Файл: Реферат Выпускная квалификационная работа содержит 89 с., 14 рис., 18 табл., 13 источников. В вкр объектом разработки является деталь типа Вал..pdf

60 поверхностях станков; повышение точности положения и перемещения инструмента; становятся возможными виды обработки, для которых данный станок не предназначен.
Приспособления подразделяют по следующим признакам:

для установки заготовок на станке;

для крепления рабочих инструментов;

сборочные приспособления;

контрольные;

транспортно-кантовательные для захвата, перемещений и перевертывания обрабатываемых заготовок.
По степени специализации приспособления делят на универсальные, специализированные и специальные [6].
По функциональному назначению элементы приспособления подразделяют на:

установочные;

зажимные;

силовые приводы;

элементы для определения положения и направления инструментов;

корпуса;

вспомогательные механизмы;

вспомогательные и крепежные детали.
Совокупность всех систем приспособления представляет единый комплекс технологической оснастки, применяемой для обработки заготовок во всех типах производства.
Для крепления инструмента применяются резцедержатели, оправки, переходные втулки.
Для измерений применяются стандартный измерительный инструмент и приборы: штангенциркули различных типов, штангенглубиномеры, микрометры, индикаторы часового типа.
В нашем случае в качестве проектируемого приспособления в данном курсовом проекте, согласно заданию, выбран трех-кулачковый

61 самоцентрирующийся патрон. Данный патрон устанавливается на шпинделе токарного станка. В качестве патрона выбирается стандартный трех- кулачковый патрон по ГОСТу 2675-80 рис. 11. Диаметр заготовки составляет мм. Исходя из этого, для проектирования принимается патрон диаметром
250 мм, с комплектом наладок на кулачки, для обработки детали на токарной операции.
Существуют три основные схемы, по которым устанавливаются заготовки – для призматической заготовки, для заготовки типа «диск» и для заготовки типа «цилиндр». Вал, для обработки которой проектируется приспособление, является заготовкой типа «цилиндр».
Рисунок 11 - Схема установки детали в приспособлении
Расчет погрешности базирования и установки заготовки
Суммарная погрешность при выполнении любой операции механической обработки состоит из погрешности установки детали, погрешности настройки станка и погрешности обработки. На стадии проектирования приспособления сложно учитывать погрешность установки и, таким образом, избежать, по возможности, этой погрешности.
Расчетная суммарная погрешность приспособления определяется по формуле из [7]:
пр
б
(35)

62
;
Допуск на размер заготовки, зажимаемой в кулачках – 220h14 (для заготовки) равен 1,15мм.
Погрешность базирования для самоцентрирующегося устройства равна нулю, согласно таблицам справочника.
Погрешность установки при установке в трех-кулачковом с чисто обработанной базой, при радиальном смещении заготовки, для диаметра 200 до
230 мм равна 115мкм.
Точность обработки на размер на данной операции равна 1,15 мм
(допуск на наибольший обрабатываемый размер заготовки – 210h14 после чистового точения).
Тогда по формуле рассчитываем погрешность приспособления:
пр
б
мм.
Данный расчет показывает, что для выполнения чистовой операции точения при заданных условиях для токарного патрона достаточна точность
0,11 мм. Точность изготовления токарных патронов обычно позволяет устанавливать заготовку с точностью до 0,1 мм, что меньше полученного значения точности, т.е. приспособление обеспечивает требуемую точность.
Расчет усилий зажима заготовки
При токарной обработке заготовка закрепляется в трехкулачковом патроне. В процессе резания, заготовка, обрабатываемая в трехкулачковом патроне, находится под действием сил резания рис. 12.

63
Рисунок 12 - Схема действия сил зажима и резания на заготовку
Находим суммарную силу зажима.
R
f
M
K
W
M
K
R
f
W
РЕЗ
СУМ
РЕЗ
СУМ







, (36) где
СУМ
W
- суммарная сила зажима;
K
- коэффициент запаса;
РЕЗ
M
- момент силы резания;
R
- радиус заготовки;
25
,
0

f
- коэффициент трения.
Сила, приходящаяся на один кулачок, будет равна
R
f
M
K
Q
РЕЗ



, (37) где
;
R
P
M
Z
РЕЗ


1275Н
P
Z

Рассчитаем коэффициент запасаК.
6 5
4 3
2 1
0
K
K
K
K
K
K
K
K







(38)
5
,
1 0

гдеK
- гарантированный коэффициент запаса;

64 1
1

K
- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности;
2
,
1 2

K
- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания в следствии затупления режущего инструмента;
2
,
1 3

K
- коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании;
1 4

K
- коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления;
1 5

K
- коэффициент, характеризующий эргономику ручных закрепляющих устройств;
1 6

K
- коэффициент учитывающий установку на базовую поверхность.
16
,
2 1
1 1
2
,
1 2
,
1 1
5
,
1








K
.
кН
5
,
11 6
,
11540 105 25
,
0 110 16
,
2 1275






Н
Q
.
Для того чтобы закрепить заготовку в приспособлении, и обеспечить оптимальные условия обработки потребуется усилие в 11,5 кН для зажима заготовки.
4.12 Гибкий производственный модуль
Для ускорения темпов обновления продукции необходим переход от автоматизации отдельных элементов производственного процесса к комплексной автоматизации на всех уровнях, применению гибких
производственных систем (ГПС) в условиях единичного, серийного и массового производства. Применение ГПС в промышленности позволяет разрешить противоречия между высокой производительностью и отсутствием мобильности оборудования для массового производства и высокой мобильностью и низкой производительностью универсальных станков единичного и серийного производства. Базой для решения этой сложной и противоречивой задачи явились особые свойства гибких производственных систем:

способность к быстрой перестройке на выпуск новой продукции за счет гибкости и мобильности;

65

наличие высокого технического уровня оборудования, способного реализовать прогрессивные технологические процессы на основе высокой степени интеграции производства;

возможность способствовать решению проблем улучшения труда работающих, повышения их профессионально-квалификационного уровня;

создание предпосылок для постепенного стирания граней между умственным и физическим трудом;

освобождение рабочих от тяжелого физического труда.
Основными характеристиками ГПС являются:

способность работать автономно или некоторое ограниченное время без участия человека;

автоматическое выполнение всех основных и вспомогательных операций;

гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

простота наладки, а также простота устранения отказов основного оборудования и систем управления;

совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства.
Особенность ГПС состоит в групповой гибко перенастраиваемой технологии обработки изделий, высокой степени автоматизации, обеспечивающей минимальное участие человека в выполнении прямых производственных функций, связанных с технологическим процессом обработки изделий.
Гибкие производственные системы основаны на возможности использования оборудования с числовым программным правлением (ЧПУ).
Основным видом оборудования в ГПС являются обрабатывающие центры - одна из разновидностей станков с ЧПУ. В состав технологического объекта управления ГПС может входить следующее технологическое оборудование:

гибкий технологический модуль(ГТМ) — производственная единица, состоящая из одного или нескольких элементов технологического оборудования с ЧПУ, выполненная на базе мини- или микро-ЭВМ, способная

66 функционировать автономно (по командам производственного персонала) или по командам от управляющего вычислительного комплекса. Гибкий технологический модуль, как правило, оснащен роботизированными устройствами подачи и удаления обработанных изделий и инструментов, автоматизированными устройствами (датчиками) измерения и контроля в процессе обработки, диагностики отказов и восстановления работоспособности, сбора и удаления отходов производства;

автоматизированный складской модуль
— единица производственного оборудования с локальной системой управления, выполненной на базе мини- или микро-ЭВМ, способная функционировать автономно или по командам от правляющего
вычислительного
комплекса (УВК);

вспомогательный модуль (модуль комплектации инструментов, подготовки приспособлений, загрузки и выгрузки изделий и т. п.) - совокупность оборудования, предназначенного для обеспечения технологических модулей;

гибкий контрольно-измерительный модуль (при отсутствии операций контроля в ГТМ) - совокупность программно-переналаживаемого оборудования, предназначенного для осуществления контроля качества выполнения операций в ГТМ;

автоматизированный транспортный модуль
— единица производственного оборудования с локальной системой управления, выполненной на базе мини- или микро-ЭВМ, способная функционировать автономно или по командам от УВК.
Система оборудования с ЧПУ предназначена для непосредственного управления технологическим оборудованием и обеспечения взаимосвязи с другими элементами гибкой производственной системы. Локальная система управления предназначена для обеспечения взаимосвязи с другими элементами
ГПС и для управления операциями по загрузке, размещению и выдаче заготовок, готовых изделий, приспособлений, инструментов, поддонов.
Спроектируем гибкую автоматизированную систему для механической обработки детали типа «Вал». Так как одной из разновидностей ГПМ является

67 роботизированный технологический комплекс (РТК), состоящий из нескольких станков, где функцию загрузки- выгрузки выполняет промышленный робот.
Каждую заготовку или материалы подают для обработки на соответствующую машину. Эта операция осуществляется на станках. Затем деталь транспортируется на дальнейшую обработку или поступает в накопитель. До применения робототехники подобные задачи выполнялись преимущественно вручную. Теперь же они могут быть переданы промышленным роботам, хорошо зарекомендовавшим себя при выполнении загрузочных транспортных задач. В накопителе для деталей находятся заготовки – отрезки прутков, которые подвергаются дальнейшей обработки.
Этот рабочий цикл выполняет токарный станок с ЧПУ. Робот, задействованный в технологическом процессе, забирает из накопителя по одной заготовке, размещает в зажимном устройстве токарного станка. Теперь идет обработка.
После остановки станка робот извлекает готовую деталь и размещает ее в магазине. Данный процесс может повторяться многократно [14].
Технологическая схема структуры применения загрузочных роботов для одной, двух и трех позиций обработки рис. 13. 1 – транспортер, 2 – место для поддона, 3 – промышленный робот, 4 – позиция обработки для точения.
Рисунок 13 – Роботизированный технологический робот

68
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА
«ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»
Студенту: