Проектирование технологической оснастки

     Министерство  образования и науки Украины

     Харьковский национальный автомобильно-дорожный

     университет 
 

     Кафедра ТМ и РМ 
 
 
 
 

     КУРСОВАЯ   РАБОТА

     по  дисциплине: «Проектирование технологической оснастки" 
 
 
 
 
 
 
 

                                           Выполнил:

                                                                                     Проверил:  
 
 
 

     2011 
 

     СОДЕРЖАНИЕ

  Введение                                                                                                                 4                                                                                                                        

        1. Общий анализ приспособления.                                                                       6

        1.1 Анализ приспособления                                                                                  6                                                                        

        1.2 Анализ работы приспособления                                                                     7          

       2. Силовой расчет приспособления                                                                       8                                         

  2.1 Расчетные факторы для определения силы закрепления                             11           

        2.2 Условия статического равновесия объекта во время исполнения

         операций  технического процесса                                                                       12

        3. Определение основних характеристик силового механизма 

         приспособления                                                                                                     13

  4. Конструирование расчет гидравлического привода                                       18

  4.1 Краткие теоретические сведения                                                                    18

  4.2 Расчет  гидравлического привода                                                                   18

  Приложение  А                                                                                                        22

  Выводы                                                                                                                    23      

  Список литературы                                                                                              24        

 
 
 
 
 

       
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ

 

     На  автопредприятиях, ремонтных заводах, станциях технического обслуживания принимают  технические решения для усовершенствования конструкций приспособления, выполняют расчет на прочность элементов приспособлений и их приводов, исходя из условий закрепления и режимов механической обработки заготовок деталей согласно разработанным новым технологическим процессам.

     Затраты на изготовление, приобретение и эксплуатацию разнообразной технологической оснастки составляют до 20% от стоимости оборудования, а себестоимость и сроки подготовки производства в основном определяются величиной затрат труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки. Наибольший удельный вес в общей массе оснастки имеют станочные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:

     -базирование  обрабатываемых деталей на станках  с выверкой по проверочным  базам заменяется базированием  без выверки, что ускоряет процесс  базирования и обеспечивает возможность автоматического получения размеров на настроенных станках;

     -повышается  производительность, и облегчаются  условия труда рабочих мест  за счет механизации приспособлений, а так же за счет применения  многоместной, позиционной и непрерывной обработки;

     -расширяются  технологические возможности станков,  что позволяет на обычных станках  выполнять такую обработку или  получать такую точность, для  которой эти станки предназначены.  За последнее время значительно  повысился уровень механизации и автоматизации приспособлений, проведена также большая работа по стандартизации их деталей, узлов и отдельных конструкций. Широкая механизация и автоматизация приспособлений в условиях мелкосерийного производства стала возможной на базе применения двух современных принципов в конструкции:

     а) создание переналаживаемых (групповых, универсальных) приспособлений с индивидуальным механизированным трудом;

     б) создание универсальных силовых  приводов для последовательного  обслуживания ряда специальных приспособлений. 

     Одновременно  в единичном и мелкосерийном  производстве широкое применение получила система универсально-сборных приспособлений. Она основана на принципе многократного  использования определенной совокупности деталей и узлов, из которых в  течение нескольких часов компонуются разнообразные приспособления. В ней начинают использовать пневмо и гидросиловые узлы для закрепления заготовок.

     В современном машиностроении все  большее распространение получает оснастка, скомпонованная из стандартных  деталей и узлов, а также стандартные конструкции приспособлений, изготавливаемых на специальных заводах. Однако в ряде случаев для оригинальных и сложных в изготовлении деталей, а также при смене объекта производства машиностроительным заводам приходится своими силами конструировать и изготавливать технологическую оснастку для обеспечения заданной точности и высокопроизводительной обработки.

     

     Для устранения негативных факторов и для  обеспечения низкого уровня на первом этапе стали совершенствовать специализацию  ремонта, создавать узкоспециализированные предприятия с высокой концентрацией производства и прогрессивных технологий. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

1. ОБЩИЙ АНАЛИЗ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

 
 

1. Анализ  приспособления

 

     На  (рис.1.1) представлено приспособление, которое применяется при сверлении и развертывании отверстий в заготовке, и предназначено для базирования  плоскостью, внутренней цилиндрической поверхностью, опорной скрытой базой и для закрепления заготовки одновременно рассосредоточеными силами, направленными по нормали к установочной базе. 

       

     Рис.1.1  Приспособление для базирования  заготовки плоскостью и внутренней цилиндрической.

     Заготовку устанавливают отверстием на цилиндрическую оправку 1 и доводят до контакта с торцовой поверхностью оправки, играющей роль установочной поверхности опорной пластины. На шток 2 устанавливают шайбу 3,  и поворотом маховика 4 с помощью винта 5 закрепляет заготовку. Для обработки режущий инструмент направляют в отверстие кондукторной втулки 7. После обработки одного отверстия заготовку поворачивают на 1/8 часть окружности. Для этого поворотом рукоятки 8 отводят стопор 9 и вращают диск 10 с помощью рукоятки 11.Диск вращают до тех пор, пока стопор 9 под действием пружины 12не войдет в новое делительное отверстие, зафиксировав диск и заготовку в требуемом положении.

      

     1.2 Анализ работы приспособления 

     В приспособлении (рис.1.1) заготовка опирается  установочной базой на опорную пластину (опорные точки 1, 2, 3 на рис. 1.2), двойной  опорной базой – на цилиндрическую оправку 1 (опорные точки 4, 5 на рис. 1.2). Закрепление заготовки силами Р , Р , ….. , Р (рис 1.2) осуществляется с помощью съёмной разрезной шайбы 3 и ручного винтового привода. Приспособление снабжено кондукторной плитой 6 , кондукторной втулкой  7, и делительным и поворотным механизмами, позволяющими обработать восемь отверстий.

     Заготовку устанавливают отверстием на цилиндрическую оправку 1 и доводят до контакта с  торцовой поверхностью оправки, играющей роль установочной поверхности опорной пластины. На шток 2 устанавливают шайбу 3,  и поворотом маховика 4 с помощью винта 5 закрепляет заготовку. Для обработки режущий инструмент направляют в отверстие кондукторной втулки 7. После обработки одного отверстия заготовку поворачивают на 1/8 часть окружности. Для этого поворотом рукоятки 8 отводят стопор 9 и вращают диск 10 с помощью рукоятки 11.Диск вращают до тех пор, пока стопор 9 под действием пружины 12 не войдет в новое делительное отверстие, зафиксировав диск и заготовку в требуемом положении.  

     

                                       Рис.1.2.Заготовка

            

     Основные  технические требования к расположению условных элементов.

     1. Отклонение от перпендикулярности  поверхности А относительно поверхности  Б не более Т на длине l .

     2. Отклонение от параллельности  поверхности А относительно поверхности  Б не более Т на длине l .

      3. Отклонение от параллельности  оси кондукторной втулки относительно поверхности А не более Т на длине l .

     4. Отклонение от перпендикулярности  оси поверхности Г относительно  поверхности А не более Т на длине l .

                               2 СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ. 
 

     Для расчета силы закрепления необходимо знать величины и направления  действий сил обработки и моменты  от них, которые действуют на объект во время обработки, схемы размещения установочных и зажимных элементов. Во время расчета силы закрепления относительно схемы базирования и принятой схемы передачи усилия от привода к зажимным элементам  определяют величины реакций в точках контакта объекта с установочными и зажимными элементами. Значения реакций определяют из условия статистического равновесия.

       Во время фрезерования (рис.1, ) на  заготовку действуют две составляющие  силы резания: P1,P2. Сила P1 сдвигает заготовку вдоль установочной базы, сила P2 придавливает заготовку к установочной базе. Действие сил воспринимает цилиндрический штырь 1. Действие силы P1 воспринимают все установочные элементы 1, 2, 3. Поскольку штырь отличается небольшой жесткостью, а его износ влияет непосредственно на точность обработки заготовки, то его надо разгрузить. Силы P1 и W образуют силы трения, что противодействуют сдвигу.

     Поэтому сила закрепления W должна быть больше чем сумма сил, что сдвигают объект, и одновременно образовывать момент трения, больше чем момент сдвига.

                Для этого в уравнение статики  вводят коэффициент запаса силы закрепления.

       Уравнение равновесия объекта  во время действия активных  сил и моментов от них имеют  общий вид 

                           ,                                           (2.1)

                                                                   (2.2)

     где  k – коэффициент запаса сил закрепления;

       P_i, F_i – i – я активная сила (составная силы обработки), которая смещает объект, и сила трения, что противодействует смещению, соответственно;

       M_a M_Fi – i-й активный момент сил (момент от составной силы обработки), что вращают объект, и момент сил, что противодействуют вращению объекта, соответственно;

     n- количество активных сил (моментов);   

     m- количество противодействующих сил (моментов);

     Расчет  необходимой силы закрепления, когда в приспособлении используется силовой механизм типу 1 и составляющая силы обработки  совпадает по направлению действия с силой закрепления, следует ввести по условию равновесия объекта с учетом перераспределения реакций в установочных и зажимных элементах.

          Коэффициент k запаса силы закрепления  определяется по формуле [1] 

                                  ,                                          (2.3) 

       где      k₀=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

         k₁ – коэффициент, который учитывает увеличение силы обработки от неравномерности припуска на обрабатываемой поверхности объекта и качества базовой поверхности (для черновой обработки k₁=1,2; для чистовой – k₁=1,0 [2, табл.4.1, с.118])