Автоматизация технологического процесса обработки заготовки детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

1.1 Анализ конструкции детали

технологический процесс деталь проектирование

Анализ технологичности детали выполняется с целью выявления элементов, обработка которых потребует больших затрат времени или материальных средств. Качественная оценка технологичности производится на основе сравнения конструкции элементов детали с рекомендуемыми в справочной литературе технологичными аналогами с учетом типа предполагаемого производства.

Проведем качественный анализ технологичности конструкции:

1. Конструкция детали имеет простую форму, которая позволяет получить одновременно дешевую и простую по форме заготовку. Использование прокаток в качестве заготовок, требует применения дорогого оборудования, что приводит к увеличению себестоимости детали, однако это экономически выгодно в условиях массового и крупносерийного производства.

2. Материал заготовки сталь 40 хорошо поддается деформированию, что благоприятно для получения заготовки методом поперечно-клинового проката.

3. Конструкция детали не имеет сложно получаемых элементов. Точность цилиндрических поверхностей вала относительно высокая, что потребует дополнительных механических переходов и, соответственно, затрат на изготовление.

4. При обработке детали СОЖ свободно может поступать к обрабатываемым поверхностям обрабатываемым поверхностям.

5. Материалом детали служит сталь 40. Данная сталь обладает хорошими коэффициентом обрабатываемости Ко=1.0.

6. Габаритные размеры детали и их соотношение (l/d=12,9<15) а так же отсутствие тонких стенок, позволяют применять высокопроизводительные методы обработки, что повысит производительность обработки и понизит себестоимость детали.

7. Не все указанные на чертеже размеры и шероховатости можно получить в результате обработки на станках нормальной точности, есть необходимость использования станков повышенной точности(для формирования шеек под подшипники) это приведёт к увеличению трудоёмкости и увеличению себестоимости.

Учитывая требования технологичности детали, а также степень соответствия данной детали всем требованиям технологичности, можно сделать вывод, что данная деталь имеет удовлетворительную технологичность.

1.2 Выбор метода получения заготовки

Материал детали сталь 40 - среднеуглеродистая с содержанием углерода 0,40%. Имеет хорошую пластичность, вязкость, высокое сопротивление появлению трещин. Применяют для большой группы деталей машин работающих не только при статических нагрузках, но и в условиях циклических нагрузок. Относится к недорогому конструкционному материалу.

Заготовку для производства вала получаем поперечно-клиновым прокатом. Этот способ является наиболее оптимальным, так как позволяет назначить припуски в пределах 1,5…2,5 мм в зависимости от размеров поверхности. При прокате повышаются механические свойства металла. Метод имеет высокую производительность, что удешевляет заготовку. Коэффициент использования металла 0,9.

1.3 Разработка технологического процесса

При определении обработки отдельных поверхностей и количества переходов исходим из необходимости обеспечения требований к шероховатости поверхности, точности размеров, формы и взаимного расположения, пользуясь таблицами средней экономической точности.

Рисунок 1.1 - Толкатель

При этом создадим таблицу, которая позволит достаточно просто сформировать технологические операции из отдельных переходов. Для этого начертим эскиз обрабатываемой детали и пронумеруем все обрабатываемые поверхности.

Рисунок 1.2 Эскиз обрабатываемой детали - толкатель

Знак “+” в таблице 1.1 ставим, если указанный переход необходим при обработке данной поверхности и знак “- “ если такой переход не нужен.

Таблица 1.1 Состав переходов при обработке поверхностей детали

Наименование поверхности	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1Точение(черновое)	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
2Точение(чистовое)	-	+	-	-	+	-	-	+	-	+	-

Обработка детали тел вращения. Согласно типовому техпроцессу обработки детали и учитывая наличие необходимого оборудования для изготовления данной детали и программу выпуска N = 315шт/см. целесообразно изготавливать деталь на различных токарных автоматах, полуавтоматах, токарно-револьверных станках. Обработку будем проводить твердосплавным инструментом марок Т15К6, Т5К10, со скоростью 100 - 120 м/мин методом врезания. В качестве контрольных средств можно использовать скобы активного контроля.

Таблица 1.2 - Карта технологического процесса обработки детали

Операционный эскиз	Припуск, мм	Точность размеров	Производительность	Тип оборудования
		Линей-ных	Диамет-ральных
1	2	3	4	5	6
Фрезерование торцев
	2,5	0,2	0,15	60-120	Фрезерно-центровальный автомат
Зацентровка торцев
	2,5	0,2	0,15	60-120	Фрезерно-центровальный автомат
Черновое точение шеек
	2	0,1	0,1	60-100	Токарный многорезцовый копировальный автомат
Чистовое точение шеек
	0,5	h8	h8	120-150	Токарный многорезцовый копировальный автомат
Прорезание канавок
	1,75 1,25	h14	h14	100	Токарный многорез-цовый копировальный автомат
Скругление торцев цилиндров
	1	0,1	0,1	100	Токарный многорез-цовый копироваль-ный автомат

1.4 Расчёт режимов резания и норм времени

деталь проектирование циклограмма толкатель

В соответствии с требуемой точностью обработки и шероховатостью поверхностей следует назначать режимы резания: частоту вращения шпинделя, глубину резания, подачу.

Общий припуск под всю механическую обработку 2,5 мм на сторону. Припуск под черновую токарную обработку - 2 мм, под чистовую - 0,5 мм.

При фрезеровании торца 38 мм принимаем подачу S=0,3 мм/об, частоту вращения инструмента (фрезы) n=650 мин^-1, глубину равную припуску на торце t=2,5 мм.

Длину рабочего хода:

(1.1)

где d_Т - наибольший диаметр фрезеруемого торца, мм.

соответственно время врезания и перебега, мм.

мм.

Оперативное время обработки:

(1.2)

При черновом точении шейки 9,5 на длину 17 мм принимаем следующие режимы: глубина резания t=2 мм, подача S=0,5 мм/об., частота вращения заготовки n=650мин^-1. Длину рабочего хода принимаем равной длине шейки вала. Оперативное время обработки:

Остальные режимы резания и время на обработку приведём в таблице 1.3.

На основе определённого времени на обработку объединим переходы в операции и составим типовой технологический маршрут.

Операции будут строиться из малого числа простых технологических переходов, то есть технологический процесс разрабатываем по принципу дифференциации операций. Это связано в первую очередь с возможностью отделения сложной и точной чистовой обработки, требующей высокоточных станков, от предварительной черновой обработки, которая может производиться высокопроизводительными способами. Дифференциация в условиях средне - серийного производства является экономически целесообразным построением технологического процесса.

Минимально возможным числом операций может быть четыре, это связано с особенностями и методами обработки отдельных поверхностей вала, а также осуществлением чистовой и черновой обработки на отдельных станках.

Операция фрезерно-центровальная: на фрезерно-центровальном автомате за один установ можно произвести фрезерованием торцов вала и их зацентровку.

Операция токарная: на токарном автомате производится черновое наружное точение шеек вала проходным резцом.

Операция токарная: на токарном автомате чистовая обработка шеек вала с выдерживанием диаметральных и линейных размеров согласно требованиям чертежа.

Операция токарная: прорезка канавок канавочным резцом, скругление торцев контурным резцом на токарном автомате.

Таблица 1.3 - Маршрут технологического процесса

Операция	Длина раб. хода, мм	Режимы	To,мин	Тобщ.
		n,мин-1	S,	t,мм
1	4	5	6	7	9	10
Операция 005 Фрезерно-центровальная	Фрезерование торцов	48	650	0,3	2,5	0,25	0,35
	Центрование торцов	5	500	0,1	2	0,1
Операция 010 Токарно-копировальная	Черновое точение шеек №1 №2 №3	19 111 14	650	0,5	2	0,058 0,342 0,043	0,443
Операция 015 Токарно-копировальная	Чистовое точение шеек №1 №2 №3	19 111 14	1100	0,19	0,5	0,091 0.531 0,067	0.689
Операция 020 Токарно-копировальная	Скругление цилиндра	2	800	0,1	1	0,013	0.033
	Прорезка канавок	1.5 1	800	0,12	1,25 1	0,01 0,01

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

2.1 Разработка структурной схемы автоматической линии

Автоматическая линия представляет собой группу станков, расположенных по ходу технологического процесса, связанных между собой транспортной системой и имеющих единую систему управления. Система управления обеспечивает работу всей линии без непосредственного участия человека. Автоматическая линия состоит из трех элементов (узлов): станков-автоматов, автоматических транспортных устройств, устройств для автоматического управления и контроля. Автоматические линии обладают высокой производительностью, обеспечивают высокое качество продукции, полностью устраняют тяжелый физический труд.

Автоматические линии имеют различную структуру и конструктивное выполнение в зависимости от их назначения и конкретных условий работы. По виду связи между станками автоматические линии бывают с жесткой и гибкой связью.

В курсовом проекте принимаем автоматическую линию с жёсткой связью.

АЛ с жесткой связью состоят из отдельных станков-автоматов, связанных между собой жесткими транспортными устройствами, которые передают детали в процессе обработки с одного станка на другой. Такие линии называют синхронными, т.к. все станки в них работают в одном такте (время, в течение которого обрабатываются детали на станке). При остановке какого-либо станка останавливается вся линия. Но отсутствие накопителей снижает стоимость обработки.

АЛ с жесткой связью используются для обработки сложных корпусных деталей, а также деталей, требующих для своего перемещения приспособлений-спутников. Транспортная система АЛ проходит через все рабочие позиции; во время обработки деталь, как правило, не снимается с транспортера, фиксируется и зажимается на базовых поверхностях.

Исходным материалом служат как непрерывные (труба, пруток), так и штучные заготовки, получаемые прокаткой, ковкой, штамповкой, литьем и т.д. Наиболее типовые операции в таких линиях - токарные и шлифовальные, что позволяет для данных типов изделий создавать типовые технологические процессы как стабильную основу для создания автоматических систем.

2.2 Выбор оптимального варианта структурной схемы автоматической линии

Рисунок 2.1 Типовая обрабатываемая деталь - толкатель: 1-3 номера обрабатываемых ступеней

Типовой технологический маршрут обработки, исходя из обеспечения требуемой точности, приведен в таблице 1.3.

По условиям обработки (сохранение точностной долговечности станков) выполнение черновой и чистовой обработок на одном станке не рекомендуется. И, наоборот, известные конструкции типового станочного оборудования позволяют выполнять в одной позиции полную обработку обоих торцов (последовательно фрезерование и зацентровку). Аналогично могут быть выполнены в одной позиции все операции прорезки канавок и скругления комплектом прорезных резцов с поперечного суппорта. Токарную обработку предполагается выполнять на токарных гидрокопировальных полуавтоматах, пригодных для встраивания в линию. Максимальная длительность едифференцируемой операции -- чистовой обточки шейки №2 tp2 = 0,531мин.

В соответствии с выбранными методами и маршрутом обработки минимальное число позиций линии q_min = 4. При этом лимитирующей операцией является чистовая обточка всех шеек, длительность которой составляет

t pmax =0,091+0,531+0,067=0,689 мин.

Дифференцируя общий объем обработки вала на число позиций (станков) больше четырех, получаем сокращение длительности рабочих ходов цикла. Максимальное число позиций определяется невозможностью дробления длины обработки шейки № 2 при чистовой обточке q =7. При q=7 самым затяжным переходом является чистовая обработка шейки №2 tp2 = 0,531 мин. При q<7 самым затяжным переходом по прежнему является чистовая обработка шейки №2 tp2 = 0,531 мин, поэтому последующее разнесение операций не приведет к уменьшению времени. Таким образом, для обработки вала, приведенного на рисунке 2.1, даже при простейшем структурном построении однопоточной обработки (py=1) и жесткой межагрегатной связи (ny = 1) автоматическую линию можно построить по 4 структурным вариантам, с числом позиций q = 4,5,6,7. Чем больше число позиций (степень дифференциации технологического процесса), тем меньше время рабочих ходов линии. При q = 4, tр = 0,689 мин; при q = 7, tрmax = 0,531 мин.

По заданию требуемая производительность автоматической линии Q_АЛ(min)=315 шт/см, с увеличением на 25% (Q_АЛmax=394 шт/см). Ожидаемые вне цикловые потери одного комплекта инструмента и одного комплекта механизмов, принимаем из задания

Определим производительность автоматической линии по формуле:

, шт/см; (2.1)

где: Р - количество параллельных линий (Р=1);

Т_Оmax - время наиболее длительной операции, мин;

t_х- время холостых ходов, мин (t_х=0,2 мин);

?С_i- ожидаемые внецикловые потери, мин/шт (?С_i=0,12 мин/шт);

t_e-ожидаемые простои и внецикловые потери из-за отказов устройств и механизмов, мин/шт (t_e=0,02 мин/шт);

n_y - число участков,( n_y=1,2,3,4);

щ - коэффициент возрастания внецикловых потерь при различных вариантах количества участков (при n_y=1, щ=1; при n_y=2, щ=1,1; при n_y=3, щ=1,13; при n_y=4, щ=1,16).

