Специальности: 220601 Управление инновациями

Вид материала

Содержание

Базирование и закрепление заготовок на станках типа «обрабатывающий центр» с использованием универсально-сборной переналаживаемо
Пояснения к выполнению задания

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Базирование и закрепление заготовок на станках типа «обрабатывающий центр» с использованием универсально-сборной переналаживаемой оснастки (УСПО)

Порядок выполнения задания

1. Изучить теоретический материал – принципы базирования заготовок, правила закрепления заготовок, базирование и закрепление заготовок с использованием УСПО.

2. Собрать из элементов УСПО приспособление и установить на нем заготовку типа тела вращения.

3. В соответствии с полученным от преподавателя чертежом детали определить поверхности, которые могут быть использованы для базирования и поверхности, подлежащие обработке.

4. Выбрать схему базирования.

5. Выбрать элементы УСПО, необходимые для базирования. Расположить их на плите (не закрепляя) с учетом ограничений, изложенных в пояснениях к работе.

6. Выбрать схему закрепления заготовки. Выбрать необходимые зажимные и крепежные детали. Закрепление заготовки выполнить «быстросъемным». Количество зажимных элементов и их расположение выбирать в соответствии с величиной и направлением усилий резания.

7. Зафиксировать и закрепить базирующие элементы УСПО, установить заготовку, выбрать и установить зажимные устройства, закрепить заготовку. Закреплять не прилагая больших усилий. Предъявить собранное приспособление преподавателю.

8. Начертить схему базирования заготовки и схему закрепления. Указать на эскизе размеры, привязывающие заготовку к плите (расстояния от кромок плиты, высота над плитой, углы поворота).

9. Разобрать приспособление, разложить детали по местам.

10. Собрать из элементов УСПО приспособление и установить на нем заготовку корпусного типа, выполнив действия аналогично п. п. 2 - 9.

11. Оформить отчет.

Содержание отчета

Краткая характеристика принципов базирования и закрепления заготовок.

2. Протокол выполнения работы.

3. Эскизы схем установки и закрепления заготовок.

4. Выводы об эффективности и целесообразности использования для установки заготовок УСПО.

К отчету прилагаются предъявленные преподавателю собранные приспособления.

^ Пояснения к выполнению задания

Основные термины и определения, используемые в данной работе, представлены в ГОСТ 21495-76, В соответствии с ГОСТ:

Б а з и р о в а н и е - придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

З а к р е п л е н и е - приложение сил и пар сил к заготовке или изделию для обеспечения постоянства их положения, достигнутого при базировании.

У с т а н о в к а - процесс базирования и закрепления заготовки или изделия.

Б а з а - поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка заготовки или изделия, используемые для базирования.

О п о р н а я т о ч к а - точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с избранной системой координат.

С х е м а б а з и р о в а н и я - схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия.

Г р у п п а б а з - совокупность из трех или двух баз, используемых для базирования заготовки в приспособлении.

Г л а в н а я б а з а - это база, при использовании которой заготовка лишается трех или четырех степеней свободы.

Д о п о л н и т е л ь н а я б а з а - каждая из группы баз, кроме главной.

О п о р н ы й э л е м е н т -элемент приспособления (штырь, пластина, плоскость, цилиндрическая поверхность, призма, палец), соприкасающийся с базой.

К о м п о н о в к а п р и с п о с о б л е н и я - вид существования разборного станочного приспособления, образованного методами агрегатной сборки. На чертеже компоновки указывается взаимное расположение всех элементов приспособления и способы их соединения между собой и с заготовкой.

Особенности установки заготовки на станках с ЧПУ

Точность и шероховатость поверхности обрабатываемой детали в системе "станок-приспособление-инструмент-деталь" (СПИД), а также эффективность использования станков с ЧПУ, в значительной степени определяется правильностью базирования и закрепления детали.

Станки с ЧПУ являются высокоточными станками, поэтому погрешности, возникающие при установке заготовки, должны быть сведены к минимуму. Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость и мощность и, естественно, приспособление с заготовкой не должно быть наиболее слабым звеном системы СПИД.

Относительное перемещение заготовки и инструмента на станках с ЧПУ осуществляется автоматически в определенной системе координат, следовательно заготовка должна занимать определенное положение в этой системе координат. Станки с ЧПУ типа «обрабатывающий центр» позволяют обрабатывать до пяти сторон заготовки с одной установки. Поэтому, при установке заготовки должна обеспечиваться возможность подхода инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям.

Станки с ЧПУ, в основном, используются в единичном, мелко- и среднесерийном производстве. Следовательно, на таких станках наиболее эффективно применять универсально - сборные приспособления, обеспечивающие путем их перекомпоновки установку широкой номенклатуры заготовок. Одним из них является универсально-сборная переналаживаемая оснастка (УСПО).

Выбор схемы базирования

В соответствии с одним из положений теоретической механики требуемое положение твердого тела (заготовки) относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических связей, лишающих тело трех перемещений вдоль осей X, Y, Z, и трех поворотов вокруг этих осей. Каждая опорная точка лишает заготовку только одной степени свободы. Следовательно, для полного базирования заготовки необходимо и достаточно наличия шести опорных точек (правило шести точек). При большем количестве точек базирование будет неопределенным, так как неизвестно, какими точками заготовка будет контактировать с установочными элементами приспособления.

В зависимости от конфигурации детали, формы баз и выполняемой технологической операции используются различные схемы базирования и разное количество баз: три, две или одна.

Во всех случаях имеется главная база, с которой начинается, а иногда и заканчивается базирование. Этой поверхностью заготовка устанавливатся на приспособление либо надевается на его элемент и получает достаточно устойчивое положение. В качестве главной базы обычно используется либо плоскость (лишает заготовку 3-х степеней свободы), либо достаточно длинная цилиндрическая поверхность (лишает заготовку 4-х степеней свободы).

Базирование по плоской главной базе заключается в совмещении ее с какой-то заданной плоскостью приспособления. В зависимости от используемых опорных элементов различают следующие способы базирования плоской главной базы: на три опорных штыря, на две опорные пластины, на плоскость опорного элемента. Базирование необработанных плоскостей заготовок производится только с помощью опорных штырей.

Базирование цилиндрической поверхности заключается в совмещении ее оси с какой-то заданной линией в приспособлении. Для базирования наружной цилиндрической поверхности используются: отверстие, призма, самоцентрирующееся устройство.

За главную базу следует принимать поверхность, от которой заданы наиболее точные размеры, привязывающие к ней подлежащие обработке поверхности.

Дополнительные базы лишают заготовку 2-х или 1-й степеней свободы. В первом случае базирование может быть выполнено при помощи двух опорных штырей, опорной пластины (узкая плоскость), коротких цилиндра или призмы, во втором - одного опорного штыря.

На схеме базирования обычно приводиться условное изображение заготовки с точками приложения связей в принятой системе координат. Причем, если точки приложения связей неопределенны, например, при соприкосновении двух плоскостей, то они проставляются в произвольных местах, в необходимом количестве. Каждая точка связи может быть реализована установкой опорного штыря, соприкасающегося с заготовкой в этой точке.

Система условных обозначений опорных элементов приведена в ГОСТ 3.1107-73. Для упрощения опорные точки, связывающие заготовку с любыми опорными элементами разрешено обозначать знаком _/\_ на виде спереди и знаком -<>- - на виде сверху. Все опорные точки нумеруют порядковыми номерами, начиная с точек главной базы. При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую изображается одна точка, и около нее проставляют номера совмещенных точек. На схеме базирования можно указывать и точки приложения зажимных усилий. Направления действующих сил указывают стрелками с индексами Q.

Требования по установке заготовок на ФГПМ

Заготовка для обработки на ФГПМ устанавливается либо непосредственно на спутнике, либо на плите УСПО, которая, в свою очередь, крепится на спутнике. Чтобы исключить аварийные ситуации при обработке заготовки, необходимо при расположении заготовки на плите учитывать конструктивные особенности станка.

При установке заготовки на плите, особенно при обработке концевыми или шпоночными фрезами и сверлами малого диаметра, необходимо учитывать следующие моменты:

- расстояние от оправки инструмента до оси поворота стола не может быть меньше 115 мм. Поэтому заготовку нужно располагать на плите так, чтобы при обработке это условие соблюдалось. Особенно это касается случаев, когда обработка производится при наклоне стола;

- в тех случаях, когда обработка производится с наклоном стола на 90 градусов, при установке заготовки необходимо следить, чтобы в процессе обработки ползун или шпиндель не уперлись в стол или плиту. Соблюдение этого условия достигается подъемом заготовки над плитой или, если это возможно, смещением ее к краю плиты;

- крепежные элементы необходимо выбирать и располагать так, чтобы исключить касание их инструментальной оправкой или инструментом. При этом длину сверл можно принимать равной 10-ти диаметрам, а длину фрез - 5-ти диаметрам;

- при обработке сквозных отверстий необходимо предусмотреть пространство для выхода инструмента. В этом случае, заготовку необходимо приподнимать, примерно, на расстояние равное для сверл диаметру сверла, для фрез 10...15 мм. и расточных оправок - 15...30 мм.

Общие требования к закреплению заготовок

При обработке заготовки на нее действуют силы резания, которые стремятся переместить и повернуть заготовку. Для сохранения неизменного положения заготовки относительно опорных элементов ее необходимо надежно закрепить. При закреплении заготовки в приспособлении должны быть выполнены следующие основные требования:

- не должно нарушаться положение заготовки, достигнутое при ее

базировании;

- закрепление должно быть надежным, чтобы во время обработки положение заготовки сохранялось неизменным;

- возникающие при закреплении смятие поверхностей заготовки и деформации должны быть минимальными.

Невыполнение любого из этих требований может привести к возникновению погрешностей обработки, а изменение положения заготовки в процессе резания - и к поломке инструмента.

Способы закрепления заготовок

Выполнение вышеуказанных требований достигается путем рационального выбора схемы закрепления и величин зажимных усилий. Выбор схемы закрепления заготовки производится одновременно с разработкой схемы ее базирования. При базировании на заготовку накладываются односторонние связи. В процессе закрепления на заготовку накладываются дополнительные связи, которые совместно со связями базирования представляют собой систему двусторонних связей, лишающих заготовку подвижности.

Закрепление заготовки производится путем приложения зажимных усилий, а чаще, для распределения нагрузки, групп зажимных усилий, прикладываемых перпендикулярно к поверхностям опорных элементов.

Выбор мест приложений зажимных усилий и их величин необходимо производить так, чтобы при зажиме не изменилась выбранная схема базирования.

Рекомендации по выбору мест закрепления заготово:

- для уменьшения величины зажимного усилия при закреплении заготовки необходимо, если возможно, выбирать такой способ ее базирования, при котором наибольшая составляющая силы резания была бы направлена на какой либо достаточно жесткий опорный элемент;

- для обеспечения контакта заготовки с опорным элементом и исключения возможного ее сдвига при закреплении зажимное усилие следует направлять перпендикулярно к базовой поверхности. В отдельных случаях зажимное усилие можно направлять так, чтобы заготовка одновременно прижималась к элементам приспособления двумя базовыми поверхностями;

- в целях устранения деформации заготовки при закреплении, точку приложения зажимного усилия надо выбирать так, чтобы линия его действия пересекала опорную поверхность опорного элемента. Лишь при закреплении особо жестких заготовок можно допускать, чтобы линия действия зажимного усилия проходила между опорными элементами;

- для предотвращения возможного смятия поверхностей заготовки при закреплении необходимо уменьшать удельное давление в местах контакта зажимного устройства с заготовкой путем рассредоточения зажимного усилия. Это достигается применением в зажимных устройствах контактных элементов соответствующей конструкции, которые позволяют распределить зажимное усилие поровну между двумя или тремя точками;

- для уменьшения вибраций и деформаций заготовки под действием силы резания следует повышать жесткость системы "заготовка - приспособление" путем увеличения количества мест зажатия заготовки и приближения их к обрабатываемой поверхности.

Универсально-сборная переналаживаемая оснастка

УСПО предназначена для установки на станках фрезерно-сверлильно-расточной группы и станках типа "обрабатывающий центр" заготовок и деталей мелких и средних размеров. Для взаимной фиксации деталей в приспособлениях применяются соединения в виде цилиндрических шпонок, обеспечивающие гарантированную выборку зазоров в элементах фиксации и возможность применения усиленного крепежа. Материалы и химико-термическая обработка основных деталей и сборочных единиц УСПО обеспечивают их работоспособность в течение не менее 10 лет.

Взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц УСПО обеспечивает возможность сборки приспособлений для обработки заготовок с точностью расположения обрабатываемых плоскостей до 8 квалитета и 9 степени точности.

УСПО включает до 200 типоразмеров стандартных взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц различного функционального назначения - базоые, корпусные, направляющие, зажимные и крепежные.

Базовые детали - различные плиты и угольники, являющиеся основаниями приспособлений. Корпусные детали - опоры, подкладки, планки, прокладки, используемые для сборки корпуса приспособления. Направляющие элементы - призмы, планки, пальцы установочные, втулки базирующие используются, непосредственно, для базирования заготовок. Зажимные детали и сборочные единицы - прихваты передвижные различной формы, быстросъемные шайбы, зажимы эксцентриковые, призмы подвижные обеспечивают зажим заготовок в приспособлениях. Крепежные детали - болты, винты, шпильки, гайки, шайбы предназначены для сборки приспособлений и закрепления обрабатываемых заготовок.

Более подробно с номенклатурой деталей и сборочных единиц можно ознакомиться по каталогу УСПО.

Лабораторная работа №2

Blog

Содержание

Базирование и закрепление заготовок на станках типа «обрабатывающий центр» с использованием универсально-сборной переналаживаемой оснастки (УСПО)