Содержание
Введение 51 Общий раздел. 81.1 Назначение,область применения и техническая характеристика станка. 81.2 Описаниекинематики станка. 91.3 Описаниеустройства ЧПУ. 102 Технологический раздел. 152.1 Описаниедетали. Материал детали и его свойства. 152.2 Обоснованиетипа производства и его характеристика 162.3 Выборвида и метода получения заготовки 172.4 Разработкатехнологического маршрута обработки детали. 182.5 Разработкатехнологического процесса обработки детали на данном станке (одной из операций). 192.6 Расчетприпусков на обработку. 202.7 Расчетрежимов резания на операцию. 202.8 Расчетмощности резания. 252.9 Определениенормы времени на операцию. 253 Расчетно-наладочный раздел. 273.1 Выборэлектродвигателя для привода станка. 273.2 АнализЛАЧХ нескорректированного электропривода. 283.3 Построениежелаемой ЛАЧХ электропривода. 313.4 Синтезпоследовательного корректирующего устройства. 343.5 Определениеосновных показателей качества. 344 Организационный раздел. 364.1 Организацияи оснащение рабочего места станочника. Планировка рабочего места станочника. 364.2 Техникабезопасности и пожарная безопасность при работе на станке. 394.3 Мероприятияпо охране труда и окружающей среды. 414.4 Организациятехнического обслуживания и ремонта станка. 425 Экономический раздел. 455.1 Определениенеобходимого количества станков. 465.1.1 Расчетзагрузки станков 475.1.2 Расчет амортизационныхотчислений 485.2 Расчетрасхода материала. 485.3 Определениенеобходимого количества основных и вспомогательных рабочих. 495.3.1 Расчет загрузки основных рабочих 505.3.2 Расчет производительности труда 515.3.3 Расчет материальных затрат 515.3.4 Расчет затрат на электроэнергию 535.3.5 Расчет численностивспомогательных рабочих 535.3.6 Расчет ремонтных работ 555.3.7 Расчет численностивспомогательных рабочих 565.4 Расчетзатрат на оплату труда. 585.4.1 Расчетсдельного фонда оплаты труда 585.4.2 Расчетповременного фонда оплаты труда 605.4.3 Расчетразмера оплаты труда приходящегося на единицу продукции 615.5 Расчет себестоимости единицы изделия и построениедиаграмм затрат. 625.5.1 Расчет цены изделия 655.6 Расчет экономическогоэффекта. 67
Заключение 69
СписокЛитературы 70
Введение
Научно-техническийпрогресс — это непрерывный процесс открытия новых знаний и применения их в общественном производстве,позволяющий по-новому соединять и комбинировать имеющиеся ресурсы винтересах увеличения выпуска высококачественных конечных продуктов принаименьших затратах.
В широком смысле налюбом уровне — от фирмы до национальной экономики — под научно-техническимпрогрессом подразумевается создание и внедрение новой техники, технологии, материалов, использование новых видовэнергии, а также появление ранее неизвестных методов организации иуправления производством.
Роль науки в развитиисовременного общественного производства настолько возрастает, что ее все чащесчитают производительной силой. Это происходит тогда, когда наука обосабливается в самостоятельную сферу деятельности с особымпрофессиональным составом работников, со своей специфическойматериально-технической базой и конечной продукцией.
От научно-техническогопотенциала страны во многом зависит и научно-производственный потенциал еенациональных фирм и предприятий, их способность обеспечивать высокий уровень итемпы НТО, их «выживаемость» в условиях конкурентной борьбы.Научно-технический потенциал страны создается как усилиями национальныхнаучно-технических организаций, так и использованием мировых достижений науки и техники. Анализ и оценка этогопотенциала позволяет сделать выводы об уровне экономического развитиястраны и ее отраслей, о степени ее научно-технической самостоятельности, овозможностях ее экономического и научно-техническогосотрудничества.
Внедрение новойтехники и технологии — это весьма сложный и противоречивый процесс. Принято считать, что совершенствованиетехнических средств снижает трудозатраты, долю труда в стоимости единицыпродукции. Однако в настоящее время техническийпрогресс «дорожает», так как требует создания и применения все более дорогостоящихстанков, линий, роботов, средств компьютерного оснащения. Все это отражается наувеличении доли затрат на амортизацию и обслуживание применяемых основныхфондов в себестоимости продукции.
