|
|
ОглавлениеКурсовое проектирование по технологии машиностроения. Предисловие Глава 1. Общие вопросы курсового проектирования Глава 2. Проектирование технологического процесса сборки узла Глава 3. Проектирование технологического процесса изготовления детали Глава 4. Конструирование и расчет приспособлений Глава 5. Оформление расчетно-пояснительной записки к курсовому проекту Глава 6. Особенности курсовых проектов различной тематики Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуГЛАВА 4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ4.1. Общая методика проектирования специальных приспособленийДля одной-двух операций, разработанных ТП, конструируют с необходимыми проектными расчетами специальное станочное, контрольное или сборочное приспособление. Специальные приспособления предназначены для выполнения конкретной технологической операции в единичном ТП изготовления детали или сборки узла. Их целесообразно применять в производствах серийного, крупносерийного, массового типов для изделий невысокой ответственности. Для изделий высокой ответственности (детали газотурбинных двигателей, энергетических установок и т.д.) специальные приспособления применяют даже при мелкосерийном типе производства. К спроектированным приспособлениям предъявляют ряд требований. Они должны обеспечивать необходимую точность изготовления изделий; быть удобными и безопасными в работе; обладать достаточным быстродействием; способствовать снижению физических усилий рабочего; обеспечивать необходимое взаимное расположение предмета производства и исполнительных рабочих органов оборудования. Наиболее часто при выполнении курсового проекта проектируют специальные станочные и контрольные приспособления. В конструкциях этих приспособлений выделяют следующие основные элементы, выполняющие в приспособлениях одинаковые функции. 1. Установочные элементы обеспечивают необходимое базирование заготовки в приспособлении. Они бывают постоянными, подвижными (подводимыми) и регулируемыми. Выполняются обычно в виде отдельных деталей (опоры, планки, пальцы, втулки, призмы и т.п.). 2. Зажимные элементы — это специальные детали, обеспечивающие непосредственное силовое воздействие на заготовку в направлении, заданном схемой закрепления, и прикладываемое к заданной поверхности закрепления. К зажимным элементам относят различного рода призмы, прихваты, планки и т.д. 3. Силовые механизмы передают исходное усилие, созданное приводом приспособления к зажимным элементам, изменяя его значение и направление. Силовые механизмы совместно с зажимными элементами обеспечивают приложение в заданной точке заготовки и по заданному направлению необходимого для ее закрепления усилия. Силовые механизмы могут использоваться для разделения исходного усилия привода на составляющие, для одновременного приложения сил закрепления в нескольких точках и различных направлениях, например в многоместных приспособлениях. Часто силовые механизмы обеспечивают самоторможение, необходимое для предотвращения самопроизвольного раскрепления заготовки во время обработки при внезапном отказе привода. Силовые механизмы могут быть простыми, состоящими из одного элементарного механизма (винтового, рычажного, эксцентрикового, клинового), или комбинированными, состоящими из двух-трех элементарных механизмов. 4. Приводы станочных приспособлений предназначены для создания исходного усилия, необходимого для обеспечения с помощью силового механизма и зажимных элементов требуемого усилия закрепления заготовки. Различают ручной привод, когда усилие создается мускульной силой человека, и механизированные приводы (пневматические, гидравлические, электромагнитные, вакуумные и т.п.), в которых усилие создается силовыми агрегатами, использующими различные виды энергии. Механизированные приводы стабилизируют усилие закрепления и существенно уменьшают время закрепления заготовки. Совокупность привода, силового механизма и зажимных элементов часто называют зажимным устройством. 5. Элементы приспособлений для координации и направления инструмента (кондукторные постоянные и сменные втулки, копиры, установы высотные и угловые). 6. Вспомогательные устройства часто применяют в приспособлениях, в которых заготовка должны занимать несколько различных положений относительно инструмента. К этим устройствам относят: поворотные столы, делительные головки, фиксаторы, выталкиватели, кантователи и т.д. Делительные устройства выполняют в виде самостоятельных универсальных или универсально-наладочных приспособлений либо как составные части специальных приспособлений. В последнем случае в состав делительного устройства входят: делительный диск; фиксатор; механизм, скрепляющий после деления неподвижную и подвижную части приспособления. 7. Корпуса приспособлений являются их конструктивной основой, на которой монтируются все элементы, механизмы и устройства, входящие в конструкцию приспособлений. На корпусах предусматривают поверхности для ориентирования и закрепления приспособления на станке, а также поверхности для установки и крепления элементов и механизмов приспособления. 8. Посадочные элементы предназначены для быстрого с требуемой точностью ориентирования приспособления на станке. Это либо специально вводимые в конструкцию приспособления детали (пальцы, втулки, шпонки и т.д.), либо специально обработанные поверхности на деталях приспособления (посадочные пояски, проточки, фаски и т.