ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ. Электронный учебник ТП КШО и ШО. Д. В. Терентьев основы технологии производства кузнечноштамповочного оборудования и штамповой оснастки электронный учебник
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
4.3 . Виды приспособлений для изготовления деталей кузнечно-штамповочного оборудования и штампо- вой оснастки. Назначение приспособлений. Приспособлениями называются вспомогательные устрой- ства для выполнения операций обработки, сборки и контроля [1, 2]. Значительную долю (80…90 %) общего парка приспособле- ний составляют станочные приспособления. При использовании станочных приспособлений устраняются операции разметки и вы- верки заготовок при установке, повышается производительность и точность обработки, снижается себестоимость изделий, расширя- 51 ются технологические возможности оборудования, улучшаются условия труда и безопасность работы. По целевому назначению приспособления делятся на: станочные для установки и закрепления заготовок (их подраз- деляются на сверлильные, фрезерные, расточные и другие типы); станочные для закрепления режущего инструмента; сборочные; контрольные для проверки заготовок, деталей, узлов. Типы приспособлений. По степени специализации приспособления делятся на уни- версальные и специальные. Универсальные приспособления применяются в индивиду- альном и мелкосерийном производствах. Их подразделяют на стандартные приспособления и приспособления специальной конструкции (специальные). Первые изготовляются централизо- ванно и поступают в готовом виде. Вторые конструируются и стро- ятся индивидуально. Специальные приспособления предназнача- ются для определенных операций обработки данной детали и яв- ляются приспособлениями одноцелевого назначения. Для их ис- пользования наиболее благоприятна область массового производ- ства. Они наиболее дороги в исполнении, поскольку изготовляются единичным порядком. В серийном производстве применяются обратимые и быст- ропереналаживаемые приспособления. Приспособления должны быть удобными для работы и быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения за- данной точности обработки, простыми и дешевыми в изготовле- нии, доступными для ремонта и смены изношенных частей. Приспособления состоят из установочных элементов, с ко- торыми контактируют базовые поверхности заготовки, устройством для закрепления заготовок, элементов для направления и кон- троля положения рабочего инструмента и вспомогательных эле- ментов и корпуса. Специальные сборочные приспособления. Специальные сборочные приспособления применяют для крепления базовых деталей и узлов собираемого изделия, для точной и быстрой установки сопрягаемых деталей и их после- дующего совместного соединения или скрепления различными ме- тодами, а так же для предварительного деформирования упругих элементов собираемого изделия (упругих, разрезных колец). 52 Приспособления первого типа выполняют одноместными и многоместными, неподвижными и поворотными. Они способствуют повышению производительности труда сборщиков, поскольку освобождают их от необходимости удерживать собираемый объем руками. Приспособления второго типа освобождают сборщиков от выверки взаимного расположения сопрягаемых элементов. Это достигается автоматически путем доведения базовых поверхно- стей деталей до соприкосновения с опорами и направляющими элементами приспособления. Такие приспособления применяют для сварки, пайки, клейки, склеивания, развальцовки, посадки с натягом, резьбовых и других видов соединения. Приспособления третьего вида облегчают труд сборщиков, повышают его производительность. Без них невозможно собрать клапанный механизм двигателя внутреннего сгорания, надеть поршневые кольца на поршень. Сборочные приспособления являются необходимыми эле- ментами малой механизации сборочного процесса. Контрольные приспособления. Контрольные приспособления применяются для проверки за- готовок, деталей и узлов машин. Приспособления для проверки деталей применяются на промежуточных этапах обработки (межо- перационный контроль) и при окончательной их приемке. При по- мощи этих приспособлений проверяется точность размеров и вза- имное положение поверхностей, а так же правильность их геомет- рической формы. Для проверки небольших и средних деталей применяют ста- ционарные контрольные приспособления, для крупных деталей – используют переносные, зачастую устанавливаемые на проверяе- мую деталь. Наряду с одномерными приспособлениями находят широкое применение многомерные приспособления, где за одну установку проверяется несколько параметров. Часто применяют приспособления светофорного типа, где вместо показывающих устройств (индикаторов и других шкальных приборов) используется принцип загорания ламп (брак – не брак). Погрешность измерения не должна быть больше 10…20 % от поля допуска на контролируемый объект. Наиболее прогрессивные устройства устанавливаются непо- средственно на станке, они контролируют деталь в процессе обра- 53 ботки, воздействуя на рабочие органы станка и протекания техно- логического процесса. В данном случае контроль из пассивного превращается в ак- тивный, предупредительный. Это позволяет снизить себестои- мость продукции в результате устранения брака и исключения кон- троля как самостоятельной операции. Направления и пути развития приспособлений в ма- шиностроении. Освоение и развитие производства новых машин тесно свя- зано с подготовкой технологической оснастки и, особенно, с ее наиболее трудной и дорогой частью – станочными приспособлени- ями. В крупносерийном и массовом производстве на каждую обра- батываемую деталь приходится 10 приспособлений и затраты на изготовление приспособлений составляют 15…20 % от стоимости оборудования. При быстром техническом прогрессе необходима частая за- мена выпускаемых изделий новыми изделиями, более совершен- ными. Для подготовки их выпуска необходимо готовить новую оснастку. При большом объеме этих работ сроки ее изготовления так удлиняются, что к моменту полного развертывания производ- ства изделия начинают морально стареть. Основной путь решения этой проблемы применительно к специальным приспособлениям заключается в нормализации и стандартизации их элементов. При этом снижается объем кон- структорских работ, сокращается номенклатура и увеличивается количество подлежащих изготовлению деталей одного наименова- ния и размера. Стандартные детали изготовляются большими пар- тиями, что снижает их себестоимость. Эти детали могут сниматься с использованных приспособлений и передаваться на склад. Уро- вень использования нормальных и стандартных деталей при кон- струировании приспособлений достигает 70 %. Срок окупаемости таких систем 1,5…2 года. 54 5. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНО- ЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧ- НО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ШТАМПО- ВОЙ ОСНАСТКИ 5.1. Общие принципы проектирования. Технико-экономические принципы проектирования. В основу разработки технологических процессов положены два принципа: технический и экономический [1, 2, 4]. В соответствии с техническим принципом проектируемый технологический процесс должен полностью обеспечивать выпол- нение всех требований рабочего чертежа и технических условий на изготовление заданного изделия. В соответствии с экономиче- ским принципом изготовление изделия должно вестись с мини- мальными затратами труда и издержками производства. Технологический процесс изготовления изделия должен вы- полняться с наиболее полным использованием технических воз- можностей средств производства при наименьшей затрате време- ни и наименьшей себестоимости изделий. Из нескольких возможных вариантов технологического про- цесса изготовление одного и того же изделия, равноценных с по- зиций технического принципа проектирования, выбирают наиболее эффективные (то есть производительный) и рентабельный вари- ант. При равной производительности сопоставляемых вариантов выбирают наиболее рентабельный вариант, а при равных рента- бельностях – наиболее производительный. При равных производительностях и рентабельностях, выби- рают наиболее рентабельный вариант при условии, что произво- дительность всех сравниваемых результатов не ниже заданной. В исключительных случаях (срочный выпуск особо важной продукции, ликвидация «узких» мест в производстве) в рамках данного завода и на определенный период времени за основу мо- жет быть принят наиболее производительный вариант процесса. Выявление эффективности и рентабельности проектируемо- го процесса ведут по всем элементам, из которых они складыва- ются. Основные направления в технологии машинострое- ния. 55 Проектирование технологических процессов изготовление деталей машин имеет целью установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки. При проектировании технологических процессов необходимо учитывать основные направления в современной технологии ма- шиностроения, которые сводятся к следующему: 1. Стремление к максимальному сокращению обработки ме- талла резанием, путем придания заготовкам деталей машин наибольшей точности и приближения их по форме, размерам и ка- честву поверхности к готовым деталям. При точных заготовках экономится не только металл вследствие уменьшения припусков, но и значительно уменьшается трудоемкость обработки, сокраща- ется потребность в металлорежущих станках, снижается себесто- имость готовых деталей. Способы изготовления точных заготовок различные: точное литье (в постоянные формы, по выплавляемым моделям – 4…5 квалитеты точности); процессы ОМД - штамповка, периодическая прокатка; методы порошковой металлургии и дру- гие. 2. Интенсификация технологических процессов и повышение производительности труда путем применения для технологической обработки высокопроизводительного автоматизированного обору- дования и агрегатных станков, работа которых основана на прин- ципе концентрации операций; путем применения твердосплавного инструмента; посредством применения более совершенных мето- дов обработки, использованием станков с программным управле- нием. 3. Достижение наиболее производительными методами об- работки высокой точности размеров и формы, качества их поверх- ностей, точности сопряжений, обеспечивающих высокую работо- способность машин и механизмов. 4 . Развитие так называемой упрочняющей технологии, т.е. повышение прочностных и эксплуатационных свойств деталей пу- тем упрочнения поверхностного слоя механическим или техноло- гическим способами. 