Курсовая работа: Автоматизация изготовления детали
Курсовая работа: Автоматизация изготовления детали
Министерство образования и науки Украины
Севастопольский национальный технический университет
Кафедра АТПП
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине:
"Проектирование автоматизированных производственных систем"
на тему:
"Автоматизированная линия по изготовлению деталей типа "Вал-шестерня""
Выполнил: ст. гр. АКТ-51д
Крюков А.С.
Проверил: Круговой А.Н.
Севастополь 2006 г.
Содержание
Введение
1. Общий раздел
1.1 Описание конструкции и работы изделия
1.2 Описание служебного назначения детали
1.3 Направления, принятые при проектировании
2. Технологический раздел
2.1 Определение типа производства
2.2 Выбор способа получения заготовки
2.3 Проектирование технологических операций
2.3.1 Проектирование операции 010 фрезерно-центровальной
2.3.2 Расчет режимов резания
2.3.3 Техническое нормирование операции
2.3.4 Проектирование операции 015 токарной с ЧПУ
2.3.5 Техническая характеристика станка
2.3.6 Расчет режимов резания
2.3.7 Техническое нормирование операции
2.3.8 Проектирование операции 025 зубофрезерной
2.3.9 Техническая характеристика станка мод.5к328а
2.3.10 Расчёт режимов резания
2.3.11 Нормирование основного времени
3. Конструкторский раздел
3.1 Анализ и выбор компановки
3.2 Выбор оборудования
3.2.1 Выбор модели промышленного робота
3.2.2 Выбор транспортно-накопительных и загрузочных устройств
3.3 Расчёт ЗУ промышленного робота
4. Разработка системы управления
4.1 Разработка электрической системы управления
4.2 Программирование контроллеров FEC COMPACT
Заключение
Библиографический список
Приложение
Введение
Эффективность производства, технический процесс, качество выпускаемой продукции во многом определяется развитием производства, технологических процессов, нового оборудования, оснастки, инструмента, средств механизации и автоматизации.
Темпы развития машиностроения качественный и количественный состав станочного парка во многом определяют промышленный потенциал страны и характеризуют уровень ее машиностроения.
В настоящее время создалось крайне нестабильное и неблагоприятное положение для производства. Основная причина - кризис, связанный с разрывом экономических связей с бывшими республиками СССР, большими налогами, которые не позволяют развивать и расширять производство, а также препятствуют внедрению новых технологий.
Для выхода из кризиса Украины необходимо техническое перевооружение производства, качественное изменение его структуры и организации; необходима комплексная механизация и автоматизация технологических процессов механической обработки, сборки и вспомогательных операций; повышение степени оснащенности операций и снижения доли ручного труда, широкому внедрению программного управления и проектирования (САПР), создание роботизированных систем и производств, внедрению в производство вычислительной техники, повышению точности и надежности продукции.
Основными задачами при проектировании курсового проекта является - разработка и совершенствование технологических процессов механической обработки деталей.
1. Общий раздел
1.1 Описание конструкции и работы изделия
В курсовом проекте для проектирования технологического процесса выбрана деталь "вал-шестерня" двухступенчатого редуктора ЦД-650, который используется для передачи крутящего момента в механизме передвижения толкателя. Вал-шестерня редуктора представляет собой деталь сложной формы. Необходимо обратить особое внимание на смазку всех частей деталей с повышенным трением.
1.2 Описание служебного назначения детали
Заданная деталь - вал шестерня - длиной 730 мм. Относится к классу валов. Масса детали m=22 кг. Деталь входит в узел редуктора ЦД-650. Назначение детали: передача вращающих моментов. Деталь изготовлена из легированной стали 40Х.
Деталь работает на изгиб и кручение.
1.3 Направления, принятые при проектировании
При проектировании процесса изготовления заданной детали необходимо выбрать наиболее экономичный путь, при этом производство желательно сделать малоотходным или безотходным.
Разработка технологического процесса, в соответствии с ГОСТ 14.301-83. включает: классификацию изготовляемого изделия на основании технологического классификатора; выбор технологических баз; составление технологического маршрута обработки; разработку технологических операций; нормирование операций; определение требований охраны труда; расчет точности, производительности и экономической эффективности вариантов технологического процесса, оформление технологических документов.
2. Технологический раздел
2.1 Определение типа производства
В связи с отсутствием базового технологического процесса тип производства определяем ориентировочно для N=100 шт. в год можно принять как мелкосерийное Оптимальное количество деталей в партии запуска:
периодичность запуска а = 12 дней;
количество рабочих дней F= 253.
