Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1. Выбор заготовки

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку, формируют технические требования на изготовление. По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоёмкость и себестоимость последующей механической обработки заготовки, повышается коэффициент использования материала. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют последующей трудоёмкой обработки и повышенного расхода материала. Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска. Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости. заготовка оборудование сталь станок

Обоснование выбора заготовки.

Припуски на обработку наружных поверхностей по таблице

- при черновом точении - 4,5 мм.

- при чистовом точении - 1,5 мм.

- при шлифовальной обработке - 0,5 мм.

Определим промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршрутному технологическому процессу:

Д _{т ч} = Д _п + 2 z m²,

Д _{т ч} = 80 +0,5 =80,5 мм.

Д _m = Д _{m r} + 2 z,

Д _m = 80,5 + 1,5 = 82 мм.

Д _{р з} = Д _m + 2 z,

Д _{р з} = 82 + 4,5 = 86,5 мм.

По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности Принимаем диаметр заготовки 87 мм с отклонением _-0,75 по той же таблице.ица(1, стр. 9 таб.б. 3.14)шлифие.ности состоит из следующих операций механической обработки: черновое и чистовое точение, препо той же таблицеиаек

Припуски на подрезание торцевых поверхностей определим по таблицеОбщая длина заготовки:

L_з = L_д + 2 z_подр,

L_д - номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм.

L_з = 90 + 2*0,8 = 91,6 мм.

Объём заготовки определим по плюсовым припускам:

V_з = ПR²*L_з,

L_з - длина заготовки с плюсовым допуском, см.

R_з²_n - радиус заготовки с плюсовым допуском, см.

V_з= = 3,14*615 = 1256мм³

G₃ = с*V_з,

с - плотность материала, кг/см³,

с = 0,00785 кг/см³.

G₃ = 0.00785*1256= 0,985 кг.

Коэффициент использования материала:

К_{и м} = ,

К_{и м} = = 0,74

Выбирается оптимальная длина проката для изготовления заготовки. Принимается ее равной 95 мм. Заготовку отрезаем на ножницах - это самый производительный и дешевый метод. Длину торцевого отрезка проката определяется из соотношения:

L_об = (0,3 - 0,5) d,

где d - диаметр сечения, мм.

L_об = 0,3*80= 24 мм.

Число заготовок исходя из принятой длины проката, по стандартам, определяется по следующей формуле.

Из проката длиною 4 метра:

Х₄ = ,

Х₄= = 40,06шт.

Получается 40 заготовок из данной длины проката.

Обрабатываемый материал.

Данная заготовка (деталь) изготовляется из стали 40Х. Где 40- это содержание углерода в сотых долях и измеряется в (%), т.е в этой стали углерода 0.40%. Данная сталь относится к машиностроительным сталям (конструкционным) общего назначения главной характеристикой являются их механические свойства, которые зависят от содержания углерода, измеряющиеся в пределах от 0,05-0,75%. Эти стали могут быть использованы для эксплуатации в особых условиях (при температуре ниже 0⁰С, при нагреве, динамических нагрузках и т.д ). Конструкционные стали называют, стали, предназначенные для изготовления деталей машин и металлических конструкций.

Предел текучести _т=360 МПа

Временное сопротивление _В=610 Мпа

Относительное удлинение =16%

Относительное сужение =40%

Таблица 1 - Химический состав стали:

С	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			не более
0,42-0,5	0,17-0,37	0,5-0,8	0,04	0,035	0,25	0,25

Таблица 2 - Механический состав стали:

у т МПа	увр, МПа	д 5, %	Ф, %	Ан, Дж/см2	НВ (не более)
не менее		Горяче-катанной	Отожжен-ной
360	610	16	40	50	241	197

Маршрутный технологический процесс.

000 - Заготовительная.

Заготовка изготавливается из прутка диаметром 87 мм, и длиной 95 мм.

005 - Фрезерно-центровальная.

Оборудование: призма

1. Фрезерование торцев, выдерживая размер 90 мм.

010 - Токарная черновая.

Приспособление: центра

1. Черновое точение наружной поверхности проходным резцом с диаметра 86,5 мм на диаметр 82 мм, на длине 60 мм.

