Автоматизация участка по изготовлению детали "Герб Татарстана"

Автоматизация участка по изготовлению детали "Герб Татарстана"

1. Общие положения

1.1 Введение

Современное машиностроение отличается интенсивным расширением многообразия выпускаемой продукции. Одновременно происходит сокращение продолжительности цикла выпуска изделий одного вида. Объем выпуска продукции, как и прежде, изменяются в широком диапазоне - от единичных образцов до массового производства. Однако преобладающим начинает, становится мелко- и среднесерийное производство. Развитие объектов машиностроительного производства (автомобилей, тракторов, станков, локомотивов и пр.) характеризуется интенсивным ростом сложности машин и ужесточением требований к их качеству. За последние 25-30 лет сложность машин как объекта производства увеличилась в 4-6 раз. Повышение технических характеристик машин и увеличение числа их функций приводит к увеличению числа деталей и сборочных единиц, входящих в машину, усложнению их конструкции и повышению точности изготовления, замена традиционных материалов на новые, обладающие улучшенными физико-механическими свойствами. В этих условиях автоматизация основных и вспомогательных технологических процессов служит основным средством повышения эффективности производства. В автоматизированном производстве резко повышается требования к качеству каждого этапа производственного цикла, организации переналаживаемых, гибких технологических процессов и применению технологий с малым участием людей. Поэтому при внедрении автоматизации, большое внимание уделяется использованию микропроцессоров и электронно-вычислительной техники, гибких производственных систем, автоматизации контроля и управления технологическими процессами, загрузки оборудования, транспортировки деталей и сборочных единиц.

Автоматизация способствует интенсификации технологических процессов и снижению себестоимости изготовления изделий машиностроения, в корне меняет условия работы в промышленности, сглаживая противоречия между трудом умственным и физическим. Определяющей задачей на предстоящий период является существенное ускорение социально-экономического развития страны на основе научно-технической революции, Задачу интенсификация производства приходится решать при постоянно усложняющихся условиях его функционирования, так как удельная численность занятых в материальном производстве рабочих уменьшается из-за оттока трудоспособного населения в непроизводительную сферу. Практика показала, что дефицит рабочей силы может быть в значительной степени устранен за счет использования комплексной автоматизации производства на базе высокопроизводительного оборудования, станков с числовым программным - управлением, микропроцессорной техники, промышленных роботов и гибких автоматизированных производств. Повышение уровня автоматизации и гибкости производства в последние годы неразрывно связано с широким использованием промышленных роботов. Известно, что уровень роботизации производства не всегда пропорционально зависит от числа используемых роботов. Эффективность работы промышленных роботов. Определяется их техническими характеристиками, конструкцией и надежностью работы всех систем и узлов, а также в значительной мере зависит от качества выполненных работ по монтажу, наладке и своевременного технического обслуживания в процессе эксплуатации. В связи с широким внедрением промышленных роботов в производство потребовалось разработать принципы их создания и внедрения, упорядочить терминологию и определения, дать общую классификацию и номенклатуру шовных показателей. Для обслуживания промышленных роботов и технологического оборудования, оснащаемого ими.

Реализация задачи повышения эффективности общественного производства требует постоянного совершенствования уровня экономики и организации на каждом его участке. Большое, если не решающее, значение имеет отношение к этому инженерно-технических работников, наличие у них необходимых знаний и опыта в области экономической оценки проектируемых и используемых машин, технологических процессов и других средств.

Важной задачей учебных заведений является выпуск специалистов, обладающих не только глубокими и разносторонними техническими знаниями, но и знаниями научных основ организации и экономики производства для применения их в своей практической работе.

Экономическая подготовка инженеров, технологов-машиностроителей включает изучение специальных курсов по экономике и организации производства, выполнение практических работ и курсовых проектов и т. д. Большое значение имеет разработка экономических и организационных вопросов в дипломных проектах. В них экономическая подготовка студентов находит наиболее развернутое и углубленное выражение. Экономические расчеты в дипломных проектах, выполняемых на реальные темы, позволяют судить о целесообразности внедрения результатов работы в производство. Повышение уровня экономической подготовки будущих специалистов, в том числе и качества организационно-экономической части дипломных проектов, обусловливает необходимость создания методических, нормативных и справочных материалов и, что не менее важно, непрерывного их обновления и улучшения. Развитие экономики России, как и любой другой страны, невозможно без повышения конкурентоспособности продукции и услуг, а это в современных условиях означает, что наиболее актуальными становятся проблемы качества продукции (услуг), в том числе и изделий машиностроения.

