Пособие по КР Болотэн

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьёва»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СТАНОЧНЫХ И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ В КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ

ПРОЕКТАХ

Учебное пособие

Аверьянов И. Н. Болотеин А. Н. Прокофьев М. А.

РЫБИНСК 2010

И. Н. Аверьянов, А. Н. Болотеин, М. А. Прокофьев

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СТАНОЧНЫХ И КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ В КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ

ПРОЕКТАХ

Учебное пособие

РЫБИНСК 2010

УДК 621.9.06-229 (07) П79

Проектирование и расчёт станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах : учеб. пособие / И. Н. Аверьянов, А. Н. Болотеин, М. А. Прокофьев ; – Рыбинск : РГАТА, 2010. – 226 с.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направле- нию 150900 – Технология, оборудование и автоматизация машинострои- тельного производства и специальностям: 151001 – Технология машино- строения (очной, очно-заочной и заочной формы обучения), 151002 – Ме- таллообрабатывающие станки и комплексы, 160301 – Авиационные дви- гатели и энергетические установки.

В пособие рассматриваются учебные методики проектирования и расчёта станочных и контрольно-измерительных приспособлений, кото- рые рекомендуется использовать при выполнении соответствующих раз- делов курсовых и дипломных проектов по указанным специальностям.

© Аверьянов И. Н., Болотеин А. Н., Прокофьев М.А., 2010

© РГАТА, 2010

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение..........................................................................................................	6
Основные понятия и определения................................................................	7
1. Общие сведения о технологической оснастке и её разновидностях ....	9
1.1. Технологическая оснастка, её роль в современном производст-
ве, классификация и области применения...................................................	9
1.2. Станочные приспособления, их классификация и требования,
предъявляемые к конструкции .....................................................................	10
1.3. Контрольно-измерительные приспособления, их классификация
и требования, предъявляемые к конструкции.............................................	14
1.4. Общие методики проектирования приспособлений ...........................	19
1.4.1. Методика проектирования станочных приспособлений .................	19
1.4.2. Методика проектирования контрольно-измерительных при-
способлений....................................................................................................	21
2. Проектирование и расчёт станочных приспособлений .........................	24
2.1. Подготовка исходных данных для проектирования ...........................	24
2.2. Разработка компоновки станочного приспособления.........................	26
2.3. Расчёт требуемой силы закрепления.....................................................	38
2.4. Выбор и расчёт зажимных устройств и силовых приводов ...............	52
2.5. Расчёт станочного приспособления на точность.................................	62
2.5.1. Суммарная погрешность изготовления детали.................................	62
2.5.2. Погрешность обработки и её определение........................................	64
2.5.3. Погрешность настройки и её определение........................................	67
2.5.4. Погрешность положения заготовки в приспособлении и её оп-
ределение.........................................................................................................	69
2.5.5. Погрешность несовмещения баз и её определение..........................	70
2.5.6. Погрешность закрепления и её определение ....................................	74
2.5.7. Погрешность износа и её определение..............................................	76
2.5.8. Погрешность изготовления приспособления и её определение .....	80
2.5.9. Погрешность от смещения инструмента и её определение.............	84
2.5.10. Погрешность установки на станке и её определение.....................	85
2.5.11. Методики выполнения точностных расчётов приспособлений....	87
2.6. Разработка конструкции корпуса приспособления.............................	90
2.7. Расчёт деталей приспособления на прочность ....................................	97
2.8. Принцип работы спроектированного приспособления.......................	99
2.9. Пример разработки конструкции и расчёта специального ста-
ночного приспособления...............................................................................	100

4
3. Проектирование и расчёт контрольно-измерительных приспособ-
лений................................................................................................................	128
3.1. Подготовка исходных данных для проектирования ...........................	128
3.2. Выбор или разработка принципиальной схемы контроля..................	130
3.3. Выбор элементов конструкции КИП ....................................................	135
3.3.1. Установочные элементы КИП............................................................	135
3.3.2. Зажимные элементы КИП...................................................................	137
3.3.3. Передаточные элементы КИП ............................................................	138
3.4. Выбор средства измерений ....................................................................	140
3.5. Выбор вспомогательных элементов......................................................	146
3.6. Разработка компоновки КИП.................................................................	150
3.7. Расчёт на точность контрольного приспособления.............................	152
3.7.1. Суммарная погрешность измерения и её составляющие ................	152
3.7.2. Погрешность из-за неточности установочных элементов и их
расположения на корпусе КИП при сборке ................................................	153
3.7.3. Погрешность передаточных устройств .............................................	154
3.7.4. Погрешность, вызванная неточностью изготовления устано-
вочных мер и эталонных деталей.................................................................	160
3.7.5. Погрешность средства измерения......................................................	160
3.7.6. Погрешность несовмещения баз ........................................................	161
3.7.7. Погрешность, зависящая от измерительной силы............................	163
3.7.8. Погрешность закрепления...................................................................	164
3.7.9. Примеры расчёта на точность КИП...................................................	165
3.8. Принцип работы спроектированного КИП ..........................................	173
4. Требования и рекомендации по выполнению сборочных чертежей
станочных и контрольных приспособлений ...............................................	174
4.1. Общие требования к сборочным чертежам станочных и кон-
трольных приспособлений. ...........................................................................	174
4.2. Рекомендации по выполнению сборочных чертежей станочных
приспособлений..............................................................................................	177
4.3. Рекомендации по выполнению сборочных чертежей контроль-
ных приспособлений......................................................................................	180
4.4. Часто встречающиеся ошибки в конструкции и сборочных чер-
тежах станочных и контрольных приспособлений ....................................	182
Библиографический список ..........................................................................	186
Приложение А – Допуски размеров по ЕСДП ..........................................	190
Приложение Б – Обозначение допусков формы и расположения
поверхностей ...................................................................	191
Приложение В – Предпочтительные посадки и их применение.............	192

			5
Приложение Г	–	Рекомендуемые посадки в конструкции приспо-
		соблений...........................................................................	193
Приложение Д	–	Примеры обозначения некоторых посадок в со-
		единениях деталей приспособлений.............................	195
Приложение Е	–	Силы, действующие на заготовку в процессе об-
		работки.............................................................................	196
Приложение Ж –		Обозначение основных элементов на принципи-
		альных схемах .................................................................	200
Приложение З	–	Характеристики тарельчатых пружин для раз-
		жимных оправок .............................................................	203
Приложение И – Параметры пневмо- и гидроцилиндров........................			204
Приложение К	–	Параметры диафрагменных пневматических ка-
		мер ....................................................................................	205
Приложение Л	–	Рекомендуемые технические требования к при-
		способлениям ..................................................................	206
Приложение М – Чертеж детали «Крышка специальная»........................			210
Приложение Н – Пример выполнения первого листа сборочного
		чертежа станочного приспособления ...........................	211
Приложение О – Пример выполнения второго листа сборочного
		чертежа станочного приспособления ...........................	212
Приложение П – Пример выполнения первого листа спецификации
		станочного приспособления ..........................................	213
Приложение Р	– Пример выполнения второго листа спецификации
		станочного приспособления ..........................................	214
Приложение С	–	Указатель стандартов на основные детали и эле-
		менты приспособлений ..................................................	215
Приложение Т	– Конструкция и размеры штативов индикаторных
		и элементов для установки индикаторов .....................	218
Приложение У – Размерные параметры столов контрольно-
		измерительных приспособлений...............................	219
Приложение Ф – Характеристики некоторых универсальных
		стандартизованных средств измерений........................	220

6

ВВЕДЕНИЕ

Без применения технологической оснастки в производстве обойтись практически невозможно. Так при выполнении абсолютно любой технологической операции требуется использовать различную оснастку, например: приспособления, вспомогательные инструменты, транспортную и загрузочную оснастку и др. Причем это относится как к единичному, так и к серийному производству. Наиболее широко используемая разновидность оснастки – станочные приспособления. Их назначение состоит в базировании и закреплении заготовок на станках.

Аналогично обстоят дела с контрольными операциями, которые лишь изредка могут обходиться без специальных приспособлений, однако если требуется контролировать размеры и форму деталей сложного контура, расположение или биение поверхностей, то их применение становится обязательным. Часто могут использовать приспособления единой конструкции для контроля сразу нескольких параметров, тогда их называют универсальными или многомерными.

Процесс проектирования любого станочного и контрольноизмерительного приспособления характеризуется большим объемом работы, в особенности это касается проектно-конструкторских расчётов. Работы по проектированию оснастки обычно включают: анализ её служебного назначения и имеющихся требований к технологическим операциям, разработку принципиальной схемы (компоновки) приспособления, силовые расчёты и расчёты на точность, выбор силового привода и определение его параметров, технико-экономическое обоснование спроектированного приспособления и его модернизации при изменении номенклатуры выпускаемой продукции. Наиболее эффективной считается такая конструкция приспособления, которая позволяет получить требуемую точность обработки заготовки при высокой производительности процесса, обеспечивая безопасность работы и снижение утомляемости рабочего.

В данном учебном пособии предпринята попытка обобщения и формализации имеющихся методик по расчёту и проектированию станочных и контрольно-измерительных приспособлений. Рассматриваются все этапы проектирования с подробными пояснениями, рекомендациями, примерами выполнения и большим объемом справочного материала. Целью пособия является приобретение студентами навыков в области проектирования станочных и контрольно-измерительных приспособлений различного целевого назначения для реализации технологических процессов производства изделий авиационного и общего машиностроения.