2. Черновое точение наружной поверхности проходным резцом с диаметра 66,5 мм на диаметр 62 мм, на длине 30 мм.

015- Токарная чистовая

Приспособление: центра.

1. Чистовое точение наружной поверхности проходным резцом с диаметра 82 мм на диаметр 80,5 мм, на длине 60 мм.

2. Черновое точение наружной поверхности проходным резцом с диаметра 62 мм на диаметр 60,5 мм, на длине 30 мм.

020-Токарная

Приспособления: трёхкулачковый патрон.

1. Нарезание резьбы М36 на длине 60 мм.

2. Нарезание фаски 3х45⁰.

025- Сверлильная

Приспособления: трёхкулачковый патрон.

1. Сверление глухого отверстия диаметром 10 мм на длину 18 мм.

2. Сверление сквозного отверстия диаметром 20 мм.

3. Зенкование отверстия диаметра 20 мм на длину 90 мм.

030- Шлифовальная

Приспособления: трёхкулачковый патрон.

1. Шлифовать поверхность с диаметра 80,5 мм на диаметр 80 мм, на длине 25 мм.

2. Шлифовать поверхность с диаметра 60,5 мм на диаметр 60 мм, на длине 30 мм.

2. Выбор оборудования, приспособлений и инструмента

Полуавтомат фрезерно-центровально-обточной 2Г942.

описание:

Предназначены для обработки торцов деталей типа валов в серийном и массовом производстве со встройкой автоматических загрузочных устройств и в составе автоматических линий. Основные операции, выполняемые на полуавтоматах: фрезерование торцов, сверление центровых отверстий с двух сторон, обточка шеек и снятие фасок на концах валов. Кроме того на полуавтоматах может производится сплошная цековка до диаметра 40 мм, кольцевая подрезка и расточка. Снят с производства в 1988 г без замены

Технические характеристики:

ОКП 381825

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 160

Диаметр отверстия, мм 100

Длина детали, мм 1000

Серия 1987

Снятие 1988

Аналог МР-73М

Замена

ЧПУ -

Точность Н

Мощность 30

Габариты 1810x2100

Масса 7500

Многорезцовый полуавтомат модели 1730

Наибольший диаметр обрабатываемой детали в мм.

Над станиной 410

Над кареткой 360

Над суппортом 300

Наибольшая длина хода суппорта в мм:

Переднего 250

Заднего 135

Расстояние между центрами в мм:

Наибольшее 500

Наименьшее 200

Наибольшая длина обработки в мм: 460

Число скоростей вращения шпинделя: 12

Предел чисел оборотов шпинделя в минуту: 40-500

Количество величин подач переднего суппорта: 8

Пределы величин продольных подач переднего суппорта в мм/об: 0.12-1.38

Количество величин поперечной подачи заднего суппорта на каждую продольную подачу: 12

Пределы величин поперечных подач заднего суппорта в мм\об: 0.016-2.37

Скорость быстрого перемешения переднего суппорта в мм\мин: 2330

Мощность главного электродвигателя в кВт: 10

Сверлильный станок автомат. подачей Proma B-1850FP/400

Характеристика станка:

Ход шпинделя: 240 мм

Удаление шпинделя от стойки: 360 мм

Удаление шпинделя от основания: 1200 мм

Удаление шпинделя от стола: 600 мм

Ноклон стола: +/-45 гр

Конус шпинделя: MkIV

Изменение оборотов: редуктор

Диапазон оборотов*, об/мин:42-2050

Кол-во скоростей: 12

Диапазон автоподачи: 0,1/0,2/0,3/0,4 мм

Ступени автоподачи: 4

Диаметр колонны: 160 мм

Размер стола: 510х380 мм

Основание с Т-шлицом: 16 мм

Т-шлиц стола: 14 мм

Освещение: да

Охлаждение: да

Размеры (Д х Ш х В): 1100х580х2380 мм

* Цифровой отсчет оборотов шпинделя

* Изменения оборотов кнопками

* Цифровой отсчет подачи шпинделя с возможностью обнуления в любой позиции

* Кнопка реверса хода и включения подачи прямо в рукояти

* Поворот стола на 360 градусов

* Полый стол с отводом охлаждающей эмульсии

* Ручной и механический подъем стола

* Наклон стола +/-50 градусов

* Емкость для охлаждающей эмульсии встроена в подставку

* Удлиненная подача шпинделя (240мм).

