Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Проект автоматической линии для обработки детали Вал-выходной

Тип Реферат
Предмет Промышленность и производство
Просмотров
279
Размер файла
1 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Проект автоматической линии для обработки детали Вал-выходной

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный технический университет

Механический факультет

Кафедра МС и инструменты

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине “Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов”

на тему: Проект автоматической линии для обработки детали "Вал-выходной"

ПК.ПЗ.04.6.09.02.03.31.00.000

Выполнил

ст. гр. МС-04н Володько А. Ю.

Принял Калафатова Л. П.

Нормоконтроль Гусев В. В.

Донецк 2008


Реферат

Работа содержит: страниц 46, таблиц 8 , источников 4, рисунков 9, приложений 2.

Объект проектирования: автоматическая линия для изготовления детали типа вал-выходной.

Цель работы: закрепить знания, полученные при изучении курса «Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов», приобрести навыки проектирования автоматических линий.

ПОЗИЦИЯ, ПОТЕРИ ВНЕЦИКЛОВЫЕ, СТАНКИ ДУБЛЕРЫ, АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ, ЦИКЛОГРАММА РАБОТЫ, ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА.


Задание

Разработать компоновочную схему автоматической линии для изготовления детали тапа вал. Рассчитать экономические показатели выбранной линии.

Спроектировать шпиндельный узел шпоночно-фрезерного станка для фрезерования шпоночного паза.

Исходными данными к курсовому проекту является заданная производительность изготовления детали в условиях автоматизированного производства равная 55 шт./смену и чертеж детали представленный в приложении А.


Содержание

Введение 5

1. Анализ технологичности конструкции детали 6

2. Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированного производства 8

3.Определение перечня холостых операций 14

4. Анализ базового операционного процесса по критерию обеспечения заданной сменной производительности 15

5. Уточненный расчет производительности автоматическойлинии 16

6 Выбор транспортно-загрузочной системы 23

7. Расчет затрат для выбранных вариантов автоматических линий 23

8. Описание конструкции и работы автоматической линии и циклограммы 26

9. Описание конструкции и работы станка 27

10. Определение режимов обработки 29

11. Определение усилий и мощности резания 30

12. Расчет клиноременной передачи 31

13. Расчет прогиба шпинделя 32

14. Расчёт жёсткости опор качения 33

15. Расчёт жёсткости шпинделя 35

16. Динамический расчет шпиндельного узла 38

Заключение 41

Список литературы 43


Введение

Современное производство отличается сложностью производства и технологических процессов. В этих условиях решаются проблемы повышения продуктивности работы и качества производства изготавливаемой продукции при минимальных затратах автоматизации. Для этого необходимо уметь проектировать и широко использовать автоматизированные системы технологического оборудования, в состав которых входит сами станки – автоматы, автоматизированные загрузочные устройства, транспортно – накопительные системы и др.


1. Анализ технологичности конструкции детали

Деталь является выходным валом трехступенчатого цилиндрического соосного редуктора с уменьшающимися диаметрами от середины к краям детали. Она изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-71. Это конструкционная легированная сталь, содержащая 0,4 % углерода, до 1,5% хрома. Эта сталь имеет плохие литейные качества, поэтому использовать в качестве заготовки литье в песчаных формах не допустимо. На чертеже указана твёрдость поверхностей детали после термообработки HRB 220…260. В качестве термообработки принято улучшение. В качестве технологической и измерительной базы принята ось центров детали, что является технологичным, так как не нарушается принцип единства баз. На чертеже детали имеются все виды, сечения и разрезы необходимые для того, чтобы представить конструкцию детали.

Заменить деталь сборным узлом представляется нецелесообразным.

Для облегчения установки подшипников на детали выполнены заходные фаски. Жёсткость детали определим по формуле:

,

где l – длина детали, l = 450 мм;

- приведённый диаметр детали:

,

где , - соответственно, диаметр и длина i-той ступени детали;

n – количество ступеней детали.

Тогда

Тогда

Так как жёсткость детали значительна и не превышает критического значения, равного 10, то для обработки детали не требуются люнеты, а режимы резания могут быть максимально возможными.

Все поверхности детали доступны для обработки и измерений. Возможно использование высокопроизводительного оборудования и стандартной технологической оснастки.

Центрирование вала и ступицы муфты осуществляется скользящей посадкой , крутящий момент передается с помощью шпоночного соединения. Это накладывает дополнительные требования к этой поверхности (шероховатость Ra 1,6 мкм), которая выполнена по 9 квалитету. Так как обработка цапф предусматривает шлифование и полирование, на валу предусмотрены канавки для выхода шлифовального круга, выполненные по наружнему цилиндру и торцу ГОСТ 8820-69 исп.4. Деталь имеет хвостовик для соединения со звездочкой цепной передачи посредством муфты. К поверхностям детали ø45k7, ø50js7, ø80k7, ø75n7 предъявляются особые требования по форме цилиндричности и соосности относительно оси детали. Его величина не должна превышать 0,08 мм и 0,02 соответственно. При выдерживании этих требований возникают технологические трудности. Эти поверхности детали являются наиболее точными. Обеспечение этой точности требует обработки абразивным инструментом.

Нетехнологичными элементами являются:

Наличие на поверхности ø80k7 закрытого шпоночного паза, что затруднит его обработку.

Назначение канавок для выхода шлифовального круга, приведет к ослаблению сечения детали и приведет к понижению жесткости на поверхностях ø45k7, ø50js7, ø80k7, ø75n7.

