Робоча програма та методичні вказівки до виконання icon

Робоча програма та методичні вказівки до виконання




НазваРобоча програма та методичні вказівки до виконання
Сторінка1/3
Дата22.06.2012
Розмір0.64 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ


РОБОЧА ПРОГРАМА

та методичні вказівки до виконання


контрольної роботи з дисципліни

“ Технологічна оснастка”


для студентів спеціальності 8.090202


Дніпропетровськ НМетАУ 2000
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національна металургійна академія України



РОБОЧА ПРОГРАМА

та методичні вказівки до виконання


контрольної роботи з дисципліни

“Технологічна оснастка”

для студентів спеціальності 8.090202


Затверджено


На засіданні Вченої ради

академії

Протокол №1 від 29.02.2000


Дніпропетровськ НМетАУ 2000

УДК 621.09:001.2.002.54

Робоча програма та методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни “Технологічна оснастка для студентів спеціальності 8.090202 /Укл.: О.Г. Ясев, Г.І. Дубовий. – Дніпропетровськ: НМетАУ, 2000. – 79 с.



Вміщують робочу програму, контрольні питання для перевірки знань, методичні вказівки до виконання контрольної роботи та приклад її виконання.

Призначені для студентів спеціальності 8.090202 – технологія

машинобудування.


Укладачі: О.Г. Ясев, канд. техн. наук, доц.

Г.І. Дубовий, ст. викладач.


Відповідальний за випуск В.С. Гришин, канд. техн. наук, доц.


Рецензент Р.П. Дідик, д-р техн. наук, проф., завідувач кафедри технології

гірничого машинобудування (Національна гірнича академія

України)


Редактор О.І. Лук`янець

Підписано до друку 01.08.2000, Формат 60x84 1/16. Папір друк. Друк плоский.

Облік. – вид. арк. 4.65. Умов. друк. арк. 4.58. Тираж 100 пр. Замовлення № 57.


Національна металургійна академія України,

49600, Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4

_______________________
^

I. ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ


Для спеціальності 8. 090202 - технологія машинобудування - дисципліна "Технологічна оснастка" викладає зміст і послідовність виконання проектних робіт при створенні технологічної оснастки механоскладального виробництва. Основна увага приділяється найважливішому елементу технологічної оснастки - пристроям механоскладального виробництва.

Дисципліна "Технологічна оснастка" вивчається студентами-заочниками в IX семестрі. Для студентів-заочників передбачається читання лекцій по найбільш складних питаннях курсу, виконання практичних і контрольної робіт. Основною формою вивчення даної дисципліни є самостійна робота студентів із літературними джерелами. Велику користь студенту принесе ознайомлення в цехах заводів із конструкціями реальних пристроїв.

Вивчення розділів дисципліни здійснюється в послідовності, що реко-мендується. Значну допомогу у вивченні дисципліни дають теоретичні відо-мості, що роз'яснюють методику виконання контрольної роботи. Контроль якості засвоєння вивченого матеріалу виконується студентом самостійно за допомогою питань для самоперевірки.

Матеріали дисципліни використовуються в курсовому і дипломному проектуванні при розробці верстатних і контрольних пристроїв.

Завдання на контрольну роботу видається студенту індивідуально.

Контрольна робота повинна виконуватися студентами тільки після вив-чення і засвоєння теоретичного курсу. Контрольна робота включає виконання основних проектних розрахунків верстатного пристрою і оформляється у виді розрахунково-пояснювальної записки відповідно до даних методичних вказівок і основних вимог ЕСКД. Після виконання контрольна робота захищається студентом у процесі обговорення з викладачем.

1.1. Мета викладання дисципліни

Підвищення продуктивності праці і поліпшення якості продукції - найважливіші задачі машинобудування. Один з ефективних шляхів удосконалення виробництва - підвищення оснащеності виробничих процесів прогресивною механізованою й автоматизованою технологічною оснасткою.

Найважливішими елементами цієї оснастки є пристрої механоскладаль-ного виробництва. Правильно спроектований і виготовлений пристрій є ефек-тивним засобом підвищення продуктивності праці і якості виробів, зниження їхньої собівартості, полегшення праці робітників і підвищення безпеки роботи.

У результаті вивчення дисципліни "Технологічна оснастка" студент повинен засвоїти теоретичні основи, принципи і методику проектування, що дозволить йому грамотно і творчо підходити до створення працездатних, високопродуктивних і економічних пристроїв.

1.2. Задача вивчення дисципліни

Задача вивчення дисципліни - оволодіння сучасними методами проекту-вання пристроїв відповідно до поставлених технологічних, організаційних і ін-ших задач; освоєння методики економічного обгрунтування доцільності засто-сування спроектованого пристрою, одержання навичок використання стандар-тів у процесі проектування; підготовка до самостійного вирішення задач в об-ласті проектування пристроїв у процесі курсового і дипломного проектування.

1.3. Рекомендації до вивчення дисципліни

Для успішного вивчення дисципліни студент повинен мати відповідний обсяг знань з технології машинобудування, теоретичної механіки, опору матеріалів, теорії механізмів і машин, різання металів. У результаті вивчення курсу студенту необхідно засвоїти, що задача проектування оснастки випливає з більш загальної задачі розробки технологічного процесу виготовлення дета-лей. При цьому варто звернути увагу на спільність задач (базування, закріп-лення і т.д.), що розв'язуються при проектуванні пристроїв різноманітного цільового призначення, і єдність методики проектування. Необхідно засвоїти, що вимоги до точності пристрою можна правильно обгрунтувати, лише розглядаючи його як один з елементів технологічної або вимірювальної системи, тобто на основі системного підходу до рішення поставленої задачі.

^ 2. РОБОЧА ПРОГРАМА

ТЕМА 1. ВСТУП, ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ.

ЦІЛЬ І ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ, ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОСНАЩЕННЯ

ВИРОБНИЦТВА І ЙОГО РОЛЬ У ВИРІШЕННІ ЗАДАЧ ПРИСКОРЕННЯ

^ НАУКОВО-ТЕХНІЧНОГО ПРОГРЕСУ


Поняття про технологічну оснастку механоскладального виробництва. Пристрої як один із видів технологічної оснастки. Класифікація пристроїв по їхньому цільовому призначенню, по ступеню спеціалізацій, за рівнем механізації й автоматизації і інших ознак.

Службове призначення верстатних, складальних, контрольних пристроїв і допоміжного інструмента. Пристрій як елемент технологічної або вимірювальної системи. Спільність задач, що розв'язуються при проектуванні пристроїв різноманітного цільового призначення.

Вплив пристроїв на точність обробки, складання і контролю. Елементи, що входять до складу пристроїв, і функції, що ними виконуються. Загальні вимоги, запропоновані до пристроїв. Нормалізація і стандартизація пристроїв і їхніх елементів. Роль і значення пристроїв у машинобудуванні як засобів підвищення продуктивності праці і якості виробів, зниження їхньої собівартості, полегшення і підвищення безпеки праці робітників.

Ціль і задачі дисципліни і її зв'язок з іншими загальнотехнічними і спеціальними дисциплінами. Побудова курсу лекцій, методика і послідовність викладання матеріалу. / 1,с.3-9/. /3/./ 6, с.3-8 /.


^ ТЕМА 2. УСТАНОВКА ЗАГОТОВКИ (ДЕТАЛІ) У ПРИСТРОЇ.

РЕАЛІЗАЦІЯ ТЕОРЕТИЧНОЇ СХЕМИ БАЗУВАННЯ,

УСТАНОВОЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ПРИСТРОЇВ

Принципи базування заготовок (деталей) у пристроях. Основні і допоміжні бази як координатні системи пристроїв.

Типові схеми установки заготовок (деталей) у пристроях. Установочні елементи пристроїв, їхнє конструктивне виконання, матеріал, точностні та експлуатаційні характеристики, область застосування. Основні і допоміжні опори. Стандартизація установочних елементів. Реалізація теоретичної схеми базування в конструкції пристрою. Вибір типу, кількості і схеми розташування установочних елементів пристрою. / 1, с.10-60/, / 3 /, /6, с.9-32 /.


^ ТЕМА 3. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗАГОТОВКИ (ДЕТАЛІ) У ПРИСТРОЇ,

ЗАТИСКНІ МЕХАНІЗМИ І СИЛОВІ ВУЗЛИ ПРИСТРОЇВ

Сили, що діють на заготовку (деталь) у процесі обробки, складання і контролю. Методика розрахунку сил закріплення заготовки (деталі), що забезпечують незмінність її положення, досягнутого при базуванні. Типові схеми розрахунку. Службове призначення затискних механізмів пристроїв і вимоги до них.

Елементарні затискні механізми. Гвинтові затискачі. Затискні механізми, засновані на принципі клина: клинові, ексцентрикові, плунжерні. Важільні затискачі. Затискні елементи, що центрують. Конструктивне виконання затискних механізмів, методика їхнього розрахунку, область застосування. Стандартизація затискних механізмів.

Силові вузли (приводи) і механізми пристроїв. Пневматичні, гідравлічні, вакуумні, електромеханічні, магнітні затискні механізми. Затискні механізми, що приводяться в дію механізмами подачі або силами різання. Комбіновані затискні механізми.

Конструкція і характеристика силових вузлів, запропоновані до них вимоги та область застосування. Вихідні дані і методика розрахунку зусиль, що розвиваються силовими вузлами. Стандартні силові механізми.

/ 1, с.61-155 /, / 2, с.44-72, 200-308 /, / 6 /.


^ ТЕМА 4 . ОЦІНКА ТОЧНОСТІ ПРИСТРОЮ

Припустима і дійсна похибки пристроїв. Умова забезпечення точності при використанні пристрою. Основні чинники, що впливають на точність пристрою. Порядок визначення припустимої похибки. Структура дійсної похибки. Порядок визначення похибок базування, закріплення і положення. Методи забезпечення точності при використанні пристрою. /1, с.10-60 /, / 3, с.6-43 /, / 6, с.9-32 /.


^ ТЕМА 5 . МЕТОДИКА ОЦІНКИ ЕКОНОМІЧНОЇ

ЕФЕКТИВНОСТІ ПРИСТРОЇВ

Умови економічної ефективності застосування пристрою. Чинники, що впливають на показники ефективності застосування пристрою. Методика розрахунку показників ефективності. Визначення рентабельності пристрою.

/1, с.189-192 /, / 3, т.2, с.10-51 /, / 6 /.

^ ТЕМА 6 . МЕТОДИКА ПРОЕКТУВАННЯ

ВЕРСТАТНИХ ПРИСТРОЇВ

Вихідні дані для проектування. Конкретизація службового призначення пристрою. Розробка технічних вимог до пристрою. Послідовність проектування. Визначення типу установочних елементів пристрою, їхньої кількості і розташування відповідно до теоретичної схеми базування заготовки і необхідної точності обробки. Розробка схеми координування інструмента і вибір необхідних для цього механізмів.

Упорядкування схеми сил, що діють на заготовку в процесі обробки, визначення місць прикладення сил закріплення і їх величин. Вибір типу затискного механізму і визначення його параметрів. Використання стандартів як одної з важливих умов проектування і вибору елементів пристрою.

Компонування пристрою. Урахування вимог експлуатації, охорони праці, навколишнього середовища і технічної естетики при проектуванні пристрою. Розрахунки міцності і жорсткості деталей пристроїв. Методика розрахунку пристрою на точність. /1/ , / 2 . с.91-100 /, / 3, с.639-648 /, / 6 /.

^ ТЕМА 7. КОРПУСИ І ІНШІ ЧАСТИНИ І МЕХАНІЗМИ

ПРИСТРОЇВ

Службове призначення корпусних деталей пристроїв. Типи корпусів і запропоновані до них вимоги. Матеріал і засоби одержання заготовок корпусів. Застосування пластмас і епоксидних смол ( компаундів) як матеріалу для корпусних деталей пристроїв. Конструктивне виконання основних елементів корпусів. Засоби базування і закріплення корпусів пристроїв на верстатах і інших видах устаткування. Конструктивне оформлення основних баз корпусних деталей пристроїв. Деталі пристроїв для координування, направлення і контролю положення інструмента.

Кондукторні втулки для свердлильних і розточувальних пристроїв, їх призначення, конструкція і запропоновані до них вимоги. Зміст і методика розрахунків точності направляючої частини кондукторної втулки, довжини направляючої частини в залежності від необхідної точності опрацювання деталі. Висотні і кутові установи для інструментів, копіри. Поворотні і ділильні механізми пристроїв.

/1, с.156-177 або с.151-193/, /2/, / 3 /, / 6, с.82-91 /.


^ ТЕМА 8 . ВИСНОВКИ

Перспективи і шляхи подальшого удосконалення технологічної оснастки. Поняття про системи автоматизованого проектування пристроїв.

/1, с.250-265/, / 3 / , / 13 /.


^ ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1. Приведите схемы конструкций установочных элементов приспо­соблений (призм, пальцев, опор, оправок и др.). Их разновидности, материал, особенности установки в приспособлениях.

2. Приведите типовые конструкции винтовых зажимов и формулы для расчета развиваемых ими усилий.

3. Приведите типовые конструкции клиновых зажимов и формулы для расчета развиваемых ими усилий.

4. Приведите типовые конструкции рычажных механизмов и форму­лы для расчета развиваемых ими усилий.

5. Назначение установочно-зажимных элементов и их типовые конструкции.

6. Приведите типовые конструкции пневматических и гидравличес­ких двигателей и формулы для расчета развиваемых ими усилий.

7. Как определить допустимую погрешность приспособления ?

8. Как определить погрешность базирования ?

9. Как определить погрешность закрепления ?

10. Как определить погрешность положения ?

11. Сформулируйте условия, при которых погрешность приспособления минимальна.

12. Как достичь точность приспособления, если условие обеспе­чения точности не выполняется?

13. Как производится оценка эффективности использования ста­ночных приспособлений?

14. Какова последовательность выполнения проектирования приспособления?


^ 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Проектирование станочных приспособлений осуществляется в оп­ределенной последовательности, основными этапами которой являют­ся:

- анализ возможности выполнения заданной производственной программы с помощью приспособления данного вида;

- анализ схемы базирования и выбор установочных элементов для ее реализации;

- расчет усилия закрепления;

- оценка точности приспособления;

- расчет зажимных механизмов;

- расчет силового привода;

- разработка общего вида сборочного чертежа приспособления;

- технико-экономическое обоснование целесообразности использо­вания приспособления данного вида.

При выполнении контрольной работы эти этапы сгруппированы в четыре логически обособленные части, соответствующие разделам по­яснительной записки.

3.1. Выбор принципиальной схемы приспособления

3.1.1. Теоретические сведения

Исходными данными при проектировании приспособления являются:

1. Чертежи заготовки и готовой детали с техническими требованиями.

2. Карты технологического процесса обработки детали.

3. Объем выпуска деталей.

4. ГОСТы и нормали на детали и узлы станочных приспособлений, альбомы нормализованных конструкций приспособлений, паспорта станков.

Цель анализа исходных данных - получение сведений о форме, размерах и допусках на размеры детали, припусках, шероховатости поверхностей, материале детали, местах разъема штампов или опок, состоянии поверхностей обрабатываемой детали на предшествующем и данном этапах обработки, точности обработки, схеме базирования, применяемых инструментах и оборудовании, режимах резания, проект­ной норме штучного времени (с выделением времени на установку, закрепление и снятие детали). Следует установить также (по пас­порту станка) основные установочные и присоединительные размеры станка, связанные с установкой приспособления (размеры стола, раз­меры и расположение Т-образных пазов и т.д.). Кроме того, целесо­образно ознакомиться со станком в цехе, выявить технологические воз­можности инструментального цеха, где будут изготавливать приспособ­ление, изучить работу и конструктивные особенности аналогичных приспособлений. Тщательный анализ исходных данных позволяет пра­вильно выбрать рациональную схему станочного приспособления. При этом должны быть определены принципиальные особенности конструк­ции приспособления, а именно, количество одновременно устанавли­ваемых и обрабатываемых заготовок (одноместное или многоместное приспособление), количество позиций обработки (однопозиционное и многопозиционное приспособление), вид привода зажимного устройст­ва (ручной или механизированный).

Количество одновременно обрабатываемых деталей и позиций обработки определяется принятыми в технологическом процессе схемой обработки детали и структурой технологической операции.

Заданная производственная программа может быть выполнена с применением одноместного приспособления в том случае, если затра­ты времени на данном этапе обработки не превосходят фонда времени на изготовление одной детали. Иными словами, штучное время в этом случае должно быть меньше (или равно) такта выпуска деталей

(3.1)

где Тшт - штучное время, мин;

Fд - действительный годовой фонд времени при односменной работе, час;

n- количество рабочих смен;

N - производственная программа, шт.

Если это условие не выполняется, то производственная програм­ма может быть выполнена с использованием на одном рабочем месте многоместного приспособления или на нескольких рабочих местах од­номестных приспособлений. Количество мест определяется округлени­ем до ближайшего большего целого величины отношения штучного вре­мени и такта выпуска.

Вид привода зажимного устройства определяется величиной за­даваемого технологом времени, которое затрачивается в основном на управление приводом, закрепление и открепление заготовки.

Затраты времени на эти действия входят в состав вспомогатель­ного времени. Ориентируясь на известные нормативные затраты време­ни на эти действия /9, 10/, можно определить рекомендуемый вид при­вода. Кроме того, при решении этого вопроса следует учитывать осо­бенности используемого оборудования (в частности, наличие гидравлической ­системы станка) и других условий производства (наличие в цехе и энергетические возможности пневматических сетей и т.п.). Обычно в условиях серийного (начиная с среднесерийного) и массового производства целесообразным оказывается использование механизированных приво­дов (наиболее распространены пневматический и гидравлический при­воды).

Вид установочных элементов приспособления определяется в ре­зультате анализа принятой технологом схемы базирования. Здесь учи­тываются в пер-вую очередь форма и состояние базовых поверхностей заготовки, а также жесткость конструкции детали и контактная жест­кость материала. При проек-тировании приспособлений целесообразно использовать стандартизованные установочные элементы /6/. Между формой базовых поверхностей и видом элементов существует достаточно определенная связь (таблица 3.1).

Таблица 3.1



п/п

Форма базовой поверхности

Вид установочных элементов

1.

Плоскость

Штыри, пластины

2.

Наружная цилиндрическая поверхность

Призмы, кулачки

3.

Внутренняя цилиндрическая

Поверхность

Установочные пальцы,

Оправки, кулачки

4.

Центровые гнезда

Центры


Типоразмеры стандартизованных установочных элементов выби­раются из соответствующих стандартных рядов размеров, исходя из размеров базовых поверхностей. Одновременно необходимо устано­вить координаты расположения установочных элементов относительно базовых поверхностей. Состояние базовых поверхностей (шероховатость, твердость, наличие окалины и других загрязнений) определяет конст­руктивные особенности рабочей части установочных элементов, а так­же требования к их износостойкости (а, следовательно, вид материа­ла установочного элемента и твердость рабочих поверхностей). Например, если базовая плоскость имеет низкую шероховатость и незна­чительные погрешности, в качестве установочных элементов могут быть использованы штыри с плоской головкой или пластины. Если же базо­вая плоскость имеет высокую шероховатость и низкую точность, то следует выбрать штыри со сферической головкой. При наличии же ока­лины - штыри с насеченной головкой.

При выполнении контрольной работы набор исходных данных будет неполным, в частности, тип используемого оборудования и инструмента, схема базирования и некоторые другие данные студент принимает са­мостоятельно.


3.1.2. Порядок выполнения раздела работы

1. Провести анализ исходных данных, обратив внимание на форму, размеры и материал детали, а также на форму, размеры и качество обрабатываемой поверхности. Считая, что все поверхности, кроме задан­ной для обработки, выполнены в соответствии с требованиями чертежа, принять решение о способе и последовательности обработки заданной поверхности. Проектирование приспособления выполнять для обработки на станке выбранного типа на наиболее нагруженном этапе обработки.

2. Определить возможность выполнения заданной производственной программы, для чего:

а) рассчитать величину такта выпуска, приняв, что работа будет выполняться в две смены при действительном годовом фонде времени 2020 час

, мин.

б) проверить выполнение условия (3.1) и принять решение о количестве одновременно обрабатываемых деталей, обеспечивающих вы­полнение задания производственной программы.

3. Выбрать систему базирования детали на данном этапе обработ­ки (с учетом решений, принятых в п.1 и 2), определив комплект баз. Выполнить эскиз детали и обозначить на нем базовые поверхности в соответствии с ГОСТом.

4. Выбрать установочные элементы для реализации принятой схемы базирования, для чего:

а) установить форму, размеры и состояние (шероховатость) ба­зовых поверхностей;

б) определить тип установочных элементов (из числа стандартных) для каждой из базовых поверхностей (приложения 1,2,3);

в) определить размеры выбранных установочных элементов из стандарт-ных рядов значений соответствующих размеров, ориентируясь на размеры базовых поверхностей, количество установочных элементов и их взаимное расположение.

Выполнить эскизы установочных элементов.

5. Определить взаимное расположение установочных элементов, а также их положение относительно базовых поверхностей, обеспечив наибольшее возможное расстояние между установочными элементами. На эскизе детали указать координаты взаимного расположения установоч­ных элементов, а также их координаты относительно базовых поверх­ностей.


3. 1. 3. Пример выполнения раздела работы

Исходные данные:

1. Чертеж детали (см. рис. 3.1) с указанными размерами и их предельными отклонениями, допусками формы, расположения и шероховатости по­верхностей; поверхностью (в нашем случае пов. Б), подлежащей обра­ботке в проектируемом приспособлении.

2. Материал заготовки - чугун высокопрочный марки ВЧ 60-2 (ГОСТ 7293-85) с пределом прочностив= 558 Н/мм (60 кГс/мм2) и твердостью НВ 200-280.

3. Усилие резания Рz = 1,2 кН (120 кГс).

4. Масса заготовки m = 26 кг.

5. Годовая программа выпуска изделий N = 60000 шт.

6. Норма штучного времени Тшт = 4 мин.

1. Анализ исходных данных. Выбор способа обработки и типа станка

Конструкция детали допускает обработку плоскости "Б" на проход. Доступ инструмента к обрабатываемой поверхности свободен. Имеются плоскости, расположенные параллельно и перпендикулярно с достаточ­ными размерами, позволяющими использовать их в качестве базовых по­верхностей. Жесткость заготовки достаточная, режимы резания не огра­ничены.

Заданная поверхность "Б" детали может быть обработана фрезерованием. Чистовое фрезерование обеспечивает экономически целесообразную точность обработки чугунных деталей по IT10, оптимальную шерохо­ватость Ra=3,2 мкм, отклонения формы и расположения поверхностей по 8-й степени точности, что соответствует нормам, указанным на чертеже.

Конструкция детали и ее точностные параметры позволяют вести обработку на горизонтально-фрезерном универсальном станке нормаль­ной точности, типа 6Т804Г, который может быть принят в нашем случае.

Установочные и присоединительные размеры его стола достаточны для установки и закрепления приспособления с деталью, а силовой привод и точностные характеристики вполне обеспечат режимы, точность и качество обработки поверхностей.

В качестве инструмента может быть применена фреза дисковая трехсторонняя: D= 160 мм, B= 36 мм, Z = 16 (ГОСТ 1671-77).

2. Возможность выполнения заданной производственной программы

Возможность выполнения производственной программы N определя­ем исходя из: действительного годового фонда времени Fд , количества рабочих смен n , штучного времени Тшт на обработку за­данной поверхности, количества одновременно устанавливаемых и обра­батываемых заготовок в приспособлении (одноместное и многоместное). Последнее определяется (проверяется) отношением штучного времени Тшт. и такта выпуска

. В случае, когда приспособле­ние будет одноместным, если же >1 - приспособление многоместное. Количество мест соответствует числовому значению отношения, округлен­ному до ближайшего большего.

В нашем случае, приняв, что работа будет выполняться в две смены (n=2) и действительный годовой фонд времени составляет 2020 часов (Fд=2020 ч.), определим такт выпуска при заданной годовой програм­ме (N=60000 шт.)



Сопоставляя значения такта выпуска и штучного времени (по усло­вию 3.1.)



и отношения , находим, что выполнение программы обеспечивается с применением при этом одноместного приспособления.

Схемой обработки детали и структурой технологической операции предусматривается одновременная обработка только одной позиции од­ной детали.

3. Выбор схемы базирования

Выбор схемы базирования осуществляется исходя из конструкции детали, схемы и способа обработки поверхности. При этом поверхности, принимаемые в качестве технологических баз, должны иметь достаточную про­тяженность и площадь и обеспечивать такую схему базирования, при ко­торой число лишаемых степеней свободы достаточно для получения вы­держиваемых на данной операции размеров, допусков отклонений формы и расположения поверхностей. Вместе с этим, заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение под действием собственно­го веса и должно обеспечиваться устойчивое положение ее при обработке.

Схемой обработки на данном этапе предусматривается фрезерова­ние уступа (пов. Б. см. рис. 3.1 и 3.2 ). Положение обрабатываемых поверхностей уступа определяется его размерами по ширине и глубине. В этом случае важно обеспечить точность установки вдоль осей У и Z . Неточная установка вдоль оси X не имеет значе­ния. В этом случае, в качестве поверхности для установочной базы может быть принята поверхность А, от которой заданы размеры, ко­ординирующие расположение других ответственных поверхностей дета­ли. Эта поверхность имеет достаточную для базирования площадь. Ба­зирование по ней лишает заготовку трех степеней свободы. Для направляющей базы может быть принята поверхность В, обладающая достаточной для этой цели протяженностью. Бази­рование по этой поверхности лишает заготовку двух степеней свобо­ды. Торец детали (пов. Г) может быть исполь­зован как опорная поверхность. В комплекте баз эта поверхность является опорной базой, лишающей заготовку одной степени свободы. Пример выполнения теоретической схемы базирования приведен на рис. 3.2.

4. Выбор установочных элементов для реализации

принятой схемы базирования

Для реализации принятой схемы базирования установочные элемен­ты выбираем с учетом конструкции детали, формы, размеров, точности и качественного состояния базовых поверхностей.

В нашем случае конструкция детали достаточно жесткая, матери­ал сравнительно высокой твердости, что обеспечивает достаточную контактную жесткость. Базовые поверхности плоские, обработанные с достаточно высокой точностью и низкой шероховатостью (см. чертеж детали на рис. 3.1).

С учетом этих особенностей, в качестве установочных элементов по ГОСТ 13440-68 (приложение I) для опорной и установочной ба­зовых поверхностей принимаем штыри опорные с плоской головкой (один для опорной и три для установочной баз); для направляющей базы - плас­тину опорную плоскую по ГОСТ 4743-68 (приложение I). Размеры установочных элементов принимаем в соответствии с размерами базо­вых поверхностей. Шероховатость их рабочих поверхностей не должна быть больше шероховатости базовых поверхностей детали.

Эскизы выбранных установочных элементов приведены на рис.3.3.

В нашем случае, опорные штыри под установочную базовую поверх­ность размещаем в трех точках, как показано на рис. 3.4. Такое раз­мещение обеспечивает наилучшую устойчивость заготовки и распреде­ление опорных реакций сил резания и закрепления. Пластину опорную, с помощью которой реализуется направляющая база, располагаем вдоль пов. В, симметрично оси детали. На этом же уровне со стороны опорной базовой поверхности (пов. Г), размещаем штырь установоч­ный, который выполняет роль упора.

Координирующие размеры, указывающие взаимное расположение ус­тановочных элементов и положение их относительно базовых поверхностей, приведены на рис. 3.4.



3.2. Силовой расчет приспособления

3.2.1. Теоретические сведения

Силовой расчет приспособления выполняется с целью обеспече­ния гарантированной неподвижности обрабатываемой заготовки под действием технологических нагрузок.

Силовой расчет приспособления включает:

- анализ схемы действия сил;

- расчет зажимного механизма;

- расчет усилия закрепления;

- расчет силового привода.

В процессе анализа схемы действия сил необходимо:

- определить величины и характер действия основных силовых фак­торов;

- проанализировать усилия механической обработки и определить величину коэффициента запаса;

- установить наиболее опасную, с точки зрения возможной поте­ри неподвижности заготовки, ситуацию воздействия технологи­ческих нагрузок.

Основными силовыми технологическими факторами, действующими при механической обработке, являются силы резания, трения, веса и инерции.

Величины сил резания и трения рассчитываются по известным формулам /7, 6/ теории резания и обработки. Эмпирические коэффи­циенты и показатели степени определяются по справочникам /8/. Силами веса и инерции в большинстве случаев, кроме обработки сравни­тельно тяжелых (более 100 Н) и быстроперемещающихся заготовок (более 1 м/с), пренебрегают.

Как известно /1, 8/, условия механической обработки в опре­деленной мере носят случайный характер, что обусловливает возмож­ные случайные изменения силовых факторов, зависящих от условий об­работки. В первую очередь это касается силы резания. Для компенса­ции возможных случайных отклонений силовых факторов от рассчитан­ных (средних) значений в силовой расчет вводится коэффициент запаса

K=K0∙K1∙K2∙K3∙K4∙K5∙K6,

где К0-= 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

К1= 1,0 - 1,2 - учитывает состояние базовых поверхностей;

К2= 1,0 - 1,9 - учитывает затупление инструмента;

К3= 1,0 - 1,2 - учитывает ударную нагрузку на инструмент;

К4= 1,0 - 1,3 - учитывает стабильность сил, развиваемых приво­дом;

К5= 1,0 - 1,2 - учитывает удобство управления зажимными меха­низ-

мами с ручным приводом;

K6= 1,0 - 1,5 - учитывает определенность расположения опорных

точек при смещении заготовки моментом сил.

Величины коэффициентов К1,...,К6 определяются в результате анализа условий обработки. Если условия обработки благоприятные, то соответствующие коэффициенты принимают значение 1,0. В этом слу­чае общий коэффициент запаса равен по величине гарантированному ко­эффициенту запаса, т.е. К = К0 = 1,5.

При наиболее неблагоприятных условиях, например, в случае об­работки заготовки, установленной в немеханизированном приспособле­нии по протяженным опорным базовым поверхностям, изношенным инстру­ментом с ударным нагружением и при действии момента сил, общий ко­эффициент запаса достигает максимальной величины К=9,6. Во всех других случаях коэффициент запаса принимает промежуточные значения, соответствующие конкретным условиям обработки.

Определение ситуации, при которой наиболее вероятна потеря не­подвижного положения заготовки, осуществляется в процессе анализа возможных последствий для различных вариантов нагружения заготовки. Для облегчения анализа следует изобразить в 2 - 3 проекциях заготов­ку на данном этапе обработки с указанием координат мест расположения установочных элементов (для этой цели можно использовать эскиз, полученный при выполнении предыдущего раздела). К изображению обраба­тываемой поверхности на эскизе присоединяется упрощенное изображе­ние режущего инструмента и указываются основные кинематические осо­бенности данного вида обработки и направления действия технологи­ческих силовых факторов (составляющих силы резания, силы веса и т.д.) путем изображения соответствующих векторов в местах приложения сил. Варианты действия силовых факторов, при которых составляющие силы резания прижимают заготовку к установочным элементам, не являются опасными, т.к. в этих случаях устойчивость положения заготовки уве­личивается. Очевидно, что наиболее опасны ситуации, при которых воз­можны смещение или поворот заготовки относительно установочных эле­ментов. При этом следует принимать во внимание не только значитель­ные смещения и повороты, но также и возможность незначительных по величине смещений и поворотов, например, в пределах зазоров при ус­тановке на пальцы по отверстию. Как правило, таких наиболее опасных ситуаций оказывается несколько.

Для каждой из этих ситуаций проводится расчет величины усилия закрепления, включающий:

- определение направления действия и точки приложения усилия закрепления;

- составление уравнений равновесия заготовки под действием технологических нагрузок и усилия закрепления;

- определение величины усилия закрепления.

Направление действия и точка приложения усилия закрепления оп­реде-ляются исходя из общего требования: необходимо исключить воз­можность смещения или поворота, характерных для рассматриваемой опасной ситуации. То есть, сила закрепления непосредственно или че­рез создаваемые нею силы трения и реакции опор должна препятствовать возможному смещению или повороту заготовки. При этом следует стре­миться к такому выбору направления и точки приложения усилия зак­репления, чтобы одновременно исключить возможность потери непод­вижного состояния заготовки для всех опасных ситуаций. В противном случае, закрепление заготовки необходимо осуществлять несколькими силами, приложенными в различных точках, что существенно усложнит приспособление и процесс его проектирования.

При выборе направления действия и точки приложения усилия зак­репления необходимо руководствоваться следующими правилами :

1.Сила закрепления должна быть направлена перпендикулярно рабо­чей поверхности установочного элемента, с которым заготовка имеет наибольшую площадь контакта.

2.Сила закрепления должна быть направлена параллельно силе ве­са заготовки.

3.Сила закрепления должна быть направлена параллельно силе ре­зания.

4.Сила закрепления должна быть направлена перпендикулярно нап­равлению выполняемого на данной операции размера.

5.Сила закрепления не должна опрокидывать или сдвигать заготов­ку по установочным элементам.

6.Сила закрепления не должна деформировать заготовку.

На практике редко можно выбрать направление действия и точку приложения усилия закрепления, удовлетворяющие всем правилам. В этих случаях необходимо искать оптимальные (т.е. обеспечивающие ми­нимальные погрешности и величину усилия закрепления) решения.

Как известно, равновесие заготовки, как твердого тела, находя­щегося под действием совокупности сил, описывается системой уравне­ний, включающей, в общем случае, шесть уравнений. Три уравнения ха­рактеризуют соотношение проекции сил, а три - соотношение моментов сил относительно осей выбранной системы координат. При выборе сис­темы координат необходимо учитывать принятую схему базирования (целесообразно совмещать базовые плоскости и оси с элементами системы координат).

Однако в большинстве случаев при проектировании станочных прис­пособлений нет необходимости рассматривать полную систему шести урав­нений равновесия. Как правило, схемы нагружения заготовок достаточно просты, а возможные смещения и повороты заготовок независимы. Поэтому, обычно, удается определить усилие закрепления, используя меньшее число уравнений (чаще всего одно-два уравнения). При анали­зе "опасной" ситуации, связанной с возможным смещением заготовки используется уравнение проекций действующих сил на направление сме­щения; в случае поворота - уравнение моментов относительно точки или оси поворота.

Величина усилия закрепления для рассматриваемой опасной ситуа­ции определяется путем разрешения составленного уравнения относитель­но иско-мой силы (все необходимые данные подготовлены на предыдущих этапах про-ектирования). Если анализируется несколько опасных ситуаций, компенсиру-емых одной силой закрепления, то для дальнейших расчетов при проектирова-нии принимается максимальное (из рассчитанных) значение усилия закрепле-ния.

После определения величины усилия закрепления целесообразно оценить точность проектируемого приспособления (см. разд. 3.3), а за­тем продолжить силовой расчет приспособления.

Дальнейший силовой расчет приспособления предполагает расчет зажимного механизма, который включает:

- выбор вида зажимного механизма;

- определение коэффициента передачи зажимного механизма;

- расчет силы зажима.

Зажимной механизм реализует усилие закрепления путем преобра­зова-ния силы, развиваемой приводом приспособления. Характер преоб­разования определяется величиной передаточного отношения, которое однозначно соответствует виду зажимного механизма. Зажимные механиз­мы принято разделять на элементарные и комбинированные, т.е. состоя­щие из нескольких элементарных. Наиболее распространенными видами элементарных зажимных механизмов являются винтовые, рычажные и кли­новые .

Выбор вида зажимного механизма осуществляется с учетом приня­тых решений по принципиальной схеме приспособления, требований и ог­раничений по габаритам и компоновке основных элементов приспособле­ния. В частности, винтовые зажимные механизмы чаще используются в приспособлениях с ручным приводом, а рычажные и клиновые - с механи­зированным приводом. Рычажные и клиновые механизмы, а также их ком­бинации позволяют изменять направление действия и величину силы тя­ги, т.е. силы, развиваемой приводом. Это позволяет создавать /1-6/ более компактные зажимные механизмы и, соответственно, приспособления. Клиновые механизмы, кроме того, обладают свойством самоторможе­ния. Передаточные отношения для наиболее распространенных типов элементарных зажимных механизмов известны и приведены в литературе /1-8/. Например, для винтового зажимного механизма передаточное от­ношение имеет вид /8/

,

где l - длина вылета ключа, мм;

rср. - средний радиус резьбы, мм;

- угол подъема резьбы;

- угол трения в резьбовой паре.

С учетом этого получаем выражение для определения величины си­лы тяги .

При использовании комбинированного зажимного механизма переда­точное отношение определяется как произведение передаточных отноше­ний элементарных механизмов, входящих в состав комбинированного



n - количество элементарных зажимных механизмов.

Например, при использовании клино-рычажного механизма (рис. 3.5):



где - передаточное отношение для рычажного зажимного механизма;

- передаточное отношение для клинового механизма;

l1 и l2 - плечи рычага;

- угол клина;

и - углы трения для поверхностей трения.


Рис. 3.5. Комбинированный (клино-рычажный) зажимной механизм

Следовательно, силу тяги в этом случае можно определить, исполь­зуя выражение

.

Исходным условием при определении величин перемещений элемен­тов зажимного механизма является обеспечение возможности свободного доступа к установочным элементам приспособления при установке и сня­тии обрабатываемой заготовки. Величина отвода прижимного элемента, обеспечивающая это условие, преобразуется элементарными зажимными механизмами с учетом принятых значений конструктивных параметров. Итоговое перемещение входного звена зажимного механизма является перемещением выходного звена исполнительного механизма (двигателя) силового привода. Сила тяги создается силовым приводом приспособле­ния, который обеспечивает необходимые законы изменения силы тяги и перемещения выходного звена привода. Тип силового привода (ручной или механизированный) устанавливается на этапе выбора принципиаль­ной схемы приспособления.

Расчет силового привода приспособления предполагает определе­ние структурных и конструктивных особенностей привода и расчет па­раметров исполнительного механизма привода. Полный расчет привода при выполнении контрольной работы не выполняется (в связи с боль­шим объемом и самостоятельным значением этих расчетов). При ис­пользовании механизированного привода необходимо принять решение о типе привода (пневматический, гидравлический, пневмогидравлический, магнитный, центробежный и т.д.). При выполнении контрольной рабо­ты рекомендуется применять пневматический или гидравлический при­вод. Пневматический привод целесообразно использовать для создания сравнительно небольших усилий тяги (до 2500 Н) и перемещений (до 50 мм) прижимного элемента (т.е. в конечном итоге, перемещений вы­ходного звена исполнительного механизма привода), что обусловлено ограничением габаритов пневматического двигателя, а также нестабильностью силы тяги при больших перемещениях исполнительного элемента.

В качестве исполнительного механизма в пневматическом и гидрав­лическом приводе используются цилиндры и мембранные камеры. Цилинд­ры используются для обеспечения сравнительно боль­ших (10–100 мм) перемещений выходного звена (штока).

Основные параметры цилиндра – диаметры поршня и штока опреде­ляются с учетом конструктивных особенностей цилиндра.

Диаметр поршня цилиндра одностороннего действия (рабочий ход выполняется под действием давления жидкости или газа, а обратный ход – под действием пружины) определяется выражением

м,

где W – сила тяги, Н;

L – наибольший ход штока цилиндра, мм;

c – жесткость пружины обратного хода, Н/мм;

р – давление рабочей среды (жидкости или газа), Н/м2 (Па);

- коэффициент полезного действия цилиндра.

Жесткость пружины рекомендуется определять по формуле /2/

.

Диаметр штока цилиндра предварительно можно принять равным:

для пневматического ,

для гидравлического .

Диаметр поршня одноштокового цилиндра двустороннего действия (рабо­чий и обратный ходы выполняются под действием давления рабочей сре­ды) определяется выражением

, м.

При использовании двухштокового цилиндра двустороннего дейст­вия диаметр поршня можно определить следующим образом

, м ,

где a – принятая величина отношения диаметра штока к диаметру поршня.

Усилие на штоке мембранной камеры (диафрагменного двигателя) сложным образом зависит от свойств деформируемого элемента, конст­руктивных особенностей и величины перемещения штока. Для упрощения расчета примем приближенное соотношение величин в виде /1/

.

Это выражение приближенно определяет величину диаметра мембра­ны при смещении штока от исходного положения на величину 0.2 (т.е. рабочего хода).

По рассчитанному значению диаметра рекомендуется установить величину диаметра двигателя, ориентируясь на стандартные ряды зна­чений диаметров, приняв ближайшее к расчетному значению большее стандартное значение. Соответственно следует уточнить все размеры двигателя (в том числе и диаметр штока).



      1. Порядок выполнения раздела работы

  1. Определить величины и характер действия основных силовых факторов.

  2. Проанализировать условия механической обработки и определить

величину коэффициента запаса.

  1. Определить наиболее опасную ситуацию воздействия технологи­ческих

нагрузок.

  1. Определить направление действия и точку приложения усилия закрепления.

  2. Составить уравнение равновесия и определить величину усилия закрепления.

6. Определить вид зажимного механизма.

  1. Определить коэффициент передачи зажимного механизма.

  2. Рассчитать величину зажимной силы (силы тяги).

9. Определить величину перемещения прижимного элемента и што­ка двигателя.

  1. Выбрать тип двигателя.

  1. Рассчитать величину рабочего диаметра двигателя.

  1. Уточнить параметры двигателя по стандартным значениям для двигателя.

3.2.3. Пример выполнения раздела работы
  1   2   3

Схожі:

Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Основи конструювання» для студентів напрямів 010104 професійна...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Пiд'йомно-транспортнi машини» для студентів напряму 050503...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Прикладна механіка» для студентів напрямів 010104 професійна...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки для виконання індивідуального завдання
Головко В.І., Верховська А. О. Робоча програма та методичні вказівки для виконання індивідуального завдання із дисципліни «Автоматизацiя...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconРобоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання
Містять навчальну програму, контрольні завдання, методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до їх виконання. Призначена для студентів напряму 051301 хімічна технологія заочної форми навчання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни Основи технології тугоплавких неметалевих та...
Робоча програма та методичні вказівки до виконання iconМетодичні вказівки до виконання індивідуальних завдань
Робоча програма, методичні вказівки І індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Математичний аналіз” для студентів економічних...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи