Теоретические сведения. Технологическая оснастка представляет собой вспомогательные устройства, предназначенные для реализации технологических возможностей оборудования или

Технологическая оснастка представляет собой вспомогательные устройства, предназначенные для реализации технологических возможностей оборудования или работающие автономно на рабочем месте с использованием ручного, пневматического, электромеханического и других приводов. При выборе технологической оснастки в соответствии с ГОСТ14.305.-73 ЕСТПП определяют по каталогам исходя из вида работы принадлежность конструкции к определенной системе технологической оснастки. К системам технологической оснастки относятся:

· неразборная специальная оснастка (НСО);

· универсально-наладочная оснастка (УНО);

· сборно-разборная оснастка (СРО);

· универсально-безналадочная оснастка (УБО);

· специализированная наладочная оснастка (СНО).

Конструкцию оснастки выбирают с учетом стандартных и типовых решений для данного вида технологической операции с учетом габаритных размеров изделия, вида заготовки, характеристики материала изделия, точности параметров изделия, технологических схем базирования и фиксации изделий, характеристик оборудования, типа производства.

Технологическая оснастка применяется для следующих операций:

1) подготовка выводов радиоэлементов к монтажу (гибка, обрезка, формовка, лужение);

2) подготовка проводов и кабелей к монтажу (снятие изоляции, зачистка, заделка, маркировка, вязка жгутов, лужение);

3) механическая сборка (расклепка, развальцовка, запрессовка, расчеканка, свинчивание, стопорение резьбовых соединений);

4) установка радиоэлементов на печатные платы (укладка, закрепление);

5) монтажные работы (пайка, сварка, накрутка, демонтаж элементов);

6) регулировочные и контрольные операции (подстройка параметров, визуальный и автоматический контроль) и т.д.

Использование технологической оснастки имеет целью механизировать или автоматизировать отдельные операции технологического процесса. Выбор технологической оснастки проводят в соответствии с ГОСТ14.305-73 путем сравнивания нескольких вариантов. На первом этапе используют стандарты: ОСТ4ГО.054.263 – ОСТ4Г0.054.268, научно-технические журналы, патентную и справочную литературу. Выбор конструкции оснастки осуществляют путем расчета следующих технико-экономических показателей: коэффициент загрузки единицы технологической оснастки и затраты на оснащение технологической операции.

Коэффициент загрузки К_з единицы оснастки рассчитывается по формуле

К_з = Т_штN/Ф_д, (6.1)

где Т_шт – штучно-калькуляционное время выполнения операции;

N – программа выпуска;

Ф_д – годовой фонд рабочего времени.

На втором этапе осуществляется доработка конструкции рабочих узлов технологической оснастки в соответствии с размерами обрабатываемых деталей и радиоэлементов и техническими условиями на изделие. Конструкция приспособления должна быть увязана с конструкцией технологического оборудования, расположением стола станка, пресса, крепежных пазов на нем.

К проектированию специализированных групповых приспособлений предъявляются следующие требования:

1) приспособление должно иметь комплект сменных или регулируемых элементов (направляющие, установочные, зажимные и др.), обеспечивающих стабильность установки любой из деталей группы;

2) количество деталей, входящих в сменный комплект, должно быть минимальным;

3) переналадка приспособления должна быть простой, доступной рабочему 2-3 разряда, и проводиться не более 5–10 мин.

Сборочный чертеж технологической оснастки содержит обычно две–три проекции общего вида с соответствующими разрезами и сечениями. На нем указывают габаритные и присоединительные размеры, а также размеры, износ которые влияет на точность приспособления. К таким размерам относятся различного рода посадки, обозначаемые в соответствии со СТ СЭВ 144-75. В технических требованиях приводят следующие сведения:

– характеристики совместно используемого оборудования, тип привода;

– наибольшие габаритные размеры обрабатываемых деталей;

– характер смазки трущихся деталей и др.

На завершающем этапе проектирования технологической оснастки выполняют поверочный расчет, который имеет целью определение ее работоспособности, производительности и других технических характеристик.

При расчетах чаще всего определяют механические характеристики работы приспособления. Усилие, разрабатываемое винтовым механизмом, зависит от величины приложенного момента, формы рабочего торца винта и вида резьбы.

Для винтов со сферическим торцом:

(6.2)

где F_прил – усилие, приложенное к рукоятке винтового механизма,

L – длина рукоятки,

r_ср – средний радиус резьбы,

a – угол подъема резьбы;

x – приведенные угол и радиус трения.

Угол подъема резьбы и приведенный угол трения:

(6.3)

где S – шаг резьбы, мм;

f – коэффициент трения на плоскости;

b – половина угла при вершине профиля резьбы, град.

Для винтов с плоским торцом:

F = , (6.4)

где m – коэффициент трения на плоском торце;

D – наружный диаметр плоского торца, м.

Условие самоторможения винтового механизма:

a < x_пр. (6.5)

Для резьбы величина угла подъема лежит в пределах 1,5 – 4^o, а приведенный угол трения изменяется в зависимости от величины коэффициента трения в пределах от 6 до 16^o, условие торможения, как правило, выполняется. Для проверочных расчетов винтового механизма выбирают следующие исходные данные:

F_прил = 15–25 Н; L = 0,08–0,24 м; f = 0,1–0,15; r_ср = 0,45d;

D = 0,8d; m = 0,1; b = 120^o,

где d – номинальный диаметр резьбы, в мм.

КПД винтового механизма рассчитывается по формуле:

z= . (6.6)

Для самотормозящихся винтовых механизмов КПД меньше 0,5. Выбрав номинальный диаметр винта в зависимости от требуемого усилия зажима F, проверяют прочность винта:

s_р = < s_р.доп, (6.7)

где s_р – напряжение растяжения винта, МПа;

s_р.доп – допустимое напряжение растяжения материала винта, МПа;

K – коэффициент, для метрической резьбы с крупным шагом – 0,5.

Для винтов с резьбой М6-М18, изготовленных из сталей обыкновенного качества марок Ст3, Ст5, допустимое напряжение до 200 МПа, качественных сталей 10…85 – до 430 МПа.

Усилие, развиваемое рычажным механизмом (рисунок 6.1), определяется по формуле

F = F_прил , (6.8)

где L₁, L₂ – плечи рычага;

f_o – коэффициент трения на оси;

r – радиус оси.

В эксцентриковых механизмах применяются круговые и криволинейные эксцентрики, представляющие собой диск или валик со смещенной осью вращения относительно геометрической оси. Угол подъема кругового эксцентрика достигает максимального значения при угле поворота 90°. Однако при этом возможна нестабильность усилия. В связи с этим для обеспечения незначительного изменения зажимного усилия выбирают рабочий участок профиля кругового эксцентрика в пределах 30-45^о влево и вправо от расчетной точки контакта детали с эксцентриком. Усилие зажима круговым эксцентриком определяют по формуле

, (6.9)

где F_прил – сила, приложенная к рукоятке эксцентрика (100–150 Н);

L₁ – плечо приложения силы, м, L₁ = L + 0,5D, где L – длина рукоятки;

D – диаметр кругового эксцентрика;

L₂ – расстояние от оси вращения эксцентрика до точки соприкосновения; f – угол трения между эксцентриком и изделием, град;

f₁ – угол трения на оси эксцентрика, град;

a – угол подъема кривой эксцентрика, град.

Условие самоторможения кругового эксцентрика:

D/L ³ 14, (6.10)

где L – эксцентриситет (1,5–5,0 мм).

При расклепывании усилие, прикладываемое к детали, определяют как:

F = (2 – 2,5)s_вS, (6.11)

где s_в – предел прочности материала детали на растяжение;

S – площадь приложения давления.

Для развальцовки это усилие определяется так:

F = s_вS. (6.12)

При гибке выводов радиоэлементов усилие выбирается из условия

F_r = s_т, (6.13)

где L – длина линии изгиба;

d – диаметр вывода;

B – плечо гибки, равное r+1,25d, где r – внутренний радиус гибки;

s_т – предел текучести материала выводов.

Рассчитанное усилие, необходимое для работоспособности приспособления, должно быть в 5–8 раз меньше усилия, развиваемого приводом приспособления или технологическим оборудованием.

Усилие, развиваемое пневмоприводом (рисунок 6.2):

Fп = pD²pz/4 – F_c, (6.14)

где D – диаметр поршня или диафрагмы в пневмоцилиндре;

p – давление сжатого воздуха;

Рисунок 6.2. Схема пневмопривода

F_c – усилие сопротивления возвратной пружины в крайнем рабочем положении поршня.

1 – привод; 2 – плечи; 3 – губки Рисунок 6.1. Схема рычажного механизма

Время срабатывания пневмопривода:

где L – длина хода поршня;

d – диаметр воздухопровода;

v – скорость подачи воздуха (150–250 м/с).