4. Этапы проектирования станочного приспособления

В процессе проектирования станочного приспособления необходимо соблюдать правила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработке, удобную установку, контроль и снятие детали, свободное удаление стружки, удобство управления станком и приспособлением, а также условия, обеспечивающие безопасность работы и обслуживания данного приспособления.

При проектировании станочного приспособления следует произвести расчет погрешности базирования в зависимости

от способа установки заготовки по общепринятым формулам.

При разработке конструкции станочного приспособления необходимо стремиться к уменьшению времени на установку и съем обрабатываемой детали, к повышению режимов резания и к одновременному обрабатыванию нескольких заготовок в одной операции.

В начале проектирования приспособления необходимо разработать принципиальную схему базирования и закрепления

детали, определить число заготовок, подлежащих одновременной обработки, а потом произвести общую компоновку приспособления и всех его элементов.

Исходными данными для проектирования станочного приспособления являются:

рабочий чертеж заготовки и готовой детали;

технологический процесс на предшествующую и выполняемую операции с технологическими эскизами;

годовой объем выпуска деталей;

альбомы типовых конструкций приспособлений;

паспортные данные станков (размеров стола, шпинделей, межцентровых расстояний, размеров и расположения крепежных пазов и отверстий и т.д.).

В зависимости от объема выпуска изделий выбирают конструкцию и привод зажима заготовки, а также быстроизнашиваемые детали приспособления. Необходимо определить тип и размер установочных элементов, их число и взаимное положение и увязать это с требуемой точностью обработки заготовки на данной операции, а также рассчитать силу зажима и на ее основании выбрать тип зажимного устройства.

При выборе основных и вспомогательных элементов приспособления следует использовать стандартные конструкции

изделий. Разработку специального станочного приспособления для обработки заготовок производят в следующем порядке:

изучают рабочие чертежи заготовки и готовой детали;

изучают принципиальную схему базирования и закрепления заготовки;

изучают операционный технологический эскиз механической обработки заготовки;

конструктивно оформляют элементы приспособления и его общую компоновку с необходимыми проекциями, разрезами и отдельными видами;

разрабатывают технические требования на изготовление станочного приспособления;

составляют спецификацию на спроектированное приспособление согласно сборочному чертежу и присваивают шифры на специальные разрабатываемые детали приспособления.

Разработку общего вида (сборочной единицы) приспособления начинают с нанесения на лист выбранного формата контуров обрабатываемой детали в необходимом количестве проекций на таком расстоянии, чтобы оставалось достаточно места для размещения на проекциях всех элементов (деталей) приспособления, размеров и позиций.

При проектировании приспособлений для промежуточных операций вычерчивают те контуры детали, которые выполняли на предыдущей операции, в установленном масштабе, а для первой операции – контуры рабочего чертежа заготовки. Общие виды проекций приспособления следует вычерчивать в масштабе 1:1, за исключением очень мелких или больших конструкций приспособлений.

В процессе проектирования приспособления сначала вычерчивают установочные элементы приспособления, затем элементы зажимных и вспомогательных устройств и определяют контуры приспособления. В заключение устанавливают форму и размеры приспособления.

На сборочном чертеже приспособления указывают необходимые размеры, которые обеспечивают точность расположения элементов приспособления, справочные размеры (монтажные, установочные и др.). На свободном поле чертежа над штампом основной надписи размещают технические требования на изготовление станочного приспособления.

На сборочном чертеже приспособления все составные части (сборочные единицы и детали) нумеруют. Номера позиций располагают параллельно основной надписи чертежа вне контура изображения и группируют в колонку или строчку по возможности на одной линии. На листе сборочного чертежа приспособления допускается помещать в правом верхнем углу операционный эскиз.

В процессе проектирования станочного приспособления необходимо выполнять требования Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и государственных стандартов на все элементы проектируемого приспособления.

При проектировании приспособлений необходимо использовать стандартизованные и унифированные элементы приспособлений, что позволит сократить цикл подготовки производства и снизить себестоимость изготовления оснастки на 20 –

30 \%. После разработки сборочного чертежа приспособления производится деталировка. Рабочие чертежи приспособления разрабатывают только на специальные детали. В курсовом проекте разработку деталей приспособления не производят из-за большого объема работ.

Исходные данные и выбор конструкции приспособления

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 в соответствии с ГОСТ 14.303–73 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 конструкции приспособления следует принимать после расчета экономической эффективности, которая 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 автоматизация 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.

5. Подготовка исходных данных для проектирования на данном этапе необходимо собрать всю информацию, касающуюся выполняемой технологической операции. К этой информации относится: конфигурация заготовки, схема её базирования на операции, обрабатываемые поверхности и режимы резанья, используемый режущий инструмент, тип и модель станка.

6.