Главная / Технология / Методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине "Технологическая оснастка"

Методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине "Технологическая оснастка"


Министерство образования Пензенской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Пензенской области

«Пензенский многопрофильный колледж»

отделение машиностроения и металлообработки









Методические указания

по выполнению курсового проекта




Специальность 15.02.08 «Технология машиностроения»




2016.

ОДОБРЕНА

цикловой комиссией общепрофессиональных и специальных дисциплин специальности 1201


Председатель цикловой комиссии

_____________ Романовская Н.Б.

«____»________________2013г

Составлены в соответствии с программой итоговой государственной аттестации выпускников специальности 19701(2401)


Зам начальника ОМ

__________ Кукольникова Т.В.

«____»_______________2013г










Методические указания предназначены для студентов ПМПК


Разработал преподаватель ПМПК Кольчугина Е.А.

ЧАСТЬ 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА


1.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ


Курсовой проект занимает важное место в формировании знаний по проектированию технологической оснастки для нужд машиностроения.

Курсовой проект представляет собой работу, требующую знания и умения по ведущим дисциплинам специальности (151901). Кроме того, решение задач курсового проекта предусматривает максимальное использование знаний общетехнических и специальных дисциплин, приобретенных при обучении в колледже.

Курсовой проект разрабатывается по индивидуальному заданию, которое утверждается зам начальника колледжа по учебной работе и согласовывается с председателем цикловой комиссии за один месяц до начала работы.

Объектом курсового проекта является разработка конструкции специального станочного приспособления. Конструирование станочных приспособлений является творческим процессом. Основная сложность состоит в том, что представляемая в схемах и чертежах конструкция существует только в голове разработчика. В результате анализа известных конструкций, должно синтезироваться новое приспособление, отвечающее основным эксплуатационным требованиям.

Целью курсового проекта является изучение методики конструирования станочных приспособлений, основных требований к оформлению конструкторской документации и условий обеспечения основных требований к конструкции приспособлений.

Поставленная в проекте цель достигается решением следующих основных задач:


- анализ конструкции детали, выданной студенту в качестве задания

- выбор варианта конструкции станочного приспособления

- расчет основных технических параметров будущей конструкции

- экономическая оценка от внедрения данного приспособления в производство

Настоящие методические указания являются частью учебно-методической литературы, которая разрабатывается в техникуме цикловой комиссией общепрофессиональных и специальных дисциплин для студентов специальности 151901.



1.2 КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

Данный курсовой проект состоит из двух частей: графической части, на которой дан сборочный чертеж станочного приспособления и пояснительной записки к нему.

Страницы текста пояснительной записки к курсовому проекту и приложений должны соответствовать формату А4(210x297). Выполнение работы осуществляется машинописным или рукописным способами. Пояснительная записка оформляется согласно стандарту техникума.

Графическая часть оформляется согласно требованиям ЕСКД.


1.3 СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА


Составными частями курсового проекта являются пояснительная записка и графическая часть.

Объем пояснительной записки в соответствии с требованиями к курсовым работам должен составлять 15-20 страниц рукописного текста.


В пояснительную записку входят (в порядке очередности):


- титульный лист

- содержание

- введение

- конструкторский раздел

- технологический раздел

- список литературы

- приложения при необходимости


Нумерация страниц ПЗ и приложений, входящих в состав этого документа, должна быть сквозная. Титульный лист в нумерацию страниц ПЗ входит, но номер страницы на нем не ставится.

Графическая часть курсового проекта должна содержать сборочный чертеж конструкции приспособления.





ЧАСТЬ 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА


2.1 ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ


Образец оформления титульного листа курсовой работы представлен в приложении.



2.2 СОДЕРЖАНИЕ


На листе «Содержание» необходимо отобразить название всех пунктов (разделов, подразделов) с указанием страниц пояснительной записки, на которых они расположены.


2.3 ВВЕДЕНИЕ


При освещении данного раздела необходимо ответить на следующие вопросы:

  • Роль машиностроения в развитии народного хозяйства

  • Технология машиностроения и ее задачи (создание новых машин, приборов, совершенствование технологического процесса)

  • Технологическая оснастка, ее назначение и состав

  • Станочные приспособления, составляющие элементы (установочные, зажимные, вспомогательные, направляющие)



    1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ


      1. Описание конструкции заданной детали

Для того, чтобы раскрыть эту тему, необходимо ответить на следующие вопросы:

  • Наименование конструкции детали

  • Марка материала, ГОСТ, размеры детали

  • Описание служебного назначения основных поверхностей детали(ступени валов, резьбы, зубчатые поверхности)

  • Параметры наиболее точно обработанных поверхностей (размеры, точность, шероховатость)

В приложении к данному пункту выполнить эскиз детали на миллиметровке.

2.4.2 Описание физико-механических свойств материала детали

Этот пункт включает в себя следующее:

  • Наименование детали, материал, ГОСТ

  • Химический состав указанной марки материала в виде таблицы

  • Физико-механические свойства материала также в виде таблицы

  • Расшифровать буквенные обозначения составляющих и свойств материала с обязательным указанием единиц измерения

При выполнении данного пункта использовать знания по дисциплине «Технологии металлов» и справочник по материалам

      1. Анализ технологичности конструкции детали

Этот пункт включает описание количественной и качественной технологичности:

- что понимается под технологической конструкцией

- качественная и количественная оценка технологической конструкции

- количественные показатели технологичности свести в таблицу, сделать вывод о технологичности конструкции


2.3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


2.3.1. Выбор установочной базы ( 1-2 стр )

Для определения конструкции установочных элементов проектируемого приспособления необходимо разработать схему базирования заготовки и выбрать установочную поверхность на разрабатываемую операцию, для чего - дать определение технологической базы и правила ее выбора

- характеристика установочной базы ( форма , размеры , шероховатость ,точность )

- эскиз заготовки ( детали ) с обозначением условными знаками установочной базы.

Используемый материал: конспект по дисциплине «Технологическая оснастка», учебник по технологии машиностроения, ,литература по проектированию приспособления.

2.3.2.( 1 стр ) Выбор и описание станка : требуемое оборудование ( станок ) выбирается в зависимости от вида операции, размеров обрабатываемой детали и из условий максимальной производительности.

Техническая характеристика станка ( габаритные размеры ) число подач, скоростей, мощность двигателя - все эти данные берутся с паспорта или каталога станка

2.3.2.1. Описание и эскиз рабочей зоны станка (1 -2 стр)

Рабочая зона - это пространство станка, в которой находится обрабатываемая заготовка, также в ней располагается : режущий инструмент, заготовка и необходимые перемещения рабочих органов станка.

Рабочая зона станка берется (экскизируется ) с паспорта станка на котором обрабатывается данная заготовка с размерами рабочих ходов и частей станка.

2.3.2.2. Описание и эскиз посадочных мест станка ( 1-2 стр )

( место куда ставится приспособление )

Посадочное место станка - это часть станка , на которую непосредственно устанавливается и закрепляется станочное приспособление.

Суть в том, что при механической обработке заготовка и инструмент должны быть сориентированы относительно друг друга , т.е занимать определенное положение относительно друг друга , но так как заготовка располагается на станочном приспособлении, то и станочное приспособление также должно быть сориентировано относительно станка.

Это достигается тем что на станке предусмотрены специальные места (стол и поверхности с определенной формой и размерами). На эти поверхности устанавливаются станочные приспособления , для чего необходимо в корпусе приспособлений предусмотреть соответствующие по форме и размерам поверхности, имеющимся у станка , т.е. по этим поверхностям соединяются приспособления и станок.

(Токарный станок: выдержать перпендикулярность при установке приспособления в шпиндель станка расположению резцов; фрезерный станок: выдержать перпендикулярность или параллельность инструмента и стола с Т- образными пазами )

Выполняется эскиз посадочного места с размерами и формой взятыми из паспорта станка. ( Горошкин : в конце приведены паспортные данные ) Для центрирования приспособления на станке в корпусе размещают центровик, а для обеспечения соосности с осью стола – привертные шпонки с крепежными деталями. Для закрепления на станке на корпусе предусматривают проушины, а в Т–образные станочные пазы вставляются специальные болты с шайбами и гайками.