Минимально возможное число рабочих позиций линии q_min = 4. При этом общий объем обработки по отдельным позициям распределяется следующим образом:

Фрезерование и центровка торцев: Tо=0,25+0,1=0,35 мин;

Черновая токарная обработка: То=0,058+0,342+0,043=0,443 мин;

Чистовая токарная обработка: То=0,091+0,531+0,067=0,689 мин;

Прорезка канавок и скругление торцев цилиндрической поверхности: То=0,039 мин.

Таким образом при простейшем варианте построения (число q_min=4; п_у = 1; р = 1) при t_ртах = 0,957 мин ожидаемая производительность ровна:

Для определения наилучшего варианта, последовательно выполняем расчет ожидаемой производительности при различной степени дифференциации технологического процесса, т. е. при увеличении числа позиций q > q_min при жесткой связи и с делением линии. Метод расчета заключается в том, что длительность обработки на лимитирующей операции дробится на две неравные части, которые распределяются уже на две позиции.

Определим Q_АЛ для варианта q=5, n_y=1, Т_Оmax=0,622 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=6, n_y=1, Т_Оmax=0,598мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=7, n_y=1, Т_Оmax=0,598мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=4, n_y=2, Т_Оmax=0,689 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=5, n_y=2, Т_Оmax=0,622 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=6, n_y=2, Т_Оmax=0,598мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=7, n_y=2, Т_Оmax=0,531мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=4, n_y=3, Т_Оmax=0,689 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=5, n_y=3, Т_Оmax=0,622 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=6, n_y=3, Т_Оmax=0,598мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=7, n_y=3, Т_Оmax=0,531мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=4, n_y=4, Т_Оmax=0,689 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=5, n_y=4, Т_Оmax=0,622 мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=6, n_y=4, Т_Оmax=0,598мин:

Определим Q_АЛ для варианта q=7, n_y=4, Т_Оmax=0,531мин:

Расчеты остальных вариантов занесем в таблицу 1.3



Таблица 1.3

Число рабочих позиций	tрасч.мах	Qq, шт/см
4	0,689	362	370	374	375
5	0,622	378	391	396	398
6	0,598	380	396	403	406
7	0,531	415	420	429	433

Q шт/см

q

Рисунок 2.2 - Производительность автоматических линий обработки ступенчатого вала при различных структурных вариантах компоновки.

По заданию требуемая производительность автоматической

линии Q_АЛ(min)=315 шт/см, с увеличением на 25% (Q_АЛmax=394 шт/см).

В данный диапазон попадает 9 структурных варианта. Выборочно проведем оценку 2 вариантов:



Рисунок 2.3- Структурные варианты АЛ

Из этих вариантов выбор оптимального произведём путём сопоставления стоимостных характеристик.

Определим приведённые затраты для каждого из вариантов

, (2.2)

где: К_i - стоимость оборудования для i-го варианта, $,

С_i - годовые эксплуатационные затраты для i-го варианта, $,

Е_Н- нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (Е_Н=0,17).

; (2.3)

где: С_АВТ - стоимость одного станка автомата $ (С_АВТ=295000),

С_НАК - стоимость накопителя $ (С_НАК=6230 $),

С_ЗУ - стоимость загрузочного устройства $ (С_ЗУ=3850 $),

С_ТС - стоимость транспортной системы;

(2.4)

где: А - амортизационные отчисления (по заданию 13% от стоимости оборудования),

З_Р - затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание (по заданию 8% от стоимости оборудования),

З_ПЛ - годовой фонд заработной платы обслуживающих рабочих в месяц (оператора 680$, наладчика 760$),

С_ИН- годовые расходы на инструмент и электроэнергию, $

(С_ИН=19650 $ ).

Вариант 1:

Q_АЛ=362 шт/см; n_y=1; q=4.

