Заняття 25 (2 години)

Практична робота №4

ТЕМА: Ознайомлення з різними видами пристроїв до металорізальних верстатів

План: 1 По заданому типу пристосування визначити

тип пристосування, характеристику, будову

2 Розробити схему базування, закріплення заготовки та компоновки пристосування

3 Описати основні розрахунки

4 Відповісти на контрольні питання

Провести відповідно методичним вказівкам

Заняття 26-28 (6години)

Продовження теми 7

Тема: Послідовність проектування пристосувань

План: 1 Розробка теоретич­ної схеми базування обробляємої заготовки

2 Вибір типу установчих елементів

3 Розрахунок похибки встановлення заготовки

4 Вибір ріжучого інструменту та розрахунок режимів різання

5 Розрахунок зусилля затиску та вибір затискного пристрою

Проектування будь-якого пристосування починається з визначення теоретичної схеми базування об'єкту. Відповідно до ГОСТ 21495 базування, тобто додання об'єкту, (заготівці, деталі, виробу) необхідного положення щодо прийнятої системи координат, здійснюється за допомогою вибраних на об'єкті баз у вигляді поверхонь, що належать йому, осей, крапок або їх поєднань. Сукупність трьох баз, утворюючих систему координат об'єкту, складає комплект баз. Використовування комплекту баз необхідне для забезпечення нерухомості об'єкту у вибраній системі координат. В цьому випадку на об'єкт накладається шість двосторонніх геометричних зв'язків, які символізуються шістьма опорними точками.

Під схемою базування розуміється схема розташування опорних точок на базах заготівки, деталі, складальної одиниці, виробу. Всі опорні точки на схемі базування зображаються умовними знаками і нумеруються порядковими номерами, починаючи з бази, на якій найбільша кількість опорних точок.

При викладі в якій небудь проекції однієї точки на іншу зображається одна точка і біля неї проставляються номери суміщених точок. Число проекцій об'єкту на схемі базування повинне бути достатнім для чіткого уявлення про розміщення опорних точок.

При накладенні геометричних зв'язків по комплекту баз тіло позбавляється можливості трьох переміщень повздовж осей ОХ, OY і OZ і трьох поворотів навколо них, тобто стає нерухомим в системі OXYZ. Накладення двосторонніх геометричних зв'язків досягається в пристосуваннях через зіткнення (контакту) базових поверхонь заготівки або іншого об'єкту з робочими поверхнями установчих елементів - опор, до яких заготівки притискуються для забезпечення надійного контакту.

Шість зв'язків, що позбавляють заготівку руху в шести напрямах, можуть бути створені за рахунок забезпечення контакту її з опорами пристосування в шести точках: трьох по установчій, двох по направляючій і однієї по опорній базам. У разі ідеалізації форми контактуючих поверхонь вважається, що необхідні зв'язки досягаються при контакті об'єктів по поверхнях, а наявність реальних зв'язків символізується опорними точками. Таке положення застосовне, наприклад, при установці заготівок по плоских базуючих поверхнях на опорні пластини.

У теоретичній механіці розглядається визначення положення тіла відносно вибраної системи координат OXYZ через визначення положення пов'язаної з ним системи координат О1X1Y1Z1. Жорсткий зв'язок системи координат О1X1Y1Z1 з тілом дає можливість віднести до неї зв'язки, що накладаються на тіло.

Після остаточного уточнення питань установки заготівки в пристосування вибирають установчі, затискні і інші елементи пристосування, а також визначають вид затискного пристрою і його привід.

Як правило, проектування починається із зображення на листі контурів оброблюваної заготівки тонкими суцільними лініями. Заготівку зображають в потрібній кількості проекцій. Загальний вид (схема) пристосування викреслюється послідовним нанесенням його елементів навколо контурів заготівки (спочатку установчих елементів, потім затискних пристроїв з приводами, елементів для напряму і контролю положення інструмента, допоміжних пристроїв і деталей). Останнім креслять контур корпусу пристосування, який об'єднує все, вище перелічені елементи в єдине ціле — пристосування.

