Министерство образованияи науки Украины
Донецкийнациональный технический университет
Механическийфакультет
Кафедра МС иинструменты
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине“Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов”
на тему: Проектавтоматической линии для обработки детали «Вал-выходной»
ПК.ПЗ.04.6.09.02.03.31.00.000
Выполнил
ст. гр. МС-04н Володько А. Ю.
Принял Калафатова Л. П.
Нормоконтроль Гусев В. В.
Донецк 2008
Реферат
Работа содержит: страниц 46, таблиц 8, источников 4, рисунков9, приложений 2.
Объект проектирования: автоматическая линия для изготовлениядетали типа вал-выходной.
Цель работы: закрепить знания, полученные при изучениикурса «Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов»,приобрести навыки проектирования автоматических линий.
ПОЗИЦИЯ, ПОТЕРИ ВНЕЦИКЛОВЫЕ, СТАНКИ ДУБЛЕРЫ, АВТОМАТИЧЕСКАЯЛИНИЯ, ЦИКЛОГРАММА РАБОТЫ, ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА.
Задание
Разработать компоновочную схему автоматической линии дляизготовления детали тапа вал. Рассчитать экономические показатели выбраннойлинии.
Спроектировать шпиндельный узел шпоночно-фрезерногостанка для фрезерования шпоночного паза.
Исходными данными к курсовому проекту является заданнаяпроизводительность изготовления детали в условиях автоматизированногопроизводства равная 55 шт./смену и чертеж детали представленный в приложении А.
Содержание
Введение 5
1. Анализ технологичности конструкции детали 6
2. Технологический процесс изготовления детали длянеавтоматизированного производства 8
3.Определение перечня холостых операций 14
4. Анализ базового операционного процесса по критериюобеспечения заданной сменной производительности 15
5. Уточненный расчет производительности автоматической линии 16
6 Выбор транспортно-загрузочной системы 23
7. Расчет затрат для выбранных вариантов автоматическихлиний 23
8. Описание конструкции и работы автоматической линии ициклограммы 26
9. Описание конструкции и работы станка 27
10. Определение режимов обработки 29
11. Определение усилий и мощности резания 30
12. Расчет клиноременной передачи 31
13. Расчет прогиба шпинделя 32
14. Расчёт жёсткости опор качения 33
15. Расчёт жёсткости шпинделя 35
16. Динамический расчет шпиндельного узла 38
Заключение 41
Список литературы 43
/>Введение
Современное производство отличается сложностьюпроизводства и технологических процессов. В этих условиях решаются проблемыповышения продуктивности работы и качества производства изготавливаемойпродукции при минимальных затратах автоматизации. Для этого необходимо уметьпроектировать и широко использовать автоматизированные системы технологическогооборудования, в состав которых входит сами станки – автоматы,автоматизированные загрузочные устройства, транспортно – накопительные системыи др.
/>1. Анализтехнологичности конструкции детали
Деталь является выходным валом трехступенчатогоцилиндрического соосного редуктора с уменьшающимися диаметрами от середины ккраям детали. Она изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-71. Этоконструкционная легированная сталь, содержащая 0,4 % углерода, до 1,5% хрома.Эта сталь имеет плохие литейные качества, поэтому использовать в качествезаготовки литье в песчаных формах не допустимо. На чертеже указана твёрдостьповерхностей детали после термообработки HRB 220…260. В качестве термообработкипринято улучшение. В качестве технологической и измерительной базы принята осьцентров детали, что является технологичным, так как не нарушается принципединства баз. На чертеже детали имеются все виды, сечения и разрезы необходимыедля того, чтобы представить конструкцию детали.
Заменить деталь сборным узлом представляется нецелесообразным.
Для облегчения установки подшипников на детали выполненызаходные фаски. Жёсткость детали определим по формуле:
/> ,
где l – длина детали, l = 450 мм;
/> — приведённый диаметр детали:
/> ,
где />, /> - соответственно, диаметр и длинаi-той ступени детали;
n – количество ступеней детали.
Тогда
/>
Тогда
/>
Так как жёсткость детали значительна и не превышаеткритического значения, равного 10, то для обработки детали не требуются люнеты,а режимы резания могут быть максимально возможными.
Все поверхности детали доступны для обработки иизмерений. Возможно использование высокопроизводительного оборудования истандартной технологической оснастки.
Центрирование вала и ступицы муфты осуществляетсяскользящей посадкой, крутящий момент передается с помощью шпоночногосоединения. Это накладывает дополнительные требования к этой поверхности(шероховатость Ra 1,6 мкм), которая выполнена по 9 квалитету. Так как обработкацапф предусматривает шлифование и полирование, на валу предусмотрены канавкидля выхода шлифовального круга, выполненные по наружнему цилиндру и торцу ГОСТ8820-69 исп.4. Деталь имеет хвостовик для соединения со звездочкой цепнойпередачи посредством муфты. К поверхностям детали ø45k7, ø50js7, ø80k7,ø75n7 предъявляются особые требования по форме цилиндричности исоосности относительно оси детали. Его величина не должна превышать 0,08 мм и 0,02 соответственно. При выдерживании этих требований возникают технологические трудности.Эти поверхности детали являются наиболее точными. Обеспечение этой точноститребует обработки абразивным инструментом.
Нетехнологичными элементами являются:
Наличие на поверхности ø80k7 закрытого шпоночногопаза, что затруднит его обработку.
Назначение канавок для выхода шлифовального круга,приведет к ослаблению сечения детали и приведет к понижению жесткости наповерхностях ø45k7, ø50js7, ø80k7, ø75n7.
Несмотря на указанные недостатки деталь в целомтехнологична.
/>2.Технологический процесс изготовления детали для неавтоматизированногопроизводства
/>
Рис. 2.1 Чертеж заготовки
/>
Рис. 2.2 Деталь с позициями
На рисунке 2.1 указан чертеж заготовки. На рисунке 2.2указаны позиции обрабатываемых поверхностей. Далее приведем технологическийпроцесс обработки детали в условиях неавтоматизированного производства.
/>005Заготовительная.
1. Цех штамповочный.
010 Фрезерно-центровальная (МР-71).
А. Установить и снять заготовку.
1. Фрезеровать торцы 1;11, выдержав размер 450h12.
2. Сверлить центровые отверстия В5.
015 Токарно-винторезная (16К20).
А. Установить и снять заготовку.
1. Точить начерно ø80k7 поверхности 7 l=295h12.
2. Точить начерно ø75n7 поверхности 6 l=190h12.
3. Точить начерно ø70k7 поверхности 4 l=135h12.
4. Точить начерно ø65d9 поверхности 3 l=110h12.
5. Точить начерно ø90h14 поверхности 9 l=11h12.
Б. Переустановить заготовку.
6. Точить начерно ø50js7 поверхности 15 l=130h12.
7. Точить начерно ø45k7 поверхности 13 l=40h12.
020 Токарно-винторезная (16К20).
А. Установить и снять заготовку.
1. Точить начисто ø65d9 поверхности 3 l=110h12.
2. Точить начисто ø70k7 поверхности 4 l=135h12.
3. Точить начисто ø75n7 поверхности 6 l=190h12.
4. Точить начисто ø80k7 поверхности 7 l=295h12.
5. Точить фаску 1х45º поверхности 2.
6. Точить фаску 1х45º поверхности 5.
7. Точить фаску 1х45º поверхности 17.
8. Точить канавку поверхности 3.
9. Точить канавку поверхности 4.
10. Точить канавку поверхности 6.
11. Точить канавку поверхности 7.
Б. Переустановить заготовку.
12. Точить начисто ø50js7 поверхности 15 l=130h12.
13. Точить начисто ø45k7 поверхности 13 l=40h12.
14. Точить фаску 1х45º поверхности 12.
15. Точить фаску 1х45º поверхности 14.
16. Точить фаску 45º поверхности 10.
17. Точить канавку поверхности 13.
18. Точить канавку поверхности 15.
025 Шпоночно-фрезерная (692М).
А. Установить и снять заготовку.
1. Фрезеровать шпоночный паз ø22x85.
2. Фрезеровать шпоночный паз ø20x100.
030 Термическая.
1. Улучшение до HB 220-260.
035 Круглошлифовальная (ЗУ10В).
А. Установить и снять заготовку.
1. Шлифовать начерно ø65d9 поверхности 3.
2. Шлифовать начерно ø70k7 поверхности 4.
3. Шлифовать начерно ø75n7 поверхности 6.
4. />Шлифоватьначерно ø80k7 поверхности 7.
5. Шлифовать начисто ø65d9 поверхности 3.
6. Шлифовать начисто ø70k7 поверхности 4.
7. Шлифовать начисто ø75n7 поверхности 6.
8. Шлифовать начисто ø80k7 поверхности 7.
9. Полировать ø70k7 поверхности 4.
040 Круглошлифовальная (ЗУ10В).
А. Установить и снять заготовку.
1. Шлифовать начерно ø45k7 поверхности 13.
2. Шлифовать начерно ø50js7 поверхности 15.
3. Шлифовать начисто ø45k7 поверхности 13.
4. Шлифовать начисто ø50js7 поверхности 15.
045 Контрольная.
Из базового техпроцесса выбираем операции, которые будут выполнятьсяна автоматической линии. Тогда маршрутный техпроцесс будет иметь вид:
010 Фрезерно-центровальная
015 Токарно-винторезная (черновая)
020 Токарно-винторезная (чистовая)
025 Шпоночно-фрезерная
На основании базового техпроцесса обработки произведемрасчет машинного времени обработки каждой конкретной поверхности и результатзанесем в таблицу 2.1.