;

Тогда приведённые затраты для первого варианта:

При сравнении все полученные значения приведённых затрат должны быть скорректированы на одинаковый выпуск продукции C_Пi·ц_i.

$.

Вариант 2: Q_АЛ2=391шт/см; n_y=2; q=5.

Тогда приведённые затраты для второго варианта:

При сравнении все полученные значения приведённых затрат корректируем на одинаковый выпуск продукции C_Пi·ц_i.

$.

Результаты вычисления приведённых затрат сводим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Приведённые затраты, $

Qал	q	nу	Cтс	Кi	Ci	Cпi	ц	Спi·ц
362	4	1					1,088
383	5	2					1,008

Из таблицы видно, что наиболее оптимальный вариантом по приведённым затратам является использование автоматической линии с характеристиками Q_АЛ1=362 шт/см, q=4, Т_Omax=0,689 мин.

2.3 Выбор и компоновка технологического оборудования

Выбор и компоновку технологического оборудования обосновываем на базе разработанного технологического процесса. Для обеспечения различных операций техпроцесса в автоматической линии используем оборудование как специально созданное для работы в автоматических линиях, так и приспособленное либо модернизированное для этих целей. Для размещения примем последовательную схему расположения оборудования стоящего в форме буквы «П» см. рисунок 2.1.на котором изображена схема расположения станков, транспортных потоков заготовок, деталей, уборки стружки. Отображено вспомогательное оборудование и габаритные размеры станков, необходимые для оптимального варианта монтажа автоматической линии.

Выбор технологического оборудования производим по справочной литературе [1]

1. Двухсторонний фрезерно-центровальный полуавтомат 2А932, исполнение с автоматической сменой деталей.

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемой детали, мм до 100

Наибольшая длина вала, мм 1000(2000)

Частота вращения шпинделя, мин^-1 /180 - 1600

Общая мощность электродвигателей, кВт 11

Габаритные размеры, мм 3500-1200-1650

Масса, кг 3800

2.Токарный многорезцовый копировальный автомат с цикловым программным управлением 1716Ц (класс точности Н), поставляют с автоматическим манипулятором для загрузки-выгрузки деталей.

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемой детали, мм до 200

Наибольшая длина вала, мм 500(1000)

Частота вращения шпинделя, мин^-1 100 - 2000

Общая мощность электродвигателей, кВт 22

Габаритные размеры, мм 2465-1215-1900

Масса, кг 4500

3.Токарный многорезцовый копировальный автомат с цикловым программным управлением 1736Ц (класс точности П), поставляют с автоматическим манипулятором для загрузки-выгрузки деталей.

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемой детали, мм . до 320

Наибольшая длина вала, мм 1000(1400)

Частота вращения шпинделя, мин^-1 100 - 2500

Общая мощность электродвигателей, кВт 30(37)

Габаритные размеры, мм 4840-1845-2200

Масса, кг 7500

2.4 Выбор и компоновка транспортных средств

В зависимости от программы выпуска, количества оборудования, устанавливаемого для выполнения каждой операции, особенностей детали и технологического процесса применяем следующую структурную схему автоматической линии: с последовательно работающим оборудованием.

Для проектируемой автоматической линии с последовательно работающим оборудованием и с поперечным расположением технологического оборудования при сквозном прохождении конвейера необходимы механические подъёмники, которые будут осуществлять загрузку и выгрузку заготовок и деталей, а так же отводящий конвейер для перемещения деталей между позициями.

Автоматические подъёмники прерывистого действия широко применяются в транспортных системах автоматических линий. В процессе транспортировки в подъёмниках детали могут ориентироваться для загрузки на станок в определённом направлении. Выбираем подъёмник модели КК5А.

Диаметр транспортируемых валов до 80 мм;

Наибольшая длинна валов 130 мм;

Тип привода пневматический;

Регулирование скорости бесступенчатое;

Скорость движения:

Каретки 10 м/мин;

Кассеты загрузки/выгрузки 12 м/мин;

Габариты (ДхШхВ) 1250х900х1900 мм;

Масса 800 кг.

Отводящие конвейеры обеспечивают непрерывное принудительное перемещение заготовок или деталей по автоматической линии.