Одной из основных предпосылок достижения требуемого качества изделий является метрологическое обеспечение производства, основанное на практическом использовании положений метрологии ? науки об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности. Метрологическое обеспечение машиностроительного производства можно рассматривать как совокупность взаимосвязанных процессов: установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений этих параметров, выбор средств измерений (СИ) и его технико-экономическое обоснование; разработка и внедрение современных методик выполнения измерений, проверка, метрологическая аттестация и калибровка СИ, проведение метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации, проведение анализа измерительных систем и некоторых других процессов, объединенных одной целью ? достижение требуемого качества измерений. Измерения, и в частности измерения геометрических параметров изделий машиностроения, играют огромную роль в современном производстве, во многом определяя уровень его развития. Точность геометрических параметров машин и их деталей (точность размеров, расположения, формы и шероховатости поверхностей) в настоящее время оценивается микрометрами и долями микрометров. Соответствующие требования предъявляются и к точности измерений, определяемой как точностью СИ, так и методами их использования.

1.2 Описание назначения детали

Крышки служат для ограничения осевых перемещений валов, выполнение изолирующих и декоративных функций.

Заготовками для детали служит прокат (прутки, трубы), отливки, штамповки, листы. Выбор материала зависит от служебного назначения изделия, конфигурации, объема выпуска. Указанное изделие изготавливают из стали, чугуна, бронзы, пластмасс и других материалов. К изделиям типа крышка предъявляют следующие технические требования: точность базирующих поверхностей 6-8-го квалитетов, точность наружных базирующих поверхностей 6-8-го квалитетов; Допуски цилиндричности и круглости ответственных поверхностей 5-6-й степени точности; допуск перпендикулярности торцов осям 6-8-й степени точности.

Заготовками для изделий из стали рассматриваемой группы являются прокат, если конструктивное изделие имеет небольшие перепады диаметров ступеней; для изделий малых диаметров используют прутки. Штучные заготовки(резанный прокат) обычно используют для изготовления изделий диаметром не более 50 мм. В серийном производстве для деталей со значительным перепадами диаметрами используют штамповку. Штампованные заготовки и трубы применяют в качестве заготовок для изделий со значительными размерами внутренних отверстий.

Обычно наиболее трудоемкой предварительной операции обработки деталей этой группы являются токарная обработка при закреплении заготовки в патроне. В серийном производстве эти операции выполняют на станках с ЧПУ.

1.3 Определение и характеристика заданного типа производства

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями. В серийном производстве организационно технические условия характеризуются преобладанием универсального оборудования, используют универсальное, специализированное и специальное оборудование, в том числе станки с числовым программным управлением (ЧПУ), многоцелевые станки, гибкие производственные системы (ГПС), приспособленные к выполнению определенных видов обработки небольшим количеством изделий в партии, большим разнообразием приемов, менее детальной разработкой технологического процесса. Это вызывает необходимость периодической переналадки оборудования, прерывает приобретенный рабочий ритм в выполнении отдельных приемов и переходов и переключает его на выполнение другой работы требующей определенного времени на ее освоение и приобретение необходимых навыков и ритма. Вследствие этого, требуется более высокая квалификация рабочих, обладающих разносторонними навыками в выполнении значительно большего круга приемов, содержащих большое количество приноровительных, т.е. более замедленных по темпу исполнения движений.

В данном случае согласно заданию, задано серийное производство с объемом выпускаемой продукции 5 тыс. шт.

1.4 Технические условия на материал

Стекло органическое непластифицированое.

Полиметилметакрилат ЛПТ

ТУ 6 - 05 - 952 - 74

Сортамент - Стекло (органическое листовое) ГОСТ 10667 - 90

Получения - полимеризированием

Механические и физические свойства пластмасс можно изменять в широких пределах смешиванием полимеров, добавлением пластификаторов и наполнителей, подбором условий формования и конструкции формуемых изделий.