Тем не менее,конкурентоспособность фирмы или предприятия, их способность удержаться на рынке товаров и услуг зависит, впервую очередь, от восприимчивости производителей товаров к новинкамтехники и технологии, позволяющим обеспечить выпуск и реализациювысококачественных товаров при наиболее эффективном использовании материальныхресурсов.
Поэтому при выборевариантов техники и технологии фирма или предприятие должны четко понимать, длярешения каких задач предназначается приобретаемая и внедряемая техника.
Совершенствованиетехнологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенноезначение.
Качествомашины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят нетолько от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства.
Применениепрогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокуюточность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочихповерхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективноеиспользование современных автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ, ЭВМ идругой техники, применение прогрессивных форм организации и экономикипроизводственных процессов –все это направленно на повышение эффективности производства и качествапродукции.
Припроектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимоучитывать основные направления в современной технологии машиностроения:
1. Приближение заготовок по форме, размерам икачеству поверхности к готовым деталям, что дает возможность сократить расходметалла, значительно снизить трудоемкость обработки деталей на металлорежущихстанках, а также уменьшить затраты на режущие инструменты, электроэнергию ит.д. Для этого рекомендуется применять радиальное обжатие, штамповку в закрытыхштампах, литье по выплавляемым моделям, получать заготовки методом горячего и холодноговыдавливания, прокаткой на специальных станках сложных фасонных профилей,использовать ГКМ, РОМ и другое высокопроизводительное и обеспечивающее высокуюточность заготовок оборудования.
2. Повышениепроизводительности труда путем применения автоматических линий, автоматов,агрегатных станков, многоцелевых станков, многорезцовых копировальныхполуавтоматов, станков с ЧПУ, в том числе и многооперационных; новыхсовершенных методов обработки, новых марок материалов режущих инструментов,скоростного шлифования, алмазного хонингования и выглаживания; приспособлений сбыстрыми зажимами, механизации и автоматизации загрузки и разгрузки деталей настанках, быстросменных инструментальных наладок и т.д.; совершенных методоворганизации комплексных технологических процессов обработки и сборки изделий.
3. Концентрациянескольких различных операций на одном станке для одновременной илипоследовательной обработки большим количеством инструментов с высокими режимамирезания и автоматизацией вспомогательных процессов.
4. Применениеэлектрохимических и электрофизических способов размерной обработки деталей. Кним относятся электроискровая, электроконтактная, электроимпульсная,анодно-механическая обработки; лучевые, ультразвуковые, электрохимические иэлектроабразивные способы.
5. Развитиеупрочняющей технологии, т.е. повышение прочностных эксплуатационных свойствдеталей путем упрочнения поверхностного слоя механическими, термическими,термомеханическими и химико-термическими способами.
6. Достижениенаиболее производительными методами обработки высокой точности размеров и формыдеталей, качества поверхности, точности сопряжений, обеспечивающих надежность идолговечность деталей машин.
7. Организациятехнологических процессов изготовления деталей и сборки изделий в поточнойлинии.
8. Значительнымрезервом повышения производительности труда и улучшения использования основноготехнологического оборудования в машиностроении является снижение трудоемкостиперемещения деталей между рабочими местами и цехами. Транспорт во многихслучаях приобретает значение фактора организующего производство.
Универсальным подходом к понятию «новаятехнология» для конкретного производстваявляется оценка возможности с ее помощью достичь в короткие сроки целей предприятияили фирмы. Мы считаем, что для какого-либо конкретного производства, «новой» может быть технология и не самаяпрогрессивная, но позволяющая поднять производительность труда икачество выпускаемой продукции на более высокий уровень.
1. Общийраздел
1.1 Назначение,область применения и техническая характеристика станка 16к20ф3с5
Станокпредназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностейзаготовок типа тел вращения со ступенчатыми или криволинейным профилем в одинили несколько рабочих ходов замкнутом полуавтоматическом цикле. Станоквыпускается на базе станка 16к20. Класс точности 2.
Таблица1.1 – Технические характеристикистанка.
Характеристика
Параметры
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: мм.
Над станиной
400
Над суппортом
220
Наибольший диаметр прутка, проходящий через отверстие шпинделя; мм.
53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки; мм.
1000
Шаг нарезания резьбы, мм
0,01-20
Частота вращения шпинделя; об/мин.
12.5-2000
Число скоростей шпинделя.
22
Наибольшее перемещение суппорта; мм.
