Учебное пособие 1250
.pdfМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра технологии машиностроения
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к самостоятельному изучению дисциплины «Технологическая оснастка» для студентов направления 15.03.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» (профиль «Технология машиностроения») всех форм обучения
Воронеж 2019
1
УДК 621.002.54.001.63 ББК 34.44я7
Составители:
канд. техн. наук В. А. Сай, д-р техн. наук О. Н. Кириллов
Методические указания к самостоятельному изучению дисциплины «Технологическая оснастка» направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профиль «Технология машиностроения») всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: В. А. Сай, О. Н. Кириллов. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2019. − 36 с.
В методических указаниях изложены основные материалы, рекомендации для самостоятельного изучении дисциплины «Технологическая оснастка» и этапы выполнения курсового проекта. Приводятся варианты технического задания на проектирование специальных станочных приспособлений.
Предназначено для студентов направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профиль «Технология машиностроения») всех форм обучения.
Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле «Оснастка.pdf».
Ил. 13. Библиогр. 13 назв.
УДК 621.002.54.001.63 ББК 34.44я7
Рецензент − А. А. Болдырев, канд. техн. наук, доц. кафедры технологии машиностроения ВГТУ
Издается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета
2
ВВЕДЕНИЕ
Основой технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства является машиностроение. Интенсивное развитие технических средств и оборудования, требования к качеству и разнообразию продукции машиностроения вызывают необходимость создания, совершенствования и внедрения различных конструктивных схем технологической оснастки для механообработки. Изучение, проектирование и умение осуществлять необходимые расчеты при проектировании технологической оснастки является важнейшей задачей подготовки бакалавров.
Основной целью данного методического руководства является возможность самостоятельного изучения основных разделов дисциплины «Технологическая оснастка» с использованием основной и вспомогательной рекомендуемой литературы, а также выявление степени усвоения студентом теории и умение применить на практике основы проектирования технологической оснастки при выполнении курсового проекта, методики выполнения которого и варианты заданий представлены в соответствующих разделах.
3
1.Общие методические указания к изучению
дисциплины
Для успешного изучения дисциплины «Технологическая оснастка» студент должен ознакомиться с программой и содержанием курса, изучить указанные темы и выполнить курсовой проект, используя рекомендованную основную, дополнительную и справочную литературу, и сдать экзамен.
2.Цели и задачи дисциплины. Ее место в учебном процессе
2.1.Цели преподавания дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Технологическая оснастка» является овладение студентами знаний по методике расчёта и конструирования высокопроизводительной и экономичной технологичной оснастки, используемой на металлорежущих станках, в том числе и с ЧПУ, на обрабатывающих центрах и гибких автоматизированных комплексах, на промышленных роботах, при сборке и контроле узлов и изделий.
2.2. Задачи изучения дисциплины
При изучении дисциплины «Технологическая оснастка» студенты должны овладеть современными методами расчёта и проектирования технологической оснастки и приспособлений, позволяющих успешно решать поставленные технологические задачи, самостоятельно проектировать технологическую оснастку различного назначения в курсовом и дипломном проектировании.
2.3. Перечень дисциплин, условие которых необходимо для изучения данной дисциплины
Для успешного изучения дисциплины «Технологическая оснастка» необходимо овладеть теоретическими и практиче-
4
скими знаниями по дисциплинам «Основы конструирования машин», «Гидравлическая механика», «Сопротивление материалов», «Гидравлика, гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика», «Металлорежущие станки и станочные комплексы», «Резание металлов», «Технология машиностроения».
3.Содержание курса
3.1.Основные определения, назначения и классификация технологической и оснастки и приспособлений
Роль и значение технологической оснастки в машиностроительном производстве. Понятия «технологическая оснастка», «приспособление», «вспомогательный инструмент». Назначение и требования, предъявляемые к технологической оснастке, её квалификация. Технико-экономическое обоснование выбора оснастки и приспособлений. Система нормализации и стандартизации деталей и узлов в технологической оснастке и приспособлениях.
