Практическое занятие №8

Проектирование и расчет технологической оснастки. Исходные данные для разработки конструкции приспособления. Анализ и уточнение схемы установки детали, выбор качества типа и взаимного расположения опор.

Цель занятия: определить исходные данные для разработки конструкции приспособления; провести анализ и уточнить схему установки детали, произвести выбор качества типа и взаимного расположения опор.

Исходные данные для разработки конструкции приспособления.

Спроектировать установочно-зажимное приспособление под детали типа "Валы" в условиях среднесерийного производства.

Геометрические параметры:

- диаметры: D_min = 20мм, D_max = 40мм;

- весовые параметры: m_max = 1,49кг.

Точность выполняемой операции в мм:

- диаметр отверстия 10H14, глубина 35H14, фаска на глубину 5H14 под углом 60, соосность 0,1 мм.

Способ обеспечения заданной точности по предварительной настройке станка:

Годовая программа выпуска всех типоразмеров N_г = 8000шт.

Должно быть обеспечено: снижение брака на 5…10%, снижение трудоемкости на 40%.

Анализ и уточнение схемы установки детали, выбор качества типа и взаимного расположения опор.

Зажимное приспособление предназначено для базирования заготовок наружной цилиндрической поверхности, а также для зажима деталей типа вала и фрезерования пазов.

Рисунок 8.1 - Схема приспособления

Достоинства приспособления:

1) Удобное и быстрое снятие детали;

2) Быстродействие приспособления;

3) Простота в управлении пневмопривода;

4) Привод обладает надежностью.

Недостатки приспособления:

1) Большое время на установку;

2) Нестабильная плавность перемещения рабочих органов пневмоцилиндра из-за сжимаемости воздуха, особенно при переменной нагрузке;

3) Относительно большие размеры пневмопривода для получения значительных сил на шкоте пневмопривода.

Рекомендуемая литература: 1, 2, 3, 4, 5

Контрольные вопросы:

1. Отличительные особенности единичного метода организации производства.

2. Классификация методов организации производственного процесса.

3. Схема организационной структуры технологического отдела машиностроительного предприятия.

4. Основные этапы разработки типовых технологических процессов.

5. Что служит исходными данными для планирования технической подготовки производства?

Практическое занятие №9

Проектирование и расчет технологической оснастки. Разработка расчетной схемы приспособления с учетом величин и направления действия составляющих сил резания. Определение необходимой силы зажима. Силовой расчет приспособления.

Цель занятия: разработать расчетную схему приспособления с учетом величин и направления действия составляющих сил резания; определить необходимую силу зажима; произвести силовой расчет приспособления.

Разработка расчетной схемы приспособления с учетом величин и направления действия составляющих сил резания. Определение необходимой силы зажима.

Заготовка базируется на установочных элементах приспособления и прижимается к ним зажимом с силой Q, а сила резания Р_o действует в перпендикулярном направлении.

Рисунок 9.1 - Направление сил

Силе резания Р_o противодействует сила трения Т между опорной поверхностью приспособления и нижней базовой плоскостью детали, а также между верхней плоскостью детали и поверхностью зажима.

Составим уравнение равновесия всех сил, действующих на заготовку относительно оси Y:

ΣF_yi=Q – 2Rsina/2=0

2R=

a=90Å

Требуемая сила зажима определяем из выражения:

kР_о= Qf₁+2Rf₂

,

где k- коэффициент запаса зажима; ;

k₀=1,5 – гарантированный коэффициент запаса;

k₁=1,0 - коэффициент, учитывающий изменение припуска;

k₂=1,4 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении инструмента;

k₃=1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

k₄=1,0 - коэффициент, учитывающий постоянство сил зажима;

k₅=1,0 – коэффициент характеризующий только зажимные механизмы с ручным приводом;

k₆=1,0 - коэффициент, учитывающий наличие момента стремящегося повернуть заготовку;

,

a= - угол призмы;

f₁=f₂=0,15;

P_о=44,981 Н;

.

Расчёт зажимного механизма:

,

где .

Определяем размер привода:

Р_и=0,785D²ph,

где p=0,4 Н/м² =4 кгс/см² – удельное давление сжатого воздуха;

=0,7.

Отсюда

.

Округляем полученный диаметр до ближайшего значения: D=100мм.

Диаметр штока: d=0,25D=0,25*100=25 мм.

Силовой расчет приспособления.

Проектируемое приспособление предназначено для фрезерования шпоночного паза на шпоночно-фрезерной операции.

Исходные данные для расчета:

– содержание операции: фрезерование шпоночного паза;

– способ базирования заготовки: цилиндрической поверхностью: D = 25 мм на опорную призму с< б =90є;

– режимные параметры обработки из п. 2.5: t =4 мм; i = 8; Sм = 456 мм/мин; n=950 мин^-1; V=14,9 м/мин; Sz = 0,24 мм/зуб.

Для определения величины требуемой силы зажима разрабатываем схему действия силы на заготовку.

Со стороны шпоночной фрезы на заготовку действуют силы Рz, Рх, Ру, сдвигающие ее относительно опорной призмы.

Этим силам противодействуют:

– со стороны зажимного элемента сила зажима W, прижимающая заготовку к опорной призме;

– силы трения Wf в местах контакта базовой поверхности заготовки с зажимным и опорным элементами, удерживающими ее от сдвига.

При действии всех сил заготовка должна находиться в равновесии.

Учитывая способ базирования заготовки, характер и направление действия на нее всех сил, а также надежность закрепления, величину требуемой силы зажима заготовки рассчитываем по формуле:

Wсум=(К · √Рz²+Рх²+Ру²) / f₁ +f₂/sinб/2,

где К - коэффициент заноса;

f 1, f2 – коэффициенты трения в местах контакта базовой поверхности заготовки с зажимным и опорным элементами соответственно;

б – угол призмы в градусах; б = 90⁰.

Принимаем f 1=f2 =0,16 – при контакте обработанной поверхности заготовки с опорой и зажимным элементом:

К = Ко · К₁ · К₂ · К₃ · К₄ · К₅ · К₆,

где К₀ =1,5 – гарантированный коэффициент заноса;

К₁ =1 – при чистовой обработке;

К₂=1,6…1,8 – коэффициент, учитывающий затупления шпоночной фрезы при фрезеровании стали; Принимаем К₂=11,7;

К₃ - не учитывается при непрерывном фрезеровании;

К₄ =1,0 – при использовании пневмоцилиндра двухстороннего действия;

К₅ – не учитывается пи механизированном зажиме;

К₆ - не учитывается при отсутствии момента, поворачивающего заготовку относительно опоры.

К=1,5 · 1 · 1,7 · 1=2,55.

Главную составляющую силы резания берем из п. 2.5.: Рz =263,6Н.

Величины остальных составляющих силы резания радиальной Ру и осевой Рх устанавливаем из соотношения с главной составляющей Рz.

Ру=(0,3…0,4) Рz;

Рх =(0,5…0,55) Рz;

Ру=0,4 Рz = 0,4 · 263,6=105,44Н;

Рх =0,55 Рz = 0,55 · 263,6 =144,98Н.

Рассчитываем силу W по формуле:

W =2,55 · √263,6²+144,98²+105,44² / 0,16+0,16/0,707 = 2105Н.

Рекомендуемая литература: 1, 2, 3, 4, 5

Контрольные вопросы:

1. Что включает в себя комплекс работ по снижению материалоемкости изделия?

2. Какие знания должен иметь конструктор?

3. Что является важным условием правильного проектирования?

4. Что такое конструктивная преемственность?

5. Роль изучения исходных материалов при разработке новой конструкции.