Несмотря на указанные недостатки деталь в целом технологична.

2. Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированного производства

Рис. 2.1 Чертеж заготовки

Рис. 2.2 Деталь с позициями

На рисунке 2.1 указан чертеж заготовки. На рисунке 2.2 указаны позиции обрабатываемых поверхностей. Далее приведем технологический процесс обработки детали в условиях неавтоматизированного производства.

005 Заготовительная.

1. Цех штамповочный.

010 Фрезерно-центровальная (МР-71).

А. Установить и снять заготовку.

1. Фрезеровать торцы 1;11, выдержав размер 450h12.

2. Сверлить центровые отверстия В5.

015 Токарно-винторезная (16К20).

А. Установить и снять заготовку.

1. Точить начерно ø80k7 поверхности 7 l=295h12.

2. Точить начерно ø75n7 поверхности 6 l=190h12.

3. Точить начерно ø70k7 поверхности 4 l=135h12.

4. Точить начерно ø65d9 поверхности 3 l=110h12.

5. Точить начерно ø90h14 поверхности 9 l=11h12.

Б. Переустановить заготовку.

6. Точить начерно ø50js7 поверхности 15 l=130h12.

7. Точить начерно ø45k7 поверхности 13 l=40h12.

020 Токарно-винторезная (16К20).

А. Установить и снять заготовку.

1. Точить начисто ø65d9 поверхности 3 l=110h12.

2. Точить начисто ø70k7 поверхности 4 l=135h12.

3. Точить начисто ø75n7 поверхности 6 l=190h12.

4. Точить начисто ø80k7 поверхности 7 l=295h12.

5. Точить фаску 1х45º поверхности 2.

6. Точить фаску 1х45º поверхности 5.

7. Точить фаску 1х45º поверхности 17.

8. Точить канавку поверхности 3.

9. Точить канавку поверхности 4.

10. Точить канавку поверхности 6.

11. Точить канавку поверхности 7.

Б. Переустановить заготовку.

12. Точить начисто ø50js7 поверхности 15 l=130h12.

13. Точить начисто ø45k7 поверхности 13 l=40h12.

14. Точить фаску 1х45º поверхности 12.

15. Точить фаску 1х45º поверхности 14.

16. Точить фаску 45º поверхности 10.

17. Точить канавку поверхности 13.

18. Точить канавку поверхности 15.

025 Шпоночно-фрезерная (692М).

А. Установить и снять заготовку.

1. Фрезеровать шпоночный паз ø22x85.

2. Фрезеровать шпоночный паз ø20x100.

030 Термическая.

1. Улучшение до HB 220-260.

035 Круглошлифовальная (ЗУ10В).

А. Установить и снять заготовку.

1. Шлифовать начерно ø65d9 поверхности 3.

2. Шлифовать начерно ø70k7 поверхности 4.

3. Шлифовать начерно ø75n7 поверхности 6.

4. Шлифовать начерно ø80k7 поверхности 7.

5. Шлифовать начисто ø65d9 поверхности 3.

6. Шлифовать начисто ø70k7 поверхности 4.

7. Шлифовать начисто ø75n7 поверхности 6.

8. Шлифовать начисто ø80k7 поверхности 7.

9. Полировать ø70k7 поверхности 4.

040 Круглошлифовальная (ЗУ10В).

А. Установить и снять заготовку.

1. Шлифовать начерно ø45k7 поверхности 13.

2. Шлифовать начерно ø50js7 поверхности 15.

3. Шлифовать начисто ø45k7 поверхности 13.

4. Шлифовать начисто ø50js7 поверхности 15.

045 Контрольная.

Из базового техпроцесса выбираем операции, которые будут выполняться на автоматической линии. Тогда маршрутный техпроцесс будет иметь вид:

010 Фрезерно-центровальная

015 Токарно-винторезная (черновая)

020 Токарно-винторезная (чистовая)

025 Шпоночно-фрезерная

На основании базового техпроцесса обработки произведем расчет машинного времени обработки каждой конкретной поверхности и результат занесем в таблицу 2.1.


