Файл: А.А. Клепцов Проектирование станочного приспособления.pdf

8

Отсюда

Eпр = Eу2 + Eб2 + Eз2 .

Здесь Ез определяется по справочнику [6, с. 142-146, табл. 3.21-

3.24].

Погрешность базирования определяется расчетом исходя из схемы установки заготовки в приспособлении. Формулы для расчета при-

ведены в [6, с. 135-139, табл. 3.19; 5, с. 70-73, табл. 25].

4.3. Рассчитывается погрешность изготовления приспособления. Известно, что

Епр = Ес2 −Еи2 −Еизг2 ,

где Ес – погрешность установки приспособления на станке; Еи – по-

грешность, возникающая вследствие износа установочных элементов приспособления; Еизг – погрешность изготовления приспособления.

Отсюда

Еизг = Епр2 −Ес2 −Еи2 .

Погрешность установки приспособления Ес на столе станка с

Т-образными пазами с помощью шпонок колеблется в пределах

0,01…0,02 мм.

Допустимая величина износа установочных элементов Еи задается при расчетах как исходная. Обычно величина Еи не превышает

0,01 мм.

Назначаются допуски на размеры деталей приспособления.

С этой целью строится размерная цепь приспособления в направлении получаемого размера Б∆ (рис. 1). Замыкающим звеном A∆ этой цепи является размер, связывающий базовые поверхности установочных элементов приспособления с базой станка.

Допуск на размер A∆ равен рассчитанному значению погрешности изготовления приспособления

ТА∆ = Еизг .

Далее из расчета размерной цепи методом max-min определяются допуски на составляющие звенья Аi размерной цепи.

9

Рис.1. Схема назначения допусков на детали приспособления

При этом должно выполняться условие

п

ТА∆∑TAi ,

i=1

где n – количество составляющих звеньев размерной цепи.

В общем случае последовательность точностного расчета приспособления можно представить следующей схемой:

δ, ∆у, ∆и, ∆н, ∆Т, Σ∆Ф

Еу, Еб, Ез

Еизг = ТА∆

ТА1, ТА2, …, ТАn

В том случае, если величина Еизг получается очень малой или да-

же отрицательной, необходимо изменить схему установки заготовки в приспособлении, либо искать пути уменьшения элементарных погреш-

ностей ∆y , ∆u , ∆н, ∆Т, Σ∆Ф, Еб , Eз, Eu , Ec .

5. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Цель силового расчета приспособления заключается в определении величины усилия зажима и конструктивных характеристик привода механизированных зажимных устройств диаметров пневматических

10

или гидравлических цилиндров, обеспечивающих при заданном давлении требуемое усилие зажима.

Для ручных винтовых зажимов должен быть рассчитан крутящий момент на ключе, обеспечивающий требуемое усилие зажима. По аналогии для ручного эксцентрикового зажима наряду с величиной усилия зажима должен быть рассчитан крутящий момент на рукоятке.

Исходными данными для силового расчета приспособления слу-

жат:

-схема закрепления заготовки;

-параметры режима резания: глубина t , подача s , скорость v ;

-справочные данные о величинах коэффициентов трения;

-условия работы приспособления, которые определяют коэффициент запаса.

Силовой расчет приспособления ведется в такой последовательно-

сти:

а) составляется расчетная схема действующих в приспособлении сил. Для этого в определённом масштабе вычерчиваются контур детали, установочные и зажимные элементы приспособления. На этой схеме стрелками показываются действующие силы:

-cилы резания;

-cилы зажима;

-cилы трения;

-реакции опор;

-силы веса заготовки и т. п.

При необходимости показываются плечи действия сил относительно выбранного центра поворота детали.

б) рассчитываются величины сил резания.

Величины сил резания рассчитываются по формулам теории резания в зависимости от вида обработки и режимов резания. Формулы и необходимые данные для расчета сил резания приведены в [7, с. 30100].

в) составляются уравнения действующих сил и моментов из условия равновесия заготовки.

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики. При этом сумма сил, действующих на заготовку по всем осям координат x, y, z, а также сумма моментов всех действующих сил относительно выбранного центра поворота заготовки должны быть равны нулю:

11

Расчетные схемы действия сил, а также уравнения статики для типовых случаев обработки приведены в [6, с. 265-276].

г) вводится коэффициент запаса.

Коэффициент запаса учитывает возможное увеличение силы резания в процессе обработки. Величина коэффициента запаса устанавливается дифференцированно с учетом конкретных условий обработки и закрепления детали. Исходные данные для определения коэффициента приведены в [6, с. 266-268, табл. 6.1].

После того как определена величина коэффициента запаса, величина силы резания умножается на коэффициент запаса.

д) определяется величина силы зажима.

Величина силы зажима определяется решением составленных уравнений статики.

По найденной величине силы зажима рассчитываются зажимные механизмы приспособлений, определяется сила на штоке, а по ней – основные размеры силовых цилиндров приводов (гидравлических, пневматических, пмевмокамер и др.), моменты затяжки винтовых зажимных устройств, моменты на рукоятках эксцентриковых ручных зажимов.

Основные формулы и исходные данные для расчета параметров зажимных устройств и приводов различных типов приведены в [4,

с. 173-271; 2, с. 44-150, 200-354].

В случае если рассчитанные силы зажима имеют очень большую величину и нет возможности подобрать силовой цилиндр, обеспечивающий требуемую силу зажима, необходимо изменить схему закрепления заготовки, увеличить количество мест зажима, приблизить точки приложения сил зажима к зоне резания.

6. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Исходными данными при разработке конструкции приспособления являются предварительная компоновка приспособления, а также результаты точностного и силового расчетов.

При разработке окончательного варианта конструкции приспособления должны быть определены конструкции и размеры элементов приспособления, не определенные по тем или иным причинам на стадии предварительной компоновки. Сюда относятся прежде всего сило-

12

вые цилиндры приводов зажимных устройств, крепежные элементы приспособлений и др.

При определении конструкций и размеров этих элементов следует пользоваться каталогами и соответствующими гостами [4] и прибегать к специальным конструкциям в крайнем случае, при невозможности подобрать нормализованные или стандартные устройства. Результатом этого этапа является сборочный чертеж приспособления со всеми видами, сечениями и размерами, обеспечивающий возможность изготовления приспособления.

Разработка сборочного чертежа начинается с нанесения на лист в определенном масштабе контуров заготовки. В зависимости от сложности приспособления вычерчивают несколько проекций заготовки на достаточном расстоянии друг от друга. Заготовка вычерчивается тонкими линиями и считается условно прозрачной. Проектирование приспособления, как и на стадии предварительной компоновки, ведется методом последовательного нанесения отдельных его элементов вокруг контуров заготовки. Обычно соблюдается такая последовательность: установочные элементы, зажимные устройства, механизмы силовых приводов, детали для направления и контроля положения режущего инструмента, вспомогательные элементы. При определении относительного положения этих элементов следует опираться на предварительную компоновку приспособления. После этого определяются окончательные контуры корпуса приспособления.

Количество проекций, разрезов, сечений и т. п., а также проставленных на общем виде приспособления размеров, посадок и допусков должно быть достаточным для понимания устройства приспособления, формы и размеров всех его деталей. В сочетании со спецификацией эти данные должны создать возможность деталировки сборочного чертежа без дополнительных пояснений.

Следует отметить, что разновидности приспособлений, представленные в технической литературе, как правило, поясняют лишь принцип их действия и не отличаются достаточной конструкторской проработкой (наличием необходимых сечений, размеров и т. п.). Поэтому студент, учитывая это обстоятельство, даже при использовании в качестве основы существующего приспособления должен соответствующим образом его доработать.

На сборочном чертеже должны быть приведены технические требования и техническая характеристика спроектированного приспособления.

13

В технических требованиях указывается необходимая точность сборки, пригонки и регулирования элементов приспособления, методы проверки при установке приспособления на станке, условия по относительному расположению отдельных поверхностей приспособления и другие данные.

В технической характеристике должно быть указано:

-количество мест приспособления (количество одновременно устанавливаемых деталей);

-количество мест зажима;

-усилие зажима, Н;

-усилия на штоках силовых цилиндров, Н;

-давление в пневмосистеме или гидросистеме приспособления,

МПа;

-рабочий ход зажимных элементов приспособления, мм;

-возможные диапазоны переналадки установочных и зажимных элементов (для переналаживаемых приспособлений).

В заключение этого этапа необходимо привести краткое описание цикла работы приспособления.

7.ОФОРМЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Врезультате выполнения контрольной работы студентом должна быть представлена пояснительная записка и один лист графической части 22-24 формата.

Впояснительной записке приводятся необходимые расчеты, обоснования принятых решений, список литературы, использованной при работе над заданием.

Все пояснения к решаемым вопросам должны даваться кратко, последовательно и понятно. Преобразование формул и подстановку числовых значений необходимо делать таким образом, чтобы при рецензировании можно было проверить весь ход вычислений. В тексте должны присутствовать ссылки на использованную литературу.

Пояснительная записка оформляется в соответствии с требованиями к текстовым документам по ГОСТ 2.105-96.

Впояснительной записке должна быть приведена предварительная компоновка приспособления, а также расчетная схема к определению сил зажима. Схемы могут быть выполнены в произвольном масштабе.