Министерствообразования и науки Украины
Донецкийнациональный технический университет
Механическийфакультет
Кафедра«Металлорежущие станки и инструмент»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине“Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов”
на тему: «Проектавтоматической линии для обработки детали типа «Вал-шестерня»
ПК />08.6.09.02.03.62.00.000 ПЗ
Выполнил
ст. гр. МС-04н Гончаренко Д.О.
Приняла Калафатова Л.П.
Нормоконтроль Гусев В.В.
Донецк 2008
Реферат
Работа содержит: страниц 40, таблиц 14, источников 4, рисунков6.
Объект проектирования: автоматическая линия дляизготовления детали типа вал-шестерня, станочная система на базе токарногостанка.
Цель работы: закрепить знания, полученные при изучениикурса «Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов»,приобрести навыки проектирования автоматических линий.
ПЕРЕХОД, ПОЗИЦИЯ, ПОТЕРИ ВНЕЦИКЛОВЫЕ, СТАНКИ ДУБЛЕРЫ, АВТОМАТИЧЕСКАЯЛИНИЯ, ЦИКЛОГРАММА РАБОТЫ, АГРЕГАТНЫЙ СТАНОК, РОБОТ, МАНИПУЛЯТОР, РЕЖУЩИЙИНСТРУМЕНТ.
Задание
Разработать компоновочную схему автоматической линии дляизготовления детали типа вал. Рассчитать экономические показатели выбраннойлинии.
Спроектировать станочную систему на базе токарногостанка.
Исходными данными к курсовому проекту является базовый ТПна обработку в неавтоматизированном производстве, заданная производительностьизготовления детали в условиях автоматизированного производства, равная 230шт./смену, и чертежи детали и заготовки, представленные в ПК08.6.09.02.03.62.01.001 и ПК 08.6.09.02.03.62.01.002.
Содержание
Введение 5
1 Анализ технологичности конструкции детали 6
2 Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированногопроизводства 9
3 Расчет технологической производительности процесса 13
4 Анализ базового операционного процесса по критериюобеспечения заданной сменной производительности 15
5 Уточненный расчет производительности автоматическойлинии 17
6 Выбор транспортно-загрузочной системы 26
7 Расчет затрат для выбранных вариантов автоматическихлиний 27
8 Описание работы спроектированной автоматической линии 31
9 Описание станочной системы на базе токарного станка 33
10 Расчет схвата захватного устройства 35
10.1. Описание механизма схвата захватного устройства 35
10.2. Расчет сил, действующих в местах контакта заготовкии элементов захвата 35
10.3. Расчет усилий привода зажима 37
10.4 Расчет контактных напряжений при захвате заготовкигубками захватного устройства 38
Заключение 40
Список литературы 41
Введение
Автоматизация производственных процессов всегда являласьодним из важнейших направлений развития НТП. В развитых странах в настоящеевремя автоматизация занимает ведущее место в развитии промышленности, причемнаблюдается тенденция к её глобальному внедрению. Несмотря на затраты,связанные с автоматизацией, она позволяет освободить гораздо больше средств засчет повышения производительности и экономии живого труда. Автоматизация дает толчокв развитии важнейших отраслей промышленности, позволяет снизить себестоимостьих продукции.
Курс «Теория проектирования автоматизированных станочныхкомплексов» является основой для изучения процесса проектированияавтоматических линий. Его изучение является важным этапом подготовкиинженеров-механиков.
1 Анализ технологичностиконструкции детали
Деталь является валом-шестерней (ПК08.6.09.02.03.62.01.001) с уменьшающимися диаметрами от середины к краямдетали. Она изготавливается из стали 45 ГОСТ 4543-89. Это углеродистаяконструкционная сталь, содержащая 0,45 % углерода.
На чертеже указана твёрдость поверхностей детали послетермообработки НВ 220…260. В качестве термообработки принято улучшение.
В качестве конструкторской, технологической иизмерительной базы принята ось центров детали, что является технологичным, таккак не нарушается принцип единства баз. Для установки детали в центрахпредусмотрены центровые отверстия В6,3.
На чертеже детали имеются все виды, сечения и разрезынеобходимые для того, чтобы представить конструкцию детали.
Заменить деталь сборным узлом или армированнойконструкцией представляется нецелесообразным.
Для облегчения установки подшипников, а также колеса исъемной шестерни на детали выполнены заходные фаски. Жёсткость детали определимпо формуле:
/> , (1.1)
где l – длина детали, l = 600 мм;
/> — приведённый диаметр детали:
/> , (1.2)
где />, /> - соответственно, диаметр и длинаi-той ступени детали;
n – количество ступеней детали.
Тогда
/>
Тогда/>
Так как жёсткость детали значительна и не превышаеткритического значения, равного 12, то для обработки детали не требуются люнеты,а режимы резания могут быть максимально интенсивными.
Все поверхности детали доступны для обработки иизмерений. Возможно использование высокопроизводительного оборудования истандартной технологической оснастки.
К поверхностям детали ø75k6, ø85n6, ø90n6предъявляются особые требования по величине радиального биения относительно осидетали. Его величина не должна превышать 0,025мм. Для торцовых поверхностей ø75k6/ø85n6и ø75k6/ø85h14 ограничивается торцовое биение относительноплоскости перпендикулярной оси детали, не более 0,012 мм недопущения перекоса подшипников для. Для шестерни класса точности 9-В принимаются допускина радиальное и торцевое биение 0,06 и 0,04 мм соответственно. При выдерживании этих требований технологических трудностей не возникает
Наиболее точными поверхностями детали являютсяповерхности ø75k6, ø85n6 и ø90n6. Обеспечение этойточности требует обработки абразивным инструментом.
На детали имеются 2 шпоночных паза. Для их получениянеобходима пальцевая или дисковая фреза. Т.к. шпоночные пазы предназначены подпризматические шпонки, то дисковая фреза не подходит.
Нетехнологичными элементами являются:
Канавки для выхода шлифовального круга, ослабляющиесечение детали и понижающие общую жесткость.
Шпоночные пазы, которые нельзя обработать пальцевойфрезой напроход.
Несмотря на указанные недостатки деталь в целомтехнологична.
2 Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированногопроизводства
Рассмотрим базовый ТП изготовления данной детали длянеавтоматизированного производства и выберем операции, которые можно включить вавтоматическую линию. Воспользуемся для анализа рис. 2.1.
/>
Рис. 2.1 – Эскиз детали с позициями поверхностей
005 Заготовительная
1. Штамповка на ГКМ
010 Термическая
1. Отжиг
015 Фрезерно-центровальная (МР-73)
А. Установить и снять заготовку
1. Фрезеровать торцы
2. Сверлить центровые отверстия В6,3
020 Токарно-винторезная (черновая) (16К20)
А. Установить и снять заготовку
1. Точить пов. 9 начерно
2. Точить пов. 8 начерно
3. Точить пов. 7 начерно
4. Точить пов. 6 начерно
5. Точить торец 17 начерно
Б. Переустановить заготовку
6. Точить пов. 4 начерно
7. Точить пов. 3 начерно
8. Точить пов. 5 начерно
9. Точить торец 26 начерно
025 Токарно-винторезная (чистовая) (16К20)
А. Установить и снять заготовку
1. Точить пов. 4 начисто
2. Точить торец 26 начисто
3. Точить пов. 5 начисто
4. Точить фаску 11 однократно
5. Точить канавку 13 однократно
6. Точить канавку 25 однократно
Б. Переустановить заготовку
7. Точить пов. 9 начисто
8. Точить пов. 8 начисто
9. Точить пов. 7 начисто
10.Точить торец 17 однократно
11.Точить фаску 10 однократно
12.Точить фаску 16 однократно
13.Точить фаску 15 однократно
14.Точить фаску 14 однократно
15.Точить канавку 22 однократно
16.Точить канавку 23 однократно
17.Точить канавку 24 однократно
030 Вертикально-фрезерная (6Р11)
А. Установить и снять заготовку
1. Фрезеровать шпоночный паз 18
2. Фрезеровать шпоночный паз 20
035 Зубофрезерная (53А20)
А. Установить и снять заготовку
1. Фрезеровать 29 зубьев m=4 ст. 9-В
040 Термическая (печь индукционная)
1. Улучшить
2. Закалить зубья ТВЧ на 1,5…2 мм
045 Слесарная (верстак слесарный)
1. Править центровые отверстия
050 Круглошлифовальная (3М151)
А. Установить и снять заготовку
1. Шлифовать пов. 9 предварительно
2. Шлифовать пов. 8 предварительно
3. Шлифовать пов. 7 предварительно
055 Круглошлифовальная (3М151)
А. Установить и снять заготовку
1. Шлифовать пов. 4 предварительно
060 Круглошлифовальная (3М151)
А. Установить и снять заготовку
1. Шлифовать пов. 9 окончательно
2. Шлифовать пов. 8 окончательно
3. Шлифовать пов. 7 окончательно
065 Круглошлифовальная (3М151)
А. Установить и снять заготовку
1. Шлифовать пов. 4 окончательно
Для включения в автоматическую линию выбираемфрезерно-центровальную, все токарные и вертикально-фрезерную операцию.
Для выбранных операций произведем расчет машинноговремени и данные занесем в табл. 2.1.