Таблица 2.1-Расчет машинного времени выполнения операций

НаименованиеИнструментПараметры резанияD, ммL, ммtр, мин
операциипереходаt, ммsоб, мм/обv, м/минn, об/минsмин, мм/мин
1234567891011
Фрезерно-центровальнаяФрезеровать торцы пов. 1,17.Фрезы торцевые Т15К634137220275983001,09
Сверлить центровочные отверстияСверла центровочные комбинированные ГОСТ 14952-7560,31102557912,510,060,13
Токарно-винторезная (Черновая)Точить пов.7 предв.Резец проходной Т15К630,965225202922951,46
Точить пов.6 предв.Резец проходной Т15К62,20,965276248751900,77
Точить пов.4 предв.Резец проходной Т15К62,20,965296266701350,51
Точить пов.3 предв.Резец проходной Т15К62,30,965318286651100,38
Токарно-винторезная (Черновая)Точить пов.9Резец проходной Т15К630,965230207903061,48
Точить пов.15 предв.Резец проходной Т15К630,965339305611300,43
Точить пов.13 предвРезец проходной Т15К62,20,96546041445400,1
Токарно-винторезная (Чистовая)Точить пов.7 оконч.Резец проходной Т15К60,20,593370185802951,59
Точить пов.6 оконч.Резец проходной Т15К60,20,593395197751900,96
Точить пов.4 оконч.Резец проходной Т15К60,20,593423211701350,64
Точить пов.3 оконч.Резец проходной Т15К60,20,593455278651100,48
Токарно-винторезная (Чистовая)Точить пов.15 оконч.Резец проходной Т15К60,20,593592296501300,44
Точить пов.13 оконч.Резец проходной Т15К60,20,59365832945400,12
Точить фаску пов.2Резец фасочный Р6М510,311566206510,05
Точить фаску пов.5Резец фасочный Р6М510,312057177510,06
Точить фаску пов.17Резец фасочный Р6М510,311544138010,08
Точить фаску пов.12Резец фасочный Р6М510,312095294510,03
Точить фаску пов.14Резец фасочный Р6М510,312086265010,04
Точить фаску пов.10Резец фасочный Р6М510,311539129010,09
Точить канавку пов. 3Резец специальный Р6М52,20,31206620650,20,01
Точить канавку пов. 4Резец специальный Р6М52,20,31206118700,20,01
Точить канавку пов. 6Резец специальный Р6М52,20,31205717750,20,01
Точить канавку пов. 7Резец специальный Р6М52,20,31154413800,20,01
Точить канавку пов. 13Резец специальный Р6М52,20,31209529450,20,01
Точить канавку пов. 15Резец специальный Р6М52,20,31208626500,20,01
Вертикально фрезернаяФрезеровать шпоночный паз Ø22 попер/продФреза шпоночная Т15К69/220,017/ 0,00611116009/27229/854,15
Фрезеровать шпоночный паз Ø20 напроходФреза шпоночная Т15К6200,006101160027201003,7
Суммарное значение рабочего времени16,5

3. Определение перечня холостых операций

Перечень холостых операций приведен в таблице 2.

Таблица 3.1– Перечень холостых операций

Наименование рабочей операцииНаименование холостой (обеспечивающей) операции
Фрезерно-центровальная1.1 Ориентировать деталь
1.2 Подать деталь в рабочую зону
1.3 Закрепить деталь
1.4 Подвести фрезы на быстром ходу
1.5 Отвести фрезы на быстром ходу
1.6 Подвести центровочные свёрла на быстром ходу
1.7 Отвести центровочные свёрла на быстром ходу
1.8 Раскрепить деталь
1.9 Удалить деталь из рабочей зоны
Токарно-винторезная2.1 Ориентировать деталь
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 Закрепить деталь
2.8 Подвести резец на быстром ходу
2.9 Отвести резец на быстром ходу
2.10 Раскрепить деталь
2.11 Удалить деталь из рабочей зоны
Шпоночно-фрезерная3.1 Ориентировать деталь
3.2 Подать деталь в рабочую зону
3.3 Закрепить деталь
3.4 Подвести инструмент на быстром ходу
3.5 Отвести инструмент на быстром ходу
3.10 Раскрепить деталь
3.11 Удалить деталь из рабочей зоны

4. Анализ базового операционного процесса по критерию обеспечения заданной сменной производительности

Определим ожидаемую производительность системы технологического оборудования за смену для неавтоматизированного производства:

шт/см;

где – коэффициент использования линии, принимаем

По условию требуемая серийная производительность:

шт/см.

В связи с этим необходимо синтезировать вариант АЛ, которая позволила бы обеспечить заданную производительность.

Рассмотрим два варианта компоновки автоматической линии, в первом из которых используются станки-дублеры, а во втором многопозиционный станок.

Структура линии, состоящей из станков-дублеров, представлена на (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 Компоновка АЛ со станками-дублерами.

Для этой линии лимитирующим является время мин. Тогда производительность такой линии составляет:

(шт./смену).

Данное количество изделий удовлетворяет требуемой производительности.

Теперь рассчитаем вариант компоновки АЛ с многопозиционным станком, структура которого представлена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 Компоновка АЛ со станками с многооперационным станком

Для данного варианта АЛ лимитирующей операцией также является шпоночно-фрезерная со временем мин. Производительность такой линии составляет:

(шт./смену).

Этот вариант также обеспечивает требуемую производительность, используя при этом на один станок меньше, чем предыдущий вариант. Проведем более точный анализ двух последних вариантов АЛ и определим, какой из них является более экономически целесообразным.

5. Уточненный расчет производительности автоматической линии

Уточненный расчет полной производительности автоматической линии с жесткими межагрегатными связями проводится по формуле:

,

где - коэффициент загрузки линии, который характеризует условия эксплуатации (принимается в пределах 0,85-0,90);

- время не совмещенных холостых ходов (в условиях дифференциации технологического процесса принимается ;

- время суммарных внецикловых потерь, определяется по формуле:

где - ожидаемые внецикловые потери по инструменту;

- ожидаемые внецикловые потери по оборудованию.