2.3.2.3. Выбор и описание режущих инструментов ( 1 стр )

Дать наименование режущих инструментов и характеристику и выполнить эскиз режущего инструмента.

2.3.2.4. Расчет режимов резания ( 1-2 стр )

Режим резания считать по нормативам, глубину резания задает преподаватель: 2-3 мм или за 1 проход инструмента по чертежу.

2.3.2.5. Определение силы резания ( 1 стр ) по формуле ( в справочнике )




2.4. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

Последовательность этапов

1. Анализ исходных данных включает:

рассмотрение чертежей или эскизов детали и заготовки, позволяющее установить габаритные размеры, форму и массу детали;

выяснение по операционному эскизу и операционной карте содержания операции, положения заготовки, технологических баз заготовки, направлений действия сил резания, размеров, достигаемых в ходе обработки, мест действия сил зажима, возможных направлений смещения заготовки;

оценка степени сложности приспособления (чем больше объем выпуска деталей, тем большую сложность и большую стоимость приспособления можно допустить, не опасаясь того, что оно не окупится);

определить ограничения приспособления по габаритам, способам центрирования и крепления на станке.

2. Создание общей идеи конструкции приспособления, которая должна быть одобрена преподавателем.

3. Конструирование приспособления в указанной ниже последовательности.

На чертежном листе изображают утолщенными штрихпунктирными линиями две или три проекции обрабатываемой заготовки в виде, который она будет иметь после рассматриваемой операции и в том положении, которое она должна занимать в приспособлении на станке при обработке. Проекции располагают так, чтобы осталось достаточно места для размещения деталей приспособления. Изображенная заготовка считается "прозрачной".

Размещение на чертеже направляющих элементов приспособления (кондукторных втулок, установов), располагаемых в точном соответствии с расположением обрабатываемой поверхности также в двух или трех проекциях.

Затем на чертеже в соответствии с технологическими базами, указанными на операционном эскизе, расставляют установочные элементы - опоры призмы, планки и др.

Далее выбирают тип зажимного устройства и располагают его на чертеже общего вида приспособления в соответствии с тем, как наоперационном эскизе указано место действия усилия зажима.

К начерченному ранее добавляют вспомогательные и делительные устройства и крепеж для всех установленных ранее элементов, а также (при необходимости) другие детали и сборочные единицы.

Выбрав тип корпуса (литой, сварной, сборный), создают его конструкцию, которая должна объединить все элементы приспособления, быть прочной, жесткой и удобной в работе.

2.4.1. Назначение приспособлений ( 2 стр ).

Станочные приспособления необходимы, чтобы установить и за­крепить заготовку, обеспечив при этом требуемое на данной опера­ции взаимное расположение станка, заготовки и режущего инструмента.

Компоновка и количество деталей, входящих в приспособление, зависят от следующих основных факторов:

  1. формы размеров обрабатываемой детали;

  2. характера выполняемой операции;

  3. типа оборудования.

В общем случае станочное приспособление может иметь следующие сборочные единицы и детали:

  1. корпус приспособления;

  2. установочные элементы;

  3. зажимные устройства;

  4. элементы, обеспечивавшие точное расположение приспособления на станке;

  5. элементы для направления, координация и определения положения инструмента;

  6. делительные устройства;

  7. вспомогательные элементы.



Используемая литература: конспект по дисциплине «Технологическая оснастка»; учебник по проектированию станочных приспособлений.

1. В этой теме необходимо дать описание конструкции и принцип работы приспособлений. Для этого используется: справочник технической литературы , альбом чертежей общих видов приспособлений, в котором выбирается общий вид приспособления , применимое к заданной детали.

2. Дать определение станочному приспособлению и назвать составные части ( установочные , зажимные элементы и т.д. )

По чертежу общего вида дать описание конструкции, т.е. элементов приспособлений ( установочные , зажимные с указанием номеров позиции, если это возможно ).

3. Дать описание принципа работы станочного приспособления :

а) куда устанавливается заготовка ( на призму, на палец )

б) как зажимается заготовка , как открепляется и удаляется.



2.4.2. Выбор и описание установочного элемента приспособления

- Что называется установочным элементом и его назначение

- Дать описание конструкции выбранного установочного элемента – форма, наименование, размеры, материал, термообработка, шероховатость, технические условия ( 2 стр ).

Установочными элементами называются детали и механизмы приспособлений, обеспечивающие правильное и однообразное положение обрабатываемых заготовок относительно инструмента.

Конструкции и размеры установочных элементов должны выбираться по стандартам или нормалям машиностроения, так как большинство из них стандартизованы или нормализованы.

Для установки детали на плоскость используются опорные штыри, опорные пластины. Опорные штыри выполняются с плоской, сферической или насеченной головкой. Опорные пластины изготавливаются двух типов: плоские и с косыми пазами.

hello_html_33955eae.gif Детали с обработанными базовыми поверхностями больших размеров устанавливают на пластины, а небольших - на штыри с плоской головкой. Детали с необработанными базами устанавливают на штыри со сферической или насеченной головкой. Штыри с насеченной головкой и плоские пластины применяют обычно в качестве боковых опор, закрепляемых на вертикальной стенке корпуса. Так как отпадают трудности, связанные с удалением стружки.

Для установки детали по наружной цилиндрической поверхности используют призмы, патроны кулачковые и цанговые, установочные втулки.

Для установки детали по внутренней цилиндрической поверхности, т.е. по отверстию, используют установочные пальцы (оправки). Нормалями машиностроения определены различные конструкции оправок:

  1. пальцы установочные цилиндрические, постоянные;

  2. пальцы установочные срезанные, постоянные;

  3. пальцы установочные срезанные.(ромбические), сменные;

  4. цилиндрические шлицевые оправки;

  5. цилиндрические самоцентрирующиеся оправки;

  6. конические жесткие оправки.


Общие требования к установочным элементам

  1. Количество и расположение установочных элементов должно обеспечивать необходимую ориентировку заготовки в пространстве, устойчивость и жесткость ее закрепления.

  2. Рабочие поверхности установочных элементов должны обладать высокой износоустойчивостью.

  3. Конструкция установочных элементов должна обеспечивать быструю их замену при износе или повреждении.

  4. Установочные элементы должны быть жесткими и обеспечивать жесткость их сопряжения с корпусом приспособления.

  5. Установочные элементы не должны оставлять дефектов на базовых поверхностях детали (вмятины, царапины) при установке на точные и чистовые базы.

  6. Рабочие поверхности установочных элементов должны быть по возможности небольших размеров, чтобы исключить влияние макронеровностей базовой поверхности на точность установки.


Используемая литература: конспект, учебники по оснастке .

Выполнить эскиз установочного элемента с размерами и шероховатостью.


2.4.2.1. Проверка правила шести точек при выполнении заданной операции.

- Дать определение правилу 6 точек ( 1 стр )

Правило шести точек. "Чтобы придать детали вполне определённое положение в приспособлении, необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, лишающих деталь всех шести степеней свободы". Больше шести опорных точек использовать недопустимо. Из-за лишних опорных точек либо вообще не удаётся установить деталь в приспособлении, либо если и удается, то при закреплении будет нарушаться её положение.

hello_html_m5e36e4c2.jpg

Рисунок 1. Теоретическая схема базирования детали призматической формы

Необходимо иметь в виду, что схема базирования лишь определяет положение детали в пространстве, но не закрепляет её. Закрепление - это приложение сил к детали для обеспечения постоянства её положения, достигнутого при базировании.

Принято различать следующие базирующие поверхности приспособлений:

  1. главные базирующие поверхности - это поверхности, которые лишают деталь трех и более степеней свободы (плоскость YOX);

  2. направляющие базирующие поверхности лишают деталь двух
    степеней свободы (плоскость YOZ);

  3. упорные базирующие поверхности лишают деталь одной степени свободы (плоскость XOZ).

ТИПОВЫЕ СХЕМЫ УСТАНОВОК ЗАГОТОВОК В ПРИСПОСОБЛЕНИИ

Установка заготовок по плоским базовым поверхностям

В качестве установочных элементов используются штыри и опорные пластины. Их размеры и конструкции оговорены стандартами. Опорные штыри могут быть постоянными, сменными и регулируемыми. Высоту головки штыря hello_html_m7dfe4427.gif выполняют с отклонениями по hello_html_561f8e22.gif или hello_html_m3ac8d52c.gif (рисунок 2). Опорную поверхность головки изготавливают плоской для установки заготовок чистовой базовой поверхностью, а также сферической или с насеченной поверхностью для установки заготовок по необработанным (черновым) базам.

hello_html_m4cabc2b3.jpg

Рисунок2. Конструкции опорных штырей

При частой смене штыри устанавливают в переходную закаленную стальную втулку по посадкам hello_html_m24e6fb38.gif или hello_html_64c52278.gif, а втулку запрессовывают в корпус приспособления по посадкам hello_html_4c565296.gif или hello_html_m37d60d4d.gif.

hello_html_m50f1d548.jpg

Рисунок 3. Установочные пластины: а) – плоские; б) – с косыми пазами

Штыри, регулируемые по высоте, обычно снабжают резьбовой частью и стопорным винтом или стопорной гайкой.

Опорные пластины предназначены дня установки заготовок с большой площадью базовой поверхности. Их изготавливают двух типов: плоскими и с косыми пазами (рисунок 3 а, б).

Пластины, как и штыри, устанавливают на выступающих площадках корпуса приспособления. Если этих площадок несколько, то они должны обрабатываться без переустановки корпуса.

Плоские пластины обычно устанавливает на вертикальных или наклонных станках корпуса, а пластины с косыми пазами на горизонтальных участках для облегчения удаления стружки с установочных элементов.


Установка заготовок по наружным цилиндрическим поверхностям и плоскостям

Рассмотрим типовые схемы базирования цилиндрических деталей.

В зависимости от соотношения длины hello_html_m23b673a1.gif и диаметра hello_html_m3eb4d443.gif детали различают две схемы базирования.

Базирование длинного вала hello_html_m4127b454.gif. Чтобы точно определить положение вала в пространстве, необходимо иметь пять опорных точек, которые лишают вал пяти степеней свобода (рис. 4.3).

Цилиндрическая поверхность вала является двойной направляющей и при установке в призму лишает его четырех степеней свободы.

hello_html_1f9baaeb.jpg

Рисунок 4. Схема базирования цилиндрической детали

Торцовая упорная поверхность вала несет одну опорную точку и лишает деталь еще одной степени свободы - осевого перемещения вдоль оси ОУ.

Шестая степень свободы - возможность вращаться вокруг собственной оси - отнимается у вала опорной точкой, расположенной на поверхности шпоночной канавки, лыски или радиального отверстия.

При базировании по наружной цилиндрической поверхности в самоцентрирующих патронах или на оправках деталь также лишается четырех степеней свободы. Торец или уступ детали используют в качестве упорной базы.

Базирование коротких цилиндрических деталей (диски, кольца)

К ним относятся детали, у которых отношение длины hello_html_m23b673a1.gif к диаметру hello_html_m3eb4d443.gif меньше единицы, т.е. hello_html_m4c507f07.gif.

Координатные точки на образующих цилиндра настолько близко располагаются друг к другу, что практически сливаются в одну и деталь не может занять достаточно устойчивого положения. Поэтому за главную базирующую поверхность принимается торец детали, несущий три опорные точки 1, 2, 3 (рисунок 5). Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется центрирующей. Боковая поверхность шпоночного паза эквивалентна одной опорной точке и является упорной базой.

hello_html_1cad5a94.jpg

Рисунок 5. Схема базирования деталей типа “диски” и “кольца”

Установку подобных деталей производят в призмы или caмоцентрирующиеся патроны.

Базирование по коническим поверхностям

При установке детали длинной конической поверхностью, например, в конусном отверстии шпинделя станка, она лишается пяти степеней свободы, так как длинная коническая поверхность является одновременно двойной направляющей и упорной базой (рисунок 6). Для ориентирования детали в угловом положении требуется ещё одна упорная поверхность под штифт или шпонку. При этом достигается высокая точность центрирования, но отсутствует точное ориентирование партии заготовок по длине.

При установке детали в центрах станка используются короткие конические отверстия. Если передний центр станка жесткий, то деталь лишается четырех степеней свободы (рисунок 7). Если же передний центр плавающий, то он является одновременно центрирующей и I упорной базовой поверхностью и лишает деталь трех степеней свободы, задний подвижный центр - двух степеней (рисунок 8).

Базирование по плоскости и отверстию

Возможны два случая, когда главной базирующей поверхностью является отверстие (рис. 4.8) и когда главной базирующей поверхностью является торец (рис 4.9 и 4.10).

hello_html_m3bbff3aa.jpg

hello_html_m283c3025.png

hello_html_m3385180b.png

Рисунок 7. Схема базирования в центрах с жёстким передним центром

Рисунок 8. Схема базирования вала в центрах с плавающим передним центром

Рисунок 6. Схема базирования по длинной конической

поверхности

hello_html_55f0153b.png



Рисунок 9. Схема базирования детали на высокий цилиндрический палец и плоскость


Таким образом, из приведённых схем видно, что установка заготовки на высокий цилиндрический (несрезанный) палец отнимает у нее четыре степени свободы; на низкий цилиндрический - две; на высокий резанный ромбический -две, а низкий срезанный -одну.


Установка заготовок по внутренним цилиндрическим поверхностям

Установка заготовок по двум цилиндрическим отверстиям и плоскости, перпендикулярной осям отверстий, широко применяется при обработке деталей типа корпусов, плит и т.п.

Установка заготовок на два цилиндрических пальца

При проектировании приспособления конструктору необходимо определить диаметры установочных пальцев, допуски на них, а также допуск на межосевое расстояние установочных пальцев. Существуют определенные условия, ограничивающие возможность установки заготовок на два цилиндрических пальца (рисунок 11).

hello_html_54060a8d.png

hello_html_m184b6ebe.png

Рисунок 10. Схема базирования детали на низкий цилиндрический палец и плоскость

Рисунок 11. Схема базирования детали на плоскость и низкий цилиндрический и ромбический пальцы

Пусть hello_html_3457e363.gif - расстояние между центрами базовых отверстий и осями установочных пальцев (номинальный размер); hello_html_75075f12.gif - допуск на межцентровое расстояние базовых отверстий заготовки; hello_html_m6cea7876.gif - допуск на межосевое положение установочных пальцев.


- Выполнить эскиз заготовки , расположенной в трех перпендикулярных плоскостях ( схематично ) с указанием опорных точек.




2.4.2.2.Расчет погрешности базирования

- Что называется погрешностью базирования: дать определение (1 стр).

- Формула погрешности установки .

Дать определение погрешности базирования, рассчитать величину погрешности и выбрать величину по справочнику ( Горошкин , справочник технолога- машиностроителя том 1 )

Техническая литература

- Определить количественную величину погрешности базирования

Погрешности базирования при установке заготовок по наружным цилиндрическим поверхностям

На операциях фрезерования и сверления валов установку заготовок производят в призмы с базированием по наружной цилиндрической поверхности.

hello_html_15a156d4.jpg

Рисунок 12. Конструкция установочного элемента призмы

Призмой принято называть установочный элемент с рабочей поверхностью в виде паза, образованного двумя плоскостями, наклоненными друг к другу под углом hello_html_51d213a.gif и hello_html_m7518d948.gif (рисунок 12).

Наибольшее распространение получили призмы с углом hello_html_8cc07c5.gif. Призмы с углом hello_html_7bbe8cce.gif применяют для повышения устойчивости заготовки, когда имеются значительные силы резания, действующие параллельно основанию призмы.

