Технологическая оснастка (120

Включение и выключение плиты осуществляют рукояткой 7, которая сдвигает магнитный блок, расположенный в плите.

Результаты замеров силы сдвига записывают в бланке отчета. По данным эксперимента строят кривые (рис. 3) и делают выводы о влиянии на нее материала и толщины планок, а также шероховатости их базовых плоскостей.

Рис. 3. Зависимости силы сдвига от толщины заготовки (а) и шероховатости ее поверхности (б):

1 – сталь 45 термообработанная; 2 – то же в состоянии поставки; 3 – чугун СЧ20;

Экспериментальное определение силы сдвига для стальной планки толщиной 15 мм и размером в плане 40 130 мм при закреплении ее на магнитной плите дает возможность вычислить магнитную индукцию:

и рассчитать силу сдвига для стального диска или кольца толщиной также 15 мм и с той же шероховатостью базовой поверхности:

Nр = 0,406В2f FбK,

где Nр – в Н; f – коэффициент трения, определяемый экспериментально с помощью гидравлической месдозы и установленного на образец груза, f = Nэ / G; Nэ – сила сдвига образца, Н; G – вес груза при выключенной плите, Н.

Суммарную площадь поперечного сечения полюсов плиты, перекрываемых образцами, находят следующим образом. На по-

11

верхность плиты кладут образцы (планку, диск, кольцо) и острым мягким карандашом обводят их контуры. Затем измеряют размеры перекрытых полюсов и подсчитывают их суммарную площадь. Площадь Fб вычисляют по фактическим размерам образцов. Силу сдвига определяют также экспериментально. Полученные результаты сопоставляют и делают выводы о степени соответствия расчетного и экспериментального значений силы сдвига.

Контрольные вопросы

1.Как повышают безопасность закрепления мелких заготовок?

2.Из каких материалов выполняют корпус плиты, полюсы электромагнитов, изоляцию?

3.Как закрепляют заготовки со ступенчатой или фасонной базовой поверхностью?

4.Как размагничивают заготовки, закрепляемые на электромагнитной плите?

12

РАБОТА № 33. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВАКУУМНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Содержание работы

1.Определить коэффициент трения пластмассовой и стальной заготовок.

2.Определить расчетным и экспериментальным методами силу закрепления заготовки на вакуумной плите.

3.Рассчитать и экспериментально проверить время закрепления заготовки на вакуумной плите при различных схемах подключения плиты к насосу.

Порядок выполнения работы

Для определения силы закрепления заготовки используют специальную вакуумную плиту с двумя камерами А и B (рис. 4). Рабочая поверхность камеры А имеет серию часто расположенных сквозных отверстий диаметром 5 мм. На эту поверхность устанавливают пластмассовую заготовку прямоугольной формы таким образом, чтобы она перекрывала все сквозные отверстия. На рабочей поверхности камеры B выполнены одно сквозное отверстие большого диаметра и концентрично ему кольцевая канавка, в которой размещено упругое уплотнение. Устанавливаемая на плиту стальная заготовка перекрывает отверстие и кольцевую канавку. С правой и левой сторон плиты смонтированы устройства для сдвига заготовок. При вращении винта 1 сила передается на корпус гидравлической месдозы 2 и башмак, надетый на ее плунжер 4, упирается в заготовку 5.

Экспериментально силу сдвига заготовки определяют так:

Nэ = Fр*;

где F – площадь плунжера гидравлической месдозы, F = 314 мм2; р* – давление, фиксируемое манометром 3 (см. рис. 4), МПа.

Силу закрепления заготовки вычисляют по формуле

Qэ = Nэ / f,

где f – коэффициент трения.

13

Рис. 4. Экспериментальная двухкамерная вакуумная установка

Для каждой заготовки (стальной и пластмассовой) коэффициент трения определяется соотношением

f = Nэ / G,

где G – вес груза, установленного на заготовку, G = 500 Н. Для определения силы сдвига Nэ каждой заготовки следует:

поместить заготовку на поверхность соответствующей камеры; установить на заготовку груз весом G (набор гирь);

вращая винт 1 приложить к заготовке силу сдвига Nэ до начала движения заготовки;

считать показания манометра 3; рассчитать значение коэффициента трения f.

Расчетное значение силы закрепления заготовки находят по формуле

Qр = F(0,1033 – р),

где F – активная площадь поверхности плиты, мм2; р – давление, создаваемое в рабочей камере плиты, МПа.

При установке заготовки на поверхность камеры В границу активной площади устанавливают по наружной линии уплотнительного шнура. При установке пластмассовой заготовки на поверхность камеры А активная площадь равна площади заготовки, при этом в нее входят не только сквозные отверстия, но и промежутки между ними.

Для обоих способов установки заготовок находят значения Qр и Qэ. Исходные данные и результаты расчетов сил Qр и Qэ фиксируют в бланке отчета.

14

При определении времени закрепления заготовки с помощью вакуумного зажимного устройства следует иметь в виду, что оно зависит от схемы соединения плиты с вакуумным насосом. При непосредственном присоединении плиты к вакуум-насосу время tp срабатывания вакуумного зажимного устройства зависит от продолжительности откачки воздуха из системы до заданного давления р:

где tр – в мин; V – объем системы (рабочей полости плиты), мм3; Qн

– производительность насоса, мм3/мин; рн – давление, развиваемое вакуум-насосом, МПа; р – требуемое давление в системе, МПа.

Для используемой в работе установки (рис. 5) V = 22 105 мм3;

Qн =12 107 мм3/мин; рн= 0,002 МПа.

Рис. 5. Схемы непосредственного подключения камеры А к вакуум-насосу (а) и через вакуум-резервуар (б)

Значение р задается преподавателем в зависимости от требуемой силы закрепления заготовки в диапазоне р = 0,02…0,05 МПа.

Время tр рассчитывают по формуле (5) и определяют экспериментально для каждой камеры отдельно с помощью секундомера – от момента пуска вакуум-насоса до достижения заданного давления р.

Схема непосредственного подключения камеры А вакуумной плиты 6 к вакуум-насосу 1 обеспечивается при показанном на

15

рис. 5, а положении кранов на распределительной коробке 2. Давление в рабочей камере плиты измеряется вакуум-манометром 5.

Схема присоединения камеры А плиты 6 к вакуум-насосу 1 через вакуум-резервуар 3 показана на рис. 5, б. При подключении камеры А или B закрепление заготовки (при достаточном сечении трубопроводов) происходит практически мгновенно, а давление р1 в резервуаре 3 изменяется на некоторую величину

р = р – р1.

Давление р1 определяется по формуле

где р1 – в МПа; V1 – объем резервуара 3, V1 = 108 мм3.

Изменение давления в резервуаре 3 в зависимости от времени непрерывной работы вакуум-насоса показано на рис. 6. Точка а1 соответствует моменту подключения камеры А или B к резервуару 3, а отрезок а1а характеризует изменение давления р в резервуаре 3. По линии аb происходит снижение давления в резервуаре 3 при работающем вакуум-насосе 1 до окончания обработки заготовки и отключения камеры А или B краном 4 (точка b). Дальнейшее снижение давления в резервуаре до р1 происходит по линии bа1. Расстояние а1b1 равно основному tо, а а1а1 – оперативному времени tоп на данную операцию. Расстояние между точками b1 и а1 соответствует времени tв на снятие обработанной и установку новой заготовки. Принимая это время малым по сравнению с основным, можно приближенно найти время восстановления tвос давления р1 в резервуаре 3, при котором будет обеспечиваться устойчивая работа вакуум-системы (tвос ≤ tоп):

Для экспериментального определения времени tвос э следует систему привести в рабочее положение:

отключить камеры А и В, закрыв краны 4; установить краны 2 в положения, указанные на рис. 5, б;

включить вакуум-насос 1 и откачать резервуар 3 до давления р1;

16

отключить вакуум-насос 1; установить заготовки на поверхности камеры А и В; подключить одну из камер (А или В);

оценить давление по манометру 5 (должно соответствовать заданному давлению р).

Рис. 6. Зависимость давления в резервуаре от времени работы вакуум-насоса

После этого по секундомеру определить время tвос э от момента включения вакуум-насоса 1 до момента достижения давления р1 в резервуаре 3.

Расчетные и экспериментальные данные по определению силы сдвига и времени срабатывания заносят в бланк отчета, сопоставляют и определяют погрешности расчетов.

Контрольные вопросы

1.Какова область применения вакуумных зажимных устройств?

2.Как влияет уменьшение емкости системы на сокращение оперативного времени?

3.В чем преимущества использования вакуум-резервуара?

4.Какими конструктивными и технологическими мерами повышают герметичность стыка заготовка – плита?

17

РАБОТА № 34. ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Содержание работы

1.Определить производительность двух способов контроля детали – с использованием универсального стандартного измерительного инструмента и с помощью специального контрольного приспособления.

2.Установить для заданных условий целесообразную область применения каждого метода контроля.

3.Рассчитать размеры и допуски детали для более технологичного варианта контроля и определить его производительность.

4.Исследовать влияние угла установочной призмы на точность контроля наружной цилиндрической поверхности детали по эллиптичности.

Порядок выполнения работы

Для выполнения работы студент получает эскиз детали с размерами а а = 20+0,2 и D D = 50+0,24 (рис. 7, а) и партию изготовлен-

ных по нему деталей (10 шт.). При контроле проверяют размер а от оси наружной цилиндрической поверхности детали до лыски и отклонение от соосности наружной и внутренней поверхностей (допуски задает преподаватель).

Для контроля универсальным стандартным измерительным инструментом размера а сначала микрометром измеряют размер b,

азатем диаметр D (cм. рис. 7, а). Контролируемый размер

а= b – D / 2.

Прямой контроль лыски (размер b) возможен при пересчете и замене размера а на размер b с допуском, гарантирующим обеспечение допуска на размер а. Схема такого пересчета представлена на рис. 7, б.

Установив деталь на коническую оправку (для выборки зазора), в призме (или в центрах) по индикатору определяют биение ее наружной поверхности. Отклонение от соосности равно половине биения. Штучное время контроля по каждому параметру измеряют

18

секундомером и вычисляют как среднее арифметическое по пяти деталям. Хронометраж проводят без разбивки операции контроля на элементы после пробной проверки 3–5 деталей для отработки техники измерения.

Рис. 7. Эскиз детали (а) и схема пресчета допуска на размер b (б)

При контроле детали с помощью специального контрольного приспособления (рис. 8), за одну установку проверяют размер b и биение отверстия относительно наружной цилиндрической поверхности. Ознакомившись с конструкцией приспособления, проводят его наладку по эталонной детали, устанавливая индикаторы на ноль. После пробной проверки 3–5 деталей определяют штучное время контроля детали по каждому параметру (см. предыдущий способ).

Производительность контроля измерительным инструментом и с помощью контрольного приспособления определяют соответственно по формулам

П1 = 60 / tшт1; П2 = 60 / tшт2,

где П1, П2 – в шт./ч; tшт1, tшт2 – штучное время при контроле первым и вторым способом соответственно, мин.

Партию деталей, при которой оба способа контроля равноценны по затратам времени, вычисляют по формуле

n = (tп.з1 – tп.з2) / tшт1 – tшт.2,

где tп.з1, tп.з2 – подготовительно-заключительное время при контроле первым и вторым способом соответственно, tп.з1 = 5 мин, tп.з2 = = 20 мин.

19

Рис. 8. Контрольное приспособление

Если производственная партия меньше n, то выгодно применять первый способ контроля, а если больше, то второй.

В целях выбора более технологичного варианта контроля размеры и допуски детали пересчитывают с использованием прямых методов измерения. На рис. 7, б показан пример изменения контролируемого размера а на размер b. Решая размерную цепь, находят допуск на новый размер b:

b2 = а – D / 2,

где а – заданный конструктором допуск на замыкающее звено (размер а).

20