Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения», очной, вечерней и заочной формы обучения (стр. 18 из 25)

Рисунок 4.1 - Чертеж заготовки корпуса стартера после выполнения

операции фрезерования паза.

4.2 Расчет и проектирование станочных приспособлений

Изучив известные технические решения и исходные данные, представленные в ТЗ (табл. 4.1) , студент приступает к проектированию приспособления.

На этом этапе курсового проектирования перед студентом стоит задача – создать работоспособную, экономичную в изготовлении и отвечающую всем требованиям эксплуатации конструкцию приспособления.

Проектирование приспособления рекомендуется производить в последовательности, определяемой справочной и учебной литературой [21], [22], [23].

4.2.1 Эскизная проработка компоновки конструкции приспособления

При эскизной проработке компоновки конструкции приспособления:

- устанавливают принадлежность выбираемых аналогов (конструкций) приспособлений к системам технологической оснастки в зависимости от плановых сроков и трудоемкости освоения, продолжительности выпуска изделия и организационной формы производства;

- обосновывают выбранную систему технологической оснастки по коэффициенту загрузки К_З приспособления данной операции, а при необходимости оценивают затраты на оснащение технологической операции соответствующей системой технологической оснастки на анализируемый период выпуска изделия. Коэффициент загрузки приспособления

(4.1)

где N _оп - число повторений операций, соответствующее числу обрабатываемых деталей одного наименования в течении календарного периода времени (месяца, года) ;

F_п - располагаемый фонд времени работы приспособления в указанный период времени;

t _к - штучно – калькуляционное время.

На основе указанных соображений справочное приложение к ГОСТ 14.305 – 73 рекомендуется определять эффективность применения систем приспособлений в зависимости от их загрузки, т.е. от K_З. Графическая интерпретация этой зависимости дана на рис. 4.2.

При расчетах за единицу затрат приняты затраты на неразборное специальное приспособление (НСП). Данные по всем остальным системам приведены в долях затрат на НСП. При этом принято предположение, что сокращение операционного времени одинаково при применении любого из сопоставляемых приспособлений.

Рисунок 4.2 - Границы рентабельности применения различных систем

приспособлений в зависимости от коэффициента загрузки к_З :

Т_и - период производства изделий, месяцы.

Это предположение верно лишь в редких случаях. Неразборные специальные и универсально – наладочные приспособления гораздо чаще снабжаются быстродействующими зажимами и силовыми приводами, чем, например, УСП. Не все системы допускают успешную реализацию принципов многоместности и многоинструментности при обработке деталей.

Необходимым моментом обоснованности выбора приспособления является учет его эксплуатационных свойств и, в частности, достигаемого эффекта сокращения времени на обработку деталей. Нельзя, кроме того, забывать о необходимости быстрого и экономичного оснащения вновь осваиваемых машин. В этом плане преимущества унифицированной оснастки выявляются полностью; разрабатывают несколько эскизных вариантов будущей компоновки приспособления, анализируют их и с учетом рациональной кинематической и силовой схем приспособления, удобства взаимного расположения его основных узлов и деталей, накопленного опыта промышленности применяют оптимальный вариант. Выбор типовой компоновки приспособления для конкретной технологической операции (прототипа) может производиться с использованием ЭВМ или САПР приспособлений, позволяющих осуществить также и проектирование компоновки приспособления системы УСП, УНП и СРП. Именно на этом этапе должны в максимальной степени проявиться творческая инициатива студента, его способность и умение принимать правильные инженерные решения.

Эскизный вариант приспособления должен быть согласован с руководителем проекта или работниками производства, для которого выполняется проект.

На основе принятой компоновки разрабатывают и приводят в ПЗ принципиальную расчетную схему приспособления (рис. 4.3), учитывающую тип, число и размеры установочных и зажимных устройств, вид и конструкцию направляющих элементов, число одновременно устанавливаемых в приспособление заготовок, способ установки и закрепления приспособления на станке, технику удаления стружки и условия безопасной эксплуатации приспособления.

Рисунок 4.3 - Принципиальная расчетная схема приспособления для

фрезерования паза

4.2.2 Расчет приспособления

Расчет приспособления производится в следующей последовательности.

4.2.2.1 Расчет составляющих сил резания

Расчет составляющих сил резания по величине и направлению необходим для составления схемы зажимного устройства, поэтому является одним из ответственных этапов проектирования приспособления. На этом этапе рассчитывают составляющие силы резания, уточняют их направление и точки приложения на расчетной схеме приспособления.

4.2.2.2 Расчет силы зажима

Согласно принятой расчетной схеме рассчитывают силу зажима, учитывая при этом, если необходимо, массу заготовки и составляющие силы резания. Расчетные факторы (коэффициенты трения, жесткости зажимного устройства и установочных элементов, коэффициент запаса) принимаются или рассчитываются по справочной литературе [21], [22].

4.2.2.3 Расчет допустимой погрешности установки заготовки в приспособлении

4.2.2.4 Расчет механизмов зажима и силового привода

По найденной силе зажима в зависимости от конструкции заготовки, вида оборудования и типа производства выбирают зажимные механизмы и рассчитывают параметры силового привода.

4.2.2.5 Расчет фактической погрешности установки заготовки в приспособлении

4.2.2.6 Расчет точности приспособления

На этом этапе производят расчеты точности приспособления, обосновывающие технические требования к его изготовлению.

4.2.2.7 Расчет на прочность отдельных элементов приспособления

Производят расчет на прочность и жесткость конструктивных элементов приспособления, а также при необходимости кинематический расчет.

4.2.2.8 Расчет технико–экономической целесообразности применения приспособления

На заключительном этапе выполняют расчет технико–экономической целесообразности применения спроектированного приспособления.

4.2.3 Разработка чертежа общего вида приспособления

При оформлении графической части проекта выполняются следующие этапы:

- согласно принципиальной расчетной схеме вычерчивают контур обрабатываемой заготовки (М1:1) в необходимом количестве проекций, расположенных на расстоянии, достаточном для дальнейшего нанесения деталей приспособления. Контур обрабатываемой заготовки вычерчивают штрих – пунктирной линией (допускается выполнять синим карандашом), заготовка считается условно прозрачной. Чертеж заготовки на главном виде должен соответствовать рабочему положению заготовки при обработке на станке;

- вычерчивают контур выбранных установочных элементов приспособления (штыри, планки, пальцы, призмы, оправки и т.п.). При размещении опор следует учитывать принятую схему базирования заготовки, направление действия сил резания и зажима; действующие стандарты на детали и узлы станочных приспособлений;

- вычерчивают контуры зажимного устройства с учетом выбранного типа приспособления;

- вычерчивают направляющие детали приспособления, определяющие положение режущего инструмента (кондукторные втулки, установы);

- выбирают по стандартам и вычерчивают контуры вспомогательных деталей и механизмов приспособлений (краны, выталкиватели и т.п.);

- наносят контуры корпуса приспособления, объединяя в одно целое все элементы приспособления, используя при этом по возможности стандартные формы заготовок корпусов;

- вычерчивают остальные проекции приспособления и определяют правильность расположения всех элементов и механизмов приспособления с учетом удобства его сборки и разборки, ремонта, установки и снятия заготовки, удаления стружки, управления и контроля. Особое внимание уделяют вопросам техники безопасности при обслуживании приспособления, а также требованиям технической эстетики;

- вычерчивают необходимые проекции разрезов и сечений, поясняющих конструкцию приспособления;

- проставляют размеры, допуски и посадки на основные сопряжения деталей, определяющие точность обработки, наладочные размеры, а также габаритные, контрольные и координирующие размеры с отклонениями, характеризующими расстояние между осями кондукторных втулок, пальцев т.д.;

- в соответствии с ЕСКД составляют спецификацию деталей приспособления, над штампом чертежа записывают техническую характеристику и технические требования на изготовление, эксплуатацию и сборку приспособления; определяют уровень унификации приспособления.