+ОСНАСТКА. 1. назнчение технологической оснастки и ее особенности в зависимостии серийности производства. Классификация технолгической оснастки
 Скачать 1.08 Mb.
|
|
1. НАЗНЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ В ЗАВИСИМОСТИИ СЕРИЙНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ. Приспособление – это вспомогательное устройство, используемое при механической обработке, сборке и контроле изделий, обеспечивающее нужное взаимное расположение обрабатываемой детали, оборудования и инструмента в процессе обработки, сборки и контроля. Вспомогательный инструмент – это устройство для базирования и закрепления режущего и иного инструмента. Классификация технологического оборудования: 1. По целевому назначению: - станочные приспособления (токарные, фрезерные, шлифовальные и т.д.); - вспомогательный инструмент (патроны, оправки, резцовые державки); - сборочные приспособления (для соединений деталей в изделии); - испытательная оснастка; - контрольные приспособления; - транспортные (траверсы, тара, ложементы, кантователи) 2. По степени специализации: 1) Универсальные – применяются в единичном и мелкосерийном производстве: - стандартные (тиски, патроны, поворотные столы); - безналадочные (трехкулачковый патрон); - наладочные (делительные головки); - специальные (для деталей определенного типа, но разных размеров). 2) Переналаживаемые – в мелко- и среднесерийном производствах. Скоращают сроки подготовки производства, но обладают малой жесткостью и неоптимальной конструкцией: - универсально-сборные (УСП); - сборно-разборные (СРП); - универсально-наладочные приспособления (УНП). 3) Специальные – предназначены для выполнения только одной операции на детали; это крупносерийное и массовое производство: - одноместные; - многоместные; - однопозиционные; - многопозиционные; - групповые переналаживаемые - многооперационные (спутники). «+» специальных приспособлений: наибольшая точность установки детали; наибольшая жёсткость; наивысшее быстродействие и качество закрепления. «–»: дороги и неуниверсальны; занимают много места в цехе; увеличивают продолжительность технологической подготовки производства. 3. По степени автоматизации и механизации: ручные; механизированные; полуавтоматические; автоматические; с управлением от внешних устройств. 4. По виду привода: пневматический; гидравлический; электрический и др. Основные узлы приспособлений. 1 Корпус – предназначен для удерживания в определённом положении остальных узлов приспособления. 2 Установочные элементы – опоры, пластины, плоскости, призмы, цилиндрические отверстия, оправки, сложные поверхности (резьбовые, шлицевые, конусные и пр.) – те, на которые устанавливается деталь. 3 Зажимные устройства – клиновые (клинья, эксцентрики, винты), рычажные, упругие (пружинные); они создают усилие зажима, удерживающее деталь при обработке - рычажные (пружины, прихваты); - упругие (пружины, воздух, жидкость и т.д.) 4 Приводы и аппаратура управления ими – устройства, создающие зажимное усилие. 2. УСТАНОВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОПОР И УСТАНОВОЧНЫХ УЧТРОЙСТВ СОГЛАСНО ГОСТ. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПОР. Установочные элементы делятся на основные и дополнительные опоры. Основные опоры – обеспечивают базирование детали по 6-ти точкам: 1. Цилиндрические жесткие опоры. Опора 1 предназначена для установки деталей чистовыми базами. Опора 2 применяется в случаях, когда имеют место большие сдвигающие усилия резания и допустимы следы на базовых поверхностях. Опора 3 предназначена для установки деталей по необработанным поверхностям. Материалы и режимы термообработки: D16 мм – стали У7А, У8А 58…64 HRC; D≥16 мм – сталь 20, 20Х; hц = 0,8…1,2 мм 55…60 HRC.  2. Опорные пластины – для установки заготовок обработанными поверхностями  3. Плавающие опоры – применяются для повышения жесткости установки деталей, снижения контактных напряжений и в тех случаях, когда увеличено числа точек контакта заготовок с приспособлением. Дополнительные опоры – применяются для увеличения жёсткости установки детали в приспособлении, предотвращения прогибов и вибраций заготовки в процессе резания, а также деформации детали под действием силы зажима. Каждая дополнительная опора подводится к обрабатываемой детали и закрепляется индивидуально, после того как деталь будет установлена на основные опоры и закреплена основными зажимными устройствами. Применяется 3 вида дополнительных опор: 1. Самоустанавливающиеся 2. Подводимые – подводятся к поверхности обрабатываемой детали вручную. 3. Регулируемые  Условное обозначение:  3. УСТАНОВКА ДЕТАЛИ НА ПЛОСКОСТЬ, НА ПЛОСКОСТЬ И ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫЕ К НЕЙ ОТВЕРСТИЯ, НА ПЛОСКОСТЬ И ДВА ОТВЕРСТИЯ. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ УСТАНОВОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. МАТЕРИАЛЫ И ТЕРМООБРАБОТКА. При базировании на плоскость деталь устанавливается на жесткие опоры, которыми могут быть цилиндрические опоры и опорные пластины. Цилиндрические опоры бывают трех видов: с плоской, сферической и рифленой головкой. Для установки заготовки на черновые базовые поверхности применяют цилиндрические опоры с рифленой или сферической головкой, а для установки на обработанные базовые поверхности – с плоской установочной поверхностью.  