Особенности проектирования технологической оснастки

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ Технологическая оснастка – станочные приспособления, режущий, мерительный, вспомогательный инструменты, контрольные приспособления вместе взятые. Приспособления – вспомогательные устройства, используемые при механической обработке, сборке и контроле изделий. Элементный состав приспособлений на примере станочного приспособления 1 – установочные элементы 2 – зажимные элементы мембранный патрон 3 – привод 4 – делительное устройство 5 – элементы для точного расположения приспособления на станке 6,7 – корпусные детали 8 – основание приспособления 9 – установленная в приспособлении деталь 1 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ Классификация приспособлений 1. По степени специализации - Универсальные – приспособления для установки заготовок различной конструкции в заданном диапазоне изменения размеров. Их изготавливают станкостроительные заводы и они входят в комплект, прилагаемый к станку. Широко используются в единичном и мелкосерийном производстве и частично – в массовом. Могут быть переналаживаемые и не переналаживаемые (кулачковые патроны, тиски и др.). - Специализированные – для установки однотипных заготовок, близких по конструктивным и технологическим характеристикам. Применяются мелкосерийном и среднесерийном производстве. - Специальные – для установки заготовок одного типоразмера. Применяются в крупносерийном и массовом производстве. - Универсально – сборные (УСП) – приспособления, собираемые из комплекта стандартных элементов. Элементы УСП универсальные, а собираемые приспособления – специальные. Широко применяются в мелкосерийном и единичном производстве на авиационных и ракетных заводах. 2. По уровню механизации и автоматизации - Ручные – все действия приспособления выполняются с участием человека. - Механизированные (закрепление и раскрепление реализуются за счет энергии привода, все остальные действия осуществляются в ручную. - Полуавтоматические – алгоритм их функционирования работает с участием человека. - Автоматические - алгоритм их функционирования работает без участия человека. 3. По числу устанавливаемых заготовок - Одноместные. - Многоместные. 2 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ Установочные элементы приспособлений Служат для базирования заготовок, т.е. для предания им определенности пространственного положения. Это штыри, пластины, кольца, втулки, пальцы, призмы и др. Пальцы для базирования заготовок: 1 – пальцы; 2 – основание приспособления; 3 – базируемые детали. 2 Базирование заготовок группой баз Главная база – плоскость, дополнительная база – цилиндрическая поверхность А) 𝛼 𝑙пал < 𝑙𝑚𝑎𝑥 = 𝑑отв 𝑚𝑖𝑛−𝑑пал 𝑚𝑎𝑥 𝑡𝑔𝛼 = ∆гар 𝑡𝑔𝛼 В случае 𝑙пал > 𝑙𝑚𝑎𝑥 3 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ Главная база – плоскость, дополнительная база – цилиндрическая поверхность Б) 1,2,3 – пальцы; 4 – срезанный палец; 5 – корпусная деталь 𝑎 𝑧 = 𝑧д + 𝑧п - суммарное смещение центра пальца относительно центра отверстия; 𝑟п - максимальный радиус пальца; 𝑟о - минимальный радиус отверстия; ∆ - гарантированный диаметральный зазор между пальцем и отверстием; 2𝑎 – ширина плоского участка пальца 𝑟о2 = 𝑧 + 0,5𝑏 2 1 – срезанный палец 2 – ромбический палец + 𝑎2 𝑟п2 = 0,5𝑏 2 + 𝑎2 ∆ 𝑟п = 𝑟о − 2 𝑏= 𝑟о ∆ 𝑧 4 Базирование заготовок группой баз Базирование заготовок плоскостью и двумя отверстиями с параллельными осями 1 – деталь; 2 – цилиндрический палец; 3 – срезанный палец 𝑏= 𝑟о ∆ ∆2 1 𝑧− 2 Условное обозначение баз на операционном эскизе где 𝑧 – суммарное отклонение между осями отверстий и пальцев; ∆1 - гарантированный диаметральный зазор между отверстием 2 и срезанным пальцем; ∆2 - - гарантированный диаметральный зазор между отверстием 1 и цилиндрическим пальцем; 𝑟о - минимальный радиус отверстия 2. Базирование заготовок плоскостью дополнительной базой в виде наружной цилиндрической поверхности А) Базирование с помощью плоскости и паза Б) Базирование с помощью подвижной призмы 1 – деталь; 2 – плоскость; 3 – паз; 4 – подвижная призма 𝑙 = 3…10 мм – заготовка лишается 1 степени свободы; 𝑙 ≥ 1,5𝑑 – заготовка лишается 2-х степеней свободы 5 Зажимные элементы приспособлений Зажимные элементы обеспечивают закрепление заготовки в приспособлении. Выбор схемы закрепления и вида зажимных элементов осуществляется параллельно с выбором схемы базирования. При закреплении должны выполняться следующие правила: 1. Не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при базировании; 2. Закрепление должно быть надежным, чтобы во время обработки положение заготовки не менялось; 3. Деформирование заготовки при ее закреплении должно быть минимальным. Конструкция зажимного устройства выбирается исходя из: а) типа производства; б) типа станка; в) величины силы резания; г) конструктивных особенностей заготовки Конструктивные схемы простейших зажимных устройств А) Винтовой механизм Б) Клиноплунжерный механизм Достоинства: - Высокая производительность - Большая сила (обеспечивает 𝑄/𝑃 > 1 ) Недостатки: - Сложность (применяется как элемент более сложных устройств, например, кулачковых оправок) Достоинства: - Простота - Большая сила Недостатки: - Низкое быстродейст. 1 – заготовка; 2 – основание присп.; 3 – корпусная деталь присп.; 4 – винт 1 – заготовка; основание присп.; 3 – корпусная деталь присп.; 4 – клин; 5 - плунжер 6 Б) Клиноплунжерный механизм как элемент кулачковой оправки 1 – обрабатываемая деталь; 2 – корпус оправки; 3,4 – кулачки (плунжеры); 5,6 – тяги; 7 – осевой упор В) Рычажный механизм 1 – деталь; 2 – основание; 3 – рычаг; 4 - шарнир Достоинства: - Большая сила Недостатки: - Большие габариты Г) Эксцентриковый зажим 1 – деталь; 2 – основание; 3 – кулачек; 4 - ось Достоинства: - Большая сила Недостатки: - Ручной механизм Д) Цанговый зажим 1 – деталь; 2 – цанга; 3 – корпус; 4 - тяга Достоинства: - Большая сила - Универсальность Недостатки: 7 - Сложность Е) Механизм с гидропластмассой 1 – деталь; 2 – поршень; 3 – деформируемый корпус; 4 – направляющая поршня; 5 – торцовая заглушка Достоинства: - Равномерная контактная нагрузка - Быстродействие Недостатки: - Сложность Типовые схемы приводов А) Пневматические и гидравлические p 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 - пружина Достоинства: - Простота конструкции - Быстродействие Недостатки: - Необходимы вспомогательные устройства Б) Вакуумные 1 – деталь; 2 – корпус; 3 - уплотнение Достоинства: - Равномерная контактная нагрузка Недостатки: - Малая сила закрепления - Сложность 8 Типовые схемы приводов В) Электромагнитные (на примере механизма с постоянными магнитами) Достоинства: - Компактность (отсутствие зажимных элементов) - Быстродействие - Отсутствие передаточной среды (не нужны уплотнения) Недостатки: - Ограниченная сила закрепления - Материал детали должен быть ферромагнетиком 1 – закрепляемая деталь; 2 – установочные элементы (призма); 3- поворотный постоянный магнит 9