126122 (Разработка агрегатного станка для обработки группы отверстий в детали "Крышка")

111Equation Chapter 1 Section 1Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Исходные данные

1.2 Обзор возможных методов автоматизации обработки детали

1.3 Определение порядка обработки и технологических переходов, назначение режимов резания для каждого перехода

1.3.1 Определение порядка обработки и технологических переходов

1.3.2 Назначение режимов резания для каждого перехода

1.3.3 Выбор инструмента

1.4 Подбор стандартного технологического оборудования и унифицированных узлов станка с приведением их основных технических характеристик и схем

1.4.1 Выбор поворотного делительного стола

1.4.2 Выбор станины

1.4.3 Выбор агрегатных силовых головок

1.4.4 Выбор стоек

1.5 Описание устройства и принципа действия предлагаемого агрегатного станка и последовательности срабатывания схемы управления

2 Расчетная часть

2.1 Выбор типа агрегатного приспособления

2.1.1 Определение усилия зажима

2.1.2 Расчет диаметра поршня пневмоцилиндра

2.2 Определение длительности рабочего цикла на базе построения циклограммы работы агрегатного станка

2.3 Расчет цикловой производительности разработанного агрегатного станка

2.4 Расчет коэффициента загрузки разработанного агрегатного станка и его анализ

Заключение

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Введение

В последнее время, в связи с достижениями научно-технического прогресса в промышленности все большее значение принимает автоматизация производства. Это особенно актуально для крупносерийного и массового производств, где автоматизация вообще необходима. Она позволяет в значительной степени повысить эффективность обработки деталей на металлорежущих станках, снизить время обработки, а следовательно повысить производительность. Кроме того, при автоматизации значительно уменьшается степень участия человека в производстве, что улучшает условия труда и повышает культуру производства в целом.

Заданием на курсовую работу является разработка агрегатного станка для обработки группы отверстий в детали «Крышка». Агрегатные станки обеспечивают высокую точность размеров отверстий, а также необходимую точность их взаимного расположения. На таких станках достигается высокая производительность благодаря многоинструментальной обработке, одновременному выполнению нескольких переходов, концентрации различных видов обработки в рабочей позиции, использованию автоматического рабочего цикла, исключающего непосредственное влияние субъективного фактора (рабочего - оператора) на длительность цикла.

Агрегатные станки обладают рядом дополнительных достоинств. Они позволяют быстро и с малыми затратами осуществлять подготовку производства новых изделий, так как состоят из стандартных унифицированных узлов. Эти узлы могут быть многократно использованы в различных станках и в автоматических линиях.

Станки позволяют с помощью переналадки переходить на выпуск новых деталей, поэтому они также успешно применяются и в серийном производстве.

2. Теоретическая часть

1. Исходные данные

Деталь «Крышка». Согласно заданию, она изготовлена из материала Чугун СЧ18 ГОСТ 1412-88.

Таблица 1.1 – Химический состав материала Чугун СЧ18 в %

Si	Mn	S	C	P
1,9…2,3	0.5…0.7	0…0.15	3,4…3,6	0…0.2

Таблица 1.2 – Физико-механические свойства материала Чугун СЧ18

				(сж./раст.)
7200	80	1	1	100/700	60-80

Масса детали, по данным приложения Компас 3D, G = 2,45 кг. Годовая программа выпуска – N = 50000 штук. Следовательно, по таблице, согласно [1], тип производства — крупносерийное. Габаритные размеры – 170х50.

Необходимо обработать в условиях указанного типа производства на данной детали 4 отверстия с резьбой М10 мм и 1 отверстие 5 мм.

Поверхности детали, обрабатываемые на указанных переходах должны иметь шероховатость Ra2,5 и Rz20 и точность по 14 квалитету.

1. Обзор возможных методов автоматизации обработки детали

Данный вид обработки на данной детали можно автоматизировать с целью сокращения штучного времени несколькими способами.

Первый способ: модернизация универсального сверлильного станка.

В этом случае возможна параллельная обработка четырех отверстий универсальным инструментом с использованием многошпиндельной насадки. В данном случае обработку придется производить на трех станках (сверление 4 отверстий под резьбу; нарезание резьбы; сверление одного отверстия Ø5;). Причем последний переход модернизировать не удастся. Кроме того, в штучное время обязательно входит время закрепления и снятия заготовки.

Этого существенного недостатка, присущего также и первому способу, и многих других позволяет избежать второй способ автоматизации: применение агрегатного станка.

Положительные особенности данного метода, согласно [2]:

• высокая производительность, обусловленная совмещением основного технологического и вспомогательного времени загрузки деталей на станок (в особенности у станков с круглым поворотным столом), одновременной и параллельной схемой обработки деталей во всех рабочих позициях станка;

• высокая точность обработки деталей, которая достигается благодаря точности исполнительных узлов и механизмов станка, имеющих отработанную конструкцию, изготавливаемых по хорошо отлаженной технологии в условиях специализации производства;

• стабильность качества обработки при хорошей сборке и наладке;

• относительно низкая стоимость стандартных узлов и станка;

• простота проектов и малые сроки проектирования станков, что очень важно при подготовке производства;

• возможность переналадки станков на выпуск различных деталей;

• повторное использование узлов в конструкциях вновь создаваемых станков и автоматических линий;

• широкие технологические возможности;

• невысокая потребная квалификация операторов.

