Разработка АСУ процессом производства конической шестерни среднего и заднего моста 6520-2402017 (стр. 4 из 18)
1.4 Выявление недостатков существующего техпроцесса
Техпроцессы по обработке ведущей конической шестерни заднего и среднего моста состояли из нескольких операций, выполняемых на разных станках. Поэтому в процессе изготовления детали часто переустанавливались, что приводило к большим потерям времени. Кроме того, в конечном итоге снижалось качество изделия и уменьшалась общая производительность.
Потребность в большом количестве рабочих кадров. Не выполнение высокой точности обработки деталей из-за старого оборудования, которое постоянно нуждается в наладке и вследствие этого падает производительность. Кроме того имеется ряд вредных воздействий причиняющий ущерб здоровью человека: шум, пары, газы, опасность попадания в глаза стружки и т.д. Условия труда в на участке считаются вредными т.е. характеризуются наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм работающего.
Нерациональное использования внутрицеховой площади в связи с большим количеством оборудования.
1.5 Пути улучшения существующего тех. процесса
Одним из путей улучшения тех. процесса является комплексная автоматизация производственного участка, т.е. исключение человека из процесса обработки. Текущие станки полностью сменить на станки с ЧПУ.
Станки с ЧПУ характеризуются целым рядом достоинств. Поскольку технологический процесс автоматизирован, т.е. управление производится по занесенной в систему программе, увеличивается точность обработки материала. В результате, станки с ЧПУ позволяют существенно снизить процент брака. Кроме того, автоматизация процесса обработки станками с ЧПУ способствует ощутимому повышению производительности.
Таким образом, благодаря высокой скорости и точности обработки материала, управляемые станки с ЧПУ увеличивают эффективность производства в несколько раз.
Предлагается автоматизировать транспорт детали, их загрузку-выгрузку. Для целей загрузки может послужить робот-манипулятор, гравитационный транспорт для перемещения деталей между отдельными роботами манипуляторами, для ориентации заготовки можно использовать вибробункер.
Достоинства использования робототехники:
Повышение точности выполнения технологических операций и, как следствие, улучшение качества;
возможность использования технологического оборудования в три смены, 365 дней в году;
рациональность использования производственных помещений;
исключение влияния человеческого фактора на поточных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности;
исключение воздействия вредных факторов на персонал на производствах с повышенной опасностью;
достаточно быстрая окупаемость.
1.6 Цели и задачи дипломного проектирования
Целью дипломного проекта является повышение технико-экономических показателей за счет создания автоматизированного производства детали конической шестерни среднего и заднего моста.
На основе анализа компоновок автоматических линий и основного и вспомогательного оборудования необходимо решить следующие задачи:
определение исходных данных;
провести анализ существующих автоматических линий;
подбор оборудования;
проектирование;
выбор и расстановка датчиков, разработка циклограммы;
выбор управляющей системы (контроллер) и его программирование относительно расстановленных датчиков;
рассчитать экономическую эффективность дипломного проекта;
разработать мероприятия по безопасности жизнедеятельности.
2. Проектно-пояснительная часть
2.1 Определение типа производства
В технологии машиностроения можно выделить следующие типы решаемых задач: экономические, организационные и технические. Для того чтобы сократить время и издержки на решение этих задач все технологические процессы разделили на три группы, то есть по принадлежности к определенному типу производства - единичному, серийному или массовому. От типа производства зависит направление проектирования технологического процесса, основной целью которого является сокращение организационно-технологических издержек. Два фактора оказывают существенное влияние на тип производства: заданная программа выпуска и трудоёмкость изготовления детали. На основе заданной программы определяется такт выпуска изделия t, а трудоёмкость изготовления изделия находится по среднему штучному временем Тшт. ср по операциям, действующим на производстве или аналогичного технологического процесса.
Тип производства по ГОСТ 14.004-83 характеризуется коэффициентом серийности по формуле:
(1)где
- такт выпуска изделия вычисляется по формуле: 
(2) 
- годовой фонд работы оборудования 4300 ч. 
-годовая программа выпуска 50000 шт. Такт выпуска:
.Определение типа производства по формуле:
(3) 
производство крупно серийное.2.2 Выбор типа оборудования и определение его количества
Количество станков определяем по следующей формуле:
(4)где N - объем выпуска,
Тшт - штучное время выполнения операции,
Fd - годовой фонд работы оборудования.
Определение количества оборудования приведены в таблице 2
Таблица 2
| Наименование операции | tшт, мин | nпр | nпр (штук) | np/ nпр |
| Фрезерная | 3,0265 | 0,6 | 1 | 0,6 |
| Токарная | 2,3719 | 1,05 | 1 | 1,05 |
| Шлицефрезерная | 2,8318 | 1,1 | 1 | 1,1 |
| Зубонарезная | 5,65 | 0,7 | 1 | 0,7 |
| Шлицешлифовальная | 3,366 | 0,45 | 1 | 0,45 |
| Зубошлифовальная | 3,7153 | 1,125 | 1 | 1,125 |
| Круглошлифовальная | 2,2241 | 0,7 | 1 | 0,7 |
Расчетное количество станков вычисляется по формуле:
(5)где Тшт - штучное время на соответствующей операции.
Фактическое количество станков
расчетное количество станков округляется в большую сторону.Загруженность станков по времени их использования:
Коэффициент загрузки оборудования вычисляется по формуле:
(6)Всего количество оборудования: nпр = 7 штук.
2.3 Разработка компоновки автоматической линии
При разработке планировки участка необходимо учитывать следующие требования:
Компактность при расстановки оборудования.
Выполнение техпроцесса.
Оптимальное количество вспомогательного оборудования.
Размеры участка должны вписываться в сетку колонн корпуса.
Связывание с транспортными системами.
Состав производственных отделений и участков механических цехов определяется типом производства, технологическим процессом на изготовление детали и типом оборудования. В условиях массового и крупносерийного производства оборудование на участке расставляется по мере следования технологических операций. При укрупненном проектировании участка вначале необходимо определить общую производственную площадь участка по формуле:
(7)где
-удельная производственная площадь занимаемая оборудованием;nпр - принятое количество оборудования.
Sуд=25м2; nпр=10; Sоб=250 м2
Участок, разработанный для выполнения технологического процесса по изготовлению конической шестерни ведущего среднего и заднего моста, представлен на чертеже ДП 0.220301.65.17.10.45.00.00 ВО.
Каждому типу станка соответствует условное графическое изображение. При разработке планировки необходимо, чтобы участок был замкнутым, т.е. начало и конец технологического процесса были расположены на одной оси. В этом случае конфигурация расположения оборудования образует "овал", внутри которого следует расположить три группы станков и три промышленных робота для перемещения заготовки от станка к станку. Первая группа станков "привязывается" к следующей группе станков. Далее располагается следующая группа станков для выполнения последующих операций. На каждой группы станков необходимо предусмотреть рабочее место для робота манипулятора, радиус рабочей зоны станков от 800 до 1400 мм. В начале и конце технологического маршрута необходимо поставить тару под заготовки и детали.