Проработка операционного эскиза приспособления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Приспособления предназначены для установки или направления заготовки или инструмента при выполнении технологической операции. Установка включает в себя базирование объекта и его закрепление. Поэтому основными частями приспособления являются корпус, базирующие (установочные) и зажимные элементы. Использование приспособлений способствует повышению точности и производительности обработки, контроля деталей и сборки изделий.

Применение приспособления может существенно снизить время установки и тем самым повысить производительность процесса там, где время установки объекта соизмеримо с основным технологическим временем. От качества приспособления в значительной степени зависит эффективность технологических процессов изготовление деталей и сборки изделий. Жёсткость приспособления влияет на жесткость всей технологической системы. Какой бы не была жёсткость других элементов технологической системы, жёсткость самой технологической системы не будет превышать жёсткость приспособления.

Приспособления классифицируют по степени специализации, по технологическим процессам, по технологическому оборудованию.

Классификация приспособлений имеет большое практическое значение. С помощью классификации решают вопросы типизации, унификации, стандартизации самих приспособлений и их элементов, определяют потребности в приспособлениях по номенклатуре. Она лежит в основе информационных систем.

1. Проработка операционного эскиза

Рисунок 1 - Операционный эскиз

Проработка операционного эскиза заключается в тщательном выявлении и уточнении всех условий выполнения технологической операции. Выполняя анализ, следует чётко представить конструкцию детали, выявить какие поверхности подвергаются обработке, с какой точностью требуются обеспечить размерные связи, обратив внимание на точность и расположение поверхностей (параллельности, перпендикулярности, соосности и.т.д.)

При проработке операционного эскиза необходимо:

1) выполнить эскиз заготовки на операцию, для которой проектируется приспособление (технологическая оснастка), так чтобы все выдерживаемые размеры были понятны.

2) Разработать установочно-зажимные приспособления для детали плита защитная на операцию сверление, зенкерование и нарезание резьбы в размеры 4 отв М30-Н7, выдерживая Ш520, 4 отв М16-Н7, выдерживая размер Ш115 и 4 отв М12-Н7, в размер Ш650.

3) Выявить поверхности, которые будут обрабатываться на данной операции, и изобразить на эскизе линиями, утолщёнными в два-три раза. На данной операции сверлим отверстия и нарезаем резьбу, поэтому выделяем их толстыми линиями.

4) Выявить размеры, характеризующие обрабатываемые поверхности, и размеры, связывающие обрабатываемые поверхности, и размеры, связывающие их с другими поверхностями. Размеры поставить на эскизе.

5) Определить точность всех размеров, которые будут достигнуты при выполнении данной операции

Отверстия выполняются по 7 квалитету с отклонением +0.033 и допуском от взаимного расположения по h12 (^+0.25)

Проставить шероховатость поверхностей, соответствующую точность размеров, которая будет получена на данной операции.

Шероховатость указанных отверстий соответствует Ra6,3

7) Выявить требования к расположению поверхностей, обеспечиваемые на рассматриваемой операции. Нанести на эскиз или записать как техническое требование

Отклонение от перпендикулярности поверхности Д относительно плоскости не более 0,3.

Позиционный допуск положения отверстия М30-7Н не более 3 мм., М16-7Н не более 0,5 мм., М12-7Н не более 0,5 мм.

6) Разработать техническое задание на проектирование устройства.

Разработать установочно-зажимное приспособление для детали «Плита», на операцию сверления отверстий и нарезания резьбы М30-7Н, выдерживая размер Ш520, М12-7Н, выдерживая размер Ш650, М16-7Н, выдерживая размер Ш110. Приспособление должно обеспечить ориентацию заготовки плиты с точностью по Н9. Отклонение от параллельности плоскости Г относительно плоскости В не более 0,15.

Рисунок 2 - Схема базирования

2. Анализ базовых поверхностей, выбор и установка установочных элементов

Исходя из условий выполнения операции и операционного эскиза, уточнить правильность расположения опорных точек на базовых поверхностях заготовки в соответствии с ГОСТ 21495-76 «Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения». На схеме должна быть показана заготовка в двух - трёх проекциях с шестью опорными точками. Опорные точки обозначаются условными значками на всех проекциях. Рядом со знаком ставится порядковый номер опоры.

После анализа базовых поверхностей заготовки выбрать стандартные или разработать установочные элементы.

При анализе базовых поверхностей, выборе и разработке установочных элементов приспособления необходимо:

1) Определить положение каждой опорной точки в соответствии с правилом шести точек и нанести их на эскиз.

Для обеспечения требуемой точности определяем положение каждой опорной точки, наносим на эскиз и устанавливаем технологические базы.

Установочная база 1,2,3, по поверхности Г.

Направляющая база 4,5 по ось отверстия Ш70Н11 и торцу крышки. Для исключения отклонений от прямого угла оси отверстий относительно плоскости и обеспечение параллельности осей отверстий Ш70, Ш85, Ш165, М30, М12, М16 относительно плоскости проходящей через ось Z.

Опорная база - точка 6, по оси отверстия Ш70Н11 обеспечивает выполнение заданных размеров по обрабатываемым плоскостям.

2) Написать какие поверхности или плоскости (в том числе и скрытые) приняты за технологические: установочная, направляющая и опорная база.

За технологическую установочную базу принимают поверхность Г по всей длине детали (нижняя плоскость основная).

За технологическую направляющую базу принимается плоскость проходящая по оси отверстия Ш70Н9 и поверхности заготовки плиты защитной. За опорную базу принимается плоскость проходящая перпендикулярно оси отверстия 70Н7 и противоположная поверхности для выполнения отверстий.

1) Решить и записать какую степень свободы у заготовки лишает каждая опорная точка в системе координат.

m1>Z Точка 1 лишает заготовку одной степени свободы: линейного перемещения вдоль координатной оси Z.

m2X Точка 2 лишает заготовку одной степени свободы: углового перемещения (поворота) вокруг координатной оси Х.

m3Y Точка 3 лишает заготовку одной степени свободы:

углового перемещения (поворота) вокруг координатной оси Y.

m4>Y Точка 4 лишает заготовку одной степени свободы: линейного перемещения вдоль координатной оси Y.

m5Z Точка 5 лишает заготовку одной степени свободы: углового перемещения (поворота) вокруг координатной оси Z.

m6>X Точка 6 лишает заготовку одной степени свободы: линейного перемещения вдоль координатной оси Х.

Точка 1 лишает заготовку одной степени свободы: линейного перемещения вдоль координатной оси Х.

4) Решить и записать, что обеспечивает, и для чего нужна каждая опорная точка при выполнении данной операции: либо для обеспечения положения заготовки в зоне обработки, либо для обеспечения точности положения (указать какую конкретно).

Чтобы ответить на вопрос что обеспечивает, и для чего нужна каждая опорная точка необходимо представить станок и инструмент в положении обработки рассматриваемой поверхности (Ш708h8) и отверстий Ш30Н7, Ш16Н7, Ш12Н7.

Далее исследуем влияние каждой опорной точки. Для этого смещая опорную точку в направлении угла по стрелке, наблюдаем за изменением положения заготовки относительно инструмента.

Первая точка на рассматриваемой технологической базе смещает заготовку в направлении стрелки. Вторая точка на этой базе при её смещении в направлении стрелок разворачивает заготовку относительно первой опорной точки. Третья точка на этой базе при её смещении в направлении стрелок разворачивает заготовку относительно оси проходящей через первую и вторую опорную точки. Четвёртая точка на рассматриваемой технологической базе смещает заготовку в направлении стрелки. Пятая точка на этой базе при её смещении в направлении стрелок разворачивает заготовку относительно четвёртой опорной точки.

В рассматриваемом случае точка 1 исключает смещение заготовки относительно оси Z изменяет размер (80^±0,75) и отверстий Ш24Н12, Ш36Н12 увеличение размеров при смещении точки 1 вниз и уменьшении при смещении точки 1 в верх.

(1) Обеспечивает (-) размер (80^±0,43) Вывод опорная точка1 исключает смещение заготовки относительно Z и обеспечивает выдерживание размеров (80^±0,43) и отверстий М30-Н7, М12-Н7, М16-7Н.

(2) Обеспечивает точность положения поверхностей // А; В.

Точка 2 исключает поворот заготовки вокруг оси Х и обеспечивает параллельность плоскостей

(3) Обеспечивает точность положения А; Д. Точка 3 исключает поворот заготовки вокруг оси Y.

(4) Обеспечивает взаимное положение осей в линейный размер осей отверстий М30-Н7, М12-Н7, М16-7Н.исключает линейное перемещение по оси Y.

(5) Обеспечивает параллельность // осей Г; Д обеспечивая размер (230^±0,75) и перпендикулярность осей отверстий М30-Н7, М12-Н7, М16-7Н.

(6) обеспечивает установку в зоне обработки.

Размера Ш708h14 линейные размеры взаимного расположения отверстия М30-Н7, М12-Н7, М16-7Н.

5) Определить место приложения сил зажима, нанести на эскиз. Силы зажима прилагаем напротив установочной базы (как показано на эскизе).

6) Дать характеристику базовым поверхностям (черновая, необработанная, предварительно обработанная, обработанная, плоская, цилиндрическая, наружная, отверстие, коническая, сочетание поверхностей, скрытая база какой поверхности).

3. Расчёт при базировании по плоскости и отверстиям

При установке детали по плоскости и двум отверстиям необходимо выполнять расчёты, связанные с установкой по пальцам.

Введем обозначения:

1 Поверхности установки деталей;

Из графического построения находим

Суммарная погрешность любого координирующего размера складывается из первичных поверхностей, которые принято делить на три группы.

Погрешности установки детали

Возникает в процессе установки деталей в приспособлении и складывается из погрешностей базирования и погрешности закрепления. Кроме того, в погрешности установки следует включать дополнительную погрешность, связанною с приспособлением: не точностью его изготовления, не точностью установки на станке, износом его установочных элементов.

2 Погрешности настройки станка.

Возникает в процессе установки режущего инструмента на размер или регулировке упоров и копиров для автоматического получения заданных размеров на станке.

3 Погрешности обработки.

возникают в процессе непосредственной обработке и вызывается: 1 геометрической неточностью станка в ненагруженном состоянии;

2 Деформации упругой технологической системы станок-приспособление-деталь-инстумент под нагрузкой;

3 Износа и температурными деформации режущего инструмента и другими причинами.

Условия работы без брака.

Е_у=Д_н+ Д_об? д

д - допуск на размер, выполняемый на данной операции. Максимальное отклонение от взаимного расположения отверстий Ш24Н12, Ш36Н12 составит не более 0.0275 мм. что соответствует условиям изготовления.

Вертикально-фрезерный с ЧПУ и АСИ мод МА-800

Станок предназначен для обработки деталей сложной формы типа дисков, плит, рычагов, корпусных деталей и других из любых материалов и сплавов. На станках можно производить фрезерование плоскостей и пазов, сверление, зенкерование, развёртывание и предварительное растачивание отверстий. Обработка ведётся в трёх плоскостях по программе.

4. Расчёт режимов резанья

Сверление отверстия: М30Ч2-Н7

Глубина резанья t, мм. =13,5

Число оборотов s, мм/об =0.6

Скорость резанья V, м/мин =15,7

Крутящий момент Мкр., Н^*м. =128,7

Осевая сила Ро, Н =26

Мощность резанья N, кВт =0,067

заготовка операционный резание эскиз

5. Разработка силовой схемы

При разработке силовой схемы практически реализуют идею конструкции приспособления. Решают комплекс связей; заготовка - зажимные элементы, зажимные элементы - зажимные механизмы - силовой привод. Расположение элементов приспособления определяют форму и размеры корпуса. После переработки схемы приспособления к заготовке прикладывают действующие силы резанья, силы зажима и реакции опор. Записывают условия равновесия силы закрепления и усилия на различных звеньях приспособления. Выполняют прочностные расчёты.

При разработке силовой схемы необходимо:

Изобразить упрощенную заготовку в двух или трёх проекциях, выделить поверхности обработки, изобразить установочные элементы в соответствии со схемой базирования.

Выполняем эскиз заготовки, изображаем осевыми линиями главный вид и вид с боку.

Вид в плане наглядной картины не даёт. Выделяем поверхности обработки М30-Н7, М12-Н7, М16-7Н.

На главной проекции отображаем установочные элементы: установочные опоры 1,2 и установочные пальцы 3,4

Пользуясь рекомендациями справочников (Станочные приспособления Т.1 стр. 375-5112) разрабатываем схематично принципиальную конструкцию приспособления.

Уточнить место приложения сил закрепления, нанести на эскиз упрощенно нанести на эскиз, упрощённо изобразить прижимные элементы.

Силы зажима направлены сверху и прижимают заготовку к постоянным опорам.

В качестве зажима используем гидроцилиндр два коромысла и две прижимные пяты.

Разработать схему промежуточных механизмов между непосредственно прижимным и силовым приводом.

В качестве промежуточного звена используем коромысло.

При сверлении отверстий на плите действуют: окружная сила резанья Р_z (см. вид сверху) поскольку сверление поверхности является процессом при котором в любой момент времени действуют одинаковые силы резанья можно заключить, что сила Р_z - сдвигает заготовку от опор приспособления. Сила P_y также сдвигает заготовку относительно опорных пластин. Поэтому данное направление является наиболее опасным.

Нанести на схему все силы, действующие на заготовку: силы резанья, моменты резанья, силы и закрепление реакций опор. По составленной силовой схеме записать условия равновесия всех действующих сил и определить силы закрепления.

Составим условие равновесия в положении инструмента.

Условия от перемещения.

Коэффициент запаса усилия зажима заготовки.

К=К₀ЧК₁ЧК₂ЧК₃ЧК₄ЧК₅ЧК₆= 1,5Ч1,2Ч1,5Ч1,2Ч1,0Ч1,1Ч1,0=3,56

Принимаем К=3,6

К₀=1,5; К₁=1,2; К₂=1,5; К₃=1,2; К₄=1,0; К₅=1,1; К₆=1,0

Где К₀ - гарантированный коэффициент запаса.

К₁- коэфициент, учитывающий неровности обрабатываемых поверхностей заготовки.

К₂- коэфициент, учитывающий затупление инструмента и увеличение сил резанья.

К₃- коэфициент, учитывающий увеличение сил резанья при прерывистом резании.

К₄- коэфициент характеризующий зажимные устройства с точки зрения постоянства развиваемых сил.

К₅- коэфициент учитывающий ручное зажимное устройство

К₆- коэфициент учитывающий только моменты стремящиеся повернуть заготовку.

Расчет усилие зажима при сверлении.

f_оп- 0,15 коэффициент трения между опорной пластиной и обработанным основанием заготовки.

f_заж-0,15 коэффициент трения между прихватами и необрабатываемыми поверхностями.

Усилие на штоке пневмоцилиндра должно быть не менее 1,52 Н. в качестве привода выбираем встраиваемый гидроцилиндр двухстороннего действия. Усилие зажима осуществляется за счет усилия, возникающего при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр. Разжатие осуществляется путём подачи сжатого воздуха в другую полость пневмоцилиндра.

Выполнить эскизы всех деталей зажимных механизмов и силового привода (прижимов, прихватов, рычагов, осей, клиньев, тяг, стоек, опор и т.д.).

Схема силового привода

6. Расчет точности приспособления

Сначала проведём расчёт точности изготовления приспособления из условия обеспечения размера заготовки: 80±0,435.

Определяем погрешность базирования: еб=0.

Погрешность закрепления еЗ=0,08 мм.

Погрешность установки приспособления на станок: еу=0, т.к. осуществляется надёжный контакт установочной плоскости приспособления с плоскостью стола станка.

Погрешность от износа опорных пластин и установочных пальцев: еи=0,002•1200=2,4 мкм.

После подстановки значений в формулу получим: епр=0,118 мм, принимаем: епр=0,120 мм.

Технические требования после расчёта по опорной точке 2.

1) Отклонение от параллельности поверхности А относительно поверхности Б не более 0,0825/290 (требования записывают на сборочном чертеже приспособления).

Отклонение от параллельности поверхности В относительно поверхности Б не более 0,0785/290 (требования записывают на чертеже корпуса).

Высота установочных пластин выполнены по размеру 10h6 (_-0.008) что на размере 652 мм может вызвать не параллельность не более 0,006/652. Анализ по опорной точке 3. Точка 3 исключает поворот заготовки вокруг оси Y и обеспечивает перпендикулярность осей отверстий М30-Н7, М16-7Н, М12-7Н относительно поверхности В.

Точность этого параметра не может быть обеспечена методом регулирования, а одним из методов взаимозаменяемости. Данное требование можно принять равным требованию по опорной точке 2.

Требование по опорной точке 4 можно обеспечить с помощью метода регулирования. Данный станок может такое обеспечить.

Точка 5 исключает поворот заготовки вокруг оси Z и обеспечивает отклонение от перпендикулярности оси Д относительно оси проходящей через направляющие пальцы.

Сначала проведём расчёт точности изготовления приспособления из условия обеспечения размера заготовки: 80^. Определяем погрешность базирования:еб=0.

Погрешность закрепления е3=0,08 мм.

Определим погрешность установки приспособления на пальцы на стол станка.

Погрешность установки приспособления на станок определяется по формуле:

S=0,041 мм.

m-диаметр детали =Ш708 мм.

l-расстояние между установочными пальцами в приспособлении =290 мм.

Переведя получим еу=0,016/290 мм.

Погрешность от износа опорных пластин и установочных пальцев: еи=0,002•1200=2,4 мкм.

После подстановки значений в формулу получим: епр=0,161 мм, принимаем: епр=0,16/290 мм.

Переведя получим: епр=0,08/290 мм.

Размерная цепь позволяет определить точность приспособления в целом (в сборе) исходя из точности технологической системы, а также позволяет определить точность корпуса приспособления.

Решение размерной цепи б.

б₀ = 0.08/290 - точность приспособления

б₁= 0,002/290 - точность станка.

б₂⁼ еу=0.016/290-погрешность установки приспособления на станок

б_З =?

б₄ = 0,035/290 - погрешность установки детали на приспособления.

Принимаем: б₄ = 0,03/290.

Тогда

б₃ = б₀ - б₂ - б₁ - б₄= 0,080/290-0,002/290 - 0,016/290-0,03/290=0,032/290 мм.

Принимаем: б_З = 0,03/290 мм.

Технические требования после расчёта по опорной точке 5.

4) Отклонение от перпендикулярности оси отверстий под пальцы для
установки на станок относительно отверстий под установочные пальцы для
установки заготовки в приспособление не более 0,03/290 (требования
записывают на сборочном чертеже приспособления и на чертеже корпуса).

5) Рассмотрим опорную точку 6.

Точка 6 лишает заготовку одной степени свободы - линейного перемещения вдоль координатной оси X. Это требование можно регулировать с помощью станка.

7. Конструирование технологической оснастки

В данном разделе выполнены чертежи:

Сборочный чертеж приспособления в масштабе, число проекций, видов, размеров и сечений достаточно для полного представления конструкции детали. Неуказанные предельные отклонения размеров охватывающих по Н14, охватываемых по h14, остальных ±JT14/2.



Список источников

1. Ансеров М.А. - Приспособления для металлорежущих станков. Изд-е 4-е, исправл. И доп. Л., «Машиностроение», 1975 г. 656 с.

2. Грановский Г.И., Грановский В.Г. - Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостро. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1985. - 304 с., ил.

3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. - Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент». 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 400 с., ил.

4. Рабочая программа по дисциплине «Технологическая оснастка» для специальности 151001 - «Технология машиностроения» очной формы обучения. О.К. Димитрюк., учебное пособие - Комсомольск-на-Амуре: МИНРФ ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре гос. Техн. 2006 - 43 с.

5. Справочник инструментальщика/ И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.: ил.

6. С.В. Аврутин «Фрезерное дело» Учебник для городских проф.-техн. училищ. Издание 5-е, переработ и доп. М., Профтехиздат. 1963. - 542 с. с ил.

Размещено на Allbest.ru