Проектирование участка механической обработки детали «Рабочее колесо магистрального насоса» с разработкой конструкторско-технологического обеспечения
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Назначение, условия эксплуатации и описание узла изделия 8
1.2 Служебное назначение детали типа «Вал» и технические требования,
предъявляемые к детали 10
1.3 Аналитический обзор и сравнение зарубежных и отечественных
технологических решений для соответствующих отраслей
машиностроения 12
2. ТЕХНОЛОГИЧСКАЯ ЧАСТЬ 15
2.1 Анализ существующей на предприятии документации по
конструкторско - технологической подготовке действующего производства 15
2.1.1 Анализ операционных карт действующего технологического 15
процесса 15
2.1.2 Анализ применяемой технологической оснастки и режущего
инструмента 23
2.1.3 Размерно - точностной анализ действующего технологического .. 24
процесса 24
2.1.4 Выводы по разделу 24
2.2 Разработка проектного варианта технологического процесса 24
изготовления детали «Вал» 24
2.2.1 Аналитический обзор, выбор и обоснование способа получения
исходной заготовки 24
2.2.2 Аналитический обзор и выбор основного технологического
оборудования 25
2.2.3 Формирование операционно - маршрутной технологии проектного
варианта 29
2.2.4 Размерно - точностной анализ проектного варианта
технологического процесса 33
2.2.5 Расчёт режимов резания и норм времени на все операции
проектного варианта технологического процесса 33
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 40
3.1 Проектирование и расчёт станочного приспособления «Самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон с пневматическим
приводом» 40
3.2 Проектирование и расчёт схвата промышленного робота 47
3.2.1 Конструкция механических схватов. Конструктивные и
кинематические особенности схватов 51
3.2.2 Обоснование выбранной конструкции схвата 57
3.2.3 Порядок расчета механических схватов 57
3.2.4 Расчет захватного устройства для детали «Рабочее колесо» 58
3.3 Аналитический обзор и выбор стандартизированного режущего 61
инструмента 61
3.4 Проектирование и расчёт специального режущего инструмента 65
3.4.1 Проектирование комбинированного режущего инструмента 65
3.5 Выбор измерительного оборудования и оснастки на операциях 70
технического контроля 70
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 74
4.1 Анализ возможности автоматизации технологического процесса обработки детали 74
4.2 Разработка структурной схемы гибкого производственного участка... 76
4.2.1 Определение характеристик стеллажа-накопителя 76
4.2.2 Расчет числа позиций загрузки и разгрузки 76
4.2.3 Расчет числа позиций контроля 77
4.2.4 Проектирование предварительной компоновки ГПС 78
4.3 Выбор оборудования для функционирования автоматизированной
системы (промышленные роботы, накопители, транспортные системы, складские системы) 83
4.3.1 Выбор промышленных роботов 83
4.3.2 Выбор складской системы и накопителей 86
4.4 Базирование заготовки, полуфабриката, готовой детали в промышленном роботе, транспортном устройстве, промежуточном накопителе 88
4.5 Анализ производительности автоматизированной системы 90
5. ОРГАНИЗАЦИОННО - ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЧАСТЬ 93
5.1 Разработка планировки участка механической обработки для спроектированного варианта технологического процесса 93
6. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ 94
6.1 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных
условий труда 94
6.1.1 Шум, генерируемый работающим оборудованием 94
6.1.2 Вибрация, возникающая при работе оборудования 94
6.1.3 Микроклимат в помещении 95
6.2 Мероприятия по электробезопасности 97
ВЫВОД ПО РАБОТЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Назначение, условия эксплуатации и описание узла изделия 8
1.2 Служебное назначение детали типа «Вал» и технические требования,
предъявляемые к детали 10
1.3 Аналитический обзор и сравнение зарубежных и отечественных
технологических решений для соответствующих отраслей
машиностроения 12
2. ТЕХНОЛОГИЧСКАЯ ЧАСТЬ 15
2.1 Анализ существующей на предприятии документации по
конструкторско - технологической подготовке действующего производства 15
2.1.1 Анализ операционных карт действующего технологического 15
процесса 15
2.1.2 Анализ применяемой технологической оснастки и режущего
инструмента 23
2.1.3 Размерно - точностной анализ действующего технологического .. 24
процесса 24
2.1.4 Выводы по разделу 24
2.2 Разработка проектного варианта технологического процесса 24
изготовления детали «Вал» 24
2.2.1 Аналитический обзор, выбор и обоснование способа получения
исходной заготовки 24
2.2.2 Аналитический обзор и выбор основного технологического
оборудования 25
2.2.3 Формирование операционно - маршрутной технологии проектного
варианта 29
2.2.4 Размерно - точностной анализ проектного варианта
технологического процесса 33
2.2.5 Расчёт режимов резания и норм времени на все операции
проектного варианта технологического процесса 33
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 40
3.1 Проектирование и расчёт станочного приспособления «Самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон с пневматическим
приводом» 40
3.2 Проектирование и расчёт схвата промышленного робота 47
3.2.1 Конструкция механических схватов. Конструктивные и
кинематические особенности схватов 51
3.2.2 Обоснование выбранной конструкции схвата 57
3.2.3 Порядок расчета механических схватов 57
3.2.4 Расчет захватного устройства для детали «Рабочее колесо» 58
3.3 Аналитический обзор и выбор стандартизированного режущего 61
инструмента 61
3.4 Проектирование и расчёт специального режущего инструмента 65
3.4.1 Проектирование комбинированного режущего инструмента 65
3.5 Выбор измерительного оборудования и оснастки на операциях 70
технического контроля 70
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 74
4.1 Анализ возможности автоматизации технологического процесса обработки детали 74
4.2 Разработка структурной схемы гибкого производственного участка... 76
4.2.1 Определение характеристик стеллажа-накопителя 76
4.2.2 Расчет числа позиций загрузки и разгрузки 76
4.2.3 Расчет числа позиций контроля 77
4.2.4 Проектирование предварительной компоновки ГПС 78
4.3 Выбор оборудования для функционирования автоматизированной
системы (промышленные роботы, накопители, транспортные системы, складские системы) 83
4.3.1 Выбор промышленных роботов 83
4.3.2 Выбор складской системы и накопителей 86
4.4 Базирование заготовки, полуфабриката, готовой детали в промышленном роботе, транспортном устройстве, промежуточном накопителе 88
4.5 Анализ производительности автоматизированной системы 90
5. ОРГАНИЗАЦИОННО - ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЧАСТЬ 93
5.1 Разработка планировки участка механической обработки для спроектированного варианта технологического процесса 93
6. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ 94
6.1 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных
условий труда 94
6.1.1 Шум, генерируемый работающим оборудованием 94
6.1.2 Вибрация, возникающая при работе оборудования 94
6.1.3 Микроклимат в помещении 95
6.2 Мероприятия по электробезопасности 97
ВЫВОД ПО РАБОТЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
Современное развитие машиностроительного производства ориентировано на повышение качества машиностроительной продукции, сокращение времени обработки в ходе комплексной автоматизации производственных процессов. Для достижения данных критериев используются высокопрочные стали, обладающие лучшими свойствами, а также, с внедрением новых технологий, модернизируются и изобретаются новые станки и станочные приспособления.
В наши дни наибольшую популярность получили станки на базе ЧПУ и САПР. Первое преимущество от использования станков с ЧПУ заключается в высоком уровне автоматизации. Возможности вмешательства станочника или оператора в процесс изготовления детали могут быть исключены или сведены к минимуму. Большинство станков с ЧПУ могут работать автономно в течение всего процесса обработки детали. Следовательно, предприятия, применяющие ЧПУ, получают дополнительные преимущества - уменьшение числа ошибок оператора-станочника, а также предсказуемость времени обработки и более полную загрузку оборудования. Поскольку станок будет управляться при помощи программного управления, уровень специального образования оператора станка с ЧПУ может быть уменьшен по сравнению с образованием станочника, работающего на универсальном оборудовании.
Второе преимущество применения технологии ЧПУ заключается в более точном изготовлении детали. Сегодня производители станков с ЧПУ говорят о высочайшей точности и надежности оборудования. Это означает, что однажды отлаженная управляющая программа, может быть использована на станке с ЧПУ для производства двух, десяти или тысячи абсолютно идентичных деталей, причем при полном соблюдении требований к точности и взаимозаменяемости.
Третьим преимуществом от применения любого оборудования с ЧПУ является гибкость. Программное управление означает, что изготовление разных деталей сводится к простой замене управляющей программы. Ранее проверенная управляющая программа может быть использована любое число раз и через любые промежутки времени. В свою очередь это также является еще одним преимуществом, а именно возможностью быстрой переналадки оборудования.
Поскольку такие станки легко настраивать и запускать, а также загружать в них управляющие программы, это позволяет существенно уменьшить время наладки станка.
В современном машиностроении опыт изготовления деталей механической обработкой показал, что не понимание служебного назначения и технических требований, влечёт за собой множество существенных изменений в конструкцию изделия не только в период производственного изготовления, но и при последующей эксплуатации, а так же ремонте готовой продукции. Эти изменения технических условий или конструкции изделия влекут за собой пересмотр технологических процессов, переделку технологической оснастки, оборудования и т.д. В результате производительность производства ухудшается и появляется необходимость предельно четкого понимания служебного назначения детали и правильного его отражения в технических условиях и различных нормах, которым должно соответствовать новое изделие.
Проектирование технологических процессов изготовления деталей должно вестись в соответствии с требованиями единой системы технологической подготовки производства (ИСТИН), которая
предусматривает широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартная технологической оснастки и оборудования средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ
В наши дни наибольшую популярность получили станки на базе ЧПУ и САПР. Первое преимущество от использования станков с ЧПУ заключается в высоком уровне автоматизации. Возможности вмешательства станочника или оператора в процесс изготовления детали могут быть исключены или сведены к минимуму. Большинство станков с ЧПУ могут работать автономно в течение всего процесса обработки детали. Следовательно, предприятия, применяющие ЧПУ, получают дополнительные преимущества - уменьшение числа ошибок оператора-станочника, а также предсказуемость времени обработки и более полную загрузку оборудования. Поскольку станок будет управляться при помощи программного управления, уровень специального образования оператора станка с ЧПУ может быть уменьшен по сравнению с образованием станочника, работающего на универсальном оборудовании.
Второе преимущество применения технологии ЧПУ заключается в более точном изготовлении детали. Сегодня производители станков с ЧПУ говорят о высочайшей точности и надежности оборудования. Это означает, что однажды отлаженная управляющая программа, может быть использована на станке с ЧПУ для производства двух, десяти или тысячи абсолютно идентичных деталей, причем при полном соблюдении требований к точности и взаимозаменяемости.
Третьим преимуществом от применения любого оборудования с ЧПУ является гибкость. Программное управление означает, что изготовление разных деталей сводится к простой замене управляющей программы. Ранее проверенная управляющая программа может быть использована любое число раз и через любые промежутки времени. В свою очередь это также является еще одним преимуществом, а именно возможностью быстрой переналадки оборудования.
Поскольку такие станки легко настраивать и запускать, а также загружать в них управляющие программы, это позволяет существенно уменьшить время наладки станка.
В современном машиностроении опыт изготовления деталей механической обработкой показал, что не понимание служебного назначения и технических требований, влечёт за собой множество существенных изменений в конструкцию изделия не только в период производственного изготовления, но и при последующей эксплуатации, а так же ремонте готовой продукции. Эти изменения технических условий или конструкции изделия влекут за собой пересмотр технологических процессов, переделку технологической оснастки, оборудования и т.д. В результате производительность производства ухудшается и появляется необходимость предельно четкого понимания служебного назначения детали и правильного его отражения в технических условиях и различных нормах, которым должно соответствовать новое изделие.
Проектирование технологических процессов изготовления деталей должно вестись в соответствии с требованиями единой системы технологической подготовки производства (ИСТИН), которая
предусматривает широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартная технологической оснастки и оборудования средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ
Проектирование технологических процессов изготовления деталей должно вестись в соответствии с требованиями единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП), которая предусматривает широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартная технологической оснастки и оборудования средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно - технических и управленческих работ.
Данная работа представляет собой расчетно - графическую работу, в которой обобщаются все технологические познания и навыки, приобретенные за время обучения. Здесь анализируется действующий технологический процесс, выявляются его недостатки и разрабатывается проектный вариант технологического процесса.
Для проектного варианта был выбран наилучший способ получение заготовки в условиях серийного производства, выбрано основное технологическое оборудование с учётов автоматизации механической обработки. Так же была сформирована операционно - маршрутная технология, произведён маршрутно - точностной анализ проектного варианта технологического процесса, рассчитаны режимы резания и нормы времени на все операции.
В конструкторской части была проанализированы и выбраны технологическая оснастка и режущий инструмент, были рассчитаны станочное приспособление и режущий инструмент, а так же спроектированы операции технологического контроля и выбрано измерительное оборудование.
Была разработана схема гибкого производственного участка для изготовления детали типа «Вал». Для автоматизации участка определены составы станочного и вспомогательного оборудования, а также разработана структура АТСС и АСУО.
Были указаны меры и средства по созданию безопасных и безвредных условий труда, мероприятия по электробезопасности, а так же мероприятия по пожарной безопасности.
Данная работа представляет собой расчетно - графическую работу, в которой обобщаются все технологические познания и навыки, приобретенные за время обучения. Здесь анализируется действующий технологический процесс, выявляются его недостатки и разрабатывается проектный вариант технологического процесса.
Для проектного варианта был выбран наилучший способ получение заготовки в условиях серийного производства, выбрано основное технологическое оборудование с учётов автоматизации механической обработки. Так же была сформирована операционно - маршрутная технология, произведён маршрутно - точностной анализ проектного варианта технологического процесса, рассчитаны режимы резания и нормы времени на все операции.
В конструкторской части была проанализированы и выбраны технологическая оснастка и режущий инструмент, были рассчитаны станочное приспособление и режущий инструмент, а так же спроектированы операции технологического контроля и выбрано измерительное оборудование.
Была разработана схема гибкого производственного участка для изготовления детали типа «Вал». Для автоматизации участка определены составы станочного и вспомогательного оборудования, а также разработана структура АТСС и АСУО.
Были указаны меры и средства по созданию безопасных и безвредных условий труда, мероприятия по электробезопасности, а так же мероприятия по пожарной безопасности.
