18. Конструкторська частина

Уданому пункті проекту завданням передбачено розробку нескладного пристрою для виконання однієї з операцій розробленого технологічного процесу.

Пристроями у машинобудуванні називають допоміжне устаткування, яке використовують для механічної обробки, складання та контролю виробів.

Пристрої, робочі та контрольні інструменти разом узяті називають технологічною оснасткою.

Серед задач, які розв´язують з використанням пристроїв, можна виділити три основних:

-встановлення заготовок або деталей без вивірки;

-підвищення продуктивності праці за рахунок скорочення норми штучного часу на операцію (використання багатомісних пристроїв, підвищення жорсткості технологічної системи “верстат-пристрій-інструмент-деталь” (ВПІД).

-розширення технологічних можливостей обладнання.

Згідно з призначенням, пристрої поділяють на такі групи.

1. Верстатні. Для встановлення та закріплення заготовок або деталей, що обробляються.

2. Верстатні. Для встановлення та кріплення робочого інструменту.

3. Складальні. Для з´єднування деталей у виробі.

Застосовують такі типи складальних пристроїв: для кріплення базових деталей виробу, що складається; для забезпечення правильного встановлення елементів виробу; для попереднього деформування пружних елементів, що встановлюються у виріб; а також для запресовування, клепання, розвальцьовування та інших дій, коли при складанні потрібні значні зусилля.

4. Контрольні. Для перевірки заготовок, при проміжному та завершальному контролю деталей, а також при складанні машин.

5. Пристрої для захвату, переміщення та перевертання масивних заготовок (деталей, вузлів, агрегатів, виробів, які складаються).

За спеціалізацією пристрої поділяються на універсальні, спеціальні та спеціалізовані.

До універсальних належать пристрої, призначені для встановлення і закріплення заготовок і деталей, різних за формою та розміром. Ці пристрої можуть бути стандартними і спеціальної конструкції. Стандартні пристрої в умовах авторемонтних підприємств не виготовляють, а закуповують у готовому вигляді.

Пристрої спеціальної конструкції, як правило, конструюють і виготовляють на підприємстві, де вони експлуатуватимуться.

Більшість пристроїв складається з корпуса (основи); установочних деталей і механізмів; затискних деталей і механізмів; механізмів приводів; поворотних і ділильних механізмів; деталей і механізмів для направлення і вивірення інструментів.

Установочним обладнанням називаються деталі і механізми пристроїв, призначені для правильного встановлення і розміщення оброблюваних деталей відносно ріжучого інструменту.

Деталі установочного обладнання повинні тривалий час зберігати потрібну точність розмірів і взаємне розміщення в пристрої. З цієї причини робочі поверхні деталей установочних обладнань повинні бути стійкими проти спрацювання.

Установочне обладнання повинне розміщуватись в корпусі пристрою так, щоб у разі спрацювання окремих деталей вони легко і швидко могли бути замінені новими.

Деталі установочного обладнання, на які безпосередньо опирається оброблювана деталь, називаються установочними елементами або опорами. Їх виготовляють у вигляді штифтів, пластин, призм і установочних пальців.

Робочі поверхні установочних елементів повинні відповідати базовим поверхням установлюваної деталі.

Установочні елементи поділяються на основні і допоміжні. Основні передбачаються схемою базування і визначають положення деталі у пристрої. Допоміжні вводяться в установочну схему не для базування, а тільки для збільшення стійкості і жорсткості установлюваної деталі в місцях, які зазнають деформації (прогину від дії затискачів, тиску ріжучого інструменту тощо).

Конструкції і розміри установочних деталей треба підбирати за ГОСТом або за нормалями машинобудування. Застосування стандартних і нормалізованих деталей обходиться, як правило, дешевше від тих, які спеціально сконструйовані для цього.

Установочні деталі, як правило, виготовляють із сталей У7, У7А, У8, У8А або сталі 20 (ГОСТ 1050-80) і піддають термічній обробці (гартування або цементація, на глибину 0,8...1,2 мм. з наступним гартуванням до твердості HRC 50...55).

Несучі поверхні опор треба шліфувати для одержання потрібної шорсткості R_a = 0,63...0,32 мкм. Щоб полегшити ремонт пристрою установочні деталі слід виготовляти легкозмінними.

Основні опори для встановлення деталей плоскими поверхнями бувають постійними і регульованими.

Тип і розмір опор залежать від розмірів і стану поверхонь деталі, яку обробляють. Деталі з обробленими базовими поверхнями великих розмірів установлюють на пластинчасті опори, а невеликих – на опори з плоскою головкою. Деталі з необробленими базовими поверхнями встановлюють на опори із сферичною або насіченою головкою. Опори з насіченою головкою, як правило, застосовують як бокові опори.

Для встановлення деталей циліндричними поверхнями (зовнішніми або внутрішніми) роблять призми, або пальці. Призмою в пристрої прийнято називати установочний елемент з робочою поверхнею у вигляді паза, утвореного двома поверхнями, нахиленими одна до одної під кутом 60, 90 або 120^о.

Для встановлення деталей з чисто обробленими базовими поверхнями застосовують широкі опорні призми.

Якщо встановлюють деталі по чорновій базі, а також встановлюють вали з виступами, то робочі поверхні призми роблять вузькими або встановлюють на спеціальні опори (штифти), які запресовують у бокові поверхні призми.

Залежно від конструкції оброблюваної деталі інколи її встановлюють на пристрої за допомогою установочних пальців. Деталь, яка підлягає механічній обробці, встановлюють раніше обробленими отворами на пальці пристрою.

Допоміжною базовою поверхнею деталі є торцева поверхня, яка визначає її положення по довжині. Деталь бажано встановлювати не більш як на два пальці. Це спрощує конструкцію пристрою і знижує собівартість його виготовлення.

Установочні пальці можуть бути постійними і змінними.

Змінні пальці встановлюють у корпус пристрою в загартовані втулки і закріплюють за допомогою шайб і гайок.

Конструкція призм і пальців нормалізована і наводиться в довідниках.

Затискне обладнання. Механізми пристроїв, які утримують деталь на установочних елементах у певному положенні, заданому при її базуванні, називаються затискними, або затискачами.

Затискачі не повинні допускати зміщення або вібрацію деталі у процесі обробки її.

Величину затискних сил вибирають, враховуючи сили різання, а також інші зсувні сили. Дійсну силу затиску беруть у 2...3 рази більшою від розрахункової. Затискачі повинні відповідати таким вимогам:

-сила затиску повинна бути мінімальною, але достатньою для надійного закріплення деталі;

-зминання поверхонь і деформація виробів не повинні бути більшими, ніж це дозволяє конструкція деталі і вибрана технологія обробки її;

-затискачі повинні бути дешевими і достатньо швидкодіючими для розробленого технологічного процесу.

Затискачі бувають гвинтові, ексцентрикові, пневматичні, гідравлічні; безпосередньої дії, шарнірно-важільні швидкодіючі і комбіновані з прихватами.

Ділильне обладнання .До цієї групи відносять поворотні столи, поворотні пристрої, фіксатори.

Фіксатори застосовують з циліндричним, конічним фіксуючими стержнями і з плоским фіксуючим сухарем з конічним пазом.

Втулки, фіксуючі стержні і сухарі виготовляють із сталі У7 або із сталей 20, 20Х.

Ці деталі повинні бути термічно оброблені до твердості HRC 60...65.

Деталі для направляння інструментів. До цих деталей належать кондукторні втулки для направляння свердл, зенкерів, розгорток, спеціальні втулки для направляння борштанг при розточуванні, а також копіри, які застосовуються в автоматах і напівавтоматах.

Кондукторні втулки – це найбільш масова деталь, яка зустрічається у пристроях. Кондукторні втулки бувають постійні, швидкозмінні і спеціальні. Матеріалом для втулок є сталь У10, У12. Втулки термооброблені до твердості HRC 60...65. зовнішня поверхня втулок оброблена до шорсткості R_a = 1,25...0,32 мкм., внутрішня - R_a = 0,63...0,08 мкм..

Розміщуючи втулку в пристрої, слід передбачити зазор між нижнім торцем втулки і поверхнею деталі від 1/3d (де d – діаметр свердла, мм.).

Основні технічні вимоги до кондукторних втулок виражені основними нормалями, які наводяться у довідниках.

Застосування кондукторних втулок дає можливість обходитись без розмітки. Точність розміщення отворів відносно теоретичного центра для кондукторів становить + /- 0,15 мм..

Корпуси пристроїв. Вони, як правило, є базовими деталями, які об´єднують в одне ціле окремі деталі пристроїв.

Корпус пристрою сприймає всі зусилля, які діють на деталь під час обробки її або складання-розбирання. Тому конструкція корпусів повинна бути жорсткою і міцною при якнайменшій вазі.

Конструкція корпусів повинна забезпечити швидке і безпечне встановлення і зняття деталей або агрегатів, зручність збирання стружки і підведення охолоджуючої рідини, а також відповідність вимогам техніки безпеки.

Корпуси виготовляють з нормалізованих, відлитих із сірого чавуну СЧ 12 заготовок (кутиків, швелерів, коробок), а також роблять збірними на болтах, гвинтах, заклепках.

При великих зусиллях різання і динамічних навантаженнях треба застосовувати виключно відливні корпуси.