При изучении темы необходимо обратить внимание на классификацию технологической оснастки, её влияние на основное, вспомогательное и подготовительно-заключительное время изготовления деталей и узлов изделий, систему нормализации стандартизации деталей узлов оснастки.
Контрольные вопросы 1. Понятия «технологическая оснастка», «приспособле-
ние», «вспомогательный инструмент».
2. Роль и значение технологической оснастки в машиностроительном производстве.
3 Классификация технологической оснастки по различным признаком.
4. Требования, предъявляемые к технологической оснастке и приспособлениям.
5. Технико-экономическое обоснование выбора оснастки и приспособлений.
5
3.2. Структура технологической оснастки и приспособлений
3.2.1. Базирующие детали и устройства
Основные, вспомогательные, постоянные, регулируемые и самоустанавливающиеся опоры. Различные схемы базирования деталей. Установочные штыри, шайбы, пластины, пальцы, оправки, центры, призмы, их условное изображение по ГОСТ 3.1107-81. Методика выбора базирующих деталей и устройств различной конструкции и размеров и требования, предъявляемые к ним.
При изучении темы необходимо уделять особое внимание методике выбора базирующих деталей и устройств техоснастки в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями, а также их размерам и конструкции.
Контрольные вопросы
1.Основные конструкции базирующих деталей и устройств, их условное обозначение по ГОСТ 3.1107-81.
2.Методика выбора базирующих деталей и узлов. Различные схемы базирования деталей и их погрешностей.
3.2.2. Зажимные устройства и силовые приводы
Назначение и классификация зажимных устройств, требования, предъявляемые к ним. Расчет необходимой точности технологической оснастки. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета зажимного усилия Рз заготовки. Конструирование и расчет простых зажимных устройств: клинового, рычажного, резьбового, эксцентрикового. Центрирующе-зажимные устройства: цанговые, кулачковые, эксцентриковые, пружинные, гидропластовые отправки, патрон. Механизированные приводы: пневматический, гидравлический, пневмогидравлический, электрический, магнитный, вакуумный, комбинированные. Силовые узлы приспособлений. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета исходного усилия Ри привода. Методика расчета и конструирование различных приводов и подбора силовых уз-
6
лов. При изучении темы необходимо обратить внимание на требования, предъявляемые к зажимным устройствам, и методики расчета усилия зажима и различных зажимных устройств. Наиболее важным здесь является разработка расчётной схемы, выбора коэффициента запаса и расчета погрешности закрепления, которая не должна превышать допустимую для заданных условий обработки погрешность. В противном случае необходимо изменение схем базирования и закрепления, изменения принципа конструкции приспособления, либо снижение режимов обработки.
Контрольные вопросы 1. Требования, предъявляемые к зажимным устройст-
вам.
2.Методика расчета усилия зажима и выбор коэффициента запаса К.
3.Конструирование и расчёт простых зажимных устройств: клинового, рычажного, резьбового, эксценрикового, пружинного. Их преимущества и недостатки.
4.Конструирование расчет центрирующе-зажимных устройств: цанговых, кулачковых, эксцентриковых, пружинных, гидропластовых и патронов.
5.Выбор и расчёт механизированных приводов и силовых узлов пневматических, вакуумных, гидравлических, электрических, магнитных. Их области применения.
3.2.3. Корпусы, делительные, направляющие, фиксирующие, поворотные, копирующие и др. вспомогательные детали и устройства технологической оснастки и приспособлений.
При рассмотрении темы необходимо усвоить назначение деталей и узлов, предъявляемые к ним требования, изучить их конструкции и особенности для различных видов технологической оснастки.
7
Контрольные вопросы
1.Назначение и виды корпусных деталей, способы установки и закрепления корпусов на оборудовании, предъявляемые требования.
2.Конструкции делительных, поворотных фиксирующих устройств, факторы, влияющих на их точность.
3.Направляющие и копирующие детали и устройства: кондукторные втулки, установки и щупы, копиры для токарных и фрезерных работ
3.3. Приспособления для станков различных видов
3.3.1 Приспособления для сверлильных станков
Кондукторы накладные, универсальные, групповые и автоматизированные. Поворотные и плавающие столы.
Многошпиндельные и револьверные головки. Вспомогательный инструмент для сверлильных станков.
3.3.2.Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков
Патроны механизированные и с ручным приводом различной конструкции (спирально-реечные, поводковые, рычажные, клиновые, пружинные, мембранные, гидропластовые, цанговые), самоцентрирующие и с независимым перемещением кулачков. Жёсткие и разжимные оправки, центры, люнеты, копировальные механизмы.
Вспомогательный инструмент для токарных и круглошлифовальных станков.
3.3.3.Приспособления для фрезерных станков
Ручные и машинные тиски и наладки к ним. Делительные столы и головки. Ручные механизированные прихваты. Приспособления для совмещения машинного и вспомогательного времени обработки.
Вспомогательный инструмент для фрезерных станков.
8
3.3.4.Приспособление для строгальных и зубообрабатывающих станков
Самоустанавливающиеся втулки и шайбы, нормализованные приспособления для фрезерных станков. Отправки различной конструкции с ручными и механизированными приводом для зубообрабатывающих станков.
Вспомогательный инструмент для строгальных, протяжных и зубообрабатывающих станков.
3.3.5.Приспособление для электроэрозионных, электрохимических, ультразвуковых, плазменных и других специальных станков
Дополнительные требования и особенности конструкций таких приспособлений. Устройства для подачи и отвода рабочей жидкости, токоподводы, электрододержатели. Прочая технологическая оснастка к специальным станкам.
При изучении темы 3.3 следует обратить особое внимание на различные конструкции приспособлений и технологической оснастки с тем, чтобы в дальнейшем их максимально использовать при выполнении курсового и дипломного проектировании. Для сокращения времени проектирования и изготовления в различных конструкциях технологической оснастки целесообразно максимально использовать стандартные и нормализованные детали и узлы. Применение непереналаживаемых и дорогостоящих специальных приспособлений, таких как многошпиндельные сверлильные головки, механизированные кондукторы сложной формы, многопозиционные фрезерные приспособления, позволяющие устанавливать и снимать заготовки за счёт машинного времени, должно быть экономически обоснованным крупносерийным и массовым производством.
Контрольные вопросы 1. Особенности конструкций и область применения кон-
дукторов различных типов.
9
2.Назначение и конструкции поворотных , делительных
иплавающих столов, ручных и машинных тисков, делительных головок.
3.Последовательность расчёта и экономическая целесообразность сверлильных головок различных конструкций.
4.Принцип действия патронов и оправок разных конструкций и точность установки заготовок.
5.Вспомогательный инструмент для станков разных
типов .
6.Особенности конструкций приспособлений для специальных станков (электроэрозионных, электрохимических, ультразвуковых и др.). Устройства для подвода рабочей жидкости, токоподводы, электрододержатели.
3.4.Переналаживаемая оснастка многократного применения
для металлорежущих станков
Универсально-сборные приспособления (УСП), сборноразборные приспособления (СРП), универсально-наладочные и специализированно-наладочные приспособления (УНП и СНП), универсально-сборная переналаживаемая оснастка (УСПО). Особенности конструкций и использования, нормализованные детали и узлы. Приспособления для станков с ЧПУ, ОЦ, ГАП: приспособления-спутники, бесспутниковые приспособления, инструментальные блоки.
Рассматривая данную тему, в первую очередь необходимо усвоить, что переналаживаемая оснастка и инструментальные блоки позволяют значительно сократить время на проектирование и изготовление технологической оснастки различного назначения, и в результате общее время технологической подготовки производства, что особенно важно в условиях мелкосерийного производства. Однако такая оснастка имеет высокую первоначальную стоимость, а в некоторых случаях и недостаточную точность и жёсткость, следствием чего может быть снижение производительности обработки.
10