Продольная
900
Поперечная
250
Подача суппорта; мм/об.
Продольного
3-1200
Поперечного
1.5-600
Скорость быстрого перемещения суппорта; мм/мин.
Продольного
4800
Поперечного
2400
Мощность электродвигателя главного привода; кВт.
10
Габаритные размеры (без ЧПУ).
Длина мм
3360
Ширина
1710
Высота
1750
Масса; кг
4000
1.2 Описаниекинематики станка
Рисунок 1.1 –кинематика станка 16К20Ф3С.
Главноедвижение шпиндель 4 получает от электродвигателя М1 (N=10 кВт, n=1460 мин-1)через клиноременную передачу с диаметрами шкивов D=130 мм и D=178 мм, АКС, клиноременнуюпередачу со шкивами D=204 мм и D=274 мм и передачи шпиндельной бабки. АКСобеспечивает девять переключаемых в цикле частот вращения шпинделя за счетвключения электромагнитных муфт. Вал 2 имеет три значения частоты вращенияшпинделя благодаря переключению муфт М1, М2, М3(соответственно работают передачи z=36-36 или z=30-42 или z=24-48); вал 3вращается уже с девятью различными частотами вращения: при включении муфты М4работает зубчатая пара z=48-24, муфты М5 –пара z=30-42, муфты М6 – пара z=14-56. Одновременнымвключением муфт М4 и М6 осуществляется торможениешпинделя. В шпиндельной бабке переключением блока Б1 вручную можно получить тридиапазона частот вращения шпинделя (12.5…200; 50…800 и 125…2000 мин-1).
Смазываниешпиндельной бабки автоматическое централизованное. Шпиндель смонтирован на двухконических роликоподшипниках 5-го или 4-го класса точности в зависимости откласса точности станка.
Датчикрезьбонарезания (ДР) связанный со шпинделем беззазорной зубчатой парой z=60-60,осуществляет связь между шпинделем и ходовым винтом, исходя из условия, что заодин оборот шпинделя резец должен переместится на величину шага нарезаемойрезьбы.
Приводыподач имеют два исполнения: с гидравлическим шаговым приводом и сэлектродвигателем постоянного тока.
Встанке применены электрогидравлические шаговые двигатели ШД5-Д1 сгидроусилителем Э32Г18-23 для продольной подачи и гидроусилителем Э32Г18-22 дляпоперечной подачи. Винт качения продольной подачи Х с шагом Р=10 мм получаетвращение от двигателя М2 через беззазорный редуктор z=30-125, а винтпоперечного перемещения 8 с шагом Р=5 мм от двигателя М3черезбеззазорную передачу z=24-100. Минимальная поперечная передача
(1.1)
где — минимальная доляоборота выходного вала гидроусилителя при шаге на выходном валу шаговогодвигателя 1.50.
Приприменении двигателей постоянного тока М4 (N=1 кВт, n=3000 мин-1) находовые винты 8 и 10 устанавливают датчик обратной связи Д.
Суппорти каретка имеют традиционное устройство, но их размеры увеличены по высоте всвязи с увеличением размера винта поперечной подачи и для повышения жесткости.
1.3 Описаниеустройства ЧПУ
Устройство и работаУЧПУ Н22 1М. Рассматриваемоемикропроцессорное контурное устройство типа СNС предназначено для оперативноговвода, расчета и редактирования управляющих программ, автоматическогоуправления станком при работе от программы и ручного управления с клавиатурыпульта. Контурное устройство ЧПУ Н22 1М обеспечивает движение формообразования,изменение в цикле значений подач и частот вращения шпинделя, индексациюповоротного резцедержателя, нарезание резьбы по программе. Аппаратно-программноеисполнение этой системы ориентировано главным образом на группу токарныхстанков, оснащенных следящим приводом подач и импульсными (обычнофотоэлектрическими) преобразователями. При использовании в токарных станках,встраиваемых в гибкие производственные системы (ГПС), УЧПУ оснащаетсядополнительным модулем. «Н22 1М» совмещает обычные функции отработки введеннойуправляющей программы и ее коррекции с функциями расчета управляющей программына рабочем месте.
В УЧПУ предусмотренотри варианта ввода управляющей программы: с помощью набора команд наклавиатуре, с кассеты внешней электронной памяти и по каналу связи от ЭВМ,осуществляющей общее управление группой станков. Программное обеспечение УЧПУпозволяет работать в режиме «обучения», в котором запоминаются движение всехрабочих органов станка, осуществляемые путем управления ими квалифицированнымоператором или наладчиком вручную при обработке Заготовки первой детали изпартии. Эти движения преобразуются в команды управления и формируются системойЧПУ в кадры управляющей программы, которая заносится в память УЧПУ. Обработкапоследующих заготовок осуществляется уже по этой программе. Программа-носитель- восьми дорожковая перфолента.
В состав устройства входятследующие модули (рис. 1.2):
Рисунок 1.2 — Составустройства ЧПУ Н22 1М
Главный 4 ивспомогательный 5 процессоры, блоки внешней и оперативной 6 памяти, пультоператора 10, адаптер каналов и таймеров 1, контроллер автоматики 2, контроллеримпульсных преобразователей 8 и контроллер привода 9. Блоки УЧПУ подключены кмагистральному каналу связи 7, построенному по принципу общей шины (ОШ).Контроллеры УЧПУ связаны с соответствующими приводами или элементамиуправляющей системы станка 11.
Процессоры 4 и 5,оперативное запоминающее устройство, емкостью 4К слов, адаптер магистрали итаймер составляют вычислительную часть УЧПУ Н22 1М. Процессор устройствасодержит в своем составе постоянное запоминающее устройство объемом 8К слов, вкотором хранятся программы, осуществляющие преобразование входной информации(команд управляющей программы, команд оператора при вводе программы и др.) всоответствии с алгоритмами.
В результате работыпроцессора и в зависимости от режима работы УЧПУ формируются кадры управляющейпрограммы (при вводе программы склавиатуры) или коды команд управления механизмами станка. Постоянноепрограммное обеспечение заносится в память при изготовлении УЧПУ, и доступ кнему со стороны внешних устройств исключен.
Оперативноезапоминающее устройство используется для хранения управляющих программобработки заготовок и промежуточных результатов, необходимых для работывычислительной части УЧПУ, которое связано по каналу связи с процессором.
Модули УЧПУвзаимодействуют между собой по магистрали связи типа общая шина, осуществляялибо обмен информацией (чтение или запись), либо передачу управлениямагистралью другому модулю. Обмен информацией производится 16-разряднымисловами по запросам одного из ведущих модулей, которому в процессе работытребуется вызвать обмен с другим модулем или прервать работу другого модуля.Основными модулями являются процессорное устройство, контроллерыэлектроавтоматики и импульсных преобразователей, пульт оператора и адаптерканалов и таймеров. Запоминающие устройства и контроллер приводов участвуют в обменеинформацией только по вызову одного и основных модулей.
Адаптер каналов связии таймер управляют дополнительным каналом связи радиального типа (в отличие откольцевого по магистральному каналу), связывающим контроллеры и пуль оператора.При необходимости обмена информацией с каким-либо из контроллеров или пультомоператора один из основных модулей посылает запрос на закрепление за ниммагистрального канала связи и после разрешения формирует адрес ведомого модуля,по которому адаптер каналов связи образует радиальный канал связи междуВызывающим и вызываемым модулями.
По окончании обменаинформацией основной модуль освобождает магистральный канал связи.Дополнительный радиальный канал увеличивает функциональную гибкость УЧПУ иупрощает аппаратную часть в контроллерах и пульте оператора. Таймер реализуетнеобходимый для работы станка отсчет интервалов времени. Максимальнаядлительность интервала 6,4 с при дискретности задания на отработку интервалавремени 0,1 мс.
Команда на отработку интервала времени можетпоступать в модуль от процессора. Пульт оператора служит для ввода управляющихпрограмм, их редактирования, подачи команд на работу по программе и управлениястанком в других режимах. На лицевой панели пульта размещены клавиши управленияи устройства индикации параметров режима работы станка: величина подачисуппорта; номер вводимого (при вводе программы) или выводимого (при работе попрограмме) кадра управляющей программы; информация о содержании кадра программыи состоянии устройства ЧПУ.
Клавиши управленияпозволяют ввести команды режима работы УЧПУ и осуществлять оперативноеуправление при вводе программы, ее редактировании и отработке по отдельнымшагам или в непрерывном (автоматическом) режиме. С пульта оператора можноввести управляющую программу емкостью до 250 кадров, содержащих адрес величинперемещений по координатам Х и 1, знак числа, величины перемещений из шестидесятичных цифр и другую технологическую информацию.<