Техоснастка

Назначение станочных приспособлений.

Применение СП позволяет:

1. Надежно базировать и закреплять обрабатываемую заготовку с обеспечением ее жесткости в процессе обработки.

2. Стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего.

3. Повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений.

4. Расширить технологические возможности используемого оборудования.

Содержание курсовой работы.

Пояснительная записка.

1. Анализ объекта производства (где используется, для чего, технические требования… Материал, его физикомеханические свойства и химсостав. Еще нужен эскиз)

2. Разработка плана операции

   1. Выбор оборудования

   2. Выбор режущего инструмента

   3. Расчет режимов резания (силы и мощности)

   4. Анализ схемы базирования с расчетом погрешностей базирования

   5. Выбор конструкции приспособления (НСП – неразборное специальное приспособление)

3. Силовой расчет приспособления – определение потребного усилия зажима W, определение исходного усилия Q и диаметра D пневмопривода.

4. Расчет приспособления на точность.

5. Разработка конструкции универсально-сборного приспособления (УСП)

6. Приложение. КТП, ОЭ, спецификация (НСП), спецификация УСП

Графическая часть

1. Рабочий чертеж детали

2. Сборочный чертеж НСП

3. Сборочный чертеж УСП

Классификация приспособлений.

По целевому назначению приспособления делят на следующие группы:

1. Станочные для установки и закрепления обрабатываемых заготовок.

   1. Токарные

   2. Сверлильные

   3. Фрезерные и т.д.по группам станков

2. Станочные для установки и закрепления режущего инструмента (патроны для сверл, метчиков, разверток, многошпиндельные сверлильные и фрезерные головки, резцедержатели и т.д.) – вспомогательный инструмент.

3. Сборочные приспособления, используемые для соединения деталей в изделие. Применяют следующие типы:

   1. Для крепления базовых деталей собираемого изделия

   2. Для обеспечения правильной установки соединяемых элементов изделия

   3. Для предварительного деформирования устанавливаемых упругих элементов

   4. Для запрессовки, клепки, развальцовывания и других операций, когда используются большие силы

4. Контрольные приспособления. Применяются для проверки заготовок при промежуточном и окончательном контроле.

5. Приспособления для захвата и перемещения заготовок, деталей и собираемых изделий.

По степени специализации станочные приспособления делят на следующие группы:

1. Универсально-безналадочные приспособления (УБП)

2. Универсально-наладочные приспособления (УНП)

3. Универсально-сборные приспособления (УСП)

4. Сборно-разборные приспособления (СРП)

5. Неразборные специальные приспособления (НСП)

6. Специализированные наладочные приспособления (СНП)

К группе УБП относятся универсальные приспособления общего назначения: центры, поводковые устройства, оправки, токарные патроны, цанговые патроны, плиты магнитные и электромагнитные и т.д. Эти приспособления изготавливаются как принадлежность к станку заводом-изготовителем станков или специализированным предприятием. УБП применяют в единичном и мелкосерийном производстве, на станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве.

Группа УНП включает приспособления, состоящие из постоянной части и сменных наладок. Постоянная часть во всех случаях остается неизменной, а наладка меняется в зависимости от конкретной обрабатываемой детали. Постоянная часть состоит, как правило, из корпуса и зажимного устройства с приводом, изготавливается заранее и используется многократно. Перед очередным использованием УНП требуется только произвести замену наладок или некоторую дополнительную обработку. Сменные наладки включают в себя установочные элементы и элементы для направления режущего инструмента. Каждый комплект наладок предназначен для обработки определенной детали на одной конкретной операции. К числу нормализованных приспособлений, на базе которых собирают УНП, относятся: машинные тиски, скальчатые кондукторы, пневматические патроны со сменными кулачками и т.д. УНП применяют в серийном производстве, на станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве.

Группа УСП включает приспособления, компонуемые из нормализованных деталей и узлов. Каждая компоновка УСП обладает всеми основными свойствами специального приспособления (предназначено для обработки конкретной детали на определенной операции и обеспечивает заданные базирование и точность). Отличительной особенностью УСП является взаимно перпендикулярные расположения на сопрягаемых поверхностях Т-образных и шпоночных пазов. УСП применяют в единичном и мелкосерийном производстве, при использовании пневмо- и гидрозажимов в крупносерийном производстве, на станках с ЧПУ в мелкосерийном производстве.

Система СРП является разновидностью системы УСП, но, в отличие от УСП, количество сборочных единиц в СРП преобладает над количеством деталей (приблизительно 80% сборочных единиц и 20% деталей). Крепление базовых деталей производится системой палец – отверстие. Применяется в мелкосерийном производстве, на станках с ЧПУ в серийном производстве.