Потери по инструменту вычисляются по формуле:

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет времени потерь по инструменту для АЛ со станками-дублерами

№ ппНаименование инструмента, мин, мин, мин, мин, мин
1234567
1Фреза торцовая Т15К61,0910070,120,078*2
2Сверло центровочное Р180,134510,120,0032*2
3Резец Т15К6 (установ А, черновая обработка)1,48601,50,20,042
4Резец Т15К6 (установ А, черновая обработка)1,46601,50,20,041
5Резец Т15К6 (установ А, черновая обработка)0,77601,50,20,022
6Резец Т15К6 (установ А, черновая обработка)0,51601,50,20,014
7Резец Т15К6 (установ А, черновая обработка)0,38601,50,20,011
8Резец Т15К6 (установ Б, черновая обработка)0,43601,50,20,012
9Резец Т15К6 (установ Б, черновая обработка)0,097601,50,20,0027
10Резец Т15К6 (установ А, чистовая обработка)0,57603,00,180,03
11Резец Т15К6 (установ А, чистовая обработка)0,28603,00,180,015
12Резец Т15К6 (установ А, чистовая обработка)0,12603,00,180,064
13Резец Т15К6 (установ А, чистовая обработка)0,48603,00,180,025
14Резец Т15К6 (установ Б, чистовая обработка)0,3603,00,180,016
15Резец Т15К6 (установ Б, чистовая обработка)0,12603,00,180,0064
16Резец канавочный Р6М5 (установ А)0,01603,00,180,00053
17Резец канавочный Р6М5 (установ А)0,01603,00,180,00053
18Резец канавочный Р6М5 (установ А)0,012603,00,180,00064
19Резец канавочный Р6М5 (установ А)0,015603,00,180,0008
20Резец канавочный Р6М5 (установ Б)0,007603,00,180,00037
21Резец канавочный Р6М5 (установ Б)0,0078603,00,180,00041
22Резец фасочный Р6М5 (установ А)0,05603,00,180,0027
23Резец фасочный Р6М5 (установ А)0,058603,00,180,0031
24Резец фасочный Р6М5 (установ А)0,076603,00,180,004
25Резец фасочный Р6М5 (установ Б)0,035603,00,180,0019
26Резец фасочный Р6М5 (установ Б)0,039603,00,180,0021
27Резец фасочный Р6М5 (установ Б)0,086603,00,180,0046
28Фреза шпоночная Т15К6 (Ø22х85)3,93805,00,120,251
29Фреза шпоночная Т15К6 (Ø20х85)3,93805,00,120,251

Для варианта АЛ с многопозиционным станком на шпоночно-фрезерной операции приведем только отличия по времени в 28 и 29 номере таблицы 5.1.


Таблица 5.2 - Расчет потерь времени по инструменту для АЛ с многопозиционным станком

№ ппНаименование инструмента, мин, мин, мин, мин, мин
-------
28Фреза шпоночная Т15К6 (Ø22х85)4,15805,00,120,266
29Фреза шпоночная Т15К6 (Ø20х85)3,7805,00,120,237

Расчет внецикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

Рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицы 5.3 и 5.4.

Таблица 5.3 - Уточненные потери по оборудованию вариант для АЛ с копировальными станками

ОперацияНаименование механизмаВремя простоев на 100 мин. , минВремя работы j-ого нормализованного узла , минПростои конкретных механизмов , мин
Фрезерно-центровальная х2Узел подачи и зажима0,551,210,0067
Фрезерная бабка0,041,090,0004
Сверлильная бабка0,030,120,00004
Гидравлическое оборудование0,21,210,00242
Электрооборудование0,51,210,00605
Система охлаждения0,081,210,00097
Транспортер стружки0,241,210,0029
Токарная черновая Установ АУзел подачи и закрепления заготовки0,551,480,00814
Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения0,181,480,002664
Узел продольных суппортов0,061,480,000888
Гидравлическое оборудование0,21,480,00296
Электрооборудование1,431,480,021164
Система охлаждения0,081,480,001184
Транспортер стружки0,241,480,003552
Токарная черновая Установ БУзел подачи и закрепления заготовки0,550,430,002365
Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения0,180,430,000774
Узел продольных суппортов0,060,430,000258
Гидравлическое оборудование0,20,430,00086
Электрооборудование1,430,430,006149
Система охлаждения0,080,430,000344
Транспортер стружки0,240,430,001032
Токарная чистовая Установ АУзел подачи и закрепления заготовки0,550,6460,003553
Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения0,180,6460,0011628
Узел поперечных суппортов0,070,0760,0000532
Узел продольных суппортов0,060,570,000342
Гидравлическое оборудование0,200,6460,001292
Электрооборудование1,430,6460,0092378
Система охлаждения0,080,6460,0005168
Транспортер стружки0,240,6460,0015504
Токарная чистовая Установ БУзел подачи и закрепления заготовки0,550,3860,002123
Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения0,180,3860,0006948
Узел поперечных суппортов0,070,0860,0000602
Узел продольных суппортов0,060,30,00018
Гидравлическое оборудование0,20,3860,000772
Электрооборудование1,430,3860,0055198
Система охлаждения0,080,3860,0003088
Транспортер стружки0,240,3860,0009264
Вертикально-фрезернаяУзел подачи и зажима0,553,930,0216
Фрезерная бабка х20,063,930,0024
Гидравлическое оборудование х20,233,930,009
Электрооборудование1,433,930,056
Система охлаждения х20,083,930,0031
Транспортер стружки0,243,930,0094
Вертикально-фрезернаяУзел подачи и зажима0,553,930,0216
Фрезерная бабка х20,063,930,0024
Гидравлическое оборудование х20,233,930,009
Электрооборудование1,433,930,056
Система охлаждения х20,083,930,0031
Транспортер стружки0,243,930,0094
0,507

Тогда производительность такой линии с учетом потерь по инструменту и оборудованию будет составлять:

шт./смену.

Как видно по расчетам, производительность такой линии удовлетворяет требуемой производительности.

