Лекція 10
Формування технологічних операцій з технологічних переходів
Фактори, що впливають на формування ТО, можна розділити на три групи. До першої групи відносяться фактори, від яких залежить забезпечення якості деталі: врахування у ТП попередньої та остаточної обробки; зміни технологічних баз; виконання обробки декількох поверхонь з однієї установки заготовки; виділення у самостійну операцію ТПр, яки зв'язані з досягненням особливо високої точності і т.п. Другу групу складають фактори, що визначають фізичну можливість об'єднання ТПр в ТО. Наприклад, неможливість об'єднання в ТО процесів обробки, що відрізняються своєю фізичною сутністю; відсутність вільного доступу до різних поверхонь при обробці заготовки. До третьої групи відносяться організаційно-економічні фактори — тип виробництва, вид і форма його організації.
Також на формування ТО впливає організація і планування виробництва, прагнення до зменшення довжини шляхів транспортування і кількості транспортних операцій, міжцехова кооперація та інші фактори.
Розмірний аналіз технологічного процесу є завершальним етапом розробки ТП механічної обробки деталі. Він дозволяє встановити відповідність параметрів точності деталі, виготовленої за допомогою розробленого ТП, з вимогами креслення і визначити достатність припусків, призначених на обробку деталі.
Запитання для самоперевірки:
Які фактори визначають принципи формування ТО з Тпр.
У чому полягає розмірний аналіз ТО.
Лекція 11. Визначення необхідного технологічного обладнання та пристроїв для виконання технологічних операцій і розробка вимог, яким повинний відповідати кожен тип оснастки
Одним з найважливіших питань, що необхідно вирішувати при розробці ТП механічної обробки, є питання про вибір раціонального методу установки і закріплення заготовки у відповідних ТО. Метод установки визначає: точність виробу, що виготовляється; величина допоміжного часу на його виготовлення; зручність і надійність кріплення заготовки.
При механічному обробленні заготовок на верстатах використовують три основних методи їх установки:1) з вивіркою по габаритах на верстаті; 2) по розмітці; 3) у настановних пристроях. Перший метод застосовується в одиничному і дрібносерійному виробництвах. Приклади: установка і вивірка заготовки в патроні токарського верстата або на столі стругального верстата без попередньої розмітки. Точність установки залежить від кваліфікації робітника або від методу вивірки (на око або із застосуванням більш-менш точних засобів). Такий метод часто є трудомістким і складним, він виправданий тоді, коли застосування інших методів економічно недоцільно.
Попередня розмітка дозволяє спростити і прискорити установку заготовки, підвищити її точність у порівнянні з установкою з вивіркою по габаритах. Але метод установки по розмітці має таки недоліки: а) операція розмітки трудомістка і відносно коштовна; б) установка і вивірка заготовки на верстаті по розмітці складна і тривала; в) установка по розмітці не може забезпечити високої точності. До погрішностей даного виду обробки, додається і погрішність розмітки і вивірки заготовки по розмітці на верстаті. Економічна точність обробки по розмітці може бути прийнята 0,2...0,5 мм. Унаслідок зазначених недоліків установка заготовок по розмітці небажана у середнє серійному виробництві і неприпустима в крупно серійному і масовому.
Установка заготовки за допомогою пристрою забезпечує найбільш точне її положення з мінімальною витратою часу. Пристрої, що призначені для установки і закріплення заготовок на верстаті, називають установочними або установочно-затискними. Для забезпечення заданої точності розмірів деталі необхідно, щоб саме пристрій був виготовлений досить точно. Допуски на розміри пристроїв призначають такими, щоб їхні граничні відхилення були вдвічі менше граничних відхилень розмірів деталі. Установка заготовок у пристроях широко використовується у серійному і масовому виробництвах.
Верстатними пристроями називаються пристрої до металорізальних верстатів, що призначені для установки і закріплення заготовок у положенні, що визначено умовами виконання ТП.
