Автоматизация технологических процессов в машиностроении

Типовой технологический процесс характеризуется  единством содержания и последовательности большинства технологических операций для изделий, обладающих общими конструктивными  элементами.

Создание  типовых технологических процессов  позволяет избежать повторных и  новых разработок при проектировании рабочих технологических процессов, что ведет к сокращению времени  на технологическую подготовку производства и обеспечивает единство технологических решений.

 

Рис. 2.2.2 – Типизация технологических процессов

 

Группирование деталей представляет собой сложный  процесс, требующий высокую квалификацию, специальных знаний теории и навыков.

Групповой метод – это такой метод  унификации технологии производства, при котором для групп однородной по тем или иным конструкторско-технологическим  признакам.

Принципиальными основами группового метода производства является: классификация и группирования  деталей, видов работ, технологических  процессов и средств технологического оснащения, классификация и конструирования  группового приспособления и другой технологической оснастки; внедрение  групповых поточных и автоматических линий; создание группового участка  и цехов.

Групповые переналаживаемые приспособления проектируются  для групп деталей, имеющих сходство по способам установки и закрепления. Обработка деталей различной  конфигурации с помощью одного специализированного группового приспособления обеспечивается благодаря использованию сменных или регулируемых элементов.

Детали, входящие в образованную группу, должны иметь;

Однородные  по форме и расположению поверхности, обеспечивающие базирование и закрепления  в рабочей зоне обрабатывающего  оборудования без дополнительной выверки;

Ясно  выраженные базы и признаки ориентации, позволяющих ориентировать их транспортирование  и складирование в ориентированном  положении с использованием стандартной  оснастки.

Конструкцию, обеспечивающую надежность захвата, удержание  и переноса ее захватными устройствами промышленного робота.

Кроме этого, конструкции детали должны быть технологическими, соответствовать общим правилам, установленным ГОСТ 14.201–83.

 

2.3 Последовательность изготовления  детали

 

Последовательность  изготовления детали в значительной мере зависит от вида исходной заготовки  и методы ее получения.

Материал  детали чугун ВЧ 42–12, масса  . Для данной детали исходной заготовкой является отливка.

Совмещенный чертеж заготовки и детали, а также  припуски на обработку.

Назначение  последовательности изготовления детали (для детали имеющие не менее 8 поверхностей) включает.

Выбор технологических  баз;

Выбор методов  обработки;

Разработка  маршрутного технологического процесса.

Выбор технологических  баз осуществляется на основании  следующих общих положений:

1. На первой операции при обработки литых и штампованных заготовок можно использовать необработанные поверхности с наибольшими припусками;
2. при переходе от одной операции к другой необходимо соблюдать принципы совмещения и постоянства баз.
3. В случае отсутствия надежных технологических баз можно создавать искусственные базы, изменяя при необходимости конструкцию детали;
4. При невозможности соблюдения принципа постоянства баз в качестве новых технологических баз целесообразно использовать наиболее точные обрабатываемые поверхности.

Выбор метода обработки зависит от квалитета  точности размеров и параметров шероховатости  поверхности детали и осуществляется с помощью таблиц средней экономической  точности различных методов механической обработки.

Поверхность 3 ( ) требуется черновое, чистовое и тонкое точения.

Поверхность 4 ( ) черновое точение.

Поверхность 5 ( ) черновое точение, чистовое точение.

Поверхность 8 ( ) черновое точение.

Поверхность 9 ( ) требуется черновое.

Поверхность 14 ( ) требуется черновое, чистовое точение.

Поверхность 18 ( ) требуется черновое, получистовое точение.

Поверхность 22 ( ) требуется черновое, чистовое и тонкое точения.

Маршрутный  технологический процесс изготовления детали обуславливает соответствующею  последовательность выполнения операций. При этом руководствуются следующим:

На первой операции обрабатывают поверхность  заготовки, которая является базами для дальнейшей обработки;

Последовательность  операций назначают в зависимости  от требуемой точности поверхности (наиболее точные поверхности обрабатывают последними);

При формировании операции учитывают возможность  обработки нескольких поверхностей с одной установки, а, используя, при этом разный вид режущего инструмента  операцию разбивают на переходы.

 

2.4 Выбор технологического оборудования, промышленного робота и вспомогательных  устройств

 

Данный  этап проектирования связан с разработкой  маршрутного технологического процесса и является окончательным в выборе моделей технологического оборудования, ПР и вспомогательных устройств, комплектующих РТК. Для этого  используют данные, полученные ранее.