2.5 Выбор методов и средств контроля

Наибольшие требования по точности получаемого вала предъявляются к диаметрам шеек, а также к геометрической точности цилиндрических поверхностей вала. В связи с этим принимаем в качестве измерительной станции КА-60:

Контролируемые параметры - наружный диаметр, конусность, бочкообразность;

Диапазон размеров контролируемых деталей:

По диаметру 5…60 мм;

По длине 100…200 мм;

Предельно допустимая погрешность измерений автомата 0,2 мкм;

Тип преобразователей оптикоэлектронный;

Производительность 1500 шт/час;

Мощность электродвигателя 2,5 кВт;

Габариты (ДхШхВ) 1300х1000х1680 мм.

2.6 Планировка автоматической линии

В качестве исходных данных для планировки автоматической линии используем структурную схему, эскизы станков и транспортных устройств, выполненные с учетом выбранных типов и габаритов. При передаче деталей с одной рабочей позиции на другую предусматриваем промежуточные агрегаты. Выполняя планировку автоматической линии, учитываем минимально допустимое расстояние между механизмами, которое разработано с учетом обеспечения удобства обслуживания и соблюдения правил техники безопасности. Планировку выполняем прямолинейно. Минимально допустимые расстояния между механизмами автоматической линии приведены в таблице 2.4

Таблица 2.4 -Минимально допустимые расстояния между механизмами.

Степень подвижности оборудования	Доступ не нужен	Доступ нужен
	Проход имеется	Проход отсутствует	Для регулирования	Для постоянной работы
Оба механизма неподвижны	---	---	А ? 700 мм	А1?1100 мм
Один или оба механизма подвижны	Б ? 600 мм	Б1 ? 250 мм	Б2 ? 800 мм	Б3 ? 1200 мм

Рисунок 2.2- Схема автоматической линии

1 - станок 2А932; 2 - подъемник КК5А; 3 - станок 1716Ц; 4 - электрошкаф; 5 - инструментальный шкаф; 6 - станция гидропривода ; 7 - пульт управления; 8 - станок 1736Ц; 10 - переходный мостик; 11 - конвейер; 12 - измерительная станция КА-60.

Расстояние между механизмами соответствует нормам, приведенным в таблице 2.4



2.7 Составление циклограммы работы автоматической линии

Циклограмма автоматической линии составляется с целью наглядного изображения последовательности и времени работы всех механизмов АЛ.

Все движения, которые должны совершать механизмы АЛ за один цикл, можно условно разделить на лимитирующие и совмещенные. Лимитирующими называет те движения, сумма которых составляет один цикл работы, а совмещенными - движения, происходящие одновременно с лимитирующими.

Транспортирование изделий между рабочими позициями осуществляется отводящим конвейером. Определим время на перемещения изделия:

(2.5)

где: l - расстояние между двумя соседними изделиями на конвейере, мм (l=900 мм);

V_K - скорость движения конвейера, м/мин (V_K =12 м/мин).

Время на подвод изделия в рабочую позицию, а также зажим и фиксацию

принимаем согласно технической характеристики автоматического подъёмника

t=4 с.

Время быстрого подвода инструмента к обрабатываемой поверхности вала:

(2.6)



где: l_n- путь холостого хода инструмента, м (l_n=0,2 м);

V_n - скорость быстрых перемещений, м/мин (V_n=10 м/мин).

Время отвода инструмента:

(2.7)

где: l_O=300 мм - путь пройденный инструментом при отводе, м (l_O=0,3 м).

Составим циклограмму автоматической линии.

Рисунок 2.4 - Циклограмма автоматической линии

Далее составляем циклограмму работы автоматической линии



Рисунок 2.5 - циклограмма работы автоматической линии

2.8 Разработка принципиальной электрической схемы на релейно-контактных эментах

Рисунок 2.6 - синтез принципиальной схемы управления

3. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЬНО-БЛОКИРОВОЧНОГО УСТРОЙСТВА

3.1 Описание схемы управления

В автоматических системах машин (АСМ), где одновременно работает большое число режущих инструментов (особенно в агрессивных станках), одной из важнейших проблем является контроль их целостности. Контрольно-блокировочногое устройство автомата для проверки целостности осевого инструмента (сверл, метчиков, зенкеров, разверток ) показано на рис. 1

Щуп 5, находящийся во втулке 4 корпуса 9 , под действием пружины 5 прижимается к инструменту 2, после выхода его из обработанного отверстия заготовки 1. При поломке инструмента щуп перемещается вниз, в результате чего угловой рычаг 6 воздействует на измерительный стержень 7 электромагнитного преобразователя 8, происходит срабатывание последнего и подается команда на остановку станка. Подвод устройства к инструменту и отвод после контроля осуществляется специальным станка-автоматом.