Призмы с углом hello_html_m47a68cac.gif применяют в тех случаях, когда заготовка не имеет полной цилиндрической поверхности и по небольшой дуге окружности надо определить положение оси детали.

Величина погрешности базирования при установке в призму существенно зависит от положения измерительной базы относительно ее установочных поверхностей.

Рассмотрим погрешности базирования на операции фрезерования лыски для партии деталей при различных вариантах задания положения лыски (рисунок 13).

hello_html_43342dfb.jpg

Рисунок 13. Расчётная схема для определения погрешности базирования при установке в призму

1-й случай. Пусть лыска задана размером hello_html_m7392b6ce.gif. Установочными базами являются образующие цилиндра (линии контакта поверхности заготовки с призмой). Измерительной базой является верхняя образующая цилиндра. Вследствие несовпадения установочной и измерительной баз возникает погрешность базирования. Предположим, что на призму поочередно установлены два вала из партии: один с наибольшим предельным размером hello_html_m3428c982.gif, а другой с наименьшим hello_html_2e936511.gif. Тогда погрешность базирования размера hello_html_m7392b6ce.gif можно представить в виде

hello_html_m6c7a732c.gif(4.4)

Из геометрических соотношений, рассматривая hello_html_886e21a.gif, найдём hello_html_7dd00508.gif. Параметр hello_html_17d3e16e.gifвыразим из hello_html_10f503a0.gif. Тогда hello_html_m11420ceb.gif. Тогда подставив значения найденных величин в выражение (4.4), получим:

hello_html_3bacddc7.gif

или

hello_html_2256284f.gif,

где hello_html_m69a5a8db.gif - допуск на диаметр вала.

2-й случай. Пусть лыска задана размером hello_html_m7dfe4427.gif. Тогда

hello_html_9192464.gif.

3-й случай. Пусть фрезеруемая лыска задана размером hello_html_cc1127f.gif. Тогда

hello_html_m3ce9782a.gif

Анализ величины погрешности базирования размеров hello_html_mdaf21a0.gif, hello_html_m2a5a761b.gif и hello_html_4427444d.gif показывает, что наибольшая погрешность будет в 1-м случае, а наименьшая - в 3-м.

Следовательно, при одних и тех же измерительных базах и установочных элементах конструктор имеет возможность в значительных пределах изменить точность работы проектируемого приспособления.


2.4.3.Выбор и описание зажимного устройства приспособления (2 стр.); конспект

- Назначение зажимного механизма

- Составляющие части выбранного приспособления

- Принцип действия зажимного механизма

СИЛОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ. МЕТОДИКА РАСЧЁТА СИЛ ЗАЖИМА

Определив схему базирования и расположение установочных элементов, намечают схему закрепления деталей. При построении схемы определяют точки приложения и направления сил зажима, а также величину потребных сил исходя из направления действия и величины сил резания и их моментов. Расчет сил зажима может быть сведен к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних и внутренних сил.

К заготовке с одной стороны приложены силы, возникающие в процессе обработки, с другой - искомые зажимные силы и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна находиться в равновесии. Исходными данными для расчета являются:

  1. схема установки заготовки;

  2. величина, направление и место приложения сил возникающих
    при обработке;

  3. схема закрепления заготовки, т.е направление и точка
    приложения зажимной силы.

Рассмотрим подробнее выбор исходных данных:

  1. Силы резания. Величина сил резания рассчитывается по формулам теории резания металлов или выбирается из таблиц-нормативов. При расчете зажимных сил величину силы резания увеличивают вводя коэффициент запаса К , учитывающий изменение сил резания из-за непостоянства припуска и неоднородности физико-механических свойств обрабатываемого материала.

  2. Объемные силы - это вес заготовки, центробежные и другие
    инерционные силы.

Вес заготовки необходимо учитывать при установке заготовки на вертикальные или наклонно расположенные установочные элементы. Вес заготовки необходимо также учитывать при ее установке в поворотных или вращающихся приспособлениях.

Центробежные силы возникают при смещении центра тяжести установленной заготовки от оси ее вращения при обработке.

Величина этих сил, особенно при скоростных методах обработки, сопоставима с силами резания.

Величина центробежных сил hello_html_m6da89a89.gif определяется по формуле

hello_html_77966a3.gif,

где hello_html_44695326.gif - вес заготовки; hello_html_m40407ad2.gif - угловая скорость вращения заготовки; hello_html_m1c13e92f.gif - радиус смещения центра тяжести относительно оси вращения.

При возвратно-поступательном движении сила инерции рассчитывается по формуле

hello_html_m248f5052.gif,

где hello_html_m734afb91.gif - ускорение движения.


Выбор направления зажимной силы

При выборе направления зажимной силы Q необходимо придерживаться следующих правил:

  1. зажимная сила должна быть направлена перпендикулярно поверхности установочных элементов, чтобы к ним прижать установочную базу заготовки;

  2. при установке на несколько базовых поверхностей сила зажима должна быть направлена на тот установочный элемент, с которым заготовка имеет наибольшую площадь контакта;

  3. направление силы зажима должно совпадать с направлением веса заготовки; это облегчает работу зажимного устройства;

  4. направление силы зажима должно совпадать с направлением силы резания.

Покажем это на примере (рисунок 14).

hello_html_m6acf073.jpg

Рисунок 14. Расчётные схемы определения величины зажимной силы

  1. Сила зажима hello_html_4e3dd032.gif и сила резания hello_html_777fe0b1.gif имеют одинаковое направление и действуют на опору. В этом случае сила зажима минимальна hello_html_4f29eb33.gif (см. рисунок 14).

  2. Силы имеют противоположное направление. Тогда hello_html_m533ffb0b.gif, где hello_html_3eb40b6c.gif - коэффициент запаса hello_html_m3ce58066.gif.

  3. Силы направлены взаимно перпендикулярно, и силе резания противодействуют силы трения на опоре и в точке зажима. Тогда hello_html_m507822aa.gif, отсюда

hello_html_m76d396e.gif,

где hello_html_m7c1052cb.gif - коэффициент трения (при контакте обработанных поверхностей с опорами, пластинами hello_html_m301da5e1.gif); hello_html_m21c0a46b.gif - при контакте необработанных поверхностей с установочными штырями со сферической головкой; hello_html_8cc9cfc.gif - при контакте с закаленными рифлёными элементами (губки кулачков, тисков, опор).


2.4.3.1.Расчет потребного усилия зажима.

- Правила выбора зажимного усилия (1 стр)

- Расчет потребной силы зажима

Расчеты зажимной силы при различных схемах установки и закрепления

    1. Определение зажимной силы, предупреждающей поступательное перемещение заготовки. Уравнения равновесия составлены (с учётом коэффициента запаса, но без учета веса заготовки).

Для случая (рисунок 15, а), когда составляющая силы резания hello_html_4a2c2520.gif прижимает заготовку к установочным элементам. Условие равновесия будет иметь вид:

hello_html_50a83586.gif,

отсюда

hello_html_5e9793a.gif.

hello_html_m78f5f0b7.jpg

Рисунок 15. Расчётные схемы для определения силы зажима: а – составляющая hello_html_4a2c2520.gif прижимает заготовку к опоре; б – составляющая hello_html_4a2c2520.gif отрывает заготовку от опоры

Для случая (рисунок 15,б), когда составляющая силы резания hello_html_4a2c2520.gif отрывает заготовку от установочных элементов приспособления, условие равновесия примет вид:

hello_html_m1a5b7d01.gif,

отсюда

hello_html_m1ad21b74.gif.

Рассмотрим более общий случай, когда к заготовке приложены силы резания hello_html_m2f5290c9.gif и hello_html_4a2c2520.gif и учитывается вес заготовки (рисунок 16).

Для упрощения примем, что все коэффициенты трения одинаковы. Под действием сил резания hello_html_m2f5290c9.gif и hello_html_4a2c2520.gif заготовка стремится повернуться против часовой стрелки вокруг точки hello_html_7bb58065.gif. При этом возникает реакция hello_html_m2f5290c9.gif, сила трения hello_html_5deaa666.gif, сила трения hello_html_mc112d6.gif. Повороту будут препятствовать моменты от силы трения hello_html_5deaa666.gif, веса заготовки, силы трения hello_html_m5218bd4f.gif и зажимной силы hello_html_4e3dd032.gif.

