Автоматизация технологического процесса обработки детали (стр. 1 из 3)
КУРСОВАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
«Автоматизация технологического процесса»
НА ТЕМУ:
«Автоматизация технологического процесса обработки детали»
Содержание
Содержание
1 Разработка технологического процесса изготовления детали
1.1 Анализ конструкции детали
1.2 Выбор метода получения заготовки
1.3 Разработка технологического процесса
1.4 Расчёт режимов резания и норм времени
2 Разработка автоматической линии
2.1 Выбор структурной схемы автоматической линии
2.2 Выбор и компоновка технологического оборудования
2.3 Выбор и компоновка транспортных средств
2.4 Выбор методов и средств контроля
2.5 Составление циклограммы работы автоматической линии
3 Построение системы управления электроприводом металлообрабатывающего станка
Список литературы
1 Разработка технологического процесса изготовления детали
1.1 Анализ конструкции детали
Анализ конструкции детали произведём с точки зрения её технологичности при обработке на станках, обеспечении требуемой программы выпуска, экономии материала, энергии, затрат производимых при изготовлении детали.
Данная деталь имеет простую конструкцию. Имеются поверхности для базирования и закрепления на станках на всех операциях.
Обрабатываемая деталь – ступенчатый вал, изготавливаемый из стали 40, имеет повышенные требования к качеству поверхностей Æ29 и конусной поверхности, шероховатость которых Ra 1,25 мкм. Шероховатость Ra 3,2 мкм имеют поверхности Æ49, Æ55. Поверхности Æ37 и Æ21 свободны.
Канавки могут быть получены канавочным резцом после обработки шеек вала. Фаски точатся в последнюю очередь. На поверхности с неуказанной шероховатостью в соответствии с чертежом необходимо обеспечить Ra 6,3 мкм.
При данной форме и конфигурации детали имеется возможность обработки большинства поверхностей проходным резцом. Диаметральные размеры шеек вала убывают к концам вала, что несколько затрудняет их обработку. Шпоночные канавки отсутствуют, что сокращает число операций. В конструкции детали отсутствуют резкие перепады диаметров.
Деталь имеет достаточную жесткость для применения высокопроизводительных методов обработки.
Отношение длины вала к минимальному диаметру не должно превышать 15:
Таким образом, можно сделать вывод, что деталь технологична за исключением уменьшающихся к концам вала диаметров шеек и резьбы.
1.2 Выбор метода получения заготовки
Материал детали сталь 40 – среднеуглеродистая с содержанием углерода 0,40%. Имеет хорошую пластичность, вязкость, высокое сопротивление появлению трещин. Применяют для большой группы деталей машин работающих не только при статических нагрузках, но и в условиях циклических нагрузок. Относится к недорогому конструкционному материалу.
Заготовку для производства вала можно получить несколькими способами. Рассмотрим следующие из них: литьё под давлением, поперечно-клиновый прокат и использование в качестве заготовки круглого проката. Оценивать тот или иной способ будем по коэффициенту использования металла, подверженности металла данному методу обработки, а так же по себестоимости получения заготовки.
При литье сталь имеет высокую усадку, низкую жидкотекучесть, склонность к образованию горячих трещин. Припуски на последующую механическую обработку получаются в пределах 4…6 мм, что приводит к уменьшению коэффициента использования металла – много металла уходит в стружку, что приводит к увеличению времени на механическую обработку и удорожанию обработки.
При использовании круглого проката припуски получаются автоматически, и будут на отдельных частях детали очень большими. Коэффициент использования металла 0,6…0,7. В связи с этим также увеличивается время на обработку, повышается износ инструмента, а значит, возрастает себестоимость готовой детали.
Наиболее оптимальный способ получения заготовки – это поперечно-клиновой прокат, который позволяет назначить припуски в пределах 1,5…2,5 мм в зависимости от размеров поверхности. При прокате повышаются механические свойства металла. Метод имеет высокую производительность, что удешевляет заготовку. Коэффициент использования металла 0,9.
1.3 Разработка технологического процесса
Операции будут строиться из малого числа простых технологических переходов, то есть технологический процесс разрабатываем по принципу дифференциации операций. Это связано в первую очередь с возможностью отделения сложной и точной чистовой обработки, требующей высокоточных станков, от предварительной черновой обработки, которая может производиться высокопроизводительными способами. Дифференциация в условиях средне - серийного производства является экономически целесообразным построением технологического процесса.
Минимально возможным числом операций может быть четыре, это связано с особенностями и методами обработки отдельных поверхностей вала, а также осуществлением чистовой и черновой обработки на отдельных станках.
Операция фрезерно-центровальная: на фрезерно-центровальном автомате за один установ можно произвести фрезерованием торцов вала и их зацентровку.
Операция токарная: на токарном автомате производится черновое наружное точение шеек вала проходным резцом.
Операция токарная: на токарном автомате чистовая обработка шеек вала с выдерживанием диаметральных и линейных размеров согласно требованиям чертежа.
Операция токарная: прорезка канавок канавочным резцом и снятие фаски фасочным резцом на токарном автомате.
1.4 Расчёт режимов резания и норм времени
В соответствии с требуемой точностью обработки и шероховатостью поверхностей следует назначать режимы резания: скорость вращения шпинделя, глубину резания, подачу.
Общий припуск под всю механическую обработку 2,5 мм на сторону. Припуск под черновую токарную обработку - 2 мм, под чистовую – 0,5 мм.
При фрезеровании торцов принимаем подачу S=0,2 мм/об, частоту вращения инструмента (фрезы) n=650 мин-1, глубину равную припуску на торце t=2,5 мм. Длину рабочего хода:
где dТ – наибольший диаметр фрезеруемого торца, мм.
Расчётное время обработки
При черновом точении принимаем следующие режимы: глубина резания t=2 мм, подача S=0,4 мм/об., частота вращения заготовки n=650мин-1. Длину рабочего хода принимаем равной длине шейки вала. Расчётное время обработки:
Остальные режимы резания и время на обработку приведём в технологической карте (таблица 1.1).
Таблица 1.1 – Маршрут технологического процесса
| Операции | Операционныйэскиз | Припускмм | Длина раб. хода,мм | Режимы | tP,мин | ||||
| n,мин-1 | S,  | t,мм | i | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Фрезеро-ваниеторцов |  | 2,5 | 32 | 650 | 0,2 | 2,5 | 1 | 0,3 | |
| Центро-ваниеторцов |  | 2,5 | 10 | 500 | 0,1 | 2 | 1 | 0,2 | |
| Черновоеточение шеек№1№2№3№4№5№6 |  | 2 | 204213272327 | 650 | 0,5 | 2 | 1 | 0,0610,1290,0400,0830,0700,083 | |
| Чистовоеточение шеек№1№2№3№4№5№6 |  | 0,5 | 204213272327 | 1000 | 0,15 | 0,5 | 1 | 0,1330,2800,0870,1800,1530,180 | |
| Прорезкаканавок |  | 13,5 | 17 | 800 | 0,12 | 13,5 | 1 | 0,177 | |
| Точение фасок |  | 22323 | 5 | 800 | 0,1 | 22323 | 1 | 0,06 | |
| Нарезаниерезьбы |  | 2 | 27 | 90 | 1 | 2 | 2 | 0,6 | |
На основе определённого времени на обработку составим типовой технологический маршрут.
Таблица 1.2 – Типовой технологический маршрут
| Операции | ТО , мин |
| Фрезерование торцовЗацентровка торцов | 0,250,2 |
| I позиция – 0,45 | |
| Черновая токарная обработка шеек вала№1№2№3№4№5№6 | 0,0610,1290,0400,0830,0700,083 |
| II позиция – 0,466 | |
| Чистовая токарная обработкашеек вала№1№2№3№4№5№6 | 0,1330,2800,0870,1800,1530,180 |
| III позиция – 1,013 | |
| Прорезка канавокТочение фаски | 0,1770,06 |
| IV позиция – 0,237 | |
| Нарезаниерезьбы | 0,6 |
| V позиция – 0,6 |
Минимальная компоновка автоматической линии будет состоять из пяти позиций: одного фрезерно-центровального автомата и четырёх токарных автоматов. Лимитирующей позицией является чистовая обработка шеек вала – 1,013 мин.