- •Введение
- •1. Проектирование технологической оснастки
- •1.1. Приспособления
- •1.1.1. Служебное назначение приспособлений
- •1.1.2. Классификация приспособлений
- •1.1.3. Основные элементы приспособлений
- •1.1.4. Исходные данные и выбор конструкции приспособлений
- •1.1.5. Обеспечение точности обработки
- •1.1.6. Базирование заготовок в приспособлении
- •1.1.7. Погрешности базирования в приспособлениях
- •1.1.8. Расчет приспособлений на точность
- •1.1.9. Выбор установочных элементов приспособлений
- •1.1.9.1. Установка заготовки на плоские технологические базы
- •Регулируемых опор
- •Погрешность базирования для различных схем обработки
- •Из треугольников oKm и o1k1m имеем
- •1.1.9.2. Установка заготовки на внутреннюю цилиндрическую поверхность и перпендикулярную ее оси плоскость
- •1.1.9.3. Установка заготовки на два цилиндрических отверстия с параллельными осями и на перпендикулярную им плоскость
- •1.1.9.4. Установка заготовки на центровые отверстия
- •1.1.9.5. Установка заготовки по зубчатым поверхностям
- •1.1.10. Расчет сил закрепления и выбор зажимных устройств приспособлений
- •1.1.10.1. Общие принципы
- •1.1.10.2. Правила выбора направления и места приложения силы зажима
- •1.1.10.3. Основные схемы установки заготовок и расчет сил закрепления
- •1.1.10.4. Схемы для расчета сил закрепления заготовки под действием внешнего момента
- •После преобразований получаем
- •1.2. Вспомогательный инструмент для металлорежущих систем
- •1.2.1. Крепление инструментов на оправках
- •1.2.2. Концы шпинделей и оправок
- •1.2.3. Вспомогательные инструменты для станков с чпу
- •1.2.3.1. Вспомогательный инструмент для станков с чпу токарной группы
- •На токарных станках с чпу
- •1.2.3.2. Вспомогательный инструмент для многоцелевых станков
- •С цанговым патроном
- •С цанговым патроном
- •1.3. Контрольно-измерительные устройства, встраиваемые в станки и станочные системы
- •1.3.1. Назначение контрольно-измерительных
- •Устройств
- •1.3.2. Контроль заготовок и инструмента
- •1.3.3. Контроль силовых параметров
- •1.3.4. Средства активного контроля обрабатываемых деталей
- •2. Загрузочно-ориентирующие устройства
- •2.1. Особенности проектирования загрузочных устройств
- •Расчет параметров сечения лотка
- •2.2. Ориентирующие устройства
- •3. Методика расчета экономической эффективности применения технологической оснастки
- •Пример проектирования приспособления /2/
- •Часть 2
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.1.4. Исходные данные и выбор конструкции приспособлений
Проектирование приспособлений неразрывно связано с разработкой технологического процесса обработки заготовки. Технолог и конструктор в работе по проектированию приспособлений решают вполне определенные задачи.
Для технолога это:
• выбор технологических баз;
• установление маршрута обработки;
• уточнение содержания технологических операций с разработкой эскизов обработки и указанием промежуточных размеров по каждой операции, дающих представление о базировании и закреплении заготовки;
• выбор и расчет параметров режима обработки, включая силы и моменты обработки (резания);
• выбор типа и модели станка;
• предварительная разработка схемы приспособления;
• нормирование операций.
В задачи конструктора входят:
• конкретизация предложенной технологом схемы приспособления и базирования заготовки;
• выбор конструкции и размеров установочных элементов приспособления;
• определение потребных сил зажима;
• выбор схемы и расчет зажимных устройств и приводов к ним;
• определение конструкции и размеров направляющих элементов приспособления;
• общая компоновка приспособления с назначением допусков на его сборку и на изготовление деталей.
В результате конструктор должен выдать готовый чертеж приспособления, оформленный в соответствии с требованиями стандартов, с техническими условиями на изготовление и эксплуатацию.
Исходная информация для разработки приспособления подразделяется на базовую, руководящую и справочную. Базовая информация включает данные конструкторской документации на изделие (чертеж детали и технические требования ее приемки) и программу выпуска изделия. В руководящую информацию входят данные из стандартов, нормативной документации на прогрессивную оснастку и производственных инструкций. Справочная информация включает данные, содержащиеся в действующих технологических процессах, описаниях прогрессивной оснастки, каталогах, номенклатурных справочниках прогрессивного технологического оборудования и оснастки, материалах по выбору технологических нормативов (параметров режима обработки, расчетных факторов для расчета приспособлений и т. д.), методических материалах по конструированию и расчету приспособлений.
При проектировании приспособления необходимы следующие исходные материалы:
• чертеж заготовки;
• чертеж детали и технические требования по ее приемке;
• операционные эскизы заготовки на предшествующую и выполняемую операции;
• технологический процесс изготовления данной детали;
• стандарты и нормали на детали и сборочные единицы приспособлений;
• альбомы нормализованных конструкций и чертежи подобных по назначению приспособлений;
• данные о станках.
Из технологического процесса изготовления детали конструктор выясняет последовательность и содержание операций, принятое базирование, используемые станки и инструменты, параметры режимов резания, нормы времени и заданную производительность обработки.
Перед проектированием приспособления конструктор должен иметь характеристику станка, заложенного технологом в техпроцессе (в частности, его основные размеры, связанные с размещением приспособления, — размеры стола, рабочие перемещения стола и их пределы, размеры и расположение Т-образных пазов, наименьшее расстояние от стола до шпинделя, размер конуса шпинделя и т. д.), а также его техническое состояние. Желательно непосредственно ознакомиться со станком для выявления особенностей приспособления, связанных с оборудованием, и установления наивыгоднейшего расположения органов управления (пневмокранов, рукояток и т. п.). Целесообразно также изучить конструкции и опыт эксплуатации аналогичных приспособлений.
При тщательной проработке исходной информации конструктор может предложить технологу наиболее рациональное построение операции и выбрать другую схему приспособления.
Обоснование конструкции приспособления следует связывать с обеспечением заданной производительности станка на данной операции, которая определяется программой выпуска изделий. Эта программа учитывается при разработке технологического процесса изготовления детали и сказывается на исходных данных для проектирования приспособления. Фактором, определяющим достижение заданной производительности станка и конструкцию приспособления, является соотношение такта выпуска и штучного времени с учетом его составляющих, из которых главным в данном случае является суммарное технологическое и вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие заготовки и управление приспособлением. Поэтому принятие решения о конструкции приспособления тесно связано с нормированием технологического процесса.
Окончательное решение о выборе той или иной конструкция приспособления следует принимать после расчета экономической эффективности, который заключается в сопоставлении затрат и экономического эффекта при использовании прогрессивного приспособления, относимых к годовому периоду эксплуатации. Затраты слагаются из расходов на амортизацию приспособления (амортизационные отчисления), его содержание и эксплуатацию. Экономия достигается за счет снижения трудоемкости изготовления деталей, а следовательно, за счет сокращения затрат на основную зарплату. Приспособление считается рентабельным, если годовая экономия, получаемая при его применении, больше связанных с ним годовых затрат.
Анализ различных операций механической обработки и сборки показывает, что доля вспомогательного времени в штучном, например в серийном, производстве может достигать 40 %. Внедрение прогрессивных рабочих инструментов и скоростной обработки уменьшает основное время. Это приводит к необходимости механизации или частичной и полной автоматизации приспособлений. Автоматическое базирование заготовок при использовании приспособлений, механизация и автоматизации оснастки обеспечивают повышение производительности труда вследствие сокращения элементов вспомогательного времени, облегчения труда, а также высвобождения рабочих. Из сказанного следует, что правильный выбор конструкции приспособления положительно отражается на себестоимости выпускаемых деталей и машин.
Если выбор установочных элементов, элементов для направления и контроля положения обрабатывающих инструментов, корпусов связан в основном с обеспечением точности обработки заготовок (сборки изделий), жесткости и удобства обслуживания приспособлений, то выбор зажимных устройств и их приводов обосновывается еще и эффективностью использования приспособления. В неавтоматизированном производстве рабочий может выполнять в смену в среднем до 750 зажатий — отжатий (при силе привода до 200 Н). Если за смену требуется обработать 400 заготовок в приспособлении с двумя винтовыми зажимами, то рабочий не сможет выполнить это задание. В данном случае следует применить приспособление с механизированным приводом.
Значения моментов, передаваемых рукой рабочего на маховички и рукоятки различных конструкций и размеров, приведены в литературе. При известном потребном моменте можно подбирать конструктивную форму приводных элементов ручных зажимных устройств и их размер.