МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Механічний факультет
Кафедра „Металорізальніверстати”
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни „Теорія проектування автоматизованих верстатних комплексів”
на тему: ”Розрахунок та проектування автоматичної лінії для обробки деталі водило "
Виконавець,
Консультант,
Нормоконтролер,
Калафатова Л.П.
асистент
Донецьк 2008
Реферат
Об'єкт проектування: автоматична лінія для виготовлення заданої деталі.
Ціль роботи: закріпити знання, отримані при вивченні курсу «Теорія проектування автоматизованих верстатних комплексів», придбати навички проектування автоматичних ліній.
У курсовій роботі розроблений технологічний процес обробки деталі в неавтоматизованому виробництві, визначена величина позациклових втрат і розраховане число позицій автоматичної лінії; технологічний процес адаптований під автоматичну лінію зроблений вибір варіантів структури автоматичної лінії.
Перехід, позиція, втрати внецикловые, автоматична лінія, гнучкий зв'язок.
Зміст
Вступ
1 Аналіз технологічності
2 Базовий маршрутний процес обробки деталі
3Нормування технологічного процесу
4Синтез варіантів компонування автоматичних ліній.
5Аналіз варіантів компоновки автоматичної лінії.
6Уточнене визначення продуктивності ліній.
7 Вибір транспортно-завантажувальної системи (ТЗС)
8Розрахунок економічних показників.
9 Описання складу та роботи автоматичної лінії
Заключення
Література
Вступ
Автоматизація виробничих процесів завжди була одним з найважливіших напрямків розвитку НТП. У розвинених країнах у цей час автоматизація займає провідне місце в розвитку промисловості, причому спостерігається тенденція до всі зростаючої її глобальності. Незважаючи на капітальні витрати, пов'язані з автоматизацією, вона дозволяє звільнити набагато більше засобів за рахунок підвищення продуктивності й економії живої праці. Автоматизація дає поштовх у розвитку найважливіших галузей промисловості, дозволяє знизити собівартість їхньої продукції.
Курс «Теорія проектування автоматизованих верстатних комплексів» є одним із завершальних у системі профілюючих дисциплін. Його вивчення є важливим етапом підготовки інженерів-механіків.
1 Аналіз технологічності
Деталь водило представлена в курсовому проекті є деталлю планетарного редуктора бетонозмішувач СБ 138Б.
Деталь ставиться до класу втулки.
Виготовляє, водило зі сталі 45Л ДЕРЖСТАНДАРТ 977-88. Це якісна вуглицева конструкційна сталь зі змістом вуглецю 0,42...0…0,50%, марганцю 0,50...0…0,80%, кремнію 0,17...0…0,37%, хрому, міді, нікелю не більше 0,25%, сірки й фосфору не більше 0,04%. Ця сталь добре обробляється різанням. Коефіцієнт оброблюваності при обробці швидкорізальною сталлю 1,0, твердим сплавом 1,4. Межа міцності цієї сталі />
границя текучості />
Деталь являє собою цільну конструкцію. З метою підвищення твердості й міцності не технологічно виконувати деталь збірні.
На кресленні деталі є всі види, перетини й розрізи, необхідні для того, щоб представити конструкцію деталі.
Можливе застосування сучасних методів механічної обробки.
На кресленні проставлені всі розміри з відхиленнями й параметри шорсткості.
Виходячи з конструкції деталі, типу виробництва, заготівля отримана методом лиття.
Аналіз показує можливість часткової автоматизації.
2 Базовий маршрутний процес обробки деталі Водило
10 Вертикально-фрезерна (вертикально-фрезерний 6642; пристосування спеціальне; фреза торцева (125; ШЦ — I — 125 — 0,1)
А. Установити й зняти заготівку;
Фрезерувати торці 3-х бобишек, витримавши розмір 47 (45 + 2).
20 Токарська зі ЧПУ(токарський зі ЧПУ 16ДО30Ф325; патрон 3-х кулачковий (500; різець прохідний Т15ДО6; оправлення спеціальна; ШЦ — I — 125 — 0,1; ШЦ — III — 630 — 0,1)
А. Установити й зняти заготівку;
Підрізати торець, витримавши розмір 175 (171 по кресленню)
Підрізати торець із (365 до (210+1
Проточити вибірку (305 до (210 на l = 6, витримавши (45про
Точити поверхня (170h6 до (174 на l = 90
Розточити отвір (133H9 до (130
30 Токарська зі ЧПУ (токарський зі ЧПУ 16ДО30Ф325; патрон 3-х кулачковий (500 зі спеціальними кулачками; різець прохідний Т15ДО6; ШЦ — I — 125 — 0,1; ШЦ — III — 630 — 0,1)
А. Установити й зняти заготівку;
Точити поверхня (365+3
Проточити бобишки по (355-1
Точити (165
Підрізати торець (143/(165, витримуючи розмір 62 (60 + 2)
Розточити отвір (143, витримавши розмір 40+1 до розміру 42
40 Токарно-гвинторізна (токарно-гвинторізний 163; патрон 3-х кулачковий (400; різець прохідний Т15ДО6; різець розточувальної Т15ДО6; різець підрізний Т15ДО6; різець канавковий; різець канавковий; МК150-175; ШЦ — I — 125 — 0,1)
А. Установити й зняти заготівку;
Підрізати торець маточини, витримавши розмір 173 (171(0,5)
Підрізати торець (365, витримавши розмір 105 (173 — 68)
Точити поверхня &170h6 до 171/>на l = 92+0,5
Проточити канавку b = 2,8+0,15 до (139+0,63, витримавши розмір 6+0,5
Проточити канавку b = 3,4+0,3 до (165-0,63, витримавши розмір 87+0,4
Розточити отвір (133Н9
50 Горизонтально-розточувальна (горизонтально-розточувальної зі ЧПУ 2А622Ф2-1; пристосування спеціальне; оправлення спеціальна; різець прохідний Т15ДО6; ШЦ — I — 125 — 0,1)
А. Установити й зняти заготівку;
Точити поверхні (80h8 до (84 на 3-х бобишках
60 Горизонтально-розточувальна (горизонтально-розточувальної зі ЧПУ 2А622Ф2-1; пристосування спеціальне; оправлення спеціальна; різець прохідний Т15ДО6; ШЦ — I — 125 — 0,1; МК75-100; МК 325; скоба спеціальна)
А. Установити й зняти заготівку;
Фрезерувати торці 3-х бобишек, витримавши розмір 68(0,5
Точити поверхні (80h8 на l = 30+0,3 до (80,5--PAGE_BREAK--
Точити фаски 1,6х45про
Точити поверхні на 3-х бобишках по (80h8 на l = 30+0,3
70 Вертикально-свердлильна зі ЧПУ (вертикально-свердлильний зі ЧПУ; пристосування спеціальне; патрон для свердла; свердел (6,3; свердел (8,5; мітчик М10-7Н; ШЦ — I — 125 — 0,1)
А. Установити й зняти заготівку;
Свердлити 6 отворів (8,5 на l = 28)
Зенкерувати 6 отворів
Зенкувати 6 отворів
Нарізати різьблення М10-9Н у 6-ти отворах
3 Нормування технологічного процесу
Розрахунок машинного часу виконання операцій.
Параметри режимів різання (глибина різання, подача, швидкість різання, машинний час обробки) зведемо до таблиці 4.1
Таблиця 1– Розрахунок машинного часу виконання операцій
Найменування
Інстру-
мент
Параметри режиму різання
/>, мм
/>, мм
/>, хв
Операції
переходу
/>, мм
/>, мм/об
/>, м/хв
/>, об/хв
/>, мм/хв
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Токарна
Підрізати торець Ø365 Проточити вибірку Ø305 Точити Ø170
Розточити Ø133
Різець прохідній
Т15К6
2
1
6
2
1,5
0,6
0,6
0,4
0,8
0,6
168
183
153
126
131
315
160
160
236
315
189
96
64
188
188
170
170
130
85
75
45
90
40
0,43
0,83
0,66
0,61
0,25
Токарна
Точити Ø365
Про-тиØ355
Точити Ø165
Підрізати торець
Розточити Ø143
Різець прохідній
Т5К10Резец Т15К6подр
Резец Т15К6 раст
2,52
1,51,5
2
0,6
0,2
0,6
0,6
0,6
143
200
103
141
168
125
200
200
315
315
75
40
120
189
189
365
355
165
165
143
23
45
3,4
15
продолжение
--PAGE_BREAK--
67
--PAGE_BREAK--
1.5. Відвести різець на швидкій ході
1.6. Розкріпити деталь
1.7. Вилучити деталь із робочої зони --PAGE_BREAK--
0,4
0,8
0,6 --PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
6.Електрообладнання
7.Система охолодження
8.Транспортер стружки --PAGE_BREAK--
5.Система охолодження
6.Транспортер стружки --PAGE_BREAK--
0,06
0,24
1,49
1,49
1,49
2,1
2,74
1,49
0,007
0,002
0,0026
0,001
0,001
0,003
/>=0,016
2.Токарний автомат
1.Вузол подачі та затиску заготовки
2.Шпіндельний блок
3.Стол
3.Вузол поперечних супортів
4.Вузол подовжніх супортів
5.Транспортер стружки
0,55
0,18
0,13
0,07
0,06
0,24
1,4
1,4
1,4
1,78
0,17
1,4
0,007
0,002
0,001
0,0012
0,0001
0,003
/>=0,014
3.Вертикально-фрезерна
1.Вузол подачі та затиску заготовки
2.Фрезерна бабка
3. Поворотний стол
4.Транспортер стружки
0,55
0,04
0,13
0,24
0,71
0,71
0,71
0,71
0,004
0,0002
0,0009
0,001
/>=0,006
4.Горизонтально- розточувальна
1.Вузол подачі та затиску заготовки
2.Шпіндельний блок
3.Транспортер стружки
0,55
0,18
0.24
1.8
1.8
0.009
0.0032
0.004
/>=0,01
5. Горизонтально — розточувальна
1.Вузол подачі та затиску заготовки
2.Шпіндельний блок
3.Транспортер стружки
0,55
0,18
0.24
2.38
2.38
2.38
0.01
0.004
0.005
/>=0,015
6.Агрегатно- свердлильна
1.Вузол подачі та затиску заготовки
2.Силоваголовка
3.Транспортер стружки
0,55
0,32*3
0,24
0,76
0,76
0,76
0,001
0,003
0,0007
/>=0,004
Транспортна
Разом
1.Транспортер деталей
2.Гідравлічне обладнання
3.Електрообладнання
0,12*6
0,17+0,0636
0,50+1,4335
2,38
2,38
2,38
0,01
0,01
0,18
/>=0,265
Втрати по інструменту:
/>хв.
/>— час роботи інструменту продолжение
--PAGE_BREAK--
/>— час на зміну інструменту
/>— середня тривалість простоїв
/>— стійкість інструменту.
Таблиця 6.-Втрати по інструменту варіант №1
№
п/п
Інструмент
/>, хвил.
/>,
хвил.
(/>+/>), хвил.
/>, хвил.
1.
Різець прохідній чорновий
Т15К6
0,61
45
1,7
0,02*2
2.
Різець підрізний чорновий
Т5К6
1,92
45
1,7
0,04*2
3.
Різець разточний чорновий
Т5К10
0,25
45
1,7
0,009*2
4.
Різець прохідній чистовий Т15К6
1,49
45
3,18
0,1
5.
Різець підрізний чистовий
Т5К6
1,46
45
3,18
0,1
6.
Різець разточний чистовий
Т5К10
0,25
45
3,18
0,017
7.
фреза торцова
Ø400 Т5К10
0,71
400
12,12
0,02
8.
Різець прохідній
Т5К10
1,8
45
1,7
0,06
9.
Різець прохідній
Т5К10
2,38
45
3,18
0,125
10.
Свердло Ø8 Р6М5
0,96
25
1,18
0,04
11.
Зенкер
1,6
30
1,18
0,06
12.
Зенковка
0,6
30
1,18
0,02
/>=0,68
Таблиця 7.- Втрати по інструменту варіант №2
№
п/п
Інструмент
/>, хвил.
/>,
хвил.
(/>+/>), хвил.
/>, хвил.
1.
Різець прохідній чорновий
Т15К6
0,43
45
1,7
0,016
2.
Різець прохідній чорновий
Т5К6
0,83
45
1,7
0,031
3.
Різець фасоний
Т5К10
0,66
120
3,18
0,017
4.
Різець разточний чорновий
Т5К10
0,25
45
1,7
0,009
5.
Різець прохідній чорновий
Т5К10
0,61
45
1,7
0,02
6. продолжение
--PAGE_BREAK--
Різець прохідній чистовий Т15К6
0,21
45
3,18
0,014
7.
Різець прохідній чистовий
Т5К6
1,25
45
3,18
0,08
8.
Різець разточний чистовий
Т5К10
0,25
45
3,18
0,017
9.
Різець прохідній чистовий
Т5К10
1,49
45
3,18
0,1
10.
Різець прохідній чистовий
Т5К10
1,4
45
3,18
0,09
11.
Різець разточний чистовий
Т5К10
0,38
45
3,18
0,02
12.
Різець фасоний
0,17
45
3,18
0,012
13.
Різець прохідній чистовий
Т5К10
0,29
45
3,18
0,02
14.
фреза торцова
Ø400 Т5К10
0,71
400
12,12
0,02
15.
Різець прохідній
Т5К10
1,8
45
1,7
0,06
16.
Різець прохідній
Т5К10
2,38
45
3,18
0,125
17.
Свердло Ø8 Р6М5
0,32
25
1,18
0,01
18.
Зенкер
0,34
30
1,18
0,011
19.
Зенковка
0,2
30
1,18
0,007
/>=0,66
Таким чином продуктивність варіантів №1, №2, визначається:
/>/>
Із навединої вище разрахунків видно, що усі варіанти компоновок влаштовують вимогам продуктивності.
7 Вибір транспортно-завантажувальної системи (ТЗС)
Транспортні системи є одним з основних елементів автоматизованого виробництва в будь-якій галузі промисловості. Крім основних функцій — переміщення виробів і матеріалів, транспортні системи можуть змінювати орієнтацію, робити нагромадження й адресування виробів, здійснювати обробку виробів і матеріалів у процесі переміщення.
Тому що деталь має форму циліндра із середніми розмірами, то в якості транспортно — завантажувальної системи в даній лінії можна застосувати пластинчастий або стрічковий конвеєр .
Установку й зняття деталі із пристосування буде здійснюватися за допомогою напольного робота.
Вартість ТЗС визначимо по формулі:
/>;
Для 1. Варіанта:
де />– вартість даного типу транспортної системи лінії, транспортер />
/>– число робочих позицій, />;
/>– число верстатів-дублерів, />;
/>– число накопичувачів, />.
/>
Для 2. Варіанта:
де />– вартість даного типу транспортної системи лінії, транспортер />
/>– число робочих позицій, />;
/>– число верстатів-дублерів, />;
/>– число накопичувачів, />.
/>
8 Розрахунок економічних показників
Для наочності проведемо порівняння економічних показників автоматичних ліній. Наведені витрати автоматичної лінії перебувають по формулі:
/>; продолжение
--PAGE_BREAK--
де />– вартість даного варіанта;
/>– нормативний коефіцієнт капіталовкладення (приймаємо />);
/>– собівартість річного випуску продукції при даному варіанті.
При розрахунку дана формула приймає вид:
/>,
де />– виробнича заробітна плата.
/>;
де />– вартість основного встаткування;
/>– вартість транспортно-завантажувальної системи.
Результати розрахунку зведемо в таблицю 8.
Таблиця 8. – Розрахунок витрат варіант АЛ №1.
№
обор.
Наименование оборудования
Вартість обладнання
Кількість
обладнання
Сумарна вартість обладнання
1
Верстат токарный 16К20Ф3
9450
5
47250
2
Верстат горизонтально-расточний
70000
2
140000
3
Верстат вертикально-свердлильний
6000
1
6000
4
Верстат вертикально-фрезерний
5000
1
5000
ТЗС
12240
210490
Таблиця 9. – Розрахунок витрат варіант АЛ №2.
№
обор.
Наименование оборудования
Наименование
узла
Стоимость узла, у.е.
Количество
узлов в
оборудовании
Стоимость
оборудования
1
Токарный автомат
-
15000
2
30000
2
Агрегатний верстат
Стол поворотный
240
1
240
Силовая головка
1000
3
3000
Насадка
500
3
1500
3
Верстат горизонтально-расточний
-
70000
2
14000
4
Верстат вертикально-фрезерний
-
5000
1
5000
ТЗС
16800
196540
Таблиця 10 – Розрахунок неповних наведених витрат варіантів АЛ
Вариант
q
/>
m
/>, у.е.
/>, у.е.
1
9
1
210490
73671
2
14
196540
68789
Із таблиці видно, що найбільш вигідним є варіант автоматичної лінії №2
Для цього варіанта виконаю ціклограму, загальний вид автоматичної лінії і карти наладок.
9 Описання складу та роботи автоматичної лінії
До складу автоматичної лінії входить шести шпиндельний токарний полуавтомат 1, чотирьох шпиндельний токарний полуавтомат 2, вертикально-фрезерний верстат 6А59 3, горизонтально – розточний 4-5. Біля кожного верстата розташовується по 1 напольному роботу 8, що виконують функцію завантаження та розвантаження верстатів.
При обслуговуванні металорізальних верстатів промислові роботи (ПР) виконують наступні допоміжні операції: установку заготовок до робочої зони верстата та зняття обробленої деталі, можливо з послідуючою орієнтацією, установка деталі на конвеєр або до магазину, контроль розмірів деталей, очищення робочих поверхонь вид технологічної рідини та стружки, заміну пристосування, ріжучого та допоміжного інструменту тощо.
Для даних умов обробки деталі потрібен спеціальний промисловий робот з грузопід´ємністю 30 кг. До складу робота повинні входити наступні елементи: корпус з одним ступенем волі (поступове переміщення у вертикальній площині), кисть з одним ступенем волі (обертання у горизонтальній площині) та маніпулятор із поступовим переміщенням у горизонтальній площині.
Для переміщення заготовок від одного верстату до іншого використовується конвеєр 9.
Заключення
В результаті роботи була розроблена структурно-компонувальної схеми автоматичної лінії для виробу деталі „Водило”
В курсовому проекті проведен аналіз базового техпроцесу, аналіз технологічності деталі, обрани операції для автоматизації, розглянуто два варіанти структурної схеми автоматичної лінії, обран оптимальний варіант за критерієм максимальної виробничості при мінімальної технологічної собівартості, розроблені карти наладок на всі операції.
В додатках виконані креслення деталі, компонувальна схема автоматичної лінії, циклограма роботи обладнання і карт наладок.
Література
1. Металлорежущие станки: В 2-х тт/| Под ред. Ачеркана Н.С. Т 2.- М.: Машиностроение, 1965. – 628 с.
2. Нормативы режимов резания при работе на станках с ЧПУ /режимы резания при сверлении, зенкеровании и развертывании/ Днепропетровск. 1985г.-174с.
3. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ ІІ том 1990
4. Роботизированные производственные комплексы. Ю.Г.Козырев, А.А. Кудинов, В.А. Булатов и др., Под ред. Ю.Г.Козырева, А.А. Кудинова. – М.: Маш-е, 1987, — 272с.
5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т., т.1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, 4-е изд. перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1986г.-496с.