Принимаем количество деталей в партии n = 5 (деталей).
2.2 Выбор способа получения заготовки
Данная деталь относится к классу "валов". Для изготовления данной детали можно принять следующие два варианта заготовок:
горячекатаный прокат обычной точности круглого сечения;
штамповка, получаемая на прессе.
Вариант 1
Вариант 2
Рисунок 1. Возможные варианты заготовок.
Обоснование более экономичного варианта заготовки производим по коэффициенту использования материала (КИМ) и по сравнению стоимости вариантов заготовки (Сзаг).
Определение стоимости заготовки:
для проката:
Определение стоимости заготовки:
,
где Ср - стоимость резки;
для штамповки:
Масса заготовки:
,
где К1, К2, К3, К4 - коэффициенты серийности, массы материала, сложности заготовки.
Таблица 1. Сравнительная характеристика.
| Вид заготовки | КИМ | Стоимость заготовки, грн. |
|
Горячекатаный прокат Штамповка |
0,497 0,597 |
133,45 275,4 |
Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала и стоимости, делаем вывод: более экономичным вариантом является заготовка, получаемая из проката Ø95×800 (ГОСТ 7324-85).
2.3 Проектирование технологических операций
2.3.1 Проектирование операции 010 фрезерно-центровальной
Содержание операции:
Установка А.
Переход 1. Фрезеровать торцы заготовки;
Переход 2. Сверлить центровочные отверстия.
Оборудование: станок фрезерно-центровальный мод. 2982.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКА
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 25... 200
Длина обрабатываемой заготовки, мм 250...1000
Число скоростей шпинделя фрезы 6
Частота вращения шпинделя фрезы, мин-1 215... .1700
Наибольший ход головки фрезы, мм 200
Рабочая подача фрезы (бесступенчатое регулирование), мм/мин 20...400
Число скоростей сверлильного шпинделя 6
Частота вращения сверлильного шпинделя, мин-1 290...2300
Конец фрезерного шпинделя по ГОСТ 836-72 50
Ход сверлильной головки, мм 125
Рабочая подача сверлильной головки (бесступенчатое регулирование), мм/мин 20...300
Продолжительность холостых ходов, мин 0,3
Мощность всех электродвигателей, кВт 27
Габариты
станка, мм 400
1450
Категория ремонтной сложности 7
Приспособление: зажимные тиски
РИ: Фреза торцевая Ø100 Т15К6 ГОСТ 1092-85; Сверло центровочное 2 шт. Ø8 мм, материал
режущей части Р6М5, стойкость Т=30 мин.
ВИ: Оправка для фрезы - 2 шт., цанговый патрон для центровок - 2 шт.
ИИ: Штангенциркуль ШКЦ - Т - 150 - 0,02 ГОСТ 166-89
2.3.2 Расчет режимов резания
Переход 1: Расчет режимов резания:
Подача на зуб: sz = 0,3 (мм);
Подача на 1 оборот: s = 5,4 (мм/об);
Диаметр фрезы: D = 100 (мм);
Скорость резания:
;
Показатели степени: Cν = 332; q = 0.2; х = 0.1; у = 0.4; m = 0.2; u = 0.2; р = 0
Поправочный коэффициент:
;
Стойкость: Т = 60 (мин)
;
Частота вращения шпинделя:
(об/мин); nст = 497 (об/мин);
Действительная скорость резания:
(м/мин);
Сила резания:
;
Показатели степени: Ср = 825; q = 1.3; x =1,0; y = 0.75; u = 1,1; w = 0,2.
(Н);
Крутящий момент на шпинделе:
(Н·м);
Мощность резания:
(кВт);
Переход 2:
Расчет режимов резания:
Скорость резания:
;
Поправочный
коэффициент: 
;
Показатели степени: Cv = 7,0; q = 0,4; y = 0,7; m = 0,2;
Стойкость: Т=15 (мин);
;
Частота вращения шпинделя:
(об/мин);
nст = 1000 (об/мин);
Действительная скорость резания:
(м/мин);
Крутящий момент:
;
Показатели степени: СМ = 0,04; q = 2; y = 0,8; Kp = 1;
(Н·м);
Мощность резания:
(кВт).
2.3.3 Техническое нормирование операции
Основное время:
(мин);
(мин);
Основное время на операцию:
(мин);
; 
;
Твсп1 - вспомогательное время на установку и закрепление детали: Твсп1 = 0,9 (мин);
Твсп2 - вспомогательное время, связанное с переходом: Твсп2 = 0,3 (мин);
Твсп3 - вспомогательное время на измерение: Твсп3 = 0,25 (мин);
(мин);
Оперативное время:
(мин);
Тобс - время обслуживания рабочего места: Тобс = 8%Топ = 0,175 (мин);
Тп - время перерывов на собственные потребности: Тп = 7%Топ = 0,15 (мин);
(мин);
(мин);
(мин).
2.3.4 Проектирование операции 015 токарной с ЧПУ
Содержание операции:
Установка А:
Переход 1:
Точить заготовку до Ø94-0,3 на длину L=571±0,7 мм; точить до Ø64-0,3 на длину L=228,5±0,46; точить до Ø62-0,3 на длину L=179±0,4; точить до Ø54-0,3 на длину L= 129.5±0,4;
Переход 2:
Точить заготовку до Ø91.93-0.22 на длину L=371.5±0,7 мм; точить до Ø61.6-0,22 на длину L=228,5±0,46; точить до Ø59,6-0,22 на длину L=179±0,4; точить до Ø51.6-0,22 на длину L=129.5±0,4; точить до Ø40-0,22 на длину L=35±0,4. Точить фаску 5×45°.
Переход 3:
Точить канавку шириной 5-0,13 до Ø49.5-0,74; точить канавку шириной 5-0,13 до Ø57.5-0,74; точить канавку шириной 5-0,13 до Ø59.5-0,74.
Переход 4:
Точить заготовку до Ø91.6-0.22 на длину L=57I,5±0,7 мм; точить до Ø60.6-0,22 на длину L=228,5±0,46 мм; точить до Ø58.6-0,22 на длину L=I79±0,4 мм; точить до Ø50.6-0,22 на длинуL=129.5±0,4 мм; Точить фаску 5x45°.
Установка Б:
Переход 1:
Точить заготовку до Ø64-0,3 на длину L=228,5±0,46 мм; точить до Ø62-0,3 на длину L=l 79±0,4 мм; точить до Ø54-0,3 на длину L=129.5±0,4 мм;
Переход 2:
Точить заготовку до Ø61.6-0,22 на длину L=228,5±0,46 мм; точить до Ø59.6-0,22 на длину L=179±0,4 мм; точить до Ø51.6-0,22 на длину L=129.5±0,4 мм; точить до
Ø40-0,22 на длину L=35±0,4 мм. Точить фаску 5x45°.
Переход 3:
Точить канавку шириной 5-0,13 до Ø49.5-0.74. Точить канавку шириной 5-0,13 до
Ø57.5-0,74; точить канавку шириной 5-0,13 до Ø59.5-0,74.
Переход 4:
Точить заготовку до Ø60.6-0,22 на длину L=228,5±0,46 мм; точить до Ø58.6-0,22 на длину L=179±0,4 мм; точить до Ø50.6-0,22 на длину L=129.5±0,4 мм; Точить фаску 5x45°.
Оборудование: станок токарно-винторезный с ЧПУ 16К20ФЗ.
2.3.5 Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной 400, над суппортом 220
Наибольший диаметр прутка проходящего через отверстие шпинделя 53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000
Шаг нарезаемой резьбы:
метрической до 20
дюймовой, число ниток на дюйм - модульной, модуль - питчевой, питч - Частота вращения шпинделя, об/мин 12,5-2000
Число скоростей шпинделя 22
Наибольшее перемещение суппорта:
продольное 900, поперечное 250
Подача суппорта, мм/об:
продольная 3-1200, поперечная 1,5-600
Число ступеней подач Б/с
Скорость быстрого перемещение суппорта, мм/мин:
продольного 4800, поперечного 2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт 10
Габаритные размеры (без ЧПУ):
длина 3360
ширина 1710
высота 1750
Масса, кг 4000
Станок с ЧПУ мод.16К20ФЗ выполняют с двумя координатами по программе. Дискретность системы управления при задании размеров: продольных - 0,01 мм, поперечных - 0,005 мм.
РИ: Резец проходной ГОСТ 18879-73, резец проходной ТУ-2-035-892-82, резец фасонный;
ВИ: Резцедержатель ГОСТ 8854-85;
ИИ: Штангенциркуль, линейка, микрометр.
