Методические указания. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 120100
 Скачать 0.64 Mb.
|
1. Разработка конструкции приспособленияРазработка конструкции технологической оснастки выполняется в следующей последовательности: -ориентировочный выбор по литературным и патентным источникам или на основе производственного опыта схемы приспособления, обоснование схемы базирования и закрепления заготовки; -отнесение выбранной схемы приспособления к схемам группы приспособлений согласно существующей классификации, усвоение методики конструирования приспособлений данной группы и правил безопасности при эксплуатации (ГОСТ 12.2.029-83); -расчёт точности обработки заготовок в приспособлении; -расчет потребных сил и моментов закрепления заготовки, выбор типа привода, расчет его основных параметров; -выявление наиболее слабого звена приспособления, расчет его на прочность; -расчет технико-экономических показателей эффективности пред-ложенной конструкции приспособления; -разработка чертежа общего вида приспособления; -описание конструкции и принципа работы приспособления. 2. Расчет потребных сил закрепления заготовки При обработке заготовок в приспособлениях одновременно или в различном сочетании действуют следующие силы. 2.1. Силы и момент сил резания : Рх, Ру, Рz, М. Силы резания определяют по эмпирическим формулам теории резания или справочным данным. По числовому значению, направлению действия и месту приложения силы являются переменными величинами, так как могут изменяться во времени вследствие неравномерности припуска на механическую обработку, непостоянства механических свойств по объему обрабатываемого материала, затупления режущего инструмента и других факторов. 2.2. Сила тяжести G=m.g. Силу тяжести не учитывают, если заготовка имеет небольшую массу. 2.3. Центробежная сила  .Она появляется при смещении центра масс заготовки относительно оси ее вращения во время обработки заготовок на токарных и шлифовальных станках. Центробежная сила заметно проявляет себя при чистовой обработке заготовок больших размеров и массы, а также с увеличением частоты их вращения. 2.4. Сила инерции  .Возникает при возвратно-поступательном движении заготовок большой массы во время их обработки на продольно-строгальных, горизонтально-расточных, фрезерных и других станках, а также на станках с ЧПУ во время быстрого останова стола при большой скорости движения (позиционировании). 2.5. Сила закрепления Q создается ручным или механизированным зажимным устройством приспособления и удерживает заготовку в состоянии покоя во время ее обработки и действия на нее других возникающих сил. При проектировании приспособлений сила закрепления заготовки является искомой, и ее рассчитывают, решая задачу статического равновесия твердого тела при действии всех приложенных к нему сил и моментов. Расчет потребных сил закрепления заготовки начинают с разработки расчётной схемы приспособления. Она необходима для уяснения принципа работы приспособления, правильного выбора схемы базирования и закрепления заготовки, расчета сил закрепления, расчета на прочность или вычисления деформации наиболее нагруженных элементов зажимного устройства и поверочного расчета приспособления на точность. Расчетную схему вычерчивают точно и аккуратно в произвольном масштабе, при этом количество проекций схемы должно быть достаточным для понимания принципа работы приспособления и сущности выполненных расчетов. 3. Порядок разработки расчетной схемы и определения потребных сил закрепления заготовки 3.1. Вычерчивают заготовку и установочные элементы приспособления. 3.2. Показывают режущий инструмент в начальный момент обработки с создаваемыми им силами резания. 3.3. Наносят на схему силу тяжести, а также силы центробежную и инерции, если они имеются. 3.4. Рассматривают возможные результаты действия внешних сил: -на заготовку действуют силы, стремящиеся сдвинуть ее относительно установочных элементов (опор) приспособления; -на заготовку действуют только моменты, стремящиеся опрокинуть или повернуть ее относительно установочных элементов приспособления; -на заготовку действуют силы и моменты, стремящиеся сдвинуть или опрокинуть ее относительно установочных элементов приспособления. 3.5. Выбирают поверхности заготовки, к которым можно приложить силы закрепления, руководствуясь тем, чтобы эти поверхности были расположены по возможности напротив опорных точек, что обеспечивает более надежное и устойчивое закрепление заготовки в приспособлении и уменьшает ее деформацию. Намечают схему закрепления заготовки зажимным устройством, рассматривая оптимальные варианты приложения силы закрепления в одной, двух или нескольких точках. 3.6. Окончательно уточняют действие всех сил на заготовку, элементы зажимного устройства и корпус приспособления; если силы действуют под углом, их раскладывают по направлениям осей Х, У, Z выбранной целесообразным образом прямоугольной системы координат. Решая задачу статического равновесия твердого тела, составляют условия равновесия заготовки в приспособлении при действии на нее сил и моментов и рассчитывают требуемую силу закрепления. 3.7. По эмпирическим формулам или справочным данным находят числовую величину всех сил и моментов, действующих на заготовку. 3.8. Принимают окончательный вариант схемы закрепления заготовки и решают вопрос о целесообразности применения дополнительных(вспомогательных) опор для придания большей устойчивости заготовке в приспособлении, если она не обладает достаточной жесткостью; вычерчивают механизированное зажимное устройство, показывают его связь с корпусом приспособления и элементами, посредством которых оно передает создаваемую им силу на заготовку. 3.9. Определяют основные варианты конструкции силового устройства, диаметр и ход поршня пневматического или гидравлического цилиндра, штока пневматической камеры и др. Если приспособление универсальное, то следует учитывать, что оно может быть использовано для обработки не только данного, но и других типоразмеров заготовок. При выполнении этого расчета используются известные методики определения сил, создаваемых силовыми устройствами: пневмо- или гидроцилиндрами, пневмокамерами и др. 4. Выявление слабого звена приспособления и его расчет на прочность При действии силы закрепления элементы приспособления испытывают напряжения сжатия, растяжения, изгиба, кручения или могут находиться в сложном напряжённом состоянии. Для предотвращения разрушения элементов приспособления наиболее слабый из них следует рассчитать на прочность в опасном сечении, используя известные расчетные методы дисциплин «Сопротивление материалов» и «Детали машин». Слабым звеном в этом случае может быть элемент конструкции, воспринимающий максимальную нагрузку, или при прочих равных условиях, имеющий наименьшее по площади опасное сечение. 5. Расчет точности обработки заготовок в приспособлении Расчет выполняется в следующей последовательности: 5.1. Определяется допустимая погрешность установки заготовки в приспособлении. Она равна разности допуска на выполняемый размер детали по чертежу и суммы погрешностей статической и динамической настройки технологической системы (ТС). Суммирование погрешностей статической и динамической настройки ТС следует производить с учетом вида составляющих погрешностей: случайные, систематические, постоянные, зависимые, независимые, скалярные, векторные, функциональные, а также с учетом законов их распределения и относительной величины. В первом приближения, когда составляющие погрешности имеют один порядок величин, допустимая погрешность установки заготовки может быть определена по следующей формуле: Еy =   Величина допуска на выполняемый размер определяется из чертежа детали, суммарная погрешность формы  ф обрабатываемой поверхности находится по табл. 55, с. 581 [3], погрешность станка С - по паспорту станка; если станок после ремонта, то - пробной обработкой партии заготовок.Погрешность К, вызываемая непостоянством сил резания, определяется из выражения:  .Величину Ру вычисляют по формуле теории резания или пользуются справочными данными, т - по паспортным данным станка или ориентировочно принимают равной т =(5-10).10-6 мм/Н. Погрешность настройки станка определяют из выражения:  .Погрешность регулирования Р положения инструмента зависит от способа регулирования и определяется по табл.1. Таблица 1 Погрешность регулирования Р положения инструмента, мм
Погрешность измерения изм определяется в зависимости от способа измерения и погрешности мерительного инструмента, указанной в его паспорте; погрешностью расч при большом объеме выборки можно пренебречь. Температурная погрешность Т обработки принимается равной: Т =(0,10-0,15) - для лезвийного инструмента; Т =(0,30-0,40) - для абразивного инструмента. Погрешность размерного износа инструмента определяется по формуле  .Значения Uo даны в табл. 2. Температурную погрешность Т и погрешность и, вызываемую износом инструмента, обычно суммируют между собой как векторные величины с учетом знака. 5.2. Определение действительной погрешности установки заготовки. Действительная погрешность установки заготовки в приспособлении εУд приближенно может быть найдена по табл. 1-4, более точно - по табл. 5-7, с.518-522 [3]; для некоторых типов приспособлений погрешность установки дана в табл.3. Погрешность, вызванную несовмещением технологической и конструкторской баз (нб), находят на основе построения и анализа размерных цепей [4]. 5.3. Сопоставление действительной погрешности установки заготовки с допустимой. Если соблюдается условие εУд < εУ, то, следовательно, приспособление обеспечивает заданную точность обработки. Если это условие не соблюдается, то приспособление окажется непригодным для выполнения данной операции, и будет необходимо принять соответствующие меры: изменить схему базирования, схему простановки размеров, конструкцию приспособления или способ обработки. Таблица 2 Значения относительного (удельного) износа резцов при чистовом точении
5.4. Определение погрешности приспособления Погрешность установки заготовки εУ состоит из случайных погрешностей: базирования εб, закрепления εз, приспособления εп и равна их сумме. εУ=  .При использовании в приспособлениях типовой схемы базирования погрешность базирования находят по известным формулам табл. 8,с.523 [3], погрешность закрепления определяют по формулам с.530 [3] или табличным данным. Если в приспособлении предложена оригинальная схема базирования, то погрешность базирования рассчитывают самостоятельно. Отношение погрешности приспособления к допуску на выполняемый размер детали называют коэффициентом запаса точности приспособления.  .Чем больше Кт – тем надежнее и долговечнее будет работать приспособление с требуемой точностью. В практике  .Величину погрешности  п распределяют между основными конструктивными элементами приспособления, влияющими на точность обработки, т.е. решают обратную задачу сборочных технологических цепей: по допуску замыкающего звена находят допуск составляющих звеньев ,где  - погрешность (допуск) приспособления на износ установочных элементов;  - для опор, у которых малая площадь контакта с заготовкой; - для опор с развитой поверхностью контакта с заготовкой (пластины, пальцы с плоской поверхностью).  . Обычно принимают n=0,5.Таблица 3 Погрешность закрепления заготовок в радиальном (числитель) и осевом (знаменатель) направлениях, мкм
Примечания1. При установке на оправку нужно учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления в зависимости от способа крепления оправки: в гильзе, патроне или зажимном приспособлении. 2. Установка в жестких центрах не дает погрешности закрепления в радиальном направлении. Погрешность закрепления, образующаяся при установке в плавающий передний и вращающийся задний центры, не учитывается, так как перекрывается отклонением заготовки под действием силы резания. 3. Установка на магнитной плите не дает погрешности. 4. За поперечный размер заготовки необходимо принимать наибольший размер в сечении по нормали к обрабатываемой поверхности. N - число контактов заготовки с опорой (объем выпуска изделий);  - постоянные коэффициенты [2, с.21]; пс - погрешность установки приспособления на столе станка составляет 0,010 - 0,020 мм; пу - погрешность изготовления установочных элементов и их монтажа в корпусе принимают 0,005 - 0,010 мм; пф - погрешность изготовления и установки элементов для направления режущего инструмента. При направлении сверл по кондукторным втулкам её вычисляют по формуле: ,где S - наибольший зазор между отверстием в кондукторной втулке и сверлом. Назначается по ГОСТ 8851-81, ГОСТ 3047-81. a - раcстояние между торцом втулки и детали: при обработке чугуна равно 0,5 d сверла, стали и вязких материалов - d сверла; b - глубина обрабатываемого отверстия по чертежу детали; h - высота втулки; для стандартных втулок принимается по ГОСТ 18429-83, ГОСТ 18430-83, ГОСТ 15362-83; Суммарная погрешность всех остальных элементов приспособления, влияющая на точность обработки, находится из разности:  .Суммарная погрешность равна суммарному допуску размера на сборочном чертеже приспособления.  .Если величины  и  выдерживать экономически нецелесообразно или невозможно, то необходимо внести изменения в конструкцию приспособления и сделать повторный расчет. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