Выбор технологического оборудования осуществляется в зависимости  от типа производства, габаритных размеров заготовки и требуемой точности обработки. Входящие в состав РТК  технологическое оборудование должно обеспечивать:

Полную  автоматизацию цикла обработки  деталей;

Надежное  базирование и автоматический зажим  заготовки в рабочей зоне;

Свободный доступ захватного устройства ПР в  рабочую зону;

Стыковку  системы управления и электроавтоматики  с ПР и вспомогательными устройствами для преобразования и передачи технологических  команд;

Механизированное  и автоматизированное удаления стружки;

Контроль  наличия детали в рабочей зоне, правильность ее расположения и базирование  в зажимных приспособлениях;

Автоматизация ограждения рабочей зоны.

Технические характеристики.

Токарно-винторезные  и токарные станки.

 

Таблица 2.4.1 – Техническая характеристика

Параметры	16К20Ф3
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки.	1000
Шаг нарезания резьбы: метрической.	До 20
Чистота вращения шпинделя, об/мин.	12,5–2000
Число скоростей шпинделя.	22
Наибольшее перемещение суппорта продольное	900
Наибольшее перемещение суппорта поперечное	250
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки	400
Подача суппорта, мм/об (мм/мин) продольный	3–1200
Подача суппорта, мм/об (мм/мин) поперечная	1,5–600
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин продольный	4800
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин поперечный	2400
Число ступеней подач	Б/с
Мощность электродвигателя главного привода кВт	10
Габаритные размеры длина	3360
Габаритные размеры ширина	1710
Габаритные размеры высота	1750
Масса, кг	4000

 

Целесообразность  применения той или иной модели ПР определяется:

Соответствием конструктивно-технологических параметров их функциональному назначению;

Числом  степеней подвижности для выполнения требуемого объема операций;

Соответствием манипуляторных возможностей схемам загрузки и зонам обслуживания основного  технологического оборудования;

Минимальное количество вспомогательных устройств  и простейших средств автоматизации, необходимо для правильного течения  технологического процесса;

Простотой и краткостью цикла переналадки, высоким коэффициентом использования  и минимальным временем простоя  основного технологического оборудования;

Обеспечение требуемой технической безопасности.

 

Таблица 2.4.2 – Краткая характеристика

Страна – изготовитель	Модель станка	Грузоподъемность, кг.	Число степеней подвижности	Число программируемых координат	Привод основных движений	Система управления	Способ программирования	Объем памяти системы	Погрешность позиционирования
СССР	СМ40Ц40.11	40	4	3	Г	Ц	По упорам	150	1,5
Линейное перемещение мм / скорость, м/с				Угловые перемещения / угловая скорость.			Габаритные размеры
r	x	y	z				H	L	B
760/0,5	-	-	760/0,2	270/60	180/90	-	2840	1400	950

 

Вспомогательные устройства (транспортеры, тактовые столы, магазины, механизмы ориентации, кассеты, схваты). Обеспечивают накопление, хранение, ориентацию, поштучную выдачу и транспортирование  детали внутри или между РТК.

В дальнейшем будет прорабатываться вспомогательное  устройство, транспортер.

 

2.5 Проектирование технологических  операций

 

Проектирование  операций предусматривает:

• Уточнение намеченной ранее структуры и содержание операции в зависимости от выбранного оборудования;
• Выбор технологической оснастки;
• Назначение режимов резанья;
• Определение времени цикла и сопоставление его с тактом выпуска;
• Оформление технологической документации.

Технологическая оснастка включает приспособления, инструменты  и средства контроля.

Технологическое оборудование РТК оснащается быстродействующими, стандартными или унифицированными приспособлениями, обеспечивающими  заданную точность установки заготовок  и быструю переналадку.

При определении  номенклатуры режущего инструмента  учитывается метод обработки, материал обрабатываемой детали, ее размеры  и конфигурацию, ориентируясь на применение стандартного инструмента. Выбранный  инструмент должен отвечать повышенным требованиям по жесткости, быстроте смены и наладки на размер, стоимости, стабильному стружкоотводу.

Выбор стандартных  средств контроля производят с учетом соотношения точностных характеристик  мерильного инструмента и измеряемого  параметра.

Назначение  режимов резания.

Режимы  резанья назначают в зависимости  от метода обработки, типа и размера  инструмента, материал его режущей  части, материала заготовки и  типа оборудования.

Для расчета  режимов резания необходимо знать  частоты вращения шпинделя токарного  станка модели 16К20Ф3.

Операция 05;

Точить  поверхность 2, ( ) требуется черновое, чистовое точение.

Для данного  вида обработки принимаем следующие  значения параметров. При черновой обработки.

Скорость  резанья определяется по формуле:

 

 

Где составляющие выражения следующие:

1,6 из приложения /2, с 268/.