PRISP_temp (Раздаточный материал)

РАЗДЕЛ 5. Конструирование приспособлений.

Приспособлениями называют вспомогательные устройства для выполнения операций обработки, сборки и контроля. Стоночные приспособления - 80 - 90 %. Использование станочных приспособлений устраняет разметку, повышает производительность и точность обработки, снижает себестоимость изделий, повышает безопасность работы, улушает условия труда.

Приспособления делятся:

- по целевому назначению:

- станочные для установки заготовок;

- станочные для закрепления инструмента;

- контрольные ( испытания )

- по степени специализации:

- универсальные ( в единичном и м/серийном производстве ): стандартные и переналаживаемые;

- специальные ( к/с и массовое производство )

Основные узлы приспособлений:

- установочные;

- устройства для закрепления;

- устройства для направления инструмента и контроля положения инструмента ;

- вспомогательные устройства;

- корпуса.

Задачами конструктора приспособления являются:

- конкретизация принятой схемы установки;

- выбор установочных элементов приспособления;

- определение зажимной силы ( Q );

- выбор и расчет зажимного устройства;

- выбор направляющих элементов для инструментов ( втулок, установов и так далее );

- общая компоновка приспособления, назначение ТУ на изготовление;

- экономические расчеты.

Рассмотрим типовые схемы установки и применяемые при этом элементы.

а) Установка по плоскости:

При установке по черным базам:

- рифленые - сферические

При установке по чистым базам:

- плоские точечные - плоские пластины

по ГОСТ: D = 6  40 мм Материалы: - сталь У8

d = 4  25 мм - сталь 20 ( 20Х )

Н = 10  76 мм - цемент./ закалк. до HRC 55...60

h = 6 ... 40 мм

R = 4 ... 40 мм

L = 60 ...220 мм

В = 16 ...35 мм

h = 10 ...25 мм

В общем случае опоры располагаются в корпусе приспособления по правилу 6 точек :

при условии неотрывности баз заготовки от опор, она лишена всех 6 степеней свободы.

Регулируемые ( самоустанавливающиеся ) опоры применяются в качестве дополнительных опор, когда есть большой разброс размеров в партии.

Регулируемые опоры применяют и при обработке нежестких заготовок. После установки заготовки на 6 точках она закрепляется силой Q, затем подводится регулируемая опора.

б). Установка на внешнюю цилиндрическую поверхность -

в опорные призмы и самоцентрирующиеся патроны.

Призмы:

( при установке по чистой поверхности) - при установке по черным

базовым поверхностям (ограниченный контакт)

Материал - сталь 45 ( Т/О; HRC = 40 ...45 ), сталь 20 ( цемент.; Т/О; HRC = 56 ... 58 ).

Размеры и основные ТУ на изготовление призм - в ГОСТе 12193 - 86; 12.197-86.

Установка в 3-х к.п. ( самоцентрирующие ): особое значение имеет при установке тонкостенных колец ( происходит их деформация ).

Тогда :  Ф = 2 ₁  + ₂   погрешность формы появится после открепления заготовки.

Величина  Ф зависит от количества точек приложения силы Q; величины Q и жесткости кольца ( EJ ); она может быть уменьшена:

- путем применения широких кулачков;

- увеличением числа точек приложения силы Q.

в). Установка на внутреннюю цилиндрическую поверхность ( на отверстие ) и перпендикулярно к ее оси плоскости:

- используются три типа устройств:

1 - оправки концевые и центровые ( жесткие );

2 - самоцентрирующие зажимные устройства;

3 - установочные пальцы.

1.Рассмотрим концевые и центровые оправки:

а) конические ( К 1/1500 ... 1/4000 ) - д/чистовых операций (малый М_кр);базовая поверхность  по IT 6 ...7

В следствие расклинивающего действия деталь прочно удерживается на оправке; точность центрирования 0,005 ... 0,01 мм. Недостатки - отсутствие фиксации по длине заготовки, поэтому нельзя обр-ть торцы заготовки; используют в массовых и единичных производствах.

б) оправки для установки заготовки с гарантированным натягом:

Точность центрирования: 0,005 ... 0,01 мм. По длине  упор в бурт.

в) оправки с гарантированным зазором :

точность центрирования: 0,02 ... 0,03 мм; по длине  упор в бутик;

Проворачивание предупреждается затяжной гайкой( или наличием шпонки ).

Оправки изготавливают из стали 20Х ( цементация + закалка ) ; шлифуют до 0,63 ; центров. гнезда  с фасками или под нутрениями.

2. Самоцентрирующие зажимные устройства.

а) консольная разжимная оправка с прорезями на рабочей шейке

Точность центрирования 0,02 ... 0,04мм. Используют для отверстия детали, изготовленные по IT 9... 12

б) оправка с разжимными сухарями

Применяется для базовых поверхностей с предварительной обработкой.Точность центрирования : 0,1  0,05 мм.

в) оправка с тарельчатыми пружинами :

t = 0,5 ... 1,25 ;

Точность центрирования :0,01 ... 0,02 мм.

Материал пружины :

с

таль 60С2А ( HRC 40...45 ).

Применяется для точных баз и

финишной обработки.

г) оправки с гидропластом :

Для точнообработанных баз; ( 7 ... 8 IT );точность центрирования : 0,005 ... 0,01 мм

Гарантиров. зазор для установки заготовки: 0,01 ... 0,03 мм.

Гидропласт СМ : 20 % - полихлорвинил;78 % - дибутилфтолаг;20 % - стеарат кальция.

Для точнообработанных баз; ( 7 ... 8 IT ).

Точность центрирования : 0,005 ... 0,01 мм

Гарантиров. зазор для установки заготовки: 0,01 ... 0,03 мм.

Гидропласт СМ : 20 % - полихлорвинил;

78 % - дибутилфтолаг;

20 % - стеарат кальция.

д) центровая упругая оправка

Базовая поверхность должна быть обработана не ниже IT 7.

Точность центрирования : 0,003 ... 0,005 мм.

3. Установочные пальцы. - ГОСТ 12209 - 86 - 12211 - 86

Материал:

 

d  16 мм d  16 мм

 

сталь У7 сталь 20Х



HRC 50  55.

Погрешность базирования характеризуется смещением на диаметральном зазоре :

П

Для уменьшения “покачивания” вместо цилиндрического

пальца применяют ромбический палец диаметра d :

И ромбический и цилиндрический пальцы

выполняются одного размера  d.

ри обработке корпусных деталей часто используется схема с двумя установочными пальцами, то есть установка на 2 отверстия и  им плоскость.

Схема обеспечивает обработку с пяти сторон.

Отверстия обрабатывают по IT 7.

Базовая плоскость  обработана чисто;₁ + ₂  величина зазора между отверстием и пальцем ( d1 )

Погрешность базирования для данной схемы:

- при параллельном смещении:

_n =  S max =   S max _цил.+ S max _ромб. ;

2

- при угловом повороте:

_ =   max _цил.+ max _ромб. / L,

где max _{цил./ромб}. - максимальный зазор при установке на цил./ромб. пальцы

1. Установка на центровые гнезда - применяется для тел вращения ( = 60; 90 )

б) плавающие

Т

в) вращающиеся.

ипы центров :

а) жесткие

При установке по усеченным конусам: Q_a

- при чистовой обработке Рифления врезаются в заготовку и передают круговой момент.

д) Установка по зубчатым поверхностям

применяется при обработке базовой поверхности и торца зубчатого колеса ( после термообработки ); установка  в специальные патроны ( клиновые или мембранные ).

2. Закрепление заготовок и зажимные устройства приспособлений.

Назначение : в обеспечении надежного контакта заготовки с установочными элементами и

предупреждении ее смещения и вибраций в процессе обработки.

В ряде случаев зажимные устройства (З.У.) выполняют функцию центрирующе-зажимных устройств ( патроны, оправки, цанги и т.д. )

При обработке на заготовку действуют силы:

- резания;

- объемные силы ( центробежные, инерционные, масса заготовки );

- второстепенные ( силы трения инструмента о стенки отверстия ).

Типовые зажимные устройства.

В риспособлениях применяют следующие типы элементарных зажимных устройств : винтовые, эксцентриковые, рычажные, клиновые, реечно-рычажные с замками.

Эти устройства могут применяться в различных сочетаниях, образуя более сложные системы.

работает на растяжение

Винт с гайкой  М=Q r_ср tg(+) + f (D³-d³)   0,22dQ

Работает 3 (D²-d²)

на сжатие

Винт с нажимным сферическим окончанием: М=Qr_ср tg(+)  0,1dQ

f - коэффициент трения, D - диаметр опорной поверхности гайки.

где: М- момент на винте, Q - необходимая сила закрепления, r_ср - средний радиус резьбы,  - угол подъема резьбы

- угол трения

В

Эксцентриковый зажим