Этот способ широко используется в случае, когда велика опасность поломки инструмента, а также при контроле отверстия, обрабатываемых за несколько переходов (сверление, нарезание резьбы), так как несвоевременное обнаружение поломки первого инструмента повлечет за собой поломку всех последующих.



Рисунок 3.1 - Контрольно- блокировочное устройство автомата для проверки целостности инструмента:

1 -заготовка; 2 - сверло; 3 - щуп; 4 - втулка; 5 - пружина; 6 - рычаг; 7 - измерительный стержень; 8 - электроконтактный преобразователь; 9 - корпус.

3.2 Разработка принципиальной схемы электроавтоматического контрольного устройства

Составление циклограммы работы автомата

В данной работе возможны два варианта циклограмм так, как в результате проверки сверло (метчиков, зенкеров, развертка) может быть целым или сломанным.

После проверки свело не сломано



Рисунок 3.2 Циклограмма работы автомата

После проверки свело сломано

Рисунок 3.3 Циклограмма работы автомата.

При срабатывании конечные выключатели (датчики перемещений) формируют входные сигналы устройства управления, обозначим их «Х», на выходе устройства управления формируются выходные управляющие сигналы «У».

Таблица 3.1- Обозначение элементов автоматизации

Операция	Обозначение	Значение логики	Обозначение на чертеже
Разрешение рабочего цикла	РЦ	X1	SA
Кнопка пуск	КнП	X2	SB1
Концевой датчик начального положения	КДнач	X3	SQ1
Подвод специального устройства (вниз)	КМ1	Y1	КМ1
Концевой датчик конечного положения	КДкон	X4	SQ2
Концевой датчик измерительного стержня 7	КДизм	X5	SQ3
Электронный преобразователь 8 и вывод на экран	ЭкПр	Y2	ЭВМ
Отвод специального устройства (вверх)	КМ2	Y3	КМ2
Посылка сигнала на продолжение цикла работы	Прод	Y4	КМ3

Таблица 3.2 - Входные управляющие сигналы

Операция	Обозначение	Значение логики	Обозначение на чертеже
Разрешение рабочего цикла	РЦ	X1	SA
Кнопка пуск	КнП	X2	SB1
Концевой датчик начального положения	КДнач	X3	SQ1
Концевой датчик конечного положения	КДкон	X4	SQ2
Концевой датчик измерительного стержня 7	КДизм	X5	SQ3

Таблица 3.3- Выходные управляющие сигналы

Операция	Обозначение	Значение логики	Обозначение на чертеже
Подвод специального устройства (вниз)	КМ1	Y1	КМ1
Электронный преобразователь 8	ЭкПр	Y2	ЭВМ
Отвод специального устройства (вверх)	КМ2	Y3	КМ2
Посылка сигнала на продолжение цикла работы	Прод	Y4	КМ3

На основе циклограммы составляем логические функции:



Для

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе разработал технологический процесс изготовления детали типа «толкатель», произведя анализ конструкции детали и выбрав в качестве заготовки поперечно-клиновой прокат.

Далее спроектировал автоматическую линию для детали типа «толкатель». Разработал структурные схемы АЛ и путем сопоставления стоимостных характеристик по требуемой производительности автоматической линии выбрал оптимально подходящий структурный вариант. Произвел выбор оборудования для автоматической линии и составил циклограмму её работы.

Разработал структурную схему системы управления для блокировочного устройства , составил циклограмму работы устройства, а также разработал принципиальную схему электроавтоматики устройства на логических элементах.

ЛИТЕРАТУРА

1 Автоматические линии в машиностроении. Справочник в 3-х томах. Под ред. Волочевича Л.И. М.: Машиностроение, 1984.

2 Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах./Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985.

3 Комышный Н.И. Автоматизация загрузки станков. М.: Машиностроение, 1977.

4 Корсаков В.С. Автоматизация производственных процессов. М.: Высшая школа, 1978.

Размещено на Allbest.ru