Расчет и проектирования автоматической системы технологического оборудования Базовый технологический (стр. 1 из 4)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Механический факультет
Кафедра МС и И
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине: “Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов”
на тему: “Расчет и проектирования автоматической системы технологического оборудования”
Выполнил:
ст. гр. МС-09мн Я. И. Князев
Руководитель: Ю. А. Гринев
Нормоконтролер: Ю. А. Гринев
ДОНЕЦК 2010
РЕФЕРАТ
Курсовая работа содержит: с., 7 табл., 4 источника, 4 приложения.
В данной курсовой работе рассматривается процесс проектирования автоматической линии технологического оборудования, которая позволила бы при минимальных затратах добиться заданной производительности.
Цель работы: спроектировать оптимальную структурно-компоновочную схему автоматической линии для условий серийного производства детали «стакан». Реализовать структурную схему на практике, выбрав конкретное технологическое оборудование; описать ее работу с помощью циклограммы.
Курсовая работа включает: данную пояснительную записку, которая содержит все необходимые сведения о проектировании автоматической линии; чертеж компоновки автоматической линии с обозначением всех позиций; циклограмма работы автоматической линии.
Кроме того, для всех операций представлены эскизы карт наладок.
СТАКАН, ТЕХПРОЦЕСС, ПРОИЗВОДСТВО, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, СТАНОК, СТОИМОСТЬ, АТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ, ЦИКЛОГРАММА
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- чертеж детали (приложение Б);
- базовый технологический процесс обработки детали;
- заданная производительность обработки Qтр=50 деталей/смена.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Анализ технологичности конструкции детали
2 Базовый технологический процесс обработки штока в условиях неавтоматизированного производства
3 Операционный технологический процесс, реализуемый в условиях автоматизированного производства
4 Расчет режимов резания, расчет машинного времени, расчет технологической производительности в условиях неавтоматизированного производства
5 Анализ базового операционного технологического процесса по критерию обеспечения заданной сменной производительности обработки
6 Уточненный расчет производительности автоматической линии
7 Выбор транспортно-загрузочной системы
8 Расчет затрат для выбранных вариантов автоматических линий
ПРИЛОЖЕНИЕ А – Эскизы наладки на агрегатную операцию
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Чертеж детали
ПРИЛОЖЕНИЕ В – Общий вид автоматической линии со спецификацией
ПРИЛОЖЕНИЕ Г – Эскизы наладки на агрегатную операцию
ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Циклограмма работы линии
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 типа стакан изготовлена из материала чугун СЧ20. Это серый чугун, содержащий 3,5 % углерода.
Химический состав материала детали представлен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Химический состав СЧ20
| C, % | Si , % | Mn , % | S, % | P, % |
| 3.3 - 3.5 | 1.4 - 2.4 | 0.7 - 1 | до 0.15 | до 0.2 |
Физические свойства материала представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Физические свойства СЧ20
| Температура, Град | Модуль упругости, МПа | Коэффициент температурно-го расширения,1/Град | Коэффициент теплопровод-ности, Вт/(м·град) | Плотность материала , кг/м3 | Твёрдость по Бринеллю,HB |
| 20 | 1 | 54 | 7100 | 255 | |
| 100 | 9,5 | 143 |
На чертеже представлены все необходимые виды, сечения и разрезы, чтобы уяснить конструкцию детали. Деталь является достаточно жесткой, так как отношение длины детали к ее диаметру намного меньше 10. Деталь имеет средней сложности форму.
На чертеже указана твёрдость поверхностей детали после термообработки НRC 48…50. В качестве термообработки принята закалка.
На чертеже детали имеются все сечения необходимые для того, чтобы представить конструкцию детали.
Заменить деталь сборным узлом или армированной конструкцией представляется нецелесообразным.
Наиболее точными поверхностями детали является поверхность ø130js6. Обеспечение этой точности требует обработки абразивным инструментом.
Все поверхности детали доступны для обработки и измерений. Возможно использование высокопроизводительного оборудования и режимов резания. При проектировании детали выдержаны стандарты. Форма и поверхности детали соответствуют стандартному инструменту.
Нетехнологичными элементами являются поверхности торцов выточек внутри стакана: ø90H8/ø95 и поверхность ø90/ø95.
Несмотря на указанные недостатки деталь в целом технологична.
2 БАЗОВЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ НЕАВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
На рисунке 2.1 приведен чертеж обрабатываемой заготовки.
Рисунок 2.1- Изготавливаемая деталь
Далее приведем технологический процесс обработки детали в условиях неавтоматизированного производства.
| Операция | Содержание или наименование операции |
| 005 | Литье |
| 010 | Заготовительная |
| 015 | Токарно-винторезнаяА. Установить и снять заготовкуПодрезать торец 1Подрезать торец 2Точить поверхность 3 начерноТочить поверхность 3 предварительноТочить канавку 4Расточить отверстие 5Расточить отверстие 6 начерноРасточить отверстие 6 предварительноТочить канавку 7Точить фаску 8Б. Установить и снять заготовкуПодрезать торец 9Подрезать торец 10Точить поверхность 11Точить фаску 12Расточить отверстие 13Расточить отверстие 14Точить канавку 15Точить фаску 16 |
| 020 | Термическая обработка (закалка) |
| 025 | Токарно-винторезнаяА. Установить и снять заготовкуТочить поверхность 3 начистоРасточить отверстие 6 начисто |
| 030 | Вертикально-сверлильнаяА. Установить и снять заготовкуСверлить 5 отверстий 17Сверлить 2 отверстия 18 под резьбу МІ2Зенкеровать 5 отверстий 17Нарезать резьбу 18 (М12) |
| 035 | Горизонтальо-фрезернаяА. Установить и снять заготовкуФрезеровать лыску 19 |
| 040 | КруглошлифовальнаяА. Установить и снять заготовкуШлифовать 3 |
| 045 | Технический контроль |
Таблица 2.1 - Технологический процесс обработки стакана
3 ОПЕРАЦИОННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС В УСЛОВИЯХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Для автоматизации технологического процесса выбираем токарные операции: 015 токарно-винторезная, 025 токарно-винторезная, 030 вертикально-сверлильная, 035 вертикально-фрезерная. Все оставшиеся операции будем выполнять вне автоматизированного производства.
4 ВЫБОР РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ, РАСЧЕТ МАШИННОГО ВРЕМЕНИ 
, РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГТЧЕСКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 
В УСЛОВИЯХ НЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Для дальнейшего определения производительности проектируемой автоматической линии необходимо рассчитать машинное время на проведение каждой из операций. Для этого расчета необходимо знать габариты обрабатываемой поверхности и режимы резания. Для единичного производства режимы резания можно назначат по справочникам нормирования, но приведенные там значения сильно завышены. Для массового или серийного типа производства более целесообразно проводить полный расчет режимов резания.
Глубина резания, обычно, назначается в соответствие с видом обработки и типом заготовки. Величину подачи при точении выбираем в зависимости от параметра шероховатости. Скорость резания для точения можно определить по формуле:
м/мин;где Т – стойкость резца;
s – величина подачи;
t – глубина резания;
- коэффициенты, постоянные для заданных условий резания.Частоту вращения шпинделя определяют по формуле:
об/мин;где D – диаметр обрабатываемой заготовки.
Машинное время обработки находим по формуле:
мин;где L – длина обработки.
Для сверления величина подачи выбирается в зависимости от диаметра сверлимого отверстия. Скорость резания рассчитывается по формуле:
м/мин;где D – диаметр сверления.
Для зенкерования и развертывания скорость резания рассчитывается по формуле:
м/мин.Машинное время здесь рассчитывается аналогично как и для точения.
Таблица 4.1 – Расчет машинного времени выполнения операций.
| № | Название операций и переходов | Инструмент | Глубина резания t,мм | Подача S, мм/об | Скорость V, м/мин | Частота вращения n,мин-1 | Диаметр обработки, D мм | Длина оброботки L мм | Основное времяtp |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 15 Токарно-винторезная | |||||||||
| Установ А | |||||||||
| 1 | Подрезать торец 1 | Резец подрезной ВК8 | 2 | 0,35 | 81,68 | 200,00 | 130 | 40 | 0,61 |
| 2 | Подрезать торец 2 | Резец подрезной ВК8 | 2,5 | 0,4 | 74,61 | 125 | 190 | 60 | 1,26 |
| 3 | Точить поверхность 3 начерно | Резец проходной ВК8 | 2,2 | 1,2 | 51,05 | 125 | 130 | 32 | 0,23 |
| 4 | Точить поверхность 3 предварительно | Резец проходной ВК8 | 1,2 | 1,0 | 65,35 | 160 | 130 | 32 | 0,22 |
| 5 | Точить канавку 4 | Резец канавочныйВК8 | 4 | 0,3 | 128,65 | 315 | 130 | 35 | 0,40 |
| 6 | Расточить отверстие 5 | Резец расточной ВК8 | 4 | 0,2 | 84,12 | 315 | 85 | 60 | 1,00 |
| 7 | Расточить отверстие 6 начерно | Резец расточной ВК8 | 4 | 0,2 | 113,10 | 400 | 90 | 21 | 0,30 |
| 8 | Расточить отверстие 6 предварительно | Резец расточной ВК8 | 1 | 0,15 | 141,37 | ||||
Резец канавочный