и установочных элементов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА

 

 

Методические указания

по выполнению практических работ для студентов специальности 1201.00

 

Набережные Челны

 

 

УДК 621.9.06-0229 (076)

«Технологическая оснастка ». Методические указания по выполнению практических работ для студентов специальности 1201.00 / Составитель: А.П. Абызов. - Набережные Челны: Издательство Камского государственно­го политехнического института, 2003, с.

 

Даны методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Технологическая оснастка». Перечень работ включает все све­дения необходимые для проектирования приспособлений. Часть практиче­ских работ предусмотрена для закрепления теоретических знаний студентов по расчетам технологической оснастки на точность и определения ее конст­руктивных параметров.

Методическая разработка предназначена для студентов дневного и за­очного отделений.

 

 

Рис.25 Табл.7. Прил.- Библиогр. 13.назв.

 

 

Рецензент: главный конструктор по оснастке ДР и ВНР ОАО КАМАЗ Ю.В. Бутон

 

 

Печатается по решению научно-методического совета Камского госу­дарственного политехнического института от 24.03.03.

© Камский государственный политехнический

институт, 2003 год

 

Практическая работа № I

Выбор технологических баз

и установочных элементов

I. Цель и задачи работы

Целью работы является практическое освоение теоретических знаний в области теории базирования при разработке схемы бази­рования конкретных деталей различной конфигурации.

Задачами работы является выбор конструкции опорных элемен­тов, реализующих разработанную схему базирования и определение их местоположения в приспособлении.

2. Базирование заготовок в приспособлении

Любое приспособление должно обеспечивать выполнение всех функций, которые определяются выполняемой операцией. Одной из главных функций является базирование заготовки. В данном слу­чае под базированием заготовки понимается придание ей требуе­мого положения в приспособлении. После базирования заготовку необходимо закрепить, чтобы она сохранила при обработке непод­вижность относительно приспособления. Базирование и закрепление это два разных элемента установки заготовки. Они выполняются последовательно, причем базирование достигается наложением на заготовку односторонних связей, а базирование совместно с закреплением - двусторонних, лишающих заготовку подвижности в обе стороны по рассматриваемой оси. Базирование нельзя заме­нить закреплением. Если из шести опорных точек отсутствуют од­на или несколько точек, то у заготовки остается соответственно одна или несколько степеней свободы. Таким образом, в направ­лении отсутствующих точек положение заготовки не определено и заменить отсутствующие точки закреплением с целью базирования нельзя. На основании сказанного формируется правило шести точек: чтобы придать заготовке вполне определенное положение в приспо­соблении, необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, лишающих ее всех шести степеней свободы. На практике больше шести опорных точек использовать недопустимо. Из-за лишних опорных точек заготовку вообще не удается поставить в приспо­собление, а если и удается, то при закреплении нарушается по­ложение, приданное ей при базировании. На практике очень час­то встречаются случаи, когда базирование заготовки осуществляется с использованием только пяти, четырех или даже трех опор­ных точек. Количество опорных точек определяется операцией, кото­рая характеризуется числом выдерживаемых на ней исходных размеров и схем их расположения по отношению к осям координат. От этого зависит количество баз, необходимых для базирования заготовки и число опорных точек. Количество опорных точек зависит также от формы выбранных баз. Если для базирования заго­товок используется меньше шести точек, т.е. не три базы, а меньше, положение заготовки в приспособлении полностью не ориентировано. При базировании с числом баз менее трех приспособление получается проще, однако, у заготовки остаются степени свободы, и ограничить ее перемещение под действием сил резания можно только закреплением с повышенным усилием, а, это приводит к увеличению габаритов зажим­ных устройств. На практике заготовки чаще всего базируются тремя базами. И они получают полную ориентировку в пространстве; это очень важно при обработке на, настроенных станках.

3. Выбор главной базы. Базирование группой баз.

Поскольку базирование заготовок производится, как правило, тремя базами, то оно сводится к базированию ее отдельных баз. В группе баз значимость каждой из них для данной операции не оди­накова. Среди них выделяется главная база. Заготовка, поставленная этой базой в приспособление, лишается трех или четырех степеней свободы. Для лишения заготовки остальных степеней свободы исполь­зуются другие дополнительные базы. Способ базирования главной базы принципиально отличается от способа, базирования остальных, допол­нительных баз. Обнаружено, что для разных заготовок может быть использован один и тот же способ базирования главной базы, если в качестве нее приняты одинаковые по форме поверхности. В связи с этим представляется возможным рассматривать типовые способы базирования главной базы определенной формы безотносительно к форме и размерам заготовки, тем более, что круг поверхностей, используемых в качестве главной базы ограничен, по существу, тре­мя видами - плоскостью, цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью. За главную базу предпочтительно брать поверхность, которая обеспечивает заготовке устойчивое положение в приспособлении даже при базировании только одной этой базой. Наиболее полно такому требованию отвечает плоская поверхность заготовки, располагающаяся снизу и об­ладающая достаточной протяженностью. Если у заготовки такой поверхности нет, выбирают другую достаточной протяженности - бо­ковую плоскость, цилиндрическое отверстие, либо цилиндрическую наружную поверхность. На выбор главной базы влияет также точ­ность исходных размеров и допускаемых отклонений расположения обрабатываемой поверхности. За главную следует принять базу, от которой заданы наиболее точные исходные размеры. На первой опе­рации, когда у заготовки еще нет ни одной обработанной поверхности, за главную базу приходится принимать необработанную по­верхность. На последующих операциях за главную базу стремятся принимать поверхности, обработанные точно и с наименьшей шеро­ховатостью. Несмотря на то, что для каждой формы главной базы разработано несколько типовых способов ее базирования, в конк­ретных условиях используется только один, обусловленный распо­ложением заготовки на операции, точностью исходных размеров и т.д. При разработке схемы базирования погрешности взаимного расположения баз можно не учитывать только при выборе способов базирования главной базы, т.к. ее ориентирование осуществляется первой из группы баз. Способ базирования дополнительных баз должен выбираться с учетом погрешностей взаимного расположения баз, при этом необходимо руководствоваться следующим правилом: при базировании заготовки группой баз ни один опорный элемент не должен лишать ее тех степеней свободы, которых она уже лише­на с помощью других опорных элементов. Разработку способа ба­зирования заготовки группой баз необходимо вести в следующей последовательности:

- из группы баз выбрать главную;

- определить способ базирования главной базы данной формы;

- установить, каких степеней свободы будет лишена, заготовка
с помощью опорного элемента, для базирования главной базы, и какие степени свободы у нее останутся;

- выбрать способ базирования дополнительной базы, при этом нельзя допускать, чтобы опорный элемент для базирования дополнительной базы дублировал функции, выполняемые эле­ментом для базирования главной базы.

4. Способы базирования заготовок главными базами и выбор установочных элементов.

Для различных форм поверхностей, использующихся в качест­ве главной базы разработаны типовые схемы базирования и произ­водится реализация этой схемы с помощью установочных элементов.

Каждая схема базирования характеризуется своей погрешностью базирования. Погрешностью базирования называется отклонение фактического положения заготовки от требуемого. Она представляет собой расстояние между предельными положениями проекций измерительной базы на направление, выполняемого размера и положением настроенного на размер инструмента. Поскольку погрешность базирования является конкретной величиной, то она имеет индекс соответствующего размера. Рассмотрим типовые случаи.

 

4.1. Главная база - плоскость.

 

Поскольку положение плоскости определяется тремя точками, для выполнения необходимо иметь в приспособлении три опорные точки, расположенные в одной заданной плоскости, но не на одной прямой. Это достигается с помощью различных сочетаний основных опорных элементов: на три опорные штыря; на опорные штыри в сочетании с плавающими и сблокированными опорами; на две опор­ные пластины; на плоскость опорного элемента.

 

4.1.1.Базирование с помощью трех опорных штырей.

 

Опорные штыри со сферической и насеченной головками применя­ются для необработанных баз. Штыри с плоской головкой применяются для базирования обработанных баз. Размещать опорные штыри следует как можно дальше один

Рис. I. Опорные штыри

 

от другого - это повышает точность базирования. Конструкция опорных штырей стандартизирована и показана на рис. I,

 

 

Рис. 2. Примеры применения регулируемых опор

 

Иногда для базирования с необработанной плоской главной базой вместо опорных штырей используют регулируемые опоры, что­бы можно было изменять высоту опор в соответствии с величиной припуска у заготовок разных партий. Регулировку производят пе­ред обработкой каждой партии заготовок с новым припуском. После регулировки положение опор фиксируется и сохраняется неизменным на протяжении обработки всех заготовок партии. Конструкция регулируемых опор стандартизирована. Пример их применения приведен на рис. 2.

 

 

4.1.2.Базирование с помощью опорных штырей в сочетании с плавающими или сблокированными опорами.

 

При установке в приспособление нежестких заготовок возможны деформации под влиянием усилия закрепления, а при обработке - под влиянием сил резания. Для повышения жесткости стремятся создать большее число точек контакта заготовки с приспособлени­ем, не нарушая при этом требований теоретической механики. Достигается это путем применения плавающих или сблокированных опор, каждая из которых заменяет собой один опорный штырь, хотя и контактирует с базой в двух или трех точках. Конструкция таких опор обеспечивает согласованное перемещение опорных поверхностей, при котором сохраняется практически неизменным положение опорной точки. Общее количество опорных штырей совместно с плавающими или сблокированными опорами должно быть равно трем. Данный способ базирования применяется для необработанных баз и в случаях, когда конфигурация заготовки не позволяет разместить соответствующим образом три опорных штыря. Конструкция таких опор пред
ставлена на рис. 3.

Рис.3. Конструкция сблокированных или плавающих опор

 

4.1.3. Базирование с помощью двух опорных пластин

Применяется, в основном, только для ориентирования обработанных баз. Опорные пластины стандартизированы и бывают плоские и с косыми пазами. Пластины с косыми пазами легче очищаются от стружки, поэтому их следует применять для установки в горизонтальной плоскости, а плоские пластины на боковых поверхностях приспособлений. Две опорные пластины реализуют три опорные точки, поэтому базирование на две пластины полностью отвечает требованиям теоретической механики. Конструкция опорных пластин показана на рис. 4.

Рис, 4. Опорные пластины

 

4.1.4. Базирование на плоскость опорного элемента.

 

Используется только для базирования чистовыми базами с малой неплоскостностью. Примером такого базирования является уста­новка заготовок на плоскость магнитных плит. Заготовки, имею­щие обработанную кольцевую поверхность, базируются на плоскость опорного элемента. Пример базирования приведен на рис. 5.

Рис. 5. Пример базирования деталей на плоскость спорного элемента.

 

Если при базировании рассмотренными выше способами заготов­ка не получает достаточной устойчивости или жесткости, то к ос­новным опорным элементам разрешается добавлять любое количество дополнительных. Последние подводятся к поверхности базы после того, как осуществлено базирование заготовки с помощью основ­ных опорных элементов. При подведении дополнительных опор достигнутое ориентирование базы не должно нарушаться. Дополни­тельные опоры имеют разнообразные конструкции. Одна из таких конструкций приведена на рис. 6.

При всех рассмотренных способах базирования плоской глав­ной базы погрешность должна определяться в направлении, пер­пендикулярном плоскости. Для обработанных баз она практически равна нулю. При базировании необработанных баз погрешность бази­рования является функцией величины неровностей базы и расстояния между опорами.

Рис. 6. Дополнительная опора

 

4.2. Главная база - наружная цилиндрическая поверхность.

Для такой базы применяются следующие способы базирования: в отверстие; с помощью двух полуотверстий; на призму; с помо­щью самоцентрирующегося устройства.

При использовании любых установочных элементов для базирования по плоскости, которая является технологической базой, погрешность базирования будет равна нулю, если эта плоскость совпадает с измерительной базой. В работе необходимо рассмотреть случай, когда эти два вида баз не совпадают. В этом случае погрешность базирования будет равна допуску на размер, связывающий технологическую и измерительную базы.

 

4.2.1. Базирование с помощью отверстия

В качестве спорного элемента чаще всего используется втул­ка I, в отверстие которой заготовка. 2 вставляется своей глав­ной базой. Ось отверстия втулки располагается в приспособлении в требуемом положении. При этом необходимо предусматривать грантированный зазор в соединении заготовка-втулка, Рис. 7,

Погрешность базирования оси базы при данном способе бази­рования будет равна:

(1)

где α_n - допуск на диаметр отверстия во втулке, мм,

α - допуск на диаметр базы, мм,

D - гарантированный зазор в соединении, мм.

Гарантированный зазор определяется после назначения размера втулки, который должен образовывать с базой посадку с гарантированным зазором.

Кроме того, в пределах этой погрешности возможен перекос оси базы. Угол поворота оси базы α, будет определяться по формуле:

(2)

где - длина контакта базы с втулкой

Этот способ базирования используется для заготовок с базами, обработанными не грубее 9-го квалитета по СТ СЭВ. Отверстие во втулке выполняется по 7-9 квалитету точности. Для обеспечения легкости установки базы в отверстие втулки гарантированный за­зор следует выбирать в пределах одной из подвижных посадок 7-го-или 9-го квалитетов. В каждом конкретном случае за счет отклоне­ния отверстия должен обеспечиваться гарантированный зазор Δ в рекомендуемых выше пределах. При конструировании приспособления длину втулки I применяют не менее 1,5 диаметра базы, в противном случае может появиться значительный перекос оси базы α.

Рис. 7. Базирование с помощью отверстия.

4.2.2. Базирование с помощью двух полуотверстий.

В качестве опорного элемента при данном способе используются две полувтулки, из которых одна (I) жестко закрепляется на корпусе приспособления в требуемом положении, вторая (2) подвижна и служит одновременно для базирования и закрепления заготовки рис.8.

Рис.8. Базирование с помощью двух полувтулок.

(3)

При таком способе базирования нет необходимости преду­сматривать гарантированный зазор между базой и отверстиями в полувтулках. Погрешность базирования вычисляется по формуле:

 

Полувтулки не стандартизированы. Их конструкция соответствует конкретным условиям. Длина полувтулок выбирается, равной (1,0.... 1,5) Д, где Д - номинальный диаметр балы. При такой длине полувтулок базирование оси базы выполняется без перекоса.

4.2.3. Базирование на призму

Призма представляет собой деталь с двумя опорными по­верхностями, расположенными под углом a, равным 60°, 90° и 120°. Наиболее распространенными являются призмы с углом a =90°. Заготовка с базой D^-d базируется на призму. Рис.9.

Рис.9. Призма и установка заготовок в нее.

Данный способ отличается простотой выполнения базирова­ния и универсальностью. Он может быть использован для бази­рования как обработанных, так и необработанных баз. Нет ограничений и по их длине. Его можно применять и для баз с неполной цилиндрической поверхностью. Погрешность базирования зависит от способа задания размеров.

По размеру H_I погрешность базирования

 

По размеру Н₂ погрешность базирования

 

 

Погрешность базирования по размеру Н₃

 

Таким образом, при некоторых сочетаниях углов β и α можно получить погрешность базирования, равной нулю. Эти случаи базирования необходимо рассматривать с точки зрения повышения точности обработки или измерения.

Конкретная формула для определения погрешности базирования определяется размером, выполняемого элемента, заданным на чертеже.

 

4.2.4. Базирование с помощью

самоцентрирующегося устройства

 

Самоцентрирующимся называют устройство, опорные поверхности которого подвижны и связаны между собой так, что могут одновременно и с равным перемещением сближаться к оси устройства или удаляться от нее. Рис. 10.

Основное преимущество самоцентрирующихся устройств состоит в том, что при установке в них заготовки погрешность базирования оси базы равна нулю. Эти устройства, кроме гидропластных и цанговых, могут быть использованы

Рис. 10. Самоцентрирующиеся устройства

для базирования заготовок как с обработанной, так и с необработанной базой. При необработанной базе может иметь место погрешность базирования из-за погрешности формы (овальности). Устройства с гидропластом применяют только для установки заготовок с базовыми поверхностями, обработанными по 6-9 квалитетам точности.

4.3.. Главная база - цилиндрическое отверстие

При этом применяется несколько способов базирования. Наибольшее распространение получили: с помощью наружной цилиндрической поверхности; конической поверхности с малой конусностью и самоцентрирующегося устройства.

4.3.1. Базирование с помощью наружной

цилиндрической поверхности.

 

При этом способе заготовка надевается отверстием (Г,Б). на цилиндрическую оправку (палец), выполненную с такими отклоне­ниями, чтобы в соединении заготовка-оправка обеспечивалась подвижная посадка 7-9 квалитетов по СТ СЭВ. Рис. II.

 

 

 

Рис.II Пример базирования заготовки на цилиндрическую оправку

Погрешность базирования при таком способе будет равна:

(7)

где α - допуск на диаметр базы,

α_n - допуск на диаметр оправки

Δ – гарантированный зазор

Перекос базы (8)

где –длина оправки.

Чтобы перекос оси базы не превышал допустимых пределов, длину оправки принимают примерно 1,5 D. D - диаметр пальца.

Рассматриваемый способ базирования применяется только для заготовок с базами, обработанными по 6-9 квалитету точности. Иногда в целях повышения точности заготовку надевают на оправку не по подвижной посадке, а по переходной или даже по неподвижной посадке. Такой способ используется обычно при обработке заготовок на оправках, устанавливаемых в центрах станка.

4.3.2. Базирование с помощью конической поверхности с малой конусностью.

При этом способе заготовка главной базой - отверстием - надевается на оправку с малой конусностью I:К. Рис. 12.

Рис. 12. Базирование заготовки на оправку

с малой конусностью.

В зависимости от действительного диаметра базы заготовка занимает соответствующее положение по длине оправки. В этом случае у каждой заготовки кромка отверстия всегда контактирует с поверхностью оправки, благодаря чему одна из точек оси базы совпадает с осью оправки. Иногда заготовку надевают на оправку с натягом. При этом способе базирования ось базы совпадает с осью оправки без погрешности. ε_Б = 0.Данный способ базирования применяется только для заготовок с базами, обрабо­танными не грубее 7-9 квалитета. Из-за разницы в положениях заготовок по длине оправки этот способ базирования применяют при обработке на настроенных станках

.

4.3.3.Базирование с помощью самоцентрирующегося устройства.

 

Этот способ аналогичен рассмотренному методу базирования заготовок наружной цилиндрической поверхностью в самоцентрирующегося устройство. Разница заключается лишь в том, что при базировании заготовки отверстием, опорные поверхности удаляются от оси. Конструктивно применяются также самоцентрирующиеся устройства с тарельчатыми пружинами и мембранами.

5. Порядок проведения работы.

5.1. Изучить настоящее методическое руководство.

5.2. Получить у преподавателя чертеж детали, сведения об операции.

5.3. Выбрать несколько вариантов схем базирования детали и установочные элементы для их реализации при выполнении одной и той же операции. Начертить эскизы с указанием размеров выполняемого элемента на которые будет влиять погрешность базирования

5.4. Оценить точность разработанных схем базирования. При этом использовать уравнение ТАi < eб

5.5. Оформить отчет и сдать преподавателю.

 

Практическая работа № 2

Определение погрешности установки заготовок в приспособление

1. Цель работы: Научиться определять погрешность установки в приспособление.

2. Погрешность установки заготовки в приспособление и ее составляющие.

В процессе обработки заготовки должны занимать определенное /однозначное/ положение относительно станка и режущего инструмента, что обеспечивается установкой заготовок в приспособлениях.

Под установкой заготовки понимается процесс ее базирования и закрепления - приложение пар сил и сил, обеспечивающих в процессе обработки постоянство положения заготовки, достигнутого при базировании.

Точность обработки заготовок на станках в значительной мере зависит от точности установки заготовок в приспособлениях.

Погрешность установки ε_У - это отклонение фактически достигнутого положения заготовки от требуемого, возникающего в результате наличия погрешностей базирования ε_δ, закрепления заготовки ε_З и изготовления приспособления и установки его на станке ε_пр

Необходимо отметить, что погрешность установки ε_У возникает при установке заготовки в приспособление, т.е. до включения станка.

Погрешностью базирования называется отклонение фактического положения заготовки, достигнутое при базировании, от требуемого, возникающего при не совмещении измерительной и технологических баз заготовки, равной расстоянию между предельными положениями проекции измерительной базы на направление выполняемого размера и положением инструмента..

Погрешность базирования уменьшают: совмещением технологической и измерительной баз; правильным выбором и размещением опор станочного приспособления; уменьшением зазоров при установке заготовок на охватывающие и охватываемые опоры. Погрешность базирования не возникает при выполнении размеров; диаметральных, связывающих поверхностей, одновременно обрабатываемых одной инструментальной наладкой; осевым инструментом. Погрешность закрепления ε_З - расстояние между предельным положением измерительной базы относительно настроенного инструмента, в результате смещения (осадки) заготовки под действием силы зажима Q, вызывающей деформирование звеньев цепи: заготовка - установочные элементы - корпус приспособления.

(Рис.1.)

’

Рис.1 Образование погрешности закрепления ‘

В общем случае смещение y измерительной базы под действием силы закрепления Q складывается из перемещений, вызванных: контактными явлениями в стыке опора СП - база заготовки; собственных деформаций заготовки и СП; контактными явлениями в предварительно затянутых стыках СП. ε_з находим по табл.1.

Погрешность закрепления уменьшают следующими способами:

- располагая направления выполняемого размера и смещения измерительной базы по нормали друг к другу;

- использованием приводов станочных приспособлений со стабильной силой закрепления заготовки;

- рациональным расположением опор относительно силы закрепления заготовок;

- повышением износостойкости опор;

- повышением собственной контактной жесткости станочных приспособлений;

- шлифованием ответственных поверхностей опор и других деталей СП;

- многократной затяжкой стыков СП;

- введением в стыки СП тонкого слоя клея;

- более тщательной обработкой баз заготовок с уменьшением и стабилизацией параметров волнистости и шероховатости поверхности.

Погрешность ε_пр положения заготовки в приспособлении является следствием неточного изготовления приспособления ε_и, износа его установочных элементов ε_из, а также погрешности установки приспособления на станке ε_{у пр}:

 

Погрешность изготовления СП ε_и уменьшают точным изготовлением СП. Как правило, допуск ответственного размера СП ужесточают в 3-10 раз по сравнению с допуском выполняемого размера. С учетом технологических возможностей инструментальных цехов, в инженерных расчетах принимают ε_и ≤ 0,015 мм при изготовлении обычных приспособлений и ε_и ≤ 0,01 мм - при изготовлении точных.

Погрешность установки приспособления на станок ε_{у пр} уменьшают правильным выбором зазоров в сопряжении СП со станком, равномерной затяжкой крепежных деталей, применением направляющих элементов (центрирующих поясков, пальцев, фиксаторов, шпонок), предупреждением изнашивания и повреждения баз корпуса СП и ответственных поверхностей станка при переустановках СП. В инженерных расчетах принимают ε_{у пр} ≈ 0,01÷0,05 мм. При постоянной установке СП на станке погрешность ε_{у пр} можно уменьшить выверкой СП и наладкой станка, (массовое и серийное производство), за исключением приспособлений-спутников.

Погрешность ε_из возникает в связи с изнашиванием опор и других ответственных поверхностей СП. Износ зависит от их конструкции, размеров, материала и термической обработки; ма­териала, твердости, массы заготовки и состояния ее баз; способа установки заготовки на опоры и объема обработанной детали; динамических характеристик процесса резания; основ­ного технологического времени совмещенных операций.

При расчетах эту величину принимаем мм.

3. Порядок выполнения работы

Для детали, предложенной преподавателем, разработать технологический маршрут обработки, выбрать приспособление для выполнения каждой технологической операции и определить погрешность установки заготовок в этих приспособлениях. Сделать вывод о целесообразности применения выбранных приспособлений.

Примечание (табл.2).

НВ - твердость материала заготовки по Бринеллю: Q - сила, действующая по нормали к опоре, Н; F - площадь контакта опоры с заготовкой, см²; L — длина образующей, по которой происходит контакт, см;

Rz - параметр шероховатости поверхности заготовки, мкм;

р - составляющая сила резания, в направлении которой определяют смещение, Н;

r - радиус сферической головки, мм.

Практическая работа № 3

 

Определение силы закрепления в приспособлениях

 

1.Цель и задачи работы.

Целью работы является освоение практических навыков по расчету сил закрепления в приспособлениях и определения конструктивных параметров приводов. В задачу работы входит усвоение методики расчета применительно к конкретным типам приспособлений.

 

2. Методика расчета сил закрепления

 

Методика включает в себя следующие основные разделы:

2.1. Определение сил и моментов резания.

2.2. Выбор коэффициента трения f.

2.3. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета силы закрепления Q.

2.4. Выбор коэффициента надежности закрепления К

.

2.1. Определение сил и моментов резания

 

Действующие на заготовку силы и моменты резания рассчитываются по формулам, приводимым в справочной литературе и нормативных материалах по режимам резания применительно к определенному виду обработки. Вид обработки и технологическая операция задаются преподавателем.

 

2.2. Выбор коэффициента трения

 

В приспособлениях силы трения возникают в местах на поверхностях контакта баз заготовки с опорными элементами и в местах контакта рабочих поверхностей зажимных устройств с поверхностью заготовки. В приспособлениях в указанных местах, во многих случаях, имеются различные насечки и выступы, которые вдавливаются в поверхность заготовки. Поэтому определение коэффициента трения представляет из себя сложную задачу. Строго говоря, силы возникающие в местах контакта нельзя отнести к силам трения. Их можно отнести к категории сил сопротивления перемещению.

 

Таблица 1

 

Характеристика контактируемых поверхностей	Значения f
Обработанная поверхность заготовки контактирует с плоскостью опорных элементов (пластин, магнитной плиты и т.п.) или плоскостью контактных элементов зажимных устройств.	0,10 … 0,15
Обработанная поверхность заготовки контактирует с опорным элементом по линии (базирование на призму) или сфере (базирование на опорный штырь со сферической головкой).	0,18 … 0,3
Необработанная поверхность заготовки контактирует с закаленным насеченым элементом (базирование на опорные штыри с насеченной головкой).	0,5 … 0,8
Контактный элемент при закреплении соприкасается с цилиндрической поверхностью заготовки (при установке в кулачках, в цанге и т.п.) и имеет:
гладкую поверхность	0,25
кольцевые канавки	0,35
крестообразные канавки	0,45
Контактный элемент соприкасается с необработанной поверхностью и имеет:
кольцевые канавки	0,4 … 0,5
Насечку	0,5 … 0,8

 

 

В приспособлениях встречается много различных сочетаний контактных поверхностей, различающихся по форме, состоянию поверхности, твердости и т.д. Значение коэффициента трения зависит от вида контактируемых поверхностей и выбирается по таблице 1. При умножении нормально действующей силы в точке контакта на коэффициент трения f получим силу трения.

2.3. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета усилия закрепления

 

Величину необходимого усилия закрепления следует определять на основе решения задач статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных к ней сил.

На начальном этапе проектирования составляется расчетная схема приспособления. Порядок её составления следующий:

— назначается технологическая база для выполнения операции;

— разрабатывается теоретическая схема базирования заготовки на данной операции;

—теоретическая схема базирования реализуется с помощью установочных элементов приспособления.

— прикладываются к заготовке все действующие на неё силы в самый неблагоприятный момент времени. (сила закрепления- Q; силы и моменты резания Px,Py,Pz,M; силы трения Т=fQ, где f-коэффициент трения; реакции в опорах R; сила веса G).

— определяются предполагаемые перемещения системы под действием приложенных к ней сил;

— определяются коэффициенты трения f и надёжности закрепления K по таблицам 1÷ 2.

— составляются уравнения статики на предполагаемые перемещения и находятся силы закрепления. Причём в уравнениях статики силы и моменты резания умножаются на коэффициент надёжности закрепления K. Если составлены несколько уравнений статики по числу предполагаемых перемещений, то получим несколько значений сил закрепления. Для дальнейших расчётов принимается максимальное значение силы закрепления. В качестве примера рассмотрим операцию фрезерования плоскости.

На операции фрезерования плоскости (рис.1) при принятом способе базирования и схеме закрепления заготовки под дейст­вием сил резания она может поворачиваться относительно точки K. Из условия равновесия заготовки уравнение моментов будет иметь вид:

Q·b + T·L = Pz·α + Pr·L, (6)

где Т = Q·f - сила трения

После подстановки Т и введения коэффициента надежности K уравнение примет вид:

Q·b + f·Q·L = K(Pz·α + Pr·L), (7)

	Поделиться: Поиск по сайту ©2015-2024 poisk-ru.ru Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2017-12-29 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных	 Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд Тема 11. Банковские риски и способы их оценки Опросник «Активность повседневной жизни» Интересно: Что такое объектно-ориентированное программирование Что такое операционная система? Что такое концерт, специфика, классификация Роль современного учителя в повышении качества школьного образования Обратная связь