Создание технологического процесса обработки детали типа цанга методом проката

Министерство  образования и науки РФ

Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра «Автоматизация производств и управление транспортными системами» 
 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка к курсовому проекту  

Дисциплина  – Технологические Процессы и Производства 

Тема: «Разработка операционного технологического процесса и средств технологического оснащения при изготовлении деталей типа «Цанга» на примере формирования поверхности при способе получения заготовки- прокат.» 
 
 
 
 

Студент: Шутова М. В.

3-МиАТ-4

Руководитель: Береснев Ю. Л. 
 
 
 

Самара 2011 

Содержание 

        Введение

1. Цель и задачи проектирования
2. Обоснование способа получения заготовки
3. Определение количества переходов в операции
4. Расчет припусков и межпереходных размеров по каждому переходу
5. Расчет режимов резания
6. Нормирования
7. Описание кинематических схем и схем сил и моментов сил

Заключение

        Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Основным  направлением развития машиностроения является увеличение выпуска продукции и рост ее качества при одновременном снижении трудовых затрат. Это обеспечивается путем совершенствования существующих и внедрения новых видов оборудования и технологических процессов, средств их механизации и автоматизации, а также улучшения организации и управления производством.

   Работа  над созданием и совершенствованием средств автоматизации должна развиваться в двух направлениях: создание средств автоматизации выпускаемого и действующего в настоящее время оборудования с целью повышения его эффективности; создание новых автоматизированных технологических комплексов, где увязаны вопросы повышения производительности, надежности, точности выполнения работ, а также уровня автоматизации операций с необходимой и экономически оправданной гибкостью для быстрой переналадки с целью адаптации к изменяющимся производственным условиям.

   Уровень и способы автоматизации зависят  от вида производства его серийности, оснащенности техническими средствами.

   Эффективность автоматизации за счет применения робототехники  может быть достигнута только при  комплексном подходе к созданию и внедрению промышленных роботов (ПР), обрабатывающего оборудования, средств управления, вспомогательных механизмов и устройств и т.п. Проводить значительный объем организационно-технологических мероприятий ради единичного внедрения ПР нерентабельно. Только расширенное применение ПР в составе сложных роботизированных систем будет оправдано технически, экономически и социально. По сравнению с традиционными средствами автоматизации применение ПР обеспечивает большую гибкость технических и организационных решений, снижение сроков комплектации и запуска в производство гибких автоматизированных систем. По предварительным данным, например, обеспечение автоматической установки и -снятия деталей на станках с помощью ПР позволяет рабочему обслуживать от четырех до восьми металлорежущих станков. Тем самым промышленные роботы необходимо рассматривать и как важный фактор обеспечения многостаночного обслуживания, а значит, и экономии рабочей силы. Наибольший экономический эффект может быть достигнут при обслуживании роботом нескольких станков, при обеспечении двух- и трехсменной работы оборудования.

   С экономическими вопросами, возникающими при применении промышленных роботов, тесно связан и социальный аспект их использования. При установлении целесообразности применения роботов в том или ином случае (особенно при необходимости замены рабочего для выполнения работ на участках с опасными, вредными для здоровья условиями труда) на первое место должны выдвигаться интересы человека, его безопасности и удобства работы. Надо учитывать и фактор непрерывного роста уровня общеобразовательной и специальной подготовки трудящихся в нашей стране.

   Промышленные  роботы должны освободить человека от выполнения механической бездумной работы, скомпенсировать все возрастающую потребность в низкоквалифицированном труде.

   Основными предпосылками применения промышленных роботов являются:

   — облегчение труда рабочего с конечной целью освобождения его от неквалифицированного, монотонного, а также тяжелого труда;

   — повышение производительности труда и качества выпускаемой продукции за счет интенсификации технологических процессов и обеспечения постоянного режима работы оборудования в две и три смены;

   — создание предпосылок для следующего качественного скачка в организации производства и перехода к полностью автоматизированному гибкому производству.

   Расширение  областей применения ПР в различных отраслях машиностроения требует решения при их проектировании следующих основных задач: 1) повышение технологической гибкости в целях наилучшего удовлетворения конкретным условиям использования; 2) упрощение конструкций в целях снижения себестоимости изготовления и эксплуатации.

   Первая  из поставленных задач может быть решена, например, созданием универсальных ПР с технологическими возможностями, значительно превышающими требования конкретного производства. Универсальность обычно достигается путем усложнения конструкции манипулятора, устройства управления, а следовательно, удорожания ПР. Кроме того, жесткая структура построения роботов не всегда лучшим образом удовлетворяет требуемым условиям применения, что приводит к большому разнообразию моделей ПР.

   Вторая  задача решается путем создания целевых  и специализированных ПР, наиболее полно удовлетворяющих заданным технологическим требованиям. Однако разнообразие технологических задач приводит и в этом случае к очень большому числу моделей ПР, а следовательно, вновь повышает стоимость их изготовления и эксплуатации.

   Указанное противоречие может быть преодолено путем создания промышленных роботов  агрегатного типа на базе типовых автономных конструктивных модулей, которые можно использовать индивидуально и в различных комбинациях с другими модулями. ПР модульного типа технологически являются наиболее гибкими. В то же время себестоимость изготовления и эксплуатации ПР агрегатно-модульного типа снижается за счет широкой унификации их элементов как в механической части, так и в устройстве управления.

   Использование единой системы агрегатно-модульного построения ПР, содержащей конструктивные модули манипуляторов, захватных механизмов, унифицированные блоки циклового и числового программного управления, а также комплектующие узлы (электро-, гидро- и пневмоприводы, датчики-преобразователи и средства автоматики), дает возможность разработать общий типаж средств автоматизации в машиностроении. Создание такого типажа, в котором кроме основного технологического оборудования, входят ПР, хранапортко- загрузочные устройства, автоматизированные склады и другие вспо-могательные технические средства, способствует сокращению времени на проектирование, изготовление и внедрение различных гибких автоматизированных производственных систем: участков, линий, а в дальнейшем — цехов и заводов-автоматов на их базе.

   Структурным элементом при агрегатном построении гибких автоматизированных производственных систем является робототехнический комплекс в составе одной или нескольких единиц оборудования (стан-ков, прессов и т. п.) вместе с обслуживающим их ПР.

   Робототехнические комплексы должны отвечать следующим требованиям: 1) обеспечивать технологическую гибкость и адаптацию к изменениям условий производства; 2) производить стыковку оборудования разного назначения при широком варьировании транспортно- загрузочных и других вспомогательных средств; 3) обладать высокой работоспособностью и надежностью в эксплуатации; 4) предусматривать возможность дальнейшего развития и усовершенствования.

   Создание  единого типажа робототехнических  комплексов и средств автоматизации  вспомогательных операций, объединяющих эти ком-плексы в общем автоматизированном производстве, является основой для дальнейшей разработки гибких производственных систем. При этом трудоемкость создания, отладки и внедрения гибких производственных систем, дифференцированных по назначению, составу и уровню автоматизации, может быть существенно уменьшена. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Цель и задачи проектирования 

Целью данного  проекта является разработка операционного  процесса и средств технологического оснащения (в частности схвата промышленного робота и позиционного устройства) при изготовлении деталей типа «цанга» на примере формирования поверхности при способе получения заготовки – прокат. Для достижения этой цели необходимо решить ряд задач: определить целесообразность или нецелесообразность данного способа получения заготовки, определить необходимое количество переходов, рассчитать припуски, режимы резания, пронормировать, а так же разработать операционные эскизы, кинематические схемы, схемы сил и моментов сил позиционного устройства и схвата промышленного робота, а так же их сборочные чертежи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Обоснование  способа получения заготовки 

Определим экономическую  целесообразность (нецелесообразность) по критерию – коэффициент использования  материала

, если  ≥ 75% - способ  получения заготовки   экономически  целесообразен с  точки зрения используемого материала. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

= 115430+81035,1575+24617,6-43175-22890,6-110107,04375=84910,11375 ()

Диаметр заготовки  выбирается равный

= 452160 

 

Вывод: нецелесообразно  использовать данный способ получения заготовки с точки зрения использования материала.

3.Определение  количества переходов в операции 

Вычислим величину суммарного уточнения

 допуски

= 85,714286 – суммарное уточнение 

=6 

= 1,57 

= 4,13 

= 2,42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Расчет припусков  и межпереходных размеров

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Расчет режимов  резания. 

Рассчитаем для  каждого перехода подачу (S), скорость (V),  силу (P)  и мощность (N) резания. 

1. Черновое

t=0.27 мм;    S=1.2мм/об;

V=168м/мин;

P_x=5839H;   P_y=2910,7H;   P_z=1502,2H;

N=4,125 кВт  

С_V=340; x=0.15; y=0.45; m=0.2; k_V=1 

V=== (м/мин) 

P_z,y,x=10*C_p*t^x*S^y*Vⁿ*K_p     K_p=0.75

                                              P_z: C_p=300; x=1; y=0.75; n=-0.15

                                              P_y: C_p=243; x=0.9; y=0.6; n=-0.3

                                              P_x: C_p=339; x=1; y=0.5; n=-0.4 

P_x=10*339*0.27*1.2^0.5 *168^-0.4*0.75=5839 (Н)

P_y=10*243*0.27^0.9*1.2^0.6 *168^-0.3*0.75=2910.7 (Н)

P_z=10*300*0.27*1.2^0.75 *168^-0.15*0.75=1502.2 (Н) 

N== (кВт) 
 
 
 

2. Получистовое

t=0.322 мм;    S=0.6 мм/об;

V=218.73м/мин;

P_x=5472H;   P_y=2435.6H;   P_z=1108.25H;

N=3.96 кВт  

С_V=350; x=0.15; y=0.35; m=0.2; k_V=1 

V=== (м/мин) 

P_z,y,x=10*C_p*t^x*S^y*Vⁿ*K_p     K_p=0.75

                                              P_z: C_p=300; x=1; y=0.75; n=-0.15

                                              P_y: C_p=243; x=0.9; y=0.6; n=-0.3

                                              P_x: C_p=339; x=1; y=0.5; n=-0.4 

P_x=10*339*0.322*0.6^0.5 *218.73^-0.4*0.75=5472 (Н)

P_y=10*243*0.322^0.9*0.6^0.6 *218.73^-0.3*0.75=2435.6 (Н)

P_z=10*300*0.322*0.6^0.75 *218.73^-0.15*0.75=1108.25 (Н) 

N== (кВт) 
 
 
 

3. Чистовое

t=0.15 мм;    S=0.12 об/мин;

V=376 м/мин;

P_x=1666H;   P_y=5528 H;   P_z=167.5H;

N=1 кВт  

С_V=420; x=0.15; y=0.2; m=0.2; k_V=1 

V=== (м/мин) 

P_z,y,x=10*C_p*t^x*S^y*Vⁿ*K_p     K_p=0.75

                                              P_z: C_p=300; x=1; y=0.75; n=-0.15

                                              P_y: C_p=243; x=0.9; y=0.6; n=-0.3

                                              P_x: C_p=339; x=1; y=0.5; n=-0.4 

P_x=10*339*0.15*0.12^0.5 *376^-0.4*0.75=1666 (Н)

P_y=10*243*0.15^0.9*0.12^0.6 *376^-0.3*0.75=5528 (Н)

P_z=10*300*0.15*0.12^0.75 *376^-0.15*0.75=167.5 (Н) 

N== (кВт) 

4. Тонкое

t=0.0552 мм;    S=0.1 об/мин;

V=453 м/мин;

P_x=5223H;   P_y=211.5 H;   P_z=55.3H;

N=0.41 кВт  

С_V=420; x=0.15; y=0.2; m=0.2; k_V=1 

V=== (м/мин) 

P_z,y,x=10*C_p*t^x*S^y*Vⁿ*K_p     K_p=0.75

                                              P_z: C_p=300; x=1; y=0.75; n=-0.15

                                              P_y: C_p=243; x=0.9; y=0.6; n=-0.3

                                              P_x: C_p=339; x=1; y=0.5; n=-0.4 

P_x=10*339*0.0552*0.1^0.5 *453^-0.4*0.75=5223 (Н)

P_y=10*243*0.0552^0.9*0.1^0.6 *453^-0.3*0.75=211.5 (Н)

P_z=10*300*0.0552*0.1^0.75 *453^-0.15*0.75=55.3 (Н) 

N== (кВт) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Нормирование

 

Определим время  каждого перехода 

t=              L=25 мм; d=60мм 

S_м=S*n        V= 

1. Черновое

S=1.2 об/мин;  V=168м/мин;  n= м/об

S_м=1.2*891.72=1070.064 м/мин

t= с 
 

2. Получистовое

S=0,6 об/мин;  V=218,73 м/мин;  n= м/об

S_м=0.6*1160.99=696.594  м/мин

t= с 
 

3. Чистовое

S=0.12;  V=376м/мин;  n= м/об

S_m=0.12*1996=236.52 м/мин

t= с 
 

4. Тонкое

S=0.0552;  V=453м/мин;  n= м/об

S_m=0.0552*2404.46=132.73 м/мин

t= с 
 
 

7. Описание  кинематических схем и схем сил и  моментов сил

 
 

Позиционное устройство:

передаточное  отношение i= ;

   Схват промышленного робота:

Передаточное  отношение i₁= ; i₂= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Заключение 

 

В ходе данного  проекта разработали операционный процесс и средства технологического оснащения (в частности схват промышленного робота и позиционное устройство) при изготовлении деталей типа «цанга» на примере формирования поверхности при способе получения заготовки – прокат. Определили нецелесообразность данного способа получения заготовки, определили необходимое количество переходов, рассчитали припуски, режимы резания, пронормировали, а так же разработали операционные эскизы, кинематические схемы, схемы сил и моментов сил позиционного устройства и схвата промышленного робота, а так же их сборочные чертежи. Все поставленные задачи были решены. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы 

1. Промышленные  роботы в машиностроении. Альбом схем и

чертежей. Соломенцев Ю. М.. Москва «Машиностроение» 1987 г. 

2. Справочник  технолога-машиностроителя. А. Г. Косилова, 

Р. К. Мещеряков. Москва «Машиностроение» 1985 г. (ч.1,2) 

3. Теория  и практика технологии машиностроения.      

Балакшин Б.С.. Москва «Машиностроение» 1982 г. 

4. Оснастка  для станков с ЧПУ. Кузнецов Ю.И.,

Маслов А.Р.,Байков А.Н.. Москва «Машиностроение» 1990 г. 
 

5. Станочные  приспособления. Коваленко А.В., 

Подшивалов Р.Н.. М. Машиностроение 1986г.