125306 (Проектування технологічного оснащення для оброблення деталі "Кронштейн 6464.4700.015"), страница 2

За головну базу прийняті площини 1, 2 , оскільки при встановленні цими поверхнями заготовка набуде стійкого положення. Цією базою позбавляється трьох ступенів вільності (3 точки - 1, 2, 3: установна база).

Інші опорні точки розміщуються в отворі 6 (оскільки задається допуск перпендикулярності поверхні 3 відносно отвору 6 в межах 0,04 мм) - база Б - (32js7 мм) –(2 точки – 4, 5: напрямна база) та на необроблюваній площині 14 - (1 точка – 6: опорна база).

Практична реалізація теоретичної схеми базування може бути здійснена наступним чином: установча база – за рахунок використання опорних пластин або опор, напрямна база – повнопрофільного пальця, опорна база – пластини або опори.

Оскільки ми маємо серійне виробництво (N=5000 штук), тому необхідно передбачити в конструкції пристрою автоматизований затиск – пневматичний (гідравлічний).

5) Конструкція пристрою повинна бути узгоджена із установчими елементами столів верстатів.

6) При можливості необхідно спроектувати конструкцію пристрою таким чином, щоб сила різання була силою закріплення заготовки у пристрої.

Рис. 1.2.1. Схема базування кронштейна при обробленні поверхні 3 в розмір 15h14_-0,43 мм

1.3 Службове призначення верстатного пристрою

Верстатний пристрій розробляється для технологічної операції:

Вертикально-фрезерна

Встановити заготовку у пристрої, вивірити та закріпити.

Фрезерувати поверхню 3 начорно напрохід.

Фрезерувати поверхню 3 начисто напрохід, витримуючи розмір 15h14_-0,43 мм.

Розкріпити заготовку у пристрої, зняти та покласти в тару.

Верстатний пристрій призначений для двократного фрезерування площини на вертикально-фрезерному верстаті в розмір 15h14_-0,43 мм за допомогою торцевої фрези 100 мм. Заготовка базується на опорних пластинах або опорах (установча база) та повнопрофільному пальці. Затиск здійснюється по поверхнях бобишки 44 мм.

1.4 Розрахунок сумарної похибки, вибір раціональної схеми встановлення і установних елементів пристрою

На точність оброблення впливає цілий ряд технологічних факторів, які спричиняють сумарну похибку, що для плоских поверхонь визначається згідно формули :

де – похибка встановлення заготовки у пристрій;

- похибка оброблення, яка виникає внаслідок зміщення елементів технологічної системи під дією сил різання та інерційних сил;

- похибка налагодження технологічної системи;

- похибка зношування різального інструменту;

- похибка верстата внаслідок зношування за період експлуатації;

- температурна похибка оброблення;

k – коефіцієнт ризику; приймаємо k=1;

k_I – коефіцієнти, що враховують відповідні закони розподілу похибок.

Похибка встановлення: визначається за формулою:

, (1.4.1)

де – похибка базування;

- похибка закріплення;

- похибка розташування заготовки у пристрої.

Похибка базування при даній схемі базування дорівнює нулю, оскільки конструкторська, технологічна та вимірні бази співпадають.

Отже, .

Похибку закріплення визначають із залежності:

, (1.4.2)

де y_max, y_min– відповідно максимальне та мінімальне зміщення заготовки при її закріпленні;

- кут, під яким знаходиться оброблювана площина.

З огляду на досвід виконання фрезерних робіт приймаємо мкм.

Похибка положення заготовки є наслідком неточності виготовлення верстатного спорядження, зношування його установчих елементів, а також похибки встановлення спорядження на верстаті:

(1.4.3)

Похибка виготовлення пристрою залежить в основному від точності виготовлення деталей верстатного пристрою. Технологічні можливості виготовлення верстатного спорядження забезпечують в межах 3100 мкм.

Вважаючи, що використовуване обладнання – нове, приймаємо =20 мкм.

Складова характеризує зношування установчих елементів:

, (1.4.4)

де N– число контактів заготовки з опорою (приймаємо рівним програмі випуску виробів: N=5000 штук);

- поправочний коефіцієнт; для циліндричних пальців і опор =0,01.

мкм.

Складова виражає похибку встановлення пристрою на верстаті. Величина складає 1020 мкм.

Приймаємо =20 мкм.

Визначаємо сумарну похибку положення заготовки:

(1.4.5)

мкм.

Отже, похибка встановлення буде становити:

мкм.

Похибка оброблення виникає внаслідок зміщення елементів технологічної системи під дією сил різання. Вважаємо, що сила різання та крутний момент у нашому випадку буде повністю компенсований силою затиску та грамотним розміщенням опор при великій жорсткості системи; у цьому разі похибкою оброблення можна знехтувати: =0.

Похибку налагодження технологічної системи за рахунок використання установів приймаємо рівною 0.

Отже, =0 мкм.

Похибка зношування металорізального інструменту =80 мкм згідно табл. 29, стор. 74, [3].

Похибка верстата внаслідок зношування за період експлуатації =50 мкм згідно табл. 23, стор.55, [3].

Температурну похибку приймають рівною 0,1 від сумарної похибки;

(1.4.6)

Без врахування температурної похибки:

мкм.

мкм.

мкм.

Перевіряємо виконання умови:

(0,85…0,9)Th,

де Th – допуск на витримуваний розмір під час фрезерування 15h14 мм, тобто Th=430 мкм.

мкм 365,5…387 мкм - умова виконується.

Оскільки дана технологічна операція виконується при базуванні на оброблені поверхні, використовуємо в якості опор плоскі пластини або опори.

1.5 Структурний аналіз і синтез компоновок пристрою, вибір оптимальної компоновки пристрою та принципу дії

Аналіз компоновки конструктивних схем виконуємо на основі сумарних коефіцієнтів ваг.

, (1.5.1)

де – сумарний коефіцієнт ваг;

- оптимальний коефіцієнт підсилення;

- коефіцієнт, що характеризує володіння властивістю самогальмування;

- коефіцієнт, що визначає кількість передавальних механізмів;

- коефіцієнт, що визначає наявність проміжних ланок;

- коефіцієнт, що характеризує компактність пристрою.

Схеми конкуруючих компоновок пристрою зображено на рис. 1.5.1.

Заготовку на рис. 1.5.2 покажемо умовно.

На основі аналізу рис. 1.1 формуємо табл. 1.5.1

Таблиця 12.4

Визначення сумарних коефіцієнтів ваг для конкуруючих компоновок пристрою

Розрахуємо сумарний коефіцієнт ваги для кожної схеми (див. рис. 1.1):

.

За результатами розрахунків сумарних коефіцієнтів ваг (табл. . 1.5.1) приймаємо першу схему компонування пристрою як одну із найраціональніших, оскільки

> > .

Заготовка базується на опорних пластинах або опорах по площинах 1, 2 (установна база) та за допомогою повнопрофільного пальця в отворі 6. При переміщенні штока пневмокамери починають рух проміжні елементи, які діють на важелі, що і здійснюють двосторонній затиск. При використанні подібних пристроїв робітник звільняється від необхідності ручного закріплення заготовки, оскільки це здійснюється в автоматизованому режимі.

Р ис. 1.5.2 Схеми конкуруючих компоновок пристрою

1.6 Остаточний розрахунок пристрою на точність

Остаточний розрахунок пристрою на точність необхідно виконати аналітично до його запуску у виробництво. Оскільки пристрій є складовою частиною системи ВПІД, то від точності його виготовлення, встановлення на верстаті, зносостійкості установчих елементів тощо в значній мірі залежить точність виготовлення деталі.

Виходячи з технологічного допуску, після уточнення сумарна похибка при виконанні заданої технологічної операції дорівнює:

, (1.6.1)

де –похибка верстату у ненавантаженому стані; - похибка розташування пристрою на верстаті; - похибка розташування установчих елементів; - похибка базування; - похибка затиску; - похибка розташування напрямних елементів у пристрої; - похибка пружних деформацій; - похибка налагоджування; - похибка розмірного спрацювання (стирання); - температурна похибка; - похибка зношування; k=11,2 – коефіцієнт, що враховує відхилення розсіювання складових похибок від закону нормального розподілу (в залежності від кількості складових).