Технологическая оснастка

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (СибГАУ) Учебная дисциплина ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Кафедры Технология машиностроения Института машиноведения и мехатроники ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ЛЕКЦИЯ №1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ВОПРОСЫ: 1. Назначение и классификация приспособлений; 2. Зоны рентабельности применения приспособлений различных систем; 3. Технико-экономическое обоснование применения приспособлений; 4. Анализ исходных данных и формулирование служебного назначения приспособления. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА «Технологическая оснастка» учебная и научная дисциплина, изучающая проблемы, принципы, тенденции и методы, необходимые для освоения проектирования и создания технологической оснастки (приспособления, режущие и контрольные инструменты), с целью сокращения времени на подготовку машиностроительного производства. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Объектом изучения дисциплины ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА (ТО) являются различные виды приспособлений машиностроительного производства Предметом изучения дисциплины являются принципы функционирования и условия нормальной работы приспособлений, а также методы их расчета и проектирования Основную группу ТО составляют приспособления механосборочного производства. Приспособления – вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций механической обработки, сборки и контроля ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Цель изучения приобретение системы знаний и навыков в области проектирования и производства технологической оснастки, в условиях развития современного станкостроения с высокими требованиями к точностным характеристикам обрабатываемых деталей, определении погрешности изготовления приспособлений, выбора методов изготовления приспособлений при различных типах производства ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Задачи дисциплины формирование у студентов знаний об: -основных понятиях и определениях; -видах технологической оснастки; -особенностях разработки станочных, контрольных и сборочных приспособлений; -методиках расчѐта приспособлений. Важным направлением изучения курса является выделение принципов обеспечения надежности и качества изготовления приспособлений на базе использования современных технологий на различных стадиях производственного процесса. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Объем дисциплины по видам учебной работы (ОЧНО) Вид учебной работы Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия, всего (час): В том числе: - лекции (Л) - практические занятия (П), - лабораторные работы (ЛР) - другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа, всего (час): В том числе: - курсовой проект (работа) - расчетно-графические, домашние работы - реферат - другие виды самостоятельной работы Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Всего часов Семестры 3 з.е. (108) 8 54 54 18 18 36 36 54 54 54 54 Зачет Зачет ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Объем дисциплины по видам учебной работы (для заочников) Вид учебной работы Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия, всего (час): В том числе: - лекции (Л) - практические занятия (П), - лабораторные работы (ЛР) - другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа, всего (час): В том числе: - курсовой проект (работа) - расчетно-графические, домашние работы - реферат - другие виды самостоятельной работы Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Всего часов Семестры 2 з.е. (72) 7 10 10 6 6 4 4 62 62 62 62 Зачет Зачет ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА Понятие «система технологической оснастки» было введено Проскуряковым (1963) для того, чтобы классифицировать (определить) комплексы приспособлений, созданных на единых принципах образования компоновок и конструкций. Позднее вместо государственных стандартов введен руководящий документ РД-50-53385 ... РД-50-536-85 В крупносерийном и массовом производствах на каждую обрабатываемую деталь приходится в среднем десять приспособлений. Наибольшую их долю (80–90% парка) составляют станочные приспособления, применяемые для установки и закрепления обрабатываемых заготовок. Сложность построения технологических процессов механической обработки обуславливает большое разнообразие конструкций приспособлений и высокий уровень требований, предъявляемых к ним. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ТО классифицируется по трем основным признакам: I. По целевому назначению II. По степени специализации III. По степени механизации и автоматизации По целевому назначению делятся на пять групп: 1. Станочные приспособления 2. Приспособления для установки и закрепления рабочих инструментов 3. Сборочные приспособления 4. Контрольные приспособления 5. Транспортные приспособления По степени специализации делятся на: 1. Универсальные 2. Переналаживаемые (специализированные) 3. Специальные ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПО СТЕПЕНИ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ: универсальные, переналаживаемые (специализированные) и специальные. Универсальные приспособления (УП). Применяются главным образом в единичном и мелкосерийном производствах. Универсальные приспособления подразделяются на два вида: стандартные и специальные. Стандартные приспособления изготавливаются централизованным порядком и имеют многоцелевое назначение (машинные тиски, различные патроны, планшайбы, поворотные столы, делительные головки и т. д.). Эти приспособления применяются для обработки деталей различных размеров и широкой номенклатуры. К специальным относятся приспособления, предназначенные для обработки деталей определенного типа, но разных размеров. Универсальные приспособления могут быть безналадочными (трехкулачковый патрон) и наладочными (делительные головки). ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ Универсальные приспособления (УП) – применяют для установки и закрепления заготовок разных по форме и габаритным размерам, обрабатываемых на различных металлообрабатывающих станках, в единичном и мелкосерийном производствах. К ним относятся различные патроны, машинные тиски, делительные головки и т.д. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ Универсальные безналадочные приспособления (УБП) – имеют постоянные регулируемые (несъемные) установочно – зажимные элементы и предназначаются для закрепления различных по форме и размерам заготовок со сравнительно простыми (типовыми) схемами базирования. Отличительная черта – УБП – неотъемлемая принадлежность станков. УБП предназначены для единичного и мелкосерийного производства, а при малых коэффициентах загрузки (менее 0,5) одной операцией рентабельны во всех типах производства. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ БЕЗНАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ Представители системы УБП: центры и полуцентры, оправки, универсальные фрезерные и слесарные тиски, токарные патроны, универсальные патроны, магнитные патроны, универсальные поворотные и делительные столы, головки, цанговые приспособления, плиты, поводковые устройства, стойки кондукторные и т.п. Настройка УБП осуществляется за счет регулирования зажимных элементов оснастки. УБП - обеспечивает базирование только при наличии контроля и выверки при не высоких требованиях по точности и взаимозаменяемости. УБП - находятся в эксплуатации до полного физического износа. Преимущества УБП: - минимальные затраты времени для подготовки к работе и высокая универсальность. Недостаток: - отсутствие на рабочих поверхностях элементов для фиксации заготовок. Поэтому значительные потери вспомогательного времени. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ УНИВЕРСАЛЬНО – НАЛАДОЧНЫЕ (УНП) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СНП) состоят из двух частей – универсальной и сменной Универсальная часть является постоянной и состоит из корпуса, силового привода и некоторых деталей. Эта часть приспособления изготовляется заблаговременно согласно соответствующим ГОСТам. Наладочная часть состоит из сменных накладок, изготавливаемых в соответствии с формой и габаритными размерами обрабатываемых деталей. Трудоемкость изготовления сменных накладок почти в 1,5 раза меньше трудоемкости изготовления специальных приспособлений для установки таких же деталей. Универсальную часть можно использовать многократно, что существенно сокращает сроки и затраты на подготовку производства. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО – НАЛАДОЧНЫЕ (УНП) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СНП) применяют для установки и закрепления определенной группы, схожих по форме заготовок деталей, обрабатываемых на токарных, фрезерных, сверлильных и др. станках. Эти приспособления целесообразно применять в серийном и в массовом производствах, если коэффициент загрузки одной операцией не превышает 0,5 УНП, как правило, предназначается для установки различных по конфигурации и схемам базирования заготовок. СНП – для установки родственных по конфигурации заготовок с идентичными схемами базирования. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО – НАЛАДОЧНЫЕ (УНП) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СНП) Базовые агрегаты наладочных приспособлений – законченные механизмы долговременного действия – предназначены для многократного использования в компоновках. В базовую часть входят: корпус с элементами для базирования и закрепления сменных наладок, зажимной механизм с ручным или механизированным (встроенным или прикрепляемым) приводами. В качестве базовых частей универсально-наладочных приспособлений широко используются магнитные плиты и патроны, на которые устанавливаются сменные специализированные или специальные наладки – переходники. Настройка приспособлений производится регулированием рабочих элементов базовой части сменными наладками. Сменная наладка - специальная сборочная единица, обеспечивающая установку заготовки на базовом агрегате, а в кондукторах – и для направления инструмента. В корпусе они базируются с помощью Т-образных и шпоночных пазов, установочных пальцев и штифтов. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО – НАЛАДОЧНЫЕ (УНП) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СНП) По трудоемкости изготовления на долю базовых агрегатов наладочных приспособлений приходится 80...95 % трудоемкости готового к работе приспособления. Стоимость сменной наладки составляет 5-15 % стоимости базового агрегата. Каждый базовый агрегат оснащается до 20 и более наладками, т.е. условно можно считать, что 1 базовый агрегат УНП или СНП может заменить 20 НСП. По состоянию готовности к работе, размерам и массе, степени механизации УНП и СНП близки к лучшим образцам специальной станочной оснастки (НСП). ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО – НАЛАДОЧНЫЕ (УНП) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СНП) Несмотря на очевидные преимущества УНП и СНП не получили распространения как УСбП. Причины следующие: –ограниченная универсальность, поэтому загруженность приспособления значительно ниже; –необходимость проектирования и изготовления специальных сменных наладок повышает стоимость, а главное сроки подготовки приспособления; –отсутствие унификации по основным присоединительным размерам с УСбП, поэтому они не блокируются и не используются совместно (в сборе); –унификация только в масштабах завода или отрасли. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО – НАЛАДОЧНЫЕ (УНП) И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ НАЛАДОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СНП) УНП и СНП подразделяются по видам оборудования: токарные, фрезерные, сверлильные и др., а также по обрабатываемым деталям, например, для планок, клиньев, рычагов и т.д. Предусмотрены два класса точности базовых частей: -приспособления нормальной точности (Н) используются для обработки заготовок по 9...13-му квалитетам, - приспособления повышенной точности (П) - по 7-му квалитету. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ Универсально-сборные приспособления (УСП) – собирают из нормализованных деталей и узлов, входящих в комплект УСП, который состоит из базовых, корпусных, установочных, направляющих, прижимных, крепежных и др. деталей и нормализованных узлов, различных по конструкции и назначению. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО-СБОРНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (УСП) Комплект УСП содержит 1500…25000 деталей. Из комплекта в 20000 деталей можно одновременно собрать 200…250 приспособлений, для изготовления деталей на различных станках. Изготовление приспособления из деталей УСП включает в себя: 1. Разработку схемы сборки приспособления в соответствии с видом технологической операции обработки детали и станка; 2. Сборку приспособления из нормализованных деталей; 3. Использование собранного приспособления для изготовления детали на станке; 4. Разборку приспособления; 5. Раскладку деталей УСП для хранения. Применение УСП в 2-3 раза сокращает сроки технологической подготовки производства к выпуску нового изделия. Затраты на восстановление комплекта деталей УСП за год составляют 3,5% от всей себестоимости комплекта. Срок использования деталей и узлов УСП примерно 25 лет. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНО-СБОРНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (УСП) Основные детали и сборочные единицы, из которых компонуются УСП, условно подразделяются на 7 групп: 1) базовые детали (плиты прямоугольные и круглые, угольники); 2) корпусные детали (опоры, призмы, подкладки и т. д.); 3) установочные детали (шпонки, штыри, пальцы и т. д.); 4) прижимные детали (прихваты, планки); 5) крепежные детали (болты, шпильки, винты и т. д.); 6) разные детали (ушки, вилки, хомутики, оси, рукоятки и т. д.); 7) сборочные единицы (поворотные головки, кронштейны, центровые бабки и др.). УСП применяют в опытном, единичном, мелкосерийном и частично в среднесерийном типах производства. При использовании вместо ручных зажимов можно применять гидро- или пневмозажимов УСП и в крупносерийном производстве. На станках с ЧПУ УСП применяются в единичном и мелкосерийном производствах. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (СРП) – являются разновидностью оснастки многократного применения. В компоновках СРП в отличие от УСП количество сборочных единиц преобладает над деталями. Приспособления переналаживаются посредством перекомпоновки, регулирования положения базирующих и зажимных элементов или замены сменных наладок. СРП обычно собирают на период выпуска определенного изделия. В СРП элементом фиксации является цилиндрический палец и точное отверстие (в УСП фиксация деталей осуществляется системой «шпонка – точный паз»). Этот способ фиксации имеет ряд эксплуатационных и технологических преимуществ: достигается более высокая точность обработки, жесткость системы, что позволяет работать на более высоких режимах обработки. Отверстия предназначены для фиксации на плите специальных сменных наладок, установочно-крепежных и других элементов или обрабатываемых заготовок. Кроме того, они могут быть использованы в качестве «нулевой точки» при установке приспособления на станке с ЧПУ. Для крепления сменных наладок и др. на верхней поверхности плиты предусмотрены Т-образные пазы. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ Сборно-разборные приспособления (СРП) СРП рентабельно применять в условиях серийного (крупносерийного) производства изделий, имеющих большое число модификаций, с периодом выпуска до 2,5 лет. Как и УСП, система СРП основывается на нормализации элементов. Однако здесь стандартизируются главным образом функциональные сборочные единицы (зажимные, установочные, корпусные, подвижные губки, планшайбы, оправки и патроны) и некоторые детали (неподвижные губки, немеханизированные прямоугольные и круглые плиты, подставки к опорам). Функции зажимных механизмов могут осуществляться ручными и механизированными зажимами, которые крепятся в Т-образных пазах плит. Для зажима могут использоваться гидравлические прижимные блоки. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ При сборке оригинальных компоновок СРП до 20 % деталей приходится изготавливать индивидуально на предприятии. СРП, несмотря на определенное сходство с УСП, существенно отличаются от них. После обработки партии заготовок приспособление снимают со станка и хранят до запуска в обработку новой партии, разбирают его только при смене объекта производства. Поэтому требования к износостойкости сборочных единиц и деталей этой системы значительно ниже, чем к износостойкости детали УСП. Твердость поверхностного слоя деталей СРП не превышает 36 НRСэ. Для их изготовления применяют более дешевые материалы. Так, плиты, угольники, губки, подставки выполняют из чугуна ВЧ 50-2 или сталей 45 и 20. Если детали СРП дорабатывают при сборке, то в плитах, планшайбах угольниках разрешается делать крепежные и базовые отверстия, проводить обработку базовых и рабочих поверхностей. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРНО-РАЗБОРНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ СРП применяются в единичном и мелкосерийном производствах, а на станках с ЧПУ – в мелкосерийном производстве. Из деталей и сборочных единиц СРП разработаны два специализированных комплекта – первый комплект предназначен для оснащения сверлильных и фрезерных станков с программным управлением, второй – для многооперационных и расточных станков с ЧПУ. Кроме вышеперечисленных групп приспособлений на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах используются и другие группы приспособлений: механизированные универсально-сборные (УСПМ) и универсальносборные переналаживаемые (УСПО). ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ Специализированные безналадочные приспособления (СБП) – используют для закрепления заготовок, близких по конструктивнотехнологическим признакам, с одинаковыми базовыми поверхностями, требующих одинаковой обработки. К таким приспособлениям относятся: Приспособления для групповой обработки деталей типа валов, втулок, фланцев, дисков, кронштейнов, корпусных деталей и т.п. При осуществлении однотипных операций на этих приспособлениях необходимо осуществлять регулировку отдельных элементов ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ Неразборные специальные приспособления (НСП) – используют для выполнения определенной операции при обработке конкретной детали, представляют собой непереналаживаемые приспособления одноцелевого назначения. При смене объекта производства такие приспособления, как правило, приходится списывать, независимо от степени их физического износа. Трудоемки и дороги в изготовлении, изготавливают в единичном производстве. А Б Рычажные зажимные патроны с механическим приводом: А – применяется для зажима коленчатых валов; Б – применяется для зажима коробок дифференциала ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ Приспособления группы СП обладают большими преимуществами: позволяют без выверки придать заготовке требуемое положение относительно станка и режущего инструмента и благодаря этому при одной настройке обработать всю партию заготовок. К СП относятся патроны для токарных автоматов и полуавтоматов, мембранные патроны, гидропластмассовые приспособления и др. Специальные приспособления используются в крупносерийном и массовом производствах. На станках с ЧПУ такие приспособления можно использовать лишь как исключение, если нельзя применить ни одну из переналаживаемых систем. Зажимное устройство с гидравлическим приводом применяется для зажима блоков двигателей ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ (НСП) Продолжительность времени необходимая для выполнения работ: «Проектирование», «Изготовление», «Сборка», «Внедрение» – называется временем оперативного оснащения (ВОО). Это одна из наиболее объективных характеристик, позволяющая сравнивать трудоемкость и продолжительность процесса подготовки приспособлений той или иной системы к работе. ВООНСП=100%; 100 усл.ед. НСП имеют наибольшую трудоемкость и продолжительность этих работ, поэтому ВОО НСП принята за единицу трудоемкости. ВООУСП=3-4% от ВООНСП; ВООУНП,СНП=10-15% от ВООНСП; ВООСРП=25% от ВООНСП. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ По степени механизации и автоматизации приспособления подразделяют на: 1. Ручные 2. Механизированные 3. Полуавтоматические 4. Автоматические Такое деление приспособлений связано с характером привода зажимного устройства. Выбор приспособлений зависит от типа производства, программы выпуска деталей, формы и габаритных размеров деталей, точности их изготовления и от технических требований, предъявляемых к деталям, подлежащим изготовлению. Основными требованиями к приспособлениям являются: удобство и безопасность в работе, быстродействие, достаточно высокая жесткость конструкции, обеспечение требуемой точности обработки, удобство и возможность быстрой установки на станок, простота конструкции и ремонта, невысокая стоимость изготовления. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ЗОНЫ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ Выбор системы технологической оснастки (станочных приспособлений) производится по коэффициенту загрузки приспособления операцией (Кз) и продолжительности эксплуатации по таблице рентабельности систем технологической оснастки. Коэффициент загрузки приспособления операцией равен коэффициенту загрузки используемого оборудования Т n К з  шт.к F  60 где Тшт.к – штучно-калькуляционное время, мин; n – годовая программа деталей, шт; F – годовой фонд времени работы оборудования, ч ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ Экономический эффект от применения приспособлений определяют путем сопоставления годовых затрат и годовой экономии для сравниваемых вариантов изготовления деталей. Годовые затраты состоят из амортизационных отчислений и расходов на содержание и эксплуатацию приспособления. Годовая экономия получается за счет снижения трудоемкости изготовления деталей, т. е. за счет сохранения затрат на заработную плату рабочих-станочников и уменьшения цеховых накладных расходов. Применение приспособлений экономически выгодно в том случае, если годовая экономия от его применения больше годовых затрат, связанных с его эксплуатацией. Экономическая эффективность любого приспособления определяется также величиной срока окупаемости, т. е. срока, в течение которого затраты на приспособление будут возмещены за счет экономии от снижения себестоимости обрабатываемых деталей. Необходимо отметить, что в некоторых случаях с целью достижения высокой точности обработки применяют приспособления независимо от их экономической эффективности. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ При технико-экономических расчетах, производимых при выборе соответствующей конструкции приспособления, необходимо сопоставить экономичность различных конструктивных вариантов приспособлений для конкретной операции. Считая, что расход на режущий инструмент, амортизацию станка и электроэнергию для этих вариантов одинаковы, определяют и сравнивают лишь те элементы себестоимости операции, которые зависят от конструкции приспособления. Следовательно, элементы себестоимости обработки, зависящие только от конструкции приспособления, для сравниваемых вариантов при использовании нового (себестоимость СА) и старого (себестоимость СВ) определяют по формуле СА  S A H  SA  1 q   1       100  П  A 100  H  SB  1 q   С B  S B 1       100  П  A 100  где СA — затраты на изготовление приспособления по новому варианту, руб.; СB — затраты на изготовление приспособления по старому варианту, руб.; SA — штучная заработная плата станочника при использовании нового приспособления при обработке, руб.; SB — штучная заработная плата станочника при использовании старого приспособления при обработке, руб.; H — цеховые накладные расходы в процентах к заработной плате рабочих; П — годовая программа выпуска деталей, шт.; А — срок амортизации приспособления, годы; q — расходы, связанные с эксплуатацией приспособления (ремонт, содержание, регулировка), в процентах от его стоимости. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ На рисунке приведен график изменения величин себестоимости СA и СB в зависимости от годового выпуска П — деталей. Точка пересечения K обеих кривых соответствует той программе выпуска ПК деталей, при которой оба сопоставляемых варианта в экономическом отношении равноценны. Величину этой программы, а следовательно, и точку пересечения кривых находят, решая совместно уравнения для СA и СB относительно ПК : q  1  SB     А 100   ПК  S В  S А   1  H   100  Из графика следует, что если заданная годовая программа П > ПК , то выгоднее применять более сложное приспособление (новый вариант), и наоборот, при П < ПК экономичнее применять приспособление по старому варианту. S А Изменение себестоимости от годового выпуска изделий: 1 — новый вариант; 2 — старый вариант. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ПРИМЕНЕНИЕ СТАНОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ПОЗВОЛЯЕТ: 1. Устранить разметку заготовок перед обработкой, и устранить их выверку на станке по разметке; 2. Значительно повысить производительность труда в результате сокращения вспомогательного времени, увеличения числа одновременно обрабатываемых заготовок и числа одновременно работающих режущих инструментов, а также повышения режимов резания; 3. Обеспечить условия для многостаночного обслуживания нескольких станков одним рабочим; 4. Значительно облегчить труд рабочих-станочников и использовать рабочих с более низкой квалификацией; 5. Повысить точность изготовления деталей; 6. Расширить технологические возможности станков; 7. Создать условия для механизации или автоматизации станков; 8. Снизить себестоимость изготовления деталей. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ В процессе анализа исходных данных конструктор должен изучить опыт эксплуатации аналогичных приспособлений по литературным источникам или на других предприятиях – это даст возможность более рационально построить технологические операции и выбрать совершенно иную схему проектируемого приспособления. При выборе схемы станочного приспособления конструктор должен руководствоваться принципом неизменности штучного времени, заданного технологом на выполнение операции. Если есть возможность, штучное время необходимо сократить путем создания совершенной конструкции приспособления (Например, повышая жесткость приспособления, можно вести обработку деталей с более производительными режимами резания или совмещать различные переходы обработки. Вспомогательное время уменьшают за счет применения быстродействующих зажимных устройств. Перекрывать вспомогательное время можно посредством использования в приспособлениях поворотных устройств с предусмотрением отдельных позиций загрузки и выгрузки (снятия заготовки)). Разработке схемы приспособления предшествует классификационных признаков станочных операций. анализ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ АНАЛИЗ КЛАССИФИКАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ СТАНОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПризнакI Число одновременно закрепляемых заготовок. По этому признаку приспособления могут быть одно- и многоместными П р и з н а к II Количество одновременно применяемых для обработки инструментов. Приспособления могут быть для одно- или многоинструментальной обработки. П р и з н а к III Классификация приспособлений по порядку применения инструментов. Работа инструмента может быть последовательной, параллельной и комбинированной (последовательно-параллельной). При последовательной работе инструмент осуществляет поочередную обработку поверхностей. При параллельной работе инструмента обрабатывается сразу несколько поверхностей, например, сверление отверстий, равномерно расположенных по окружности, при помощи сверлильной головки. При комбинированной работе инструмента часть поверхностей обрабатывается последовательно, а часть – параллельно. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ АНАЛИЗ КЛАССИФИКАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ СТАНОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ П р и з н а к IV Количество позиций, занимаемых заготовкой относительно режущего инструмента. Согласно этому признаку приспособления делятся на одномногопозиционные. и ПризнакV Классификация приспособлений по степени непрерывности обработки. Они бывают для непрерывной и для дискретной обработки. П р и з н а к VI Степень участия человека в обслуживании приспособления. По этому признаку делятся на ручные, полуавтоматические и автоматические. Применение того или иного вида приспособлений зависит, в первую очередь, от типа производства. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ Производительность приспособления при его проектировании в первом приближении рассчитывают по величине оперативного времени, которое определяют по формуле tоп = tо + tв, где tо – основное (машинное) время выполнения операции, т. е. время, в течение которого ведется обработка резанием, мин; tв – вспомогательное время, затрачиваемое на установку и закрепление обрабатываемой заготовки, открепление и снятие готовой детали со станка. Служебное назначение приспособления – это максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой оно предназначено. При формулировании служебного назначения необходимо учитывать: - данные об обрабатываемой детали (количество, форма, размеры, качество поверхностей, материал, вид термообработки), - точности изготовления, - производительность, - характеристику привода зажимного устройства, - параметры окружающей среды (температура, влажность, запыленность, вид энергии и т. д.), - технику безопасности, - степень автоматизации и механизации и т. д. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Основной задачей РГЗ является проектирование прогрессивной конструкции приспособления для одной из операций на механическую обработку заготовки, указанную в задании на РГЗ. Задание представляет собой рабочий чертеж детали с указанием операции, на которую необходимо спроектировать приспособление. Задание на РГЗ и контрольную работу выдается преподавателем индивидуально каждому студенту (студентам очной формы обучения на практических занятиях, студентам заочной формы обучения – на установочной лекции). ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА РГЗ и контрольная работа оформляется в виде пояснительной записки (ПЗ), которая должна содержать: – титульный лист; – задание на выполнение РГЗ или контрольной работы; – краткая характеристика детали и технологической операции, на которую необходимо спроектировать приспособление; – выбор схемы базирования заготовки на выполняемой операции; – расчет погрешности базирования; – выбор схемы закрепления зажимного устройства; – расчет силы закрепления обрабатываемой заготовки; – расчет точности проектируемого приспособления; – сравнительный анализ расчета погрешности с допуском, указанным на чертеже задания; – спецификация; – эскизный чертеж проектируемого приспособления (А2 или А3); – библиографический список. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Текст ПЗ размещают на одной или двух сторонах листа бумаги формата А4 (210×297 мм). Пояснительную записку оформляют в соответствии с требованиями ГОСТ для оформления текстовых документов. Эскизный чертеж проектируемого приспособления выполняется на листе формата А2 или А3 так, чтобы были видны все основные элементы приспособления. Чертеж складывается и подшивается в пояснительную записку. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Проектируя станочные приспособления, необходимо придерживаться следующего порядка: – изучить техническое задание на проектирование приспособления, чертеж детали, технические требования на ее изготовление; – изучить информацию о заготовке, поступающей на операцию, для которой проектируется приспособление; – изучить выходные данные технологической операции, на которую проектируется приспособление: линейные и угловые размеры заготовки после обработки с предельными отклонениями, точность геометрической формы, шероховатость обработанных поверхностей и т. д.; – изучить техническую характеристику станка, конструктивные данные, посадочные места с целью согласования габаритов проектируемого приспособления и размеров, зависящих от станка, а также ГОСТы, альбомы чертежей существующих приспособлений и их узлов; ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Проектируя станочные приспособления, необходимо придерживаться следующего порядка: – выбрать схему базирования заготовки на выполняемой операции и расчет погрешности базирования; – выбрать схему закрепления и вид зажимного устройства проектируемого приспособления, рассчитать силы закрепления заготовки; – вычислить точность проектируемого приспособления и сравнить ее точность с точностью выполнения технологической операции, на которую проектируется приспособление; – разработать схему, а затем чертеж станочного приспособления. Чертеж приспособления желательно выполнять в масштабе 1:1. Количество разрезов, видов и сечений на чертеже приспособления должно быть достаточным для понимания его конструкции и работы. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Технологическая оснастка. Проектирование и расчет приспособлений : учеб. пособие для студентов спец. 151001 «Технология машиностроения» / Г. Ф. Тарасов ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. – 2-е изд., перераб. и доп. – Красноярск, 2010. – 224 с. 2. Схиртладзе Александр Георгиевич. Технологическая оснастка машиностроительных производств : учебное пособие / А. Г. Схиртладзе, В. П. Борискин. — Старый Оскол : ТНТ, 2008 . 3. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства/ Под ред. Ю.М. Соломенцева.- М.: Высш. шк., 1999 – 415с. 4. Косов, Н. П. Технологическая оснастка / Н. П. Косов. – М. : Машиностроение, 2005. – 304 с. 5. Справочник технолога-машиностроителя : в 2 т. Т. 2 / под ред. А. М. Дальского, А. Г. Суслова, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 2001. – 944 с. 6. Черпаков, Б. И. Технологическая оснастка / Б. И. Черпаков. – М.: Машиностроение, 2003. – 288 с. 7. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник. Изд. 6-е. М., «Машиностроение», 1971. стр. 384. 8. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А. А.Панов, В.В.Аникин, Н.Г.Бойм и др. под общей редакцией А.А.Панова. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2004. – 784 с. 9. Расчет режимов резания. Учебное пособие / Безъязычный В. Ф., Аверьянов И. Н., Кордюков А. В. – Рыбинск: РГАТА, 2009. – 185 с. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ОБРАЗЕЦ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева» Кафедра ТМС РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА по дисциплине: «Технологическая оснастка» «Спроектировать приспособление для фрезерования паза» Вариант № 23 Выполнил студент гр.Т-93 Бурдонов А.Н. Принял: доцент Бельская Е.Н. Красноярск 201_ Спасибо за внимание!!!