979. 487 с.

5. Справочник технолога по автоматическим линиям / под ред. А.Г. Косиловой. М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

6. Плашей Г.И., Марголин Н.У. Конструкция приспособлений агрегатных станков и автоматических линий. Альбом. М.: Машиностроение, 1990. 240 с.

7. Фрумин Ю.Л. Вспомогательный инструмент к агрегатным станкам и автоматическим линиям./Ю.Л. Фрумин. М.: Машиностроение, 1970. 136 с.

8 Шатин В.П., Шатин Ю.В. Шпиндельная оснастка: справочник./ В.П. Шатин., Ю.В. Шатин. М.: Машиностроение, 1981. 439 с.

9. Кузнецов Ю.И. Конструкция приспособление для станков с ЧПУ./ Ю.И. Кузнецов. М.: Высшая школа, 1988. 303 с.

10. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: справочник./ Ю.И. Кузнецов, А.Р. Маслов., А.Н. Байков. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.

11. Переналаживаемая технологическая оснастка / В.Д. Бирюков, А.Ф. Довженко, В.В. Колганенко и др.; под общ. ред. Д.И. Полякова. М.: Машиностроение, 1988. 248 с.

12. Технологическая оснастка многократного применения /под ред. Д.И. Полякова. М.: Машиностроение,1981. 401 с.

13. Фельдштейн Е.Э. Режущий интструмент и оснастка для станков с ЧПУ: справ. пособие /Е.Э Фельдштейн. Минск: Вышэйш. шк., 1988. 236 с.

14. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т./ под ред. А.Г. Косиловой и Р.А. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985.

15. Руководство к дипломному проектированию по технологии машиностроения, металлорежущим станкам и инструментам: учеб. пособие / Л.В. Худобин, В.А. Гречишников, А.Г. Маеров, В.Ф. Гурьянихин; под общ. ред. Л.В. Худобина. М.: Машиностроение, 1986. 288 с.

Размещено на Allbest.ru

...