Определяем сумму проекций всех сил на вертикальную ось:

hello_html_4ca875cd.gif,

отсюда

hello_html_69b2ab11.gif.

Составим уравнение моментов относительно точки hello_html_7bb58065.gif:

hello_html_22745850.gif. Подставим в это уравнение значение R . Тогда: hello_html_2c689fe5.gif.

Отсюда

hello_html_m653542cd.gif.

    1. Определение зажимной силы, предупреждающей провертывание заготовки под действием момента резания (рисунок 16):

  1. заготовка, обрабатываемая в кулачковом патроне, находится под действием момента резания hello_html_61001c82.gif. Заготовка удерживается от проворота моментом трения между кулачками и заготовкой. Условие равновесия будет иметь вид:

hello_html_m52ae7d9d.gif.

Отсюда

hello_html_m40669c78.gif,

где hello_html_m601acf03.gif - число кулачков.

Если имеется значительная осевая сила hello_html_m445843e5.gif, а заготовка не имеет упора торцом, то необходима дополнительная сила трения, которая будет препятствовать осевому сдвигу заготовки (см. рисунок 17).

hello_html_6f940cd8.png

Рисунок 15. Расчётные схемы для определения силы Q при сложном нагружении заготовки

hello_html_5f5f187c.png

hello_html_m1f247e1f.png

Рисунок 16. Расчётная схема для определения зажимной силы при действии момента резания

Рисунок 17. Расчётная схема определения зажимной силы при совместном действии момента резания и осевой силы

Тогда сила зажима будет равна

hello_html_49b0103a.gif.

  1. Заготовка центрируется на пальце и прижимается к трем точечным опорам несколькими прихватами (см. рисунок 17). Под действием hello_html_61001c82.gif заготовка удерживается от поворота моментами трения на опорах и между прихватами и заготовкой. Принимая реакции на опорах равными, запишем условие равновесия:

hello_html_m7afc276f.png

hello_html_7d17fa1a.png

Рисунок 18. Расчётная схема определения зажимной силы при установке заготовки на цилиндрический палец и опорные штыри

Рисунок 19 Расчётная схема для определения схема зажима при установке заготовки в призму

hello_html_3aaf6a93.gif,

где hello_html_m27221251.gif - число опор; hello_html_2938701c.gif - число прихватов. Отсюда

hello_html_27ced46a.gif.

Заготовка закреплена в призме с углом hello_html_2e28ff68.gif (рисунок 19). Если на торце заготовки нет сил трения, то условие равновесия имеет вид:

hello_html_m3c82e450.gif,

где hello_html_m24dc6c2.gif - коэффициент трения между деталью и зажимным устройством; hello_html_m50a92d89.gif - коэффициент трения между деталью и призмой.

Учитывая, что hello_html_61cec9ed.gif, a hello_html_m58714e70.gif, найдём

hello_html_m359a7a9c.gif

При действии значительной осевой силы и отсутствии упора необходима дополнительная сила трения для предотвращения осевого сдвига заготовки. Величину этой силы hello_html_m445843e5.gif определим из уравнения равновесия:

hello_html_m1484c61c.gif

или

hello_html_m60c81d65.gif.

Отсюда

hello_html_728cd0e4.gif

Суммарная величина силы зажима, необходимой для надежного закрепления заготовки при одновременном действии hello_html_61001c82.gif и hello_html_m445843e5.gif, составит:

hello_html_m346c1ea.gif


Рычажные зажимные механизмы

Применяются в виде двуплечего рычага в сочетании с различными садовыми источниками. С помощью рычага можно изменять величину и направление силы зажима. Все конструктивные разновидности рычажных механизмов могут быть сведены к трем принципиальным силовым схемам.

hello_html_m2ab238e7.jpg

Рисунок 20. Принципиальные силовые схемы расчётных зажимных механизмов

Схема, изображенная на рис. 5.9, а, наиболее компактна, но её передаточное отношение всегда hello_html_m31a70008.gif. Схема на рис. 5.9, б применяется для изменения направления силы зажима. Третья схема на рисунке 20, в, даёт наибольший выигрыш в силе, но в конструктивном отношении она громоздка, так как требует большого хода силового источника, а в эксплуатации неудобна, потому что заготовку необходимо устанавливать под рычаг. Преимущества рычажных механизмов: простота конструкции, значительный выигрыш в силе или перемещениях, постоянство силы закрепления, возможность закрепления заготовки в труднодоступном месте, удобство в эксплуатации, надежность.

Недостатки: не предназначены для закрепления нежестких заготовок, являются несамотомозящими.

Расчёт рычажных зажимных механизмов

  1. Исходные данные: hello_html_4e3dd032.gif - сила зажима заготовки потребная; hello_html_m1172544e.gif- допуск

на размер заготовки.

hello_html_m25419f65.gif,

где hello_html_m5ab23d75.gif и hello_html_2de73ed0.gif - плечи рычага; hello_html_7194c48e.gif - исходное усилие; η - коэффициент полезного действия hello_html_1221cc73.gif;

hello_html_m36727a84.gif,

где hello_html_m6b986504.gif и hello_html_7269cdd3.gif - перемещения рычага в точках приложения сил, hello_html_2aebef93.gif.

Для первой схемы (см. рисунок 20, а) условие равновесия

hello_html_m6273a3e2.gif.

Отсюда

hello_html_m4a1c147d.gif.

Для второй схемы (см. рисунок 20, б) условие равновесия

hello_html_60bb2322.gif.

Отсюда

hello_html_m25419f65.gif.

Для третьей схемы условие равновесия

hello_html_6ccac4a.gif.

Отсюда

hello_html_m71b0ae74.gif.

  1. Выбирают схему рычажного зажима.

  2. Вычисляют ход hello_html_m17a643a8.gif. hello_html_757f44c4.gif мм - гарантированный зазор; hello_html_58b7d918.gif - запас хода (учитывает износ и погрешности изготовления рычажного механизма); hello_html_m78d57faa.gif мм; hello_html_m57e3243a.gif кН/м - жёсткость рычажного механизма.

  3. Вычисляют для принятой схемы hello_html_7194c48e.gif и hello_html_7269cdd3.gif.

  4. Из уравнения равновесия рычага определяют реакцию hello_html_m1c13e92f.gif в опоре рычага.

  5. Находят диаметр hello_html_m3eb4d443.gif опоры рычага из условия прочности на смятие hello_html_42d9d3b8.gif

(hello_html_m1c13e92f.gif - в ньютонах, hello_html_m3eb4d443.gif - в миллиметрах).

  1. Ширину рычага hello_html_m63aa4fa9.gif принимают равной hello_html_m3eb4d443.gif, т. е. hello_html_1ae3bbcc.gif.

  2. По вычисленным значениям hello_html_7194c48e.gif и hello_html_7269cdd3.gif выбирают привод рычажного механизма.


РАСЧЕТ ЗАЖИМНЫХ МЕХАНИЗМОВ

При проектировании приспособлений по найденной силе зажима hello_html_4e3dd032.gif надо установить тип и основные размеры зажимного устройства и определить силу, которую развивает привод. Для любого зажимного механизма уравнение сил имеет вид:

hello_html_5ad5a04b.gif,

где hello_html_7194c48e.gif - исходное усилие, развиваемое приводом; hello_html_52908ad7.gif - передаточное отношение сил, которое характеризует конструктивные параметры механизма (hello_html_52908ad7.gif называют также коэффициентом усиления, так как он показывает, во сколько раз усилие hello_html_4e3dd032.gif, развиваемое силовым механизмом, больше исходного усилия).

Рассмотрим конструктивные разновидности типовых зажимных механизмов и методику определения силы зажима для каждого из них.