Залежно від характеру обробки, конфігурації заготівки, прийнятого верстата і штучного часу на операцію вибирається одна з схем пристосування:

• одномісне однопозиційне;

• багатомісне однопозиційне;

• одномісне багатопозиційне;

• багатомісне багатопозиційне.

Доцільність цього вибору обґрунтовується при ескізному опрацьовуванні пристосування.

Найпростішими і часто застосовуємі, у всіх типах виробництва, є однопозиційні пристосування. При використовуванні багатопозиційних пристосувань необхідно створювати додаткові допоміжні пристрої (поворотні, ділильні, підйомні і ін.). Разом з тим багатопозиційні пристосування дозволяють значно підвищити концентрацію операцій, за рахунок чого зростає продуктивність обробки. Використовують їх переважно на спеціальних верстатах, застосування яких найбільш ефективне в умовах масового і великосерійного виробництв.

Залежно від допустимого допоміжного часу і з урахуванням необхідної сили затиску вибирають раціональну конструкцію силового приводу. Механізовані приводи забезпечують мінімальні витрати часу і енергії робітників на затиск заготівок, дозволяють автоматизувати управління пристосуванням або сумістити його з схемою управління верстатом.

Великий вплив на ефективність устаткування надає зручність роботи з пристосуванням. Для забезпечення простоти і безпеки установки і зняття заготівок на пристосуваннях слід передбачати завантажувально-розвантажувальні зони, вільні від виступаючих елементів пристосувань і рухомих частин їх пристроїв і механізмів. В умовах масового і великосерійного виробництв при обробці заготівок простої форми малих і середніх розмірів необхідно вивчити можливості автоматизації їх завантаження в пристосування і вивантаження з нього.

Для підвищення продуктивності потрібно поклопотатися про зручність і швидкість очищення пристосування. Цей процес у ряді випадків вдається автоматизувати, наприклад, за рахунок, періодичного обдування пристосування відпрацьованим в пневмоприводу стислим повітрям. Комплексна автоматизація пристосування, яка включає процеси автоматичного базування, закріплення, відкріплення і зняття заготівки, його очищення і піднастройки, забезпечує максимальну продуктивність і нерідко приводить до значного економічного ефекту.

Після відробітку схеми пристосування вибирають і обґрунтовують параметр для розрахунку його на точність. Потім виконують цей розрахунок, закінчуючи його розбиттям значення розрахункового параметру на допуски розмірів деталей пристосування, що входять в розмірний ланцюг. Після цього роблять силовий розрахунок, розрахунки на міцність і економічну ефективність.

Силовий розрахунок повинен ілюструватися схемою з вказівкою сил обробки і затиску, реакцій опор, сил тертя, діючих моментів, плечей дії сил і інших даних, необхідних для визначення потрібних сил затиску. Закінчують силовий розрахунок розрахунком затискного пристрою і приводу пристосування.

Для розрахунку на міцність вибирають одну-дві найбільш навантажені деталі пристосування. Економічне порівняння варіантів пристосування закінчують розрахунком річного економічного ефекту і терміну окупності нового, прогресивнішого пристосування.

Відповідно до даних розрахунків доцільно відкоректувати схему пристосування і розробити ескіз його складального креслення. Для складання специфікації на схемі (ескізі) пристосування потрібно пронумерувати його деталі.

Повний розрахунок пристосування виконується студентами при виконанні курсового і дипломного проектів. Так, для студентів він включає загальну частину, аналіз оброблюваної заготівки, опис роботи пристосування, вибір елементів пристосування, його розрахункових параметрів, схем пристосування і його установки, а також його розрахунки на точність і міцність, силовий розрахунок, розрахунок економічної ефективності застосування, складальне креслення пристосування, специфікацію.

На кресленні загального виду пристосування слід приводити технічні умови його збірки і експлуатації з вказівкою точності в зібраному вигляді по вибраних параметрах, обробки в зборі для забезпечення заданої точності (у разі потреби), виду фарбування і інших покриттів, періодичності контрольних оглядів і перевірок точності, догляду за пристосуванням і обслуговування (очищення, змазування, заміна елементів, зберігання), вимог до установки на верстаті і регулювання і ін.

