Технологическая оснастка (120

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

ОСНАСТКА

Методические указания к лабораторным работам по курсам «Технологическая оснастка» и «Оснастка технологических комплексов»

Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана

2011

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторные работы предназначены для закрепления студентами знаний в области расчета и конструирования приспособлений, развития самостоятельной научно-исследовательской работы, знакомства с современными приспособлениями.

Студента допускают к выполнению лабораторной работы после ознакомления с методикой и собеседования с преподавателем. Задание на всех этапах работы каждый студент выполняет в составе подгруппы, а отчет – индивидуально.

Графики, эскизы образцов и схемы в лабораторном отчете выполняют в карандаше, используя чертежные инструменты, а данные измерений, цифры и выводы – только авторучками (с пастой, гелем и т. п.). Записи в отчете должны быть четкими и разборчивыми с заполнением всех граф отчета.

Выполнив лабораторные работы, студент защищает их по своему лабораторному отчету. Работу засчитывают только в том случае, если студент знает ее назначение, оборудование и оснастку для ее проведения, порядок выполнения, понимает физический и практический смысл полученных экспериментальных зависимостей, умеет анализировать опытные данные и делать выводы по работе. Лабораторный отчет хранят в лаборатории и выдают студенту перед началом занятий.

К выполнению лабораторных работ допускают студентов, ознакомившихся с инструкцией по технике безопасности.

3

ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ

Перед работой на станке необходимо:

–привести в порядок свою одежду: застегнуть полы одежды; тщательно застегнуть, завязать или засучить рукава; длинные волосы убрать под головной убор.

–проверить исправность получаемого от учебного мастера инструмента и приспособлений: резцы, фрезы, сверла должны быть заточены, а гаечные ключи соответствовать болтам и гайкам.

–привести в порядок рабочее место у станка: удалить со станка все лишние предметы, необходимый инструмент положить на рабочем месте в определенном порядке.

Во время работы на станке необходимо соблюдать следующие правила.

1.Заготовка должна быть надежно закреплена на станке.

2.Крепежные болтыигайки должны быть без сорваннойрезьбы.

3.При работе на сверлильных станках нельзя держать заготовку руками, она должна быть закреплена в машинных тисках или прихватами.

4.Надежно закрепляйте режущий инструмент, не устанавливайте резцы с большим вылетом.

5.Не устанавливайте прокладку под челюсти гаечного ключа, не увеличивайте его длину при помощи другого ключа или трубы.

6.Нельзя включать станок и работать на нем без разрешения и инструктажа учебного мастера.

7.Нельзя отходить от работающего станка, сначала его нужно выключить.

8.Нельзя тормозить элементы станка руками.

9.Режущий инструмент к заготовке или заготовку к режущему инструменту следует подводить осторожно, чтобы избежать их разрушения.

10.Нельзя работать напильником и отверткой без рукоятки.

4

11.Если на станке во время работы вырвало обрабатываемую заготовку или режущий инструмент, немедленно остановите станок.

12.Следите за работой электродвигателя, в случае его гудения немедленно остановите станок. НЕ КАСАЙТЕСЬ РУКАМИ

ТОКОПРОВОДЯЩИХ ЧАСТЕЙ РУБИЛЬНИКА, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ДРУГОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

13.Не приближайте лицо и руки к режущему инструменту.

14.Работая на заточном станке, стойте сбоку от вращающегося круга.

15.При работе на станках надевайте защитные очки.

При обработке не разрешается:

– передавать или применять какие-либо предметы через ста-

нок.

–убирать стружку на станке или под станком.

–обтирать и смазывать станок.

–снимать и ставить ограждение.

5

РАБОТА № 31. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, ПЕРЕДАВАЕМЫЙ ГИДРОПЛАСТМАССОВОЙ ОПРАВКОЙ

Содержание работы

Определить расчетным методом и непосредственным измерением крутящий момент, передаваемый гидропластмассовой оправкой, как функцию давления гидропластмассы и зазора в сопряжении с заготовкой.

Порядок выполнения работы

В работе используется консольно закрепленная на угольнике гидропластмассовая оправка, на которую устанавливают втулки (заготовки) с различными диаметральными зазорами. Величина зазора определяется диаметральным размером отверстия втулки, указанным в ее аттестате.

Закрепление втулки на оправке производится сжатием гидропластмассы до заданного давления р посредством плунжерновинтовой пары (рис. 1, а). Давление р контролируют по манометру 2. Нагружение крутящим моментом закрепленной втулки осуществляется через соединенный с ней радиально выступающий стержень 3 (рис. 1, б). Сила к стержню от нажимного винта 4 на известном плече В передается через динамометр 5 камертонного типа и штифт 7, скользящий в корпусе нагружающего устройства. Моментная характеристика нагружающего устройства Mк = сП (где с – жесткость; П – показание индикатора 6 динамометра) выдается преподавателем в виде тарировочного графика. Передаваемый оправкой крутящий момент Мк определяют по показанию индикатора 6, которое должно оставаться неизменным при вращении винта 4.

Из курса «Конструирование технологической оснастки» известно, что передаваемый гидропластмассовой оправкой момент определяется соотношением

стенной части втулки, L 42 мм; – коэффициент, зависящий от

6

отношений h / a и L / a, = 0,85; h – толщина стенки гильзы, h = = 0,3 мм; а – номинальный радиус гильзы оправки, а = 24,94 мм; р – давление гидропластмассы, МПа; – радиальный зазор между оправкой и втулкой, мм; Е – модуль упругости материала гильзы оправки, Е = 2,1 105 МПа; I, – параметры, зависящие от размеров а, h и R (см. рис. 1); для лабораторной оправки принять I / = 1.

Рис. 1. Гидропластмассовая оправка (а), схема нагружения втулки и измерения крутящего момента (б)

Выражение (1) имеет смысл, т. е. оправка передает крутящий момент, когда множитель в круглых скобках больше нуля. Из равенства нулю этого множителя можно определить в частности

давление р , при котором происходит выборка зазора между втулкой и оправкой (центрирование втулки):

где р – в МПа.

Вначале рассчитывают по зависимости (2) значения р р для всех имеющихся втулок. Экспериментально давление р э устанавливают постепенным сжатием гидропластмассы винтом 1 и одновременным поворотом втулки за стержень 3 до того момента, пока не почувствуется ее легкое притормаживание.

Определив для одной из втулок экспериментально значение р э, оценивают относительную погрешность расчетного значения:

ваемого крутящего момента Мк как функции радиального зазора и давления р в оправке. При получении относительной погрешности 30 % нужно объяснить результат и после беседы с преподавателем повторить эксперимент.

При исследовании влияния зазора на передаваемый оправ-

кой крутящий момент Мк определяют постоянное значение давления p в оправке. Оно должно быть больше вычисленного выше

значения р р и проверенного на втулке с max на наличие зна-

чимого передаваемого крутящего момента. После этого при данном давлении определяют передаваемые крутящие моменты для

втулок с меньшими радиальными зазорами . По данным экспе-

римента строят график Мк э = f (∆). По формуле (1) вычисляют соответствующие расчетные значения момента Мкр и наносят на поле построенной ранее экспериментальной зависимости. По полученным значениям оценивают максимальную относительную погрешность расчетных значений:

Аналогично проводят экспериментальные исследования влияния давления p в оправке на передаваемый крутящий момент Мк = = f (p). Втулку для эксперимента подбирают опять же по данным

полученных оценок p∆, т. е. при условии 30 %.

Полученные результаты анализируют и делают выводы по работе.

Контрольные вопросы

1.Каковы принцип действия и область применения гидропластмассовых оправок?

2.Назовите основные требования, предъявляемые к тонкостенной гильзе и гидропластмассе оправки.

3.Перечислите требования к точности базовых поверхностей устанавливаемых заготовок.

4.Какую погрешность обработки обусловливает погрешность оправки и какова структура последней?

8

РАБОТА № 32. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА СИЛУ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК НА МАГНИТНОЙ ПЛИТЕ

Содержание работы

1.Экспериментально определить силу, необходимую для сдвига установленных на магнитной плите плоских заготовок:

а) стальных и чугунных разной толщины, одинаковых размеров в плане и с одинаковой шероховатостью базовой плоскости;

б) стальных и чугунных одинаковых размеров, но с разной шероховатостью базовой плоскости.

2.По полученным данным построить кривые силы сдвига в зависимости от толщины заготовок из разных материалов и в зависимости от шероховатости их базовой плоскости.

3.Рассчитать и определить экспериментально силу сдвига для стальной заготовки в виде диска постоянной толщины. Установить расхождение между расчетным и экспериментальным значениями силы сдвига.

Порядок выполнения работы

Для выполнения работы используют магнитную плиту с мездозой, набор прямоугольных заготовок (планок) одного размера в плане, но разной толщины h (1, 2, 3, 5, 10, 15, 25, 35 и 50 мм), изготовленных из серого чугуна СЧ20 и стали 45 в состоянии поставки и термообработанной, а также стальную планку, сплошной диск и кольцо толщиной 15 мм.

В результате взаимодействия ферромагнитного тела с магнитным полем возникает сила закрепления, которая называется магнитной или электромагнитной силой (в случае установки заготовок на электромагнитную плиту). Согласно формуле Максвелла, эту силу можно определить по зависимости

Q = 0,406B2F,

где Q – в Н; В – магнитная индукция, Тл; F – суммарная перекрываемая площадь полюсов, мм2.

9

В подавляющем большинстве приспособлений магнитная индукция в рабочем зазоре составляет 1,6…1,9 Тл.

Основным показателем эксплуатационных возможностей магнитного приспособления является полная Q или удельная q сила закрепления

q = Q / Fб,

где Fб – площадь базовой поверхности заготовки, мм2.

Значения сил Q и q зависят от толщины заготовки, ее материала и шероховатости опорной поверхности, положения заготовки на магнитном приспособлении, определяемом коэффициентом использования площади К = F / Fб.

При выполнении лабораторной работы силу сдвига заготовки измеряют с помощью гидравлической месдозы с винтовым устройством, закрепленной на боковой поверхности плиты (рис. 2).

Рис. 2. Схема экспериментальной установки для определения силы сдвига

На магнитную плиту 1 поперек ее полюсов по одной укладывают заготовки 2, сначала имеющие разную толщину и одинаковую поверхность базовой плоскости, а затем разную шероховатость и одинаковую толщину. В торец последней заготовки упирается нажимной стержень 3 месдозы 5. Вращая винт 6, создают силу сдвига, значение которой при использовании тарировочного графика отсчитывают по манометру 4 гидравлической месдозы.

10