Винтовые зажимные механизмы

Они получили самое широкое распространение и применяются в приспособлениях с ручным закреплением заготовок, с механизированным приводом, а также на автоматических линиях при использовании приспособлений-спутников.

Преимущества: простота конструкции, невысокая стоимость, высокая надежность в работе.

В качестве винтового механизма обычно применяют винтовую пару с метрической резьбой;

Передача усилия зажима hello_html_4e3dd032.gif осуществляется перемещением винта при неподвижной резьбовой втулке или вращением гайки при неподвижной шпильке (рисунок 21, 22).

hello_html_5e1b41f6.jpg

Рисунок 21. Схема закрепления нажимным винтом

Номинальный (наружный) диаметр винта определяется по формуле:

hello_html_5ca20a14.gif,


hello_html_7a89ead4.jpg

Рисунок 22. Схема закрепления гайкой

где hello_html_4e3dd032.gif - зажимное усилие; hello_html_d1b6c5e.gif - допускаемое напряжение при растяжении. Для винтов из стали 45 hello_html_333a737b.gif МПа (hello_html_7e90084a.gif кгс/мм2); hello_html_m2844d90f.gif для метрической резьбы.

Чтобы получать требуемое усилие зажима hello_html_4e3dd032.gif, к головке винта или гайке необходимо приложить момент

hello_html_m5bd943b.gif,

где hello_html_m7dabe9c0.gif - средний радиус резьбы, мм; hello_html_2e28ff68.gif - угол подъема резьбы, град.; hello_html_644d471.gif - угол трения в резьбе; hello_html_3e71a27e.gif - момент трения на опорном торце гайки или в месте контакта торца нажимного винта.

Величина hello_html_3e71a27e.gif зависит от конструкции пяты зажимного винта

hello_html_m48c1266b.gif,

где hello_html_m7f97fea9.gif - коэффициент трения hello_html_3009e4b.gif; hello_html_m6341341e.gif и hello_html_23544142.gif - наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки или торца нажимного винта.

Приняв для метрической резьбы среднее значение угла hello_html_m7cfc8300.gif (для резьб от М8 до М52) hello_html_m25450d4b.gif; hello_html_2921e831.gif; hello_html_m7fb3e40.gif; hello_html_m1a7ad7dd.gif и hello_html_m6b39b20d.gif, получим упрощённую формулу для определения момента М:

hello_html_m452886f0.gif

Чтобы создать момент hello_html_465b1232.gif, необходимо приложить на плече hello_html_m23b673a1.gif исходное усилие hello_html_7194c48e.gif, т.е.

hello_html_2153f6e8.gif.

Тогда получим hello_html_m2ba43773.gif.

Отсюда hello_html_m3b197bce.gif (этой формулой можно пользоваться в практических расчётах).

Момент открепления для случая hello_html_m9183e33.gif

hello_html_17de49aa.gif.

При откреплении с учетом силы трения покоя величины hello_html_644d471.gif и hello_html_m7f97fea9.gif следует принимать на hello_html_m628fc640.gif больше, чем при закреплении.

Винты рекомендуется выполнять из стали 45. Твердость концевой части винта hello_html_m67084904.gif. Резьба выполняется степени точности hello_html_m5afc4dda.gif. Направляющие резьбовые втулки обычно изготавливают из углеродистой конструкционной стати марки 35 или 45 без закалки (300...350 НВ).

Ключи рекомендуется применять только торцовые с шестигранным или квадратным отверстием как более удобные в работе. Материал ключей - низкоуглеродистые стали марок Сталь 10 или 20 с цементацией и закалкой рабочей части ключа до твердости hello_html_45b65985.gif.

Недостатки резьбовых зажимов: громоздкость, недостаточная быстрота действия, непостоянство силы зажима, быстрая утомляемость рабочего.


Клиновые зажимные механизмы

Применяются в зажимных устройствах приспособлений преимущественно с пневматическим приводом. Просты в изготовлении, компактны, позволяют увеличивать и изменять направление исходного усилия. Если клиновой механизм применяется для перемены направления силы зажима, то угол клина hello_html_748ab412.gif, а если для увеличения силы зажима, то hello_html_m7d645b15.gif (углы самоторможения).

Расчет силы зажима в механизме с плоским клином с одним скосом

Пусть под действием исходного усилия клин перемещает ползун в направлении, перпендикулярном перемещению клина (рисунок 23).

При движении клина на его плоскостях возникают нормальные силы hello_html_4e3dd032.gif и hello_html_m18068b.gif и силы трения hello_html_m3fd88e79.gif и hello_html_m40ca6d27.gif, причём

hello_html_7f950641.gif;

hello_html_m3707834d.gif,

где hello_html_m3971b216.gif - угол трения на наклонной плоскости клина; hello_html_532db51a.gif - угол трения на основании клина; hello_html_m24dc6c2.gif - коэффициент трения между клином и ползуном; hello_html_m50a92d89.gif - коэффициент трения между клином и корпусом приспособления.

hello_html_m77aca407.jpg

Рисунок 23. Расчётная схема для определения силы зажима в механизме с плоским клином с одним скосом

Рассмотрим равновесие клина.hello_html_m639c743f.gif разложим на hello_html_4e3dd032.gif и hello_html_777fe0b1.gif (вертикальная составляющая hello_html_4e3dd032.gif равна по величине силе hello_html_4e3dd032.gif на основании клина, так как в зажатом состоянии клин находится в равновесии). Из многоугольника сил (см. рисунок 23) найдем:

hello_html_4b16ea6b.gif.

Спроецируем все силы на направление перемещения клина. Тогда получим

hello_html_508c9e3.gif(6.1).

Или с учетом (6.1) можно записать:

hello_html_7f32722b.gif.

Отсюда

hello_html_42450605.gif.

Условие самоторможения клина hello_html_29b3f58c.gif. При hello_html_m3ad76632.gif и hello_html_4b77099b.gif получим hello_html_m5f30c71b.gif.

Обычно hello_html_m3d7530f8.gif, а углы трения

hello_html_7c817039.gif.

Недостаток клиновых механизмов - низкий КПД. При hello_html_m4dbadd4f.gif- потери на трение 70%, а при hello_html_748ab412.gif - 25%.

Заменяют трение скольжения трением качения, применяя опорные ролики для уменьшения потерь на трение. Это позволяет получить зажимные усилия, большие на 30...50%, при одной и той же силе hello_html_7194c48e.gif (рисунок 24).

hello_html_ae59a51.jpg

Рисунок 24. Расчётная схема для определения схемы зажима в клиновом механизме с роликами

Тогда усилие зажима определится по выражению


hello_html_m4808ebe2.gif,

где hello_html_1711bba9.gif и hello_html_m53205f48.gif - приведенные углы трения.

hello_html_m3bb7a750.gif; hello_html_c6fdb7.gif,

hello_html_4f8b821b.gif- диаметр опорного ролика; hello_html_m3eb4d443.gif - диаметр оси ролика.

Клиновые механизмы с роликами обычно используются в качестве усилителей и являются несамотормозящими hello_html_22568ca9.gif; самотормозящие клинья обычно выполняют с ломаной накладной плоскостью под углами hello_html_2e28ff68.gif и hello_html_m154a5599.gif. При перемещении по первому скосу клина с углом hello_html_m154a5599.gif(рисунок 25) зажимной элемент быстро подводится к детали, на втором скосе деталь окончательно закрепляется.

hello_html_m1806196c.jpg

Рисунок 25 Схема закрепления заготовки клином с двумя скосами


Эксцентриковые зажимные механизмы

Являются самыми быстродействующими из всех ручных зажимных механизмов. По быстродействию они сравнимы с пневматическими зажимами. Применяются две конструктивные разновидности эксцентриков: круговые и криволинейные.

Круговые представляют собой диск или валик со смещённой осью вращения. У криволинейных эксцентриков профиль очерчен по архимедовой или логарифмической спирали.

При проектировании эксцентрикового зажима необходимо по требуемой для закрепления заготовке и силе зажима hello_html_4e3dd032.gif определить его конструктивные параметры (рисунок 26).