п.). Конструкцию приспособлений согласуют с посадочными (присоединительными) поверхностями станков, для которых проектируют приспособление. 9. Элементы крепления приспособлений на станке предназначены для быстрого и надежного закрепления приспособления на станке после его ориентации по присоединительным поверхностям. К элементам крепления относят крепежные поверхности приспособления (проушины, системы резьбовых или гладких отверстий, специальные площадки и т.п.), крепежные детали (винты, болты стандартные, болты с Т-образной головкой, гайки, прихваты и т.п.). Приспособление проектируют для конкретной технологической операции и только после разработки соответствующего единичного ТП (изготовление детали или сборки) и согласования его с руководителем проекта. Исходными данными для проектирования приспособления, применяемого при обработке заготовки в данной операции, являются: 1) чертеж исходной заготовки с размерами, допусками размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, значениями показателей качества и техническими требованиями на изготовление; 2) эскиз заготовки с размерами, допусками размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, значениями показателей качества, сформированными при обработке заготовки на предыдущих операциях; 3) схема установки (базирование или закрепление) заготовки в данной операции; 4) сведения о содержании данной операции: типы обрабатываемых поверхностей; технологические методы их обработки; размеры, допуски размеров, формы, взаимного расположения обработанных поверхностей, значения показателей качества, обеспечиваемые в данной операции; 5) сведения о технологических свойствах материала заготовки и его состоянии перед выполняемой операцией; 6) данные о применяемом в рассматриваемой операции инструменте и режимах обработки; 7) сведения о применяемости в данной операции оборудования, его основные технические характеристики (группа; тип; класс; размеры рабочего пространства; основные размеры присоединительных и крепежных поверхностей стола и шпинделя и т.п.). К проектируемому приспособлению могут быть предъявлены дополнительные требования и ограничения: по типу приспособления (специальное, групповое, многоместное, делительное, поворотное и т.п.), по вспомогательному времени выполняемой операции, по габаритам приспособления и т.п. Целесообразно иметь стандарты и справочную литературу по нормализованным деталям и механизмам станочных приспособлений [1, 5, 31, 32] и др. Обычно разработку приспособлений в курсовом проекте выполняют на базе приспособлений-прототипов, с конструкциями которых студент знакомится перед началом проектирования, например во время прохождения II технологической практики. В приспособлении-прототипе может быть изменен привод (например, ручной заменен на пневматический, гидравлический или др.), силовой механизм, скорректирована схема установки. При отсутствии прототипа разрабатывают оригинальную конструкцию, используя справочные материалы, альбомы и чертежи приспособлений, применявшихся при обработке заготовок, сходных по конструктивно-технологическим параметрам с заготовкой, рассматриваемой в проекте. Проектируемые контрольные приспособления в большинстве случаев оригинальны. Наличие приспособления-прототипа не является гарантией успешного выполнения соответствующего раздела проекта, так как разрабатываемая конструкция должна быть существенно оригинальной. Копирование прототипа в проекте категорически запрещено. Проектирование станочного специального приспособления выполняют в определенной последовательности [13, 30, 36, 38]. 1. Анализируют исходные данные, определяют условия использования приспособления и предъявленные к нему требования; содержание технологической операции; этап ТП, на котором выполняется операция; группу и тип применяемого оборудования; необходимость минимизации штучного времени и др. 2. Уточняют схему установки заготовки при выполнении рассматриваемой операции. Схема установки заготовки отражена на эскизе выполняемой операции, обычно приводимом в маршрутном представлении на графическом листе «Маршрутный технологический процесс». Там же изображены эскизы предшествующих операций, содержащие информацию о состоянии базовых поверхностей заготовки в рассматриваемой операции. Определяют типы и размеры установочных элементов, их число и взаимное положение. Если проектируемое приспособление проектируют при выполнении первой технологической операции и базовые поверхности заготовки черные (необработанные), то действует принцип локализации контакта установочных элементов приспособления с базовыми поверхностями. Применяют установочные элементы со сферическими или рифлеными опорными поверхностями. При базировании по обработанным поверхностям контакт опорной поверхности установочного элемента с базой не ограничивают. При выборе установочных элементов учитывают и возможные отклонения формы базовых поверхностей заготовки. С учетом формы и размеров поверхностей заготовки, по которым будет осуществляться ее закрепление, выбирают зажимные элементы приспособления. 