Класифікація верстатних пристроїв обумовлюється такими факторами:
1. По технологічному призначенню верстатні пристрої класифікують по типах верстатів: токарські, фрезерні, свердлильні, розточувальні, шліфувальні та ін.
2. По ступені механізації та автоматизації їх підрозділяють на ручні, механізовані, напівавтоматичні та автоматичні.
3. По ступені спеціалізації на універсальні, переналагоджувані, спеціальні.
У залежності від конструктивних особливостей та призначення верстатні пристрої складаються з таких елементів і механізмів: 1) установочних; 2) затискних; 3) налагоджувальних; 4) направляючих; 5) допоміжних; 6) корпусних.
Розглянемо основні особливості цих елементів.
Установочні елементи пристроїв.
Установочними називаються окремі конструктивні елементи пристроїв, що служать для установки на них базовими поверхнями заготовок. Іноді ці елементи називаються опорами. Опори підрозділяють на основні і допоміжні. Основні опори визначають положення заготовки у пристрої відносно ріжучого інструменту. Допоміжні - не впливають на базування заготовки, а підтримують її з метою підвищення стійкості і жорсткості при обробці.
Загальні вимоги до конструкції основних опор: 1) опори повинні бути досить жорсткими і не деформуватися під дією сил затискання і різання; 2) розташування опор повинне бути таким, щоб заготовка легко встановлювалася у потрібне положення і не змінювала його під дією власної ваги і при закріпленні; 3) розташування опор повинне забезпечувати притискання до них заготовки під дією сили різання; 4) опори повинні бути зносостійкими.
Як правило, опори виготовляють з маловуглецевої стали з подальшим цементуванням та гартуванням до твердості HRC 50...60.
Розглянемо приклади опор для заготовок, що базуються плоскими поверхнями.
Опори для базування заготовок плоскими поверхнями можна розділити на: а) постійні, б) регульовані; с) самоустановлювальні.
У якості постійних опор можуть бути штирі і пластини (рис. 19). Для установці заготовок по неопрацьованих поверхнях (чорновим базам) використовують штирі зі сферичної (рис. 19, а) або з рифленою поверхнями (рис. 19, б). Перші забезпечують точковий контакт із заготовкою, але відносно швидко зношуються. Штирі з рифленою поверхнею забезпечують більш надійне зчеплення з базовою поверхнею заготовки, зношуються менше і використовуються для установки великих заготовок. Штирі з плоскою поверхнею (рис.19, в) застосовуються при установці заготовки обробленою поверхнею.
При базуванні заготовок поверхнями обробленими начисто, особливо великих, використовують опорні пластини (рис. 19,г).
У випадку, якщо необхідне корегування розташування опор — унаслідок, наприклад, деякого розходження у розмірах різних партій заготовок або обробки в пристрої групи близьких за формою і розмірами деталей, застосовують регульовані основні опори (рис. 19, д).
Само установлювальні (плаваючі) основні опори мають дві, інколи три опорні точки. На рис.20 показані двох точкові рухомі опори. Якщо відстань між опорними точками невелика, то використовується конструкція, що показана на рис.20, а, а при великій відстані — показана на рис. 20, б. Як показано на схемі (рис. 20, в), одна постійна опорна точка замінена двома само установлювальними.
Допоміжні опори використовуються двох типів: підводимі і само установлювальні. На рис.21,а представлена конструкція, що реалізує підйом опори 2 до зіткнення з базовою поверхнею заготовки. Вертикальне переміщення опори відбувається за рахунок горизонтального руху клина 1 при осьовому переміщенні гвинта 5 із зірочкою 6. Фіксація клина 1 відбувається поворотом зірочки 6. Гвинт 5, кулькою 4 розклинюють сегментні шпонки 3 і, застопоривши горизонтальний клин 1, фіксують положення опори.
На рис. 21,б показана одна з конструкцій само установлювальних опор. Завдяки легкої пружини 4, що не в змозі зрушити заготовку, плунжер 1 залишається у контакті з заготовкою, що встановлена на основних опорах. Затягуванням гвинта 3 фіксуємо опору, і вона стає нерухомою. Проміжний сухар 2 запобігає переміщення плунжера 1 при повороті гвинта.
Приклади опор для заготовок, що базуються циліндричними поверхнями.
Для установки заготовок зовнішніми циліндричними поверхнями найчастіше використовуються призми, а внутрішніми — установочні пальці.
Застосовують призми з кутами а = 60, 90 (частіше) і 120°. Призма для установки коротких заготовок показана на рис. 22, а. Для довгих заготовок використовують призму з виїмкою (22, б) або збірну (22, в). При установці заготовки по чорновій базі, а також при установці східчастих валів використовують призми з вузькими робочими поверхнями (рис.22, б). При складанні пристрою призми необхідно встановлювати і фіксувати точно в заданому положенні за допомогою контрольних штифтів 2. Призми кріпляться в цьому положенні кріпильними гвинтами 1 (рис. 22,а). Для забезпечення точної установки заготовки робочі поверхні і основа призми обробляють досить точно.
Установочними пальцями називають деталі пристроїв, на які заготовка встановлюється своїми обробленими отворами. Можливі два варіанта базування: базування заготовки по одному або двом отворам і по площині. Використовують пальці високі (рис.23,а) і низькі (рис.23,б). Якщо основною базовою поверхнею служить отвір заготовки 1 (рис.23, а), то вона надівається на довгий палець 2, що дає чотири опорних точки, а торець 3 дає одну опорну точку. У результаті заготовка зберігає один ступінь вільності — можливість обертатися навколо осі пальця. Якщо основною базою служить торець заготовки 1 (рис.23,б), то вона встановлюється на короткий палець 2. У цьому випадку торець заготовки дає три опорні точки, отвір — дві, тобто заготовка знову зберігає один ступінь вільності — можливість обертатися навколо осі пальця.
Надлишкові нерухомі опори (понад шість) можуть створити статичну невизначеність при установці заготовки. Це може привести до похибок встановлення заготовки. На приклад, на рис.24,а показана заготовка, що базується по трьох точках на торці і по чотирьох на довгому пальці. У результаті заготовка може бути встановлена з перекосом, а при закріпленні може бути деформовані або заготовка або палець. В даному випадку заготовку варто поміщати на короткий палець (мал.24, б). Зайві опорні точки не будуть робити шкідливого впливу на установку заготовки у тому випадку, якщо поверхні пристрою, що базують, виготовлені з такою точністю, що всі зайві опорні точки тільки стикаються з базовими поверхнями заготовки і не викликають неправильності її базування або деформації.
Універсальні пристрої підрозділяють на: універсально–без налагоджувальні та універсально-налагоджувальні.
Універсально – без налагоджувальні пристрої (УБП) є конструктивними елементами до верстатів загального призначення і широко використовуються в одиничному і дрібносерійному виробництвах (приклади: універсальні патрони, тиски, поворотні столи й ін.).
Універсально-налагоджувальні пристрої (УНП) — універсальні пристрої, що доповнені спеціальними деталями або конструктивними елементами для закріплення заготовки відповідно до ії контурів. Це дозволяє використовувати УНП для точної установки заготовок з меншою витратою допоміжного часу. Прикладами можуть служити токарські патрони зі спеціальними кулачками, тиски зі спеціальними губками, поворотні столи зі спеціальними елементами та ін. Використовуються УНП у серійному виробництві.
Спеціальні пристрої призначені для виконання конкретної ТО при обробці даної заготовки. При зміні об'єкта виробництва вони використовуватися не можуть. Застосовуються у серійному і масовому виробництвах.
Основні переваги використання пристроїв: 1) точність обробки значно підвищується; 2) зменшується допоміжний час, а в багатомісних пристосуваннях і основний; 3) виключається розмітка; 4) розширюються технологічні можливості верстатів, а у ряді випадків знижуються вимоги до точності верстатів; 5) полегшуються умови праці робітників і знижуються вимоги до їх кваліфікації.