Опорные пластины бывают двух исполнений: плоские и с косыми пазами. Пластины крепятся двумя или тремя винтами к корпусу приспособления или плите. Плоские пластины целесообразно закреплять на вертикальных стенках корпуса, т.к. при горизонтальном их положении в углублениях под головками винтов скапливается мелкая стружка, которую трудно удалить. Пластины с косыми пазами устанавливают на горизонтальных поверхностях корпуса. В этом случае стружка при движении устанавливаемой детали попадает в углубления (косые пазы) и не нарушает контакта при установке.  При базировании деталей по торцу и отверстию в зависимости от условий обработки возможны 2 случая: основной базирующей поверхностью является отверстие (оправка); основной базирующей поверхностью является торец (палец).  Когда базирование детали осуществляется на длинное отверстие с установкой на высоком цилиндрическом пальце отверстие является основной базой, несущей 4 опорные точки, торец – одну; у детали составлена одна степень свободы – возможность вращаться вокруг пальца. Аналогичной является схема базирования на жесткой токарной оправке. В случае, когда за основную базу принимают торец детали (деталь устанавливают на плоскость, а отверстие является дополнительной базой) установочные пальцы должны быть низкими. Высота пальца выбирается из условия отсутствия заклинивания при установке на него детали:  ,где n – отклонение от перпендикулярности торца и оси базового отверстия. Установка заготовки на 2 цилиндрических отверстия с параллельными осями и перпендикулярную к ним плоскость используется при обработке деталей малых и средних размеров типа корпусов, плит, рам и картеров. Ее «+»: простая конструкция приспособления и возможность достаточно полно выдержать принцип постоянства баз на различных операциях технологического процесса. Базовую плоскость заготовки подвергают чистовой обработке, а отверстия разворачивают по 7 квалитету (Н7). Установочными элементами служат опорные пластины и 2 низких жестких пальца.  Заготовку 1 ставят на пластину 2 и пальцы 3, 4. При допуске T на расстояние L между осями базовых отверстий одно из них может занимать два предельных положения. Очевидно, что область, образованная пересечением окружностей а и б, относится ко всем заготовкам данной партии. Если правый палец будет цилиндрическим, то его диаметр должен быть равен (d – T); в этом случае при базировании возможно возникновение покачивания заготовки на левом пальце от среднего положения на величину T/2. Более целесообразна ромбическая (срезанная) форма пальца с цилиндрической ленточкой шириной 2е. Материалы: при условии, что линейный размер меньше 16…20 мм, то применяют стали У8,У8А с объемной закалкой до 60…64 HRC. Если размер больше 16…20 мм, то используют 20,20Х с закалкой ТВЧ до 55…60 HRC. Шероховатость не менее 1,25. В условиях мелкосерийного производства элементы выполняют из легированных, конструкционных сталей с твердостью 35…40 HRC. 4. НАЗНАЧЕНИЕ ЗАЖИМОВ И ОСОБЕННОСТИ ИХ КОНСТРУКЦИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СХЕМЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ Основное назначение зажимных устройств состоит в обеспечении надежного контакта заготовки с установочными элементами и предупреждении ее смещения и вибраций в процессе обработки. Зажимные устройства используются также для обеспечения правильной установки и центрирования заготовки. В этом случае зажимы выполняют функцию установочно-зажимных элементов. К ним относятся самоцентрирующие патроны, цанговые зажимы и другие устройства. Заготовка может не закрепляться, если обрабатывается тяжелая деталь (устойчивая), по сравнению с весом которой силы резания незначительны; сила, возникающая в процессе резания, приложена так, что не нарушает установки детали. В процессе обработки на заготовку могут действовать следующие силы: - силы резания, которые могут быть переменными вследствие разного припуска на обработку, свойств материала, затупления режущего инструмента; - вес заготовки (при вертикальном положении детали); - центробежные силы, возникающие в результате смещения центра тяжести детали относительно оси вращения. К зажимным устройствам приспособлений предъявляются следующие основные требования: При закреплении заготовки не должно нарушаться ее положение, достигнутое установкой; Силы зажима должны исключать возможность перемещения детали и ее вибрацию в процессе обработки; Деформация детали под действием зажимных сил должна быть минимальной. Смятие базирующих поверхностей должно быть минимальным, поэтому усилие зажима должно быть приложено так, чтобы деталь прижималась к установочным элементам приспособления плоской базирующей поверхностью, а не цилиндрической или фасонной. Зажимные устройства должны быть быстродействующими, удобно расположенными, просты по конструкции и требовать минимальных усилий от рабочего. Зажимные устройства должны быть износоустойчивыми, а наиболее изнашиваемые детали – сменными.  