Станок шлифовальный 3E624:

наибольшие размеры устанавливаемой заготовки, мм 400х1000

высота над столом центров, мм 240

наибольшее продольное перемещение стола, мм 1000

частота вращения шпинделя 30-300

мощность двигателя главного привода, кВт 11

габариты: длина, мм 6310

ширина, мм 2585

высота, мм 1982

масса, т 7,6

3. Расчет режимов резания

Операция 005:

Переход 1

1.t=2 мм;

S₌0,2мм/об

V=76 мм/мин

число оборотов шпинделя

n=(1000 v)/(рD) ;

n=(1000* 76)/(3,14*87)=278,2об/мин ;

уточняя число оборотов по паспорту станка, принимаем n=300 об/мин

действительная скорость резания

V_д=рDn/1000 ;

V_д=3,14*87*300/1000 =82 мм/мин

Т₀=L/n*S

Т₀=90/300*0,2=1,5

Операция 005 - Фрезерно-центровальная.

№ пер	Реж. Инструм.	t, мм	S, мм/ об	V, Мм/ мин	n, об/ мин	Vф, Мм/ мин	nф, об/ мин	Pz, Н	Mkp, Н*мм
1	Фреза	2	0,2	76	278,2	82	300	3001	600

Операция 010 - Токарная черновая.

Реж. Инструм.	t, мм	S, мм/ об	V, Мм/ мин	n, об/ мин	Vф, Мм/ мин	nф, об/ мин	Pz, Н	Mkp, Н*мм	N, кВт
Резец проходной	1,5	0,3	98	381	103	400	2480		2,7
Резец проходной	2,5	0,3	69	355	78	400	2923		7,2

Операция 015 - Токарная чистовая.

Реж. Инструм.	t, мм	S, мм/ об	V, Мм/ мин	n, об/ мин	Vф, Мм/ мин	nф, об/ мин	Pz, Н	Mkp, Н*мм	N, кВт	То
Резец проходной	1	0,3	120	460	126	500	584		4,3	0,6
Резец проходной	1,5	0,5	80	421	95	500	2090		2,5	0,3

Операция 020 - Токарная.

Реж. Инструм.	t, мм	S, мм/ об	V, Мм/ мин	n, об/ мин	Vф, Мм/ мин	nф, об/ мин	Pz, Н	Mkp, Н*мм	N, кВт	То
Резец резьбовой	0,812	1,5	92	814	96	850	1214		1,87	0,35
Резец фасонный	2	0,18	10	88	11,3	100	301		0,06	0,15

Операция 025 - Сверлильная.

Реж. Инструм.	t, мм	S, мм/ об	V, Мм/ мин	n, об/ мин	Vф, Мм/ мин	nф, об/ мин	Pz, Н	Mkp, Н*мм	N, кВт	То
Сверло спиральное	9	0,1	100	3185	125,6	4000		9,78	2	0,022
Сверло спиральное	2,5	0,17	58	924	62,8	1000		2,28	7,2	0,45
зенковка	2	0,32	43	685	50,24	800		24,87	2,03	0,225

Операция 030- Шлифовальная

Реж. Инструм.	t, мм	S, мм/ об	V, Мм/ мин	n, об/ мин	Vф, Мм/ мин	nф, об/ мин	Pz, Н	Mkp, Н*мм	N, кВт	То
Шлиф. круг	2	0,02	180	690	208,64	800	3005		4,9	0,0062
Шлиф. круг	2	0,02	150	789	152	800	2900		3,8	0,075

Исходя из построенного маршрута обработки и выбранных режимов резания, нарисуем операционные эскизы и циклограммы. Из полученных циклограмм определим время холостых ходов инструментов на каждой операции и переходе:

Тхх=Трх·19,2%

Операция 005: Тхх=1,5·19,2%=0,3(мин)

Операция 010: Тхх=(0,75+0,375) ·19,2% =0,22 (мин)

Операция 015: Тхх=(0,6+0,3)·19,2%=0,173(мин)

Операция 020: Тхх=(0,35+0,15)·19,2%= 0,096(мин)

Операция 025: Тхх=(0,022+0,45+0,225) ·19,2% =0,13 (мин)

Операция 030: Тхх=(0,0062+0,075)·19,2% =0,015 (мин)

4. Расчет потребности оборудования

Расчет рабочего время в смену:

8часов*60мин=480(мин)

Tрв=400-400*0,192=323 (мин в смену)

Время, необходимое на каждую операцию:

опер. 005: Трх=1,5 (мин)

опер. 010: Трх=0,75+0,375=1,125 (мин)

опер. 015: Трх=0,6+0,3=0,9(мин)

опер. 020: Трх= 0,35+0,15=0,5 (мин)

опер. 025: Трх=0,022+0,45+0,225=0,7 (мин)

опер. 030: Трх= 0,0062+0,075=0,08 (мин)

Внеоперационные потери на станках:

опер. 005:

время на установку 0,17 (мин)

время, связанное с переходом 0,14*1=0,14 (мин)

время на обслуживание Трх*3%=1,5*0,03= 0,045(мин)

время на перерывы Трх*4%=1,5*0,04= 0,06(мин)

опер. 010:

время на установку 0,17 (мин)

время, связанное с переходом 0,14*1=0,14 (мин)

время на обслуживание Трх*3%=1,125*0,03=0,034 (мин)

время на перерывы Трх*4%= 1,125*0,04=0,045 (мин)

опер. 015:

время на установку 0,17 (мин)

время, связанное с переходом 0,14*1=0,14 (мин)

время на обслуживание Трх*3%= 0,9*0,03= 0,027(мин)

время на перерывы Трх*4%=0,9*0,04=0,036(мин)

опер. 020:

время на установку 0,17 (мин)

время, связанное с переходом 0,14*1=0,14 (мин)

время на обслуживание Трх*3%=0,5*0,03= 0,015(мин)

время на перерывы Трх*4%=0,5*0,04= 0,02(мин)

опер. 025:

время на установку 0,17 (мин)

время, связанное с переходом 0,14*1=0,14 (мин)

время на обслуживание Трх*3%=0,7*0,03=0,021 (мин)

время на перерывы Трх*4%=0,7*0,04=0,028(мин)

опер. 030:

время на установку 0,17 (мин)

время, связанное с переходом 0,14*1=0,14 (мин)

время на обслуживание Трх*3%=0,08*0,03=0,0024 (мин)

время на перерывы Трх*4%=0,08*0,04=0,0032(мин)

Штучное время на операциях:

опер. 005: Тшт=Трх+Тхх=1,5+0,3=1,8 (мин)

опер. 010: Тшт=Трх+Тхх=1,125+0,22=1,345 (мин)

опер. 015: Тшт=Трх+Тхх=0,9+0,173=1,073 (мин)

опер. 020: Тшт=Трх+Тхх=0,5+0,096=0,596 (мин)

опер. 025: Тшт=Трх+Тхх= 0,7+0,13=0,83(мин)

опер. 030: Тшт=Трх+Тхх= 0,015+0,08=0,095 (мин)

Количество станков на операциях: т=Тшт/t, где t=480/400=1,2

опер. 005: т=Тшт/t=1,8/1,2=1,5, принимаем 2 станка

опер. 010: т=Tшт/t=1,345/1,2=1,12 ,принимаем 1 станок

опер. 015: т=Тшт/t=1,073/1,2=0,89 , принимаем 1станок

опер. 020: т=Тшт/t=0,596/1,2=0,5 , принимаем 1 станок

опер. 025: т=Тшт/t=0,83/1,2=0,69 , принимаем 1 станок

опер. 030: т=Тшт/t=0,095/1,2=0,079 , принимаем 1 станок

Вывод: всего станков используемых в автоматической линии 7 шт.

Если бы у автоматической линии отсутствовали затраты на холостые ходы инструментов, а также зажим, транспортировку, фиксацию и разжим детали, то производительность такой линии определялась бы только длительностью рабочих ходов. Такую производительность называют технологической.

Технологическая производительность.

Т=1/Tрх

Т=1/(1,5+1,125+0,9+0,5+0,7+0,08)=1/4,805=0,21(шт/смену)

Циклическая производительность.

Qц=1 /(Tpx+Txx)=1/(1,8+1,345+1,073+0,596+0,83+0,095)= 1 / 5,74 =0,174(шт/смену )

Из внецикловых потерь времени при проектировании автоматических линий необходимо в первую очередь учитывать потери на замену, регулировку и подналадку инструментов, а также потери на ремонт, регулировку и отладку различных механизмов. Эти потери времени существенно зависят от степени концентрации операций и влияют на эффективность вариантов компоновок автоматизированного оборудования.

Если на стадии проектирования линии выполнить расчет этих видов потерь, то может быть определена техническая (расчетная) производительность линии.

Техническая производительность.

Цикл :

Ц= Трх +Тхх=5,74 (мин)

Внецикловые потери механизмов сумма Qц =5,74*0,192=1,1 (мин) .

Время потерь на станках 19.2%, ( простой по инструменту 8.1%, простой по оборудованию - 4.3%, по организационным причинам - 6.8%)

Q=1/(5,74+1,1) =1/6,84= 0,15(шт/мин)

Вместе с тем в условиях эксплуатации линии помимо указанных внецикловых простоев линии по техническим причинам могут иметь место внецикловых потери времени по организационным причинам: из-за отсутствия заготовок, электроэнергии, рабочего на линии и другим причинам. Учет этих потерь по различным организационным причинам позволяет определить наиболее эффективные пути их сокращения и судить о фактической производительности линии.

Фактическая производительность.

Ф=1/(Ц+сумма Qц+сумма Qс)

Собственные потери сумма Qc=1,1 (мин)

Ф=1/(5,74+1,1+1,1 ) =0, 13 (шт/смену)

5. Расчет коэффициента технического использования автоматической линии

Степень эффективности конструкции линии, а также степень эффективности ее использования можно характеризовать соответствующими коэффициентами.

Коэффициент технического использования линии.

Чти =Ф/Q* 100% =0,13/0,15* 100 %=87

6. Структурная схема управления станком 1730 на операцию 010

Составим алгоритм промежуточных реле:

РП 001 Включить двигатель

РП 002 Перемещение Z=60

РП 002 Перемещение X=0

Контроль подвода резца

РП 003 Рабочий ход X=41

РП 004 Рабочий ход X=0

РП 005 Рабочий ход X=-41

РП 006 Рабочий ход Z=60

РП 007 Рабочий ход Z=0

РП 008 Рабочий ход Z=60

РП 009 Перемещение X=-41

Контроль шероховатости

РП 010 Перемещение Z=60

Контроль подвода резца

РП 011 Перемещение Z=31

РП 012 Рабочий ход Z=30

РП 013 Рабочий ход Z=60

РП 014 Перемещение Z=-31

РП 015 Перемещение X=0

Контроль шероховатости

РП 016 Выключение двигателя

7. Программирование операции

N	Наименование операции	Программа
1	Включить двигатель	%
2	Перемещение Z=60мм	Z+600
3	Рабочий ход Z=41 мм	Z+4100
5	Перемещение Z=-25 мм	Z-2500
6	Перемещение Z=-60мм	Z-600
1	Выключить двигатель	M02

Управляющая программа:

N001 G60 M03 S0150 F010 T01 LF

N002 G18 Z+600 LF

N003 G91 Z+4100 LF

N004 G18 Z-2500 LF

N005 G18 Z-600 LF

N006 G60 M03 S0200 F010 T02 LF

N007 G18 Z+300 LF

N008 G91 Z+3100 LF

N009 G18 Z-300 LF

N010 G18 Z LF

N020 M05

N021 M02

%-Начало программы

N00...-Номер кадра

G18- Плоскость обработки XZ

G60-Точное позиционирование

G91-Размер приращения

F- Скорость подачи

S-Скорость вращения шпинделя

Т- Номер инструмента

G91-Работа в приращениях

LF-Конец кадра

М05-Останов шпинделя

М02-Конец программы

Список использованной литературы

1. Кузнецов М.М., Волчкевич Л.И., Автоматизация производственных процессов. М: Высшая школа, 1978 г., 430с.

Корсаков B.C., Автоматизация производственных процессов. М.:

Высшая школа, 1978 г.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Справочник технолога- машино строителя. М.: Машиностроение, 1985 г., Т1,Т2.

Аверченков В.И., Горленко О.А., и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1988 г., 192 с.

Размещено на Allbest.ru

...