книги из ГПНТБ / Терликова Т.Ф. Основы конструирования приспособлений курс лекций

Министерство высшего и среднего специального образования Р С Ф С Р

Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения

Т.Ф. ТЕРЛИКОВА А.С. МЕЛЬНИКОВ

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

(Курс лекций)

Ростов-на-Дону

1974

В цехах машиностроительных заводов, начиная от заго­ товительных н кончая экспедицией, пользуются большим ко­ личеством приспособлений,

Назначения и условия работы приспособлений, применяе­ мых при механической обработке, сборке, контроле, тран — спортировании деталей и других проиеосое, существенно раз­ личны, Соответственно различны и койЬ^'рукх^иЛхдисутособпений, требования к ним, а, следовательно/й» задлчн^. Которые приходится решать конструктору при сйзданЬй* ff|ktcnoco6no-

гательные устройства, предназначенные для выполнения ста­ ночных, сборочных и контрольных операций, а также для за­ хвата и перемещения деталей и узлов. Их называют еще тех­ нологической оснасткой.

С каждым годом в нашей стране выпускаются все боле* совершенные машины, В настоящее время более 123 тысяч наименований машин выпускается ежегодно. Для их изготов­ ления требуются многие миллионы единиц разной оснастки. Так, для производства современного токарного станка необ­ ходимо около полутора тысяч напменованяй станочных при­ способлений, для производства автомобилей, тракторов тре­ буется более двадцати тысяч наименований приспособлений. В крупносерийном и массовом производстве на каждую де­ таль основного производства приходится в среднем 10 при­ способлений, причем 70-80% общего их количества являются станочными.

3

Стоимость приспособлений составляет 16-20% от стои­ мости оборудования. На каждые 100 тысяч затрат на осво­ ение новых машин 80-40 тысяч расходуется на оснастку.

Бели количество и стоимость приспособления стоит ве­ лики, то польза от применения приспособлений еще больше.

Преимущества применения приспособлений

1.Устранение разметки деталей перед обработкой.

2.Повышение точности обработки.

8. Повышение производительности труда.

4. Снижение себестоимости продукции. Б. Облегчение условий труда рабочих.

0. Обеспечение взаимозаменяемости деталей и узлов.

7, Повышение безопасности работы и исключение аварий за счет использования защитных и блокировочных устройств,

8. Использование устаревшего оборудования без снижении точности и производительности его.

0.Обеспечение точного нормирования труда рабочего за счет строгой регламентации движений и длительности отдель­ ных приемов.

10.Расширение возможностей группового (многостаночного) обслуживания станков.

11.Сокращение количества рабочих, необходимых для выпус­

ка продукции.

Современный уровень развития науки и техники ставит перед советским машиностроением большие и сложные зада­ чи, которые обеспечили бы непрерывное движение народного хозяйства по пути к коммунизму. Машиностроение является основой технического прогресса отечественного народного хозяйства, основой технического уровня производства. А тех­ нический прогресс, как говорится в Программе КПСС "...n o - t аволит, ие создавая излишнего напряжения для человека, значительно интенсифицировать и ускорять производственные Процессы, достичь высшего класса их точности, стандарти­ зации массовых изделий промышленности, максимального внедрения поточного, конвейерного производства' [ 8] .

Чтобы решить огромные задачи, стоящие перед машино-

4

строением, необходимо самому машиностроению повысить свой технический уровень производства, достичь у себя тех­ нического прогресса.

Повысить технический уровень в короткий срок только за счет ввода в действие новой техники, постройки новых предприятий невозможно. Именно поэтому в Программе КПСС говорится о том, что: *Строительство новых, технически ос­ нащенных предприятий должно сочетаться с реконструкдней действующих, обновлением и модернизацией их оборудования*

Наряду с внедрением на заводах высокопроизводитель­ ных агрегатных, полуавтоматических и автоматических стан­ ков широкое распространение получила интенсификация рабо­ чего процесса на станках общего назначения за счет повы­ шения скоростей резания и увеличения подач. Но значитель­ ный эффект от этого не может быть получен без сокраще­ ния вспомогательного времени, иногда составляющего до 80% всего времени обработки детали. Поэтому совершенст­ вование приспособлений является одним из основных резер­ вов повышения производительности труда. Необходимо на — стойчиво добиваться внедрения бопее совершенной оснастки и приспособлений, дальнейшей механизации вспомогательных операций. Нужно шире применять средства малой автомати­ зации к числу которых относятся: автоматические загрузоч­ ные и зажимные приспособления, автоматические устройства для активного контроля размеров обрабатываемых деталей, ограничители хода, автостопы, транспортеры, склизы и др.

