Автоматизированное проектирование станочной оснастки (стр. 2 из 13)
СAD/CAM-системы находят применение в широком ди-апазоне инженерной деятельности,начиная с решения сравнительно простых задач проектирования и изго-товления конструкторско-технологической докумен-тации и, кончая, задачами объёмного геометричес-кого моделирования, ведением проекта, управления распределенным процессом проектирования и т.п. Современные изделия можно создать только с ис-пользованием CAD/CAM-систем на всех стадиях про-ектирования, изготовления и эксплуатации.
Разработка и создание CAD/CAM-систем является достаточно сложным и длительным процессом, тре-бует значительных затрат материальных и людских ресурсов. К сожалению, за последние годы государ-ственная политика по отношению к коллективам, создающим CAD/CAM-системы, резко изменилась. Из -за отсутствия централизованного финансирования практически прекращены новые разработки в этой области. Значительное количество коллективов –разработчиков распалось. В результате, например, среди отечественных машиностроительных CAD-систем поставляемых на рынок, продавалось не более пяти 2D-систем и не более одной-двух 3D-систем. Пол-ностью отсутствовали системы для проектирования в радиоэлектронике, строительстве и архитектуре. В то же время значительные средства расходуются организациями на закупку дорогостоящих зарубежных CAD/CAM-систем.Пользователи на местах оказываются неподготовленными к применению этих систем,и иногда случается,что в одной организации скапли-ваются несколько типов дублирующих друг друга систем,порой практически неэксплуатируемых.
Развитие отечественных CAD/CAM-систем и их широ-кое использование в промышленности позволит су-щественно сократить затраты на закупку таких сис-тем за рубежом и тем самым поддержать собственные
научные разработки в этой области.
2. Методология проектирования станочной оснастки .
2.1. ТРАДИЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ .
2.1.1. Исходные данные .
Разработка конструкции приспособления заключается в постепенном построении эскиза, выражающего идею приспособления, по контуру обрабатываемой детали. При конструировании приспособлений тщательному изучению и анализу подвергают обрабатываемую деталь, станок, на котором планируется оснащаемая операция, способ подвода режущего инструмента и охлаждающей жидкости, средства обеспечения установки детали, удаления стружки и др. Учитывают положение станочника относительно проектируемого приспособления и оборудования, размер партии деталей и планируемую производительность обработки, структуру технологической операции и режимы резания, вес заготовки,способ её загрузки и выгрузки.
В процессе анализа обрабатываемой детали выделяют поверхности, подлежащие обработке в проектируемом приспособлении, поверхности, назаначенные технологическими базами и под зажимы. Изучают геометрическую форму, размеры, координаты взаимного расположения поверхностей, а также требования точности обработки.
2.1.2. Порядок проектирования .
Конструирование функциональных элементов приспо-собления создаётся постепенно по мере аналитичес-кого рассмотрения функциональных поверхностей обрабатываемой детали. При этом на стадии констру-
ирования каждой очередной фукциональной группы элементов осуществляется их увязка с решениями, полученными на более ранних стадиях.
Наиболее общие методические указания по конструи-рованию приспособлений приведены в следующих пунктах:
1. Конструирование установочных элементов.
При анализе технологических баз (установочной,
направляющей, опорной) принимают решения о типах, размерах, пространственном положении и точностном исполнении установочных элементов станочного приспособления. Эти решения фиксирут на чертеже, содержащем изоборажение обрабатываемой детали. Конструкция установочных элементов приспособления зависит от формы, размеров, расположения и точности баз обрабатываемой детали.
2. Конструирование направляющих элементов.
В результате изучения обрабатываемых поверхностей детали принимают решения о конструкции элементов приспособления для направления режущего инструмен-та (кондукторных втулок в сверильных приспособле-ниях, установов в приспособлених для фрезерования и др.)
3. Конструирование зажимных элементов.
Конструкцию зажимных элементов и устройств приспособления определяют при проектировании после анализа формы и размеров поверхностей обрабатыва-емой детали, назначенных технологом под зажим. При этом учитывают силовые факторы, имеющие место в процессе обработки в приспособлении, а также требования производительности и экономичности конструкции.
4. Конструирование корпуса.
Осуществляют на завершающем этапе разработки приспособления. Конструкция корпуса в целом должна объединять все функциональные сборочные единицы и детали, иметь достаточную жёсткость, предотвращающую потери точности обработки детали.
2.1.3. Расчёты .
К основным расчётам можно отнести расчёты зажимных усилий прихватов и различных зажимных устройств, расчётры пальцев на срез, погрешности базирования и экономические расчёты.
Примеры :
а) Расчёт пальцев. Нередки случаи, когда в качестве технологической базы детали использую-тся цилиндрические отверстия (два или одно).
εb ε 
Δ  |
Рис. 1.
При установке детали на один установочный палец, последний снабжается двусторонним срезом (см. рис.1.), что позволяет компенсировать допустимые отклонения размеров между осью отверстия и базовой плоскостью детали и между осью установочного пальца и той же плоскостью.Ширина направляющего пояска b:
b=(D∙Δmin-∑^2)/∑ (2.1)
где D – номинальный диаметр пальца;
∆min – минимальный радиальный зазор между
направляющим пояском и стенкой отверстия;
∑=δ+δ’ – величина возможного смещения отверстия
относительно установочного пальца;
δ – допуск на размер от базовой плоскости до оси
отверстия детали;
δ’ – допуск на размер от базовой плоскости до оси
срезанного пальца.
При установке на два пальца один из них выполняется срезанным.В этом случае компенсируются допустимые отклонения размеров между осями отверстий детали и осями установочных пальцев приспособления. Ширина направляющего пояска b тогда будет определяться так:
b=(D∙Δmin-(∑-Δ’min)^2)/∑-Δ’min
где ∑=δ+δ’ – величина возможного смещения
отверстий относительно установочных
пальцев за счёт допусков на межцентровые
расстояния(на детали δ и в
приспособлении δ’);
Δ’min – минимальный радиальный зазор между стенкой
отверстия и цилиндрическим пальцем,
выбираемый в зависимости от требуемой
точности установки и технологических
факторов и обеспечивающий лёгкость
посадки.
Наибольший перекос детали вследствие имеющихся зазоров между установочными пальцами и отверстиями определяются по формуле:
Sin α =( αo+αn+2Δmin +α’o+α’n+2Δ’min)/2L (2.2)
Где αo , α’o – допуски на отверстия соответсвенно
под срезанный и цилиндрический пальцы;
αn , α’n – допуски на пальцы (срезанный и
цилиндрический).
В направлении линии центров погрешности установки составляют:
С’= α’o+α’n+2Δ’min
С = С’+2δ
Приведённые выше зависимости показывают, что точность установки можно повысить путём замены цилиндрического жёсткого пальца самоцентрирующимся разжимным.При этом получим:
С’= 0
С = 2δ
Sin α= (αo+αn+2Δmin)/2L
Для ещё большего увеличения точности установки детали целесообразно иногда делать самоцентри-рующимися оба пальца.