Исходные данные для расчёта: hello_html_m20941de0.gif - допуск на размер заготовки от установочной базы до места приложения силы закрепления; hello_html_2e28ff68.gif - угол поворота эксцентрика от начального положения; hello_html_4e3dd032.gif- потребная сила закрепления заготовки.

В результате расчёта должны быть определены: hello_html_m67e04c39.gif - эксцентриситет; hello_html_m3eb4d443.gif - диаметр цапфы; hello_html_m63aa4fa9.gif - ширина рабочей поверхности эксцентрика; hello_html_m23b673a1.gif - длина рукоятки.

Изобразим расчётную схему. В начальном положении эксцентрик располагают таким образом, чтобы его ближайшая к оси точка профиля hello_html_718f0f76.gif была обращена к зажимаемой поверхности. При этом между эксцентриком и зажимаемой поверхностью останется зазор hello_html_m341368d4.gif, необходимый для установки детали. Этот зазор обеспечивается соответствующим выбором размера hello_html_m7dfe4427.gif между установочным элементом приспособления и осью эксцентрика. Обычно hello_html_757f44c4.gif мм.

Для закрепления детали с усилием hello_html_4e3dd032.gif необходимо повернуть эксцентрик за рукоятку из начального положения на угол hello_html_2e28ff68.gif и в этом положении затянуть его с некоторым усилием hello_html_7194c48e.gif, приложенном на плече hello_html_m23b673a1.gif.

Величина угла hello_html_2e28ff68.gif зависит от фактического размера hello_html_m18068b.gif детали, который может колебаться в пределах допуска.

Эксцентриситет выбирается таким образом, чтобы эксцентрик приходилось поворачивать от начального положения на угол hello_html_2e28ff68.gif, не превышающий hello_html_m17d8cde5.gif. При этом в запасе должен оставаться некоторый участок рабочего профиля эксцентрика hello_html_m41137812.gif, предохраняющий его от перехода через "мертвую" точку. Обычно hello_html_3ac4affb.gif мм.

hello_html_m18e64b06.jpg

Рисунок 26. Схема действия сил в круговом эксцентрике

В общем случае, если угол поворота эксцентрика не ограничен, hello_html_5861954d.gif, то

hello_html_7a32ff93.gif,

где hello_html_680c16df.gif - жесткость зажимного устройства (hello_html_m2c66f9d9.gif кН/м); hello_html_m589d0419.gif учитывает увеличения расстояния между заготовкой и эксцентрикой за счет упругой деформации деталей узла зажима; или

hello_html_55a9f15c.gif.

Если угол поворота hello_html_2e28ff68.gif ограничен hello_html_a0275d6.gif, то hello_html_45e4c6e3.gif (находится из уравнения перемещения эксцентрика).

Диаметр эксцентрика определяют из условия самоторможения по выражению

hello_html_m7b5372db.gif,

где hello_html_6d430a25.gif - коэффициент трения покоя в цапфе. Для полусухих поверхностей hello_html_e69b466.gif, где hello_html_m3eb4d443.gif - диаметр оси эксцентрика; hello_html_m453445bd.gif, здесь hello_html_m63aa4fa9.gif -
ширина оси эксцентрика (обычно hello_html_1ae3bbcc.gif;
hello_html_m63c761be.gif- допускаемое напряжение на смятие; hello_html_m1fd13079.gifМПа; hello_html_6f95504e.gif - угол трения (для полусухих поверхностей hello_html_m534291fa.gif, а hello_html_m6d8e3ffb.gif), или hello_html_2e9ecc9.gif при hello_html_58b55ed7.gif.

В общем случае для обеспечения самоторможения должно выполняться условие hello_html_m79de0cf1.gif или hello_html_219e4387.gif. Ширину рабочей части эксцентрика hello_html_m63aa4fa9.gif определяют по выражению

hello_html_ff1ad73.gif

или

hello_html_m48abd37c.gif,

где hello_html_4e3dd032.gif - усилие зажима; hello_html_m4f26a87a.gif - модуль упругости материала (для стали hello_html_4580e880.gif МПа); hello_html_7691e7c8.gif - допускаемое напряжение в месте контакта эксцентрика с заготовкой (для закаленной стали hello_html_6809ac44.gif МПа).

Если расчетное значение hello_html_5e4d30c5.gif, то принимают hello_html_50664e33.gif.

Для определения зажимного усилия hello_html_4e3dd032.gif, развиваемого эксцентриком при приложении на плече в hello_html_m23b673a1.gif исходного усилия hello_html_7194c48e.gif, используют приближённую формулу

hello_html_369eee3.gif,

где hello_html_m23b673a1.gif - длина плеча; hello_html_m67e04c39.gif - угол трения; hello_html_m3521cd03.gif, здесь hello_html_2e28ff68.gif - угол поворота от начального положения.

При расчете эксцентрикового механизма следует исходить из наиболее неблагоприятного случая, когда механизм развивает минимальное усилие hello_html_4e3dd032.gif. Усилие hello_html_4e3dd032.gif будет минимальным при максимальном значении hello_html_m5cd185c2.gif, т.е. при hello_html_202146eb.gifили при hello_html_361f2724.gif, но при hello_html_m534291fa.gif угол hello_html_m6d8e3ffb.gif. Тогда hello_html_7db520dd.gif.

Это значение hello_html_25ffffae.gif соответствует углу поворота hello_html_m294c509f.gif. Обычно для закрепления деталей используется часть профиля, находящаяся вблизи угла hello_html_ma83c9cb.gif.Поэтому для неблагоприятного случая формула принимает вид hello_html_53df275f.gif. Отсюда hello_html_m1a65c7d2.gif.

Рекомендуется принимать hello_html_m23b673a1.gif, мм, в следующих пределах: hello_html_m7850f120.gif.

Для надёжного закрепления надо, чтобы hello_html_213f1118.gif.


2.4.3.2 Расчет основных параметров зажимного устройства (расчет привода)

- Расчет зажима механизма сводится к определению размеров привода .

Если привод ручной ,то производится расчет усилителя зажима

Для этого в зависимости от конструкции привода выполняется расчет размеров механизма привода (пневмоцилиндр или диафрагменная камера) с учетом действия усилителей зажима ( рычаги, клинья). Расчет ведется по формулам.

Полученные размеры округляются до стандартного в большую сторону

- Эскиз или рисунок (схематично) привода (пневмоцилиндр , диафргменная камера) с указанием размеров необходим для расчета силы зажима.

Поршневые и диафрагменные пневмоприводы.

Источником энергии как в поршневых, так и в диафрагменных пневмоприводах служит сжатый воздух. Цеховая или заводская компрессорная установка обычно создает давление порядка hello_html_m792dc4ef.gifМПа.

Различают пневмоприводы двустороннего действия, в которых поток совершает как рабочий, так и холостой ход под воздействием сжатого воздуха, и одностороннего действия, при котором обратный ход поршня или диафрагмы осуществляется пружиной.

Использование пневмоприводов одностороннего действия обеспечивает экономию сжатого воздуха до hello_html_m2025086d.gif. Но при этом возрастают габариты пневмодвигателей в осевом направлении, а кроме того они развивают меньшее усилие, так как hello_html_m1079440.gif зажимного усилия поглощается пружиной.

Пневмодвигатели одностороннего действия применяют в следующих случаях:

  1. когда не требуется большой ход штока;

  2. когда сила зажима передаётся непосредственно на заготовку или рычаг, т.е. когда не требуется большой силы для отвода зажимных элементов в исходное положение.

Усилие на штоке (рисунок 27) определяется по формуле hello_html_617f2bc5.gif, где hello_html_m428def4d.gif- КПД (hello_html_19ec948c.gif), учитываетпотери на трение; hello_html_m1fdb6466.gif - усилие возвратной пружины в конце рабочего хода; hello_html_4f8b821b.gif - внутренний диаметр пневмоцилиндра; hello_html_777fe0b1.gif - давление воздуха. В расчётах принимают hello_html_74082a67.gif МПа (4 кгс/см2) с учётом возможной утечки воздуха и одновременной работы нескольких потребителей.

hello_html_m5f7cc536.jpg

Рисунок 27. Схема определения усилия на штоке поршневого пневмопривода

hello_html_7b228cb.jpg

Рисунок 28. Схема определения усилия на штоке пневмокамеры

При расчете усилия на штоке пневмокамеры (рисунок 28) считают, что камера развивает такое же усилие, что и цилиндр диаметра hello_html_32343c3.gif, тогда

hello_html_769047c5.gif.

Ход штока hello_html_m15dcd5b8.gif, где hello_html_cc1127f.gif - стрела выпуклости.

Методика расчёта пневмоприводов.

Исходными данными для расчёта зажимных устройств с пневматическими силовыми агрегатами являются: потребная сила зажима заготовки hello_html_4e3dd032.gif, давление сжатого воздуха hello_html_777fe0b1.gif, ход зажимного элемента hello_html_3457e363.gif.

По заданным hello_html_4e3dd032.gif и hello_html_777fe0b1.gif находят диаметр цилиндра hello_html_4f8b821b.gif, величину которого округляют до ближайшего большего значения по нормальному ряду: 50; 65; 75; 100; 125; 150; 200; 250; 300.

Для поршневого пневмодвигателя двустороннего действия диаметр цилиндра hello_html_4f8b821b.gif может быть определён по величине давления в бесштоковой полости

hello_html_fa7a8c8.gif. (7.1)

Для упрощения расчёта и создания некоторого запаса усилия из формулы исключают КПД hello_html_m428def4d.gif, но найденную расчетом потребную силу зажима hello_html_4e3dd032.gif на штоке увеличивают в 1,5 раза и диаметр цилиндра находят по формуле

hello_html_md80b135.gif

Отсюда

hello_html_12d16abc.gif, см,

где hello_html_170ddbc6.gif МПа (4 кгс/см2).

Найденное значение диаметра hello_html_4f8b821b.gif округляют до стандартного и уточняют по формуле (7.1) действительную силу на штоке.

Величина hello_html_3457e363.gif определяет длину хода штока и пневмокамеры.

Расчетные диаметры hello_html_4f8b821b.gif диафрагм (диаметры “в свету”) выбираются из ряда 125, 160, 200, 250, 320, 400 мм.

Толщина hello_html_25ca66e5.gif диафрагмы и диаметр hello_html_m3eb4d443.gif опорной шайбы выбираются в зависимости от д

2.4.4. Выбор и описание направляющих элементов приспособления.

- Если в конструкции предусмотрен направляющий элемент , (1 стр., конспект) то необходимо дать определение направляющего элемента и описать его назначение.

- изложить характеристику направляющего элемента, т.е. наименование , размеры , материал , термоообработку , технические условия

- Эскиз направляющего элемента с указанием основных размеров, шероховатости.

2.4.5. Выбор и описание вспомогательных элементов (1 стр)

- назначение вспомогательных элементов, перечень конкретных приспособлений и краткая характеристика (ручки , ножки , шайбы, винты );указать количество направляющих элементов.

2.4.6. Выбор и описание корпуса приспособления (2 стр)

- Что называется корпусом и его назначение

2 функции: 1) с помощью корпуса приспособление крепится на станке

2) в корпусе предусмотрены такие поверхности и детали, которые ориентируют приспособление на станке относительно режущего инструмента .

Дать характеристику корпуса ( форма, размеры , материал ) и описание деталей для крепления корпуса на станке и установочных элементов , ориентирующих корпус относительно режущих инструментов на станке .


Корпус может быть литым или сварным. Жесткость корпуса определяет точность станочного приспособления. Корпус приспособления воспринимает все усилия, действующие на обрабатываемую деталь в процессе закрепления и обработки, а поэтому должен обладать достаточной прочностью, жесткостью и виброустойчивостью. Это обеспечивается выбором рациональной конструкции корпуса и введением ребер жесткости.

На корпусе предусматриваются посадочные поверхности, по которым приспособление ориентируется на станке, а также поверхности для размещения установочных и направляющих элементов.

Таким образом, корпус несет на себе три группы важнейших для выполнения своего служебного назначения поверхностей:

  1. поверхности, которыми приспособление ориентируется на станке в технологической системе;

  2. поверхности, ориентирующие установочные элементы;

  3. поверхности, ориентирующие элементы дал направления и определения положения инструментов.

Корпус является наиболее трудоемкой частью приспособления, поэтому при его изготовления особенно велика роль стандартизации и нормализации.

На практике наибольшее распространение получили литые и сборные корпуса. Жесткость сборного корпуса несколько ниже, чем цельного литого.

Литые корпуса и части сборных корпусов обычно отливают из чугуна марок СЧ18 и СЧ35. Реже применяют стальное литье. В отдельных случаях используют легкие сплавы на алюминиевой основе или эпоксидные компаунды.

Для сварных корпусов используют листовую сталь. Для сварных конструкций используются хорошо свариваемые стали марок Ст 3-5 или сталь 10-25. После предварительной механической обработки корпуса ответственных приспособлений подвергают старению.

Для снижения трудоемкости изготовления приспособлений используют стандартные литые заготовки корпусов. Путем их дополнительной обработки удается сравнительно быстро получить готовый корпус.

Дальнейшим шагом вперед явилась стандартизация элементов корпусов. Стандартизовано 18 типов и 260 типоразмеров элементов корпусов (плиты стальные и чугунные, коробки, швеллеры, угольники, фланцы). Из стандартизированных элементов можно собирать конструкции приспособлений, которые будут использованы в различных компоновках.


Сделать эскиз корпуса. На эскизе показать размеры установочной поверхности , элементы для крепления корпуса на столе и габаритные размеры. Разрешается корпус выполнять в одной проекции ( главный вид ).

2.5 ВЫВОД


В конце работы делается вывод о возможной области использования спроектированного приспособления. Дается характеристика его сильным и слабым сторонам.


2.7 ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА



1 Станочные приспособления. Справочник: т.1,2/Под ред. Б.Н. Вардашкина. М.: Машиностроение, 1984.

2 Терликова Т.Ф. Основы конструирования приспособлений. М.: Маши–ностроение, 1980.

3 Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Минск: Высшая школа, 1986.


Методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине "Технологическая оснастка"
  • Технология
Описание:

Методическое пособие по дисциплине "Технологическая оснастка"

Курсовой проект занимает важное место в формировании знаний по проектированию технологической оснастки для нужд машиностроения.

Курсовой проект представляет собой работу, требующую знания и умения по ведущим дисциплинам специальности (151901). Кроме того, решение задач курсового проекта предусматривает максимальное использование знаний общетехнических и специальных дисциплин, приобретенных при обучении в колледже.

Курсовой проект разрабатывается по индивидуальному заданию, которое утверждается зам начальника колледжа по учебной работе и согласовывается с председателем цикловой комиссии за один месяц до начала работы.

Объектом курсового проекта является разработка конструкции специального станочного приспособления. Конструирование станочных приспособлений является творческим процессом. Основная сложность состоит в том, что представляемая в схемах и чертежах конструкция существует только в голове разработчика. В результате анализа известных конструкций, должно синтезироваться новое приспособление, отвечающее основным эксплуатационным требованиям.

Целью курсового проекта является изучение методики конструирования станочных приспособлений, основных требований к оформлению конструкторской документации и условий обеспечения основных требований к конструкции приспособлений.

Поставленная в проекте цель достигается решением следующих основных задач:

- анализ конструкции детали, выданной студенту в качестве задания

- выбор варианта конструкции станочного приспособления

- расчет основных технических параметров будущей конструкции

- экономическая оценка от внедрения данного приспособления в производство

Настоящие методические указания являются частью учебно-методической литературы, которая разрабатывается в техникуме цикловой комиссией общепрофессиональных и специальных дисциплин для студентов специальности 151901.

Автор Кольчугина Елена Аркадьевна
Дата добавления 10.09.2016
Раздел Технология
Подраздел Другое
Просмотров 139
Номер материала MA-067716
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