5. Применение для выполнения технологических процессов станков все большей мощности, что вызывается увеличением га- баритов обрабатываемых деталей, концентрации значительного количества операций, осуществляемых одновременно большим количеством инструментов, высокими режимами обработки, меха- низацией и автоматизацией различных вспомогательных работ. 56 6 . Выдвижение при проектировании на первый план опти- мального технологического процесса, по которому из стандартных узлов компонуются специальные высокопроизводительные станки. «Рассмотрим более подробно последнее направление раз- вития. Основой для проектирования технологического процесса механической обработки деталей массового производства яв- ляются не те или иные существующие станки, а оптимальный технологический процесс изготовления детали. Раньше техно- логические процессы разрабатывались, базируясь на определен- ные типы станков, выпускаемые промышленностью. В совре- менных условиях по уже спроектированному оптимальному тех- нологическому процессу обработки строят из стандартных уз- лов специальные высокопроизводительные автоматы. Один та- кой автомат заменяет от 4 до 12 обычных универсальных станков обычного типа. Применение малых агрегатных полу- автоматов дает высокий технико-экономический эффект ( например, автомобильное, авиационное, станкостроительное и текстильное машиностроение)». 7 . Применение переносных агрегатных станков для обработ- ки тяжелых деталей (вес увеличивается на 15 т) – для мощных гидротурбин и прессов, прокатных станов. Деталь устанавливается на плите, а агрегатные станки обрабатывают сразу несколько по- верхностей. 8 . Все более широкое применение поточного метода не только в массовом производстве, но и в крупносерийном и серий- ном производстве (станкостроение, электромашиностроение, транспортное и текстильное машиностроение). 9. Все большее внедрение методов комплексной автомати- зации технических процессов с полным законченным циклом – ав- томатизированные цехи, заводы. 10 . Применение электрофизических и электрохимических способов размерной обработки деталей, предназначенной для но- вой техники, где необходимо обрабатывать детали из жаропроч- ных, не ржавеющих магнитных, полупроводниковых материалов. К числу электрофизических способов обработки относятся электро- искровая, электроимпульсная, электроконтактная и анодно- механическая. 11 . Применение весьма перспективного лучевого метода об- работки (разрезание, прошивка отверстий), ультразвукового спо- соба (обработка твердых и хрупких изделий). 57 Требования к технологическому процессу механиче- ской обработки. Основные требования, предъявляемые к технологическому процессу механической обработки, заключаются в том, чтобы про- цесс обработки протекал в рациональной организационной форме. То есть с полным использованием всех технических возможностей станка, инструмента и приспособлений при оптимальных режимах резания металла, наименьшей затрате времени и наименьшей се- бестоимости обработки. Необходимо, чтобы станок работал по возможности непрерывно, без простоев и на наиболее выгодных режимах резания (скорости, подаче, глубине резания). Необходи- мо обеспечить бесперебойное поступление заготовок, обратить особое внимание на организацию рабочего места, то есть должны быть устранены всякого рода задержки и потери времени из-за лишних движений и хождения. Рациональная организация рабочего места предусматривает надлежащую предварительную подготовку работы и рабочего ме- ста и рациональную планировку его (взаимное расположение ра- бочего, станка, инструментов, приспособлений, заготовок, готовых изделий). 5.2 . Исходные данные для проектирования технологиче- ского процесса. Основой для проектирования технологических процессов механических (или других способов) обработки является поде- тальная производственная программа, составленная на основе общей производственной программы завода, рабочие чертежи машин и технические условия на их изготовление. Рабочие чертежи. На рабочих чертежах, необходимых для проектирования технологических процессов обработки деталей на металлорежущих станках должны быть указаны: вид заготовки; материал и его марка; обрабатываемые поверхности (обозначение класса шероховато- сти поверхности после обработки); допуски на неточности обработки; вид термической обработки. Правила выполнения чертежей штампов листовой штампов- ки по ГОСТ 2.424-80. Штампы на сборочных чертежах следует изображать в со- мкнутом состоянии, то есть в крайнем нижнем положении. На до- 58 полнительных видах, разрезах, сечениях допускается изображать штампы, в раскрытом состоянии, при этом над изображением сле- дует приводить надпись в “раскрытом состоянии”. На сборочном чертеже, как правило, изображают три вида: 1. Фронтальная проекция (главный вид). 2. План низа (вид сверху на нижнюю часть штампа). 