Группа НСП служит для обработки определенной детали на одной конкретной операции, позволяя без выверки придать заготовке требуемые положения относительно станка и режущего инструмента, и благодаря этому при одной настройке обработать всю партию заготовок. Применяются в крупносерийном и массовом производстве, на станках с ЧПУ можно применять только в качестве исключений, когда невозможно использовать ни одну из переналаживаемых систем.

К группе СНП относятся специальные приспособления, обладающие определенной универсальностью вследствие введения в их конструкцию элементов, допускающих наладку приспособления путем регулировки. Благодаря этому одно и то же приспособление можно применять для обработки ряда деталей одной конструкторско-технологической группы. Применяют в серийном и крупносерийном производстве, на станках с ЧПУ в серийном производстве.

Разработка схемы базирования заготовки.

При выборе технологических баз необходимо:

1. Учитывать возможность их совмещения с конструкторскими.

2. Соблюдать принцип постоянства базы на всех основных операциях обработки.

3. Обеспечивать хорошую устойчивость заготовки на опорах станочного приспособления.

Установочные элементы приспособлений.

Подразделяют на основные и вспомогательные. Установочный элемент – это та часть приспособления, на которую ставится деталь.

Требования, предъявляемые к установочным элементам:

1. Длительное сохранение точности и неизменности положения установочных элементов. Не допускается использовать корпус приспособления в качестве установочного элемента.

2. Количество и расположение установочных элементов должно обеспечивать необходимую ориентацию заготовки согласно принятой в техпроцессе схемы базирования. Для этого установочные элементы следует располагать на максимально возможном расстоянии друг от друга (для обеспечения устойчивости) и таким образом, чтобы силы резания и зажима находились против опор или между ними, но вблизи от какой-либо опоры.

3. При базировании на необработанные поверхности (R_z >= 80 мкм) необходимо использовать установочные элементы с ограниченной поверхностью соприкосновения.

4. Установочные элементы не должны портить базовые поверхности детали, что особенно важно, если эти поверхности в дальнейшем не обрабатываются.

5. Установочные элементы должны быть износостойкими. Их изготавливают из стали 20Х, 20 с цементацией рабочих поверхностей на глубину 0.8-1.2 мм, сталь 45 (для опор без особых нагрузок), для особо ответственных случаев – стали У8 и У10.

6. Установочные элементы должны быть жесткими. В целях повышения жесткости рабочие поверхности установочных элементов подвергаются шабрению, шлифованию, доводке.

7. В целях ускорения и облегчения ремонта УЭ должны быть легкосменными.

Классификация установочных элементов.

Основные опоры делятся на жесткие и регулируемые.

Жесткие опоры:

а) штыри;

1) постоянные;

2) сменные;

б) пластины;

1) гладкие;

2) с косыми пазами;

в) призмы;

1) одинарные;

2) сдвоенные;

И те, и другие могут быть с углом α = 60, 90 и 120 градусов

г) пальцы

1) постоянные

2) сменные

И те, и другие могут быть высокими и низкими; цилиндрическими, коническими и срезанными.

Вспомогательные опоры:

а) самоустанавливающиеся

б) подводимые

Регулируемые опоры применяют в качестве основных и вспомогательных.

См.рис.1.

Как основные регулируемые опоры используются при установке заготовок по необработанным плоскостям при больших изменениях припуска на механическую обработку и при выверке детали по разметочным рискам.

Рис.2 Более сложная конструкция регулируемой опоры.

Самоустанавливающиеся опоры. Отнесены к регулируемым (?)

Рис. 3.

Рис. 4.

Опорные штыри.

Тут пропущен кусок лекции, ибо некто Шумский Юрий Николаевич долго читал инструктаж по технике безопасности.

Опорные пластины. ГОСТ4743-66.

Рис.5а.

Используется для установки заготовок обработанными базовыми поверхностями.

Есть еще пластины с косыми пазами по этому же ГОСТу.

Рис.5б.

Установочные пальцы.

Палец установочный цилиндрический постоянный ГОСТ12209-66.

Рис.6.

На установочные пальцы деталь одевается своими обработанными отверстиями.

Палец установочный цилиндрический сменный.

Выглядит похоже, как и на Рис.6, только продлевается вниз и снизу закрепляется шайбой и гайкой с контргайкой. Рисовать туган, не буду.

Срезанные цилиндрические пальцы применяют при установке заготовки на два пальца (цилиндрический и срезанный) и при установке заготовки на 1 палец и плоскость, параллельную его оси.

Конические установочные пальцы применят при установке заготовок по коническим или необработанным отверстиям.

Опорные призмы.

Крепится к приспособлению двумя винтами и двумя штифтами, по диагонали друг от друга.

Зажимные элементы.

Зажимное усилие W определяет прижимную силу заготовки.

При закреплении заготовки должны соблюдаться условия:

1. Не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при базировании

2. Закрепление должно быть надежным

3. Силы закрепления не должны вызывать значительных деформаций заготовки

4. Сила зажима должна быть направлена по возможности перпендикулярно к плоскостям установочных элементов

5. Сила зажима должна быть направлена к тому установочному элементу, с которым заготовка имеет наибольшую площадь контакта

6. Точка приложения силы зажима должна быть как можно ближе к месту обработки

Классификация зажимных устройств.

Все зажимные устройства подразделяют на 3 группы. К первой группе относятся зажимные устройства, имеющие в своем составе силовой механизм (СМ) и привод (П), который обеспечивает перемещение контактного элемента (К) и создает исходное усилие Q, преобразуемое силовым механизмом в зажимное усилие W.

Рис.7а.

Во вторую группу входят зажимные устройства, состоящие только из силового механизма, который приводится в действие непосредственно рабочим, прилагающим исходное усилие Q на рычаге L.

Рис.7б.

К третьей группе относятся зажимные устройства, которые в своем составе не имеют силового механизма, а усилие W создается избыточным атмосферным давлением или магнитными силами.

Рис.7в (установка детали на магнитную плиту).

Составление расчетной схемы для определения усилия зажима W.

Величину потребного зажимного усилия W определяют на основе решения уравнения статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил и моментов. Расчетную схему для вывода уравнения статики составляют для наиболее неблагоприятного положения режущего инструмента по длине обрабатываемой поверхности.

В левой части уравнения записывается сила (момент), стремящаяся сдвинуть (провернуть) обрабатываемую заготовку, умноженная на коэффициент надежности закрепления К. В правой части уравнения записывается сумма сил (моментов) трения, которые не дают детали сдвинуться (провернуться).

К*Р_z = F_т1 + F_т2 (примерное уравнение в общем виде)

Рассмотрим самый простой и распространенный пример.

Рис.8а.

K*P_z*r = 3*Wf*R + M_тт

Wf – сила трения

f – коэффициент трения

P_z*r – момент трения

М_тт – момент трения на торце

М_тт = N₁*f₁*R_пр = (P_x – 3Wf ’) * f₁ * 2/3 * (R³ – R₁³)/(R² – R₁²)

KP_z*r = 3WfR + 2/3 * (P_x – 3Wf ‘)f₁ * (R³ – R₁³)/(R² – R₁²)

Рассмотрим еще одну задачу.

Рис.8б.

K*P_h = Wf + (P­_v + W)f₁ + (P_o – Wf ‘ – (R+W)f₁’)*f₂

(P_o – Wf ‘ – (R+W)f₁’ – сила реакции опоры с косыми пазами.

Рис.9.

K*P_v*r = Wfr + Wfr₁ +…

W + P_v = 2Nsinα/2

N = (W + R)/(2sinα/2)

Таким образом,

K*P_v*r = Wfr + Wfr₁ + 2(W+P_v)/(2sinα/2)*f₁*r + 2(W+P_v)/(2sinα/2)*f₁*r₁ + М_тт

N₁ = P_o – 2Wf – 4Nf₁

М_тт = N₁f₂R_привед = (P_o – 2Wf – 4Nf₁)f₂R_привед – момент трения на торце

Рис.10.

Kr = 2Wf…

Тут пропущен кусок лекции.

Расчет коэффициент надежности закрепления.

К = К₀*К₁*К₂*…*К₆

К₀ – гарантированный коэффициент запаса. Равен 1.2-1.5.

К₁ – коэффициент, учитывающий возрастание сил резания при затуплении инструмента. Равен 1.1–1.8. Зависит, в основном, от материала заготовки. Выбирается по таблице, Скребцов, стр.48-49.

К₂ – учитывает колебание силы резания из-за погрешности размера припуска заготовки (из-за неравномерности припуска). Для чистовой обработки – 1, для предварительной – 1.2.

К₃ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании. При точении – 1.2, при фрезеровании – 1.5.

К₄ – учитывает непостоянство зажимного усилия.

Для ручных зажимных устройств – 1.3, для пневмо- и гидрозажимов – 1.

К₅ – учитывает степень удобства расположения рукояток в ручных зажимных устройствах. При удобном расположении и малой длине рукоятки – 1, при диапазоне угла отклонения рукоятки больше 90 градусов – 1.2.

К₆ – учитывает неопределенность из-за неровностей места контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую опорную поверхность (учитывается только при наличии крутящего момента, стремящегося провернуть заготовку). Для опорного элемента с большой площадью контакта -1, для элемента с ограниченной поверхностью контакта с заготовкой – 1.5.

Если в результатах расчетов коэффициент К получается меньше 2.5, принимаем его равным 2.5.