Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет им. Н.Э.Баумана

Факультет: Приборостроительный.

Кафедра: ИУ-2.

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Технология производства и сборки приспособления для калибровки трёхосных микромеханических акселерометров».

Студент: ( Конюшков П.А. ) Группа: ПС1-113

(фамилия, инициалы) (индекс)

Руководитель проекта: ( Шишлов А.В. )

(фамилия, инициалы)

Москва

2013 Г.

Содержание:

Описание объекта проектирования Исходные данные для проектирования Конструкторско-технологический анализ Технические требования к узлам и сборке Приспособления Технологический процесс сборки Расчёт показателя технологичности детали Кронштейн Выводы Список используемой литературы

3 8 9 15 16 18 24 25

1. Описание объекта проектирования.

Темой данной курсовой работы является разработка приспособления для калибровки трёхосных микромеханических акселерометров.

Цель данной работы – уменьшение стоимости проведения калибровки за счёт уменьшения требуемого времени на переналадку оборудования и переустановку изделия в процессе калибровки, а так же за счёт снижения требований к квалификации операторов, участвующих в проведении калибровки.

Общий вид приспособления показан на листе графической части.

Рассмотрим конструкцию данного приспособления, внешний вид которого представлен на рис.1 и рис.2.

Рис.1

Рис.2

Приспособление состоит из двух основных частей: куба (поз.5) с установленной на нём плитой (поз.11) и устанавливаемого в него кронштейна (поз.4). Изделие устанавливается на кронштейн до начала калибровки и не снимается с него до завершения программы испытаний. Кронштейн в плиту устанавливается по средствам 4-х установочных поверхностей и 6 пазов (рис.3).

рис. 3 Внешний вид кронштейна

Установочные поверхности приходят в соприкосновение с выступами на плите (поз.11) (рис.4)

Рис. 4

Выступы ограничивают движение вниз. В плиту так же установлены направляющие (поз.6) в которые входят пазы кронштейна, ограничивая осевые перемещения.

Для устранения перемещения вверх - предусмотрены прижимы (на рис.1 прижимы подняты для установки или извлечения кронштейна с изделием, на рис. 2 они изображены в рабочем положении).

Данное приспособление используется стандартным образом, как и обычные приспособления такого рода. Куб устанавливается на выставленный в горизонт стол на одну из граней, снимаются выходные сигналы со всех трёх осей ЧЭ, после чего куб разворачивается на другую и аналогично снимаются сигналы и для всех остальных положений. В итоге для каждой из осей прибора получается 6 показаний: «+1», «-1», «+0», «-0», «НМ» и «ВМ» по которым можно определить смещение ноля и масштабные коэффициенты прибора. Однако в отличие от обычного куба для калибровки акселерометров у данной конструкции есть ещё возможные применения: приспособление можно установить на центрифугу, для определения нелинейности выходных параметров от приложенных воздействий. Подобные приспособления со стационарным расположением акселерометра подобным образом использовать нельзя, так как под действием центробежной силы куб изогнётся и оси чувствительности акселерометра отклоняться. В данной конструкции куб может быть установлен в одном – оптимальном положении, когда под действием нагрузок плита в кубе смещается, а не изгибается, и кронштейн не получает значительных углов разворота относительно горизонта (рис.5).

Рис. 5 (Деформация приспособления под действием перегрузки 200 единиц, модель упрощена)

Так же большим достоинством данной конструкции является возможность создания приспособлений для разных стендов, создающих воздействие по одной оси, совместимым с данным кронштейном и возможность создание нескольких наборов установочных отверстий на кронштейне, что позволит производить переход на новые изделия с меньшими издержками.

Недостатками данной конструкции являются:

- меньшая точность установки и взаимной неортоганальности при равных точностях обработки и стоимости приспособлений из-за невозможности доводки платиков (поз. 8) на гранях куба относительно посадочной поверхности прибора, а доводка их относительно посадочных поверхностей для кронштейна, в свою очередь уже посадочные поверхности кронштейна доводятся относительно посадочной поверхности прибора.

- существенно большие масса и габариты по сравнению с обычными приспособлениями. Габариты данного приспособления обусловлены необходимостью размещения кронштейна и необходимостью установки прижимов таким образом чтобы они позволяли беспрепятственно устанавливать и извлекать кронштейн (рис.1).

- необходимость следить за толщиной направляющих (поз.6) и своевременно их заменять.

2. Исходные данные для проектирования

Приспособление должно обеспечивать высокую взаимную ортогональность поверхностей куба и иметь минимальные масса габаритные показатели.

Допустимую неортоганальность установим исходя из зоны нечувствительности приборов. Наименьшая зона нечувствительности данного типа приборов - 0° 6’.

Данное приспособление должно иметь половинный допуск и обеспечивать взаимную не ортогональность плоскостей точнее 0° 3’

Размеры акселерометра в составе изделия – 52 х 52 х 5,5 мм. Изделие имеет 4 крепёжных отверстия ∅3 на углах квадрата с гранью 45 мм.

3. Конструкторско-технологический анализ

Под технологичностью изделия следует понимать совокупность свойств конструкции способствующих возможной оптимизации затрат труда, материалов и времени при технической подготовке производства и изготовлении изделия по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций с установленными значениями показателей качества в принятых условиях изготовления.

Базовые показатели технологичности рассчитываются заранее или устанавливаются директивно.

Количественный анализ технологичности вновь создаваемого изделия осуществляют, вычисляя комплексный показатель техно­логичности, который определяют по средневзвешенным значени­ям относительных частных коэффициентов с учетом коэффициен­тов, характеризующих весовую значимость частных коэффициен­тов технологичности, т. Е. Степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия.

Основные показатели технологичности, как и частные коэффи­циенты технологичности, ранжируются на основании эксперимен­та заранее. Составляется перечень частных коэффициентов техно­логичности. На основании номера коэффициента в перечне рас­считывается коэффициент:

,где - порядковый номер показателя в перечне.

Комплексный показатель технологичности определяется с учетом базовых показателей по формуле:

, где - частный коэффициент технологичности, который вычисляется с помощью базовых нормативных показателей соответствующих узлов изделия;- коэффициент, нормирующий весовую значимость базового показателя;- порядковый номер показателя.

Рассчитаем комплексный коэффициент технологичности для нашего прибора.

Значения частных коэффициентов

i	Ki		φi
	Наименование коэффициентов	Обозначение
1	Унификации деталей	Ку.д.	1,0
2	Унификации материалов	Ку.м.	1,0
3	Освоенности изделия	Косв	1,0
4	Сборности	Ксб	0,5
5	Обрабатываемости в сборке	Кобр	0,31
6	Сложности сборки	Ксл.сб	0,19
7	Регулируемости	Крег	0,11
8	Испытаний	Кисп	0,05
9	Повторяемости соединений	Ксоед	0,03

Коэффициент технологичности идеального узла (прибора) стремится к единице, фактические значения коэффициента К_Σ находится в диапазоне 0…1.

Коэффициент унификации деталей Куд

Куд = 1 -

φ₁= 1.0

N'_Kp, N'- количество наименований крепежных деталей и общее количество наименований деталей в изделии, соответственно.

Коэффициент освоенности изделия

Косв =

φ₂=1.0

где N_CT, N₃, N_n, N - количество стандартных, заимствованных, покупных и общее количество деталей в изделии.

Коэффициент унификации материалов

Деталь	Кол-во	Материал
Втулка Втулка Втулка Кронштейн Куб Направляющая Основание Платик Прижим Пружина Рама Толкатель	4 2 4 1 1 2 2 18 2 4 1 4	30Х 30Х 30Х ВТ1-1 ВП25 30Х 30Х 40ХМФА 30Х 5Г 30Х 30Х

К_ум = 1 – C/n= 1 – (5/12)=0,42

φ₃=1.0

где C - количество сорторазмеров материалов для изготовления

собственных деталей проектируемого изделия:

n - общее количество наименований собственных деталей в изделии.

Коэффициент сборности

Ксб

φ₄=0.5

где Е – число сборочных единиц, входящих в изделие;

N – число деталей изделия, не входящих в сборочные единицы.

Коэффициент обрабатываемости в сборе

К_о = N_o/N = 2/8 = 0,25

φ₅=0.31

где N — общее количество узлов в изделии;

N_o – количество узлов обрабатываемых после сборки.

Коэффициент сложности сборки

Ксл.сб.=

φ₆=0.19

где N_per – количество регулируемых узлов;

Nповт. – количество узлов подвергаемых повторной регулировке;

Nнастр. – количество узлов требующих настройки;

Nспец. – количество специальных узлов.

Коэффициент качества сборочного процесса

Ккач

φ₇=0.03

где N_с6 – количество деталей и покупных изделий, собираемых непосредственно;

N_per – количество деталей требующих регулировки;

Nшт – количество деталей требующих шлифовки с засверловкой по месту;

N_кp – количество крепежных деталей.

Коэффициент регулируемости

K_p = N_p/N=0/8=0

φ₈=0.11

где N_p – количество узлов нуждающихся в регулировке.

Коэффициент испытаний

К_и = Nи/N=0/8=0

φ₉=0.05

где Nи — количество узлов, которые подвергаются испытаниям после сборки.

Комплексный показатель технологичности

По итогам конструкторско-технологического анализа делаем вывод, что полученный коэффициент технологичности Кs=0.29 имеет невысокое значение. Подобное значения имеют сложные приборы имеющие большое количество доработок узлов и деталей, пригонок и регулировок. Единичное производство приспособлений ведёт к отсутствию средств автоматизированной сборки. Так же сборка данного приспособления предполагает большой объём доработок платиков для обеспечения требований чертежа, что значительно снижает комплексный коэффициент технологичности.