Технологическая оснастка. 6

     

    ВВЕДЕНИЕ

     

    Современное машиностроительное производство представляет собой сложный  и многогранный комплекс, и, соответственно, любому предприятию приходится решать целый комплекс задач, инженерно - техническое  и инструментальное обеспечение, техническое  обслуживание, обеспечение  современной технологической  оснасткой, обучение персонала.

    Рынок и социальные факторы  сильно влияют на развитие машиностроительного  производства. Жизненный  цикл технически сложных  изделий существенно  сокращается из-за того что их ремонт по затратам сопоставим с ценой новых  изделий. Уменьшение спроса изделий на рынке ужесточает конкуренцию среди  фирм производителей, стимулируя разработки и  совершенствование  производства.

    Сокращение  жизненного цикла  изделий стимулировано  уменьшением применения металла как основного  конструктивного  материала во множестве  изделий, за исключением  более ответственных  узлов. Это привело  с одной стороны  к удишивлению  товаров, а с другой стороны - стремительному развитию технологий и машин для  изготовления деталей  из пластмасс, повысила спрос на многокоординатные  многоцелевые станки, позволяющие изготовить широкую номенклатуру сложных пресс- форм.

    Одной из задач машиностроительного  производства является совершенствование  не только конструкций  станков, оснастки и  инструмента, но и организации производства.

    

    .Технологическая оснастка является важнейшим фактором успешного осуществления технического прогресса в промышленности. В машиностроении эксплуатируется более 25 миллионов специальных станочных приспособлений.

    Основную  группу технологической  оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлением  в машиностроении называют вспомогательные  устройства, используемые при выполнении операций механосборочной  обработки, сборки и  контроля

    Применение  приспособлений позволяет: устранить разметку заготовок перед  обработкой, повысить точность обработки, снизить себестоимость  продукции, облегчить  условие работы и  обеспечить её безопасность, расширить технологические возможности оборудования, организовать станочное обслуживание, применить технически обоснованные нормы времени, сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

 

    Значительные  трудовые и материальные затраты определяются тем, что технологическая  оснастка оказывает  влияние на производительность труда, качество и  сокращение сроков освоения производства новых  изделий.

    Технологическая оснастка способствует повышению производительности труда в машиностроении, и ориентируют  производство на интенсивные  методы его влияния.

    

    Применение  приспособлений, особенно переналаживаемого  типа, не только обеспечивает, но и расширяет технологические возможности как универсальных, так и станков с ЧПУ, ГПМ и робототехнических систем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

    1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

    1. Назначение, устройство и принцип  работы проектируемого приспособления.
 

    Данное  приспособление предназначено  для сверления 4-х  отверстий Ø7. Ось (3) закреплена в основании(2) с помощью шпонки (4). Палец (5) заприсован в основание (2).

    Деталь  Ø 80 устанавливается  на два цилиндрических пальца. Сверху детали на ось (3) одевается  кондукторная плита (6 на которой с помощью винта (7 ) закреплена шайба (8) и заприсована кондукторной втулки (9). Шайба фиксируется гайкой (10).

    Деталь  устанавливается  на основание приспособление на два цилиндрических пальца. Прижимается  кондукторной плитой которая фиксируется  винтовым зажимом. Направление  сверла производится через кондукторной втулки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1.2.Проверка  условия лишения  возможности перемещения  заготовки    в приспособлении. 

    При полной ориентации базовые  поверхности обрабатываемой заготовки должны плотно прилегать  к установочным элементам.

    

    Рисунок №1. Схема лишения  заготовки 6 степеней свободы. 

    Должно  так же соблюдаться  условие контакта баз и опор, заготовка  не должна иметь сдвига и вращение относительно трех координат осей. Число опор должно быть - шесть, их взаимное расположение обеспечивает устойчивость установки  заготовки в приспособлении.

    

    При базировании детали «фонарь 32 ТНП 00.007» в приспособлении на плиту 2 она лишается 5 степеней свободы перемещение по оси X Y Z и вращается по данным осям X Y Z. Так как деталь базируется на цилиндрическом и срезанном пальце. При прижиме детали кондукторной плитой деталь лишается 6 степеней свободы перемещение по оси Z. 
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. СПЕЦИАЛБНЫЙ РАЗДЕЛ 

    2.1. Расчёт погрешностей  базирования. 

    Установка по двум отверстиям и плоскости, перпендикулярной осям отверстий, используется очень широко при  обработке деталей  малых и средних  размеров плита корпусов, плит, картеров, а  так же при базировании  приспособлений –  спутников на позиции  автоматических линий. Эта схема базирования  часто используется, что объясняется  следующими её достоинства:

    Лишая заготовку всех шести  степеней свободы, она  обеспечивает свободный  доступ инструментов для обработки заготовки с разных сторон;

    Позволяет реализовать принцип  единства баз и  тем самым получать размеры и относительные  повороты поверхностей детали координатным методом;

    Позволяет достаточно просто фиксировать  заготовки и приспособления – спутники на полосных и автоматических линиях;

    Простота  конструкции приспособления.

    Конструктивно различают установку:

  • на два цилиндрических пальца;
  • на один цилиндрический и один срезанный пальцы.

    Граница применимости этих сочетаний  определяется точностью  диаметров и взаимно  расположения базовых  отверстий и требуемой  точностью выдерживаемых  на операции относительных  расстояний и требуемой  точностью выдерживаемых  на операции относительных  расстояний поворотов  обрабатываемых поверхностей.

    Исходными условиями, которыми должен руководствоваться  конструктор при  решении этой задачи, являются;

    - обеспечение установки  на два пальца  любой заготовки  с межцентровым  расстоянием и  диаметром отверстий  в пределах заданного  допуска;

    - обеспечение требуемой  точности получаемых  на операции размеров  и взаимного расположения  поверхностей.

    Более целесообразна ромбическая, при этом необходимость  в уменьшении диаметра одного из пальцев отпадает. Конструктивно форму пальца выполняют с цилиндрической ленточкой, шириной «b».

     

    где 2с – установочный зазор на втором пальце по линии центров для компенсации допусков , который определяют из условия:

                                                                                                                    (1)[1]

    

    При установке на один цилиндрический палец:

     

    Из  данного условия  определяем установочный зазор

     

      мм

      мм

     мм

    2с=0.06

    Диаметр детали:                                                           Ø 70мм

    Верхнее отклонение детали:                                         мм

    Нижнее  отклонение детали:                                        мм

    Верхнее отклонение на диаметр  пальца:                   мм

    Нижнее  отклонение на диаметр  пальца:                    мм

      

    Находим наибольшее и наименьшее смещение заготовки  от ее среднего положения. 

     

     

     

      

    Находим наибольший угол поворота заготовки от его  среднего положения. 
 

                                   

    

 

    Верхнее отклонение детали:                                         мм

    Нижнее  отклонение детали:                                        мм

    Верхнее отклонение на диаметр  пальца:                   мм

    Нижнее  отклонение на диаметр  пальца:                    мм

      мм

     мм

     мм

      мм

     мм

     мм

     мм 

    При установке на два  цилиндрических пальца должно выполняться  условие.

     

     

     - условие выполняется 
 

     

      
 
 
 

2.2. Расчет усилия  зажима заготовки  в приспособлении. 

      Сила зажима‚W  приложенная и  обрабатываемой детали, и сила резания  P одинаково направлены. Следовательно, усилие  зажима должно  быть минимальным.

    

    Необходимо  определить осевую силу, действующую на деталь при сверлении. Она  находится по формуле:

    

           
                     (2)[6]

    По  справочным таблицам определяем: — коэффициент, учитывающий физико - механические свойства и условие обработки;

    g  , у — показатель  степени. При этом  следует учитывать  материал режущей  части сверла (быстрорежущая  сталь Р6М5) и материал  детали (Ст. 45).

     =42.7 

    g=1

    y=0.8

    Принимаем подачу: S = 0,18 мм/об. Определяем поправочный коэффициент — по формуле:

                                                

,                                                (3)[6]

    

 

    

    Мускульная  сила рабочего выбирается в пределах от 110Н  до 200Н.

    Принимаем Q = 70Н.

    Определяем  действительную силу зажима винтового  механизма по формуле:

                       

                                  (4)[4]

    где L — расстояние винта  до точки приложения силы L = 140мм;

      — средний  радиус резьбы 

     — угол подъема  витка резьбы ;

     — приведенный  угол трения в резьбовой  паре ;

     — коэффициент  трения на торце гайки  = 0,1;

    D—  наружный диаметр  гайки D= 25мм; 

    d — внутренний диаметр гайки d = 6,9мм;

      Определяем действительную силу зажима согласно: 

    

 

    Для обеспечения надежности крепления необходимо, чтобы выполнялось  требование: осевая сила резания была меньше или равна  усилию зажима:

    

    Так как  , а , то усилие выполняется. Следовательно, надежность крепления обеспечена.

    

    

    2.3. Расчет основных  параметров зажимного  механизма. 

    Основным  назначением зажимных устройств является обеспечение надежного  контакта заготовки  с установочными  элементами и предотвращение ее смещения относительно них, а так же вибрацию в процессе обработки. Зажимные элементы —  это механизмы, используемые непосредственно  для закрепления  заготовок, или промежуточные  звенья более сложных  зажимных систем. Основным элементом винтового  механизма в данном приспособлении является ось с резьбой. Рассчитаем диаметр  оси по формуле: 

                                                    

                                             (6) [2]

    где — допустимое напряжение на растяжение при переменной нагрузке;  

    

    Задаем  ближайший больший диаметр резьбы: М = 12мм. Для данной операции достаточно винта М =12 мм, приспособлением взят винт М=12мм.

 

     2.4. Прочностные расчеты  приспособлений. 

    В винтовом зажиме рассчитываем ось на прочность  по формуле: 

                                                                                                           (7) [3]

    где S — площадь поперечного сечения: 

                                             

  ,                                          (8) [3]

    где — внутренний диаметр резьбы: 

                                               

,                                         (9) [3] 

    где d— наружный диаметр; Р — шаг резьбы. 

    

 

    

 

    Находим напряжение при растяжении: 

    

 

    Чтобы обеспечить прочность  оси при растяжении, необходимо выполнить  условие:

    

 

    

 

    

 

    Условие прочности выполняется. 

      
       2.5. Анализ проектируемого приспособления.

    

    

    Применение  данного приспособления для сверления 4 отверстий 7 мм, целесообразно. Приспособление позволяет получить следующие технико - экономические показатели: уменьшается трудоемкость и длительность цикла технологической подготовки производства. За счет применение стандартных деталей в приспособление уменьшается стоимость приспособления. Увеличивается точность обработки детали на 20-40% за счет применения данного приспособления. Приспособление достаточно жесткое, поэтому при обработке детали в нем деформация заготовки будет значительно меньше, будут стабильные силы закрепления, а, следовательно, и точность обработки. Применение пневмо – и гидроприводов в данном приспособлении для зажима или отжима детали не целесообразно, так как винтового зажима достаточно для закрепления заготовки для данной операции. А пневмо - и гидроприводы будут увеличивать его металлоемкость. 

    2.6. Расчет экономической  эффективности приспособления. 

    Годовой экономический эффект определяется по формуле: 

                 

,                            (10) [5] 

    где N — годовая проблема; N = 20000 шт.

     - постоянный  коэффициент перевода  минут в часы  и копеек в

    рубли;

     — стоимость  работы станка в течении одного часа;

    

     — штучно —  калькуляционное  время;

    ∆Э  — экономия зарплат  на сопутствующих  операциях; ∆Э = 1,7

     — стоимость  нового приспособления; = 850 руб.

    а — годовая норма  списания стоимости  приспособления при  сроке

    службы  два года; а = 0,5

    Е — нормативный  коэффициент; Е = 0,2

    Определим штучно — калькуляционное  время по формуле:

     

                                                 

,                                              (11) [5]

    где — основное время; 

    

 

     — нормативный  коэффициент; =1,75 (для радиально – сверлильных станков) 

    

 

    Определим годовой экологический  эффект: 

    

 

    Определи  минимальный годовой  объем выпуска  данной детали: 

                              

,                                     (13) [5] 
 

              

    Данное  приспособление будет  экономически целесообразно  при программе выпуска не менее 350 штук.  
ЛИТЕРАТУРА 

    1. Анурьев, В.И. Справочник  конструктора —  машиностроителя [Текст]. В З. т. T1/ В.И. Анурьев — изд. 5-е, перераб. — М.: Машиностроения, 1980. — 728с.: ил

    2. Андреев, Г.И. Проектирование  технологической  оснастки машиностроительного  производства [Текст]учеб. для вузов / Г.  И. Андреев, В.Ю.  Новиков, А.Г. Схирладзе  - М.. Машиностроение, 1999.—415 с..  пн.

    3. Ансеров, М.А. Приспособление  для металлорежущих станков [Текст]; учебник / М.А. Ансеров. — М.: Машиностроение, 1975. — 615 с.: пн.

    4. Справочник технолога-машиностроителя  в 2т. / под ред.  А.Г Косиловой,  Р.К. Мещерякова, —  изд. И - е перераб.  И доп.

    

    — М.: Машиностроение 1985.