3. План верха (вид сверху на верхнюю часть штампа). План низа, как правило, изображают в прямой проекционной связи с главным видом. Если на сборочном чертеже фронтальная сторона штампа повернута по отношению к наблюдателю на угол 90˚…180˚, то на плане низа наносят подпись “фронт”. Допускается изображать полностью или совсем не изображать детали и пружи- ны, частично попадающие в секущую плоскость. Сборочные чертежи и общие виды. На чертежах сборочных и общих видов должно быть указано: конструктивные зазоры; допуски на размеры, определяющие взаимное расположение деталей; особые требования, касающиеся сборки соединений или мон- тажа всей машины. Простановка размеров на сборочных чертежах штампов. Указывают габаритные и сборочные размеры: размеры штампа в плане, закрытую высоту штампа (расстояние между опорными по- верхностями плит, когда штамп находится в крайнем нижнем по- ложении). Расстояние между осями направляющих колонок, раз- меры, относящиеся к расположению фиксаторов, упоров, направ- ляющих линеек, размеры, определяющие взаимное расположение отдельных инструментов и размеры, характеризующие вид соеди- нения отдельных сопрягающих деталей штампа. На сборочном чертеже в правом верхнем углу помещают операционный эскиз штампа детали, сведения о материале, требуемом усилии штам- повки. При штамповке, из полосы или ленты приводят схему рас- кроя. Спецификации. В спецификациях деталей по каждому изде- лию должно быть указано: 1) наименование деталей (включая и покупные изделия); 2) вес (масса) – чистый и черный; 3) вид материала и его марки, химический состав и механи- ческие свойства; 4) вид заготовки; 5) количество деталей на одно изделие; 6) для нормированных деталей номер ГОСТа (или ОСТа). 59 Описание конструкции. Описание конструкции изделий должно дать правильное и полное представление об их работе, назначение и функциях отдельных частей и их взаимодействии. Технические условия. Технические условия (ТУ) на изготовление и сдачу изделий определяют требования, предъявляемые к изделию (машине) в целом и ее деталям – в зависимости от этого выбирается метод обработки деталей [8]. Технические условия на изготовление КШО (примерное). 1. Качество материала. Чугунные отливки. Должны соответствовать по структуре и механическим свойствам ГОСТам. Детали, подвергающиеся изно- су (направляющие), испытывают на твердость. Требования к очистке поверхностей, качеству отливки (перекос форм, отбел, по- ристость и другие). Например, заваренных раковин диаметром не более 15 мм и глубиной не более 5 мм не должно быть более 2-х на каждом метре длины. Твердость поверхности заваренных мест не должна отличаться от твердости отливки. Заварка и заделка трещин в основных деталях не допускается. Стальные отливки. Соответствие ГОСТам. Особенность ТУ в том, что стальные отливки подвергаются ТО. Бронзовые отливки. Соответствие ГОСТам. Детали, работающие на истирание не должны иметь на поверхности скольжения рако- вин, трещин, сыпи, спаев, шлаковых включений и ликваций, ухуд- шающих их работоспособность. Стальные детали из поковок и проката. Марка стали должна со- ответствовать чертежу и стандарту. Качество в соответствии с ГОСТами. На поверхности не допускаются волосовины, раковины, трещины, неметаллические включения и т.д. Ответственные дета- ли подвергаются ТО в соответствии с требованиями чертежа. 2. Качество механической обработки. Качество должно соответствовать всем указаниям чертежа. Направляющие подвергают шабрению. Овальность и конусность цилиндрических поверхностей должна быть в пределах 0,5 от до- пуска на диаметр. Рабочие поверхности зубьев шестерен не долж- ны иметь волосовин, трещин, раковин, задиров, забоин. Цилин- дрические пружины на торцах обрабатываются. 3. Качество сборки. Плотность прилегания сопряженных поверхностей проверя- ется щупом, при этом щуп 0,04 мм не должен проходить. Подвиж- ные соединения выполняются с обеспечением плавности переме- 60 щения деталей без заеданий и рывков. Посадка внутренних колец подшипников качения на валы проводится с предварительным по- догревом в масле до 70 0 С. Конические штифты должны прилегать по всей длине с проверкой по краске. Цилиндрические и кониче- ские колеса должны иметь центральное расположение пятна кон- такта и быть не менее 0,5 длины зуба. Фрикционные муфты долж- ны обеспечивать сцепление без проскальзывания при нагрузке превышающей нормальную нагрузку на 25 %. 4. Требования к точности сборки прессов и способы провер- ки. Проверка 1-я. Определяется плоскостность стола по инструмен- тальной призме (линейке). Допускается зазор не более 0,08 мм на длине 1000 мм. Проверка 2-я. Определяется плоскостность нижней поверхности ползуна. Аналогично 1-ой проверке. Проверка 3-я. Определяется параллельность нижней плоскости ползуна плоскости стола с помощью контрольной плиты и индика- тора. Допуск 0,04 мм на длине 300 мм. Проверка 4-я. Определяется перпендикулярность хода ползуна к плоскости стола. Допуск составляет 0,04 мм на 150 мм. Проверка 5-я. Проверяется параллельность оси отверстия ползуна направлению хода ползуна. Допуск 0,03 мм на длине 150 мм. Проверка 6-я. Определяются зазоры между направляющими пол- зуна и станины. Проверка 7-я. Проверяется биение маховика при вращении. При диаметре маховика до 1000 мм – радиальное биение до 0,1 мм, осевое биение до 0,2 мм. 5. Испытание пресса. Испытания производят на холостом ходу и под нагрузками. При испытании под нагрузками открывают подшипники основных валов, проверяют прилегания шеек валов, зазоры, подачу масла. Проводится полный осмотр всех систем. |