Общие методические указания. Изучение дисциплины "Технологическая оснастка" должно сформировать у студентов правильное представление о технологической оснастке как неотъемлемой

Дисциплина "Технологическая оснастка" является одной из важнейших специальных дисциплин при подготовке инженеров – механиков по специальности 151001 "Технология машиностроения". Современный уровень развития техники и технологии машиностроения требует от специалистов высокого уровня знаний и навыков проектирования технологической оснастки.

Изучение дисциплины "Технологическая оснастка" должно сформировать у студентов правильное представление о технологической оснастке как неотъемлемой части любой технологической или измерительной системы, о современных достижениях и перспективах развития в области проектирования технологической оснастки, о роли и месте знаний по дисциплине при освоении основной профессиональной образовательной программы по специальности и в сфере профессиональной деятельности.

При изучении дисциплины необходимо четко усвоить, что задача проектирования технологической оснастки вытекает из более общей задачи разработки технологического процесса изготовления деталей; обратить внимание на общность задач (базирование, закрепление и д.р.), решаемых при проектировании технологической оснастки различного целевого назначения, и единство методики проектирования; уяснить, что требования к точности технологической оснастки, например, можно правильно обосновать лишь рассматривая ее как один из элементов технологической или измерительной системы, т.е. на основе системного подхода к решению поставленной задачи.

В результате изучения дисциплины "Технологическая оснастка" студент должен:

- освоить теоретические основы, принципы и методику проектирования технологической оснастки, в том числе с использованием САПР, что позволяет сознательно творчески, системно осуществлять создание работоспособной высокопроизводительной оснастки, обеспечивающей получение продукции, отвечающей требованиям перспективного развития машиностроительного производства;

- овладеть современными методиками расчета и проектирования технологической оснастки в соответствии с поставленными технологическими задачами (уметь проектировать технологические средства измерения и контроля заготовок, деталей, сборочных единиц, станочных приспособлений и другую технологическую оснастку);

- освоить методику экономического обоснования целесообразности применения технологической оснастки;

- получить навыки, необходимые для самостоятельного решения задач в области проектирования технологической оснастки: навыки использования нормативных документов, справочной литературы и других информационных источников при выборе и расчете основных видов оснастки, использования компьютерной техники в режиме пользователя, навыки выполнения сборочных чертежей технологической оснастки, использования в проектно-конструкторской деятельности систем и средств САПР ТО, использования знаний инженерной психологии, экономики и художественного конструирования при проектировании технологической оснастки;

- знать и уметь использовать методы выполнения, создания, внедрения средств технологического оснащения, обеспечивающих оптимальные условия функционирования технологических систем.

В учебной дисциплине "Технологическая оснастка" можно выделить следующие основные разделы и темы:

Введение

1. Основы проектирования технологической оснастки.

1.1. Технологическое оснащение производства. Понятие о технологической оснастке механосборочного производства.

1.2. Базирование заготовок.

1.3. Базирующие (установочные) устройства приспособлений.

1.4. Методика расчета сил закрепления заготовки в приспособлении.

1.5. Зажимные устройства приспособлений.

1.6. Силовые приводы приспособлений.

1.7. Передаточные механизмы.

1.8. Корпуса приспособлений.

1.9. Делительные и поворотные устройства приспособлений.

1.10.Направляющие элементы приспособлений.

1.11.Методика проектирования специальных приспособлений.

2. Проектирование станочных приспособлений для базирования и закрепления объектов изготовления.

2.1. Особенности проектирования приспособлений для агрегатных станков, автоматических линий.

2.2. Особенности проектирования приспособлений для станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, ГПС.

3. Особенности проектирования контрольных приспособлений.

4. Проектирование сборочного инструмента и приспособлений.

5. Методика расчета экономической эффективности применения технологической оснастки.

6. Автоматизированное проектирование приспособлений.

7. Тенденции и перспективы совершенствования технологической оснастки.

Изучение дисциплины "Технологическая оснастка" складывается из прослушивания лекций, выполнения лабораторных работ и самостоятельной работы. Проработку материала необходимо сопровождать изучением действующей на производстве технологической оснастки, вычерчиванием схем и выполнением основных расчетов.

В данном пособии после методических указаний по каждой изучаемой теме приводятся источники информации: основная (с указанием страниц) и дополнительная литература (без указания страниц); в этом случае студент отыскивает нужный материал самостоятельно.

Теоретические основы проектирования технологической оснастки реализуются в процессе выполнения курсовых и дипломных проектов.

Содержание дисциплины и методические указания по ее изучению

Раздел 1. Основы проектирования технологической оснастки

Тема 1.1. Технологическое оснащение производства. Понятия о технологической оснастке механосборочного производства

1.1.1. Классификация систем технологической оснастки по целевому назначению, по степени специализации и автоматизации и другим признакам. Служебное назначение станочных, сборочных, контрольных приспособлений и вспомогательного инструмента. Приспособление как элемент технологической и измерительной системы. Общность задач, решаемых при проектировании приспособлений различного целевого назначения. Влияние приспособлений на точность обработки, сборки и контроля.

1.1.2. Элементы, входящие в состав приспособлений и выполняемые ими функции. Общие требования, предъявляемые к приспособлениям. Нормализация и стандартизация приспособлений и их элементов.

1.1.3. Роль и значение приспособлений в машиностроении как средств повышения производительности труда и качества изделий, снижения их себестоимости, облегчения и повышения безопасности труда рабочих.

Методические указания

В этой теме следует уяснить состав технологической оснастки, смысл понятия "приспособление", преимущества, обеспечиваемые приспособлением, рассмотреть классификацию систем технологической оснастки и приспособлений по их целевому назначению, по степени специализации, механизации и автоматизации, по виду силового привода, по роду тех станков, на которых они применяются.

Четко представить область применения приспособлений в зависимости от характера производства. Выяснить основные задачи, решаемые с помощью приспособлений, повышения производительности труда и точности обработки, сборки и контроля, расширения технологических возможностей оборудования, снижения себестоимости продукции и облегчения труда рабочих.

Рассмотреть основные требования, предъявляемые к приспособлениям: возможность автоматического получения точности всех параметров детали на настроенных станках; повышение производительности за счет сокращения вспомогательного времени; надежность закрепления заготовок; быстроту изготовления приспособлений и его низкую себестоимость за счет максимального использования стандартизированных и унифицированных деталей и сборочных единиц.

Обратить особое внимание на роль приспособлений в развитии технологии машиностроения.

Вопросы для самопроверки

1. Что в машиностроении понимают под приспособлением?

2. Роль приспособлений в машиностроении.

3. Основные задачи, решаемые с помощью приспособлений.

4. Требования, предъявляемые к приспособлениям.

5. Классификация приспособлений. Как делятся приспособления по целевому назначению? По степени специализации? По степени автоматизации?

6. Чем отличаются приспособления, предназначенные для различных типов производства?

7. Назовите элементы, входящие в состав приспособлений, выполняемые ими функции, требования к ним.

8. За счет чего повышается точность, производительность при применении приспособлений?

Литература: [1], c. 8-16, [2], c. 637, 641-646; [3], c. 3-7; [5], c. 3-8.

Тема 1.2. Базирование заготовок

1.2.1. Основные понятия и определения теории базирования. Погрешность базирования. Установление связей между необходимой точностью объекта и точностью его базирования. Расчет погрешности базирования.

1.2.2. Типовые схемы базирования.

1.2.3.Переход от теоретической схемы базирования к конструкции базирующих устройств. Выбор базирующих устройств технологической оснастки.

Методические указания

Приступая к изучению темы, следует обязательно повторить раздел дисциплины "Основы технологии машиностроения" – основы теории базирования детали при механической обработке: базы, их классификация, выбор и условное обозначение (по ГОСТ 21495-76), погрешность базирования и установки. Рассмотреть типовые схемы базирования: для корпусных деталей (по трем взаимно перпендикулярным плоскостям, по плоскости и двум отверстиям; по отверстиям, расположенным на одной оси; по плоскости и отверстию); валов и втулок (на пальце и оправке; на призмы – длинную и короткую; в патронах и центрах); дисков; рычагов и вилок.

Выбор баз и схемы базирования тесно связаны с основными принципами установки заготовки в приспособление. Первый принцип - рациональное расположение опорных точек, лишающих заготовку шести степеней свободы (правило шести точек), второй - принцип локализации контакта. Выбирая базы и определяя число конструктивно оформленных базирующих (установочных) элементов приспособления, следует использовать, по возможности, минимальное их число. Благодаря этому приспособление будет производительнее и дешевле.

Для получения наибольшей точности при обработке нужно выбрать такую схему установки, при которой погрешность базирования по наиболее точным параметрам равнялась бы нулю. Такое требование выполняется при соблюдении принципа совмещения технологической и измерительной баз. Однако это не является обязательным условием. Иногда при установке заготовки свести погрешность базирования к нулю невозможно или не целесообразно (например, в связи с необходимостью применения излишне сложных приспособлений). В этом случае применяется схема установки заготовки, при которой погрешность базирования вместе с другими погрешностями не превышает допуска по выдерживаемым параметрам.

Вопросы для самопроверки

1. Принципы установки заготовки в приспособлении.

2. Что такое погрешность установки?

3. Дать определение погрешности базирования, погрешности закрепления, погрешности положения заготовки, вызванной неточностью приспособления.

4. В чем отличие погрешности положения заготовки от погрешности приспособления?

5. Что вызывает появление погрешности базирования, погрешности закрепления, погрешности приспособления?

6. Могут ли погрешности базирования, погрешности закрепления, погрешность приспособления отсутствовать?

7. Как влияет расстояние между технологической и измерительной базами на погрешность базирования?

8. Как влияет направление силы закрепления на величину погрешности закрепления?

9. Какое влияние оказывает конструкция установочного элемента и точка приложения сил закрепления на величину погрешности закрепления?

10. Назначение базирующих (установочных) элементов приспособления.

11. Приведите примеры влияния выбора баз на конструкцию приспособления.

12. Какое влияние оказывает конструкция установочных элементов на погрешность закрепления?

Литература: [1], c. 147 – 156, с. 386 – 402; [2], c. 7-26; [5], c. 9-21.

Тема 1.3. Базирующие (установочные) устройства приспособлений

1.3.1. Типовые базирующие (установочные) устройства (опорные пластины, постоянные опоры, установочные пальцы, призмы, центры), их размещение в технологической оснастке. Основные требования, предъявляемые к базирующим (установочным) элементам. Госты на установочные элементы. Материалы, применяемые для изготовления установочных элементов. Термическая обработка установочных элементов и точность их изготовления.

1.3.2. Дополнительные опоры, их конструктивное исполнение и область применения. Применение регулируемых, подводимых и самоустанавливающихся опор.

Методические указания

При изучении данной темы необходимо уяснить номенклатуру и конструктивные особенности базирующих (установочных) элементов, материалы, применяемые для их изготовления, термическую обработку и точность их изготовления. Конструкция и размеры установочных элементов должны, как правило, выбираться по ГОСТ. Выбор типа и размеров установочных элементов зависит от размеров и состояния баз заготовки. Их количество и расположение выбирается в соответствии с принятой схемой установки.

Необходимо также принимать во внимание, что все установочные элементы (постоянные опоры, пластины, призмы, пальцы и т.п.) должны отвечать следующим требованиям: длительное сохранение точности размеров и их взаимного расположения; число и расположение установочных элементов должны обеспечить необходимое базирование заготовки, устойчивость и жесткость ее закрепления (излишнее число установочных элементов всегда приводит к появлению неопределенности базирования); рабочие поверхности установочных элементов должны быть небольших размеров, это необходимо для уменьшения влияния величины неточности изготовления технологической базы и ее макронеровностей на величину погрешности базирования; установочные элементы не должны портить базы заготовки при установке по обработанным поверхностям, это требование ограничивает стремление свести контакт установочных элементов с базой к точке, которая вытекает из предыдущего требования; установочные элементы должны быть жесткими и обеспечивать сопряжения их с корпусом приспособления, это требование зависит от необходимости уменьшить влияние собственных деформаций установочных элементов и других контактных деформаций в их сопряжениях с корпусом приспособления на величину погрешности закрепления заготовки; высокая износоустойчивость (это необходимо для уменьшения влияния износа установочных элементов); возможность легкой и быстрой замены. При правильном выборе установочных элементов можно свести погрешность установки заготовки к минимуму. Особое внимание обратить на выявление причин погрешности при базировании заготовок на различные установочные элементы и устройства.

Вопросы для самопроверки

1. Различные виды установочных элементов и предъявляемые к ним требования.

2. Конструктивное оформление установочных элементов.

3. В каких случаях применяются регулируемые, подводимые и самоустанавливающиеся опоры.

4. ГОСТы на установочные элементы.

5. Точность изготовления установочных элементов.

6. Материалы установочных элементов, термообработка.

Литература: [1], c. 17-29; [2], c.28-43; [3], c. 8-21; [5], c. 22-26.

Тема 1.4. Методика расчета сил закрепления заготовки