2.17 Расчет площади участка

Площадь участка определяется по формуле

F_уч=f_обк (45)

где f_об—площадь, занимаемая оборудованием

к—коэффициент, учитывающий площадь расстановки оборудования на участке.

F_уч=3,5·8,35= 29,2м²

Принимаем F_уч=4,9·6= 29,4 м²

2.18 Проектирование планировки участка восстановления

Проектирование планировки участка восстановления производится расстановкой оборудования на рассчитанной площади в выбранном масштабе с соблюдением норм строительного проектирования. Планировка выполнена на формате А2

3 Конструкторская часть

3,1 Анализ существующих конструкций приспособлений

В зависимости от вида производства (единичное, серийное, массовое), технологических требований, конфигурации обрабатываемых заготовок, их размеров, условий применения приспособления подразделяют на несколько групп: специальные (СП); универсально-сборочные (УСП); сборно-разборные (СРП); универсально-переналаживаемые (УПП); универсальные общего назначения (УП) и некоторые другие.

Специальные приспособления (СП) предназначены для налаженных операций, закрепленных за станками. Приспособления разрабатывают согласно технологическому процессу на конкретные операции, и поэтому они рассчитаны на установку и закрепление однотипных заготовок. Такие приспособления обеспечивают высокую точность установки и быстрое закрепление. Для удешевления изготовления специальных приспособлений следует предусматривать в их составе широкое использование стандартных узлов и деталей.

Универсально-сборные приспособления (УСП) предназначены для оснащения станков, работающих в условиях единичного (опытного) или мелкосерийного производства, а также неустановившегося производства. Приспособления УСП собирают из взаимозаменяемых узлов и деталей, заранее изготовленных и хранящихся на раздаточном складе.

Сборка приспособлений для конкретных случаев применения не требует значительных затрат времени на трудоемкую разработку чертежей и специального изготовления, так как для таких случаев достаточно подобрать готовые детали и собрать приспособление.

Каждый комплект состоит из нескольких групп элементов и узлов: 1) базовые элементы, в том числе плиты, угольники и др.; 2) опорные и корпусные элементы (определяющие каркас приспособления), подкладки, опоры, планки, угольники н др.; 3) направляющие и установочные элементы — втулки, шпонки, кольца, штыри, колонны и др.; 4) прижимные элементы — прихваты, кулачки и др.; 5) крепежные элементы'— болты, гайки, шпильки, штифты, шайбы и др.; 6) прочие элементы; 7) неразборные узлы — зажимные, установочные, силовые и др.

Созданы комплекты переналаживаемых универсально-сборных приспособлений (ПУСП). Они включают набор неразборных узлов, быстродействующих зажимов, допускающих самостоятельную установку непосредственно на столе станка.

В системе УСП созданы также комплекты универсально-сборных накладных кондукторов (УСНК).

Сборно-разборные приспособления (СРП) применяют в условиях мелкосерийного и серийного производства . По своему назначению они являются специальными, так как в собранном виде рассчитаны на установку и закрепление однотипных заготовок, как и в системе УСП. Собирают их из отдельных нормализованных и стандартизованных узлов и деталей. При сборке приспособлений допускается при надобности производить доработку деталей, если это диктуется условиями сборки. СРП можно также дополнять некоторыми специальными деталями (по необходимости), а также нормализованными элементами и узлами, заимствованными из других систем. СРП допускают применение механизированных приводов.

Достоинством системы СРП является несложность сборки и экономичность оснащения, особенно их применения на стадии не установившегося производства. К недостатку следует отнести малую жесткость собранной конструкции вследствие неизбежности применения резьбовых соединений. Универсально-переналаживаемые приспособления (УПП) предназначены для серийного и мелкосерийного производства, когда применение специальных или универсальных (УП) приспособлении экономически неоправданно (значительная номенклатура и мелкие партии заготовок).

УПП состоят из корпусных деталей, собранных со сменными наладками. При смене наладок корпусные детали и приводы сохраняются постоянными, являясь неразборной частью.