3. Выполняют силовой расчет приспособления: определяют значения и направления действия сил резания при выполнении рассматриваемой операции; задают направления действия и точки приложения сил закрепления; составляют схему сил, действующих на приспособление, и выполняют его расчет. Вычисляют необходимые значения сил закрепления заготовки и далее, наметив применяемый в приспособлении силовой механизм и привод, определяют основные технические характеристики и геометрические параметры последнего [13, 30, 36]. Если возможно, выбирают стандартную конструкцию привода. При выборе зажимных устройств, объединяющих привод и силовой механизм, предпочтение иногда отдают устройствам, имеющим автоматизированный привод (гидравлический, пневматический и т.д.). Элементарные зажимные устройства с ручным приводом (винтовые, клиновые, эксцентриковые и т.д.) часто рассматривают как промежуточные звенья в более сложных зажимных устройствах. Самостоятельное их использование для закрепления заготовок оправдано при сравнительно малых объемах выпуска (единичное, мелкосерийное, серийное производства), когда такт выпуска значительно превосходит среднее штучное время на операцию, а также в случаях, когда использование автоматизированного привода невозможно по техническим причинам (отсутствие пневмосети, гидравлических станций и т.п.). 4. Устанавливают типы и размеры деталей для направления и контроля положения режущего инструмента — кондукторных втулок, установов и т.д. 5. Выявляют необходимость использования вспомогательных устройств. Выбирают их конструкции и размеры с учетом массы заготовки, характера выполняемой операции и заданного качества обработки. Целесообразно использовать унифицированные и стандартизованные узлы и элементы приспособлений. 6. Разрабатывают конструкцию приспособления. Независимо от способа конструирования (автоматизированного или неавтоматизированного) разработку начинают с задания обрабатываемой заготовки в одном из стандартных масштабов. Далее последовательно определяют положение всех элементов и устройств приспособления и изображают их графически. Завершают конструирование разработкой корпуса приспособления, объединяющего в единое целое все элементы и устройства последнего. Предусматривают детали и поверхности для ориентации и закрепления приспособления на станке. Изображают все, необходимые для полного понимания разработанной конструкции проекции, разрезы, виды и сечения. Проверяют правильность расположения всех элементов и механизмов приспособления с учетом его сборки, установки и закрепления заготовки, удобства установки и закрепления приспособления на станке. Определяют основные исполнительные размеры элементов приспособления и допуски на них, специфицируют детали приспособления и назначают технические требования на его изготовление. 7. Выполняют поверочные расчеты: на прочность наиболее нагруженных элементов; на точность приспособления в целях проверки правильности определения размеров и допусков элементов приспособлений, определяющих точность обработки заготовки. 8. Делают необходимые обоснования целесообразности применения разработанного приспособления [13, 36]. В курсовом проекте при наличии необходимых данных могут быть выполнены расчеты, обосновывающие экономическую целесообразность применения приспособления разработанной конструкции. Контрольные приспособления, разрабатываемые в курсовом проекте, чаще всего предназначены для контроля точности взаимного расположения поверхностей обрабатываемой заготовки или изготовления детали. Проектируют контрольные приспособления в такой последовательности: 1. Анализируют исходные данные. Определяют основные контролируемые параметры и базы (поверхности, оси), относительно которых они заданы. Значения многих отклонений взаимного расположения поверхностей (торцевое биение, отклонения от перпендикулярности и соосности и т.д.) прямо зависят от положения средств измерения, поэтому уточняют базовые длины (размеры), на которых указанные параметры будут контролировать в проектируемом приспособлении. Намечают метод измерения (прямой, косвенный, дифференциальный, комплексный). 2. Определяют схему измерения контролируемого параметра [38]. Схема измерения определена, если: а) выбрана схема установки контролируемой заготовки (детали) в приспособлении; б) указано исходное положение средств измерения относительно контролируемой заготовки; в) определен тип средств измерения; г) назначена кинематическая схема измерения, определяющая изменение положения контролируемой заготовки и средств измерения в процессе последнего. Выбирают установочные и зажимные элементы проектируемого приспособления. Намечают применимые измерительные и передаточное устройства. Влияние закрепления контролируемой заготовки на показания измерительного устройства не должно превышать 2—3% значения контролируемого параметра. 3. Выполняют точностной расчет приспособления. Оценивают погрешности: положения контролируемой заготовки (детали) в приспособлении; передаточных устройств; показывающего измерительного устройства; контрольного приспособления в целом [36, 38]. Значение суммарной погрешности измерения не должно превышать 25—30% от допуска на измеряемую величину. 4. Выбирают необходимые для выполнения измерения вспомогательные устройства: поворотные — для измерения радиальных и осевых биений; элементы крепления средств измерения; ползуны перемещения средств измерения; каретки перемещения контролируемых заготовок (деталей); подъемные механизмы и выталкиватели для установки и снятия объектов контроля; устройства отвода средств измерения и т.д. Внимание! Авторские права на книгу "Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Учебное пособие" (Кондаков А.И.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
