Проект автоматической системы технологического оборудования для обработки основания гидрораспределителя очистного комбайна 2РКУ10

Министерство образования и  науки Украины

Донецкий национальный технический  университет

Механический факультет

Кафедра «Металлорежущие станки»

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов»

На тему: «Проект автоматической системы технологического оборудования для обработки основания гидрораспределителя очистного комбайна 2РКУ10»

 

 

Выполнил,

студент группы МС-01аИ.Н.Самойлов

Проверил,

д. т. н. Л. П. Калафатова

Нормоконтроллер,

к. т. н.А.Д. Молчанов

 

 

 

 

ДОНЕЦК 2006

 

Реферат

 

Курсовая работа содержит: 23 с., 6 табл., 2 рис., 5 источников, 6 приложений.

В данной курсовой работе рассматривается  процесс проектирования автоматической линии технологического оборудования, которая позволила бы при минимальных  затратах добиться заданной производительности.

Цель работы: спроектировать оптимальную  структурно-компоновочную схему  автоматической линии для условий  серийного производства детали «Основание». Реализовать структурную схему на практике, выбрав конкретное технологическое оборудование; описать ее работу с помощью циклограммы.

Курсовая работа включает: пояснительную записку, которая содержит все необходимые сведения о проектировании автоматической линии; чертеж компоновки автоматической линии с обозначением всех позиций; циклограмма работы автоматической линии, эскизы наладок на все операции

АНАЛИЗ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, РОБОТ, ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА, АТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  ПОКАЗАТЕЛИ, ЦИКЛОГРАММА

 

 

Содержание

 

Введение

1. Технологическая подготовка

1. Анализ конструкции детали на технологичность
2. Анализ базового технологического процесса обработки детали
3. Разработка операционного технологического процесса
4. Выбор режимов резания и расчет технологической производительности
5. Перечень холостых операций при реализации технологического процесса
6. Определение требуемой производительности

2. Определение рациональной структуры системы технологического оборудования

3. Робототехнические комплексы

4. Транспортные системы загрузочных устройств для промышленных роботов

5. Расчет экономических показателей

 

 

1. Технологическая подготовка

 

1.1 Анализ конструкции детали на технологичность

 

Деталь основание – типа диск. Деталь изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88. Это конструкционная углеродистая сталь, хорошо обрабатываемая резанием, имеющая следующий химический состав и механические свойства (табл. 1.1.1):

 

Таблица 1.1.1 – Химико-механические свойства стали 45

Сталь 45	Химические свойства						Механические
	C,%	Si,%	Mn,%	Cr,%	P,%	S,%	sв, МПа	s-1, МПа
Содержание	0,42…0,5	0,17…0,37	0,5…0,8	0,25	0,035	0,04	590	231

 

На чертеже представлены все  необходимые виды, сечения и разрезы, чтобы уяснить конструкцию детали. Деталь является достаточно жесткой, так  как отношение длины детали к  ее диаметру меньше 10. Заменить конструкцию  сборной является нецелесообразно. Деталь имеет достаточно простую форму. Все поверхности доступны для измерений и обработки.

При проектировании детали допущена такая конструкторская ошибка, как  использование указания параметра  шероховатости по системе Rz.

Конструкция детали позволяет использовать высокопроизводительное оборудование, стандартные инструменты и оснастку на всех операциях.

Деталь в целом технологична. Все допущенные конструкторские  ошибки на чертеже исправлены.

 

1.2 Анализ базового технологического процесса обработки детали

 

Заводской технологический процесс изготовления детали – основание разработан для условий мелкосерийного производства. Применяемое оборудование является универсальным. Точность поверхностей достигается по методу пробных проходов и промеров; разметки, которые требуют участия высококвалифицированных станочников, а тем самым увеличивается себестоимость детали. В качестве заготовки используют штамповку.

Приспособления для обработки  корпуса имеют также универсальный  характер (например: тиски, патроны). Специальные приспособления не применяют, так как значительные затраты на их изготовление экономически не оправдываются. Применяемый режущий инструмент также является универсальным (стандартные резцы, сверла, фрезы), как и измерительный инструмент (штангенциркуль, микрометр, и др.). Установка основания осуществляется в универсальные приспособления с выверкой относительно стола станка и инструмента, однако этот способ требует много времени, но для мелкосерийного производства его использовать целесообразно. Структура операций является одноместной, одно-инструментальной.

 

1.3 Разработка операционного технологического процесса

 

Для разработки маршрутно-операционного  технологического процесса расставим  на чертеже обрабатываемые поверхности  арабскими цифрами, в последовательности, которая определяет маршрут обработки детали ОСНОВАНИЕ

Операционный технологический  процесс обработки детали КОРПУС в условиях неавтоматизированного  производства.