В состав УПП входят кулачковые и цанговые патроны, тиски, делительные устройства, скальчатые кондукторы, столы и др. До оснащения наладками основой таких приспособлений являются любые конструкции. Для установки и закрепления наладок в основной части приспособления должны быть предусмотрены посадочные места. УПП могут иметь ручное управление, если это целесообразно по соображениям обслуживания и для упрощения конструкции. Для повышения производительности следует отдавать предпочтение механизированному приводу. Механизированный привод можно монтировать в корпусе приспособления или устанавливать отдельно.

К группе УПП относят также отдельные зажимающие устройства, устанавливаемые на столе станка.

Универсальные приспособления (УП) применяют для оснащения станков, обслуживающих единичное и опытное производства, а также инструментальные и ремонтные цехи. Допускают установку заготовок, различающихся формой и размером вписываемых в габариты посадочных мест приспособлений. УП высокой точности установки заготовок не обеспечивают. При установке и закреплении обрабатываемых заготовок требуются большие затраты вспомогательного времени, нередко превышающие машинное время обработки, так как конструкция приспособления не предусматривает преимущественных условий установки и закрепления каждой заготовки, поступающей на обработку. УП состоят из литого корпуса (условие достаточной жесткости) и несъемных узлов — установочных и зажимающих. Универсальности закрепления достигают регулированием зажимающих деталей. УП могут быть дополнительно оснащены несложными наладками расширяющими установочные возможности. Закрепление заготовок производят от руки, но оно может быть механизировано.

3.2 Назначение и устройство приспособления

Трехкулачковый самоцентрирующий патрон в дальнейшем (патрон) применяется для закрепления деталей при ремонте и восстановлении. Патрон используется для закрепления деталей при механической обработке.

Патрон состоит из шестерни (1), крышки (2), корпуса (3), кулачков (4), рейки (5) и колеса зубчатого (6).

3.3 Принцип действия приспособления

Обрабатываемая деталь зажимается кулачками (4), скрепленными с рейкой(5), входящей в зацепление со спиралью, нарезанной на переднем торце конической шестерни(1). Вращением ключа одного из трех зубчатых колес(6) перемещаются кулачки (4) в Т-образных пазах корпуса (3). Зубчатые колеса (6) расположены равномерно по окружности патрона в отверстиях корпуса и закреплены в нем шпильками. Крышка (2) ограничивает перемещение шестерни (1) в осевом направлении. Шестерня (1) установлена в корпусе так, что зазор между ее торцом и крышкой составлял 0,02…0,05мм. Продольные боковые выступы на рейке служат направляющими для кулачков, которые крепятся к рейке винтами.

Расположение зажимных поверхностей кулачков уступом по трем различным радиусам увеличивает диапазон размеров зажимаемых заготовок и облегчает переналадку патрона с одного размера на другой.

Преимуществом универсальных трехкулачковых патронов является простота конструкций, универсальность и достаточное усилие зажима, а недостатком сильный износ спирали и преждевременная потеря точности патрона.

3.4 Расчет приспособления

Определить максимальную силу Q_max, которую можно приложить к стандартному ключу (L=1,5d) при вращении одного зубчатого колеса до появления в резьбе напряжений равных пределу текучести σ_т=24010³МПА. Расчет выполним для колеса со средним диаметромd=20мм. Коэффициент тренияf=0,15.

Определим осевую силу Р при которой в зубьях возникает напряжение равное пределу текучести:

Р=d²σ_т/(410³) =3,1420²240_т10³/(410³)=754Н

Находим крутящий момент, прикладываемый к ключу:

М_зав=Рfd/ 2= 7540,1520 / 2=1131Н

Q_max=100М_зав /L= 1001131 /(1,520)= 38Н

f= 2,275 мм – наибольший прогиб одного витка;

d= 2,0 мм – диаметр проволоки пружины.

Число рабочих витков пружины: п= z₁/z= 13,473 / 2 = 7

При полутора нерабочих витка полное число витков: п₁=п+1,5= 7 +1,5=8,5

3.5 Технико-экономическое обоснование конструкции приспособления

Экономическая целесообразность выбора и применения станочных приспособлений в любом производстве, особенно в серийном и массовом, определяется их окупаемостью. Все затраты на оснащение производства приспособлениями должны быть компенсированы за счет экономии производственных затрат. В общем виде экономическая целесообразность применения приспособлений может быть выражена

в ожидаемой экономии при применении приспособления к затратам на изготовление приспособления и на его эксплуатацию.

Целесообразность оснащения производственного процесса специальными при­способлениями подтверждают расчетом.

Для снижения себестоимости изготовления приспособления и сменных наладок в их составе следует широко использовать стандартизованные узлы и детали.

Важным показателем совершенства конструкции является условие равной прочности и равной долговечности всех элементов, поскольку наличие в конструкции хотя бы одного недостаточно долговечного элемента снижает надежность конструкции в целом. Главное, на что было обращено внимание при проектировании - чтобы ни один из этих элементов не выходил из строя раньше намеченного срока очередного планового ремонта.

В проекте широко использованы стандартные изделия (крепежные детали, уплотнения, и т. д.), а также стандарты на различные элементы проектируемых деталей (выточки, галтели, литейные уклоны, заплечики и т. д.). Этот важнейший технико-экономический фактор обеспечил:

Уменьшение объема конструктивных работ, благодаря сокращению вновь проектируемых узлов и деталей, и выполняемых чертежей.

Снижение сроков изготовления и общей стоимости изделия за счет применения стандартной технологии, готовых (покупных) относительно дешевых стандартных деталей и инструментов.

Регламентацию всех характеристик стандартизированных объектов, что дает возможность централизации их производства, широкой кооперации, международного обмена и легкой замены во время эксплуатации и ремонта.

Унификация посадочных размеров снижает номенклатуру контрольных калибров.

Унификация крепежных деталей уменьшает комплект гаечных ключей и количество запасных деталей, упрощает ремонтное обслуживание и эксплуатацию.

Назначение посадок, допусков, степеней точности и классов чистоты поверхности деталей выбраны позиции их влияния на эксплуатационные свойства приспособления и согласованы с технологическими возможностями производства приспособления, поскольку необоснованно высокие требования повысили бы себестоимость приспособления, не улучшая его качества.

Выбранные степени точности соответствуют квалитетам 8 — 9, что наибо

лее экономично для приспособлений общего назначения. Использована наиболее распространенная системе отверстия, поскольку сокращается номенклатура дорогих инструментов для отверстий. Для экономичности с рядами предпочтительных чисел согласованы с линейными размерами по ГОСТ 8032 - 56.

Экономические аспекты при проектировании проявляются при выборе материалов, термообработки, упрочняющей технологии, формы и способы изготовления детали. Технологичность деталей и узлов является одним из важнейших условий в создании приспособлений с оптимальными технико-экономическими показателями. При серийном производстве наиболее экономичным является формообразование деталей (частичная или окончательная) методом литья или пластическим деформированием (обработка давлением) в отличии формообразования снятием стружки. При этом ускоряется процесс производства, уменьшается расход материалов и снижаются затраты на электроэнергию и инструмент.

Поскольку до 50% общей трудоемкости изготовления приспособлении падает на сборочные операции, а от качества сборки в большей степени зависит качество приспособления. Для осуществлению удобной сборки и разборки, были исключены ручные операции, неправильное взаимное положение сопряженных узлов (например, с помощью штифтов и болтов, устанавливаемых без зазора). Было уменьшено число деталей, сделана удобная компоновка узлов с легко доступными местами крепления.

Экономичность, надежность, долговечность, к.п.д., и другие показатели приспособления в большей степени зависят от изнашивания рабочих поверхностей. Трение и изнашивание наносят огромный ущерб народному хозяйству. Установлено, что 85...90% машин выходят из строя в результате изнашивания деталей и только 10... 15% - по другим причинам, например, из - за поломок, которые в свою очередь являются следствием изменения условий работы, вызванное износом сопряженных поверхностей, который снижает их изгибную прочность и выносливость. Предусмотрены защитные устройства, предупреждающие попадание абразивных частиц в зону контакта

При оценке экономичности приспособления учтены затраты на материалы, изготовление и эксплуатацию, поскольку одним из важных показателей при такой оценке является массогабаритный характер.