close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

301.Технологическая оснастка

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
Ш.Г. Насыров, А.А. Корнипаева, С.В. Каменев
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА
Практикум
Рекомендовано Ученым советом федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Оренбургский государственный университет» в качестве
учебного пособия для студентов, обучающихся по программам высшего
профессионального образования по направлению подготовки 151900.62
Конструкторско-технологическое
обеспечение
машиностроительных
производств
Оренбург
2013
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 681.51(076.5)
ББК 32.965 я7
Н 67
Рецензент - доктор технических наук, профессор А.И. Сердюк
Насыров, Ш.Г.
Н67
Технологическая оснастка: практикум / Ш.Г. Насыров, А.А.
Корнипаева, С.В. Каменев; Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург:
ОГУ, 2013. – 127 с.
В практикуме представлены основные материалы для выполнения
лабораторных и практических работ по выбору, проектированию,
использованию технологической оснастки (приспособлений).
Каждая работа включает: теоретические положения, таблицы
нормативных данных, рекомендации по этапам работы, а также
контрольные вопросы для самопроверки.
Практикум предназначен для закрепления знаний по курсам:
«Технологическая оснастка», «Станочная технологическая оснастка», а
также приобретения навыков и знаний по вопросам проектирования,
эксплуатации и технического обслуживания оснастки студентами
обучающихся по направлению подготовки 151900.62 Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств, а также
самостоятельного изучения практики проектирования, обслуживания и
эксплуатации оснастки студентами других технических специальностей.
УДК 681.51(076.5)
ББК 32.965я7
© Насыров Ш.Г,
Корнипаева А.А.,
Каменев С.В., 2013
© ОГУ, 2013
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание
Введение…………………………………………………………………….
6
1 Практическая работа № 1 Разработка и реализация схем базирования при
конструировании станочных приспособлений………………………………..
1.1 Цель работы…………………………………………………………...........
7
7
1.2 Теоретические положения…………………………………………………
1.3 Методика выполнения работы…………………………………………….
7
15
1.4 Содержание отчета…………………………………………………………
1.5 Контрольные вопросы……………………………………………………..
16
1.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы…………………………
2 Практическая работа № 2 Погрешность базирования деталей на призмах..
2.1 Цель работы……………………………………………………………….
16
2.2 Теоретические положения…………………………………………………
2.3 Методика выполнения работы…………………………………………….
17
2.4 Содержание отчета…………………………………………………............
2.5 Контрольные вопросы……………………………………………………..
22
2.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы…………………………
3 Практическая работа №3 Станочные приспособления. Элементы, детали и
узлы, их назначение, выбор и эксплуатация. Неразборные специальные
приспособления………………………………………………………………….
3.1 Цель работы…………………………………………………………............
24
3.2 Теоретические положения…………………………………………………
3.3 Методика выполнения работы…………………………………………….
25
3.4 Содержание отчета (пояснительной записки)……………………………
46
3.5 Контрольные вопросы……………………………………………………..
3.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы…………………………
46
4 Практическая работа №4 Последовательность и методика проектирования
неразборных станочных приспособлений (НСП)…..........................................
4.1 Цель работы…………………………………………………………...........
16
17
17
21
23
25
25
45
47
49
49
4.2 Теоретические положения…………………………………………………
4.3 Методика выполнения работы…………………………………………….
49
4.4 Содержание отчета (пояснительной записки)……………………………
4.5 Контрольные вопросы……………………………………………………..
59
57
59
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы…………………………
60
5 Практическая работа № 5 Определение расчетной стоимости станочного
приспособления………………………………………………………………….
5.1 Цель работы…………………………………………………………............
61
61
5.2 Теоретические положения…………………………………………………
5.3 Методика выполнения работы…………………………………………….
61
5.4 Содержание отчета…………………………………………………............
63
5.5 Контрольные вопросы………………………………………………………
5.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы………………………….
63
62
63
6 Практическая работа № 6 Технологические возможности универсальных
безналадочных приспособлений (УБП)…………..............................................
6.1 Цель работы…………………………………………………………............
64
64
6.2 Теоретические положения………………………………………………….
64
6.3 Классификация универсально-безналадочных приспособлений………..
6.4 Методика выполнения работы…………………………………………….
65
6.5 Содержание отчета…………………………………………………............
6.6 Контрольные вопросы……………………………………………………..
66
6.7 Литература, рекомендуемая для изучения темы…………………………
7 Практическая работа № 7. Изучение конструктивных элементов
универсальных сборочных приспособлений (УСП) и универсальносборочной переналаживаемой оснастки (УСПО). Разработка
спецификаций приспособлений……………………………………………….
7.1 Цель работы…………………………………………………………...........
71
7.2 Теоретические положения…………………………………………………
72
7.3 Методика выполнения работы…………………………………………….
7.4 Содержание отчета…………………………………………………………
80
7.5 Контрольные вопросы………………………………………………………
7.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы………………………….
80
66
67
72
72
80
81
8 Практическая работа № 8. Системы переналаживаемых и обратимых
универсально-наладочных, специальных наладочных и сборно-разборных
приспособлений (УНП, СНП, СРП)…………………………………………….
8.1 Цель работы…………………………………………………………………
82
8.2 Теоретические положения………………………………………………….
82
8.3 Сборно-разборные приспособления (СРП)………………………………..
90
4
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8.4 Контрольные вопросы………………………………………………………
95
8.5 Литература, рекомендуемая для изучения темы………………………….
9 Практическая работа № 9 Технические требования, требования
безопасности станочных приспособлений……………………………………..
9.1 Цель работы…………………………………………………………………
96
9.2 Теоретические положения………………………………………………….
9.3 Методика выполнения работы……………………………………………..
97
97
97
108
9.4 Содержание отчета…………………………………………………………. 109
9.5 Контрольные вопросы……………………………………………………… 109
9.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы………………………….
10 Практическая работа № 10 Рационализация конструктивных элементов
станочных приспособлений……………………………………………………
10.1 Цель работы…………………………………………………………………
110
10.2 Теоретические положения…………………………………………………
10.3 Основные правила конструирования……………………………………..
115
10.4 Методика выполнения работы…………………………………………….
10.5 Содержание отчета…………………………………………………………
117
10.6 Контрольные вопросы……………………………………………………..
10.7 Литература, рекомендуемая для изучения темы…………………………
118
Список использованных источников…………………………………………….
Приложение А. Схемы установки детали на горизонтальной призме и
различные варианты простановки размеров для
высверливаемого отверстия…………………………………….
Приложение Б Схемы установки детали на вертикально установленной
призме и различные варианты простановки размеров для
высверливаемого отверстия…………………………………….
Приложение В Схемы установки детали на плоскости с прижимом детали
призмой и различные варианты простановки размеров для
высверливаемого отверстия…………………………………....
Приложение Г Схемы установки детали в призме с горизонтальной и
вертикальной базирующими поверхностями и различные
варианты простановки размеров для высверливаемого
отверстия………………………………………………………...
120
Приложение Д Схемы установки детали в двух согласованно перемещающихся (центрирующих) призматических губках и
различные варианты простановки размеров для
высверливаемого отверстия……………………………………
114
114
115
117
119
123
124
125
126
127
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Введение
В современном машиностроении невозможно реализовать спроектированный
технологический процесс без соответствующей технологической оснастки. От
правильного выбора приспособлений, как и других элементов технологического
оснащения, зависят технико-экономические показатели технологического процесса.
При конструировании станочных приспособлений и при использовании
существующих возникает необходимость разобраться в назначении, устройстве и
работе приспособления,
умение рассчитать основные параметры оснастки,
обосновать выбор эффективной конструкции.
Для выполнения практических работ студент в составе группы, изучает
соответствующие
разделы
курса,
производит
необходимые
расчеты
и
подготовительную работу.
В отчетах дается формулировка задачи, исходные данные, характеристика
особенностей выполняемой работы. Обосновывается выбор решений. Выполняются
эскизы и чертежи с соблюдением требований ЕСКД, с применением современных
компьютерных программ оформления документации. Оформляются заключение и
выводы.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 Практическая работа № 1 Разработка и реализация схем
базирования при конструировании станочных приспособлений
1.1 Цель работы
Цель работы изучение типовых схем базирования и вариантов их реализации в
приспособлениях по ГОСТ 21495 –76 [1].
1.2 Теоретические положения
Разработка схемы базирования детали является первым этапом обеспечения
точности изготовления при проектировании технологического процесса обработки.
В дальнейшем, разработанная схема базирования должна реализоваться в
приспособлении. Практика показывает, что реализация схемы базирования одна из
самых сложных задач при проектировании приспособлений. Особую проблему
составляет реализация скрытого, неявного базирования.
Базирование - придание заготовке или изделию требуемого положения
относительно выбранной системы координат.
Согласно теоретической механике, требуемое положение или движение
твердого
тела
относительно
выбранной
системы
координат
достигается
наложением геометрических или кинематических связей (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Двухсторонние связи
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При наложении геометрических связей тело лишается трех перемещений
вдоль осей ОХ (связь №6), ОУ (связи №4 и №5), OZ (связи №1, №2 и №3) и трех
поворотов вокруг этих осей (связи №1, №2 и №3 - вокруг осей OX и OY и связи
№4 и №5 - вокруг оси OZ), т.е. тело становится неподвижным в системе ОХУZ.
Наложение
двусторонних
геометрических
связей
достигается
соприкосновением поверхностей тела с поверхностями других тел, к которым оно
присоединяется, и приложением сил или моментов для обеспечения контакта между
ними [1].
Шесть связей, лишающих тело движения в шести направлениях, могут быть
созданы контактом соединяемых тел в шести точках. В случае идеализации формы
поверхностей считается, что наложение необходимых связей достигается контактом
тел по поверхностям, а наличие связей символизируется опорными точками.
Опорная точка - символ одной из связей заготовки или изделия с избранной
системой координат.
Для обеспечения неподвижности заготовки или изделия в избранной системе
координат на них необходимо наложить 6 двусторонних геометрических связей,
для
создания
которых
необходим
служебным назначением, изделие
комплект баз. Если, в соответствии со
должно
иметь определенное число степеней
свободы, то соответствующее число связей снимается.
Схема базирования - схема расположения опорных точек на базах заготовки
или изделия.
Рисунок 1.2 - Символ опорной точки вид сбоку и вид сверху (снизу)
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками
(рисунок 1.2) и номеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой
располагается наибольшее количество опорных точек.
При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую,
изображается одна точка, около нее проставляют номера совмещенных точек.
Число проекций заготовки или изделия на схеме базирования должно быть
достаточным для четкого представления о размещении опорных точек.
1.2.1 Общая классификация баз
Все многообразие поверхностей деталей сводится к четырем видам:
1) исполнительные поверхности - поверхности, при помощи которых деталь
выполняет свое служебное назначение;
2) основные
базы - поверхности, при
помощи которых определяется
положение данной детали в изделии;
3) вспомогательные базы - поверхности, при помощи которых определяется
положение присоединяемых деталей относительно данной;
4) свободные
поверхности - поверхности, не соприкасающиеся с
поверхностями других деталей.
Общая классификация баз имеет следующий вид:
а) по назначению:
- конструкторская;
-основная;
- вспомогательная;
- технологическая;
- вспомогательная;
б) по лишаемым степеням свободы:
- установочная;
- направляющая;
- опорная;
- двойная направляющая;
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- двойная опорная;
в) по характеру проявления:
- скрытая;
- явная.
Конструкторская
база – база, используемая для определения положения
детали или сборочной единицы в изделии.
Основная база – конструкторская база, принадлежащая данной детали или
сборочной единице и используемая для определения ее положения в изделии
Вспомогательная база – конструкторская база, принадлежащая данной детали
или
сборочной
единице
и
используемая
для
определения
положения
Технологическая база – база, используемая для определения
положения
присоединяемого к ним изделия.
заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.
Измерительная база – база, используемая для определения относительного
положения заготовки или изделия и средств измерения (рисунок 1.3).
1 – изделие; 2 - индикаторная стойка; 3 - индикатор (средство измерения);
А - измерительная база детали.
Рисунок 1.3 – Измерительная база
Установочная база - база, лишающая заготовку или изделие трех степеней
свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух
других осей.
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Направляющая база - база, лишающая заготовку или изделие двух степеней
свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой
оси.
Опорная база - база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы
- перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.
Скрытая база - база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости,
оси или точки.
Явная база - база заготовки или изделия в виде реальной поверхности,
разметочной риски или точки пересечения рисок.
Двойная направляющая база - база, лишающая заготовку или изделие четырех
степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг
этих осей.
Двойная опорная база - база, лишающая заготовку или изделие двух степеней
свободы - перемещений вдоль двух координатных осей.
1.2.2 Базирование шара
Наиболее сложной для понимания является схема базирования шара.
Поэтому необходимо проанализировать подходы
при базировании
и
использовать их при базировании конкретной детали.
Характерными элементами шара являются:
1 - точка – центр;
2 - поверхность равноудаленная от центра.
Оформляем эскиз представляющий 3 проекции шара.
На первом этапе формируем точку опоры (базируем – то есть указаваем
базирующую точку) на фронтальной проекции снизу, затем с правого бока и вид
сзади (проставляем номера - №1, №2, №3) (рисунок 1.4).
Переносим изображения точек базирования на две другие проекции, вид
сверху и вид слева, не забывая показывать соответствующий ее вид («птичку» или
«ромбик», т.е. вид сбоку или сверху) и указываем номер каждой точки. Таким
образом, шар лишен перемещений во всех трех направлениях: «вверх – вниз»,
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
«влево – вправо», «от нас – к нам», но не лишен возможности свободно вращаться в
любом направлении вокруг центра.
Рисунок 1.4 – Первый этап базирования шара
На втором этапе фиксируем положение любой оси двумя базирующими
точками – связями (№4 и №5). Выбор оси произвольный. Выбираем горизонтальную
ось на главном виде, проходящая через центр шара. Далее переносим положения
точек №4 и №5 на другие проекции.
На виде слева, базирующие точки №3 и №5, №1 и №4, накладываются друг на
друга, поэтому указываем их через запятую.
В результате, сохраняется только одна возможность - вращение шара вокруг
выбранной оси (по стрелке) (рисунок 1.5).
Рисунок 1.5 – Второй этап базирования шара
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На третьем, последнем этапе лишаем свободу вращения вокруг оси, для этого
указываем базирующую точку (накладываем связь), для выбранного варианта
расположения оси, на виде слева. Затем переносим проекции точки №6 на главный
вид и на вид сверху (рисунок 1.6).
Рисунок 1.6 – Третий этап базирования шара
Сравниваем с базированием, приведенным в ГОСТ 21495 –76 [1] .
Рисунок 1.7 – Схема базирования по ГОСТ 21495 –76
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Анализ схем показывает, что различие в простановке точек базирования
связано с выбором оси вращения цилиндра (второй этап).
1.2.3 Реализация неявного «скрытого» базирования
Рассмотрим сочетание пар «схема базирования – схема приспособления»
рычагов (рисунок 1.8) из [1]:
Анализ схем базирования пар А, Б, В, Г показывает, что они отличаются
только простановкой 6-й точки базирования. Реализация этой точки базирования
осуществляется разными конструктивными элементами:
1) пара А – реальная поверхность опорного элемента контактирует с левой
бобышкой рычага;
2) пара Б – базирование левой бобышки на призму;
3) пара В – синхронное воздействие на поверхности левой бобышки двумя
призмами, по вертикальной оси;
4) пара Г – синхронное воздействие на поверхности левой и правой бобышек
двумя призмами. Положение оси рычага реализуется правой призмой.
Рисунок 1.8 – Варианты схем базирования рычагов и соответствующих им
схем приспособлений
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обратите внимание! В приведенных выше схемах исправлены ошибки на
видах, представленных в ГОСТ 21495 –76 [1] :
- схема А. Перевернута схема приспособления на 1800 относительно схемы
базирования;
- схема Б. Изменено положение точки №6, в 1] ошибочно указано ее
положение симметрично относительно бобышек.
Предложенные
схемы
базирования
можно
реализовать
в
различных
приспособлениях. Приведенные варианты схем приспособлений – это наиболее
рациональные конструкции.
1.3 Методика выполнения работы
1.3.1
Типовые
схемы
базирования
и
соответствующие
им
схемы
приспособлений попарно студенты эскизируют в тетрадь.
1.3.2 Рассматривается логика и последовательность этапов базирования шара.
Полученная схема базирования сравнивается с типовой схемой в ГОСТ 21495 –76.
1.3.3 Анализируются схемы базирования:
- рычагов;
- диска и цилиндра - на призме;
- в трехкулачковом патроне;
- центрирование на разжимной оправке.
Результатом анализ является вывод условия реализации скрытого (неявного)
базирования.
1.3.4 Выдаются копии типовых схем базирования (из стандарта), по которым по памяти, восстанавливаются схемы приспособлений.
1.3.5 Выдаются копии схем приспособлений (из стандарта), по которым – «по
памяти», восстанавливаются типовые схемы базирования.
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.4 Содержание отчета
1.4.1 Наименование работы.
1.4.2 Цель работы.
1.4.3
Типовые
схемы
базирования
и
соответствующие
им
схемы
приспособлений.
1.4.4 Схема базирования шара с описанием последовательности этапов.
1.4.5 Условия реализации скрытого базирования (базирования по оси, точке).
1.4.6 Ответы на контрольные вопросы.
1.5 Контрольные вопросы
1.5.1 Что называется схемой базирования?
1.5.2 Как звучит определение исполнительной поверхности?
1.5.3 Дайте определение технологической и измерительной базе?
1.5.4 Последовательность этапов базирования шара?
1.5.5 Условие, при котором реализуется скрытое базирование?
1.5.6 В чем заключается особенность базирования на призме?
1.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы
1.6.1 ГОСТ 21495 – 76 Базирование и базы в машиностроении. Термины и
определения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 36 с.
1.6.2 Андреев, Г. Н. Проектирование технологической оснастки Машиностроительного производства : учебное пособие / Г. Н. Андреев, В. Ю. Новиков, А. Г.
Схиртладзе. - 2-е изд., испр. - М. : Выcшая школа, 1999. - 415 с. : ил.
1.6.3 Корсаков, В.С. Основы конструирования приспособлений : учебник В.С
Корсаков. – 2-е изд, перераб. – М Машиностроение, 1983. 277 с.: ил.
1.6.4 Станочные приспособления: альбом / А. Г. Схиртладзе, А.И. Матвеев,
Ю.В.
Новиков,
http://www.msun.ru
16
Г.И.
Рогозин.
-
Тверь.
ГТУ,
1999.
–
Режим
доступа:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2 Практическая
деталей на призмах
работа
№
2
Погрешность
базирования
Базирование детали на призме, использование призмы в качестве зажимных
элементов встречается достаточно часто (от 40 % до 50 % всех приспособлений).
Использование призм, в большинстве случаев, оказывается наиболее эффективным
способом решения технологических задач. В большинстве случаев использование
типовой схемы – «установка в призме» позволяет повысить надежность и точность
установки детали, прогнозировать величину погрешности базирования, упростить
расчет точности изготовления детали.
При очевидных преимуществах, призмам присущи недостатки, связанные с
изменением погрешности базирования при различных вариантах установки деталей.
Обеспечение требуемой точности установки возможно при учете величины
погрешности той или иной схемы установки и осмысленного применении наиболее
эффективных конструктивных вариантов решения [21].
2.1 Цель работы
Цель практической работы – освоение методики определения погрешности
базирования деталей на призме, понимание особенностей и закрепление навыков
определения погрешности базирования.
2.2 Теоретические положения
Погрешность базирования (Еб) – отклонение фактически достигнутого
положения заготовки или изделия от требуемого [1,14].
Технологическая база (ТБ) – база, используемая для определения положения
заготовки или изделия при изготовлении или ремонте [14].
Измерительная
база
(ИБ)
–
база,
используемая
для
определения
относительного положения заготовки или изделия и средств измерения [1,14].
Призма определяет положение детали в двух взаимно перпендикулярных
направлениях вертикальном (рисунок 2.1) и горизонтальном (рисунок 2.2). На схеме
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
базирования это показывается расположением символа базирования (V) в
вертикальном и горизонтальном направлениях. При этом ось симметрии призмы
совпадает с положением оси детали. В перпендикулярном направлении –
(технологическая база) символ базирования проставляется к точке пересечения
линии, соединяющей точки контакта цилиндра с плоскостями призмы и
перпендикулярного к этой линии диаметра детали. Это единообразие в простановке
точек базирования для призм – рекомендация стандарта [1].
Рисунок 2.1 – Схема технологических и измерительных баз и возможные
варианты простановки размеров (в вертикальном направлении)
Рисунок 2.2 - Схема технологических и измерительных баз и возможные
варианты простановки размеров (в горизонтальном направлении)
Причиной появления погрешности базирования является несовпадение
технологической и измерительных баз [3]. При совпадении технологической и
измерительной базы погрешность базирования равна нулю (Еб = 0).
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При
установке
детали
на
призму
в
вертикальном
направлении
(рисунок 2.1) технологическая база не совпадает с измерительной при любом
варианте простановки размера, т.е. во всех случаях необходимо учитывать величину
погрешности базирования, сказывающуюся при точности изготовления детали.
Технологическая база детали в горизонтальном направлении (рисунок 2.2)
совпадает с плоскостью симметрии призмы проходящей через ось, поэтому для
размеров, проставленных от вертикального
диаметра детали, погрешность
базирования равна нулю (Еб=0). Таким образом, решение задачи: определение
погрешности базирования для каждого варианта простановки размера, заключается
в определении величины возможного отклонения положения
измерительной и
технологической базы при установке партии деталей. При изменении диаметра
детали в партии в пределах допуска (IT) технологическая
база меняет свое
положение, происходит ее смещение (рисунок 2.3).
Рисунок 2.3 - Смещение технологической и измерительных баз при
изменении диаметра детали в пределах допуска –IT(D)
Погрешность базирования увеличивается по мере удаления измерительной
базы от технологической [8]. Расчет величины погрешности базирования на призму
от положения измерительной базы (Еиб) для вертикальных размеров (рисунок 2.3)
необходимо вести [5, 8, 9] по формулам (2.1), (2.2), (2.3):
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
,, ,
(2.1)
,
(2.2)
.
(2.3)
С учетом того, что более чем в 80 % всех приспособлений используются
призмы, имеющие угол между опорными поверхностями призмы (угол раскрытия –
α равен 90 градусов), то, поставив значения синуса 45 градусов, мы получим
упрощенные формулы (2.4), (2.5), (2.6):
Eб(А) = 0,21 IT(D),
(2.4)
Eб(В) = 0,71 IT(D),
(2.5)
Eб(С) = 1,21 IT(D).
(2.6)
2.2.1 Изменение положения измерительных баз (выводы)
Традиционная схема установки детали на призме (рисунки 2.1, 2.2, 2.3 и
приложение А:
- для горизонтальных размеров: 0,5 IT(D) если размер проставлен от левой
или правой образующей цилиндра, и 0(ноль) – если от вертикального диаметра;
- для вертикальных размеров – технологическая и измерительная база ни в
одном варианте не совпадают, поэтому для всех вариантов необходимо определять
погрешность базирования по формулам (2.1), (2.2), (2.3), в зависимости от схемы
простановки размера (рисунок 2.3).
Другие случаи:
- вертикально установленная
призма (приложение Б) – варианты как для
традиционно (горизонтально) установленной призмы, но повернуты на 900;
- прижим детали призмой к плоскости (приложение В) – в этом варианте
базирование происходит на плоскость, призмой определяется положение диаметра
совпадающего с плоскостью симметрии призмы;
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- призма с горизонтальной и вертикальной базирующими поверхностями,
повернута на 450 по сравнению с традиционной. Рассмотрение и анализ схем
(приложение Г) позволяет заменить призму двумя горизонтальной и вертикальной
плоскостью. При этом измерительная база совпадает с технологической, если размер
проставлен от нижней образующей диска, или может отклониться для партии
деталей на половину технологического допуска – 0,5 IT(D) и на целый
технологический допуск – IT(D), если размер проставлен от верхней образующей.
Поэтому погрешности базирования определяются без формул;
- две согласованно перемещающихся (центрирующие) призмы (приложение
Д). Положение технологических баз совпадает с положениями осей цилиндра.
Схема обеспечивает минимальные погрешности базирования.
Для определения составляющих погрешности базирования на призмах с
иными углами наклона опорных поверхностей приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Значение коэффициентов К
(в формулах (2.1), (2.2), (2.3))
Коэффициент
К
К1
К2
К3
0
0
0,5
1,0
Угол призмы, град
60
90
0,5
0,21
1,0
0,71
1,5
1,21
120
0,08
0,58
1,08
2.3 Методика выполнения работы
Работа выполняется за два учебных часа.
Преподаватель выдает задание – 5 схем базирования детали с помощью призм
(см. приложения – А,Б,В,Г,Д) – схемы студент эскизирует в тетради.
На каждом эскизе схем студент указывает положение технологических и
измерительных баз в двух направлениях «горизонтальном» и «вертикальном».
Определяется величина погрешности базирования (установки) – результат
указывается в значении возможного отклонения положения измерительной базы от
номинального при установке партии деталей, возможны два варианта:
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1) указывается значение в долях допуска на изготовление детали – IT(D) для
каждого из трех вариантов простановки размера;
2) указывается числовое значение. Для этого определяется величина поля
допуска (верхнее отклонение минус нижнее отклонение) и умножается на
коэффициент К.
Сравнив полученный результат с допуском на размер, делается вывод о
возможности использования данного варианта базирования детали на призме.
Во время отчета студент показывает и проговаривает (рассуждает вслух)
последовательность этапов:
- определяет положение технологических и измерительных баз для данного
варианта простановки размера;
-
определяет
величину
погрешности
базирования
сначала
в
долях
технологического допуска на диаметр детали, а затем переводит эти значения в
миллиметры;
- отвечает на вопрос: «Обеспечивает ли данная схема базирования заданную
точность обработки?»
Далее в режиме «вопрос – ответ» студент отрабатывает «автоматизм»
определения погрешности базирования, (без проговаривания вслух) определяет, в
долях технологического допуска, погрешность базирования по различным схемам
(по приложениям А, Б, В, Г, Д), до пяти правильных ответов подряд.
2.4 Содержание отчета
2.4.1 Наименование работы.
2.4.2 Цель работы.
2.4.3 Эскиз 5–ти вариантов схем с указанием положения технологических и
измерительных баз.
2.4.4 Расчет величины погрешности базирования в долях технологического
допуска и численные значения.
2.4.5 Вывод о возможности (или невозможности) использования данной схемы
базирования.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.4.6 Ответы на контрольные вопросы.
2.5 Контрольные вопросы
2.5.1 Какие принципиальные отличия 5–ти вариантов схем установки детали с
использованием призм (приложения А, Б, В, Г, Д) Вы можете назвать?
2.5.2 Чем отличается «технологическая база» от «измерительной»?
2.5.3 При каком положении «измерительной базы» погрешность базирования
равна нулю?
2.5.4 В каком случае плоскость симметрии призмы не совпадает с
вертикальным диаметром вала?
2.5.5 Какие причины погрешности базирования Вы знаете?
2.5.6 Какие варианты погрешности (в долях IT(D)) появляются при
базировании с помощью призм для размеров проставленных в «горизонтальном», в
«вертикальном» направлении?
2.5.7 Какие схемы базирования, обеспечивают минимальные значения
погрешности установки?
2.5.8
Определите
схемы
простановки
размеров,
обеспечивающие
минимальные значения погрешности изготовления.
2.5.9 Какие значения коэффициентов для призм с разными углами раскрытия
(600, 900, 1200) Вы знаете?
2.5.10
Какие
требования
предъявляются
к
призмам
для
установки
необработанных цилиндрических деталей?
2.5.11 Какие варианты конструкций призм позволяют быстро устранить износ
контактных поверхностей?
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы
2.6.1 ГОСТ 21495–76 Базирование и базы в машиностроении. Термины и
определения. – М.: Изд–во стандартов, 1990. - 36с.
2.6.2 Андреев, Г. Н. Проектирование технологической оснастки : учебное
пособие высших учебных заведений / Г. Н. Андреев, В. Ю. Новиков, А. Г.
Схиртладзе. - М. : Изд-во «Станкин», 1997. - 416с.
2.6.3 Терликова, Т. Ф. Основы конструирования приспособлений / Т. Ф.
Терликова. - М.: Машиностроение, 1980. - 119 с.
2.6.4 Станочные приспособления : справочник: в 2Т. / под ред. Б. Н.
Вардашкина - М.: Машиностроение, 1984. – Т.1. – 591 с.
2.6.5 Блюменштейн, В. Ю. Проектирование технологической оснастки :
учебное пособие / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Клепцов. – СПб.: Лань, 2010. – 224 с.
2.6.6 Станочные приспособления : альбом / А. Г. Схиртладзе, А.И. Матвеев ,
Ю.В. Новиков, Г.И. Рогозин. http://www.msun.ru
24
Тверь. ГТУ, 1999. – Режим доступа:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3 Практическая работа №3 Станочные приспособления.
Элементы, детали и узлы, их назначение, выбор и эксплуатация.
Неразборные специальные приспособления
3.1 Цель работы
Цель
работы
–
изучить
конструкции
элементов,
узлов,
основных
принципиальных схем, рекомендации по выбору и использованию.
3.2 Теоретические положения
Ввиду многообразия технологических процессов, конструктивных форм и
размеров
изготавливаемых
деталей,
типов
станков
и
других
факторов
номенклатура применяемых приспособлений весьма разнообразна.
Анализ деталей, узлов большой совокупности различных СП, позволяет
выделить группы деталей и узлов, используемых в различных конструкциях и
определить принципиальную структуру станочного приспособления (рисунок 3.1)
Рисунок 3.1 - Принципиальная структура элементов и узлов СП
Их назначение:
- установочные - для обеспечения базирования заготовки (детали);
- зажимные - для обеспечения постоянства положения в заданной системе
координат;
- в некоторых приспособлениях эти две функции объединены, например,
токарные патроны;
- делительные устройства - для обеспечения деления на n-е количество
частей по диаметру или длине;
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- копировальные устройства
– обеспечение перемещения режущего
инструмента (РИ) по заданной траектории;
- корпус - воспринимает силы обработки и зажима заготовок, объединяет все
входящие в СП детали, узлы, механизмы в единое целое, обеспечивает заданное
относительное расположение всех элементов и устройств в заданном положении.
Существует, обобщенная, представляющая крупные функциональные блоки
СП классификация, выделяющая следующие основные функциональные части
(рисунок 3.2):
- установочные элементы (УЭ);
- зажимные устройства (ЗУ);
- дополнительные устройства (ДУ);
- корпус приспособления (Ксп).
Рисунок 3.2 - Функциональные блоки станочных приспособлений
Развернутая
и
дополненная
элементами
управления
и
контроля,
классификация деталей и узлов по функциональным признакам приводится на схеме
(рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 - Механизмы, устройства, детали СП
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Развернутое описание основных функций приведенных деталей, узлов и
механизмов приведено ниже.
1 Базовые элементы (установочные элементы, опоры). Служат для ориентации
заготовки или детали в пространстве при обработке, сборке или контроле.
2 Механизмы ориентации и зажима предназначены для обеспечения
надежного контакта базовых поверхностей заготовок с установочными элементами
приспособлений и предупреждения их смещение при обработке, под воздействием
внешних и внутренних возмущающих сил.
3 Приводы. Предназначены для энергетического сопровождения процессов
закрепления и обеспечения необходимых перемещений.
4
Элементы
управления
и
контроля,
как
правило,
осуществляют
сопровождение функционирование техоснастки в процессе обработки, повышая
быстродействие
приспособлений,
удобство
управления
и
обслуживания,
обеспечение безопасности.
5 Элементы и узлы для определения положения и направления (ориентации)
инструментов относительно заготовки - делительные, копировальные.
6 Прочие – дополнительные элементы, узлы, устройства и механизмы
(направляющие,
фиксаторы,
выталкиватели,
транспортные
элементы),
обеспечивающие дополнительные функции для расширения технологических
возможностей и удобства эксплуатации.
Элементы, детали и узлы станочных приспособлений в большинстве своем
стандартизированы.
Совокупность перечисленных деталей и узлов входят в конструкции
различных станочных приспособлений. Вместе с тем, совсем не обязательно
наличие всех перечисленных элементов и узлов в конкретной конструкции
приспособления.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.2.1 Нормальные и стандартные элементы, узлы и конструкции
станочных приспособлений
Для снижения объема конструкторских работ, сокращения номенклатуры и
увеличение количество подлежащих изготовлению деталей одного наименования
максимально используют нормализованные, унифицированные и стандартные
деталей и сборочные единицы.
Их изготавливают большими партиями централизованным порядком, что
снижает их стоимость. Нормализованные и стандартные детали, сборочные
единицы, в обоснованных случаях, используют повторно, применяют при сборке
новых приспособлений.
В области приспособлений стандартизацией охвачены:
- конструктивные и размерные элементы деталей (резьбы, конусы, шпоночные
соединения, уклоны, посадки и т. д.);
- заготовки корпусов;
- сборочные единицы приспособлений;
- некоторые конструкции приспособлений;
- элементы силовых приводов;
- элементы приспособлений.
Проведенная стандартизация в области оснастки позволяет проектировать
приспособления с применением стандартных деталей и сборочных единиц в объеме
от 30 % до 90 % от общего количества деталей в конструкции.
Нормализация (упорядочение) проходит следующие этапы:
- нормализация общих конструктивных и размерных элементов. Объектом
нормализации
является
установление
приспособлений, установление
размерных
габаритных
и
рядов
на
присоединительных
элементы
размеров,
нормализация конструктивных элементов (резьб, деталей крепления, штифтов,
шпоночных соединений, уклонов и т. п.), установление посадок для применяемых
сопряжений и допусков на основные детали;
-
нормализация
деталей
специальных
приспособлений
(установочные
элементы, детали зажимных устройств, корпусы приспособлений и их элементы,
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
установки для проверки положения инструментов, детали вспомогательных
устройств), а также их заготовок (отливки, поковки);
-
нормализация
функционального
сборочных
назначения;
единиц
пневмо-
и
приспособлений
гидроцилиндров,
различного
пневмокамер,
делительных и поворотных механизмов, фиксаторов, выталкивателей и др.
Применение стандартных и нормализованных элементов и узлов позволяет
снизить затраты на изготовление приспособлений на 20 % - 30 % и сократить цикл
освоения новых изделий.
3.2.2 Неразборные специальные приспособления
Приведенные элементы приспособлений наиболее полно представлены в
неразборных специальных приспособлениях (НСП), используемых в массовом
производстве.
Для обеспечения минимальной трудоемкости (и себестоимости) предельно
возможной производительности изготовления деталей в массовом производстве
приспособления должны иметь максимально возможные характеристики:
- по точности;
- по производительности;
- по надежности функционирования;
- по безопасности.
Эти приспособления разрабатываются для обработки одной конструкции
детали одного размера и для обработки других деталей не предназначены, так как все
время заняты в ходе выполнения технологического перехода или операции. Поэтому
эти приспособления еще называют приспособлениями однократного применения
(ПОП). К этому направлению развития относится всего одна система: «неразборные
специальные приспособления (НСП)».
Полный жизненный цикл приспособлений включает этапы (рисунок 3.4):
1) конструирование;
2) изготовление деталей (и комплектование покупными элементами);
3) сборка;
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4) внедрение в производство;
5) эксплуатация;
6) после окончания этапа эксплуатации – утилизация.
Рисунок 3.4 – Время оперативного оснащения операции НСП
Длительность приведенных этапов различна у разных приспособлений.
В настоящее время интенсивно развиваются приспособления многократного
применения (ПМП) собираемые из деталей различной степени готовности к работе,
сложности и трудоемкости сборки. Поэтому суммарная длительность первых 4-х
этапов жизненного цикла (до эксплуатации) является основной характеристикой
классифицирующей приспособления однократного и многократного применения на
системы - называется «временем оперативного оснащения (ВОО)».
Поскольку
это
время
(ВООНСП)
имеет
максимальное
значение
для
приспособлений НСП, то оно принято за эталон для сравнения приспособлений
(одинакового назначения и технических характеристик) в разных системах,
Сравнение систем проводят:
- относительно единицы, при этом ВООНСП = 1;
- в процентах, при этом ВООНСП = 100 %;
- в часах, когда ВООНСП принимают за100 часов.
Этап внедрение в производство приспособлений предполагает комплекс работ
по обеспечению основных требований к приспособлению, в том числе:
- экономическую целесообразность;
- точность обработки детали;
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- заданную производительность;
- надежность функционирования;
- безопасность эксплуатации.
Кроме 5-ти основных существует набор необходимых требований. Их
изучению
посвящена
работа
№
9.
Технические
требования,
требования
безопасности станочных приспособлений.
Далее рассмотрим функциональные и конструктивные особенности, варианты,
размеры, включая методы назначения и выбора.
3.2.2 Установочные элементы
Установочные элементы (опоры) (рисунок 3.5) служат для ориентации
заготовки и обеспечение заданного положения в пространстве, базирования
заготовок и деталей при обработке, сборке и контроле. Опоры могут быть
неподвижными, подвижными, плавающими и регулируемыми. Неподвижные опоры
жестко соединяются с корпусом приспособления, подвижные могут перемещаться
по базе в процессе обработки заготовки или при установке ее в приспособление.
Рисунок 3.5 – Эскизы постоянных опор (опорных штырей)
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Выбор установочных элементов увязан с типовыми схемами установки
заготовок, с формой и состоянием контактной поверхности. При базировании
небольших по размерам заготовок по плоскостям используют точечные
неподвижные опоры.
Шероховатость контактной поверхности детали позволяет выбрать форму
поверхности основных опор – если поверхность «черновая», а Ra больше
3,2 мкм (Ra >3,2), то выбирается сферическая форма, если поверхность загрязнена
(литейный песок, окалина), то – насечённая, при шероховатости меньше Ra >3,2 –
плоская. Это правило выбора действует на все виды опорных поверхностей
основных опор.
В таблице 3.1 приводятся значения допустимой нагрузки приходящейся на
точечную опору для заготовок из черных металлов.
Таблица 3.1 – Рекомендуемые предельные нагрузки на точечную опору
Опоры со сферической головкой
D,мм
10
16
25
40
Р,кН
2
5
12
30
Опоры с плоской или рифленой головкой
Р,кН
4
10
25
60
Для цветных металлов
допустимая нагрузка
уменьшается в 2 раза
Рисунок 3.6 - Эскизы опорных пластин (ГОСТ 4743-68)
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Каждая опорная пластина реализует 2 (две) точки опоры, а две опорные
пластины, условно считается, реализуют 3 точки опоры, рисунок 3.6.
При использовании высоких опор используется резьбовое крепление, рисунки
3.7, 3.8.
Рисунок 3.7 - Постоянные высокие опоры (ГОСТ 124790-67)
Рисунок 3.8 - Регулируемые винтовые опоры
Регулируемые опоры (рисунок 3.9) применяют в качестве основных и
вспомогательных опор. Как основные они служат для установки заготовок
необработанными
поверхностями
при
больших
изменениях
припуска
на
механическую обработку, а также при выверке заготовок по разметочным рискам. В
обеих случаях обязательна фиксация высоты опоры контргайкой.
Существует 2 варианта исполнения: винтовые и клиноплунжерные. В роли
вспомогательных винтовые опоры используются для устойчивости (жесткости)
заготовки (детали) при обработке, сборке или контроле.
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 3.9 - Конструкции регулируемых опор
При использовании подводимых опор, вспомогательные опоры не должны
нарушать достигнутое базирование. Поэтому подвод к контактной поверхности
заготовки осуществляется осторожно, рисунок 3.10.
Рекомендация по выбору вспомогательных опор - в конструкцию СП вводится
минимальное количество вспомогательных опор, т.е. используется они только в
случае крайней нужды. Так как, введение в конструкцию приспособления
вспомогательной опоры приводит к увеличению вспомогательного времени
необходимого для выполнения процедур «подвод», «закрепление» и «раскрепления»
после выполнения операции, т.е. повышению себестоимости обработки.
Рисунок 3.10 – Стандартные конструкции самоустанавливающихся опор
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кроме того, в качестве примера подвижных опор могут служить опоры
подвижного люнета токарного станка, плавающих - подвижный (утопающий)
палец или центр.
На
рисунке
3.11
показаны
варианты
вспомогательных
самоустанавливающихся опор, конструкции которых позволяют компенсировать
погрешности положения контактных поверхностей заготовок. Эти конструкции не
стандартизированы.
Рисунок 3.11 - Самоустанавливающиеся опоры
Одной из особенностей таких опор является равенство сил воздействующих
на
заготовку.
Другой
особенностью
является
реализация
конструкцией
самоустанавливающихся опор одной связи (точки опоры), вне зависимости от
числа точек контакта. Особенно эффективны такие опоры с гидропластом
(гидропластмассой).
Рисунок 3.12. – Схемы использования распорок (а) и подпорок (б)
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Достаточно часто для повышения жесткости установки крупноразмерных
заготовок используются стандартные конструкции подпорок (ГОСТ 1559-67*) и
распорок (ГОСТ 13156-67*), рисунок 3.12.
При установке по внешним цилиндрическим поверхностям заготовки устанавливают в призмы. Стандартизованные призмы имеют рабочий угол 900.
Нестандартные призмы могут выполняться с рабочими углами 600 и 1200.
Призмы с углом 120о применяют, когда заготовка не имеет полной
цилиндрической поверхности и по небольшой дуге окружности нужно определить
положение оси детали. Заготовка, помещенная на такой призме, имеет небольшую
устойчивость.
Призмы с углом 60о применяют для повышения устойчивости в том случае,
когда имеются значительные силы обработки, действующие перпиндикулярно оси
призмы.
Стандартные призмы представлены в пяти стандартах. Опорные (ГОСТ 1219566); и с боковым креплением (ГОСТ 12197-66), рисунок 3.13.
Рисунок 3.13 – Призмы опорные и с боковым креплением
Подвижные представлены в ГОСТ 12193—66*, установочные - ГОСТ
12194—66*, неподвижные - ГОСТ 12196—66*. Размеры [2, с.363–367].
Примеры установок цилиндрических деталей даны на рисунке 3.14.
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а – коленчатого вала;
б – ступенчатого вала
Рисунок 3.14 - Установка цилиндрических заготовок
Длинные заготовки и заготовки с необработанными базовыми поверхностями
устанавливают по двум сечениям в нестандартных призмах с разобщенными
рабочими участками рисунок 3.15 а,б,в,д или применяют призмы с запрессованными
точечными опорами, рисунок 3.15г.
а - большой длины; б – д - по необработанным поверхностям
Рисунок 3.15 - Конструктивные варианты призм
Точечные опоры 1 или пластины 2 (рисунок 3.15) облегчают восстановление
призмы после достижения предельной величины износа контактных поверхностей.
При использовании нескольких узких призм все призмы, кроме двух, выполняют
подводимыми или самоустанавливающимися.
3.2.4 Установочные пальцы
Установочные пальцы (УП) – элементы, обеспечивающие установку детали по
одному или системе отверстий конструктивных или технологических (созданных
для выполнения операций техпроцесса).
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УП классифицируются:
1) по длине:
- длинные;
- короткие (накладывают 2 или 4 связи при базировании);
2) по виду контактных поверхностей:
- цилиндрические;
- срезанные;
3) по съемности:
- постоянные;
- быстросъемные.
Рисунок 3.16 - Пальцы установочные цилиндрические постоянные (ГОСТ
12209-66), установочные срезанные постоянные (ГОСТ 12210-66)
Рисунок 3.17 - Пальцы установочные цилиндрические высокие (ГОСТ 1777472) и установочные срезанные высокие (ГОСТ 17775-72)
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По конструктивному исполнению различают пальцы установочные:
- цилиндрические с упором (ГОСТ 16898-71);
- срезанные с упором (ГОСТ 16899-71);
- цилиндрические (ГОСТ 16900-71);
- цилиндрические срезанные (ГОСТ 16901-71);
- цилиндрические постоянные (ГОСТ 12209-66);
- срезанные постоянные (ГОСТ 12210-66);
- цилиндрические сменные (ГОСТ 12211-66);
- срезанные сменные (ГОСТ 12212-66);
- цилиндрические высокие (ГОСТ 17774-72);
- срезанные высокие (ГОСТ 17775-72).
Из других элементов для установки и базирования цилиндрических деталей
следует обратить внимание на полуотверстия и втулки, рисунок 3.18. Конструкции
не стандартизированы.
а)
б)
Рисунок 3.18 - Установка: а - в полуотверстия; б - во втулку
Втулки используют:
- кондукторные постоянные (ГОСТ 18429-73);
- кондукторные постоянные с буртиком (ГОСТ 18430-73);
- кондукторные сменные (ГОСТ 18432-73) и др.
Кулачки самоцентрирующих (ГОСТ 2675-80, ГОСТ 3890-82 и др.) и
несамоцентрирующих патронов подобные установочные и установочнозажимные элементы;
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По внутренним отверстиям — на рабочую поверхность различных оправок
(ГОСТ 16211—70);
-сухари, кулачки разжимных устройств и другие установочные элементы;
Для установки заготовок по центровым гнездам и фаскам отверстий
используют различные по конструкции центры (ГОСТ 2576-79, ГОСТ 874275).
3.2.3 Общие требования к установочным элементам
В конкретном приспособлении используют несколько видов установочных
элементов, так как базирование заготовок обычно осуществляется не по одной
базе, а по их комплекту. Количество этих элементов и их расположение в
приспособлении выбирают в зависимости от требуемой точности ориентации и
устойчивости заготовки согласно принятой в технологическом процессе схеме
базирования.
Установочные элементы должны обладать повышенной износостойкостью,
длительное время сохранять свои размеры и относительное положение. Поэтому
их изготавливают из углеродистых и легированных сталей (У7, У8, У10А, 65Г и
др.) с закалкой до твердости 56...61 HRC или из конструкционных сталей (15ХН,
20, 20Х и др.) с цементацией на глубину от 0,8 мм до 1,2 мм и последующей
закалкой до той же твердости. В ряде случаев их армируют твердым сплавом и
другими материалами. Шероховатость рабочих поверхностей установочных
элементов соответствует чаще всего параметру Ra = 2,5...0,32 мкм.
Кроме того, установочные элементы не должны ухудшать качество
поверхностей деталей, стыки их должны быть достаточно жесткими. В целях
упрощения и ускорения ремонта приспособлений установочные элементы следует
выполнять легкосменными.
Число и расположение установочных элементов (основных опор) должно
обеспечить:
- базирование с заданной точностью;
- необходимую устойчивость и жесткость закрепления.
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рабочие контактные поверхности опор должны обеспечивать точечный
контакт, что устраняет или уменьшает влияние дефектов на точность установки.
Установочные
элементы
не
должны
портить
поверхность
заготовки
(противоречит п.2). Выбор размеров УЭ всегда компромисс пунктов о точечном
характере контакта и требованием обеспечение качества поверхности в точке
контакта.
Установочные элементы должны быть жесткими и прочными, что снижает
вероятность деформации при закреплении.
Конструкции установочных элементов и места их установки должны быть
технологичными в изготовлении и обеспечивать быструю замену при износе или
повреждении.
Рабочие
поверхности
установочных
элементов
должны
обладать
максимальной износостойкостью, поэтому их изготавливают:
- из стали У7А – У10А с закалкой до НRС 50-55 ед.,
- из стали 20 или 20Х – с цементацией на глубину от 0,8 мм до 1,2 мм с
закалкой до НRС 50-55 ед.,
Допускается:
- для мелкосерийного производства использование стали 45 или 40Х с
закалкой до НRС 35 – 40 ед.
- для крупносерийного и массового производства (в обоснованных случаях)
использовать твердые сплавы для армирования контактных поверхностей опор.
3.2.4 Элементы для направления режущего инструмента
Элементами для направления режущего инструмента являются кондукторные
втулки, используемые на универсальных станках для обеспечения заданного
расстояния между осями отверстий, повышения жесткости системы при обработке
отверстий на неплоских поверхностях или разные варианты сверления системы
отверстий.
Как уже отмечалось роль таких функций, с введением в работу систем ЧПУ –
снизилась. Поэтому разработка кондукторных приспособлений, в настоящее время –
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
не актуальна. При необходимости можно ознакомиться со специальными
изданиями, справочниками [5 с.286-289] по разработке конструкций, методами
расчета параметров кондукторных приспособлений или по Интернету.
Копиры, предназначены для установки на универсальные станки для
обеспечения заданной траектории перемещения в процессе обработки режущего
инструмента относительно заготовки.
Как и в случае с кондукторными втулками, вопросы выполнения перемещения
по заданной траектории, успешно решаются системами ЧПУ.
Такое же положение с элементами настройки режущего инструмента на
выполняемые размеры, установов.
Поэтому в методических указаниях такие элементы как кондукторные втулки,
копиры, установы - не рассматриваются.
3.2.7 Элементы для настройки положения СП на столе станка
Элементами для настройки положения СП на столе станка являются
направляющие шпонки и установочные пальцы. Выбор этих элементов зависит от
конструкции стола (сетки пазов, отверстий, и размерными параметрами элементов
стола) конкретных станков. При назначении способа базирования необходимо
обеспечить полное базирование приспособления на столе станка.
Для
круглых
приспособления
столов
должен
станков
иметь
с
центральным
центральный
отверстием
цилиндрический
корпус
палец
и
цилиндрическую (срезанную) или призматическую шпонку для ориентации
относительно оси стола (пазов).
Если центрального отверстия нет, то используют две или три призматические
шпонки для установки в пазы стола (прямоугольные или Т-образные).
Для столов с системой отверстий используют две шпонки (цилиндрическую и
срезанную) располагаемые на максимально возможном расстоянии друг от друга, в
отверстиях стола.
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.2.8 Корпус
Корпус является базовой деталью, на которую монтируются все элементы и
механизмы СП. Комплект основных баз корпуса определяет положение в
технологической системе (в координатной системе станка). Вспомогательные базы
на корпусе предназначены для базирования деталей и узлов приспособления,
рисунок 3.19.
Форма и размеры корпуса приспособления зависят от формы и габаритных
размеров
устанавливаемых
в
приспособлении
деталей
и
расположения
установочных, зажимных и направляющих деталей приспособления.
Действие сил резания, сил зажима, возникающая вибрация воспринимается
через обрабатываемую деталь корпусом СП. Поэтому корпус приспособления
должен быть достаточно жестким, прочным, износо- и виброустойчивым и
обеспечивать быструю, удобную установку и снятие обрабатываемых деталей.
Рисунок 3.19 – Методы фиксации и крепления корпуса на столе станка
К корпусу должен быть удобный доступ для обслуживания (очистка от
стружки, установка - снятие). Для гарантированного базирования на основных
базовых поверхностях СП устанавливают направляющие шпонки (рисунок 3.19 в) и
установочные пальцы, позволяющие быстро (без выверки) и надежно установить
приспособление Варианты крепления СП, рисунок 3.19 а-б.
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тяжелые приспособления (масса больше 10 кг) для удобства захвата при
установке и снятии со стола станка снабжают рым-болтами (ГОСТ 4751-73) или
грузовыми винтами (цапфами) ГОСТ 8922- 69.
Рисунок 3.20 – Варианты крепления корпусов СП на шпинделе станка
На рисунке 3.20 – показаны варианты крепления приспособлений в
зависимости от конструкции шпинделя (ГОСТ 16868-71).
Конструктивные формы корпусов разнообразны. В большинстве случаев
форма корпуса приспособлений определяется формой главного движения или
формой стола: прямоугольные или круглые, рисунок 3.21.
Рисунок 3.21 - Литые корпуса приспособлений
При проектировании в конструкцию корпуса должны быть заложены условия
безопасности работы - отсутствие острых углов и малых просветов между
рукояткой и корпусом, устойчивость и др.
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При соблюдении всех технических требований трудоемкость изготовления
корпуса и его себестоимость должны быть минимальными.
Заготовки корпусов СП изготовляют литьем, сваркой, ковкой, вырезают из
сортового проката и сборкой из отдельных элементов.
Материал для изготовления корпусов - серые чугуны, разные марки
конструкционных сталей, легкие цветные сплавы.
Выбор
варианта
корпуса
определяется
условиями
эксплуатации
приспособления, сроками, себестоимостью и технологией его изготовления.
3.3 Методика выполнения работы
Преподаватель:
1) выдает задание - чертеж детали с указанием вида заготовки, выполняемой
операции и условий производства (тип производства, объем выпуска);
2) контролирует этапы, консультирует в затруднительных случаях.
Студент:
1) изучает варианты приспособлений;
2) оформляет схему базирования, выбирает марку станка, определяет
параметры стола станка, размеры рабочей зоны, посадочные места станка, другие
технические характеристики;
3) выбирает стандартные элементы и детали, для установки деталей;
4) выбирает элементы для направления режущего инструмента (при
необходимости;
5) определяет форму, конструкцию и габаритные размеры корпуса;
6) выбирает материал и метод изготовления корпуса;
7) выбирает элементы для настройки положения СП на столе стан;
8) разрабатывает принципиальную схему приспособления;
9) отвечает на контрольные вопросы преподавателя;
10) оформляет отчет (пояснительную записку).
Рекомендуется первоначальные идеи конструкции приспособления (схемы и
эскизы) выполнить на бумаге.
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.4 Содержание отчета (пояснительной записки)
3.4.1 Наименование работы.
3.4.2 Цель работы
3.4.3 Задание с исходными данными (по курсовому проекту по ТМ).
3.4.4 Изложение идеи конструкции приспособления (схемы и эскизы).
3.4.5 Схемы, эскизы набора стандартных деталей, используемых при
конструировании приспособления.
3.4.6 Описание предполагаемого принципа работы СП.
3.4.7 Выводы и предложения.
3.4.8 Ответы на контрольные вопросы.
3.5 Контрольные вопросы
3.5.1 Перечислите основные элементы станочных приспособлений.
3.5.2 Назовите функциональные блоки СП.
3.5.3 Для чего проводится нормализация, унификация и стандартизация
деталей, узлов СП.
3.5.4 В каком производстве используются
неразборные специальные
приспособления (НСП)?
3.5.5 Какие этапы жизненного цикла станочных приспособлений вы знаете?
3.5.6 Какие приспособления относятся к приспособлениям однократного
применения?
3.5.7 Перечислите составляющие входящие в понятие «Время оперативного
оснащения (ВОО)».
3.5.8
Почему
необходимо
обеспечивать
выполнение
пяти
основных
требований к станочным приспособлениям?
3.5.9 Какие конструкции установочных элементов вы знаете?
3.5.10 Как выбирают размер опорных штырей?
3.5.11 Назовите причину оформления опорных поверхностей точечных опор и
пластин с «насечкой» или с пазами?
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.5.12 В чем особенность высоких опор?
3.5.13 Для чего используются регулируемые винтовые опоры?
3.5.14 Назовите рекомендуемое количество вспомогательных опор в СП?
3.5.15 В чем преимущество самоустанавливающихся опор?
3.5.16 Сколько точек базирования реализуют самоустанавливающиеся опоры?
3.5.17 Назовите назначение распорок и подпорок?
3.5.18 Какие преимущества и недостатки призм Вы знаете?
3.5.19 Для чего используются установочные пальцы? Их преимущества и
недостатки?
3.5.20 Какими должны быть (по конструкции) установочные пальцы при
установки на них заготовки с двумя отверстиями?
3.5.21 Назовите общие требования к установочным элементам?
3.5.22 Какие элементы для направления и установки режущего инструмента
вы знаете?
3.5.23 Какие элементы для настройки положения СП на столе станка Вы
знаете?
3.5.24 Для чего корпус приспособления оснащается центровиком или
привертными шпонками?
3.5.25 Назовите основные способы изготовления корпусов, требования к ним,
принципы выбора?
3.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы
3.6.1 Блюменштейн, В. Ю. Проектирование технологической оснастки :
учебное пособие / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Клепцов. – СПб.: Лань, 2010. – 224 с.
3.6.2 Станочные приспособления : справочник: в 2Т. / под ред. Б. Н.
Вардашкина - М.: Машиностроение, 1984. – Т.1. – 591 с.
3.6.3 Корсаков, В. С. Основы конструирования приспособлений : учебник / В.
С. Корсаков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1983. - 277 с.
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.6.4 Горохов, В. А. Проектирование и расчет приспособлений : учебник /
В. А. Горохов, А. Г. Схиртладзе. - Старый Оскол : ООО "ТНТ", 2008. - 304 с.
3.6.5 ГОСТ 31.1001.01 - 88. Приспособления станочные для станков с ЧПУ,
ГПМ, ГПС. Основные параметры. – Введ. 1990 – 01 – 01. - М. : Изд-во стандартов,
1987. – 23 с.
3.6.6 ГОСТ 31.1066.01 - 85 Приспособления к металлорежущим станкам.
Оправки центровые переналаживаемые с гофрированными втулками для точных
работ. Основные параметры и размеры. – Введ. 1986 – 01 – 01. - М. : Изд-во
стандартов, 1985. – 16 с.
3.6.7 ГОСТ 31.1066.02 - 85 Приспособления к металлорежущим станкам.
Оправки с разрезными цангами для точных работ. Основные параметры и размеры.
– Введ. 1986 – 01 – 01. - М. : Изд-во стандартов, 1985. – 14 с.
3.6.8 ГОСТ 31.1066.04 - 97 Приспособления к металлорежущим станкам.
Оправки кулачковые. Общие технические условия. – Введ. 1999 – 01 – 01. - М.:
Изд-во стандартов, 1997. – 18 с.
3.6.9 ГОСТ 4734 - 69 Прихваты поворотные. Конструкции. – Введ. 1970 – 01 –
07. - М.: Изд-во стандартов, 1969. – 18 с. Ограничение срока действия снято
Постановлением Госстандарта от 20.04.69 № 1089.
3.6.10 ГОСТ 4735 - 69 Прихваты поворотные. Конструкции. – Введ. 1970 – 01
– 07. - М.: Изд-во стандартов, 1969. – 15 с. Ограничение срока действия снято
Постановлением Госстандарта от 20.04.69 № 1028.
3.6.11 ГОСТ 4736 - 69 Прихваты откидные. Конструкции. – Введ. 1970 – 01 –
07. - М.: Изд-во стандартов, 1969. – 16 с. Ограничение срока действия снято
Постановлением Госстандарта от 20.04.89 № 1029.
3.6.12 ГОСТ 4738 – 67* Вилки с резьбовым хвостовиком. Конструкции. –
Введ. 1970 – 01 – 07. - М.: Изд-во стандартов, 1989. – 16 с. Ограничение срока
действия снято Постановлением Госстандарта от 20.04.89 № 1029.
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4 Практическая работа №4. Последовательность и методика
проектирования неразборных станочных приспособлений (НСП)
4.1 Цель работы
Цель работы – изучить методику и получить навыки конструирования
станочных приспособлений.
4.2 Теоретические положения
4.2.1 Неразборные специальные приспособления (НСП)
НСП представляют собой необратимые конструкции, не предназначенные для
разборки с целью повторного использования их сборочных единиц и деталей.
После снятия изделия с производства либо после изменения технологического
процесса НСП списываются в металлолом целиком.
НСП проектируются и изготавливаются для различных видов обработки
заготовок любых форм и габаритных размеров и обеспечивают необходимую
точность обработки, поскольку проектируются под заданные условия обработки.
НСП обладает самым длительным циклом оперативного оснащения (рисунок
3.4). Длительность времени оперативного оснащения (ВООНСП) варьируется в
широком интервале, от недели до полугода. Например, на одно приспособление
средней сложности около 100 часов. Хотя сравнительную длительность ВОО можно
оформлять и в процентах, и в долях от одной единицы. Причем за 100 % или
единицу принимается ВООНСП.
Вместе с тем, себестоимость выпускаемой продукции в условиях массового
производства, наименьшая, т.к. стоимость оснастки калькулируется с другими
составляющими общих затрат и относится на единицу продукции. При этом, не
смотря на высокую стоимость техоснастки, удельная часть себестоимости будет
минимальной.
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В конструкциях НСП максимально используются стандартные детали,
сборочные единицы и заготовки (от 60 % до 70% массы приспособления).
Характеристики конструктивных элементов, размерные параметры, правила
выбора и условия эксплуатации даны в практической работе №3.
НСП применяются в крупносерийном и массовом производстве при
длительности нахождения изделия в производстве, обеспечивающей эксплуатацию
НСП до физического износа или в условиях невозможности использования других
систем приспособлений.
4.2.2 Последовательность проектирования
Проектирование станочных приспособлений рекомендуется производить в
следующей последовательности:
1 Анализ исходных данных в том числе:
– 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);
– изучение технических характеристик станка, определить ограничения
приспособления по габаритам, способам центрирования, крепления на станке,
технических требований на изготовление.
Проектирование сводится к разработке конструкции, состоящей в основном из
стандартных деталей и узлов с ограниченным числом оригинальных деталей.
2 Создание общей идеи конструкции приспособления, которая должна быть
одобрена преподавателем.
Непосредственное проектирование состоит из двух частей:
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– расчетной, включающей разработку принципиальной (расчетной) схемы
приспособления, силовые, точностные и экономические расчеты проектируемого
приспособления;
– конструкторской, включающей разработку чертежа общего вида станочного
приспособления.
4.2.3 Содержание расчетной части
1 Производят анализ схемы установки заготовки и определяют возможную
погрешность базирования.
Рассчитывают фактическую ω у и допустимую [ω у] погрешности установки
заготовки в приспособлении при выбранной схеме базирования. Если расчетная
величина не превышает величины допустимой погрешности, то принимают
рассмотренный
вариант
базирования,
если
нет
–
подбирают
вариант,
удовлетворяющий требуемой точности.
ωу ≤ [ω у].
(4.1)
Если ω у превышает [ωу], то необходимо изменить схему базирования или
конструкцию приспособления, в крайнем случае – метод обработки.
2 Определяют расчетную производительность обработки.
Nсм = Fр.в / Топер ,
(4.2)
где Nсм – сменная производительность;
Fр.в – сменный фонд рабочего времени;
Топер – длительность обработки на данной операции.
3 Выбирают вариант опорных конструкций, количество опор, в зависимости
от состояния базовых поверхностей заготовки, их размеров и конструктивных
особенностей.
4 Вычерчивают в необходимом количестве проекций контуры заготовки в
положении, в каком она будет обрабатываться на данной операции (проекции
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
заготовки располагают с учетом того, что в дальнейшем оформляют элементы
крепления, силовой механизм с приводом.
При необходимости разрабатываются несколько вариантов расположения
установочных и зажимных элементов.
Расчет времени обработки с учетом длительности процедур установки и
закрепления позволяет обосновать выбор наиболее производительного варианта
конструкции.
5 Рассчитывают по формулам теории резания составляющие силы резания,
после чего устанавливают точки приложения и направления действия сил резания,
точки приложения и направления сил зажима и рассчитывают необходимое усилие
закрепления.
Для этого составляют расчетную схему приспособления, указывают точки
приложения и направление сил, действующих на заготовку. Как правило, это силы
резания,
масса,
инерционные
силы.
Оформляют
уравнение
моментов
(соответствующая сила, умноженная на плечо с учетом знака направления) и
определяют расчетную величину силы «нейтрализующей» действие сил на
заготовку.
Для определения силы закрепления расчетную силу увеличивают на
коэффициент запаса (коэффициент надежности закрепления), представляющий
собой произведение шести коэффициентов:
Кнз = К0× К1× К 2× К 3× К 4× К5× К 6,
(4.3)
Значение составляющих коэффициентов выбирают по конкретным условиям
проведения операции из таблиц в справочниках.
6 Рассчитывают
или определяют погрешность закрепления ω з, что
необходимо для расчета точности приспособления.
7 Окончательно схему установки применяют при соблюдении следующего
условия:
ωу = ω б + ω з ,
52
(4.4)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где ωб – погрешность несовмещения баз (базирования) по выдерживаемому
размеру на данной операции.
На
стадии
проектирования
приспособления
допустимую
погрешность
установки при обработке на настроенных станках можно найти из следующей
зависимости:
(4.5)
где Т – допуск выдерживаемого параметра;
Кп – поправочный коэффициент, Кп = 0,5 – для размера 8 квалитета и грубее;
Кп = 0,7 – для размера 7 квалитета и точнее;
ωтс – погрешность технологической системы, определяемая как средняя
экономическая точность обработки. Принимают по таблицам [1].
8 Погрешность приспособления, допустимая для данного приспособления и
вызываемая неточностью его изготовления
(4.6)
Расчетное значение суммарной погрешности приспособления распределяют
по ее составляющим:
(4.7)
где
– сумма допусков на изготовление деталей приспособления в
направлении выдерживаемого размера при обработке заготовки;
εуп – погрешность установки приспособления на станке. Рассчитывают по
схеме установки приспособления на станке;
εз – погрешность, возникающая вследствие конструктивных зазоров,
необходимых для установки заготовки на установочные элементы приспособления;
зазор рассчитывают по принятой посадке;
εп – погрешность перекоса или смещения инструмента, возникающая из-за
неточности изготовления направляющих элементов приспособления; если
направляющие отсутствуют, ε п не учитывают.
При направлении инструмента по кондукторным втулкам ε п можно подсчитать
по формуле (4.8),
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(4.8)
где S – наибольший зазор между отверстием в кондукторной (направляющей)
втулке и сверлом (борштангой); допуски на эти размеры назначают по ГОСТ 304766 или рассчитывают по принятой посадке;
H – высота кондукторной втулки; для стандартных втулок принимают по
ГОСТ 18429-73, 18430-73, 15362-73;
d – диаметр сверла (зенкера или борштанги).
9 Определяют допуск на размер собранного приспособления, который
должен быть проставлен на сборочном чертеже
(4.9)
Если величины Тс и Тi выдержать экономически трудно или невозможно, то
необходимо внести соответствующие изменения в конструкцию приспособления,
схему базирования и закрепления заготовки или перейти на более точный метод
обработки и повторить расчет.
Нулевые и отрицательные значения ωпр недопустимы.
Таким
образом,
расчет
точности
изготовления
проектируемого
приспособления можно производить в следующем порядке:
а) определяют по расчетной схеме приспособления погрешность базирования
ωб по анализируемым линейным и угловым размерам;
б) находят погрешность закрепления ω з по таблицам [1] или расчетам для
анализируемых параметров;
в) по формуле (4.5) определяют погрешность установки ω у;
г) выбирают по таблицам [1] экономическую точность обработки ωтс для
расчетного параметра;
д) по формуле (4.6) определяют расчетную суммарную погрешность
приспособления ω пр;
е) величину ωпр распределяют по составляющим звеньям приспособления,
исходя из зависимости (4.7);
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ж)
по
зависимости
(4.9)
определяют
допуск
размера
собранного
приспособления Тс, который будет проставлен на чертеже общего вида
приспособления.
10 Выбирают вид зажимного устройства с учетом типа производства и
приспособления, рассеяния размеров заготовки, величины усилия зажима, такта
выпуска и производительности обработки.
Необходимо также продумать вопрос о целесообразности проектирования
многоместного или многопозиционного приспособления.
11 По усилию зажима рассчитывают основные параметры силового привода
(диаметр цилиндра или диафрагмы, ход штока, величину эксцентриситета и т.д.),
выбирают тип производства и конструкцию зажимных устройств. Уточняют
фактическое усилие зажима.
12 Производят проверочный расчет на прочность и жесткость особо
нагруженных деталей силового привода, а при необходимости кинематические и
динамические расчеты.
13 Выполняют оценку себестоимости изготовления спроектированного
приспособления по практической работе №…..
При механической обработке заготовок на каждую из операций могут быть
спроектированы приспособления, отвечающие заданным техническим требованиям
по точности, но отличающиеся различной сложностью, производительностью и
стоимостью.
4.2.4 Содержание конструкторской части
Разработку чертежа общего вида приспособления производят на формате А1 в
следующей последовательности:
1 В соответствии с ЕСКД вычерчивают контур обрабатываемой заготовки
(желательно в масштабе 1:1) в необходимом количестве проекций, расположенных
на расстоянии, достаточном для дальнейшего нанесения деталей приспособления.
Контур обрабатываемой заготовки вычерчивают цветной (синей) линией. Заготовка
считается условно прозрачной.
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Чертеж заготовки на главном виде (первая проекция) должен соответствовать
рабочему положению заготовки при обработке на станке.
2 Вычерчивают контур установочных элементов приспособления (штыри,
планки, пальцы, оправки, призмы и т.п.). При расположении опор следует учитывать
принятую схему базирования и закрепления заготовки, а также силы резания.
3 Вычерчивают контуры зажимного устройства с учетом выбранного типа
приспособления.
4 Выбирают по стандартам и вычерчивают направляющие элементы,
определяющие
положения
режущего
инструмента
(кондукторные
или
направляющие втулки, установы и др.).
5 Выбирают по стандартам и вычерчивают контуры силового механизма (ЭЗМ
и привод), вспомогательных деталей и механизмов приспособлений (кранов,
выталкиватели и др.).
6 Оформляют контуры корпуса приспособления, используя по возможности
стандартные формы корпусов.
7 При выборе и конструировании деталей и узлов приспособления стремятся к
получению достаточно прочной и жесткой конструкции при наименьшей массе и
габаритах. См ПР № 10. Важно, чтобы каждая деталь спроектированного
приспособления была технологична с точки зрения механической обработки и
сборки (ГОСТ 14.201-83).
8 Вычерчивают три проекции приспособления и определяют правильность
расположения всех элементов и механизмов приспособления с учетом удобства
сборки и разборки приспособления, его ремонта, установки и снятия заготовки,
удаления стружки, управления и контроля.
Особое внимание уделяют вопросам техники безопасности при обслуживании
приспособления, а также требования технической эстетики.
9 Вычерчивают необходимые проекции разрезов и сечений, поясняющие
конструкцию приспособления.
10 Проставляют размеры, допуски и посадки на основные сопряжения
деталей, определяющие: точность обработки, наладочные размеры, а также
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
габаритные,
контрольные
и
координирующие
размеры
с
отклонениями,
характеризующими расстояния между осями кондукторных втулок, пальцев и т.д.
11
В
соответствии
с
ЕСКД
составляют
спецификацию
деталей
приспособления, над штампом чертежа записывают техническую характеристику и
технические условия на изготовление, эксплуатацию и сборку приспособления.
4.3 Методика выполнения работы
Преподаватель:
- выдает задание - чертеж детали или заготовки, указывает операции и
условий производства (тип производства, объем выпуска);
- контролирует этапы, консультирует в затруднительных случаях.
Студент:
- оформляет схему базирования, выбирает марку станка, определяет
параметры стола станка, размеры рабочей зоны, посадочные места станка, другие
технические характеристики);
- выбирает стандартные элементы для базирования, закрепления детали;
- определяет конструкцию силового механизма (ЭЗМ и привод);
- составляет расчетную схему закрепления;
- определяет необходимое усилие закрепления;
- определяет необходимые вспомогательные устройства и их конструктивное
оформление;
- разрабатывает эскиз приспособления;
- оформляет отчет (пояснительную записку).
Рекомендуется первоначальные идеи конструкции приспособления (схемы и
эскизы) выполнить на бумаге и согласовать с преподавателем.
Затем оформляется чертеж, где в соответствии с технологическими базами,
указанными
на
операционном
эскизе,
располагают
установочные
элементы - опоры призмы, планки и др.
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Далее выбирают тип зажимного устройства и располагают его на чертеже
общего вида приспособления в соответствии с тем, как на операционном эскизе
указано место действия усилия зажима.
К полученному виду 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.
Элементы для базирования на столе станка оформляются в соответствии с
конструкцией стола.
Для закрепления на станке на корпусе предусматривают проушины, а в
Т-образные станочные пазы вставляются специальные болты с шайбами и гайками.
Окончательное оформление чертежа состоит в изображении недостающих
проекций,
видов,
разрезов,
габаритных
и
контрольных
размеров,
координирующих расстояний, выносок для указания позиций деталей. На чертеже
указывают наиболее существенные технические требования (точность, надежность
функционирования, безопасность), предъявляемые к приспособлению, а также
требования по окраске, клеймению, срокам проверки. Рекомендуемые технические
требования и требования по технике безопасности формируют на основании
рекомендаций.
Составление спецификации приспособления.
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.4 Содержание отчета (пояснительной записки)
В отчете (пояснительной записке) приводят:
1) задание с указанием типа производства (крупносерийный или массовый),
материала заготовки и операционный эскиз;
2) выбор системы станочного приспособления;
3) расчеты сил зажима и силового привода приспособления;
4) расчеты точности и экономической эффективности приспособления
5) описание конструкции и работы приспособления;
6) чертеж общего вида спроектированного приспособления с разрезами,
сечениями, спецификацией деталей (по ЕСКД);
7) список использованной литературы.
Текст отчета размещают на одной стороне листа белой бумаги формата А4
210×297
мм.
Отчет
оформляют
в
соответствии
с
требованиями
СТО 02069024.101– 2010.
4.5 Контрольные вопросы
4.5.1 Отличительные черты системы НСП?
4.5.2 Какие процессы учитываются во времени оперативного оснащения?
4.5.3 Почему ВООНСП принимается за 100 %, за единицу, или 100 часов?
4.5.4 Назовите последовательность этапов проектирования?
4.5.5 Для чего рассчитывается расчетную производительность обработки?
4.5.6 Как рассчитывается погрешность базирования и погрешность установки
заготовки?
4.5.7 Как рассчитываются силы резания?
4.5.8 Какие силы могут воздействовать на заготовку в процессе обработки?
4.5.9 Назовите основной метод расчета усилий закрепления?
4.5.10
Почему
используют
коэффициент
надежности
закрепления,
рекомендуемая (минимальная) величина Кнз?
4.5.11 Назовите этапы оформления чертежа общего вида.
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.5.12 Как определяется себестоимость изготовления СП?
4.5.13 Для чего корпус приспособления оснащается центровиком или
привертными шпонками?
4.5.14 Перечислите основные технические требования к приспособлению и
обоснуйте их необходимость.
4.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы
4.6.1 Блюменштейн, В. Ю. Проектирование технологической оснастки :
учебное пособие / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Клепцов. – СПб.: Лань, 2010. – 224 с.
4.6.2 Станочные приспособления : справочник: в 2Т. / под ред. Б. Н.
Вардашкина. - М.: Машиностроение, 1984. – Т.1. – 591 с.
4.6.3 Корсаков, В. С. Основы конструирования приспособлений : учебник / В.
С. Корсаков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1983. - 277 с.
4.6.4 Горохов, В. А. Проектирование и расчет приспособлений : учебник /
В. А. Горохов, А. Г. Схиртладзе. - Старый Оскол : ООО "ТНТ", 2008. - 304 с.
4.6.5 Технологическая оснастка : методические указания к выполнению
контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности
15100165 «Технология машиностроения» / сост. В. Ф. Гурьянихин, А. Д. Евстигнеев.
– Ульяновск: УлГТУ, 2007. – 39 с.
4.6.6 Станочные приспособления: альбом / А. Г. Схиртладзе, А.И. Матвеев ,
Ю.В. Новиков, Г.И. Рогозин. http://www.msun.ru
60
Тверь. ГТУ, 1999. – Режим доступа:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5 Практическая работа № 5 Определение расчетной
стоимости станочного приспособления
5.1 Цель работы
Изучение методики расчета себестоимости изготовления технологической
оснастки (фрезерных станочных приспособлений)
5.2 Теоретические положения
Одной из проблем определения эффективности технологической оснастки
является расчет себестоимости изготовления.
Существуют две основные методики определения себестоимости:
- по специальным номограммам и графикам;
- по сводной трудоемкости изготовления отдельных деталей.
Для определения себестоимости по номограммам надо иметь специальный
график себестоимости, учитывающий конструктивную сложность приспособления,
связанную с размерными и точностными параметрами изготовления детали.
Точность определения себестоимости зависит от опыта расчетчика, наличия
объективных данных, позволяющих определить себестоимость конструкции
станочного приспособления.
Второй
способ
чаще используют
на предприятиях изготавливающих
техоснастку на собственных специализированных участках. При определении
трудоемкости изготовления типовых деталей учитывается их размеры, сложность и
точность.
Этот способ более объективен, т.к. используются фактические данные
конкретного предприятия, которые корректируются в зависимости от изменившихся
условий:
стоимости
комплектующих,
сырья,
энергии,
уровня
организации
производства и др. факторов.
Определение себестоимости производится с учетом:
- норм времени изготовления специальных деталей;
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- стоимости деталей общего назначения;
- отдельно приведены нормы штучного времени на станочные и ручные
работы;
- оговорены условия проведения заготовительных операций, например, резку
круглого материала рекомендуется выполнять на дисковых пилах, ножовках,
листового – газовой резкой.
Обработка
деталей
производится
на
универсальном
оборудовании
с
применением нормализованного инструмента.
Сверление
отверстий
и
нарезание
резьбы,
сборка
приспособлений
выполняются слесарем.
Предлагаемая ниже методика предполагает возможность нормирования двумя
методами:
- непосредственно по сводным (итоговым) таблицам;
- суммированием трудоемкости по всем входящим в конструкцию деталям.
Кроме того, в общую трудоемкость впервые изготавливаемых приспособлений
вводится специальный коэффициент 1,25 и учитывается стоимость испытаний, т.е.
расчет состоит из двух частей: производится расчет трудоемкости изготовления, а
затем учитывается коэффициент и прибавляется стоимость испытания.
5.3 Методика выполнения работы
Преподавателем выдается чертеж или схема фрезерного приспособления с
указанием основных габаритных и технологических размеров (бумажный или
электронный вариант).
Студент:
- знакомится с методикой нормирования по прилагаемым типовым нормам
времени на изготовление оснастки (фрезерные приспособления);
- производит эскизирование основных оригинальных деталей составляющих
приспособление;
-
по
таблицам
«Типовых
изготовления отдельных деталей;
62
норм
времени»
определяет
трудоемкость
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- составляет сводную таблицу трудоемкости и производит расчет стоимости
изготовления приспособления (в нормочасах).
5.4 Содержание отчета
5.4.1 Наименование работы
5.4.2 Цель работы.
5.4.3 Эскизы деталей приспособления, с указанием расчетной трудоемкости
изготовления.
5.4.4 Таблица сводной трудоемкости изготовления приспособления.
5.5 Контрольные вопросы
5.5.1 Расскажите последовательность определения трудоемкости основных
деталей приспособления.
5.5.2 Как определяется тип приспособления?
5.5.3 Назовите составляющие входящие в формулу Тшт.к ?
5.5.4
Почему
корректируется
трудоемкость
вновь
изготавливаемых
приспособлений?
5.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы
5.6.1 Справочник технолога-машиностроителя : в 2Т. / под ред. A. M.
Дальского, А.Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. - 5-е изд. - М. :
Машиностроение, 2001. - Т.1:. – 2001. – 912 с. - ISBN 5-94275-014-9;
Т.2:. – 2001. – 944 с. - ISBN 5-94275-015-7.
5.6.2 Обработка металлов резанием: cправ. технолога /А.А. Панов [и др].; под
ред. А.А. Панова. - М. : Машиностроение, 1988. - 736 с. - ISBN 5-217-00032-5.
5.6.3 Альбом по проектированию приспособлений: учеб. пос. для вузов / Б.М.
Базров [и др]. – М.: Машиностроение, 1991. – 121с. ил.
5.6.4 Горохов, В. А. Проектирование и расчет приспособлений : учебник /
В. А. Горохов, А. Г. Схиртладзе. - Старый Оскол : ООО "ТНТ", 2008. - 304 с.
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6 Практическая работа № 6 Технологические возможности
универсальных безналадочных приспособлений (УБП)
6.1 Цель работы
Цель работы – изучении особенностей конструкций, целесообразности
использования и технологических возможностей универсальных безналадочных
приспособлений (УБП). Ознакомление с нормативно-технической и справочной
литературой.
6.2 Теоретические положения
Приспособлениями по ГОСТ 3.1109-82*[17] называются
технологическая
оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или
инструмента
при
выполнении
технологических
операций.
Технологическое
оборудование в обязательном порядке комплектуется набором приспособлений.
Каждый вид станка, исходя из назначения, имеет свой набор приспособлений.
Например:
- токарные станки комплектуются: трех, четырех кулачковыми само- и
несамоцентрирующими патронами, наборами оправок (цанговыми, жесткими,
ступенчатыми),
люнетами
(подвижными
и
стационарными)
и
др.
приспособлениями;
- фрезерные станки имеют в комплекте следующие приспособления станочные тиски, поворотные столы, делительные головки и др.;
- и так каждый вид станка.
Без этих приспособлений использование станка по назначению не возможно.
Эти приспособления, после установки на станок, готовы к работе. Они позволяют
реализовать типовые схемы базирования по ГОСТ 21495-76 и входят в систему –
«универсальные безналадочные приспособления – (УБП)».
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Конструкция УБП представляет собой законченный механизм с постоянными
(несъемными)
элементами
для
базирования,
обеспечивающий
установку
обрабатываемых заготовок с элементарными схемами базирования.
УБП весьма сложные унифицированные и стандартизированные конструкции.
Сложность, точность и эффективность технологий обработки, реализуемых с
помощью УБП, определяется квалификацией рабочего – станочника.
УБП - приспособления многократного применения.
Настройка
приспособления
осуществляется
за счет регулирования
зажимных элементов приспособления.
УБП обеспечивает базирование обрабатываемых заготовок с последующим
контролем и выверкой в условиях, когда к обрабатываемым деталям не
предъявляются требования высокой точности и взаимозаменяемости.
УБП применяют в условиях единичного, мелкосерийного и среднесерийного
производства. Для подготовки УБП к работе требуются наименьшие затраты
времени по сравнению с другими видами оснастки.
Преимущества УБП:
- минимальные затраты времени для подготовки приспособлений к работе;
- относительно высокая универсальность.
Недостатки УБП:
- отсутствие на рабочих поверхностях элементов для фиксации положения
обрабатываемой
заготовки
(точных
пазов,
отверстий
и
т.п.),
ведущее
к
значительным потерям вспомогательного времени, связанного с установкой
заготовки в приспособлении;
- отсутствие элементов взаимособираемости с другими разновидностями
переналаживаемой
оснастки
ограничивает
универсальность,
сужает
технологические возможности, снижает получаемую точность.
Большинство конструкций УБП стандартизированы, они поставляются как
принадлежности станков, как правило, приобретаются как покупные изделия, т.к.
изготавливаются в условиях серийного и крупносерийного производства.
УБП находятся в эксплуатации до полного физического износа.
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Студентам необходимо знать область применения, особенности и ограничения
их использования в производстве. Оказать помощь в изучении этих вопросов
призвана данная практическая работа.
6.3 Классификация УБП
УБП включает следующие виды оснастки:
1) центры и полуцентры;
2) поводковые устройства;
3) оправки;
4) токарные патроны общего назначения;
5) магнитные патроны и планшайбы;
6) цанговые приспособления;
7) плиты магнитные и электромагнитные;
8) столы;
9) стойки;
10) тиски;
11) кондукторы;
12) люнеты;
13) делительные головки.
6.4 Методика выполнения работы
Работа выполняется в следующей последовательности:
1 Изучить функциональное назначение и классификацию УБП. Ознакомиться
с представленной оснасткой в учебной лаборатории. По предложенной в списке
учебной и справочной литературе ознакомиться с назначением, конструктивными
особенностями, назначением входящих в конструкцию элементов, преимуществами
и недостатками в различных производственных условиях.
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2 Составить эскизы или скопировать общего вида приспособлений по всему
классификационному списку. Указать основные
детали, материал для их
изготовления, их основные физико-механические свойства.
3 Сформулировать ограничения на применение УБП.
4 Составить схему базирования и закрепления деталей.
5 Ответить на контрольные вопросы.
6 Подготовить отчет.
6.5 Содержание отчета
6.5.1 Наименование работы.
6.5.2 Цель работы
6.5.3 Перечень, входящих в систему УБП приспособлений.
6.5.4 Эскизы, копии схем входящих в систему УБП приспособлений.
6.5.5 Составить схему базирования и закрепления деталей.
6.5.6 Ответы (по каждому виду приспособления) на следующие вопросы:
– Каково назначение приспособления?
–Перечислите конструктивные особенности, преимущества и недостатки?
– Какие ограничения на применение данного вида УБП известны Вам?
6.6 Контрольные вопросы
1 Установка заготовок:
а)
Какие
заготовки
устанавливаются
и
закрепляются
в
трех-
четырехкулачковом самоцентрирующем патроне?
б) Какие заготовки закрепляются в несамоцентрирующем патроне?
в) В каких случаях заготовки закрепляют в патроне и поджимают задним
центром?
г) Какие заготовки устанавливают и закрепляют в центрах?
е) Составить схему:
– закрепление заготовки в патроне с поджимом задним центром;
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– закрепление заготовки в трехкулачковом патроне;
– закрепление заготовки в центрах;
– с поводковым патроном, закрепленным на шпинделе;
– с хомутиком, закрепленным на заготовке.
2. Установка деталей и заготовок в центрах:
а) Заготовки каких деталей устанавливают и закрепляют в центрах?
б) Какой центр называется передним, а какой - задним?
в) В чем заключается особенность работы переднего и заднего центров?
г)
Какую
подготовку
должна
пройти
заготовка
перед
установкой,
закреплением и обработкой в центрах?
д) Назначение жесткого опорного центра?
е) Какие центры называются обратными и в каких случаях их применяют?
ж) Как повышается износостойкость центров?
и) Чем отличаются вращающийся центр для легких, для повышенных и для
тяжелых нагрузок?
к) Каков угол при вершине рабочего конуса стандартных центров?
л) Какие центры называются грибковыми, как они работают, в каких случаях
их применяют?
м) Каковы условия получения правильной цилиндрической поверхности при
обработке заготовки в центрах?
н) Как проверить совпадение осей переднего и заднего центра?
- с помощью переднего и заднего центров;
- с помощью контрольной оправки и индикатора.
п) Как устранить перегрев вала при обработке в центрах?
3 Установки в поводковых устройствах
а) Для чего предназначены поводковые устройства, применяемые для
обработки заготовок?
б) Каковы разновидности поводковых устройств?
в) Каковы приемы безопасной работы при обработке деталей в центрах?
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
г) Преимущества и недостатки самозажимных поводковых устройств? Как они
устроены?
д) Преимущества и недостатки безхомутикового закрепления заготовок?
е) Как устроена и работает поводковая оправка с плавающим центром?
ж) В каких случаях прибегают к закреплению заготовки с помощью
рифленого поводкового центра ("ерш")?
4 Установка деталей и заготовок в люнетах
а) Заготовки каких деталей обрабатывают в люнетах?
б) Какие существуют типы люнетов и условия их применения?
в) Из каких основных частей состоит неподвижный люнет? Их назначение.
г) Какая дополнительная операция должна производиться перед установкой
заготовки в люнет?
д) Почему после черновой обточки, необходима проточка шейки вала под
кулачки люнета для чистовой обработки вала?
ж) Чем отличается подвижный люнет от неподвижного?
5 Крепление деталей к планшайбе
а) В каких случаях используют крепление детали к планшайбе?
б) Для чего при обработке заготовок на планшайбе применяют противовес?
6 Самоцентрирующие патроны
а) Какие основные части трехкулачкового самоцентрирующего патрона?
б) Какие патроны называют самоцентрирующими?
в) Как взаимодействуют основные части патрона при зажиме и разжиме
заготовки?
г) Причина относительно быстрого износа кулачков самоцентрирующего
патрона и потеря им точности?
д) С какой целью используются:
- закаленные и незакаленные "сырые" кулачки?
- прямые и обратные кулачки?
- широкие кулачки (или разрезные втулки)?
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
е) Почему при установке кулачков в корпус самоцентрирующего патрона
соблюдается определенная последовательность?
ж) В каких случаях и как производится растачивание или расшлифовывание
кулачков?
и) Назовите разновидности самоцентрирующих патронов?
к) Для чего предназначена планшайба, прикрепленная к патрону?
л) Как закрепляют и центрируют патрон с планшайбой на шпинделе?
м) В чем преимущество фланцевого закрепления патрона на шпинделе перед
резьбовым?
н) Составляющие погрешности установки и закрепления заготовки в
трехкулачковом самоцентрирующем патроне?
п) Как устраняется радиальное биение заготовки в патроне?
р) Устройства, предотвращающие самоотвинчивание токарных патронов при
резком торможении вращающегося шпинделя с резьбовым концом?
7 Цанговые патроны
а) Какие разновидности и области применения цанговых патронов вы знаете?
б) Основные части цанговых патронов и принцип их взаимодействия?
в) С какой целью в цанговый патрон встраивается регулируемый упор?
г) Почему зажимную поверхность цанги окончательно обрабатывают именно
на том станке, на котором цанговый патрон будет использоваться?
8 Несамоцентрирующие патроны
а) В каких случаях прибегают к закреплению заготовок в универсальном
четырехкулачковом патроне?
б) Каковы основные части четырехкулачкового патрона?
в) Почему этот патрон называют универсальным и несамоцентрирующим?
г) Каково назначение концентричных канавок на торце патрона со стороны
кулачков?
д) В каком патроне и почему можно надежно закрепить заготовку в четырех
или трехкулачковом самоцентрирующем патроне?
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ж) Особенность выверки заготовки "на мелок", с помощью
рейсмуса, с
помощью индикатора?
9 Оправки
а) Какую конусность имеют конусные оправки?
б) Какой поверхностью базируются заготовки на оправке и какие поверхности
при этом могут быть обработаны?
в) Как насаживают заготовку на оправку, что удерживает ее на оправке и как
ее снимают?
г) Какое техническое требование обеспечивается при изготовлении деталей
на конусной оправке?
д) Каковы достоинства и недостатки оправки?
е) Посадочные размеры оправки?
ж) Для чего используются ступенчатые оправки? Их преимущества и
недостатки.
6.7 Литература, рекомендуемая для изучения темы
6.7.1 Корсаков, В. С. Основы конструирования приспособлений : учебник / В.
С. Корсаков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1983. - 277 с.
6.7.2 Горохов, В. А. Проектирование и расчет приспособлений : учебник /
В. А. Горохов, А. Г. Схиртладзе. - Старый Оскол : ООО "ТНТ", 2008. - 304 с.
6.7.3 Станочные приспособления : справочник: в 2Т. / под ред. Б. Н.
Вардашкина - М.: Машиностроение, 1984. – Т.1. – 591 с.
6.7.4 Блюменштейн, В. Ю. Проектирование технологической оснастки :
учебное пособие / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Клепцов. – СПб.: Лань, 2010. – 224 с.
–ISBN 978-5-8114-1099-6.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7 Практическая работа № 7. Изучение конструктивных
элементов универсальных сборочных приспособлений и
универсально-сборочной переналаживаемой оснастки (УСПО).
Разработка спецификаций приспособлений
Применение
переналаживаемых (обратимых)
приспособлений
решает
одну из важнейших проблем машиностроения - создание гибкого быстро- и легкопереналаживаемого производства. При использовании таких приспособлений
успешно решается задача повышения коэффициента оснащенности мелкосерийного
и даже единичного производств до уровня крупносерийного и массового.
7.1 Цель работы
Цель работы – изучение систем УСП и УСПО. Разработка спецификаций для
учета использования элементов и наладок УСП.
7.2 Теоретические положения
Основной системой приспособлений отвечающих требованию максимальной
готовности к производству является
система УСПО (УСП) – универсально –
сборная переналаживаемая оснастка (универсально–сборные приспособления).
Система предложена в 1947 году В. С. Кузнецовым и В. А. Пономаревым и нашла
широкое применение в единичном и мелкосерийном производстве[1].
УСП представляет собой систему, состоящую из набора стандартных деталей
и сборочных единиц, из которых компонуются различные приспособления
одноцелевого назначения.
После
использования
приспособлений
они
разбираются,
а
детали
возвращаются на склад и применяются при сборке других приспособлений. В
основу системы УСП положена идея постоянного кругооборота стандартизованных
деталей и сборочных единиц.
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 7.1 – Время оперативного оснащения техоснасткой УСП (УСПО)
Как видно из рисунка 7.1, специфической особенностью системы УСП
является отсутствие в процессе создания станочного приспособления этапов
конструирования и изготовления деталей, узлов.
Именно поэтому снижается продолжительность и трудоемкость работ по
созданию СП. При использовании дорогостоящих деталей, высокой точности
предприятие получает экономический эффект. За счет чего?
Во-первых, не требуется выполнение конструкторских работ, т.е. не нужны
конструкторские подразделения, включая здания и сооружения, сами конструкторы
и весь обслуживающий персонал.
Во-вторых, отсутствует потребность в вспомогательном производстве (цеха,
участки, оборудование, рабочие, ИТР, заготовки и покупные материалы).
Отсутствует
потребность
в
экологически
небезопасных
производствах
(термохимические технологии).
Самое главное экономия, сокращение времени подготовки производства
(ТПП), в котором на проектирование техоснастки приходится более 80 процентов
всего времени ТПП.
Элементы и узлы приобретаются у специализированных предприятий по
выпуску УСП, а с процессом проектирования справляются слесари – сборщики,
прошедшие специализированные курсы повышения квалификации.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Начальный фонд УСП (для
запуска и перехода подразделений на
использование приспособлений УСП) составляет 15 – 25 тыс. деталей, при этом
можно одновременно собрать 150 – 200 компоновок. В дальнейшем фонд УСП
доукомплектовывается деталями с учетом особенностей (размеров изготавливаемых
деталей, их конструкций, используемых материалов и другой специфики)
конкретного предприятия. Срок службы УСП расчетный 10 – 12 лет, фактический
15 – 20 лет, срок окупаемости комплекта – 2 – 3 года.
С
целью
обеспечения
высокой
износостойкости
все
детали
УСП
изготовляются из качественных легированных и инструментальных сталей и
подвергаются термообработке и последующему шлифованию всех поверхностей,
поэтому все детали УСП могут выполнять различные функции в различных
приспособлениях и могут работать различными поверхностями.
Базовые и корпусные детали выполняются из стали 12ХНЗА.
Установочные и направляющие элементы изготавливаются, как правило, из
стали У8А или У12А с закалкой до твердости 48 – 55 HRC.
Себестоимость полного комплекта УСП составляет около 50–80 тыс. долларов
США. Система УСП считается рентабельной, если средний срок службы
компоновки не превышает 15 смен, в том числе 1 смена — на сборку, 2 смены – на
транспортировку, 1 смена – на разборку.
На детали УСП установлен 701 государственный стандарт. В настоящее время
выбор элементов осуществляется по каталогам.
Достижимая точность обработки в приспособлениях УСП – IT 8-9, в
отдельных случаях – IT 7-8.
Организационно
система
УСП
требует
наличия
на
предприятии
специализированного участка УСП, совмещенного со складом комплектующих
УСП, на котором бригада квалифицированных сборщиков осуществляет сборку
приспособлений по представленным из механообрабатывающих цехов чертежам
(эскизам) обрабатываемых деталей, с последующей разборкой приспособлений
после их использования.
При этом инженерный контроль не требуется.
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Используются три серии УСП в зависимости от габаритных размеров
однотипных конструкций, крепежной резьбы, а также размеров Т-образных и
шпоночных пазов:
– первая
серия
(УСП-8)
–
паз
8Н7,
резьба
М8,
используется
на
приборостроительных заводах, для деталей массой – 5 кг.;
– вторая серия (УСП-12) – паз 12Н7, резьба М12, применяется на заводах
общего (среднего) машиностроения для деталей массой – 60 кг;
– третья серия (УСПО-16) – паз 16Н7, резьба М16, для заводов тяжелого
машиностроения для деталей массой до 3000 кг.
Универсально-сборные
круглые
накладные
кондукторы
(УСКНК)
–
предназначен для обработки отверстий расположенных равномерно по окружности:
диапазон диаметр от 45 до 1630 мм. Переналаживаемый круглый накладной
кондуктор предназначен для обработки отверстий неравномерно расположенных на
окружности диаметр от 45 до 1630 мм.
Масса обрабатываемых заготовок не
оговаривается.
Требование о невозможности хранения приспособлений более одной – двух
недель на складе заставляет искать возможность фиксировать конструкцию
(наладку) используемого УСП с помощью различных средств – фотографии, схемы
и др.
Другой
проблемой
является
учет
продолжительности
и
частоты
использования элементов в различных наладках. Это необходимо для обоснованной
целенаправленной комплектации набора элементов УСПО для оптимизации,
повышения эффективности (увеличение рентабельности) используемого комплекта
элементов.
Эти же данные необходимы для амортизации стоимости УСП.
Детали и узлы комплекта УСП разбиты на 8 групп [13] (таблица 7.1).
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
5
6
7
8
Всего
Среднее
количество, %
3
Базовые (плиты квадратные, прямоугольные,
круглые, базовые угольники и кольца)
Корпусные или опорные (подкладки и опоры
разной конфигурации, угольники, призмы и
т.п.)
Установочные (шпонки, пальцы, штыри
фиксирующие, переходные втулки)
Направляющие (втулки кондукторные
постоянные и быстросменные, кондукторные
планки, валики, колонки)
Прижимные (прихваты – плоские, изогнутые,
вильчатые и др.)
Крепежные
Разные детали (всевозможные планки, детали
шарнирных соединений, центры,
эксцентрики, рукоятки, пружины и пр.)
Готовые неразборные сборочные единицы
(базовые, опорные, установочные,
делительные и др.)
деталей
(примерно)
2
Наименование групп деталей
типоразмеров
1
Количество в группе
типов
№ группы деталей
Таблица 7.1 – Группы деталей УСП
11
16
200
1
28
96
2000
10
13
168
2800
14
5
89
600
3
14
21
800
4
19
85
12000
60
24
41
1200
6
36
45
400
2
150
410
20000
100
По конструктивно-технологическим признакам группы делятся на подгруппы.
Номенклатурный и численный состав заводского комплекта УСПО зависит от
характера и объема выпускаемой продукции и колеблется в широких пределах.
Достоинства системы УСП:
- значительное сокращение цикла технологической подготовки производства и
сроков проектирования и изготовления оснастки;
- резкое снижение трудоемкости и себестоимости изготовления оснастки для
нового изделия;
- экономия металла;
- быстрая окупаемость системы (2 – 3 года).
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Недостатки УСП:
- низкая жесткость приспособлений из-за наличия большого количества
стыков деталей приспособления и в результате снижается точность обработки;
- низкий
уровень
механизации
ввиду
отсутствия
в
комплекте
быстродействующих универсальных приводов: как правило, закрепление деталей
производится вручную;
- высокие требования к точности и шероховатости поверхностей деталей
системы и в результате высокая начальная стоимость комплекта.
Исходными для сборки приспособления являются различные базовые
элементы. Принципы сборки (агрегатирование) приспособлений представлены в
приложении.
Идея системы УСП оказалась настолько удачной, что получила дальнейшее
развитие как в обработке металлов резанием, так и в сопряженных областях. Так, на
базе комплекта УСП разработаны [13]:
– универсально-сборные круглые накладные кондукторы (УСКНК). В
комплект УСП включены дополнительно делительные диски, направляющие
планки,
кондукторные
втулки,
самоцентрирующие
головки
для
сверления
отверстий, расположенных по окружности. Наибольший диаметр сверления –
38 мм, диаметры окружностей расположения осей отверстий – от 45 мм до
670 мм, число отверстий – от 2 до 36, точность взаимного расположения отверстий –
± 0.1 мм, время сборки одного кондуктора в среднем составляет 40 мин;
– универсально-сборные прямоугольные накладные кондукторы (УСПНК)
для сверления отверстий в прямоугольных фланцах;
– универсально-сборные
контрольно-измерительные
приспособления
(УСКИП) для измерения отклонений от прямолинейности, плоскостности и
взаимного расположения поверхностей крупногабаритных деталей и сборочных
единиц. В качестве измерительных инструментов используются индикаторы
часового тина, миниметры, оптиметры и так далее. В комплект входят стержни и
валики (для сборки корпуса приспособления), базовые опоры с высокоточными
шарикоподшипниками, крепежные узлы. Время сборки приспособления – 2 часа,
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
габариты приспособления – 2000x1500x1500 мм, погрешность измерения – от 0,005
мм до 0,02 мм;
– универсально-сборные приспособления для растачивания;
– универсально-сборные штампы (УСШ).
Система УСП получила развитие в создании УСПО – универсально-сборной
переналаживаемой оснастки.
Комплект УСПО представляет собой совокупность стандартных деталей
блочных и базовых сборочных единиц, связанных общим технологическим
замыслом, наличием унифицированных рядов типоразмеров, обеспечивающих
собираемость приспособлении для оснащения основных групп станочного
оборудования.
Для обеспечения высокой надежности УСПО в качестве фиксирующих
устройств относительного положения соединяемых элементов при сборке УСПО
принято устройство, обеспечивающее соединение элементов без зазора и в то же
время обладающее способностью стабильно сохранять рабочее состояние в течение
всего срока службы УСПО.
По сравнению с УСП новый комплект имеет следующие преимущества:
– повышение точности и стабильности положения деталей приспособления в
два – три раза;
– повышение жесткости приспособления в 1,3 раза;
– увеличение точности обработки заготовок приблизительно в два раза;
– повышение производительности обработки в 1,7 раза;
– увеличение размеров базовых плит до 800x800 мм, что позволяет применить
многоместную обработку и для крупных заготовок;
– увеличение коэффициента использования металла при изготовлении
приспособлений от 0,46 до 0,75.
Считается, что комплект УСПО позволяет уменьшить затраты на оснащение
эквивалентного объема работ в шесть раз по сравнению со специальной оснасткой и
в два раза по сравнению с другими системами многократного применения.
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Система универсально-сборных механизированных приспособлений для
станков с ЧПУ (УСПМ-ЧПУ) является развитием системы УСП. Компоновки
УСПМ-ЧПУ предназначены для установки заготовок на станках с ЧПУ фрезерной и
сверлильной групп в условиях единичного и мелкосерийного производства
Основой
комплектов
УСПМ-ЧПУ
являются
гидравлические
блоки,
представляющие собой базовые плиты УСП с сеткой пазов и встроенными
гидроцилиндрами, а также плиты без встроенных цилиндров. В последнем случае
для механизации зажимов применяют различные гидроцилиндры.
7.3. Способы сохранения образа и состава элементов наладки УСП или УСПО
В
каталоге
[23]
рекомендуется
оформлять
чертеж
и
спецификации
приспособлений УСПО по специальной форме, таблица 7.2.
Таблица 7.2 – Спецификация приспособлений УСПО
для обработки детали _________________________ на станке_______________
(номер, наименование детали)
Группа
Наименование
Базовые
детали
Корпусные
детали
Плита
7081–4222
Опора квадратная
Опора прямоугольная
и т.д.
Кольцо
7033–4734
7033–4752
Установочные
детали
Зажимные
детали
Крепежные
детали
Пневмогидропривод
Арматура
Прихват передвижной
и т. д.
Винт установочный
и т.д.
Аккумулятор
и т.д.
Тройник
и т.д.
Вспомогательные Заглушка
детали
и т. д.
(марка станка)
Обозначение Код
3.001.01
Кол–
во
1
№
поз.
1
3.100.03
3.101.03
1
3
24
26
7019–006–01 3.242.17
2
14
3.400.04
1
31
7002–4006–05 4.510.06
6
20
7016–4015
И.3017.000
4.610.01
1
32
И.2716.000
4.801.01
3
25
И.2709.000
4.910.02
2
29
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.4 Методика выполнения работы
Практическая работа выполняется в два этапа:
1) по чертежу, предложенному преподавателем, оформляется чертеж УСП;
2) разрабатывается спецификация приспособления УСПО при этом детали с
Т-образными пазами с соединением элементов по «шпонкам – шпоночным пазам»
перекодирует на детали с соединением элементов «отверстие – конический палец –
разрезная коническая втулка».
7.5 Содержание отчета
7.4.1 Эскизы типов соединения элементов УСПО.
7.4.2 Схема (чертеж) приспособления с нанесенными номерами позиций.
7.4.3 Спецификация элементов приспособления УСПО.
7.6 Контрольные вопросы
7.6.1 Почему использование дорогостоящих деталей УСПО для сборки
приспособлений оказывается более экономичным по сравнению с использованием
более дешевых элементов системы НСП?
7.6.2
Какая
последовательность
действий
при
формировании
производственного комплекта элементов УСПО?
7.6.3 Какова продолжительность Времени оперативного оснащения систем
УСП – УСПО?
7.6.4 В каких подразделениях отраслей промышленности рекомендовано
применение элементов УСПО?
7.6.5 Чем отличаются серии систем УСП - УСПО и их области применения?
7.6.6 Какие типы соединения элементов УСП – УСПО Вы знаете?
7.6.7 Почему развитие систем УСП и УСПО считается персаективным?
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.7 Литература, рекомендуемая для изучения темы
7.7.1 Станочные приспособления : справочник: в 2 т. / под ред. Б. Н.
Вардашкина, В. В. Данилевского, А. А. Шатилова. - М. : Машиностроение,
1984.
- Т. 1. - 1984. - 591 с. ; - т. 2. - 1984. – 655 с.
7.7.2 Каталог 31.122.40 – 84 Детали и сборочные единицы универсально–
сборной переналаживаемой оснастки (УСПО) к металлорежущим станкам. - М.:
Изд–во стандартов, 1985. - 166 с.
7.7.3 ГОСТ 31.121.41 – 84 Детали и сборочные единицы универсальносборной оснастки к металлорежущим станкам. Конструктивные элементы.
Основные параметры. Нормы точности. – Введ. 1985 - 01- 07. - М. : Изд-во
стандартов, 1984. –51 с.
7.7.4 ГОСТ 31.121.42 – 84
Детали и сборочные единицы универсально-
сборной переналаживаемой оснастки к металлорежущим станкам. Технические
требования. – Введ. 1985 - 01- 07. - М. : Изд-во стандартов, 1984. –32 с.
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8 Практическая работа № 8 Системы переналаживаемых и
обратимых универсально-наладочных, специальных наладочных
и сборно-разборных приспособлений (УНП, СНП, СРП)
8.1 Цель работы
Изучение
областей
применения,
преимуществ
и
недостатков
систем
переналаживаемых и обратимых приспособлений
8.2 Теоретические положения
8.2.1 Универсальные и специальные наладочные приспособления
Универсальные (УНП) и специальные наладочные приспособления (СНП)
состоят из двух частей - постоянной (базовой) как правило, унифицированной и
меняющихся, специально спроектированных комплектов элементов (сменных
наладок), позволяющих устанавливать конкретные конструкции заготовок.
ВОО УНП,СНП – от 10 % до 15 % ВОО НСП , (рисунок 8.1)
Рисунок 8.1 – Схема составляющих процессов в ВОО УНП и СНП
УНП, как правило, предназначаются для установки
различных по
конфигурации и схемам базирования заготовок. СНП - для установки родственных
по конфигурации заготовок с идентичными схемами базирования.
Область применения УНО и СНО охватывает все типы серийного
производства в условиях групповой обработки заготовок, при мелкосерийном
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
производстве – немеханизированные, а в крупносерийном – пневматические или
гидравлические.
Эти приспособления применяют не только в серийном, но и в
массовом
производствах, если коэффициент загрузки одной операцией превышает 0,5.
Часто
установочные
элементы
такого
приспособления
допускают
регулирование в целях его наладки для обработки не только однотипных или
близких по форме и конструктивно-технологическим параметрам деталей, но и
деталей, входящих в другие классы.
Базовые агрегаты – законченные механизмы многократного использования,
имеющие стандартную конструкцию и выпускающиеся централизованно. Часто,
базовые агрегаты эксплуатируются до полного износа и постоянно находятся на
станке, при запуске новой партии обрабатываемых деталей.
При этом базовый агрегат УНП не снимают со станка, а лишь
переустанавливают сменные элементы или устанавливают регулируемые опоры.
Наладки УНП, как правило, на склад не сдаются, а хранятся на рабочих
местах, УНП находят наибольшее применение в серийном и мелкосерийном
производстве
в
условиях
группового
метода
обработки
деталей
(многономенклатурное производство).
Сменная наладка - специальная
сборочная единица, обеспечивающая
установку заготовки на базовом агрегате, а в кондукторах – и для направления
инструмента. В корпусе они базируются с помощью Т-образных и шпоночных
пазов, установочных пальцев и штифтов.
Наличие Т-образных пазов, в некоторых случаях, единственное отличие
элементов УНП, СНП от УБП.
Использование УНП требует группирования обрабатываемых заготовок по
габаритным размерам.
Экономически достижимая точность – IT 7-9.
Эта система разрабатывалась как основа внедрения групповых методов
обработки деталей и включает 164 стандарта [13].
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Разработаны классификаторы деталей для различных видов обработки. Такой
классификатор для тел вращения – приведен на рисунке 8.2.
Рисунок 8.2 –Классификатор тел вращения
Базовые части УНП стандартные, изготавливаются на специализированных
заводах технологической оснастки и поставляются по
заказам предприятий.
Проектирование и производство сменных наладок организуются непосредственно
в инструментальных цехах предприятий. Они
предназначены
для
установки
конкретной по форме и размерам заготовки. При этом каждая из наладок, входящих
в комплект одной базовой части, может иметь схему базирования заготовки,
отличную от других.
При смене объекта производства утилизируются только сменные наладки,
базовая же часть, не изношенная физически, используется в комплекте с другими
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
наладками для обработки заготовок
других деталей. За счет этого достигается
значительная экономия металла и других средств.
По трудоемкости изготовления на долю базовых агрегатов наладочных
приспособлений приходится от 80 % до 95 % трудоемкости готового к работе
приспособления. Стоимость сменной наладки составляет от 5 % до 15 % стоимости
базового агрегата.
Каждый базовый агрегат оснащается до 20 и более наладками, т.е. условно
можно считать, что 1 базовый агрегат УНП или СНП может заменить 20 НСП. По
состоянию готовности к работе, размерам и массе, степени механизации УНП и
СНП близки к лучшим образцам специальной станочной оснастки (НСП).
В
справочнике
[5]
последовательно
рассматриваются
конструкции
приспособлений для токарных и шлифовальных станков. Токарных патронов,
планшайб особенности применения наладок и способы расчета основных
параметров, рекомендуемы схемы закрепления цилиндров с помощью упругих
элементов.
В рекомендуемых фрезерных СП рассмотрены особенности применения
базовых конструкций кондукторных приспособлений, цанговых и делительных,
кантующихся.
Переналаживаемых
приспособлений
для
зубофрезерных
и
зубодолбежных станков.
Рисунок 8.3 – Классификатор деталей типа плит, планок, клиньев
Для деталей типа плит, планок, клиньев разработан другой классификатор,
рисунок 8.3
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Конструкция базового агрегата тисочного типа, рисунок 8.4, дополнена
схемами возможных вариантов наладок, рисунок 8.5.
Рисунок 8.4 – Эскиз конструкции базового агрегата, типа «тиски»
Рисунок 8.5 – Примеры сменных наладок к базовому агрегату «тиски»
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УНП целесообразно применять на станках с ЧПУ в мелкосерийном
производстве, особенно при использовании групповых методов обработки. К УНП
относятся четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков,
универсально-наладочные тиски, скальчатые кондукторы и другие.
Сформулированы требования и оговорены условия применения магнитных и
электромагнитных приспособлений.
Для серийного производства деталей типа рычагов, шатунов, кронштейнов,
вилок предлагается переналаживаемые приспособления – СНП. В конструкции этих
СП
используется
множество
решений,
связанных
с
индивидуальными
особенностями деталей, рисунки 8.5, 8.6.
Рисунок 8.6 – Наладки на тисочный базовый агрегат
8.2.2 Специализированные наладочные приспособления (СНП)
Это приспособления, состоящие из специализированного базового агрегата и
сменных наладок для установки родственных по конфигурации и технологии
обработки заготовок с идентичными схемами базирования.
Базовые агрегаты СНП представляют собой законченные механизмы
стандартной конструкции долговременного применения; они эксплуатируются до
полного износа и со станка не снимаются.
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Настройка СНП осуществляется регулированием рабочих элементов и сменой
наладок либо только сменой наладок. Многоместные приспособления обеспечивают
возможность смены заготовок вне рабочей зоны станка.
Эффективной областью применения СНП на станках с ЧПУ является серийное
производство.
Например,
приспособление,
показанное
на
рисунке
8.7,
предназначено для установки заготовок деталей типа рычагов, которые базируются
в призматических установочных наладках.
Рисунок 8.7 – Многоместные тисочные наладки
Большая группа корпусных деталей представлена в классификаторе арматуры,
рисунок 8.8.
Рисунок 8.8 – Классификатор корпусных деталей
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Особенностью этих деталей является широкая номенклатура и большой
диапазон размеров не позволяет объединять обработку
разных
конструкций
деталей. Поэтому даны только общие рекомендации и небольшое число примеров,
рисунок 8.9.
Рисунок 8.9 – СНП. Токарный патрон для обработки тройников и крестовин
Для
эффективной
эксплуатации
СНП
необходимо
обеспечивать
максимальную загрузку приспособлений. В этом случае приспособления со станка
не снимаются. Переналадка при смене обрабатываемых заготовок осуществляется
сменой наладок.
Оснащение СНП требует группирования обрабатываемых заготовок по
габаритным размерам и схемам базирования.
УНП и СНП подразделяются по видам оборудования: токарные, фрезерные,
сверлильные и др., а также по обрабатываемым деталям, например, для планок,
клиньев, рычагов и т.д.
Конструктивные элементы и технические требования к универсально–
наладочным
и
специализированным
наладочным
приспособлениям
регламентируются ГОСТ 31.0151.01-90 [26]. По прочности соединений элементов
изготавливаются приспособления четырех серий: для легких работ с Т-образными
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пазами шириной 10 мм, работ средней тяжести – 14 мм, тяжелых – 18 мм и особо
тяжелых – 22 мм. Расстояния между пазами в сериях соответственно равны 40, 60,
80, 100 мм. Места возможной установки сменных наладок на базовых агрегатах
должны оговариваться в ТУ.
Предусмотрены
два класса точности базовых частей: приспособления
нормальной точности (Н) используются для обработки заготовок по 9 – 13-му
квалитетам, повышенной точности (П) - по 7-му квалитету.
Несмотря на очевидные преимущества системы УНП и СНП не получили
распространения как система УСП.
Недостатки систем УНП и СНП:
– необходимость проектирования и изготовления наладок;
– отсутствие унификации с системами УСП и СРП,
поэтому они не
блокируются и не используются совместно (в сборе),
– ограниченная универсальность, поэтому загруженность приспособления
значительно ниже.
– унификация только в масштабах завода или отрасли.
Отличие СНП от УНП – более высокая степень специализации и наличие
быстродействующего механического привода для закрепления заготовки.
8.3 Сборно-разборные приспособления (СРП)
Компоновки СРП собирают из стандартных деталей и сборочных единиц как
специальные приспособления долгосрочного применения.
В основу системы заложен принцип агрегатирования. В основном система
базируется на тех же принципах, что и УСП. Отличия от системы УСП заключаются
в следующем:
– детали УСП имеют универсальное назначение (точная обработка и
универсальные базы на всех плоскостях) и в различных приспособлениях могут
выполнять различные функции; детали и сборочные единицы СРП имеют строгое
функциональное назначение;
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– приспособления системы УСП состоят из деталей, тогда как приспособления
СРП компонуются в основном из узлов;
– система СРП допускает применение специальных, изготовленных на
предприятии деталей и узлов, дополняющих компоновку СРП, при том, что система
УСП этого не позволяет;
– СРП имеют быстродействующий механический привод для закрепления
заготовок; в УСП этого нет. Точность обработки с применением СРП – IT 7-9. Для
повышения точности допускается доработка наладки на станке после сборки
приспособления.
В комплект деталей заводского изготовления входят базовые сборочные
единицы, установочные детали и сборочные единицы, прижимные сборочные
единицы, переходные детали, сборочные единицы для токарных и других
работ [1].
Компоновка СРП собирается на весь период производства изделия; после
окончания эксплуатации производится демонтаж приспособления с последующим
использованием его узлов для сборки других компоновок (рисунок 8.10).
Рисунок 8.10 – Время оперативного оснащения СРП (ВОО СРП)
При использовании станков с ЧПУ в качестве станочных приспособлений
используют
специальные
комплекты
приспособлений
СРП
ЧПУ.
Эти
приспособления можно также использовать на сверлильных и многоцелевых
станках.
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рисунке 8.11 изображены базовые сборочные единицы комплекта,
имеющие большую трудоемкость, на рисунке 8.12 – примеры прижимов, входящих
в комплект.
Рисунок 8.11 – Базовые сборочные единицы комплекта
Рисунок 8.12 – Гидравлические прижимы
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Элементы СРП–ЧПУ фиксируются системой «палец–отверстие» в отличие от
УСП, где фиксация осуществляется системой «шпонка–паз». Это гарантирует более
высокую точность, жесткость и стабильность параметров приспособления.
Фиксирующие отверстия выполнены во втулках из прочного и износостойкого
материала.
Втулки запрессованы в корпуса плит и угольников. Для крепления базовые
элементы комплекта снабжены Т-образными пазами.
В комплект СРП-ЧПУ входят базовые сборочные единицы – от 2 % до
5 %; прижимные элементы – от 18 % до 20 %; опорные элементы (опоры
регулируемые, подводимые, самоустанавливающиеся, планки, подкладки) – от
8 % до 10 %; установочные элементы (пальцы, шаблоны) – от 15 % до 10 %;
крепежные детали – от 45 % до 50%; пружины – около 3 %.
Для механизации закрепления в комплект входят прямоугольные и круглые
плиты со встроенными гидравлическими цилиндрами и гидравлические прижимы,
рисунок 8.12. а также отдельные не механизированные прижимы, рисунок 8.13.
Рисунок 8.13 – Варианты узлов крепления деталей
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сборно-разборные приспособления (СРП)
рентабельно
применять
в
условиях серийного (крупносерийного) производства изделий, имеющих большое
число модификаций, с периодом выпуска до 2,5 лет.
Как и УСП, система СРП основывается на нормализации элементов. Однако
здесь стандартизируются главным образом функциональные сборочные единицы
(зажимные, установочные, корпусные, подвижные губки, планшайбы, оправки и
патроны)
и
прямоугольные
некоторые
и
детали
круглые
(неподвижные
плиты,
губки,
подставки
к
немеханизированные
опорам).
Эту
систему
предполагалось полностью регламентировать государственными стандартами.
В СРП предусмотрены два типа прямоугольных плит (ГОСТ 31.121.41 –
84),
которые
отличаются
наличием
или
отсутствием
вмонтированных
гидроцилиндров, а также два типа круглых плит (ГОСТ 31.121.41 – 84).
Для компоновки приспособлений тискового типа на прямоугольных плитах
предусматривается использование неподвижных и подвижных губок. Подвижные
губки могут устанавливаться на механизированные плиты, так как приводятся в
действие от гидроцилиндров с тянущим усилием до 25 кН и толкающим - до 30 кН
при давлении в гидросистеме 10 МПа. Для образования различных корпусов
приспособлений предназначаются угольники, которые устанавливаются на плиты.
Функции
зажимных
механизмов
могут
осуществляться
ручными
и
механизированными зажимами, которые крепятся в Т-образных пазах плит. Для
зажима могут использоваться гидравлические прижимные блоки по ГОСТ
31.121.41 – 84.
Типы и основные размеры подводимых, регулируемых, универсальных опор
приводятся в ГОСТ 31.121.41 – 84. Токарные СРП собираются на планшайбах.
Заготовки базируются в сменных наладочных элементах, устанавливаемых на
планшайбе с резьбовыми отверстиями и Т-образными пазами, и закрепляются с
помощью винтовых и пневматических прижимов. ГОСТ 31.121.41 – 84
предусматривает фланцевые цанговые оправки с накидной гайкой, гладкие оправки
– угольники и цанговые патроны.
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При сборке оригинальных компоновок СРП до 20 % деталей приходится
изготавливать индивидуально на предприятии.
Детали и сборочные единицы
устанавливают и крепят при сборке приспособлений в
Т-образных пазах
прямоугольных и круглых плит, а также на угольниках и стойках или при помощи
пальцев, базовых и резьбовых отверстий.
СРП, несмотря на определенное сходство с УСП, существенно отличаются
от них. Так, СРП собирают обычно на период выпуска определенного изделия.
После обработки партии заготовок приспособление снимают со станка и хранят
до запуска в обработку новой партии, разбирают его только при смене объекта
производства. Поэтому требования к износостойкости сборочных единиц и деталей
этой системы значительно ниже, чем к износостойкости детали УСП. Твердость
поверхностного слоя деталей СРП не превышает 36 НRС. Для их изготовления
применяют более дешевые материалы. Так, плиты, угольники, губки, подставки
выполняют из чугуна ВЧ 50-2, стали 45, при использовании стали 20 поверхность
упрочняют.
Если детали СРП дорабатывают при сборке, то в плитах, планшайбах
угольниках разрешается делать крепежные и базовые отверстия, обработку базовых
и рабочих поверхностей.
8.4 Контрольные вопросы
8.2.1 В чем преимущество универсально-наладочных приспособлений?
8.2.2 Перечислите отличие специальных наладочных приспособлений от
наладочных?
8.2.3 Какие элементы УНП и СНП приходится проектировать с учетом
конструктивных особенностей обрабатываемых деталей?
8.2.4
Какой
привод
чаще
всего
используется
в
сборно-разборных
приспособлениях?
8.2.5 Какие приводы с упругими элементами обеспечивают автономность
закрепления деталей и рекомендованы в справочнике [22, т2]?
8.2.2 Определите назначение наладок на рисунке 2.5?
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8.5 Литература, рекомендуемая для изучения темы
8.3.1 ГОСТ 31.121.41 – 84 Детали и сборочные единицы универсальносборной оснастки к металлорежущим станкам. Конструктивные элементы.
Основные параметры. Нормы точности. – Введ. 1985 - 01- 07. - М. : Изд-во
стандартов, 1984. –51 с.
8.3.2 ГОСТ 31.121.42 – 84 Детали и сборочные единицы универсальносборной переналаживаемой оснастки к металлорежущим станкам. Технические
требования. – Введ. 1985 - 01- 07. - М. : Изд-во стандартов, 1984. –32 с.
8.3.3 ГОСТ 31.0151.01-90 Приспособления универсальные наладочные и
специализированные наладочные. Общие технические условия. – Введ. 1991-01-07. М. : Изд-во стандартов, 1990. –35 с.
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9 Практическая работа № 9 Технические требования,
требования безопасности станочных приспособлений
9.1 Цель работы
Изучение содержания технических требований на чертежах станочных
приспособлений и требований по контролю, обеспечению требуемой точности и
условий безопасной эксплуатации.
9.2 Теоретические положения
9.2.1 Технические требования станочных приспособлений
На чертежи приспособлений оформляются технические требования с учетом
метода обработки и компоновки станка, а так же с учетом особенностей технологии
обработки и разработанной конструкции приспособления, причин возникновения и
способов
снижения
погрешности
обработки,
преимуществ
и
недостатков
используемых схем контроля.
Использование схем контроля изложена в практической работе
№ 4
«Разработка схем контроля» [13].
Назначение технических требований (ТТ) станочных приспособлений задача
чрезвычайно сложная, поэтому рекомендуется использовать типовые варианты ТТ.
Использование унифицированных и формализованных технических требований
позволяет снизить риск ошибки в заявляемых ТТ.
Наиболее полный перечень вариантов ТТ к станкам, предназначенным для
реализации различных методов обработки и компоновок приведен в главе 47
«Типовые технические требования к станочным приспособлениям» [20], в
практической работе № 1 [13].
9.2.2 Система требований безопасности к технологической оснастке
Система требований к технологической оснастки, включает следующие
разделы:
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– общие требования безопасности;
– требования к зажимным механизмам приспособлений;
– требования к органам управления;
– требования к пневмо- и гидроприводам;
– требования к магнитным станочным приспособлениям;
– требования к электроприводу и электрооборудованию;
– требования к защите от поражения электрическим током;
– требования к местному освещению;
– требования к средствам защиты, входящим в конструкцию приспособления;
– требования безопасности к транспортированию, сборке, ремонту, хранению;
– требования безопасности при агрегатировании и эксплуатации компоновок
УСПО;
– контроль выполнения требований безопасности.
Требования безопасности формируются в соответствии с требованиями ГОСТ
12.2.029-88 «ССБТ. Приспособления станочные. Требования безопасности» [27], с
учетом требований:
– ГОСТ 31.0171.01-91 «Приспособления к металлорежущим станкам. Детали и
сборочные единицы общего применения. Общие технические требования» [28].
– ГОСТ 31.0151.01-90 «Приспособления универсально наладочные и
специализированные наладочные. Общие технические условия»[26].
– ГОСТ 12.2.009-99 «Станки металлообрабатывающие. Общие требования
безопасности» [5].
– ГОСТ 2.109-73 «Общие требования к рабочим чертежам»[18].
Тексты перечисленных стандартов, срок действия, дополнения и изменения в
стандартах доступны на сайтах в интернете.
Каждый раздел представленных ниже требований безопасности включает
требования и
сопровождаются ссылкой на нормативный документ, в котором
можно получить более полную информацию.
Рекомендуется включать требования безопасности в технические требования
при оформлении сборочных чертежей.
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Разнообразие производственных условий не позволяют сформулировать
единых требований
к различной оснастке, поэтому представленные требования
носят рекомендательный характер.
9.2.3 Общие требования безопасности
1 Наружные элементы конструкций СП не должны иметь поверхностей с
неровностями (острые кромки, углы и др.), представляющими источник опасности,
если их наличие не вызывается функциональным назначением. Радиусы скруглений,
размеры фасок наружных поверхностей должны быть не менее 1 мм (если они не
оговорены особо).
2 Конструктивные элементы СП, выходящие за габариты стола станка, не
должны препятствовать работе станка и доступу к органам управления.
3 Параметры шероховатости наружных поверхностей вращения патронов,
оправок, планшайб и других приспособлений не должны превышать Ra 1,25 по
ГОСТ 2789 – 73[19].
4 Способ соединения СП со станком и со сменными наладками должен
исключать возможность самопроизвольного ослабления крепления, а также
смещения СП и сменных наладок в процессе эксплуатации.
5 Вращающиеся СП подвергаются обязательной статической и динамической
балансировкам.
6 Установку в СП пружин сжатия с отношением высоты пружины к ее
наружному диаметру более 2,5 следует осуществлять с применением специальных
гильз, оправок.
7 Конструкция СП должна обеспечивать свободное или принудительное
удаление СОЖ и стружки, а также отсос загрязненного воздуха из зоны обработки,
если в рабочей зоне возможно появление вредных аэрозолей, газов, концентрация
которых превышает нормы, установленные ГОСТ 12.1.005 – 88.
8 Должна обеспечиваться безопасность установки и снятия заготовок,
устраняющая возможность их самопроизвольного падения на опоры. Если масса
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
заготовки превышает 12 кг, следует предусмотреть свободную закладку и съем
стропов, клещей и других захватных устройств грузоподъемных механизмов.
9 Оснастка массой до 16 кг должны иметь конструктивные элементы для безопасной и удобной их установки и снятия вручную. А с массой более 16 кг должны
иметь цапфы, рым - болты, такая оснастка устанавливаются и снимаются
грузоподъемными механизмами.
10 В приспособлениях с механизированными зажимными устройствами
максимальный гарантированный зазор для установки заготовок не должен превышать 5 мм, чтобы исключить защемления рук рабочего.
11 В конструкции приспособлений должна предусматриваться возможность
периодического смазывания всех трущихся поверхностей с помощью смазочных
каналов, отверстий, масленок и др. Масленки должны быть легко доступными,
надежно закрепленными и окрашенными в отличный от приспособления цвет,
ГОСТ Р 12.4.026 – 2001. Указатели уровня и потока масла должны быть удобными
для обозрения. Предельная высота от уровня пола (рабочей площадки) до места для
ручной заливки масла – не более 1800 мм для масленок и 1500 мм – для резервуаров.
12 Не допускается уплотнение краской, лаком и подобными средствами
устройств, которые периодически вскрываются при регулировке и наладке (крышки,
лючки и др.).
9.2.4 Требования к зажимным механизмам приспособлений
1 Усилия закрепления заготовок (если они не установлены стандартами)
берутся с коэффициентом запаса К = 2,5. Усилия закрепления в тисках
устанавливаются в зависимости от размеров губок по ГОСТ 16518 – 96 .
2 Зажимные рукоятки не должны создавать опасности при работе станка, в
противном случае они должны быть съемными или откидными. Перемещения
рукояток немеханизированных зажимных механизмов не должны быть направлены
в зону обработки.
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3 В винтовых зажимных механизмах предпочтительны высокие гайки, как
более
удобные
для
захвата
ключом,
самоустанавливающиеся
шайбы,
предупреждающие изгиб болтов или шпилек.
4 Гайки в виде барашков и звездочек допускается применять при усилии
закрепления до 100 Н. Самотормозящие быстродействующие эксцентриковые
зажимные
механизмы
допускается
применять
при
усилии
закрепления
до 2200 Н.
9.2.5 Требования к органам управления
1 При использовании немеханизированного и механизированного приводов
органы
управления
перемещающимися
частями
оснастки
должны
иметь
блокирующее устройство для автоматического отключения немеханизированного
привода при включении механизированного привода.
2 Высота от уровня пола (рабочей площадки) до органов управления СП
должна быть от 1000 до 1600 мм при обслуживании стоя и от 600 до 1200 мм при
обслуживании сидя.
3 К органам управления, использование которых недопустимо при работе
оборудования, следует крепить указатели с предупредительными надписями,
хорошо читаемыми на расстоянии не менее 500 мм.
4 Требования к контрольным и сигнальным устройствам, предупредительным
надписям, таблицам описаны в ГОСТ 21829 – 76 и ГОСТ 12.4.026 – 2001; к
направлению движения рукояток органов управления – ГОСТ 9146-79; к формам и
размерам органов управления, зажимным рукояткам, а также к усилиям, к ним
прикладываемым – ГОСТ 21752 – 76 , ГОСТ 21753 – 76 , ГОСТ 31.0151.01 – 90 [26]
и ГОСТ 12.2.009 – 99 [27].
5 Подробнее требования к органам управления оснасткой приведены в ГОСТ
12.2.003 – 91 и ГОСТ 12.2.009 – 99 [27].
101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9.2.6 Требования к пневмо- и гидроприводам
1 Требования к пневмо- и гидроприводам содержатся в ГОСТ 12.3.001 – 85,
ГОСТ 12.2.040 – 79, ГОСТ 12.2.009 – 99 [29].
2 Пневматические и гидравлические системы зажимных механизмов СП
должны обеспечивать надежное закрепление и раскрепление заготовок, а также их
надежное
удержание
до
полной
остановки
подвижных
частей
станка
и
приспособления при внезапном прекращении подачи сжатых воздуха или жидкости.
3 Пневмо- и гидроприводы должны быть оборудованы устройствами для
защиты рабочей среды от загрязнения; от возбуждения давления, превышающего
максимально допустимое значение, и от падения давления в рабочей полости
цилиндра при прекращении подачи или мгновенном падении давления рабочей среды.
4 Пневмо- и гидроприводы должны быть оборудованы устройствами для
контроля давления рабочей среды. Отбор воздуха или масла из трубопроводов к
измерительной аппаратуре не допускается.
5 Следует предусматривать ограждения пли теплоизоляцию устройств,
нагревающихся в процессе эксплуатации свыше 45 °С.
6 После окончательной наладки СП следует опломбировать элементы пневмои гидроприводов, разрегулирование которых ведет к аварийной ситуации.
7 Головки выводных устройств, сливные пробки окрашивают в красный цвет.
Корпусы
кранов
управления
пневмо-
и
гидроприводом
должны
иметь
отличительную окраску. Устройства пневмо- и гидроприводов должны иметь
обозначение
направления
потока
рабочей
среды
и
маркировку
по
ГОСТ 15108 – 80. При наличии нескольких трубопроводов с различным давлением
каждый
из
них
должен
иметь
отличительную
окраску
и
маркировку
присоединительных элементов по ГОСТ 22133 – 86.
8 Не допускается гибка трубопровода в зоне сварки. Минимальные
допустимые радиусы по оси изгиба для стальных труб – три, а для медных,
алюминиевых и латунных – два наружных диаметра трубы.
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9 Не допускаются отброс на рабочего стружки и пыли струей отработанного
воздуха, а также загрязнение рабочей зоны (пространство высотой до 2000 мм от
уровня пола).
10 Испытания пневмо- и гидроприводов и их устройств нужно проводить в
отдельном помещении или в бронированном шкафу, строго соблюдая требования
безопасности. Не допускается использование устройств и элементов, не имеющих
сертификата на соответствие эксплуатационным требованиям.
9.2.7 Требования к магнитным станочным приспособлениям
1 Удельная сила притяжения на полюсе: для магнитных патронов должна
соответствовать
требованиям
ГОСТ 24568 – 81, для магнитных плит –
ГОСТ 16528 – 87, для электромагнитных плит – ГОСТ 17519 – 87.
2 Максимальная допустимая окружная скорость магнитных патронов на
холостом ходу – не более 500 м/мин.
3 Магнитные приспособления должны быть полностью водонепроницаемыми.
4 Требования к защитному заземлению электромагнитных приспособлении
приведены в ГОСТ 12.2.009 – 99 [27].
5 При работе без СОЖ температура рабочей поверхности электромагнитных
приспособлений не должна превышать температуру окружающей среды более чем
на 25 °С для нормального класса точности; 15 °С – для высокого класса точности; 7
°С – для особо высокого класса точности.
9.2.8 Требования к электроприводу и электрооборудованию
1 Требования к электроприводу технологической оснастки описаны в ГОСТ
12.2.007.0 – 75*, ГОСТ 12.2.007.1 – 75*, ГОСТ 12.2.007.2 – 75, ГОСТ 12.2.007.6 – 75,
ГОСТ 12.2.007.14 – 75, ГОСТ 12.2.009 – 99[27].
2
Электропривод,
используемых
во
взрывоопасных
устройствах
и
помещениях, должен соответствовать «Правилам изготовления взрывозащищенного
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и
рудничного
электрооборудования»
(ПИВРЭ)
и
«Правилам
устройства
электроустановок» (ПУЭ).
3 Электропривод и электрооборудование СП должны отвечать следующим
основным требованиям:
– электрическая схема должна исключать самопроизвольное включение
устройств;
– токоведущие части должны быть надежно изолированы или закрыты
защитными кожухами, изоляция проводов в каналах должна быть рассчитана по
высшему напряжению;
– монтажные провода должны иметь маркировку или цветную изоляцию по
ГОСТ 12.2.007.0 – 75;
– необходим вводной выключатель немеханизированного действия с двумя
фиксированными
состояниями
контактов
(включенное
и
отключенное),
предназначенный для подключения к питающей сети и для отключения от сети на
время перерыва в работе или в аварийных ситуациях;
– необходимы кнопки, рычаги и другие органы управления, а также средства
аварийного отключения, устанавливаемые по ГОСТ 12.2.009 – 99 [27] и
ГОСТ 9146 – 79;
– необходима световая предупредительная сигнализация и поясняющие
таблички к органам управления, выполненные по ГОСТ 12.2.007.0 – 75 и
ГОСТ 12.2.009 – 99 [27]; знаки предупредительных табличек и сигнализации – по
ГОСТ Р 12.4.026 – 2001, ГОСТ 12.4.027 – 76.
5
Степень
защиты
электрооборудования
(электродвигатели,
кнопки
управления, путевые выключатели и т. п.), шкафов, металлических ящиков в
зависимости от опасности производственных факторов следует выполнять по ГОСТ
14254 - 96.
6 Электропривод технологической оснастки должен обеспечивать надежное
закрепление и раскрепление заготовок, а также их надежное удержание до полной
остановки подвижных частей станка и приспособления при внезапном прекращении
подачи электроэнергии.
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Проверку электрической изоляции электрооборудования выполнять по ГОСТ
12.2.009 – 90 [29].
9.2.9 Требования к защите от поражения электрическим током
1
Металлические
электрофицированного
части
СП,
(корпус,
которые
могут
пульт
управления
оказаться
под
и
др.)
напряжением,
регламентированным ГОСТ 12.2.007.0–75, должны быть оснащены устройством
защитного заземления или подсоединены к нулевому проводу. Заземление должно
быть надежным и не размыкаться в процессе эксплуатации. Требования к
защитному заземлению приведены в ГОСТ 21130 – 75 и ГОСТ 12.2.007.0 –75*.
2 Электрооборудование СП должно быть защищено от самопроизвольного
включения устройств и механизмов при восстановлении внезапно исчезнувшего
напряжения в питающей сети.
3 Требования к блокировке электрооборудования по ГОСТ 12.2.007.0-75*. Для
закрепления шкафов и блоков с аппаратурой управления допускается использование
замков, закрывающихся специальным ключом, или винтов, заворачиваемых
специальным инструментом. При наличии таких устройств блокировка между
вводным выключателем и дверцами (крышками) не обязательна.
4 Остальные требования к электроприводу и электрооборудованию СП
соответствуют «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ), «Правилам
технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилам техники
безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ и ПТБ).
9.2.10 Требования к местному освещению
1 Должна обеспечиваться освещенность рабочих поверхностей СП в
соответствии с требованиями СНиП 23 - 05 – 95. Естественное и искусственное
освещение.
2 Напряжения для питания устройств и светильников местного освещения,
требования к устройствам, штепсельным разъемам, выключателям, цепям местного
освещения приспособлений см. ГОСТ 12.2.009 – 99 [29].
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3 Требования к светотехническим изделиям устройств местного освещения по
ГОСТ 12.2.007.13 – 88.
9.2.11 Требования к средствам защиты, входящим в конструкцию
приспособления
1 Открытые элементы оснастки, перемещающиеся со скоростью более 0,15
м/с, должны иметь ограждение (ГОСТ 12.2.009–99 [29]) или предупредительную
окраску (ГОСТ Р 12.4.026 – 2001), а вращающиеся приспособления, являющиеся
источником опасности – предохранительные кожухи.
2 Если представляющие опасность исполнительные органы СП не могут быть
надежно ограждены, должны использоваться световая (звуковая) сигнализации
(ГОСТ 12.3.001 – 85, ГОСТ Р 12.4.026 – 2001) или блокировка (ГОСТ 12.2.009 –
99[29]) .
3 Для надежной защиты от стружки и брызг целесообразно предусматривать
дополнительные щитки.
4 Уровень вибрации приспособлений с силовым приводом к нему на рабочем
месте приведен в ГОСТ 12.2.009 – 99 [29]. Шумовые характеристики оснастки
должны соответствовать санитарным нормам. Установка приспособлений не должна
повышать октановых уровней звуковой мощности станка.
9.2.12 Требования безопасности к транспортированию, сборке,
ремонту, хранению
1 Конструкция СП должна быть безопасной при складировании и
транспортировке.
2 Не допускается выступание штифтов над поверхностью соединяемых
деталей, а также концов винтов и шпилек над гайкой на размер, большей половины
диаметра резьбы. Для предупреждения самоотвинчивания винтов и гаек должны
использоваться контргайки, шплинты и другие элементы.
Не допускаются ремонт и техническое обслуживание приспособлений во
время работы станков. Приспособления должны храниться на стеллажах в шкафах,
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
обеспечивающих соблюдение всех требований безопасности складирования и
хранения грузов.
9.2.13 Требования
безопасности
эксплуатации компоновок УСПО
при
агрегатировании
и
Требования безопасности к приспособлениям, агрегатируемым из деталей и
сборочных единиц УСПО, указаны в ГОСТ 12.2.029 – 88 [27], к штампам – в
ГОСТ 12.2.003 – 91 и ГОСТ 23301 – 78.
Базирование и закрепление вращающихся приспособлений на станках должны
производиться только с помощью конусных оправок или переходных планшайб.
Непосредственное закрепление базовых плит вращающихся приспособлений в
кулачках патронов категорически запрещается.
Пазовые
болты,
винты
с
внутренним
шестигранником
и
шпильки,
используемые при агрегатировании вращающихся приспособлений, должны быть
подвергнуты испытанию пробной нагрузкой. Такие болты, винты и шпильки
следует хранить в специально отведенных ящиках. Не рекомендуется применять их
для монтажа других приспособлений.
Слесарные молотки, применяемые при агрегатировании компоновок УСПО,
должны иметь вставные медные бойки, соединенные с корпусом молотка
штифтами. Использование на заводском участке сборки УСПО стальных молотков
запрещается.
Номинальная масса молотков, конструкция и размеры ручек молотков должны
соответствовать ГОСТ 2310-77.
Агрегатирование и переналадку приспособлений и штампов имеют право
производить только слесари-инструментальщики заводского участка сборки УСПО.
Станочникам производить агрегатирование и переналадку приспособлений и
штампов запрещается.
К работе по агрегатированию штампов могут быть допущены только рабочие,
сдавшие техминимум по холодной штамповке и прошедшие инструктаж по технике
безопасности.
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Общие эргономические требования к рабочим местам заводского участка
сборки при выполнении работ сидя приведены в
ГОСТ 12.2.032 – 78, при
выполнении работ стоя – в ГОСТ 12.2.033 – 78.
Общие эргономические требования к оборудованию, установленному на
заводском участке сборки УСПО, приведены в ГОСТ 12.2.049 – 80.
Общие требования безопасности при перемещении грузов на заводском
участке сборки УСПО приведены в ГОСТ 12.3.020 – 80.
На заводском участке сборки УСПО следует соблюдать правила пожарной
безопасности, изложенные в ГОСТ 12.1.004 – 91, и общие санитарно-гигиенические
требования, приведенные в ГОСТ 12.1.005 – 88.
В конкретных условиях каждого предприятия настоящие требования
безопасности могут быть дополнены в соответствии со спецификой производства.
9.2.14 Контроль выполнения требования безопасности
Контролю выполнения требований безопасности должны подвергать вновь
изготовленные, модернизированные и прошедшие ремонт СП в ходе приемочных,
приемосдаточных или периодических испытаний (по ГОСТ 15.001-88).
Виды испытаний определяются по ГОСТ 16504-81 и по чертежу на оснастку.
Объем
испытаний
стандартами
и
и
контроля
должен
устанавливаться
нормативно-техническими
документами
государственными
на
конкретное
приспособление (ГОСТ 12.2.029-88 [27]).
9.3 Методика выполнения работы
Изучить выданный преподавателем чертеж приспособления без технических и
требований безопасности (ТТ и ТБ). Выписать или оформить схемы необходимых
ТТ и ТБ.
Выбрать и назначить типовые технические требования и требования
безопасной эксплуатации.
При наличии на чертеже ТТ и ТБ
необходимость и обоснованность.
108
проверить их
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Объяснить логику использования, обосновать выбор ТТ и ТБ при сдаче отчета
и проверке правильности проставленных требований.
9.4 Содержание отчета
9.4.1 Наименование работы.
9.4.2 Цель работы.
9.4.3 Перечень или оформленные схемы технических условий, условий
эксплуатации и точностных параметров оснастки, требующих оформление ТТ и ТБ
на изучаемый чертеж.
9.4.4 Оформленный текст ТТ ТБ. Обоснование выбора, при необходимости
указать альтернативные варианты.
9.4.5 Выводы.
9.5 Контрольные вопросы
9.5.1 Почему оформление технических требований является сложной и
ответственной задачей?
9.5.2 Почему знание преимуществ и недостатков используемых схем контроля
является необходимым при назначении ТТ?
9.5.3 В чем отличие технических требований на универсальные и
многоцелевые станки?
9.5.4 Сколько и какие разделы включает система требований безопасности
ТО?
9.5.5 Перечислите общие требования безопасности по ГОСТ 12.2.029 -88?
9.5.6 Перечислите: «Какие требования безопасности запомнились в процессе
изучения данной практической работы?» Преподаватель ведет счет и названное
количество указывает в отчете. Этот пункт опроса повторяется на итоговом опросе
(экзамене).
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9.6 Литература, рекомендуемая для изучения темы
9.6.1 ГОСТ 31.0000.01-90 Технологическая оснастка. Основные положения. Введ. 1991 – 01 – 07. - М.: Стандартинформ, 2005. – 14 с.
9.6.2 ГОСТ 12.1.005 – 88 ССБТ Общие санитарно-технические требования к
воздуху рабочей зоны. - Введ. 1989 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1988. – 49 с.
9.6.3 ГОСТ Р 12.4.026 – 2001 ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и
разметка смгнальная. - Введ. 2003 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 2001. – 52с.
9.6.4 ГОСТ 16518 – 96 Тиски станочные с ручным и механизированными
приводами. Основные размеры. - Введ. 1996 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1995.
– 9 с.
9.6.5 ГОСТ 21829–76 Система «Человек - машина». Кодирование зрительной
информации. Общие эргономические требования. - Введ. 1976 – 01 – 01. - М.: Издво стандартов, 1975. – 11 с.
9.6.6 ГОСТ 9146-79 Станки. Органы управления. Направления действия. Введ. 1981 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1980. – 7 с.
9.6.7 ГОСТ 21752 – 76 Система «Человек - машина». Маховики управления и
штурвалы. - Введ. 1977 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1980. – 7 с.
9.6.8 ГОСТ 21753 – 76 Система «Человек - машина». Рычаги управления.
Общие эргономические требования. - Введ. 1977 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов,
1980. – 6 с.
9.6.9 15 ГОСТ 12.2.003 – 91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие
требования безопасности. - Введ. 1992 – 01 – 01. - М.: Стандартинформ, 2007. – 9 с.
9.6.10 ГОСТ 12.3.001–85 ССБТ. Пневмоприводы. Общие требования
безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации. - Введ. 1986 – 01 – 01. - М.:
Изд-во стандартов, 1985. – 11 с.
9.6.11 ГОСТ 12.2.040 – 79* ССБТ. Гидроприводы объемные и системы
смазочные. Общие требования к безопасности конструкции. - Введ. 1980 – 01 – 01. М.: Изд-во стандартов, 1979. – 10 с.
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9.6.12 ГОСТ 15108 – 80 –Гидроприводы объемны, пневмоприводы
и
смазочные системы. Маркировка, упаковка, транспортировка и хранение. - Введ.
1983 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1980. – 8 с.
9.6.13 ГОСТ 22133 – 86 Покрытия лакокрасочные металлорежущего,
кузнечно-прессового, литейного и деревообрабатывающего оборудования. Общие
требования. - Введ. 1988 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. – 19 с.
9.6.14 ГОСТ 24568 – 81 Патроны магнитные. Технические условия. - Введ.
1982 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. – 11 с.
9.6.15 ГОСТ 16528 – 87 Плиты прямоугольные магнитные. Общие
технические условия. - Введ. 1988 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1999. – 11с.
9.6.16 ГОСТ 17519 – 87 Плиты прямоугольные электромагнитные. Общие
технические условия. - Введ. 1988 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1999. – 11с.
9.6.17 ГОСТ 12.2.007.0 – 75* ССБТ. Изделия электротехнические. Общие
требования безопасности. - Введ. 1978 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. – 8 с.
9.6.18 ГОСТ 12.2.007.1 – 75* Машины электрические вращающиеся.
Требования безопасности. - Введ. 1978 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1985.– 5 с.
9.6.19 ГОСТ 12.2.007.2 – 75 ССБТ. Трансформаторы силовые и реакторы
электрические. Требования безопасности. - Введ. 1978 – 01 – 01. - М.: Изд-во
стандартов, 1985. – 5 с.
9.6.20
ГОСТ
12.2.007.6
–
75
ССБТ.
Аппараты
коммутационные
низковольтные. Требования безопасности. - Введ. 1978 – 01 – 01. - М.: Изд-во
стандартов, 1985. – 5 с.
9.6.21 ГОСТ 12.2.007.14 – 75 ССБТ. Кабели и кабельная арматура. Требования
безопасности. - Введ. 1978 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. – 3 с.
9.6.22 ГОСТ 12.4.027 – 76 ССБТ. Знак электрического напряжения. Форма и
размеры. Технические требования. - Введ. 1976 – 01 – 07. - М.: Изд-во стандартов,
2003. – 22 с.
9.6.23 ГОСТ 14254 – 96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками. - Введ.
1977 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 2002. – 34 с.
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9.6.24 ГОСТ 21130 – 75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и
знаки заземления. Конструкция и размеры. Введ. 1976 – 01 – 07. - М.: Изд-во
стандартов, 2003. – 22 с.
9.6.25 ГОСТ 12.2.007.0-85* ССБТ. Изделия электротехнические. Общие
требования. Введ. 1978 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1977. – 8 с.
9.6.26
ГОСТ
12.2.007.13
–
2000
Лампы
электрические.
Требования
безопасности. - Введ. 2001 – 07 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 2000. – 11 с.
9.6.27 ГОСТ Р 12.4.026 – 2001 ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и
разметка сигнальная. Назначения и правила применения. Общие технические
требования и характеристики. Методы испытаний. - Введ. 2003 – 01 – 01. - М.: Издво стандартов, 2000. – 76 с.
9.6.28 СНиП 23 - 05 – 95 Естественное и искусственное освещение. - Введ.
1996 – 01 – 01. - М.: Изд-во Минстроя РФ, 1995. – 36 с.
9.6.29 ГОСТ 12.3.001 – 85 ССБТ. Пневмоприводы. Общие требования
безопасности к монтажу, испытаниям и эксплуатации. - Введ. 1987 – 01 – 07. - М.:
Изд-во стандартов, 1984. – 7 с.
9.6.30 ГОСТ 12.2.003 – 91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие
требования безопасности. - Введ. 1992 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 2006. – 9 с.
9.6.31 ГОСТ 23301 – 78 Штампы универсальные переналаживаемые для
поэлементной штамповки. Технические требования. - Введ. 1980 – 01 – 01. - М.:
Изд-во стандартов, 1977. – 4 с.
9.6.32 ГОСТ 2310-77 Молотки слесарные стальные. Технические условия. Введ. 1980 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 2005. – 18 с.
9.6.33 ГОСТ 12.2.032 – 78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя.
Общие эргономические требования. - Введ. 1979 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов,
1978. – 9 с.
9.6.34 ГОСТ 12.2.033 – 78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя.
Общие эргономические требования. - Введ. 1979 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов,
1978. – 9 с.
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9.6.35 ГОСТ 12.2.049 – 80 ССБТ. Оборудование производственное. Общие
эргономические требования. - Введ. 1982 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1981. –
15 с.
9.6.36 ГОСТ 12.3.020 – 80 ССБТ. Процессы перемещения грузов на
предприятиях. Общие требования безопасности. - Введ. 1981 – 01 – 07. - М.: Изд-во
стандартов, 1981. – 8 с.
9.6.37 ГОСТ 12.1.004 – 91 Введ. 1992 – 01 – 07. - М.: Изд-во стандартов, 1996.
– 27 с.
9.6.38 ГОСТ 12.1.005 – 88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования
к воздуху рабочей зоны. Введ. 1989 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1998. – 15 с.
9.6.39 ГОСТ 15.001-88 Система разработки и постановки продукции на
производство. Продукция производственно-технического назначения. Введ. 1989 –
01 – 03. - М.: Изд-во стандартов, 1987. – 19 с.
9.6.40 ГОСТ 16504-81 СГИП. Испытания и контроль качества продукции.
Основны термины и определения. - Введ. 1982 – 01 – 01. - М.: Изд-во стандартов,
1981. – 17 с.
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
Практическая
работа
№
10
Рационализация
конструктивных элементов станочных приспособлений
В
процессе
конструирования
прорабатывается
образ
конструкции,
устанавливается взаимное расположение частей и их элементов, состав, проверяется
возможность совместной работы элементов и обеспечение выполнения заданных
функций.
Итогом проектирования является комплект технической документации. Он
отражает состав и устройство изделия и содержит необходимые данные для его
разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации, ремонта и утилизации.
Вся документация подразделяется на текстовую и графическую.
В состав текстовой документации по ГОСТ 2.106-96 (в общем случае) входят:
пояснительная записка, расчеты, ТУ, спецификации, программы и методики
испытаний.
В состав графической документации по ГОСТ 2.109-68 (в общем случае)
входят: чертеж детали, сборочный чертеж, чертеж общего вида, теоретический
чертеж, определяющий геометрическую форму и координаты основных частей
(габаритный чертеж, монтажный чертеж, схемы изделия).
Практика конструирования имеет множество принципов,
использование
которых позволяет повысить рациональность, технологичность, надежность и
эффективность разрабатываемых механизмов.
К ним относятся методические подходы :
облегчение
массы,
увеличение
конструктивной
(инверсия, компонование,
жесткости,
уменьшение
концентрации напряжений и др.), использование унифицированных решений
(способы крепления, фиксирования) и использование оптимальных конструкций
(уплотнений, шпоночных и шлицевых соединений, подшипниковых узлов).
10.1 Цель работы
Настоящая
работа
предполагает
изучение
приемов
рационального
конструирования; обучение принципам рационального конструирования при
114
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
создании станочных приспособлений, использование решений, обеспечивающих
эффективность разрабатываемых конструкций.
10.2 Теоретические положения
Конструирование – это специфическая творческая деятельность, в результате
которой возникает ранее не существовавшая конструкция.
Оригинальность деталей и принятых решений создает серьезные проблемы
при реализации разработанной конструкции «в металле». В этих условиях вступает
в действие правило сформулированное Г. Гюльднером в начале ХХ века: «Меньше
изобретать, больше конструировать», т.е. необходимо не использовать без
необходимости оригинальные детали и решения. Поэтому одно из основных
требований, предъявляемых сегодня к любому изделию в машиностроении – это
технологичность
в изготовлении,
минимальная
стоимость и
максимальная
надежность в эксплуатации.
Схема изделия выбирается путем анализа нескольких вариантов, выбирая
наиболее
целесообразную
кинематическую
и
силовую
схему,
стоимость
изготовления, энергоемкость, расходы на рабочую силу, надежность, габариты,
металлоемкость и массу, технологичность, степень агрегативности, а также
удобство обслуживания, сборки – разборки, осмотра, наладки, регулирования.
Разумное использование в создаваемом объекте стандартных, типовых и
оригинальных элементов и решений серьезно снижают себестоимость изделия,
повышают надежность и ремонтопригодность. Необходимо обращать внимание на
эффективность, высокую полезную отдачу, малое энергопотребление, низкую
стоимость эксплуатации и расходы на обслуживание, длительный срок применения.
10.3 Основные правила конструирования
В процессе конструирования необходимо:
– стремиться к сокращению числа типоразмеров приспособлений путем
выбора рациональных параметров, увязывая их с параметрами стола станка;
115
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– выдерживать принцип агрегатности – конструировать приспособления,
используя
конструктивно
отработанные
узлы
и
блоки,
т.е.
используя
нормализованные детали и функциональные узлы;
– расширять применение нормализованных деталей, соблюдать стандарты,
отраслевые нормали;
– не применять оригинальных деталей и узлов там, где можно обойтись
стандартными, заимствованными и покупными деталями и узлами;
– обеспечивать прочность деталей и узлов способами, не требующими
увеличения массы и параметров приспособления, придавая деталям рациональные
формы, вводя упрочняющие методы обработки.
– для циклически нагруженных деталей придают форму рациональную по
усталостной прочности.
В процессе конструирования следует:
– исключать пригонку деталей при сборке;
–
обеспечивать
полную
взаимозаменяемость,
уменьшая
номенклатуру
используемых однотипных элементов (опор, шпонок, крепежа);
– предусматривать надежное фиксирование, стопорение, страховку от
самоотвинчивания элементов конструкции;
– повышать жесткость конструкции за счет использования пустотелых и
оболочковых
конструкций,
блокирования
деформаций
поперечными
и
диагональными связями, рациональным расположением опор и узлов жесткости
(ребер).
Для
эффективного
конструирования
необходимо
изучить
методики
конструирования и использовать приемы:
– инверсии типовых деталей, выбора и компонования конструкции;
– конструктивных способов облегчения массы и увеличения жесткости
конструкции;
–
использования
центрирующих
соединений,
вращательно-осевых
соединений, эффективных способов крепления цилиндрических деталей;
– конструирования канавок для выхода режущего инструмента;
116
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
–
использование
эффективных
конструкций
крепежных
соединений,
уплотнений, подшипников качения, шпоночных и шлицевых соединений.
Все эти приемы в сочетании с рекомендациями по формообразованию и
композиции
позволяют
повысить
технологичность
и
композиционные
характеристики конструируемой продукции.
10.4 Методика выполнения работы
Работа выполняется в следующей последовательности:
1 Преподаватель выдает один или несколько чертежей приспособлений
(бумажные или электронные варианты).
2 Студент:
– выявляет в процессе анализа по рекомендациям пособия [1] конструктивные
решения, рационализация которых повышает эффективность конструкции;
– выбирает в пособии [1] наиболее эффективные варианты, изучает
особенности графического оформления и рекомендации по всем разделам и
формулирует замечания к примененным решениям.
3 Выявленные и предлагаемые решения копируются в отчет. Рекомендуются
наиболее эффективные решения элементов конструкций.
4 Подготавливаются ответы на контрольные вопросы.
10.5 Содержание отчета
10.5.1 Наименование работы.
10.5.2 Цель работы
10.5.3 Анализ конструкции приспособления выданного преподавателем.
10.5.4 Выводы и предложения, сформулированные после ответа на вопросы,
представленные в пункте 10.6. В отчет помещаются краткие ответы на вопросы,
имеющие отношение к анализируемой конструкции приспособления.
117
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10.6 Контрольные вопросы
10.1 Есть ли возможность использования инверсии в узлах приспособления?
10.2 Какие варианты компонования узлов в приспособлении можете
предложить ( с обоснованием преимуществ)?
10.3 Оцените степень использования способов облегчения массы.
10.4 Какие галтели, скосы и конуса оформлены правильно?
10.5 Есть ли возможность увеличения
жесткости деталей и узлов
приспособления?
10.6 Необходимо ли использовать способы уменьшения концентрации
напряжений в деталях? В каких?
10.7
Как
оцениваете
эффективность
конструкций
используемых
центрирующих соединений.
10.8
Все
ли
детали
имеют
канавки
для
выхода обрабатывающего
инструмента?
10.9 Используются ли вращательные осевые соединения?
10.10
Как
можно
увеличить
эффективность
способов
крепления
цилиндрических деталей?
10.11 Все ли виды используемых крепежных соединений выбраны правильно?
10.12 Какие варианты конструкций используемых уплотнений желательно
заменить на более эффективные?
10.13 Обоснованы ли применение подшипников скольжения и качения?
10.14 Правильно ли выбраны конструкции шпоночных и шлицевых
соединений?
10.15 Какие варианты использованных методов стопорения крепежных
деталей можно и желательно изменить на более надежные или эффективные?
10.16 Соблюдены ли основные требования композиции?
10.17
Почему необходимо использование рациональных конструктивных
решений?
10.18 Какие правила конструирования Вам запомнились?
118
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10.19 Как обеспечивается надежность крепления деталей?
10.20 Какие виды уплотнений рекомендуется применять?
10.21
Какая
форма
циклически
нагружаемых
деталей
считается
рациональной?
10.22 Каковы правила выбора шпоночных и шлицевых соединений?
10.23 В каких случаях необходимо стопорение крепежных деталей?
10.24 Какие требование композиции Вам известны?
10.7 Литература, рекомендуемая для изучения темы
10.7.1 Графические изображения некоторых принципов рационального
конструирования в машиностроении/ В. Н. Крутов, Ю. М. Зубарев, И. В. Демидович,
В. А. Треяль. - СПб.: Лань, 2011. - 208 с. - ISBN 978-5-8114-1128-3.
10.7.2 Орлов, П. И. Основы конструирования: справ.-метод пособие: в 2 кн. /
П.И. Орлов: под ред. П.Н. Учаева. - М. : Машиностроение
.- Ч 1. - , 1988 – 560 с. : ил - ISBN 5-217-00222-0.
.- Ч 2. - , 1988 – 544 с. : ил - ISBN 5-217-00223-9.
10.7.3 Блюменштейн, В. Ю. Проектирование технологической оснастки:
учебное пособие / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Клепцов. - СПб.: Лань, 2010. - 224 с. ISBN 978-5-8114-1099-6.
10.7.4 Половинкин, А.И. Основы инженерного творчества: учебное пособие /
А. И. Половинкин. - СПб.: Лань, 2007. - 368с.
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список использованных источников
1 ГОСТ 21495 – 76 Базирование и базы в машиностроении. Термины и
определения. – Введ. 1977. 01.01. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 36 с.
2
Переналаживаемая технологическая оснастка / под ред. Д. И. Полякова.
- М. : Машиностроение, 1988. - 256 с.
3
РД 50-533...536-85 Система стандартов технологической оснастки.
Приспособления к
металлорежущим
станкам. – Информационно-поисковые
системы по выбору. – М.: Изд-во стандартов, 1985.
4
Кузнецов, Ю. И. Оснастка для станков с ЧПУ : справочник / Ю. И.
Кузнецов, А. Р. Маслова, А. Н. Байков.- 2-е изд., перераб. и доп. - М. :
Машиностроение, 1990. - 512 с.
5
Станочные приспособления : справочник: в 2 т. / под ред. Б. Н.
Вардашкина, В. В. Данилевского, А. А. Шатилова. - М. : Машиностроение, 1984.
- Т. 1. - 1984. - 591 с. ; т. 2. - 1984. – 655 с.
6
ГОСТ 3.1109 - 82* Единая система технологической документации.
Термины и определения основных понятий. – Введ. 1983 – 01-01. - М. : Изд-во
стандартов, 1982. – 15 с.
7
Корсаков, В. С. Основы конструирования приспособлений : учебник /
В.С. Корсаков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1983. - 277 с. : ил.
8
Андреев,
Г.
Н.
Проектирование
технологической
оснастки
машиностроительного производства : учебное пособие / Г.Н. Андреев, В.Ю.
Новиков, А.Г. Схиртладзе. - 2-е изд., испр. - М. : Выcшая школа, 1999. - 415 с. : ил. ISBN 5-06-003665-0.
9
Терликова, Т.Ф. Основы конструирования приспособлений / Т.Ф.
Терликова, А.С. Мельников, В.И. Баталов. - М.: Машиностроение, 1980.–120 с.
10
Горохов, В. А. Проектирование и расчет приспособлений : учебник /
В.А. Горохов, А.Г. Схиртладзе. - Старый Оскол : ООО "ТНТ", 2008. - 304 с. : рис.,
табл. - Библиогр.: с. 298-299.
120
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
Альбом по проектированию приспособлений : учеб. пос. для вузов / Б.
М. Базров [и др]. – М.: Машиностроение, 1991. – 121с. ил.
12
Обработка металлов резанием : cправ. технолога /А.А. Панов [и др].; под
ред. А. А. Панова. - М. : Машиностроение, 1988. - 736 с. - ISBN 5-217-00032-5.
13
Насыров, Ш. Г. Технологическая оснастка : методические указания к
практикуму.– Оренбург: ОГУ, 2003.–50с.
13 Блюменштейн, В. Ю. Проектирование технологической оснастки : учебное
пособие / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Клепцов. – СПб.: Лань, 2010. – 224 с.
14 Станочные приспособления: альбом / А. Г. Схиртладзе, А. И. Матвеев, Ю.
В. Новиков, Г. И. Рогозин. - Тверь. ГТУ, 1999. – Режим доступа: http://www.msun.ru
15
Графические
изображения
некоторых
принципов
рационального
конструирования в машиностроении/ В. Н. Крутов, Ю. М. Зубарев, И. В. Демидович,
В. А. Треяль. - СПб.: Лань, 2011. - 208 с. - ISBN 978-5-8114-1128-3.
16 Половинкин А. И. Основы инженерного творчества: учебное пособие / А.
И. Половинкин . - СПб.: Лань, 2007. - 368с.
17 ГОСТ 3.1109 - 82* Единая система технологической документации.
Термины и определения основных понятий. – Введ. 1983 – 01-01. - М. : Изд-во
стандартов, 1982. – 15 с.
18 ГОСТ 2.109 - 73. ЕСКД. Основные требования к чертежам. - Введ. 1974 –
07 – 01. - М.: Изд-во стандартов, 1989. – 21 с.
19 ГОСТ 2789 – 73. Шероховатость поверхности. - Введ. 1975 – 01 – 01. - М.:
Изд-во стандартов, 1989. – 7 с.
20
Схиртладзе,
А.Г.
Технологическая
оснастка
машиностроительных
производств: альбом: в 2 ч./ А. Г. Схиртладзе. – М.: МГТУ Станкин, 1999.
Ч. 1. - 1999. - 597 с. : ил ; ч. 2. - 1999. - 614 с. : ил.
21 Определение погрешностей базирования при установке валиков в призме:
контрольная аудиторная работа по курсу проектирование приспособлений.
Количество задач – 45. - Харьков: УЗПИ, 1984. - 6 с.
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22 Справочник технолога-машиностроителя : в 2Т. / под ред. A. M. Дальского,
А.Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. - 5-е изд. - М. : Машиностроение,
2001. - Т.1. – 2001. – 912 с. - ISBN 5-94275-014-9;
Т.2. – 2001. – 944 с. - ISBN 5-94275-015-7.
23 Каталог 31.122.40 – 84 Детали и сборочные единицы универсально–
сборной переналаживаемой оснастки (УСПО) к металлорежущим станкам. М.: Изд–
во стандартов, 1985, - 166с.
24 ГОСТ 31.121.41 – 84 Детали и сборочные единицы универсально-сборной
оснастки к металлорежущим станкам. Конструктивные элементы. Основные
параметры. Нормы точности. – Введ. 1985 - 01- 07. - М. : Изд-во стандартов, 1984. –
51 с.
25 ГОСТ 31.121.42 – 84 Детали и сборочные единицы универсально-сборной
переналаживаемой оснастки к металлорежущим станкам. Технические требования. –
Введ. 1985 - 01- 07. - М. : Изд-во стандартов, 1984. –32 с.
26 ГОСТ 31.0151.01-90 Приспособления универсальные наладочные и
специализированные наладочные. Общие технические условия. – Введ. 1991-01-07. М. : Изд-во стандартов, 1990. –35 с.
27 ГОСТ 12.2.029 - 88 ССБТ. Приспособления станочные. Требования
безопасности. - Введ. 1989 – 01- 01. - М.: Изд-во стандартов, 1988. – 26 с.
28 ГОСТ 31.0171.01-91 Приспособления к металлорежущим станкам. Детали и
сборочные единицы общего применения. Общие технические требования. Введ.
1993 – 01- 01. - М.: Изд-во стандартов, 1990. – 35 с.
29 ГОСТ 12.2.009-99 Станки металлообрабатывающие. Общие требования
безопасности. - Введ. 2001-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 2000. - 37с.
30 ГОСТ 2.109-73 ЕСКД Общие требования к рабочим чертежам. - Введ. 197401-07. - М. : Стандартинформ, 2007. - 29с.
31 ГОСТ 2789–73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.
Введ. 1975-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1974. - 7с.
32. ГОСТ 31.010.01-84 Приспособления станочные. Термины и определения. Введ. 1985 – 01 – 07. - М.: Стандартинформ, 2007. – 4 с
122
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение А
(Справочное)
Схемы установки детали на горизонтальной призме и различные
варианты простановки размеров для высверливаемого отверстия
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение Б
(Справочное)
Схемы установки детали на вертикально установленной призме
и различные варианты простановки размеров
для высверливаемого отверстия
124
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение В
(Справочное)
Схемы установки детали на плоскости с прижимом детали призмой
и различные варианты простановки размеров
для высверливаемого отверстия
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение Г
(Справочное)
Схемы установки детали в призме с горизонтальной и вертикальной
базирующими поверхностями и различные варианты простановки размеров
для высверливаемого отверстия
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение Д
(Справочное)
Схемы установки детали в двух согласованно перемещающихся
(центрирующих) призматических губках и различные варианты
простановки размеров для высверливаемого отверстия
127
Документ
Категория
ГОСТ Р
Просмотров
227
Размер файла
9 093 Кб
Теги
технологическая, 301, оснастки
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа