Расчет и проектирование гибкой производственной системы по изготовлению корпусных изделий (стр. 1 из 4)

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского

«Харьковский авиационный университет»

кафедра 403

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:

«Расчет и проектирование гибкой производственной системы

по изготовлению корпусных изделий»

по курсу:

«Автоматизированное проектирование технологического оборудования»

ХАИ.403.452.10О.090223.0604074

Выполнил: студент 452 группы

_________________Бабенко Л. И.

(подпись, дата)

Руководитель:

_________________ к. т. н.

(подпись, дата)

Харьков 2010

Содержание

Введение

1. Исходные данные для проектирования

2. Анализ номенклатуры обрабатываемых деталей

3. Разработка технологических процессов на типовые детали

4. Определение структуры и состава АТСС

4.1 Определение вместимости стеллажа-накопителя

4.2 Расчет числа позиций загрузки и разгрузки

4.3 Расчет числа позиций контроля

4.4 Предварительная компоновка станочного комплекса ГПС

4.5 Расчет числа штабелеров, расположенных со стороны станочного комплекса

4.6 Расчет числа штабелеров со стороны позиций загрузки, разгрузки и контроля

4.7 Компоновка станочного комплекса и АТСС

5. Определение структуры и состава автоматической системы инструментального обеспечения

5.1 Определение вместимости центрального магазина инструментов.

5.2 Определение производительности подвижных инструментальных кассет.

5.3 Расчет числа роботов-автооператоров,расположенных со стороны станков

5.4 Расчет числа роботов-автооператоров, расположенных между линиями накопителей центрального магазина.

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Постоянно возрастающие требования к изделиям влекут за собой их усложнение, увеличение трудоемкости и частую сменяемость. Выпуск изделий носит мелкосерийный и единичный характер. Тенденция мелкосерийного характера производства прочно заняла свое место - 70...85 % изделий обрабатываются в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Анализ тенденции автоматизации производства показывает, что основным направлением является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ), загрузочных, транспортных и складских роботов, управляемых от ЭВМ, т.е. создание гибких производственных систем (ГПС) механической обработки.

ГПС, согласно терминологии ГОСТ 26228-88, представляет совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплектов (РТК), гибких производственных моделей (ГПМ), отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени. В ГПС предусмотрена автоматизированная переналадка при изготовлении изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

В состав системы обеспечения функционирования ГПС входят автоматизированная транспортно-складская система (АТСС), автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО), автоматизированная система контроля (АСК), автоматизированная система удаления отходов производства (АСУОП), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП) и автоматизированная система управления производством (АСУП).

1. Исходные данные для проектирования

Сведения о продукции: корпусные детали 75-ти наименований (рис. 1.1) с габаритными размерами от 100 до 400 мм из алюминиевых сплавов типа АЛ-9, изготовляемые в условиях автоматизированного мелкосерийного производства месячными партиями 20 - 30 шт. Средний годовой объем выпуска деталей N = 12 744 шт. Заготовки получены литьем в кокиль и штамповкой. Заготовки, полученные литьем, обрабатываются только по плоскостям разъема (чистовая обработка), полученные штамповкой - по всем наружным поверхностям. Отклонения от параллельности и перпендикулярности поверхностей допускаются в пределах ±0,02.0,05 мм на длине 100 мм. Отклонение от плоскостности 0,01.0,05 мм на длине детали. Точность межосевых размеров отверстий ±0,05 мм. Диаметры отверстий 1,5.80 мм. Имеются глубокие отверстия диаметром 4.12 мм, длина которых составляет l = (40 . 50)d, точность изготовления соответствует Н7. Шероховатость для поверхностей разъема корпусных деталей составляет Ra = 1,25.2,5 мкм.

Рис. 1.1 – Детали-представители корпусных деталей для обработки на станках ГПС

Таблица 1.1 – Исходные данные.

