СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………………...5
1 Анализ технологичности конструкции детали………………………………………..6
2 Разработка технологического процесса для условий неавтоматизированного производства……………………………………………………………………………….7
3 Расчет оптимальной структуры технологического оборудования…………………14
3.1 Определение механизмов рабочих и холостых операций………………………...14
3.2 Определение времени внецикловых потерь………………………………………..14
4 Разработка технологического процесса для автоматизированного
производства……………………………………………………………………………..17
5 Выбор конструктивной схемы автоматической линии……………………………...18
6 Разработка циклограммы работы автоматической линии ………………………….20
7 Определение реальной производительности автоматической линии ……………..21
8 Разработка целевого механизма………………………………………………………24
Вывод……………………………………………………………………………………..27
Перечень ссылок…………………………………………………………………………28
Приложение А – Циклограмма работы автоматической линии
РЕФЕРАТ
Объем пояснительной записки: 28 страниц, 5 рисунков, 8 таблиц, 1 прило –
жение, 7 источников.
Цель: разработка автоматической системы машин для изготовления стакана на уровне технического проекта.
В данной работе представлены технологические процессы для обработки стаканов на универсальных станках в условиях единичного производства и в условиях автоматической линии. При разработке технологического процесса для автоматической линии были использованы принципы дифференциации и концентрации операций. В работе были рассчитаны потери по оборудованию и режущему инструменту, при выходе его из строя, построена циклограмма работы линии, рассчитана производительность линии, представлены структурная схема автоматической линии и загрузочного устройства.
ЛИНИЯ, АВТОМАТ, МАНИПУЛЯТОР, ЦИКЛ, ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, ТРАНСПОРТЕР.
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация современных производств является одним из важнейших путей повышения производительности труда и экономической эффективности производства. Любые новые неавтоматизированные технологические процессы и оборудование на современном этапе развития промышленности должны рассматриваться как частное, вынужденное решение, когда в конкретных условиях производства еще не созрели технические и экономические предпосылки для его автоматизации. При современном уровне научно-технического прогресса основной формой производства становится комплексно-автоматизированное и высокомеханизированное производство.
Целью курсовой работы является разработка автоматической системы машин для изготовления конкретной детали на уровне технического проекта.
1 Анализ технологичности конструкции детали
Стакан изготовлен из конструкционной легированной стали 40Х
ГОСТ 4543 – 71. Сталь 40Х содержит 0,4 % углерода, 0,17 – 0,37 % кремния, 0,5 – 0,8% марганца, до 0,3 % никеля, до 0,035 % серы, до 0,035 % фосфора, 0,8 – 1,1 % хрома, до 0,3 % меди, остальное железо и вредные примеси. Прочностные характеристики: σв = 570 МПа и σТ = 315 МПа . Пластические характеристики: δ = = 14% и ψ = 35%.
Все размеры и отклонения на чертеже проставлены верно. Данную деталь не целесообразно заменять сборочным узлом.
Сталь 40Х трудносвариваемая, склонна к отпускной хрупкости. Темпера –
тура ковки 1250ºС – начала, 800ºС – конца. В нормализованном состоянии отли – чается повышенной прочностью, но соответственно меньшей вязкостью и плас – тичностью. Вредные примеси серы и фосфора приводят к красноломкости и хладноломкости соответственно. По склонности к образованию флокенов – чувствительна.
При среднесерийном типе производства наиболее совершенный метод получения заготовки является штамповка. Термообработка – объемная закалка до НRС 52…56 всей детали. Чем выше твердость имеет заготовка после термообра – ботки, тем тяжелее её обрабатывать. Данная расстановка размеров не обеспечи – вает обработку по заранее настроенному станку. Данная конструкция не огра – ничивает применение высоких режимов резания.
Связаны между собой допуски на размеры и шероховатости. Технологи – ческих трудностей при обеспечении заданных допусков и шероховатости не возникнет. Класс точности и шероховатость поверхностей могут быть достигнуты методом шлифования. Выход режущего инструмента обеспечивается наличием в конструкции канавок. Имеется доступ ко всем элементам детали мерительным инструментом. Возможно использование стандартной технологической оснастки, кроме сверления 4 отверстий и фрезерования 2 пазов. Форма и размеры поверхностей соответствуют стандартному инструменту. Достаточно обоснованы отклонения от правильных геометрических форм. Не вызовет технологических трудностей и усложнений технологического процесса допустимые простран – ственные отклонения. Дополнительно необходимо ввести слесарную операцию, чтобы притупить острые кромки на просверленных отверстиях.
Анализируя имеющуюся информацию можно сделать вывод о том, что деталь технологична.
2 Разработка технологического процесса для
УСЛОВИЙ НЕАВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Разработаем технологический процесс обработки стакана в условиях еди – ничного производства. Эскиз детали показан на рис. 1.
Рисунок 1 – Эскиз детали
В качестве заготовки принимаем штамповку (рис. 2).
Рисунок 2 – Эскиз штамповки
010 Токарно – винторезная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Точить торец Ø144h11.
2. Точить цил. пов – ть Ø144h11 предварительно.
3. Точить цил. пов – ть Ø110Н7 предварительно.
4. Точить торец Ø110Н7/Ø100.
5. Точить цил. пов – ть Ø100.
6. Точить фаску 1х45°.
7. Точить цил. пов – ть Ø110Н7 окончательно.
8. Точить канавку.
9. Точить цил. пов – ть Ø144h11 окончательно.
015 Токарно – винторезная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Точить торец Ø118k6.
2. Точить цил. пов – ть Ø118k6 предварительно.
3. Точить торец Ø118k6/Ø144h11.
4. Точить фаску 1х45°.
5. Точить цил. пов – ть Ø118k6 окончательно.
020 Вертикально – фрезерная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Фрезеровать 2 паза R4.
025 Радиально – сверлильная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Сверлить 4 отверстия Ø7.
030 Термическая
035 Круглошлифовальная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Шлифовать Ø118k6 предварительно.
040 Круглошлифовальная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Шлифовать Ø118k6 окончательно.
045 Внутришлифовальная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Шлифовать Ø110Н7 предварительно.
050 Внутришлифовальная
А Установить, закрепить, снять заготовку
1. Шлифовать Ø110Н7 окончательно.
Так как технологический процесс разделяется операцией (термическая обработка) при которой деталь будет перемещена с автоматической линии, то автоматизируются следующие операции: токарная, фрезерная и сверлильная.
Для операций выбранных для автоматизации, назначаем режимы резания и определяем основное (машинное) время выполнения переходов. При этом используются общемашиностроительные нормативы для технического нормиро – вания работ на металлорежущих станках. Результаты выбора режимов резания и расчета основного времени сводится в табл. 1.
Таблица 1 – Режимы резания и нормы времени
№ п/п |
Содержание перехода |
Режущий инструмент |
Режимы резания |
D, мм |
L, мм |
toi, мин |
|||||||
t, мм |
S, мм/об |
Sm, мм/мин |
V, м/мин |
n, об/ мин |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||
1 |
Подрезать торец Ø144h11 |
Резец подрезной Т5К10 |
1,5 |
1,2 |
240 |
90 |
200 |
148 |
21 |
0,09 |
|||
2 |
Точить цил. пов-ть Ø144h11 предварит. |
Резец проходной Т5К10 |
1,5 |
1,2 |
240 |
90 |
200 |
148 |
5,5 |
0,02 |
|||
3 |
Точить цил. пов-ть Ø110Н7 предварит. |
Резец расточной Т5К10 |
1,5 |
0,6 |
150 |
86,5 |
250 |
110 |
35,5 |
0,24 |
|||
4 |
Подрезать торец Ø110Н7/Ø100 |
Резец расточной Т5К10 |
1,5 |
0,6 |
150 |
86,5 |
250 |
110 |
7 |
0,05 |
|||
Продолжение таблицы 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
5 |
Точить цил. пов-ть Ø100 |
Резец расточной Т5К10 |
2,0 |
0,6 |
150 |
86,5 |
250 |
100 |
4,5 |
0,03 |
|
6 |
Точить цил. пов-ть Ø144h11 окончат. |
Резец проходной Т15К6 |
0,2 |
0,2 |
63 |
143 |
315 |
144 |
5,5 |
0,08 |
|
7 |
Точить цил. пов-ть Ø110Н7 окончат. |
Резец расточной Т15К6 |
0,2 |
0,2 |
100 |
173 |
500 |
110 |
34 |
0,34 |
|
8 |
Точить канавку |
Резец канавочный Т15К6 |
0,5 |
0,2 |
100 |
173 |
500 |
111 |
0,5 |
0,01 |
|
9 |
Подрезать торец Ø118 k6 |
Резец подрезной Т5К10 |
1,5 |
1,2 |
300 |
93 |
250 |
123 |
11 |
0,04 |
|
10 |
Точить цил. пов-ть Ø118 k6 предварит. |
Резец проходной Т5К10 |
1,5 |
1,2 |
300 |
93 |
250 |
122 |
34,5 |
0,12 |
|
11 |
Подрезать торец Ø144h11/ Ø118 k6 |
Резец подрезной Т5К10 |
1,5 |
1,2 |
300 |
93 |
250 |
144 |
13 |
0,04 |
|
12 |
Точить цил. пов-ть Ø118 k6 окончат. |
Резец проходной Т15К6 |
0,2 |
0,13 |
50 |
148 |
400 |
118 |
33 |
0,66 |
|
13 |
Фрезеровать 2 паза R4 |
Фреза концевая Т5К10 |
8 |
0,1 |
200 |
50,2 |
2000 |
8 |
11 |
0,11 |
|
14 |
Сверлить 4 отверстия Ø7 |
Сверло спи- ральное Р6М5 |
3,5 |
0,16 |
128 |
17,5 |
800 |
8 |
4 |
0,13 |
|
Итого |
|
||||||||||
Разработка технологического процесса изготовления деталей – задача многовариантная. Критерием оценки варианта принимаем технологическую производительность, которая определяется по формуле:
,
мин-1,
где i – i –ый переход технологического процесса таблицы 1;
n – количество переходов.
мин-1
Технологическая производительность является первой оценкой автоматизированной системы машин до разработки ее конструкции и основанием для расчета оптимальной дифференциации и концентрации операций в многопозиционной машине или автоматической линии.
При реализации технологического процесса на однопозиционных машинах автоматически выполняются только рабочие составные операции. Холостые операции (или часть их) выполняет оператор (станочник) вручную с использованием средств механизации. Задача разработчика автоматической системы машин заключается в автоматизации холостых операций, которые выявляются, используя разработанный технологический процесс для неавтоматизированного производства. К таким операциям относятся действия, связанные с ориентацией заготовок в пространстве, подачей их в зону обработки, установкой в приспособление, фиксацией, установкой и закреплением инструментов в исходное положение и т. д.
Используя разработанный технологический процесс изготовления детали в условиях неавтоматизированного производства, перечислим наименования холостых операций, которые необходимо автоматизировать при разработке автоматической линии. Сведем их в таблицу 2.
Таблица 2 – Перечень холостых операций, которые необходимо автома – тизировать в многопозиционной машине или автоматической линии.
№ п/п |
Наименование рабочей операции |
Наименование вспомагательной операции |
1 |
2 |
3 |
1 |
Подрезать торец Ø144h11 |
1. Транспортировать заготовку 2. Ориентировать заготовку 3. Подать з-ку в рабочую зону 4. Закрепить заготовку 5. Подвод инструмента 6. Отвод инструмента |
2 |
Точить цил. пов-ть Ø144h11 предварительно |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
3 |
Точить цил. пов-ть Ø110Н7 предварительно; подрезать торец Ø110Н7/Ø100 |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
4 |
Точить цил. пов-ть Ø100 |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
5 |
Точить цил. пов-ть Ø144h11 окончательно |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
6 |
Точить фаску 1х45°; цил. пов-ть Ø110Н7 окончательно |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
7 |
Точить канавку |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
Продолжение таблицы 2
1 |
2 |
3 |
8 |
Подрезать торец Ø118 k6 |
1. Транспортировать заготовку 2. Ориентировать заготовку 3. Подать з-ку в рабочую зону 4. Закрепить заготовку 5. Подвод инструмента 6. Отвод инструмента |
9 |
Точить цил. пов-ть Ø118 k6 предварительно |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
10 |
Подрезать торец Ø144h11/ Ø118 k6 |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
11 |
Точить фаску 1х45°; цил. пов-ть Ø118 k6 окончательно |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |
12 |
Фрезеровать 2 паза R4 |
1. Транспортировать заготовку 2. Ориентировать заготовку 3. Подать з-ку в рабочую зону 4. Закрепить заготовку 5. Подвод инструмента 6. Отвод инструмента |
13 |
Сверлить 4 отверстия Ø7 |
1. Смена инструмента 2. Подвод инструмента 3. Отвод инструмента |