Плотность большинства пластмасс 1,54 г/см3, что много ниже плотности металлов. Введение хлора в молекулу повышает плотность, например, у поливинилхлорида она равна 1,7 г/см3. У полипропилена наименьшая плотность среди пластиков; полистирол лишь чуть тяжелее воды. У пластиков с минеральными наполнителями плотность возрастает пропорционально содержанию наполнителя. Пенопласты и сотовые структуры, сделанные из бумаги и тканей, пропитанных пластиками, открывают возможность получения легких материалов высокой прочности.

Прозрачность. Светлые и прозрачные. Степень прозрачностиАморфные полимеры оценивается по пропусканию света. У полиметилметакрилатов она наибольшая (свыше 90% светопропускания); полистирол и органические простые и сложные эфиры целлюлозы также обладают хорошей светопроницаемостью.

Электрическое сопротивление некоторых пластиков велико, и они находят разнообразные применения в электронном оборудовании. Полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат, полипропилен и тефлон (политетрафторэтилен) обладают прекрасными диэлектрическими и изолирующими свойствами.

Термостойкость. Некоторые пластические материалы, особенно полиимиды, кремнийорганические полимеры и тефлон, проявляют исключительную термостойкость, но с трудом поддаются прямому прессованию или литьевому формованию. Силиконовые каучуки можно формовать как резину, но процесс вулканизации продолжительный, а продукты непрочны. Тефлон можно медленно выдавливать при высоких температурах; получающиеся изделия тверды и устойчивы (без деструкции и разложения) при температурах до 260 течение длительного времени. Несмотря на несколько большую термостойкость, термоотверждающиеся пластики (реактопласты) этот пределвыдерживают продолжительного нагрева до 200, c добавлением минеральных наполнителей можно повысить примерно до 250

Хладостойкость существенна для гибких элементов, используемых на открытом воздухе или в холодильниках. Сополимеризация и использование пластификаторов позволяет пластмассам удовлетворительно выдерживать низкие температуры.

Хемостойкость. Некоторые пластические материалы обладают исключительной устойчивостью к кислотам, щелочам и растворителям. Термореактивные смолы, в общем, не поддаются воздействию обычных растворителей. Щелочи и кислоты мало влияют на фенольные пластмассы, хотя их наполнители в некоторых случаях могут набухать. Пластмассы на основе мочевины слегка набухают в водных растворах, пластмассы на основе меламина несколько более устойчивы.

Некоторые растворители влияют на большинство термопластов. Углеводородные смолы обычно растворимы в ароматических углеводородах, но вода и низшие спирты не влияют на них. Полистирол чрезвычайно устойчив к сильным минеральным кислотам и щелочам. Поливиниловый спирт устойчив практически ко всем органическим растворителям, но растворим в воде. Ацетат целлюлозы проявляет хорошую устойчивость почти ко всем растворителям, кроме кетонов, однако поглощает некоторое количество воды. Ацетат -, пропионат-, бутират- и этилцеллюлозы не подвержены воздействию влаги.

Прочность на растяжение. Предел прочности на растяжение есть максимальное растягивающее усилие, которое материал может выдержать без разрыва. Большинство пластмасс имеют предел прочности 83 МПа; в некоторых случаях волокнистыена растяжение в диапазоне 48 наполнители увеличивают прочность на растяжение. Линейные кристаллические материалы, подобные нейлону, после ориентации вытягиванием значительно повышают свою прочность на растяжение (до 414 МПа).276

Прочность на сжатие. Предел прочности на сжатие есть максимальное давление, которое материал может выдержать без изменения (уменьшения) объема. Армированные пластики обладают более высокими пределами прочности на сжатие (более 200 МПа), чем ненаполненные винильные полимеры (ок. 70 МПа).

2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Выбор вида заготовки и ее конструкция

Выбор заготовки зависит от типа производства, геометрической формы и размеров детали, технических условий на материал, количества изготовляемых деталей и точность их выполнения, наличия необходимого оборудования и оснастки.

В большинстве случае заготовка может быть получена несколькими способами, из которых необходимо выбрать наиболее оптимальный, т.е. наиболее экономичный для данного типа производства. Так например, заготовками для деталей типа ступенчатых валиков в условиях индивидуального и мелкосерийного производства является прокат, а в крупносерийном и массовом - штамповка. Заготовками для деталей типа корпусов, оснований, станин являются отливки или сварные конструкции.

В крупносерийном и массовом производстве при выборе заготовки следует предусматривать возможность высокопроизводительных методов их получения.

При выборе заготовок необходимо соблюдать следующие условия:

Марка и качество материала заготовки должны отвечать требованиям чертежа; от размеров готовой детали и иметь минимальные припуски на поверхностях, подлежащих механической обработке;

Наружные поверхности заготовок, не подлежащие механической обработке, должны быть чистыми и не иметь раковин, трещин, рыхлостей и других дефектов.

В данном случае целесообразно изготавливать заготовку из листа

Масса при отрезании заготовки m=0,121 кг

Определяем коэффициент использования материала (КИМ)

Исходя из расчетов, конструктивной формы детали и ее размерах в условиях серийного производства выгоднее будет применить заготовку типа лист.

2.2 Разработка технологического процесса изготовления заданной детали, выбор технологических баз

005 Заготовительная.

§ Распустить лист на полосы 115х600 мм

§ Разрезать полосы на заготовки 115х115 мм

010 Сверлийная.

§ Сверлить 4отв. 3 согласно эскизу.

§ Снять фаски с отверстий 260.

015 Фрезерная.

§ Фрезеровать торцы согласно эскизу.

020 Фрезерная.

§ Фрезеровать колодец .

§ Фрезеровать колодец согласно эскизу.

025 Фрезерная.

§ Фрезеровать контур по программе.

§ Фрезеровать плоскость согласно эскизу.

030 Гроверовальная.

§ Гроверовать текст по программе.

§ Гроверовать контуры согласно эскизу.

035 Контрольная.

§ Контролировать линейные размеры.

2.3 Выбор оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструмента

005 Заготовительная.

a) Станок для резки пластмасс ОСО12023

b) Пила дисковая 50х2х10 53С 160 - 16 Круг ГОСТ 21963 - 82.

c) Стекло органическое лист ЛПТ 9х500х600 ТУ 6-05-952-74

d) Линейка ЛД-1-125 ГОСТ 8026-92

010 Сверлийная.

a) Станок сверлийный 2Н135.

b) Сверло центровочное Р14Ф4 ГОСТ 14952 - 75.

c) Сверло Р6М5 ГОСТ 12122 - 77.

d) Тиски пневматические ГОСТ 14733 - 69.

e) Штангенциркуль ШЦ - - 135 - 0,05 ГОСТ 166 - 89.

015 Фрезерная.

a) Станок фрезерный Quantum BF 16

b) Фреза концевая ВК 3 ГОСТ 16225 - 81.

c) Комплект винтов ГОСТ 14731 - 69.

d) Комплект прихватов ГОСТ 14733 - 69.

e) Прокладка для крепления заготовки.

f) Штангенциркуль ШЦ - - 135 - 0,05 ГОСТ 166 - 89.

020 Фрезерная.

a) Станок фрезерный Quantum BF 16

b) Фреза концевая ВК 3 ГОСТ 16225 - 81.

c) 4 - и винта ГОСТ 14731 - 69.

d) Комплект прихватов ГОСТ 14733 - 69.

e) Прокладка для крепления заготовки.

025 Фрезерная.

a) Станок фрезерный Quantum BF 16

b) Фреза концевая ВК 3 ГОСТ 16225 - 81.

c) 4 - и винта ГОСТ 14731 - 69.

d) Комплект прихватов ГОСТ 14733 - 69.

e) Прокладка для крепления заготовки.

030 Фрезерная.

a) Станок фрезерный Quantum BF 16

b) Фреза специальная

c) 4 - и винта ГОСТ 14731 - 69.

d) Комплект прихватов ГОСТ 14733 - 69.

e) Прокладка для крепления заготовки.

035 Контрольная.

a) Прибор оптоэлектронный TESA - Visio 300 DCC

b) Процент контроля 100

3. Эксплуатационная часть

3.1 Назначение и технические характеристики станка и управляющего устройства с ЧПУ

1. Назначение.

Устройство ЧПУ "CNC-Омега" предназначено для оперативного управления фрезерным или токарным станком, оснащенным следящими электроприводами подач по 3 координатным осям.

Устройство обеспечивает ввод, передачу программы на карту внешней памяти (КВП) и дальнейшее ее в ней хранения. Переноса программы с внешнего компьютера с помощью КВП на ЧПУ. Автоматическое выполнение управляющих программ обработки деталей и управление с пульта оператора.

2. Технические характеристики УЧПУ

3. Основные режимы работы УЧПУ

Устройство предоставляет возможность работы в следующих режимах:

- перемещение по координатам в ручном режиме от клавиш пульта УЧПУ или клавиш ручных перемещений технологического пульта

- автоматический режим

- полуавтоматический режим

- размерная привязка инструмента

4. Структурная схема.

Структурная схема подключения УЧПУ к станку приведена на рис. 1. УЧПУ состоит из следующих блоков:

- блок управления (БУ);

- пульт управления (ПУ);

- программатор КВП;

- карта внешней памяти (КВП).

Краткое описание блоков УЧПУ "CNC-Омега".

Приведено краткое описание блоков и узлов УЧПУ.

Микроконтроллер

Микроконтроллер подключается по интерфейсу RS232 к пульту оператора и к карте внешней памяти (КВП) через адаптер УЧПУ.

Канал управления приводом шпинделя

Блок предназначен для управления главным приводом (шпинделем) станка.

Канал управления шаговыми приводами

Блок предназначен для одновременного управления следящими электроприводами станка по четырем координатам.

Канал управления дискретных входов/выходов

Блок позволяет осуществлять одновременную обработку и формирование 16 дискретных сигналов для узлов электроавтоматики с номинальным напряжением питания 24 В. Блок имеет независимые друг от друга 16 входов и 16 выходов (24 В, до 500 мА). Защита реализована программно - аппаратно. Номинальное напряжение высокого логического уровня входов электроавтоматики составляет 24 В + 50%.

7, Характерные неисправности и методы их устранения.

Во время работы устройства могут возникнуть неисправности, обусловленные следующими причинами:

- отсутствие питающего напряжения;

- отсутствие контактов в разъемах;

- неисправности элементов в модулях.

1. Отсутствие питающего напряжения может быть вызвано выгоранием плавких предохранителей блока питания, обрывом в шнуре питания или неисправностью самого блока питания. Шнур питания и предохранители заменяются на исправные. Неисправности блока питания устраняются специалистами. Замену блока питания производите только при отключенном от сети шнуре питания.

2. Возобновление контактов достигается протиркой контактирующих элементов спиртом.

3. Неисправности, связанные с выходом из строя элементов центрального блока определяются с помощью внешнего осмотра и тестового программного обеспечения УЧПУ. Устраняются только специалистами с использованием ЗИП. В случае не возможности устранения неисправностей устройства следует обратиться на предприятие- изготовитель.

7. Техническое обслуживание.

* Периодичность протирки контактов разъемов УЧПУ - 1раз в год. Спирт ректифицированный. Расход спирта - 100г на одно УЧПУ в год.

* В случае обнаружения неисправности в работе УЧПУ потребителю разрешается вынуть неисправный блок и провести ее внешний осмотр. Если на блоке нет повреждений монтажа или разъемов, то ее следует вставить в УЧПУ и вновь включить УЧПУ. В случае подтверждения неисправности, данный блок следует отправить на предприятию - изготовителю для ремонта. При этом предприятие - потребитель обязано сообщить в десятидневный срок в адрес предприятия - изготовителя сведения о проделанной работе.

* Обслуживание и ремонт разрешается производить обученным специалистам, имеющим соответствующее удостоверение о праве обслуживания УЧПУ.

* Внимание! Внимать и вставлять блоки, производить отключения и подключение разъемов в УЧПУ разрешается только при полностью выключенном УЧПУ.

Сверлильный станок модели 2Н125

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКАХ

Страницы: 1, 2, 3, 4