Схема сборки стабилизатора. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ. 1. Выбор системы приспособления

• Название: 1. Выбор системы приспособления
• Анкор: Схема сборки стабилизатора
• Дата: 24.01.2021
• Размер: 0.98 Mb.
• Имя файла: СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ.docx
• Тип: Документы; #170875

1. Выбор системы приспособления

Система станочного приспособления определяется по зоне рентабельности, через коэффициент загрузки приспособления.



где: Тшт.к.-штучно-калькуляционное время выполнения тех­нологической операции, в мин.

Тшт=6 мин.

Nоп - число повторений операций, соответствующее числу обрабатываемых деталей одного наименова­ния в течение календарного периода времени (месяца, года).

Nоп=10000шт./год.

Fд - годовой (месячный)фонд времени работы приспо­собления (станка),

Fд=3890ч. =233400 мин.

Исходные данные позволяют установить, что станочное приспособление предназначено для оснащения нового технологического процесса. Тип производства, в условиях которого бу­дет проводиться обработка - серийное. Количество деталей, об­рабатываемое с одной наладки оборудования (размер партии) n = 80 шт.

Следовательно



По ГОСТ 14.305-73 с таким коэффициентом загрузки целесообразно применять приспособления УНП.

УНП - универсальное наладочное приспособление. К этой группе приспособлений относятся приспособления, состоящие из постоянной части и сменных наладок. С помощью УНП заготовка устанавливается с такой же точностью и быстротой, как и при использовании дорогостоящего специального приспособления, следовательно, УНП выполняет функции специального приспособления при меньших удельных затратах.
2. Разработка теоретической схемы базирования



Рис. 1 Теоретическая схема базирования

Пронумеровав поверхности, которые могут быть приняты за технологические базы (рис. 1), видим, что имеем три плоские поверхности в виде колец (1, 2, 3) и три цилиндрические поверхности, две (4,5) наружных, а другая (6) внутренняя.

Анализ поверхностей показывает, что наибольшую площадь контакта с установочными элементами могут иметь поверхности 1. Поэтому в качестве установочной базы принимаем поверхность 1. Эта база лишает заготовку 3х степеней свободы одного перемещения вдоль оси Y (опорная точка 1) и двух поворотов вокруг осей X и Z(опорные точки 2, 3).

В качестве второй базовой поверхности выбираем поверхность цилиндрического отверстия 6, которая, имея  <1,может быть осей Z и X (опорные точки 4, 5). Таким образом, комплект баз состоит из двух базирующих поверхностей, которые лишают заготовку 5 степеней свободы.

Выполняемая операция не требует лишения заготовки 6^й степени свободы (поворота вокруг оси базового отверстия), поэтому выбираем неполную схему базирования, чем уменьшаем затраты на изготовление приспособления.
3. Выбор установочных элементов и разработка эскиза установки заготовки

Так как выбранный комплект баз состоит из цилиндрической поверхности, перпендикулярной к ее оси плоскости. Так как цилиндрическая поверхность является двойной опорной базой и торцевая поверхность обработана, то для данного случая рекомендуется применять установочные элементы в виде: 1) палец с буртом или 2) палец + 3 опоры с плоской головкой. Выбираем палец с буртом, так как масса и габаритные размеры заготовки невелики. На рис. 2 показана установка заготовки на выбранный установочный элемент с указанием координатной системы установочного элемента Хn, On, Yn, Zn и координатной системы технологических баз заготовки Х9,O9,Y9,Z9.

Буртик пальца имеет диаметр 34, что позволяет сверлу свободно выйти из детали при этом не повреждая оснастку. Палец имеет базирующую ножку, которая входит в отверстие плиты. Крепление пальца к корпусу производится винтами, через отверстия, которые сделаны в буртике. Диаметр пальца – 20f7.



Рис. 2 Конструкция установочных элементов и схема установки

4. Расчет погрешности обработки заготовки

1. Уравнение номиналов.

A0 = A1 - А2 = 19,5 - 0 = 19,5 мм.

2. Уравнение допусков.

Допуск на расстояние от оси заготовки до оси обрабатываемого отверстия задан IT14/2 = ±0,31мм на диаметр – от оси ±0,155 мм, который обеспечивается работой всей технологической системы, для подсистемы "приспособление" рекомендуется брать (30-50)% от , т.е. 0,5∙ =0,5∙0,155=0,0775 мм на диаметр 0,155, что соответствует 11 квалитету точности. Поэтому для звена принимаем допуск по 9 квалитету - T = 0,062 мм на диаметр 0,031 мм.

Для определения допуска на звено А₂ необходимо брать допуски на диаметры сверла и кондукторной втулки. По справочнику "Допуски и посадки" диаметр сверла равен , a размер кондукторной втулки -

Следовательно, допуск звена - Т = 0,058 мм. Тогда допуск замыкающего звена:

= 0,031 + 0,058 = 0,089 мм.

Таким образом, 0,089 < 0,5 мм и погрешности обработки, связанные с приспособлением.

3. Координата середины поля допуска замыкающего звена равна = 0, так как координаты составляющих звеньев также равны 0.

5. Разработка схемы действия сил и определение величины силы зажима заготовки.

Согласно правил выбора направления силы Q силу зажима направляем перпендикулярно установочной базе, как имеющей наибольшую площадь контакта с установочным элементом - буртиком пальца.



Рис. 3 Схема действия сил для расчета силы зажима

На рис. 3 приведена схема действия сил на заготовку. Из схемы видно, что осевая сила P₀ действует на заготовку сверху вниз, стремясь опрокинуть ее относительно опорной точки буртика "А" (точка, где кончается контакт базового торца заготовки с установочным элементом).

Момент M_кр., возникающий при сверлении, стремится также опрокинуть заготовку, но уже относительно точки "Б". Опрокидыванию заготовки под действием P₀ и М_кр. противодействуют моменты, создаваемые силой зажима Q.

Анализируя схму действия сил, видим, что в противодействии силам P₀ и М_кр.участвует только сама сила зажима Q , создавая сумму моментов относительно точек "А" и "Б".

Составляем два уравнения равновесия, из которых определяем величины сил зажима, требуемых для обеспечения уравнений равновесия.

Для упрощения уравнений равновесия силы зажима, прикладываемые в двух точках, приводим к одной равнодействующей и помещаем ее в центре заготовки.

Уравнения равновесия при действии силы Р₀:



Уравнение равновесия при действии М_кр. Для составления этого уравнения приводим М_кр. в точку "Б" (величина М_кр. при этом не меняется)



где -плечи, на которых действуют силы;







Для решения уравнения равновесия необходимо определить размеры плеч, на которых действуют силы как опрокидывающие заготовку, так и противодействующие опрокидыванию.

Назначаем 

Таким образом, подставляя Р₀ и М_кр., получаем



Определение коэффициента запаса К

Так как формулы для расчетов режимов резания не учитывают самых неблагоприятных моментов, влияющих на величины сил и моментов резания, то для обеспечения безопасности работы рассчитываем величину К.

К = К₀ ∙ К₁ ∙ К₂ ∙ К₃ ∙ К₄ ∙ К₅ ∙ К₆.

Учитывая конкретные условия обработки, принимаем K₀ = 2; K₂ = 1,15; K₆ = 1,5. Остальные коэффициенты K₁ = K₃ = К₄ = К₅ = 1. Следовательно,

К = 2,0 ∙ 1,15 ∙ 1,5 = 3,45.
6. Выбор конструкции зажимного механизма и расчет параметров силового привода.



Рис 4. Эскиз приспособления

После определения усилия закрепления рассчитываем исходное усилие на приводе W.

W=1,15·Q·tg ·(б+ц) =1,15·458· tg· (12+10)=458H.

Так как усилие закрепления меньше 10000 Н, то в качестве привода используем пневмопривод. При расчете параметров привода необходимо определить диаметр цилиндра Dц. Так как давление подается в штоковую полость то Dц определяется по формуле:



где, р=0,5МПа - давление в пневмоцилиндре;

- КПД пневмопривода.

Принимаем значение из стандартного ряда Dц=40мм

Определяем фактическое усилие на приводе и усилие закрепления:







Рис 5. Силовая схема пневматического привода

В качестве зажимного механизма используется цанговый зажимной механизм, состоящий из цанговой втулки 6, тяги 4 и пневмоцилиндра 5. Цанговая оправка запрессована в корпус приспособления, пневмоцилиндр 1 базируется на плите при помощи четырех болтов 5 , входящими в конструкцию пневмоцилиндра. Тяга 4 соединена со штоком пневмоцилиндра через резьбовое соединение.

Заготовка базируется на приспособлении при помощи цилиндрического пальца 7, который запрессован в корпус 8.

При подаче давления в штоковую полость поршень вместе со штоком перемещаются вниз. Тяга 4, соединенная со штоком, также перемещается вниз и разжимает цангу, которая закрепляет заготовку.

Для снятия усилия закрепления давление подается в поршневую полость. Поршень вместе со штоком перемещаются вверх и через тягу воздействуют на цанговую оправку, которая сжимается и раскрепляет заготовку.



Рис 6. Эскиз зажимного механизма

7. Разработка эскиза конструкции приспособления и описание его работы.

Приспособление предназначено для сверления отверстий Ø3 мм в детали типа кольца с наружным диаметром Ø50 мм и внутренним Ø20 мм. Для обработки используется вертикально-сверлильный станок и стандартное сверло.

В качестве установочного элемента принят палец с буртиком, который базирует заготовку по двум базовым поверхностям. С буртиком пальца соприкасается установочная база заготовки, которая лишает заготовку 3х степеней свободы (одного перемещения вдоль координатной оси и поворотов вокруг двух других осей). С самой цилиндрической поверхностью пальца соприкасается базовое отверстие заготовки (двойная опорная база), при этом заготовка лишается двух степеней свободы - двух перемещений вдоль координатных осей. Таким образом, заготовка лишена пяти степеней свобода, т.е. применяется неполное базирование, так как обрабатываемое отверстие связано только с одной размерной базой (торец заготовки) и лишение ее шестой степени свободы только усложнит приспособление, но не окажет влияния на точность обработки.

Установка приспособления на станок производится следующим образом. Сверло или контрольный валик устанавливается и закрепляется в шпинделе сверлильного станка. Приспособление устанавливается на стол станка так, чтобы проушины для крепления приспособления совпали с Т-образными пазами стола станка, проходящими через центр стола. Затем приспособление продвигается вдоль паза стола под шпиндель так, чтобы сверло опустилось в кондукторную втулку. Это определяет положение приспособления относительно оси шпинделя. После этого приспособление крепится болтами. Таким образом, в установке приспособления на стол станка участвуют три базовые поверхности: нижняя плоскость горизонтальной плиты - установочная база, проушины для крепления приспособления - направляющая база и отверстие кондукторной втулки - опорная база.

Чтобы установить заготовку в приспособлении необходимо, чтобы поршень пневматического цилиндра был в верхнем положении. При этом зажимная шайба с кондукторной плиткой будет выведен из рабочей зоны приспособления. Это позволит заготовку 1 свободно поставить на установочный палец 2. После этого включается пневмоцилиндр на рабочий ход вниз, зажимной механизм переместится в рабочую зону и закрепит заготовку. Для равномерного зажима заготовки в трех точках под зажимной шайбой 4 установлена кондукторная плитка 3.

Для съема заготовки сжатый воздух поступает в нижнюю полость цилиндра, шток перемещается вверх и выводит зажимной механизм из рабочей зоны.



Рис 7. Эскиз приспособления
Библиографический список

1. ГОСТ 21495-76. Базирование я базы в машиностроении.

2. Станочные приспособления. Справочник под редакцией В.Н. Вардашкина, том.2. М.: Машиностроение, 1984.

3. А.К. Горошкин Приспособления для металлорежущих станков М: Машиностроение 1971г.

4. Справочник технолога-машиностроителя.: Том 2. М.: "Машиностроение", 1985.

5. В.Е. Антонюк. Конструктору станочных приспособлений.: Справ. пособие. Минск: Беларусь. 1991.