Особливо слід зупинитися на важливості продумування питань догляду за пристосуваннями в період експлуатації і зберігання. Догляд за пристосуванням, від якого залежить його працездатність і зовнішній вигляд, полягає в огляді, своєчасному змазуванні, ремонті і підфарбовуванні.

Залежно від умов роботи в ТУ слід указувати періодичність оглядів, які доцільно пов'язувати з перевіркою пристосування на точність по допустимому зношуванню установчих елементів. Періодичність змазування залежить від складності пристосування і умов його роботи. Краще всього передбачати безперервне автоматичне змазування поверхонь пристосування, що труться, і лише у разі крайньої необхідності — періодичне змазування, яке при постійному знаходженні пристосування на верстаті бажане здійснювати під час змазування верстата. У ТУ бажано указувати робочі і змащувальні матеріали, рекомендовані для застосування.

При використовуванні лакофарбних покриттів в ТУ указують марку фарби, її колір, експлуатаційні вимоги до покриття і ГОСТ на фарбу і покриття. На кресленнях деталей (елементів) бажано відображати необхідні відомості про металопокриття і хімічній (електрохімічної) обробці поверхонь.

Пристосування для обробки заготівок є ланкою системи СПІД. Від точності його виготовлення і установки на верстаті, зносостійкості установчих елементів і жорсткості значною мірою залежить точність обробки заготівок. При обробці партії заготівок, що мають погрішності форми, кожна з них і її вимірювальна база при установці в пристосуванні займають різне положення. Тому погрішність положення заготівки в пристосуванні слід розраховувати з урахуванням її розташування в просторі, що значно ускладнює розрахунки. На практиці в технічних розрахунках пристосувань на точність обмежуються спрощеними плоскими схемами розрахунку.

Точність, яку вимагається, пристосування можна визначити рішенням розмірного ланцюга технологічної системи заготівка — пристосування — верстат — інструмент, що відображає роль кожної ланки в досягненні точності розміру, що витримується, на оброблюваній заготівці. При цьому виявляється роль пристосування в^: досягненні заданої точності виконуваного на заготівці розміру — замикаючої ланки розмірного ланцюга і методично строго пояснюється необхідність розподілу допуску, що обмежує відхилення від виконуваного розміру, на частини, одна з яких виділяється для пристосування. Ця частка допуску розміру заготівки і буде допуском розміру пристосування (або відносне відхилення положення його поверхонь). Допуск розміру пристосування в зборі в процесі рішення іншого розмірного ланцюга повинен бути розподілений на допуски розмірів деталей пристосування, що є її складовими ланками. Такий підхід до розрахунку пристосувань на точність підвищує його точність і показує взаємозв'язок елементів системи СПІД в забезпеченні точності обробки.

Проте спеціальні пристосування проектуються найчастіше до запуску нових виробів у виробництво, коли немає можливості уточнення цілого ряду питань (оброблюваності застосованих у виробі матеріалів, виду використовуваного устаткування і ін.). Тому параметри точності пристосувань найчастіше визначаються аналітично по рекомендованих довідниками і іншими літературними джерелами формулах.

Розподіл одержаного допуску виготовлення пристосування в зборі на допуски розмірів деталей, що є ланками розмірних ланцюгів пристосування, забезпечується рішенням прямої задачі при розрахунку цих ланцюгів.

Мета розрахунку на точність полягає у визначенні необхідної точності виготовлення пристосування по вибраному параметру і завдань допусків розмірів деталей і елементів пристосування. Розрахунок, як правило, повинен складатися з наступних етапів:

1) вибір одного або декількох параметрів пристосування, які роблять вплив на положення і точність обробки заготівки;

2) ухвалення порядку розрахунку і вибір розрахункових чинників(факторів);

3) визначення необхідної точності виготовлення пристосування по вибраних параметрах;

4) розподіл допусків виготовлення пристосування на допуски розмірів деталей, що є ланками розмірних ланцюгів;

5) внесення в ТУ складального креслення пункту про забезпечення точності пристосування обробкою його в зборі (у разі неможливості або економічної недоцільності забезпечення одержаного розрахунком допуску розміру пристосування шляхом виготовлення з відповідною точністю і збірки деталей).

Вибір розрахункових параметрів здійснюється в результаті аналізу прийнятих схем базування і закріплення заготівки і пристосування, а також точності забезпечуваних обробкою розмірів. Пристосування розраховується на точність по одному параметру у випадку, якщо при обробці заготівки розміри виконуються в одному напрямі, по декількох параметрах, якщо на заготівці виконуються розміри в декількох напрямах.

Напрям розрахункового параметру пристосування повинен співпадати з напрямом виконавчого розміру при обробці заготівки. При отриманні на оброблюваній заготівці розмірів в декількох напрямах пристосування можна розраховувати тільки по одному параметру у напрямі найточнішого по допуску і найвідповідальнішого по кресленню деталі, що виготовляється, розміру.

Залежно від конкретних умов за розрахункові параметри можуть виступати допуск паралельності або перпендикулярності робочої поверхні установчих елементів до поверхні корпусу пристосування, контактуючої з верстатом; допуск лінійних і кутових розмірів; допуск співвісності (ексцентриситет) і перпендикулярності осей циліндрових поверхонь і т.п. Найчастіше розрахунковий параметр визначає точність положення робочих поверхонь установчих елементів (їх робочих поверхонь) пристосування відносно опорних (посадочних, приєднувальних) поверхонь корпуса, за допомогою яких пристосування з'єднується із столом або шпінделем верстата. Іншими словами, розрахунковий параметр повинен зв'язувати по точності відносного положення поверхні пристосування, які контактують із заготівкою і з верстатом.

На точність обробки впливає ряд технологічних чинників, що викликають загальну погрішність обробки , яка не повинна перевищувати допуск Т виконуваного розміру при обробці заготівки, тобто ≤ Т-ω

де Т – допуск на одержуваний розмір деталі;

ω – точність обробки, яку отримують при виконанні даної операції без обліку похибки базування (її можна приймати по таблицям з довідників при середній точності обробки).

Для виразу допуску Т виконуваного при обробці розміру слід користуватися формулою

де ∆у — погрішність внаслідок пружних віджимань технологічної системи під впливом сил різання;

∆н — погрішність настройки верстата;

— погрішність установки заготівки в пристосуванні;

∆и — погрішність від розмірного зношування інструменту;

∆т — погрішність обробки, що викликається тепловими деформаціями технологічної системи;

∑∆ф — сумарна погрішність форми оброблюваної поверхні, обумовлена геометричними погрішностями верстата і деформацією заготівки при обробці і входить в Т, оскільки погрішність форми поверхні є частиною поля допуску її розміру.

Розрахункову припустиму сумарну похибку пристосування [ε_пр] розраховують за формулою:

[ε_пр] ≤ Тd – (К1εб +εз + К2ω); (17)

де Тd - допуск на обробляємий розмір заготовки;

К₁ = 0,6 - 0,85 - коефіцієнт, що враховує наявність відхилень базових поверхонь, нерівних їх граничним значенням;

К₂ =0,6 – 1,0 - поправочний коефіцієнт;

ε_б - дійсна похибка базування εб ≤ [εдоп] (4, с 17)

ε_з - похибка закріплення;

Дійсну похибку базування ε_б, при несумісності установчої та вимірювальної бази в результаті неточності форми і розмірів деталі, що встановлюється, отримують розрахунковим шляхом (8).

ε_з - похибка закріплення; визначають дослідним шляхом або приймають по таблицям та емпіричними формулами (8, таблиця 22).

ω - точність обробки даним методом - приймають для конкретного методу обробки за допомогою таблиць точності обробки (( 8, таблиці 2-11).

По знайденій допустимій сумарній похибці [ε_пр] визначають допустиму похибку виготовлення і збірки елементів пристосування, що впливають на точність встановлення в неї обробляємої заготовки з урахуванням допустимого зносу цього пристосування в різних умовах експлуатації.