3. Основные схемы базирования

Основными базами подавляющего большинства валов являются поверхности его

опорных шеек.

Однако использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных

поверхностей, как правило, затруднительно, особенно при условии сохранения единства

баз. Поэтому большинство заготовок можно обрабатывать почти все наружные поверх-

ности вала на постоянных базах с установкой его в центрах.

При этом может возникать погрешность базирования, влияющая на точность взаим-

ного расположения шеек, равная величине несовпадения оси центровых отверстий и

общей оси опорных шеек.

122

Для исключения погрешности базирования при выдерживании длин ступеней от

торца вала необходимо в качестве технологической базы использовать торец заготовки.

С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр.

Форма и размеры центровых отверстий стандартизованы. Существует несколько

типов центровых отверстий, из которых для валов чаще всего применяются три

(табл. 18.1).

Рабочими участками являются конуса, которыми вал опирается на центры станка в

процессе обработки. Цилиндрические участки диаметром d необходимы для предотвра-

щения контакта вершин станочных центров с заготовкой. При обработке крупных, тяже-

лых валов применяют усиленные станочные центры с углом конуса 75 или 90°. С соот-

ветствующими углами конусов выполняют и центровые отверстия валов. Предохрани-

тельный конус с углом 120° позволяет избежать случайных забоин на рабочем конусе в

процессе межоперационного транспортирования вала. Валы с предохранительными ко-

нусами более ремонтопригодны.

Использование центров в качестве установочных элементов предусматривает при-

менение того или иного поводкового устройства, передающего крутящий момент за-

готовке.

Такими устройствами являются поводковые патроны, хомутики и т.п. (табл. 18.2 –

18.5).

Таблица 18.1

123

Эскиз	Обозначение	Назначение
l1 l	А без предохранительного конуса	Изделия, после обработки которых необходимость в центровых отверстиях отпадает
l1 l l2	В с предохранительным конусом	Изделия, в которых центровые отверстия являются базой для повторного или многократного использования либо сохраняются в готовых изделиях
r l	R с дугообразными образующими	Изделия повышенной точности

d1

60°

D

d

120°

D

d

d2

60°

D

d1

d

Таблица 18.2 – Обозначения опор

Таблица 18.3 – Обозначения зажимов

Таблица 18.4 – Обозначения установочных устройств

Таблица 18.5 – Примеры обозначений опор, зажимов и установочных устройств

124

Наименование установочного устройства	Вид спереди, сзади, сверху, снизу	Вид слева	Вид справа
Центр неподвижный		без обозначения
Центр вращающийся		без обозначения
Оправка цилиндрическая
Оправка шариковая (роликовая)
Патрон поводковый

Наименование	Условное обозначение на схемах
1	2
Центр неподвижный гладкий
Центр рифленый
Центр плавающий

Наименование опоры	Вид спереди	Вид сверху	Вид снизу
Неподвижная
Подвижная
Плавающая
Регулируемая

Наименование опоры	Вид спереди	Вид сверху	Вид снизу
Одиночный
Двойной

Продолжение таблицы 18.5

1

2

5

3

4

Рисунок 18.5 – Установка вала в патроне (L/D < 4)

125

1	2
Центр обратный вращающийся с рифленой поверхностью
Патрон поводковый
Люнет подвижный
Оправка цилиндрическая
Оправка шлицевая
Зажим пневматический с рифленой рабочей поверхностью	P
Оправка цанговая	Ц

1

2

5

3

4

Рисунок 18.6 – Установка вала в патроне с поджимом задним центром (4 < L/D < 7)

Рисунок 18.7 – Установка вала в центрах с люнетом (L/D > 10)

3

1

4

2

5

Рисунок 18.8 – Установка вала в центрах с люнетом (7 < L/D > 10)

Контрольные вопросы

1. Что является основой разработки технологического процесса?

2. Применяемые материалы для заготовок валов.

3. Какие основные схемы базирования существуют?

126

ЛЕКЦИЯ 19

МЕТОДИКА ВЫБОРА СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

В ТЕХПРОЦЕССАХ

1. Проектирование станочного приспособления.

2. Расчет силы зажима обрабатываемой заготовки.

1. Проектирование станочного приспособления

Станочные приспособления расширяют технологические возможности металлоре-

жущего оборудования, повышают производительность обработки заготовок, облегчают

условия труда рабочих и повышают культуру производства на предприятии.

В процессе проектирования станочного приспособления необходимо соблюдать пра-

вила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента

при обработке, удобную установку, контроль и снятие детали, свободное удаление струж-

ки, удобство управления станком и приспособлением, а также условия, обеспечивающие

безопасность работы и обслуживания данного приспособления.

При проектировании станочного приспособления следует произвести расчет погреш-

ности 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 режи-

мов резания и к одновременному обрабатыванию нескольких заготовок в одной операции.

В начале проектирования приспособления необходимо разработать принципиальную схе-

му базирования и закрепления детали, определить число заготовок, подлежащих одновремен-

ной обработке, 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 техно-

логическими эскизами;

– годовой объем выпуска деталей;

– альбомы типовых конструкций приспособлений;

– паспортные данные станков (размеров стола, шпинделей, межцентровых расстоя-

ний, 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 опреде-

лить 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 ис-

пользовать стандартные конструкции изделий. Разработку специального станочного при-

способления для обработки заготовок производят в следующем порядке:

127

– 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 сбо-

рочному чертежу и присваивают шифры на специальные разрабатываемые детали при-

способления.

Разработку общего вида (сборочной единицы) приспособления начинают с нанесе-

ния на лист выбранного формата контуров обрабатываемой детали в необходимом коли-

честве проекций на таком расстоянии, чтобы оставалось достаточно места для размеще-

ния на проекциях всех элементов (деталей) приспособления, размеров и позиции.

При проектировании приспособлений для промежуточных операций вычерчивают

те контуры детали, которые выполняли на предыдущей операции, в установленном мас-

штабе, а до первой операции – контуры рабочего чертежа заготовки. Общие виды проек-

ций 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 над-

писи 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 черте-

жа 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 тре-

бования Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и государственных

стандартов на все элементы проектируемого приспособления.

При проектировании приспособлений необходимо использовать стандартизирован-

ные и унифицированные элементы приспособлений, что позволит сократить цикл под-

готовки производства и снизить себестоимость изготовления оснастки на 20 – 30 %. После

разработки сборочного чертежа приспособления производится деталировка. Рабочие

чертежи приспособлений разрабатывают только на специальные детали.

2. Расчет силы зажима обрабатываемой заготовки

При проектировании станочного приспособления необходимо особое внимание уде-

лить выбору зажимных устройств и расчету силы зажима обрабатываемых заготовок.

128

Сила зажима должна обеспечить надежное закрепление заготовок в приспособлении и

не допускать сдвига, поворота или вибраций заготовки при обработке.

Величину сил зажима определяют в зависимости от сил резания и их моментов,

действующих в процессе обработки.

Силу зажима заготовки в приспособлении определяют с учетом метода обработки,

состояния обрабатываемого материала системы СПИД (станок – приспособление – инст-

румент – деталь) и других факторов. Чтобы обеспечить надежность зажима обрабатывае-

мой заготовки, применяют коэффициенты запаса, которые зависят от состояния поверхно-

сти заготовки в процессе ее обработки, процесса затупления режущего инструмента и дру-

гих факторов, которые возникают в процессе обработки. Коэффициент запаса

Кзап = К0 · К1 · К2 · К3 · К4 · К5 · К6,

где K0 – постоянный коэффициент запаса при всех случаях обработки, K0 = 1,5;

К1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки – обработанная или

необработанная; К2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуп-

лении режущего инструмента; К3 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания

при обработке прерывистых поверхностей на детали; К4 – коэффициент, учитывающий

постоянство силы зажима, развиваемой приводом приспособления; К5 – коэффициент,

учитывающий удобное расположение рукоятки для ручных зажимных устройств; К6 –

коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабаты-

ваемую деталь вокруг ее оси.

Коэффициенты запаса К2 – К6 выбирают по таблицам.

Величину необходимых сил зажима следует рассчитывать с наибольшей точностью.

При завышенном ее значении увеличивается стоимость изготовления приспособления

за счет металлоемкости и расхода сжатого воздуха, а заниженные значения сил не обес-

печивают надежного зажима заготовки.

Силу зажима рассчитывают в зависимости от действия на заготовку сил резания и

конструкции установочных и зажимных устройств по формулам соответствующей учеб-

ной и справочной технической литературы. При определении силы резания необходимо

учитывать установленные нормативные коэффициенты трения.

Контрольные вопросы

1. Что является исходными данными при проектировании станочного приспособления?

2. В каком порядке производят разработку специального станочного приспособле-

ния для обработки заготовок?

3. С учетом чего определяют силу зажима заготовки в приспособлении?

129

ЛЕКЦИЯ 20

ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ МАШИН. ТОЧНОСТЬ ПРИ СБОРКЕ

1. Общие вопросы технологии сборки. Понятия и определения.

2. Точность и методы сборки.

1. Общие вопросы технологии сборки. Понятия и определения

Сборочные работы являются завершающим этапом изготовления машин и оборудо-

вания различных производств, который в значительной степени определяет их качество,

т.е. заданные выходные параметры, надежность и долговечность и другие эксплуатаци-

онные характеристики.

При проектировании машины и аппарата конструкцию расчленяют на сборочные

единицы, законченные в конструктивном и технологическом отношении, что облегчает

выполнение процесса сборочно-монтажных работ. Трудоемкость сборочных работ в ма-

шиностроении достигает ~ 50 % от общей трудоемкости производства машин и в значи-

тельной степени обусловлена большим объемом ручных пригоночных операций.

Под сборкой понимают совокупность операций по установке деталей в сборочное

положение и соединение их в сборочные единицы в определенной технологической пос-

ледовательности и проверке взаимодействия их в изделии, соответствующего установ-

ленным техническим требованиям.

В машиностроении сборку разделяют на узловую и общую. Под узловой сборкой

понимают процесс соединения в определенной технологической последовательности

деталей в сборочные единицы, а под общей – сборку готового изделия из сборочных

единиц и деталей, а также покупных (комплектующих) изделий.

Изделие – предмет производства, подлежащий изготовлению на конкретном пред-

приятии. Изделия делятся на две группы: 1) неспецифицированные, т.е. не имеющие

составных частей (детали); 2) специфицированные – состоящие из двух и более состав-

ных частей (сборочные единицы, комплексы, комплекты).

Деталь – изделие или составная (первичная) часть изделия, выполненная из одно-

именного по наименованию и марке материала, характеризуемая отсутствием какого-

либо соединения, т.е. сборочных операций.

Сборочная единица – изделие или составная часть его, элементы которого подлежат

соединению между собой (клепка, свинчивание, сварка и т.д.).

Комплекс – два или более специфицированных изделий, не соединенных на предпри-

ятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаи-

мосвязанных эксплуатационных функций (автоматические линии, цехи-автоматы и т.д.).

Комплект – набор изделий с общим эксплуатационным назначением вспомогатель-

ного характера (комплект запасных частей, комплект инструмента и т.д.).

Собираемостью изделия называют способность сопрягаемых деталей входить при

сборке в сборочную единицу, а сборочных единиц – без каких-либо пригоночных работ,

не предусмотренных технологическим процессом. Собираемость изделия или сбороч-

130

ных единиц обеспечивают правильным выбором допусков и посадок, обработкой раз-

мерных цепей и созданием компенсаторов, позволяющих понизить точность изготовле-

ния деталей и упростить сборку.

При разработке технологических процессов сборки решаются следующие задачи:

а) установление последовательности соединения деталей и сборочных единиц изде-

лия и составление схем узловых и общей сборок, разработка маршрутных процессов

сборки;

б) анализ размерных цепей и выбор метода их расчета, достижение точности замы-

кающего звена.

Достичь необходимой точности сборки – значит, получить размер замыкающего звена

размерной цепи, не выходящий за пределы допускаемых отклонений.