Годовой фонд времени работы оборудования Ф0, ч	4025
Месячный фонд работы станка Фст, ч	305
Время загрузки tзагр, мин	6
Время разгрузки tр, мин	5
Время проверки на первом станке tк1, мин	6
Время проверки на втором станке tк2, мин	6
Время работы цикловой автоматики по выполнению команды «Взять спутник» tв.с, мин	0,22
Время работы цикловой автоматики по выполнению команды «Поставить спутник» tп.с, мин	0,22
Время работы одного инструмента tин, мин	4

2. Анализ номенклатуры обрабатываемых деталей

Анализ номенклатуры деталей по габаритным размерам с учетом трудоемкости их обработки приведен в табл. 2.1. Как видно из результатов проведенного анализа все детали разделяются на четыре группы: с габаритными размерами (ребро куба) до 160 мм, до 250, 320 мм и свыше 320 мм. При этом наибольшее число деталей приходится на первую (до 160 мм) и вторую (до 250 мм) группы, соответственно и годовая суммарная трудоемкость изготовления этих деталей наибольшая и составляет около 87 % общей трудоемкости обработки всей номенклатуры деталей.

Таблица 2.1 – Анализ номенклатуры обрабатываемых деталей.

Показатель	Группа деталей по габаритным размерам				Всего
	1 до 160мм	2 до 250 мм	3 до 320 мм	4 св. 320 мм
Число наименований деталей	35	28	3	9	75
Трудоемкость годовой программы, тыс. стан- ко-ч	71,8	55,9	4,92	14,78	151,4
Число станков с ЧПУ (ориентировочно)	3,3	2,7	0,22	0,77	6,92

3. Разработка технологических процессов на типовые детали

В общем случае технологические процессы обработки деталей, входящих в номенклатуру ГАП, представляют исходные данные. Там, где этого нет, технологические процессы с учетом обработки на станках с ЧПУ разрабатываются на типовые детали, на основе которых осуществляется выбор оборудования по типам и специализация его по числу управляемых координат. Для обеспечения такой задачи, в операционные карты, оформляемые по ГОСТ 3.1404-86, вводится дополнительная колонка, где проставляется условный номер станка, на котором осуществляется выполнение рассматриваемого перехода.

Пример заполнения такой карты для типовой детали А приведен в табл. 3.2.

На основе проведенного анализа технологических процессов механической обработки типовых деталей можно сделать следующие выводы:

- обработка корпусных деталей должна осуществляться за одну установку на станках, выполняющих фрезерные, сверлильные и расточные операции, т.е. на многооперационных станках;

- для единого подхода ко всем технологическим процессам ось шпинделя всех станков следует располагать горизонтально и па¬раллельно плоскости координат X и Z. Это дает возможность, кроме четырех линейных управляемых координат, получить еще две управляемые круговые координаты А и В за счет установки поворотных столов с вертикальной или горизонтальной осью вращения;

Рис. 3.1 – Типовая деталь А.

Таблица 3.1 - Технологический процесс обработки типовой детали А.

№ перехода	Операция (переход)			Установочный номер станка	Режущий инструмент		Число установочных координат		Установочные перемещения
									X		Y	Z	A	B
									мм				◦
1	Фрезеровать поверхность 1 предварительно			1	Торцовая фреза Ø160 для черновой обработки		3	65			90	150	-	-
2	Смена инструмента			1	Торцовая фреза Ø160 для чистовой обработки		-	310			90	150	-	-
3	Фрезеровать поверхность1 окончательно			1	Торцовая фреза Ø160 для чистовой обработки		3	375			-	171	-	-
4 и т.д.	Смена инструмента			Концевая и т.д. Ø160		-	310			90	150	-	-
№ перехода	Длина рабочего хода, мм	Режимы резания					Время
		S0, мм/об	V, м/мин		n, об/мин	Sм, мм/об	Холостых перемещений			Резания		Перехода
1	375	1,6	350		700	1100	0,1			0,35		0,450
2	-	-	-		-	-	0,305			-		0,305
3	375	1,28	400		800	1000	0,158			0,3		0,458
4 и т.д	-	-	-		-	-	0,305			-		0,305

4. Определение структуры и состава АТСС

ГПС содержит семь станков, стеллаж-наполнитель спутников с заготовками, отделение загрузки, разгрузки и контроля, транспортные средства в виде кранов-штабелеров.

4.1 Определение вместимости стеллажа-накопителя

Максимальное число деталеустановок различных наименований (число серий), которые могут быть обработаны на комплексе в течение месяца: