2. Анализ конструкции станочного приспособления и принцип работы.

Порядок действий при анализе конструкции станочного приспособления:

• определить по общему виду приспособления (наладки) составляющие элементы конструкции: установочные, зажимные устройства, направляющие, установы, элементы базирования приспособления на станке, корпуса, делительные механизмы, выталкиватели и т.п.;

• выполнить анализ схемы базирования по операционному эскизу. Указать технологические базы. Дать характеристику комплекта баз (установочная, направляющая, опорная [9]). Указать скрытые базы, если они имеют место;

• дать описание наладки приспособления при установке на оборудование (наладки операции). Описать наладку при наличии выверки, установки инструмента по кондукторной втулке, по установам (при фрезеровании), при установке нулевой точки (на станках с ЧПУ);

• объяснить работу механизма зажима (разжима) заготовки;

• дать оценку уровня безопасности и комфортности работы станочника, оценить влияние стружки на стабильность выполнения операционных размеров.

3. Определение эффективной системы станочного приспособления для рассматриваемой операции.

В качестве критерия эффективности используется коэффициент загрузки приспособления на рассматриваемой операции [1]:

, (3.1)

где N_оп – число обрабатываемых деталей одного наименования в течение календарного периода времени (месяц, год);

F_п – фонд времени работы приспособления в рассматриваемый период времени;

t_к – штучно-калькуляционное время на операции.

Используя приложение к ГОСТ 14.305-73 (рис.1), определяем по найденному значению k_з и принятому в авиадвигателестроении периода производства изделий (Т_и) 3…5 лет рентабельную систему станочного приспособления.

Рисунок 1. Границы рентабельности применения различных схем приспособлений (ГОСТ 14.305-73)

По выполнению этого раздела расчетно-графической работы сделать вывод о соответствии применяемого приспособления рекомендациям по рентабельности и сформулировать предложения по повышению эффективности технологической оснастки на рассматриваемой операции.

4. Поверочный силовой расчет.

Целью расчета является определение достаточности усилия зажима заготовки.

Поверочный расчет выполняется в следующей последовательности.

4.1. Определить величину силы закрепления заготовки W путем решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил и моментов [2]. Для этого необходимо составить расчетную схему. Расчетная схема содержит контур заготовки на операции (количество проекций должно быть достаточным для простановки всех действующих на заготовку сил и моментов резания, реакций опор, сил и моментов трения). Уравнения равновесия заготовки имеют вид:

• проверка заготовки на сдвиг под действием силы резания

(4.1)

• проверка заготовки на поворот под действием момента резания

(4.2)

• проверка заготовки на опрокидывание под действием момента от силы резания

(4.3)

где k – коэффициент запаса закрепления [2];

Р_рез – сила резания, действующая на заготовку;

М_рез – крутящий момент силы резания;

F_тр – сила трения в направлении, противоположном направлению сдвига;

М_тр – момент силы трения в направлении, противоположном направлению поворота заготовки;

l₁ – кратчайшее расстояние от точки опрокидывания до линии действия силы резания (плечо силы);

l₂ – кратчайшее расстояние от точки опрокидывания до линии действия силы зажима (плечо силы).

Силу трения определяют по формуле:

(4.4)

где f – коэффициент трения по поверхности контакта заготовки с установочными и зажимными элементами приспособления;

R – реакция опоры.

Из найденных значений усилия зажима W-сдвига, W-поворота, W-опрокидывания в качестве требуемого выбирают большее.

4.2. Определить усилие зажима, создаваемого механизмом зажима приспособления. Любое зажимное устройство состоит из источника силы Р_исх, передаточного механизма, обеспечивающего как правило «усиление» исходной силы и приложение усилия зажима в нужном месте заготовки и требуемом направлении. Усилие Р_исх представляет собой силу на штоке пневмо(гидро)привода или усилие рабочего (в этом случае Р_исх ≤100Н).

Передаточный механизм характеризуется передаточным отношением

(4.5)

Так, для механизма, использующего резьбовую пару i=75…100; клин i=2…4; эксцентрик i=10..12.

Таким образом, в случае пневматических приводов на основании размеров поршня и штока из общего вида приспособления (или базового агрегата переналаживаемого или специализированного приспособления) рассчитывается Р_исх усилие на штоке.

Анализ кинематической схемы передаточного механизма позволяет определить передаточное отношение i механизма и найти значение усилия зажима W_мех механизма. В большинстве случаев (при использовании пневмостолов неподвижных, пневмоделительных столов и стоек) усилие Р_исх напрямую прилагается к заготовке и тогда

(4.6)

Теперь остается сравнить требуемое значение усилия зажима, найденного в пункте 4.1 с полученным значением W_мех. Для надежного закрепления заготовки должно выполняться неравенство:

(4.7)

В противном случае необходимо дать предложения по увеличению W_мех.