Использование приспособлений, как средств ускорения процесса изготовления машин, известно давно. Но сравни­ тельно недавно (со времени зарождения технологии машино­ строения как науки) стали анализировать и обобщать опыт применения и конструирования приспособлений и возникло учение о конструировании приспособлений. Ученые, новаторы производства, инженеры-производственники провели и прово­ дят громадную работу по обобщению опыта отечественных И зарубежных заводрв по конструированию приспособлений. Выпи созданы специальные проектные институты, которые

вместе с передовыми заводами и научно-исследовательскими институтами занимались типизацией и нормализацией приспо­ соблений.

5

Вопросами обобщения опыта и теоретическими иссле­ дованиями по конструированию приспособлений занимаются наши ученые. Можно отметить труды профессоров, докто­ ров технических наук А.И.Каширина, А.Б.Яхина, В.С.Кор­ сакова, доктора технических наук В.П.Фираго - содержа­ щие теоретические расчеты точности установки; профессо­ ров, докторов технических наук Д.Н.Решетова, М.А.Ансерова —содержащие расчеты зажимных свойств приспособ­ лений; кандидатов технических наук Х.И.Бопотина, Н.И.Завислях, В.А.Бпюмберг и др., освещающих работу наиболее совершенных конструкций приспособлений.

Пути дальнейшего развития учения о конструировании приспособлений

Анализируя опыт создания приспособлений научно-ис­ следовательскими институтами и машиностроительными за­ водами можно отметить, что дальнейшее развитие конст­ руирования приспособлений идет в направлении:

1.Дальнейших теоретических исследований вопросов расчета и конструирования приспособлений;

2.Создания совершенных образцов конструкций при­ способлений, отвечающих возросшим требованиям точности

ипроизводительности обработки.

3.Упрощения проектирования и изготовлении приспо­ соблений путем широкой нормализации и стандартизации отдельных элементов, узлов и целых приспособлений.

4.Облегчения использования приспособлений путем их максимальной автоматизации.

5.Внедрения систем универсально-наладочных (УНП)

иагдегатированных приспособлений в мелкосерийном и индивидуальном производствах.

6. Повышения износоустойчивости, жесткости и мощ­ ности приспособлений путем применения Новых металличе­ ских и неметаллических материалов.

7. Разработки классификации приспособлений, в основе которой лежит единый классификатор для всего конструк­ тивного многообразия приспособлений. Эта классификация должна позволить: а) разработать единую методику расче­

6

та и конструирования приспособлений; б) разработать и из­ дать альбомы типовых узлов и конструкций приспособлений; в) организовать централизованное производство приспособ­ лений.

Современный уровень развития технологии и организа­ ции механо-сборочного производства предъявляет высокие требования к работе конструктора приспособлений, так как неправильные конструктивные решения приводят к удпине -1 нию сроков и неоправданному увеличению затрат на подго­ товку производства. Поэтому конструктор должен быть Во* оружен основными правилами построения конструкции при­ способлений, то есть методикой, а так же уметь произвес­ ти все необходимые расчеты, включая техническое и эко­ номическое обоснование Выбранного варианта.

Настоящий курс имеет своей целью познакомить сту ­ дентов с основами расчетов и конструирования приспособ­ лений, с конструкциями отдельных элементов приспособле­ ний и методикой создания из них работоспособных высоко­ производительных и экономичных приспособлений.

Назначение приспособлений

Назначение приспособлений может быть самое различ­ ное, иногда затрагивающее решение очень узкого вопроса, например, облегчение труда или обеспечение безопасности работы, а иногда затрагивает решение ряда вопросов, на­ пример, повышение производительности при одновременном повышении точности и безопасности работы. Задачи, кото­ рые приходится решать применением приспособлений очень различны и многообразны, но из этого многообразия мож­ но выделить три основные назначения.

1.Базирование и установка деталей без выверки.

2.Расширение технологических возможностей обору­ дования.

3.Повышение производительности труда. Рассмотрим это бопее подробно.

1.Базирование и установка деталей на станках без выверки ликвидирует операцию разметки, являющуюся до­

рогой н трудоемкой. Применение приспособлений, в кото­

7

рых базирование деталей осуществляется установочными элементами^ устраняет выверку положения обрабатываемой детали на станке, исключает зависящие от индивидуальных способностей и навыков рабочего субъективные погрешности установки. Таким образом^ применение приспособлений повышает точность обработки и обеспечивает возможность автоматического получения точности размеров на настроен­ ных станках, в результате чего достигается взаимозаменя­ емость обработанных деталей.

2. Расширение возможностей оборудования. Каждый станок предназначен для выполнения на нем какой-то оп­ ределенной работы, причем с определенной точностью. За­ вод изготовитель снабжает станок дополнительными при­ надлежностями: универсальными патронами, державками, тисками и др. Но не всегда удается достичь нужной точно­ сти пользуясь только этими принадлежностями. Например: нельзя обработать точное отверстие на обычном вертикаль­ но-сверлильном или изношенном расточном станке без спе­ циальных приспособлений.

С помощью специальных приспособлений можно изме­ нить назначение станка. Например, шлифовать на токарном станке, растачивать на фрезерном станке и др. Такая необ­ ходимость бывает часто ; мелкосерийном Производстве, т. к. дехи не имеют всего, могущего понадобиться оборудо - вания.

Но такая необходимость может возникнуть и в произ­ водствах большего масштаба при: а) переходе на изготов­ ление другой продукции, б) дерегруаке одного и недогруз­ ка другого оборудования.

Следовательно, расширение технологических возможно­ стей станка происходит в том случае, если специальное приспособление дозволяет: а) выполнять работу с точно - стью более высокой, чем может обеспечить станок; б) вы­ полнить на станке не свойственную ему технологическую операцию.

3. Повышение пооизводитепьности оборудования. Малая трудоемкость равной м е - ре зависит как от высокопроизводительного оборудования, так и от высокопроизводительного приспособления. Имеют­ ся пять основных путей сокращения времени на операцию,

8

которые может использовать конструктор, если перед ним стоит задача сконструировать приспособление, повышающее производительность оборудования.

а) Сокращение времени на установку и закрепление де­ тали. Приспособление освобождает рабочего от выверки пода жения детали при установке. Дпя сокращения этого времени конструктор может проектировать быстродействующие ручные механизированные, автоматизированные и многократные з а ­ жимные устройства, поворотные приспособления, автомати­ ческие загрузочные устройства, выталкиватели и др.

б) Увеличение числа одновременно работающих инстру­ ментов. При одновременной работе нескольких инструментот операция из многопереходной превращается в однопереход - нуга и время на обработку детали резко сокращается. Дли этого проектируются многошпиндепьные сверлильные и фре­ зерные головки, многорезцовые державки, державки для ре­ вольверных станков на несколько инструментов и др.

в) Одновременная обработка нескольких деталей. Дпя этого проектируются многоместные приспособления или при­ способления дпя установки деталей пакетами. Даже если де­ тали обрабатываются не одновременно, а последовательно (пакетом) сокращается время на установку и закрепление деталей, на врезание и выход инструмента.

г) Повышение режимов резания. Проектирование присно* соблений , повышающих жесткость технологической системы СПИД позволяет повысить режимы резания и применять миогоинструментапьную обработку, что снижает время на обра­ ботку.

д) Совмещение вспомогательного и основного времени. Проектируя поворотные многопозиционные многоместные или непрерывнодействующие приспособления, установку и снятие, закрепление и открепление деталей выполняют во время рабо­ ты станка, и время, затрачиваемое на это, перекрывается основным временем.

Используя рассмотренные нами пути, конструктор при - способления может оказать значительное влияние на повыше­ ние производительности оборудования^ на сокращение нормы времени на операцию. Дпя иллюстрации сказанного проанали­ зируем возможности сокращения элементов времени на опера­ цию.

9