1. Определение порядка обработки и технологических переходов, назначение режимов резания для каждого перехода

1. Определение порядка обработки и технологических переходов

1. Для обработки четырех отверстий с резьбой с донной стороны заготовки и одного отверстия с боковой стороны полагаю использовать пятипозиционный стол агрегатного станка (одна позиция загрузочная).

2. Выбор инструмента

3. Порядок обработки по позициям:

1. Загрузочная позиция;

2. Вертикальная агрегатная головка с многошпиндельной насадкой сверлит четыре отверстия 8,5 мм.

3. Вертикальная агрегатная головка с многошпиндельной насадкой выполняет снятие фаски под нарезание резьбы.

4. Вертикальная агрегатная головка с многошпиндельной насадкой выполняет нарезание резьбы М10

5. Горизонтальная агрегатная головка центрует отверстие Ø5 т. к. оно находится на цилиндрической поверхности и необходимо избежать его смещение.

6. Горизонтальная агрегатная головка сверлит отверстие Ø5

Недостатком принятой технологии обработки четырех отверстий является необходимость применения трех одинаковых многошпиндельных насадок в позициях 2,3 и 4. Однако это позволяет снизить себестоимость за счет экономии на количестве переходов.

1. Назначение режимов резания для каждого перехода

Согласно [3], по таблицам назначаются режимы резания по переходам.

Число оборотов шпинделя определяется по формуле:

, (1.1)

Где – скорость резания, ;

– диаметр инструмента, .

Мощность:

(1.2)

Крутящий момент при сверлении:

, (1.3)

Где C_м= 0,021; q=2; y=0.8; К_р=(165/190)^0,6=0,92

Крутящий момент при нарезании резьбы:

, (1.4)

где C_м= 0,013; q=1,4; y=1,5; К_р=1,5

Осевая сила:

(1.5)

где

C_р= 42,7; q=1,0; y=0.8; К_р=(165/190)^0,6=0,92

Позиция №1 (загрузочная)

Позиция №2

Сверление четырех отверстий 8,5 мм: подача ; период стойкости инструмента ; скорость резания ; число оборотов шпинделя ; мощность резания – суммарная; осевая сила .

Позиция №3

Снятие фасок зенкером (90º): S₀ = 0,1 мм/об, глубина резания t = 1,5 мм период стойкости Т₀ = 60 мин, необходимые осевые усилия P₀ = 239 ∙ 4 = 956 Н, мощность N = 0,08 ∙ 4 = 0,32 кВт, скорость резания υ = 15,8 м/мин, частота вращения шпинделя n = 350 об/мин,

Позиция №4

Нарезание резьбы метчиком: подача – самоподача; период стойкости инструмента ; скорость резания ; число оборотов шпинделя ; мощность резания .

Позиция №5

Сверление центровочного отверстия Ø2,5: подача ; период стойкости инструмента ; скорость резания ; число оборотов шпинделя ; мощность резания .

Позиция №6

Сверление центровочного отверстия Ø5: подача ; период стойкости инструмента ; скорость резания ; число оборотов шпинделя ; мощность резания .

Для удобства восприятия занесем полученные данные в таблицу.

Таблица 1.3 – Режимы резания при обработке детали «Крышка».

Наименование перехода	Подача, мм/об	Глубина, мм	Скорость, м/мин	Частота, об/мин	Мощность, кВт
1.Сверление 4-х отв. Ø8,5	0,15	4,25	22	825	1,04
2.Снятие фасок с 4 отв.	0,1	1,5	15,8	350	0,32
3.Нарезание резьбы М10-7Н	1,5	0,75	7	200	0,612
4.Сверление центр. отв.Ø2,5	0,1	1,25	15	2036	0,04
5.Сверление отв. Ø5	0,1	2,5	22	1338	0,11

1. Выбор инструмента

Таблица 1.4 – Режущий инструмент

№ позиции	Агрегатная головка	Инструмент	Кол-во	Диаметр D, мм	Материал
2 3 4 5 6	Вертикальная Вертикальная Вертикальная Горизонтальная Горизонтальная	Сверло Зенкер Метчик Сверло центровочное Сверло	4 4 4 1 1	8,5 16 М10-7Н 2,5 5	Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р18 Р6М5

1. Подбор стандартного технологического оборудования и унифицированных узлов станка с приведением их основных технических характеристик и схем

Согласно [4], производится подбор унифицированных узлов агрегатного станка.

1. Выбор поворотного делительного стола

Исходя из общего количества позиций (6) и габаритов заготовки по каталогу [5] выбирается поворотный делительный стол У1Н2056. Конструктивная схема делительного стола представлена на рисунке 1, кинематическая схема – на рисунке 2.