Автоматизация процессов получения заготовок, изготовления деталей и сборки изделия

Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

 

 

 

 

Кафедра  «Технология, Конструирование и автоматизация в

специальном машиностроении»

 

 

 

 

 

 

 

                                  РЕФЕРАТ

 

 

«Автоматизация процессов получения заготовок, изготовления деталей и сборки изделия»

 

По курсу «Технологические процессы в машиностроении»

 

 

 

 

 

 

 

 

    Принял: преподаватель Ярушин  С.Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2009 г.

Содержание

Введение

Вопросы автоматизации процессов получения заготовок, изготовления деталей и сборки изделия

-Влияние уровня автоматизации производства на структуру автоматизированной системы технологической подготовки производства

-Использование станков с ЧПУ

-Применение промышленных роботов

-Комплексная автоматизация производства

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В течение длительного времени в различных отраслях производства сосуществовали, почти не смешиваясь и не влияя друг на друга, два разнородных вида производства.

Первый вид — это высокоавтоматизированное и высокоэффективное массовое производство, которое базируется на высокопроизводительных поточных и автоматических линиях, многопозиционном и многоинструментальным технологическом оборудовании. Широкомасштабная  автоматизация автомобильной, тракторной, подшипниковой, часовой промышленности и других отраслей, начатая еще в 50-е годы, привела повсеместно к созданию «безлюдных» производств в масштабах участков и даже цехов. Однако такие производства до недавнего времени базировались в основном на специальном оборудовании, которое не обладало «гибкостью», способностью переналаживаться на выпуск разнообразной продукции. В результате при смене объектов производства подавляющая часть технологического оборудования, оснастка и инструменты списывались независимо от физического состояния.

Второй вид—это неавтоматизированное серийное и индивидуальное производство, которое всегда базировалось на универсальном технологическом оборудовании с ручным управлением, ручной или механизированной сборке, контроле, транспортировке и складировании изделий. Такое производство обладает высокой «гибкостью» с точки зрения выпуска разнообразнейшей продукции, однако малопроизводительно, требует непосредственного участия человека во всех элементах производственного процесса преимущественно на уровне ручного труда.

Сейчас такому «сосуществованию» приходит конец, так как ни один из названных видов производства не может существовать в сложившихся традиционных формах.

Революционные преобразования массового производства диктуются высокими темпами научно-технического прогресса, быстрой сменяемостью объектов производства. Растягивание сроков выпуска конкретной модели автомобиля, трактора, электродвигателя до сроков, сопоставимых со сроками предельного износа производственного оборудования, означает отставание в техническом прогрессе. А списывать огромное количество специального оборудования после нескольких лет или месяцев работы губительно для экономики.

Поэтому высокоавтоматизированному «безлюдному» массовому производству требуется «гибкость», т. е. возможность периодической мобильной перестройки на крупномасштабный выпуск иной продукции.

Ручной труд, особенно малоквалифицированный, монотонный и тяжелый, становится все более непривлекательным, не престижным, нежелательным, особенно для молодежи. Поэтому тот технический арсенал средств неавтоматизированного производства, который составляет сейчас его основу, уже в обозримом будущем станет социально неприемлемым, социально невозможным. Иными словами, переналаживаемому производству необходимы автоматизация, «безлюдность» при выполнении и технологических, и вспомогательных процессов.

Таким образом, к двум традиционным видам производства необходимо добавить третий - гибкое автоматизированное производство, которое призвано обеспечить выпуск разнообразнейшей продукции, как на универсальных станках, но без участия человека, так и на автоматических линиях.

Есть все основания полагать, что именно предстоящее десятилетие станет переломным этапом в развитии техники производств, историческим рубежом между эпохами господства неавтоматизированного и автоматизированного производства. Потому что именно сейчас для этого созрели, с одной стороны, острейшая социальная необходимость, с другой — необходимые научно-технические предпосылки, связанные с появлением и развитием многих новейших средств автоматизации.

К ним относятся в первую очередь автоматические системы управления на основе средств вычислительной техники и промышленные роботы, которые призваны революционизировать производство, поднять его на качественно более высокий уровень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы автоматизации процессов получения заготовок, изготовления

 

Влияние уровня автоматизации производства на структуру автоматизированной системы технологической подготовки производства

 

В условиях крупносерийного и массового производства основой автоматизации технологической подготовки являются подробнейшая детализация технологического процесса и широко развитая нормативная база; для единичного и мелкосерийного производства - унификация и стандартизация технологических процессов, разработка групповой технологии и оснащения. Таким образом, уровень автоматизации производства, его вид и состав существенно влияют на структуру АСТПП (автоматизированная система технологической подготовки производства).

В современном машиностроении применяется частная и комплексная автоматизация производства. Первый вид характеризуется автоматизацией отдельных движений рабочих органов станка при ручной загрузке деталей на позицию обработки (автоматическая загрузка деталей при ручном управлении процессом обработки), внедрением в производство отдельных автоматов и полуавтоматов, агрегатных станков, станков с программным управлением и обрабатывающих центров. Более высоким уровнем в данном случае является автоматизация перемещения деталей между автоматами путем комплексной увязки их транспортными устройствами и автооператорами, а также превращение полуавтоматов в автоматы с добавлением к ним загрузочно-разгрузочных устройств и автооператоров. Второй вид автоматизации характеризуется широким использованием роботизированных линий на базе станков с ЧПУ, автоматических линий с гибкой и жесткой связью, автоматизированных участков, цехов и заводов.

 

Использование станков с ЧПУ

 

Наибольшее влияние на характер подготовки производства, в частности технологической подготовки, оказали широкое внедрение станков с ЧПУ, комплексная автоматизация производства, применение автоматизированных и автоматических линий. Появление их в составе производств обусловило возникновение специфических особенностей технологии. Применительно к станку с ЧПУ эти особенности следующие. Прежде всего, необходимо соблюдать специальные требования к оформлению чертежа. Сверление и расточные операции должны выполняться укороченными жесткими сверлами и короткими борштангами. Это обусловливает ограничение длины растачиваемых отверстий. При расточке соосных отверстий в противоположных стенках детали их обработка производится с поворотом стола с деталью на 180°.

При обработке на станках с ЧПУ кондукторные плиты и кондукторные втулки не применяют. Подрезание внутренних торцов отверстий и растачивание внутренних канавок в отверстиях можно выполнять оправками с радиальной подачей резцов; подрезание наружных торцов - облицовочными зенкерами. Для фрезерных операций используются торцевые, концевые, Т-образные, угловые, фасонные и дисковые фрезы, для которых с целью повышения жесткости и точности обработки предъявляются ограничения по весу и размерам.

Для лучшего использования дорогостоящих станков с ЧПУ необходимо подбирать группы деталей с одинаковыми конструктивными элементами. Кроме того, обработка на станках с ЧПУ проектируется по методу дифференциации операции с обеспечением последовательности обработки соответствующих поверхностей. Особенностью данной технологии является также то, что при обработке на обрабатывающих центрах с ЧПУ достигается значительная экономия вспомогательного времени, причем она наиболее существенна для случаев максимально усложненных операций обработки с минимальным числом холостых ходов на замену инструмента. На станках с ЧПУ категорически запрещается производить черновые обдирочные операции со снятием больших припусков, что связано с потерей точности оборудования. Разрешается при необходимости большой припуск удалять за несколько проходов.

 

Использование автоматов, полуавтоматов и автоматических линий

Обработка на автоматических линиях имеет особенности, существенно влияющие на характер технологической подготовки производства.

Автоматическая линия, система машин, комплекс основного и вспомогательного оборудования, автоматически выполняющего в определённой технологической последовательности и с заданным ритмом весь процесс изготовления или переработки продукта производства или части его. В функции обслуживающего персонала А. л. входят: управление, контроль над работой агрегатов или участков линии, их ремонт и наладка. Линии, которые для выполнения части операций производственного процесса требуют непосредственного участия человека (например, пуск и остановка отдельных агрегатов, закрепление или перемещение продукта переработки), называются полуавтоматическими. На современных автоматических линиях механизированы и автоматизированы многие вспомогательные операции (например, уборка отходов производства), контроль качества продукции, учёт выработки и др. На многих  автоматических линиях автоматически регулируются параметры технологических процессов, осуществляются автоматическое перемещение рабочих органов, наладка и переналадка оборудования. Создание и внедрение автоматических линиях — один из важнейших этапов автоматизации производства, переход от отдельных автоматов к автоматическим системам машин и автоматизированным комплексам, часто объединяющим разнохарактерные производственные процессы.

Повышение требований к материалам и качеству заготовок

Для обработки с высокой степенью точности (например, получение отверстий 6-го и 7-го квалитетов) разброс по твердости заготовок должен быть уменьшен по сравнению с действующими стандартами. Форма заготовок должна, возможно, больше соответствовать форме готовой детали, иметь небольшие припуски на обработку. Одним из важных требований к заготовке является стабильность размеров, что предотвращает задержку заготовок в транспортных линиях, исключает заклинивание и перекашивание на транспортерах.

Стабильность структуры материала способствует обеспечению постоянства условий обработки и повышает показатели надежности автоматической линии. Особое внимание необходимо обращать на качество стальных заготовок, так как уровень литейной технологии иногда не соответствует высоким требованиям к обработке деталей в условиях применения автоматических линий.

 

Повышение требований к базированию деталей

Обрабатываемые детали перемещаются с помощью транспортных средств линии (непосредственное транспортирование) или с помощью приспособлений - спутников.

Непосредственное транспортирование возможно, когда заготовка имеет поверхности, обеспечивающие устойчивое положение детали (это способствует также повышению точности позиционирования при обработке).

Корпусные детали базируют по двум взаимно перпендикулярным плоскостям и одному отверстию. Часто базируют их и по одной плоскости и двум отверстиям. При отсутствии обработанных базовых поверхностей в качестве баз для выполнения первых операций рекомендуется использовать наиболее ответственные поверхности, которые в дальнейшем будут обрабатываться.

Необходимо принимать во внимание и то, что не на всех станках автоматической линии деталь может быть обработана с использованием одних и тех же баз из-за особенностей обработки на некоторых позициях, трудности инструментальной доступности детали, износа первоначальных баз. В этом случае необходимо создать новую базу, обеспечив максимальное выполнение требований к точности. Если детали не имеют поверхностей, которые могут быть использованы в качестве баз на различных позициях обработки, применяют приспособления-спутники.

 

Выбор методов обработки

Необходимо стремиться к максимально возможной концентрации обработки с целью уменьшения количества станков в автоматической линии. При составлении технологического процесса нужно учитывать технологические возможности используемых методов обработки для обеспечения требуемой точности и шероховатости поверхностей. Улучшить качество поверхности, обеспечив одновременно высокую степень концентрации операций, можно, если в автоматических линиях применяется особая последовательность операций, отличная от применяющейся при обычном или поточном производстве. Важным является также требование синхронизации операций в автоматической линии, т.е. получение равных или кратных по длительности операций путем разделения длительных операций на несколько позиций или с помощью параллельных потоков.

 

Составление маршрутной технологии