Разработка конструкции

Для правильного решения всех вопросов проектирования необходимо иметь следующие исходные данные:

1.Чертежи заготовки и готовой детали с техническими требованиями.Изучая их, конструктор получает сведения: о форме, размерах, допусках на деталь, припусках, шероховатости поверхностей, материале детали, местах разъема штампов или опок и др.

2.Эскизы на предшествующую и выполняемую операцию.Они характеризуют схему базирования и закрепления детали на этих операциях, показывают, какие поверхности уже обработаны, какие ещё нет, из них видна точность обработки.

3.Карты технологического процесса обработки детали, в которых указаны последовательность и содержание операций, базирование, применяемые инструменты и оборудование, режимы резания, проектная норма штучного времени с выделением времени на установку, закрепление и снятие детали.

4.Объём выпуска деталей, который необходим в тех случаях, когда неизвестна производительность операции и не оговорено вспомогательное время.

5.ГОСТы и нормали на деталии узлы станочных приспособлений, альбомынормализованных конструкций приспособлений, паспорта или данные о размерах посадочных мест станков.

Прежде чем приступить к конструированию приспособления, конструктор должен тщательно изучить исходные данные.Кроме этого, целесообразно ознакомиться со станком в цехе, выявить технологические возможности инструментального цеха, где будут изготовлять приспособление, выявить наличие на складе нормализованных заготовок, деталей и узлов приспособлений.

Если в результате глубокой проработки исходных данных конструктор создает более рациональную схему приспособления, улучшающую построение операции, то после согласования с технологом эти изменения вносят в технологический процесс.

Конструкция приспособления должна отвечать ряду требований, которые необходимо учесть как при выборе отдельных элементов, так и при разработке его общей компоновки.

1. Приспособление должно обеспечить получение заданной точности. Это достигается: выбором соответствующей конструкции и точности элементов, определяющих положения детали в приспособлении и инструмента относительно приспособления; жесткостью корпуса, гарантирующей неизменность положения приспособления и отсутствие вибраций; надежностью зажимов, обеспечивающих неизменность положения детали во время обработки; точностью установки приспособления на станке.

2. Приспособление должно обеспечить заданную производительность операции. Это требование обеспечивается применением механизированных и автоматизированных зажимных механизмов и силовых приводов, автоматизацией других рабочих приемов по обслуживанию приспособления.

З. Приспособление должно быть экономически целесообразно. Расходы на проектирование, изготовление и эксплуатацию приспособления должны окупаться за счет снижения себестоимости выполняемой операции. Только в одном случае этим требованием можно пренебречь, когда применение приспособления освобождает рабочих от тяжелого физического труда. Во всех остальных случаях экономический фактор является одним из решающих.

4. Приспособление должно обладать хорошей ремонтоспособностью. Это требование обеспечивается выбором соответствующей конструкции быстроизнашивающихся деталей и способом их крепления на приспособлении.

5. Приспособление должно быть удобным в эксплуатации. Это обеспечивается за счет: удобства установки и снятия детали; удобства расположения рабочих рукояток; легкости очистки от стружки; простоты установки приспособления на станке; отсутствия мелких частей, которые могут затеряться

6. Приспособление должно облегчать труд рабочего. Это требование становится особенно важным тогда, когда проектируется приспособление для тяжелых работ с частой повторяемостью, приводящей к быстрому утомлению.

7. Приспособление должно обеспечивать безопасность работы, что

достигается применением зажимных механизмов с самотормозящимися звеньями, а также специальных блокировочных устройств, обеспечивающих отключение станка при внезапном раскреплении заготовки.

Кроме перечисленных общих требований, в зависимости от назначения проектируемого приспособления, к нему может быть предъявлен ряд дополнительных требований, которые конструктор должен обеспечить при разработке конструкции.

Экономическое сравнение вариантов приспособления

Для выполнения технологической операции могут быть разработаны приспособления, обеспечивающие требуемую точность обработки, но разные по сложности, производительности и стоимости. В задачу конструктора входит выбор наиболее целесообразной для конкретных условий конструкции.

В качестве критериев целесообразности варианта приспособления используют либо цеховую себестоимость изготовления деталей, либо годовую технологическую себестоимость выполнения операции. Экономически целесообразным является тот вариант, при использовании которого себестоимость оказывается меньшей.

Сравнение деталей по цеховой себестоимости требует расчета всех ее составляющих, что часто усложняет задачу конструктора. Более простым и наглядным оказывается сравнение годовой технологической себестоимости операции. Причем в технологическую себестоимость включаются только те элементы, величина которых зависит от применяемого приспособления.

Все элементы годовой технологической себестоимости условно делят на две группы:

· расходы, величина которых зависит от объема выпуска деталей N; сюда входят: зарплата станочника З; расходы на эксплуатацию станка ; расходы на амортизацию станка ; стоимость электроэнергии, расходуемой приводом станка на холостом ходу во время установки и снятия заготовки ;

· расходы, величина которых зависит от конструкции приспособления, но не зависит от объема выпуска деталей; сюда входят: годовая стоимость наладки приспособления , расходы на амортизацию приспособления при трехлетнем сроке службы , где - стоимость приспособления; расходы на эксплуатацию приспособления .

Таким образом, годовая технологическая себестоимость выполнения операции равна:

где - переменные расходы, зависящие от объема выпуска обрабатываемых деталей; - постоянные расходы. Тогда .

Эту зависимость легко представить графически в координатах EON, при этом переменные расходы будут характеризовать угол наклона прямой, а постоянные величины - отрезок на оси Е (рис.5.6). Если сравнить два варианта приспособления, то получим уравнения:

и .

Пусть и . График показывает, что при масштабе выпуска, меньшем , вариант 1 приспособления дает меньшую технологическую себестоимость, а при программе большей - выгоднее вариант 2. При программе, равной , оба варианта равноценны, т. е. , , отсюда

Для определения стоимости приспособления можно пользоваться заводскими данными или подсчитать (приближенно) по формуле

.

где - число деталей в приспособлении; - постоянная, зависящая от сложности приспособления и его габаритных размеров.

Величину можно принять равной для приспособлений: простых 1, 5; средней сложности 3, 0; сложных 4, 0.

Рис. 4.2. График экономического сравнения вариантов приспособления

Количество оснастки, применяемой на машиностроительных заводах, столь велико, что необходимо всемерно стремиться к снижению ее стоимости и сроков проектирования и изготовления.