Далее рассмотрим потери времени, связанные с оборудованием для АЛ с многопозиционным станком и данные занесем в таблицу 5.4. Т.к. линия имеет многопозиционный станок вместо двух станков дублеров на последней операции, тогда приведем в таблице 5.4 только отличное от таблицы 5.3 время.

Таблица 5.4 - Уточненные потери по оборудованию вариант для АЛ с многопозиционным станком

ОперацияНаименование механизмаВремя простоев на 100 мин. , минВремя работы j-ого нормализованного узла , минПростои конкретных механизмов , мин
Вертикально-фрезернаяУзел подачи и зажима0,554,150,0228
Фрезерная бабка х20,064,150,0025
Гидравлическое оборудование0,234,150,01
Электрооборудование х21,434,150,059
Система охлаждения х20,084,150,0033
Транспортер стружки0,244,150,01
Вертикально-фрезернаяУзел подачи и зажима0,553,70,020
Фрезерная бабка х20,063,70,0022
Гидравлическое оборудование0,233,70,0085
Электрооборудование х21,433,70,0529
Система охлаждения х20,083,70,003
Транспортер стружки0,243,70,0089
0,668

Тогда производительность такой линии с учетом потерь по инструменту и оборудованию будет составлять:

шт./смену.

Как видно по расчетам, производительности обоих линий удовлетворяют требуемой производительности. Дальнейшее увеличение числа оборудования для повышения производительности будет экономически нецелесообразным.

6 Выбор транспортно-загрузочной системы

В качестве загрузочно-разгрузочной системы в данной линии можно использовать напольные роботы-манипуляторы. Соответственно принимаем промышленные роботы агрегатно-модульный конструкции типа РПМ-25.

В качестве транспортной системы принимаю пластинчатый конвейер и транспортеры стружки.

7. Расчет затрат для выбранных вариантов автоматических линий

Ранее варианты АЛ рассматривались с точки зрения обеспечиваемой ими производительности и оба из них обеспечивают требуемую производительность. Для окончательного выбора компоновки АЛ определим стоимость каждой из них.

Для расчета стоимости того или иного варианта автоматической линии необходимо предварительно определить состав оборудования, которое будет входить в данную линию.

В обеих компоновках будут использоваться транспортеры деталей, стружки, роботы-манипуляторы. Приведенные затраты автоматической линии находятся по формуле:

;

;

где - стоимость основного оборудования;

- стоимость транспортно – загрузочной системы.

Основное оборудование АЛ с применением станков-дублеров состоит из:

Фрезерно – центровальный станок - 1шт ×3000у.е.=3000 у.е.

Токарный многорезцовый полуавтомат – 4 шт ×4000у.е.=16000 у.е.

Шпоночно– фрезерный станок – 2шт.×3000у.е.=6000у.е.

Общая стоимость основного оборудования составляет: 25000у.е.

Вспомогательное оборудование для данной схемы:

Транспортер деталей 1 шт. × 1200 у.е.= 1200 у.е.

Транспортер стружки 2 шт. × 320 у.е.= 640 у.е.

Промышленный робот 7 шт.×4500у.е.=31500 у.е.

Общая стоимость вспомогательного оборудования составляет 33340 у.е

Приведенные потери составляют для данного варианта:

у.е

Аналогично рассчитываем стоимость основного оборудования для варианта компоновки АЛ с многопозиционным станком:

Фрезерно – центровальный станок - 1шт ×3000у.е.=3000 у.е.

Токарный многорезцовый полуавтомат – 4 шт ×4000у.е.=16000 у.е.

Двухпозиционный фрезерный полуавтомат – 1шт.×6000у.е.=6000у.е.

Общая стоимость основного оборудования составляет 25000 у.е.

Определим стоимость вспомогательного оборудования:

Промышленный робот 6шт.×4500у.е.=27000 у.е.

Транспортер деталей 1 шт. × 1200 у.е.= 1200 у.е.

Транспортер стружки 1 шт. ×320 у.е.= 320 у.е.

Стоимость вспомогательного оборудования для данного варианта составляет 28520 у.е.

Как видно из расчетов второй вариант является экономически более целесообразным. Приведенные потери составляют для него:

у.е.

Из экономического сравнения двух вариантов видим, что вариант АЛ с применением многопозиционного станка оказался более выгодным.

Все расчеты заносим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 – Стоимость основного и вспомогательного оборудования

№ вариантаТип оборудованияСтоимость оборудованияТип ТЗССтоимость ТЗСПриведенные затраты
1 Транспортер деталей1·120020419
Станок фрезерно-центровальный мод. МР-71МФ31·3000Промышленный робот РПМ-251·4500
Транспортер стружки320
Станок токарный многорезцовый копировальный полуавтомат мод. 1716Ц4·4000Промышленный робот РПМ-254·4500
Транспортер стружки320
Станок шпоночно-фрезерный 692М2·3000Промышленный робот РПМ-252·4500
Транспортер стружки2·320
2Транспортер деталей1·1200
Станок фрезерно-центровальный мод. МР-71М1·3000Промышленный робот РПМ-251·450018732
Транспортер стружки320
Станок токарный многорезцовый копировальный полуавтомат мод. 1716Ц4·4000Промышленный робот РПМ-254·4500
Транспортер стружки320
Станок вертикально-фрезерный многопозиционный6000Промышленный робот РПМ-251·4500
Транспортер стружки320

Таблица 7.2 – Структура техпроцесса в автоматизированном производстве при совмещении операций

№ поз.Наименование операцииИнструментальные переходы на данной операцииИнструментВремя операции, мин.
1Фрезерно-центровальнаяФрезеровать торцы 1, 11 Сверлить центровочные отверстияФреза торцевая Сверла центровочные комбинированные1,22
2Токарная черновая Точить поверхности 3, 4, 6, 7Многорезцовая наладка1,48
3Токарная черновая Точить поверхности 13, 15Многорезцовая наладка0,43
4Токарная чистовая Точить поверхности 3, 4, 6, 7 Точить фаски 2, 5, 17 и канавки 3, 4, 6, 7Многорезцовая наладка0,646
5Токарная чистовая Точить поверхности 13, 15 Точить фаски 12, 14, 10 и канавки 13, 15Многорезцовая наладка0,3865
6Вертикально-фрезернаяФрезеровать шпоночные пазыФреза шпоночная4,15

8. Описание конструкции и работы автоматической линии и циклограммы

В состав АЛ последовательного агрегатирования входит следующее оборудование:

Фрезерно-центровальный станок мод. МР71М 1шт.

Токарный многорезцовый полуавтомат мод. 1Н713 4 шт.

Многопозиционный шпоночно-фрезерный станок 1шт.

Промышленный робот 6 шт.

Конвейер пластинчатый 1шт.

На первом фрезерно-центровальном станке производится фрезерование торцев детали и сверление центровых отверстий с помошью фрезерной и сверлильной бабок. Заготовка устанавливается на станке с помощью станочных призм. На втором и третьем токарном многорезцовом полуавтомате производится черновое точение цилиндрических поверхностей с помощью продольного суппорта и многорезцовых наладок. На четвертом и пятом токарных полуавтоматах производится точение цилиндрических поверхностей, фасок и канавок с помощью многорезцовых наладок на продольные и поперечные суппорта. На всех токарных станках заготовка устанавливается в переднем зубчатом центре и поджимается задней бабкой с установленным в ней вращающимся центром. На многопозиционном шпоночно-фрезерном станке производится фрезерование шпоночного паза шпоночной фрезой, установленной во фрезерной насадке, заготовка, установлена на поворотном столе. Самодействующие фрезерные головки на этом станке совершают движение врезания и продольное движение, а также главное движение резания. Однорукие промышленные роботы используются в качестве загрузочных устройств. Транспортирующим устройством в данной АЛ является пластинчатый конвейер с установленными на нем призмами для ориентирования заготовки.

Работа элементов АЛ происходит следующим образом (см. циклограмму работы АЛ): цикл начинается с подвода руки манипулятора к конвейеру, далее происходит зажим заготовки кистью и отвод манипулятора, его поворот к станку, и подвод руки. При попадании ориентированной заготовки в зажимное приспособление происходит зажим ее на станке после чего манипулятор разжимает кисть и отводит руку от станка, одновременно с отводом руки включается быстрый подвод заготовки вместе со столом или соответствующих суппортов в рабочую зону далее включается рабочий ход затем быстрый отвод. Одновременно с быстрым отводом включается подвод отведенной руки манипулятора к станку, зажим заготовки манипулятором и разжим зажимного приспособления. Обработанная заготовка отводится вместе с рукой манипулятора от станка, манипулятор поворачивается к конвейеру, подводит руку и устанавливает деталь в призмах на конвейере, разжимает кисть и отводит руку от него. На этом цикл работы АЛ заканчивается.

9. Описание конструкции и работы станка

В рамках данного курсового проекта необходимо сконструировать станочную систему для обработки шпоночного паза вала-выходного.

Компоноваться данная система будет следующим образом: шпоночно-фрезерный станок 692М, пластинчатый конвейер и промышленный робот РПМ-25. Робот захватывает заготовку и поворачивается к станку, для установки заготовки под обработку и ориентации относительно инструмента используем стандартный станочные приспособления – раздвижные призмы, которые крепятся к совершающему движение подачи силовому столу. Для того, чтобы в процессе обработки заготовка находилась неподвижно относительно инструмента и не меняла положение под действием сил резания, будем использовать зажимное приспособление, которое также устанавливается на стол.

Сам процесс обработки будет происходить в следующей последовательности: установка вала на призмы, фиксация вала с помощью зажимного приспособления посредством прижатия его к призмам, подвод заготовки на ускоренном ходу в зону обработки, непосредственная обработка шпоночного паза на рабочем ходу, отвод заготовки из зоны обработки на ускоренном ходу. При этом сам ускоренный подвод и отвод осуществляется посредством перемещения платформы стола по направляющим при вращении электродвигателя быстрых перемещений, изменение направления осуществляется реверсированием электродвигателя. Рабочий ход осуществляется посредством движения стола с заготовкой за счет вращения ходового винта от электродвигателя рабочей подачи. Скорость рабочей подачи настраивается сменяемыми зубчатыми колесами, величина усилия подачи стола регулируется фрикционной предохранительной муфтой, сжатие дисков которой производится винтом и планкой через пружину. Шпиндельный узел совершает вертикальное движение от привода конической шестерни, которая вращает винт, на котором накручена гайка, эта гайка с помощью кронштейна опускает шпиндель в зависимости от вращения винта.


10. Определение режимов обработки

Расчет режимов резания при обработке шпоночного паза ведем в следующей последовательности:

1) схема обработки паза

Рисунок 10.1 Обработка шпоночного паза

2) по рис. 10.1 глубина резания мм и ширина обработки мм;

3) согласно [1, стр. 284, табл. 35] принимаем подачу ;

4) скорость резания рассчитываем по формуле

,

где - стойкость инструмента, мин [1, стр. 290, табл. 40];

- число зубьев фрезы, ;

[1, стр. 287, табл. 39];

где – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,=0,85, =1,45 [1, с. 262, табл.2];

– коэффициент, учитывающий состояние поверхности,[1, с. 263, табл.5];

– коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, [1, с. 263, табл.6];

По рассчитанной скорости резания определяем требуемую частоту вращения фрезы при обработке данной поверхности:

об/мин.

11. Определение усилий и мощности резания

Определяем главную составляющую силы резания:

Согласно [1] выбираем значения степеней и коэффициентов:

Тогда усилие резания

Н.

Определяем мощность резания:

Учитывая коэффициенты при затуплении – 1,7 и при неравномерности припуска – 1,4, получим мощность станка:

12. Расчет клиноременной передачи.

Исходные данные:

P1=2,43 кВт, n=1440об/мин, i=2.

В зависимости от n выбираем сечение ремня А.

Принимаю dшк=150 мм,P0≈3 кВт.

Пусть а≈450мм. Тогда lp=2·450+0.5·р·(150+300)=2042 мм. Принимаю lp=2100 мм.

Уточняем межосевое

.

Ср=1,3, Сi=1,14, Cl=0,95, Cб=0,89.

Pp=P0×Сi×Cl×Cб/ Ср=3·1,14·0,95·0,89/1,3=2,22 кВт.

6) Число ремней z=3/2,22/0,95≈3 ремня.

Находим предварительное натяжение одного ремня при

v=р·dшкn/60=3,14·0,2·1440/60=15,072м/с и Fv=1250·81·10-6·15,07=23H


равно

F0=0.85·P·Cp·Cl/(zvCбCi)+Fv=0.85·3·1.3·0.95/(3·13.08·0,89×0,95)+23=91,6H

Сила, действующая на вал

F=2·F0·z·cosβ/2=2·96,4·3·cos12,6=537H.

Ресурс наработки

Т=ТсрК1К2=2000·2,5·1=5000ч.

13. Расчет прогиба шпинделя

Для расчета будем использовать программу автоматического расчета прогиба шпнделя. Исходными данными расчета являются:

- номер расчетной схемы (5);

- составляюшие усилий резания:

Pz=200H;

Py=1157H;

Po=2313H;

- диаметр конца шпинделя Dm=90мм;

- диаметр отверстия в шпинделе Dot=30мм;

- диаметр шпинделя между опорами Dk=70мм;

- угол между усилием резания и окружным усилием Gm=0-6,28 Рад.

Выходными данными программы являются:

- FR1, FR2 – реакции в передней и задней опорах, Н;

- У – прогиб рабочего конца шпинделя, мкм;

- θ – угол поворота шпинделя в передней опоре, Рад.

После расчета программа выдала следующие значения:

Минимальный прогиб и угол поворота будет при угле:

Gm =3,14рад;

FR1=4423Н;

FR2=-5793Н;

У=335мкм;

θ=-0,000003Рад.

14. Расчёт жёсткости опор качения

Жёсткость опоры:

;

где - упругое сближение тел качения и колец подшипника, мм;

- контактные деформации на посадочных поверхностях подшипника, шпинделя и корпуса, мм.

Для расчета подшипника на передней опоре, а именно духрядного роликоподшипника типа 3182118 вначале определяют податливость подшипника по графику (МУ№125 рис. 3.2) - .

Коэффициент податливости определяют по графику (МУ№125 рис. 3.3) - , С=60мм, l=3·C=180мм.

Относительный зазор-натяг = 0.

- податливость подшипника;

Податливость посадочных поверхностей:

Суммарная жесткость на ПО:

Для ЗО или дуплекса (пары) радиально-упорных шарикоподшипников жесткость определяется в такой последовательности:

По (МУ№125 рис. 3.4) -

по (МУ№125 рис. 3.5);

где =10мм – диаметр шариков шарикового радиально-упорного подшипника 36214;

КR - вспомогательный коэффициент податливости.

Податливость посадочных поверхностей:

где k=0,01 – коэффициент податливости;

d – диаметр внутреннего кольца подшипника, d=70 мм;

D - диаметр наружного кольца подшипника D=125 мм;

В – ширина подшипника, В=44 мм.

Окончательная жесткость для ЗО:

Анализируя полученные данные, делаем вывод, что хотя подшипники передней опоры более жёсткие по сравнению с подшипниками задней опоры, прогибы в передней опоре всё равно на порядок выше из-за больших сил, возникающих на торце шпинделя при фрезеровании.

15. Расчёт жёсткости шпинделя

Радиальное перемещение переднего конца шпинделя:

;

где - перемещение, вызванное изгибом тела шпинделя;

- перемещение, вызванное податливостью (нежёсткостью опор);

- перемещение, вызванное сдвигом от действия поперечных сил.

Рисунок 15.1 – Перемещения переднего конца шпинделя

Применим известные формулы сопромата и пренебрегая величиной , которая для реальных размеров шпинделей, имеющих центральное отверстие, не превышает 3-6 процентов, запишем:

где Е – модуль упругости материала шпинделя, Е=2·Па;

- осевые моменты инерции сечения шпинделя соответственно на консольной части и между опорами;

и - соответственно податливость передней и задней опор шпинделя;

- коэффициент, учитывающий наличие в передней опоре защемляющего момента, =0,1….0,2. Принимаем =0,5;

а – длина вылета (консольной части) шпинделя, а=60 мм;

l – расстояние между опорами шпинделя, используя программу принимаем оптимальное l=250 мм;

F=Pу=1291,5 Н.

Определим суммарный угол поворота от статической и динамической нагрузки:

.

Таким образом при диаметре фрезы 22мм и глубине шпоночного паза 9мм, данный ШУ может применятся на данном фрезерном станке при обработке шпоночного паза, исходя из допуска на глубину шпоночного паза , углубление (увод) оси фрезы при фрезеровании не должен превышать , в данном случае углубление составит:

, что меньше допустимого значения.


16. Динамический расчет шпиндельного узла

Для получения частотных характеристик шпиндельного узла разобьем его на участки и рассчитаем их осевые моменты инерции и массу:

Рисунок 16.1 – Чертеж шпиндельного узла

Рисунок 16.2 – Разбиение шпиндельного узла на участки

Используя пакет КОМПАС-3D V8 и 3D модель данного узла рассчитаем необходимые параметры:

Жесткость Cr и коэффициент демпфирования h опор (согласно пункту 15):

Cr1=635000 Н/мм

Cr2=508000 Н/мм

где – относительное рассеивание энергии на шариковой радиально-упорной сдвоенной опоре; – относительное рассеивание энергии на роликовой радиально сдвоенной опоре; а=60 мм – вылет; l=250 мм – межопорное расстояние h1,2=0,11

Полученные данные заносим в программу и на основании нижеперечисленных формул получаем графики частотных характеристики узла. Передаточная функция УС шпинделя


Рисунок 16.3 – Графики амплитудно-частотных характеристик

Таким образом собственная частота 90 с-1, что входит в интервал 63-117рад/с рабочей частоты шпиндельного узла, поэтому использовать эту частоту вращения шпинделя и близкие к ней не рекомендуется. Для этого следует увеличить рабочую частоту привода.


Заключение

В курсовой проекте исследован технологический процесс обработки детали в неавтоматизированном производстве, произведен синтез и анализ двух компоновок автоматических линий, выбран наиболее рациональный вариант автоматической линии по критерию обеспечения заданной производительности и минимума приведенных затрат, разработана циклограмма работы выбранного варианта автоматической линии.

Также была спроектирована станочная система на базе шпоночно-фрезерного станка. Спроектирован шпиндельный узел данного станка. Произведен динамический расчет шпиндельного узла, режимов и мощности резания, в условиях фрезерования данного шпоночного паза.


Список литературы

1. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2/ Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова 4-е изд-. М.: Машиностроение, 1985.-496с.

2. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов» №774.Сост.:Л.П. Калафатова, А. Д. Молчанов Донецк ДонНТУ 2003. 47с.

3. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных поцессов.-М.: Машиностроение, 1987. -288с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя В 3-х т. Т1./ Под. Ред. И.Н. Жестковой: М. Машиностроение 2001.-920с.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
Физика
История
icon
136338
рейтинг
icon
5817
работ сдано
icon
2633
отзывов
avatar
История
Экономика
Маркетинг
icon
134489
рейтинг
icon
3016
работ сдано
icon
1323
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
88813
рейтинг
icon
1983
работ сдано
icon
1250
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
50 146 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Омский гуманитарный университет (ОмГA)
Огромное спасибки!!! Все супер!!! надеюсь Вы мне еще поможете сдать экзамены))))
star star star star star
институт психологии
Всем советую выбирать автора natka. Всегда вовремя, без затуманивания темы и всегда на связи!
star star star star star
РАНХиГС
Уже второй раз обращаюсь к Елене Павловне. Все вовремя и без замечаний)
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Написать курсовую работу

Курсовая, Разработка и реализация бизнес-планов

Срок сдачи к 13 мар.

только что

Тема: коммуникационные процессы в цифровой экономике

Курсовая, Менеджмент

Срок сдачи к 14 мар.

только что

Решить задачки

Решение задач, Алгебра И геометрия

Срок сдачи к 4 мар.

1 минуту назад

Решить задачи в exel

Решение задач, Информационные технологии

Срок сдачи к 1 мар.

1 минуту назад

Курсовая, Юриспруденция

Курсовая, Юриспруденция

Срок сдачи к 7 мар.

1 минуту назад

Практическая работа

Контрольная, государственное и муниципальное управление

Срок сдачи к 1 мар.

1 минуту назад

Решить задачи по бухгалтерскому учету

Решение задач, бухгалтерский управленческий учет

Срок сдачи к 1 мар.

2 минуты назад

Нужно просто решить 3 задачки

Решение задач, Экономика

Срок сдачи к 29 февр.

2 минуты назад
3 минуты назад

3 практические работы

Другое, Геодезическая астрономия

Срок сдачи к 8 мар.

3 минуты назад

Практическая работа

Контрольная, Статистика

Срок сдачи к 1 мар.

3 минуты назад

Типологический анализ издания научно-популярного журнала "Вокруг...

Курсовая, Печатные и электронные средства информации

Срок сдачи к 8 мар.

3 минуты назад
3 минуты назад

Механика и термодинамика

Презентация, Биофизика

Срок сдачи к 11 мар.

3 минуты назад

2 задания

Контрольная, Математика

Срок сдачи к 10 мар.

4 минуты назад

Один вопрос теоретический и одна задача

Решение задач, Физика

Срок сдачи к 2 мар.

6 минут назад
7 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно