Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СОДЕРЖАНИЕ

Ведение 2

1 Система удаления стружки и пыли на фрезерных станка с чпу 5

1.1 Появление стружки и пыли при работе на фрезерных станках 5

1.2 Существующие системы удаления стружки и пыли 6

2 Разработка автоматизированной системы удаления стружки и пыли на
основе проделанного анализа 21

2.1 Выбор программного обеспечения для разработки и последующего
анализа 21

2.2 Проектирование системы удаления стружки и пыли 23

3 Инженерный анализ системы удаления стружки и пыли 41

3.1 Введение в инженерный анализ 41

3.2 Инженерный анализ построенной системы удаления
стружки и пыли 46

Заключение 53

Список используемых источников. 54

ВЕДЕНИЕ

Актуальность и практический аспект данной проблемы связан с технологическими процессами обработки и создания изделий с помощью станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Рассматривая работы на фрезерных станках с ЧПУ, возникает проблема, связанная с выделением большого количества летучей пыли, а также мелкой и крупной стружки, особенно при обработке различных пластиков, дерева и деревянных изделий (фанера, мдф и т.д.), камня, металла. Нежелательные частицы стружки и пыли налипают на режущий инструмент, что уменьшает качество резания изделия. Засоряют помещение, а главное закрывает от наблюдения область обработки и мешает контролировать процесс выполнения работы станком. Попадание стружки на шпиндель и внутрь движущихся узлов станка повышает вероятность износа и отказа оборудования. С точки зрения охраны труда, пыль вредна для органов дыхания обслуживающего персонала и при определённых концентрациях может быть легко воспламеняема или взрывоопасна (в зависимости от обрабатываемого материала).

Вышеуказанные факторы необходимо ликвидировать или снизить до минимума. Для этого, мероприятия по удалению стружки и пыли должны являться неотъемлемой частью технологического процесса, особенно когда за один проход снимается большая часть материала (раскрой, черновая обработка, сверление и т.д.).

Предметом исследования данной работы является система удаления стружки и пыли во время обработки материала средствами фрезерования на станках с ЧПУ. Конструктивно система удаления стружки представляет собой длинноворсовую щётку-насадку на шпиндель, покрывающую область обработки. К насадке пристыковывается гибкий гофрированный шланг, соединённый с мощным промышленным пылесосом. Электромотор пылесоса создаёт разряжение, посредством чего частицы стружки и летучая пыль отсасываются из области резания и через шланг собираются в специальные многоразовые мешки – пылесборники.

Целью данной работы является разработка автоматизированной системы удаления стружки и пыли для фрезерных станков с ЧПУ. Для достижения данной цели следует выполнить следующие задачи:

1. проанализировать существующие системы удаления стружки;

2. разработка автоматизированной системы удаления стружки и пыли на основе проделанного анализа других существующих систем;

3. проведение инженерного анализа разработанной автоматизированной системы.

Удаление стружки и пыли будет осуществляться эффективнее при разработке новой системы с возможностью сбивать прилипшую стружку с заготовки, а так же появиться возможность наблюдения и контроля за ходом выполнения работы станка. По мимо подключения промышленного пылесоса, к системе будет подключаться динамический компрессор.

Методами исследования данной работы являются:

1. Анализ литературы по станкам с ЧПУ;

2. Анализ и сравнение существующих патентов данной системы;

3. Моделирование модернизированной системы на основе проделанного анализа;

4. Инженерный анализ разработанной системы;

5. Сравнение результатов анализа новой системы с существующими аналогами;

6. Интервьюирование операторов станков с ЧПУ.

Во время исследования аналогов, были обнаружены конструктивные недостатки, со схожей проблематикой. Новизна разрабатываемой системы должна решать недостатки других систем. Главные из которых являются невозможность наблюдения и контроля совместно с работой системы, оператора и станка, а так же ликвидация налипшей стружки к изделию. Выполненный инженерный анализ работы станка до использования системы удаления стружки и пыли, и после интеграции предмета исследования проведён в данной работе.

Структура данной работы:

Во ведении раскрывается актуальность, определяется степень научной разработки темы, объект, предмет, цель, задачи и методы исследования, обосновывается теоретическая и практическая значимость работы.

В первой главе анализируются существующие системы удаления стружки и пыли, проводиться сравнительный анализ, выявляются общие недостатки.

Во второй главе разрабатываемая автоматизированная система удаления стружки и пыли предлагается на основе проделанного анализа существующих аналогов.

Третья глава посвящена инженерному анализу предлагаемой автоматизированной системы и результатом её внедрения.

В заключении подводятся итоги исследования, описываются плюсы и недостатки разработанной системы, формируются конечные выводы.

1 СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ СТРУЖКИ И ПЫЛИ НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКА С ЧПУ

1. Появление стружки и пыли при работе на фрезерных станках

Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью режущего инструмента (фрезы) плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т.п., металлических, деревянных и других заготовок. Фреза, закреплённая в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное движение, а заготовка, закреплённая на столе или каретка с закреплённым шпинделем, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное. Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ [1].

Фрезерная обработка (фрезерование) – это процесс механической обработки, при котором фреза совершает вращательное движение.

Фреза – многозубчатый инструмент, применяемый для обработки материалов на фрезерных станках [2].

Официальным изобретателем фрезерного станка является англичанин Эли Уинтни, который получил патент на такой станок в 1818 г.[3].

При фрезерной обработки различных материалов можно выделить несколько типов отходов обработки:

1. Металлическая стружка – небольшой кусочек металла, представляющий собой тонкий и узкий срезанный слой. При обработке металлов резанием в зависимости от их физико-механических свойств образуются различные виды стружек. Основные три вида стружек: сливная стружка образуется при обработке меди, при обработке чугуна образуется надломанная, при обработке твёрдых сплавов – стружка скола [2];

2. Древесная стружка – является одним из видов измельчённой древесины. Она может, как изготавливаться специально, так и получаться в качестве отходов деревообработки [2];

3. Летучая пыль – это мелкие частица отходов обработки древесины и пластиков, витающих в воздухе, во время фрезерования материалов. С точки зрения охраны труда — это самый опасный вид отходов, во время работы фрезерных станков. Помимо того, что пыль забивает механику станка и приводит к повышенной погрешности работы, а также к выводу из строя всего механизма, она крайне опасна для органов дыхания и слизистых оператора, работающего за фрезерным станком и для людей, работающих в том же помещении. Летучая пыль, появившаяся при обработке древесины, является токопроводящей и может вызвать короткое замыкание в электронике станка или в общей цепи напряжения, что в свою очередь может привести к пожару. А также при большой концентрации такой пыли в помещении может привести к взрыву при возникновении нежелательной искры [2].

В связи с вышеперечисленным требуется разработать единую автоматизированную систему удаления отходов обработки различных материалов во время работы фрезерных станков.

1.2 Существующие системы удаления стружки и пыли

Сразу с появлением фрезерной обработки, операторы столкнулись с проблемой, стружка из-под фрезы летела в разные стороны и попадала на механические части фрезерного станка, что приводило к огромной погрешности, а также к выходу из строя оборудования. В связи с этим пришлось практически сразу модернизировать устройство фрезерных станков. Первое что было разработано, это шторка-гармошка, закрывающая все механические элементы. Они крепились к подвижной части фрезерного станка и другим концом к статической. За счёт этого она с одной стороны складывалась в гармошку с другой стороны растягивалась.

Затем с развитием технологий фрезерные станки стали обрабатывать огромный спектр различных материалов. В связи с этим появилось огромное разнообразие отходов обработки, о которых говорилось ранее. Инженерам пришлось разрабатывать различные системы удаления стружки и пыли во время фрезерования различных изделий. Эти системы должны соответствовать некоторым критериям:

1. Универсальность – единая система для всех видов стружки и пыли;

2. Простота изготовления и использования;

3. Возможность применять одну систему на различных фрезерных станках:

4. Система не должна ограничивать обзор работы фрезерного станка.

На данный момент есть 9 запатентованных систем для удаления стружки и пыли на фрезерных станках:

1. RU 1281376 - Приспособление для удаления пыли и стружки. Авторы патента: Кошарская Нина Абрамовна, Таран Геннадий Иванович, Рябов Анатолий Васильевич.

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к приспособлениям для удаления хрупкой стружки и пыли от металлорежущих станков. Целью изобретения является снижение объёма отсасываемого воздуха путём раздельного обеспыливания и стружка удаления. Приспособление состоит из отсасывающего трубопровода I и соединённого с ним пылестружкоприемника, выполненного из двух частей, одна из которых - пылеприёмник 2 - расположена в зоне обработки, а другая - стружкоприемник 4 - установлена на трубопроводе и выполнена в виде воронки с промежуточной камерой 5. При обработке деталей образующаяся пыль отсасывается через отверстие пылеприёмника 2 в трубопровод 1. Стружка ссыпается непосредственно в стружкоприемник, расположенный в нижней части станка. За счёт разряжения в трубопроводе 1 через воронку А стружкоприемника стремится поступить воздух. Однако благодаря наличию промежуточной камеры 5, площадь сечения которой Fj значительно превышает площадь входного отверстия воронки F, , возникает дополнительное сопротивление проходу воздуха за счёт внезапного расширения выхода воздуха из загруженной части воронки в более широкую промежуточную камеру, что обеспечивает снижение объёма отсасываемого воздуха [4].

Рисунок 1 – Схема приспособления для удаления пыли и стружки RU 1281376.

Данная система узконаправленного действия, работая только с металлической стружкой и пылью, так же у данной системы нет возможности наблюдения за ходом работы режущего инструмента, и эта система разработана для определённых типов станков, тем самым это система не отвечает всем поставленным критериям данной системы.

1. RU 1269971 - Устройство для удаления отходов от токарно-карусельного станка. Авторы патента: Беренов Николай Дмитриевич, Осинцев Павел Михайлович, Лях Александр Михайлович.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для уборки отходов от токарно-карусельных станков с планшайбой большего диаметра. Целью изобретения является повышение эффективности удаления отходов. Устройство содержит кожух 2, расположенный параллельно боковой поверхности планшайбы 10, и охватывавший механизм для транспортирования стружки, экран 4 с эластичной юбкой, расположенной с возможностью взаимодействия с торцовой поверхностью планшайбы 10, и систему пневмоотсоса, вход которой расположен в отверстии экрана 4. При вращении планшайбы 10 отходы под действием центробежных сил попадают на механизм для транспортирования стружки и прижимаются к экрану 4, где происходит отсос пыли и окислов, содержащихся в стружке, после чего стружка по падает в механизм транспортирования [5].

Рисунок 2 – схема устройства для удаления отходов от токарно-карусельного станка RU 1269971.

Данная система узконаправленного действия, работая только с токарными станками карусельного типа, нет возможности наблюдения хода работы, что не отвечает поставленным критерия.

1. RU 1291362 - Устройство для удаления стружки. Авторы патента: Уманский Юрий Маркович, Кернер Михаил Соломонович.

Изобретение относится к станкостроению, в частности, к устройствам для пневматического удаления стружки из зоны резания, например, при фрезеровании. Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счёт использования его с различными режущими инструментами и повышение эффективности удаления стружки при фрезеровании пазов. С началом вращения инструмента 8, благодаря взаимодействию магнитов 17 и 18, начинает вращаться внутренний экран и вместе с ним ловитель, максимальный вылет которого ограничивается стопором 23. При врезании инструмента 8 в деталь 21 ловитель шаровой опорой 20 скользит по её поверхности. При этом вылет ловителя уменьшается за счёт входа его в канал [6].

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР