Проектирование приспособлений

Проектирование любого изделия, в том числе и приспособлений, включает разработку комплекса технической документации, содержащей чертежи, расчеты, технико-экономические обоснования и другие материалы, необходимые для производства изделий.

Проектирование осуществляется по стадиям и завершается созданием конструкторской рабочей документации, по которой и изготовляется изделие.

Установлены стадии разработки конструкторской документации (рис. 9).

Рис. 9. Стадии разработки конструкторской документации

 

Таким путем могут разрабатываться и приспособления. Однако на практике при проектировании приспособлений, как правило, ограничиваются разработкой технического проекта и конструкторской рабочей документации.

Задание на проектирование приспособления разрабатывает технолог. Перед началом конструирования приспособления задание рассматривается совместно технологом и конструктором, после чего оно выдается либо в виде операционного эскиза с технологической картой, либо в виде чертежа детали с необходимыми указаниями. В том и другом случае конструктор получает информацию об уже обработанных и обрабатываемых на данной операции поверхностях заготовки, а также о типе станка и режимах резания. Часто в задании указываются базы для базирования заготовки в приспособлении на данной операции, а также схемы ее закрепления.

Рассмотрим последовательность проектирования приспособления и содержание его отдельных этапов (рис. 10).

Выбор группы приспособления в зависимости от типа производства осуществляется перед началом его конструирования. В условиях массового и крупносерийного производств используются специальные приспособления, в средне- и мелкосерийном, а также в единичном – переналаживаемые. Выбор наиболее экономически целесообразной группы должен производится на основе соответствующих экономических расчетов.

Выбор способа установки приспособления на станке также должен предшествовать началу его конструирования, так как от этого в некоторой степени зависят схема закрепления заготовки и конструкция зажимных устройств, а также общая компоновка приспособления.

 

 

Рис. 10. Последовательность проектирования станочного

приспособления

 

Выбор баз и способа базирования заготовки. Базы могут быть указаны технологом, например, на операционном эскизе или выбираются конструктором. Для выбранных баз конструктор разрабатывает способ базирования заготовки, руководствуясь правилом ориентирования заготовок группой баз.

Выбор точки приложения и направления зажимного усилия производится обычно одновременно с выбором способа базирования. Необходимость согласования схемы закрепления и способа базирования заготовки обусловлена стремлением учесть многие факторы, влияющие на точность обработки, надежность закрепления, компактность приспособления, удобство установки и снятия заготовки и т.д.

Выбор конструкции опорных элементов осуществляется с учетом выбранного способа базирования по рекомендациям, приведенным в справочниках по приспособлениям, ГОСТах и отраслевых нормалях. Как правило, следует использовать стандартные и нормализованные опорные элементы.

Выбор контактного элемента, силового механизма и привода производится с учетом конкретных условий выполнения данной операции. При этом исходными данными для выбора служат: величина зажимного усилия Q; тип производства; размеры и конфигурация заготовки; характер выполняемой операции. Ручные зажимные устройства, требующие больших затрат вспомогательного времени на закрепление заготовки, используют в единичном и мелкосерийном производствах. Ручные устройства с эксцентриковыми механизмами не следует применять в приспособлениях, предназначенных для станков, где приспособление с заготовкой вращается, так как под действием инерционных сил, приложенных к рукоятке эксцентрика, зажимное устройство может раскрепиться.

Для крупносерийного и массового производств предназначены зажимные устройства с быстродействующими приводами (пневматическими, гидравлическими и т.п.).

Кроме того, необходимо учитывать и правила техники безопасности. В частности, суммарные расчетные усилия зажимных элементов приспособлений должны превышать максимальные силы резания не менее чем в 2,5 раза; самотормозящиеся эксцентриковые быстродвижущиеся устройства допускается применять при развиваемом расчетном усилии зажима, не превышающем 220 Н (22 кгс), а гайки-барашки и гайки-звездочки – при усилии зажима не более 100 Н (10 кгс).

При выборе конструктивной схемы силового механизма и всего зажимного устройства рекомендуется пользоваться справочниками и др.литературой по приспособлениям, где приведено большое количество апробированных конструкций, обладающих надежностью, высокой производительностью и удобством эксплуатации. Многие из них нормализованы и включены в отраслевые нормали. Использование нормализованной конструкции зажимного устройства дает возможность сократить сроки проектирования приспособления, повысить его надежность и производительность.

Выбор направляющих элементов для инструмента производится в зависимости от конкретных условий выполнения операции. Так, элементы, применяемые в приспособлениях для направления и координации инструмента, могут выполнять различные функции. В одних случаях они только предотвращают увод инструмента во время работы. В других случаях рассматриваемые элементы выполняют одновременно две функции: предотвращают увод инструмента и придают ему требуемое расположение относительно приспособления. К таким элементам относятся кондукторные втулки в сверлильных и направляющие в расточных приспособлениях.

Рассматриваемые элементы могут также предназначаться только для придания инструменту точного положения относительно приспособления. К таким элементам относятся установы для фрез и копиры во фрезерных приспособлениях.

Разработка компоновки приспособления осуществляется на уровне технического проекта. В большинстве случаев выполненная опытным конструктором компоновка после соответствующих согласований и некоторой корректировки оформляется как сборочный чертеж приспособления.

Необходимо иметь в виду, что сборочные чертежи приспособлений следует выполнять в масштабе 1:1. Обрабатываемую заготовку необходимо изображать на них во всех проекциях (а в ряде случаев – и режущий инструмент). Это продиктовано стремлением предотвратить возможные ошибки при конструировании приспособления из-за выбора несоразмерных элементов конструкции, недоучета требований удобства и снятия заготовки и др.

Чертеж компоновки должен содержать необходимое число проекций и разрезов, благодаря которым можно было бы получить полное представление об устройстве и принципе действия приспособления. Для осуществления поверочного расчета точности обработки на чертеже должны быть проставлены все используемые при расчете размеры элементов приспособления с допусками, а также указаны предельные отклонения формы и расположения его поверхностей (опорных элементов относительно посадочных поверхностей, направляющих элементов относительно опорных и т.д.).

Чертеж рекомендуется начинать с изображения обрабатываемой заготовки, а затем дополнять его изображением опорных элементов и зажимных устройств в соответствующих положениях относительно заготовки, направляющих элементов для режущего инструмента и оформлением корпуса приспособления. Обрабатываемую заготовку удобно изображать тонкими линиями красным карандашом с разрезами для выявления способа ее базирования и закрепления. На чертеже за главный принимается вид приспособления, установленного на столе станка и наблюдаемого со стороны рабочего места.