005 Токарная

Установ А

Подрезать торец 1

Точить поверхность 2

Точить поверхность 3

Точить канавку 4

Точить фаску 5

Точить фаску 6

Точить канавку 7

Нарезать резьбу 8

010 Токарная

Установ А

Подрезать торец 9

Точить фаску 10

015 Радиально-сверлильная

Установ А

Засверлить 2 отв.11

Досверлить 2отв.11

Сверлить 8 отв.12

Зенкеровать 8 отв.12

Установ Б

5.Засверлить 2 отв.13

020 Радиально-сверлильная

Установ А

Сверлить 2 отв. 11 на проход

Сверлить 2 отв. 13

Зенковать 2 фаски 14

Нарезать резьбу в 2 отв.13

Установ Б

5.Сверлить отв 15

6.Зенковать фаску 16

7.Нарезать резьбу в  отв 15

 

 

1.4 Выбор режимов резания и расчет технологической производительности

 

Выбор режимов резания осуществляется в соответствии с общемашиностроительными  нормативами для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Результаты расчетов занесены в таблицу 1.4.1.

 

Таблица 1.4.1 – Расчет машинного  времени выполнения операций

Наименование		Инструмент	Параметры режимов резания
Операции	Перехода		, мм	, мм/ мин	, м/ мин	, об/ мин	D, мм	L, мм	, мин
1	2	3	4	5	6	7	9	10	11
Токарная	1. Подрезать торец 1	Т5К10Резец подрезной	1	0,5	170	515	105	52,5	0,2
	2. Точить  поверхность 2	Резец подрезной Т5К10	2,5	0,8	95	302	100	60	0,25
	3. Точить  поверхность 3	Резец подрезной Т5К10	2,5	0,8	95	319	94,8	24	0,09
	4. Точить  канавку 4	Резец специальный  Р6М5	4,6	0,25	73	256	100	4,6	0,14
	5. Точить  фаску 5	Резец отогнутый Т5К10	4	0,5	120	382	100	4	0,02
	6. Точить  фаску 6	Резец отогнутый Т5К10	4	0,5	120	382	100	4	0,02
	7. Точить  канавку 7	Резец специальный Р6М5	1,0	0,25	73	250	94,8	1,8	0,03
	8. Нарезать  резьбу 8	Резец резьбовый Т5К10	1,5	0,2	73	244	95	19	0,04
Токарная	1.Подрезать торец 9	Т5К10Резец подрезной	1,0	0,5	170	541	100	50	0,18
	2.Тоить  фаску 10	Резец отогнутый Т5К10	4	0,5	120	382	100	4	0,02
Радиально-сверлильная	1. Засверлить 2 отв.11	Сверло Р6М5	2,5	0,1	38,8	2471	5	25	0,2
	2. Досверлить 2 отв.11	Сверло Р6М5	2,5	0,1	38,8	2471	5	33	0,28
	3. Сверлить 8 отв. 12	Сверло Р6М5	1,85	0,07	45,5	3600	4	4	0,128
	4.Зенкеровать  8 отв.12	Зенкер Р6М5	0,075	0,3	30	2388	4	4	0,048
	5.Засверлить 2отв.13	Сверло Р6М5	2,5	0,1	38,8	2471	5	5	0,042
Радиально-сверлильная	1. Сверлить 2 отв.11 на проход	Сверло Р6М5	5,5	0,2	30,6	609	16	58	0,952
	2. Сверлить 2 отв. 13	Сверло Р6М5	2,6	0,2	25,5	796	10,2	24	0,3
	3. Зенковать2 фаски 14	Зенковка Р6М5	0,25	0,25	21,8	680	12	1	0,01
	4.Нарезать  резьбу в 2 отв.13	Метчик Р6М5	1,5	0,2	33,4	532	12	20	0,374
	5.Сверлить  отв.15	Сверло Р6М5	5,1	0,2	25,5	796	10,2	24	0,15
	6. Зенковать  фаску 16	Зенковка Р6М5	0,25	0,25	21,8	680	12	1	0,006
	7.Нарезать  резьбу в отв.15	Метчик Р6М5	1,5	0,2	33,4	532	12	20	0,187

 

Рассчитаем технологическую производительность:

 

, (1)

 

где - машинное время выполнения всех операций.

Суммарное машинное время складывается из всех операций, а именно:

 

=

.

 

.

 

1.5 Перечень холостых операций при реализации технологического процесса

 

Для выполнения этого этапа определим  все холостые операции, которые необходимо выполнить для реализации всех рабочих  операций. Холостые операции содержат действия, которые связаны с ориентацией  заготовки в пространстве, подачу заготовки в рабочую зону, закрепление ее на рабочей позиции, и т.д. Результаты выбора холостых операций оформляем в таблицу 1.5.1.

 

Таблица 1.5.1 – Перечень холостых операций, необходимых для выполнения рабочих  операций ТП

Наименование  рабочей операции	Наименование холостой операции
Токарная Подрезать торец 1 Точить поверхность 2 Точить поверхность 3 Точить канавку 4 Точить фаску 5 Точить фаску 6 Точить канавку 7 Нарезать резьбу 8	1.1. Ориентация детали 1.2. Подать деталь в рабочую  зону 1.3. Закрепить деталь 1.4. Подвести резец на быстром ходу 1.5. Отвести резец на быстром  ходу 1.6. Сменить инструмент 1.7. Раскрепить деталь 1.8. Удалить деталь из рабочей  зоны
2. Токарная Подрезать торец 9 Точить фаску 10	2.1. Ориентация детали 2.2. Подать деталь в рабочую  зону 2.3. Закрепить деталь 2.4. Подвести резец на быстром  ходу 2.5. Отвести резец на быстром  ходу 2.6. Раскрепить деталь 2.7. Удалить деталь из рабочей зоны
3. Радиально-сверлильная Засверлить 2 отв. 11 Досверлить 2 отв. 11 Сверлить 8 отв. 12 Зенкеровать 8 отв. 12 Засверлить 2 отв. 13	Ориентация детали Подать деталь в рабочую зону Закрепить деталь Подвести шпиндель на быстром  ходу Отвести шпиндель на быстром  ходу Провернуть траверсу Раскрепить деталь Переустановить деталь Удалить деталь из рабочей  зоны
4. Радиально-сверлильная Сверлить 2 отв. 11 на проход Сверлить 2 отв. 13 Зенковать фаску 14 Нарезать резьбу в 2 отв. 13 Сверлить отв. 15 Зенковать фаску 16 Зенковать фаску 20 Нарезать резьбу в отв. 15	Ориентация детали Подать деталь в рабочую зону Закрепить деталь Подвести шпиндель на быстром ходу Отвести шпиндель на быстром ходу Раскрепить деталь Переустановить деталь Удалить деталь из рабочей зоны

 

1.6 Определение требуемой производительности

 

Определение требуемой производительности в условиях неавтоматизированного  производства определяется по формуле:

 

, (2)

 

где - производительности в условиях неавтоматизированного производства шт/смену;

- время выполнения холостых  операций,

 

.

 

шт/смену.

Считаем условно, что требуемая  производительность для условий  крупносерийного и массового производств должна быть в 6-7 раз больше, чем для условий неавтоматизированного производства. Таким образом, производительность для условий автоматизированного производства определяется:

шт/смену

 

 

2. Определение рациональной структуры системы технологического оборудования

 

При обработке на автоматической линии  детали «Основание» технологический процесс дифференцируется на составные части, которые выполняются в разных позициях на разных станках. В процессе обработки – от заготовки к готовой продукции – изделие передается последовательно из позиции в позицию, где получает заданный объем технологического воздействия таким образом, что на каждой позиции выполняется лишь определенная часть обработки. При этом принятые методы, маршрут и режимы обработки, технологические базы и режущий инструмент должны обеспечить выполнение заданных требований качества (точность размеров, шероховатость поверхности и др.).

Известно, что увеличение степени  дифференциации технологического процесса обработки сопровождается возрастанием технологической производительности обработки k0.

Данную структуру можно реализовать  на практике двумя способами:

- с использованием станков, возле  которых находятся промышленные  роботы для загрузки и выгрузки  заготовок, и транспортная система для перемещения заготовок от позиции к позиции;

- с использованием специальных  силовых головок, которые производят  обработку заготовок прямо на  транспортере;

использование агрегатных станков;

комбинации перечисленных вариантов.

Приведем 2 варианта технологических процессов для условий автоматизированного производства.

1 ВАРИАНТ

Технологический процесс.

1 СТАНОК – Токарный. tр=0,79 мин.

2 СТАНОК – Токарный. tр=0,2 мин.

3 СТАНОК – Агрегатный. tр=0,476 мин.

1позиция-сверлить 2 комбинированных  отверстия 11совместно.

tр=0,476 мин.

2 позиция-сверлить 8 комбинированных отверстия 12 совместно.

tр=0,006 мин.

3позиция-зенкеровать 8 комбинированных  отверстия 12

совместно tр=0,006 мин.

4позиция-сверлить и зенковать  отверстие 15. tр=0,15 мин.

5позиция- нарезать резьбу в  отверстии 15. tр=0,187 мин.