Введение

 

         Станочная оснастка – это орудие производства, дополняющее металлорежущий станок и предназначена для выполнения технологического процесса механической обработки заготовок. Оснастка для станков включает в себя: станочные приспособления, режущий и вспомогательный инструмент, приборы для предварительной настройки инструмента.

            Станочным приспособлением называется технологическая оснастка применяемая на металлорежущих станках и предназначенная для установки (базирования и закрепления) заготовки.

            К основным элементам приспособления относится:

 а) базовые  элементы приспособления;

 б) опорные  элементы;

 в) зажимные;

 г) привод (ручной или механический);

 д) направляющие элементы;

 е) дополнительные элементы.

               В зависимости от масштабов производства (массовое, серийное, мелкосерийное, индивидуальное, опытное) и технологических факторов станочные приспособления , применяемые в машиностроении, по назначению конструкции делятся на универсальные, универсально-наладочные, специальные.

           К группе универсальных относятся приспособления, предназначенные для установки и закрепления заготовок, различных по форме и размеру. Универсальные приспособления применяются главным образом в индивидуальном и опытном производстве. Примерами универсальных приспособлений могут служить кулачковые и поводковые патроны, тиски машины, делительные головки и др.

           К группе универсально – наладочных принадлежат приспособления,

 

 конструктивно рассчитанные  на применение сменных  наладок, состоящих из установочных и зажимающих устройств. Универсально – наладочные приспособления применяются  преимущественно в мелкосерийном  производстве, что позволяет повысить коэффициент оснащенности операции.

   

           Специальные приспособления имеют постоянно установленные базы и зажимающие элементы и предназначены для установки одинаковых по форме и размерам заготовок. Специальные приспособления применяются в массовом и крупносерийном производстве.

            Повышение эффективности использования станков в значительной мере зависит от технического уровня оснастки. Применение на станках прогрессивной станочной оснастки существенно повышает точность и производительность обработки заготовок. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

        

        1 Маршрутный технологический процесс обработки детали 

Операция                Содержание или наименование операции

005                           Фрезерно-отрезная

                         Отрезать заготовку 

010                           Токарная с ЧПУ

                          Подрезать торец

                          Черновое и чистовое точение червяка

                          Снятие фасок

                      Точение канавок 

015                             Токарно-винторезная

                     Подрезка второго торца

                     Черновое и чистовое точение червяка

                     Снятие фасок

                       Нарезка червяка 

020                              Вертикально – сверлильная

                     Сверлить отверстие Ø10 мм. 

025                              Токарно-револьверная

      Рассверлить, зенкеровать и развернуть сквозное отверстие Ø42H7  

030                              Шпоночно-фрезерная

                                    Фрезеровать шпоночный паз 

035                              Внутришлифовальная

                              Шлифовать сквозное отверстие Ø42H7 
 
 

       

      

040                           Круглошлифовальная

                                  Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность Ø52f7 
 

             2 Разработка теоретических схем базирования для всех операций

механической  обработки                         

           Базирование – это предание детали заданного положения в системе координат

 станка.

         Поверхности, линии, точки, принадлежащие детали и используемые для её базирования называются базами.

  Классификация баз:

            а)      по назначению:

                    -  1) конструкторские;

                    -  2) технологические;

                    -  3) измерительные;

     б)    базы делятся на:

                         -  1)  явные

                  -  2) скрытые

       в)    по числу степеней свободы, которые база лишает деталь:

                  -  1) установочная;

                  - 2)направляющая;

                  -  3)опорная;

                  -  4)двойная направляющая;

                  -  5) двойная опорная.

 

              005 Фрезерно-отрезная 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рисунок 1 

     Деталь базируется по наружной цилиндрической поверхности, в соответствии с рисунком 1. Главной базой является наружная цилиндрическая поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещение и поворотов по осям Z и Y. Поверхность А является двойной направляющей базой. 
 

          010 Токарная с ЧПУ

           

Рисунок 2 

     Деталь  базируется: по наружной цилиндрической поверхности А и торцу В, в соответствии с рисунком 2. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы. За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещений и поворотов по осям X и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая

       

дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси Z. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения, возникающие при зажиме.

       

             015 Токарно-винторезная 
 

      

 

      Рисунок 3 

            Деталь базируется: по наружной  цилиндрической поверхности А  и торцу В, в соответствии с рисунком 3. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы.  За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещений и поворотов по осям X и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси Z. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения, возникающих при зажиме.

       

            020 Вертикально – сверлильная

      Рисунок 4 

              Деталь базируется: по наружной  цилиндрической поверхности А  и торцу В, в соответствии с рисунком 4. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы.  За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещений и поворотов по осям X и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси Z. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения возникающих при зажиме. 

 

            025 Токарно-револьверная

 

      Рисунок 5  

            Деталь базируется: по наружной  цилиндрической поверхности А  и торцу В, в соответствии с рисунком 5. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы.  За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещений и поворотов по осям X и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси Z. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения, возникающих при зажиме. 
 

            030 Шпоночно-фрезерная

 

 Рисунок 6 
 
 

            Деталь базируется: по наружной цилиндрической поверхности А и торцу В, в соответствии с рисунком 6. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы.  За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещений и поворотов по осям Z и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси X. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения, возникающих при зажиме. 
 
 

          035 Внутришлифовальная 
 

  

Рисунок 7 
 

     Деталь  базируется: по наружной цилиндрической поверхности А и торцу В, в соответствии с рисунком 7. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы.  За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она

лишает деталь четырех  степеней свободы, перемещений и поворотов по осям X и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси Z. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения, возникающих при зажиме. 
 

     040 Круглошлифовальная 
 

     

     

     

          

      Рисунок 8 

              Деталь базируется: по наружной цилиндрической поверхности А и торцу В, в соответствии с рисунком 8. Базирование не полное, деталь лишена пяти степеней свободы.  За главную базу принимаем наружную цилиндрическую поверхность А. Она лишает деталь четырех степеней свободы, перемещений и поворотов по осям X и Y. База А является двойной направляющей базой. Торцевая поверхность В – первая дополнительная база, лишает деталь одной степени свободы: перемещения по оси Z. Она является опорной базой. Деталь лишается шестой степени свободы, в результате сил трения, возникающих при зажиме. 
 
 

              3 Разработка практических схем базирования для всех операций

механической  обработки 

            005 Фрезерно-отрезная

      

        

      Рисунок 9 

              010 Токарная с ЧПУ 

 

                                                      Рисунок 10 

             015 Токарно-винторезная

 

 

      Рисунок 11 

            020 Вертикально – сверлильная

 
 

      Рисунок 12

              

       025 Токарно-револьверная 

  

                                                          Рисунок 13 

            030 Шпоночно-фрезерная

 

      Рисунок 14 
 

              035 Внутришлифовальная 

 

           Рисунок 15 
 

     040 Круглошлифовальная 

       

      Рисунок 16 

           4 Описание конструкции приспособления

 

Рисунок 17 

           Четырехместное приспособление используется при фрезеровании шпоночных канавок и предназначено для базирования заготовки наружной цилиндрической поверхностью (двойная направляющая база) и плоскостью (опорная база) и для закрепления заготовки силой P.

           В приспособлении заготовка двойной направляющей базой  устанавливается на поверхности призмы 1, опорной базой прижимается к торцевой поверхности призмы. Опорная скрытая база реализуется после закрепления заготовки. Усилие зажима передается от рычага пневмокамеры на прижимы 2 и 3 с помощью рычага 4 и коромысла 5.  

      5 Расчёт требуемого усилия зажима

            Исходные данные:

P₁ = 600 Н

P₂ = 400 Н

P₃ = 300 Н

f = 0,25

K = 1,5 

                                                  (1)

 

           где W_{требуемое} – сила зажима детали, H;

      P₁, P₂, P₃ – составляющие силы резания, H;

      f – коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов

      K – коэффициент трения

      α – угол призмы 
 

 

          6 Расчет фактического усилия зажима 
 

        Усилие затяга:

 

                                                                 (2)

            

            где Q_{требуемое} – усилие затяга, Н;

    L₂ – длинна рычага, мм;

    L₁ – длинна рычага, мм;

            W – требуемое усилие зажима, H; 
 
 
 

           Нахождение  диаметра цилиндра: 

         P_в = 4 

                                                              (3)    

   

            где  D – диаметр пневмоцилиндра, мм;

            Q_{требуемое} – усилие затяга, Н;

            π - число

            P_в – давление в пневмоцилиндре 

  . 

             Корректируем диаметр пневмоцилиндра по ГОСТ 15608 - 81 и устанавливаем действительно значение 32 мм. 

                                                  (4) 
 

              
 

                                                                         (5) 

 
 
 

            7 Расчёт приспособления на точность 

         Для обеспечения заданной точности обработки в приспособлении необходимо выполнить следующие условие:

          (6)

         где Т_дет – допуск на обрабатываемый размер, мм;

           Т_{приспособ} – допуск на изготовление самого приспособления, мм;                   

           w - средняя экономическая точность обработки, мм;

           d_{установ} – погрешность установки детали, мм;

  

                                                                  Т_дет = 0,43 мм

                                                            d_{установ} = 0,01 мм

                                                            w = 0,1 мм

                                                

                                                                                                       (7)

0,43 = 0,143 мм 
 
 

0,43 0,1531 

             Вывод: данное приспособление обеспечивает заданную точность.

 

              8 Технические требования к конструкции приспособления 
 

         1 Отклонение от параллельности оси призмы относительно поверхности А не более      0,01 мм.  

          3  Отклонение от параллельности оси призмы относительно поверхности B не более 0,01 мм.    

           Список литературы 

      1 Альбом по проектированию приспособлений: учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов Б.М. Базиров, А.И. Сорокин, В.А. Губарев и др. – М.: “Машиностроение”, 1991. – 121 c. ил. 

       2 Справочник металлиста. В 5 томах. Т. 4. под редакцией.  д-ра техн. проф. М.П. Новикова и канд. техн. наук П.Н. Орлова. – М.: “Машиностроение”, - 720 c.  

      3 Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога машиностроения. – М.: Издательтво стандартов, 1992. – 462 c. 

 

Содержание 

                                                                                                                                     

        

         Введение                 3

          1 Маршрутный технологический процесс обработки детали                                             5                                                                          

           2 Разработка теоретических схем базирования для всех операций механической

            обработки                                                                                                                                       7         

  3  Разработка практических схем базирования для всех операций механической

   обработк                                                                                                                                           12

           4 Описание конструкции приспособления (для одной из операции техно- 

            логического процесса)                                                                                                                15                                           

           5 Расчет требуемого усилия зажима                                                                                        16          

           6 Расчет фактического усилия зажима                                                                                     17            

           7 Расчет приспособления на точность                                                                                     18             

          8 Технические требования к конструкции приспособления                                            19             

           Список литературы