Силы зажима должны быть направлены на опоры, чтобы не деформировать деталь, особенно нежесткую.  Материалы: стали 30ХГСА, 40Х, 45. Рабочая поверхность должна быть обработана по 7 кв. и точнее. Обозначение зажимов:  Обозначение устройства зажима: П – пневматическое Н – гидравлическое Е – электрическое М – магнитное ЕМ – электромагнитное Г – гидропластовое В единичном производстве применяют ручные приводы: винтовые, эксцентриковые и др. В серийном производстве применяют механизированные приводы. 5. ЗАЖАТИЕ ДЕТАЛИ. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМЫ К РАСЧЕТУ УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ ДЕТАЛИ. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ ДЕТАЛИ В ПРИСПОСОБЛЕНИИ. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ К РАСЧЕТУ УСИЛИЯ, ПОТРЕБНАЯ ВЕЛИЧИНА УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ. Величину потребных сил зажима определяют решая задачу статики на равновесие твердого тела под действием всех приложенных к нему сил и моментов. Расчет сил зажима производится в 2-х основных случаях: 1. при использовании имеющихся универсальных приспособлений с зажимными устройствами, развивающими определенную силу; 2. при конструировании новых приспособлений. В первом случае расчет зажимной силы носи проверочный характер. Найденная из условий обработки необходимая зажимная сила должна быть меньше или равна той силе, которую развивает зажимное устройство используемого универсального приспособления. Если это условие не выдерживается, то производят изменение условий обработки в целях уменьшения необходимой зажимной силы с последующим новым проверочным расчетом. Во втором случае методика расчета зажимных сил заключается в следующем: 1. Выбирается наиболее рациональная схема установки детали, т.е. намечается положение и тип опор, места приложения сил зажима с учетом направления сил резания в самый неблагоприятный момент обработки. 2. На выбранной схеме стрелками отмечаются все приложенные к детали силы, стремящиеся нарушить положение детали в приспособлении (силы резания, силы зажима) и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор). При необходимости учитываются и силы инерции. 3. Выбирают уравнения равновесия статики, применимые к данному случаю и определяют искомое значение величины сил зажима Q1. 4. Приняв коэффициент надежности закрепления (коэффициент запаса), необходимость которого вызывается неизбежными колебаниями сил резания в процессе обработки, определяется фактически потребная сила зажима:  Коэффициент запаса К рассчитывается применительно к конкретным условиям обработки  где К0 = 2,5 – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев; К1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок; К1 = 1,2 – для черновой поверхности; К1 = 1 – для чистовой поверхности; К2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента (К2 = 1,0…1,9); К3 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании; (К3 = 1,2). К4 – коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления; К4 = 1…1,6; К5 – данный коэффициент учитывается только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь; К5 = 1…1,5. Типовые схемы к расчету усилия зажатия детали и потребная величина усилия зажатия: 1. Сила резания Р и сила зажима Q одинаково направлены и действуют на опоры:  При постоянном значении Р сила Q = 0. Этой схеме соответствует протягивание отверстий, обтачивание в центрах, цекование бобышек. 2. Сила резания Р направлена против зажимного усилия:  Q = к∙Р 3  . Сила резания стремится сдвинуть заготовку с установочных элементов: Характерно для маятникового фрезерования, фрезерования замкнутых контуров.  4. Заготовка установлена в патроне и находиться под действием момента и осевой силы:   где Qc – суммарная сила зажима всеми кулачками:  где z – число кулачков в патроне. С учетом коэффициента запаса k потребная сила, развиваемая каждым кулачком, будет:  5. Если в детали сверлится одно отверстие и направление силы зажима совпадает с направлением сверления, то сила зажима определяется по формуле: k M = W f R W = k M / f R 6. Если в детали сверлится одновременно несколько отверстий и направление силы зажима совпадает с направлением сверления, то сила зажима определяется по формуле:  6. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВИНТОВЫХ И КЛИНОВЫХ ЗАЖИМОВ. ПРИМЕРЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ. ВЕЛИЧИНА УСИЛИЯ ЗАЖАТИЯ, СОЗДАВАЕМАЯ ДАННЫМ МЕХАНИЗМОМ. Винтовые зажимы – самые используемые. К их особенностям следует отнести: большие зажимные усилия при малых исходных; универсальность – для закрепления самых разнообразных деталей; самоторможение – исходное усилие действует только в момент закрепления. К недостаткам следует отнести малую производительность, износ. Применяются в основном в единичном и мелкосерийном производстве. На рисунке показан пример закрепления болтовым зажимом  Твердость резьбовой втулки – 45…50 HRC. Твердость винта – 35…40 HRC. Расчётные формулы:  здесь: rср- средний радиус резьбы (по ГОСТ) α – угол подъёма резьбы L – длина рукоятки f – коэффициент трения - угол профиля  Тогда исходное усилие зажима:  для приближённых вычислений можно использовать формулу:  |