Расчет и проектирование автоматической системы технологического оборудования для обработки оси

курсовая работа

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

При обработке на автоматической линии детали «Ось» технологический процесс дифференцируется на составные части, которые выполняются в разных позициях на разных станках. В процессе обработки - от заготовки к готовой продукции - изделие передается последовательно из позиции в позицию, где получает заданный объем технологического воздействия таким образом, что на каждой позиции выполняется лишь определенная часть обработки. При этом принятые методы, маршрут и режимы обработки, технологические базы и режущий инструмент должны обеспечить выполнение заданных требований качества (точность размеров, шероховатость поверхности и др.).

Число вариантов построения автоматической линии определяется диапазоном между минимальным и максимальным числом рабочих позиций в линии . Минимальное число позиций определяется технологическими возможностями оборудования, что используется. Максимальное число позиций лимитируется необходимостью удовлетворять требованиям качества и точности обработки.

При определении структуры автоматической линии необходимо проанализировать все возможные варианты и для анализа выбрать те, которые обеспечивают заданную производительность.

Разработка вариантов технологического процесса в автоматезированом производстве:

Вариант №1.

Рисунок 2.1 - Структурный вариант АЛ из 6 рабочих позиций

Лимитирующей позицией является черновая обработка, для которой tр=3,26 мин. Производим укрупненный расчет цикловой производительности QЦ для данного варианта по формуле:

деталей/смена,

где tр(q) - время машинной обработки на лимитирующей позиции, мин;

- время несовмещенных вспомогательных ходов цикла;

Кисп=0,75 - ожидаемый коэффициент использования АЛ.

Вариант №2

Рисунок 2.2 - Структурный вариант АЛ из 9 рабочих позиций

Лимитирующей позицией является черновая обработка с другой стороны детали, для которой tр=2,81 мин.

деталей/смена.

Вариант №3

Рисунок 2.3 - Структурный вариант АЛ из 14 рабочих позиций

Лимитирующей позицией является черновая обработка 65 при L=140 мм., для которой tр=1,893 мин.

деталей/смена.

Вариант №4

Рисунок 2.4 - Структурный вариант АЛ из 10 рабочих позиций со станком дублером

Лимитирующей позицией является черновая обработка 65 при L=110 мм., для которой tр=1,493 мин.

деталей/смена.

Таким образом, вариант №4 обеспечивает заданную производительность АЛ.

Вариант №1

1. Станок - полуавтомат: точить поверхности 10 (), 8 (), 2 ().

2. Станок - полуавтомат: точить поверхности 8 (), 6 (), 4 (), 2 (); точить фаску 25 ().

3. Стонок - полуавтомат: точить поверхности 7 (), 3 (), 1 (); точить канавки шириной 10 мм на поверхности 9.

4. Станок - полуавтомат: точить поверхности 1 (), 5 (), 7 (); точить фаску 24 ().

5. Станок - полуавтомат: чистовое точение поверхностей 2 (), 4 (), 6 (), точить канавки 12 (), точить фаску 20 (), точить канавку 14 (),точить фаску 23 (), и фаску 19 ().

6. Станок - полуавтомат: чистовое точение поверхностей 1 (), 3 (), 5 (), точить канавку 11 (), точение фасок

7. 21 (), точить канавку 13 (), точить фаску 22 () и фаску 18 ().

8. Станок - полуавтомат: продольное точение поверхности 9 ().

9. Станок - агрегатный: сверление отверстий 15, 16 (); фрезерование лыски 17 ().

Лимитирующей позицией является агрегатная операция 8, для которой мин ( деталей/смен).

Уточненный расчет полной производительности выполним по формуле:

где Кзаг=0.75 - коэффициент загрузки линии как характеристика технических и организационных условий ее эксплуатации;

- время несовмещенных вспомогательных ходов цикла;

?tр - суммарные собственные внецикловые затраты (простой на единицу продукции), мин/шт.

Внецикловые затраты определяются по формуле:

,

где ?tин - ожидаемые суммарные внецикловые затраты по инструменту;

?tос - ожидаемые усредненные внецикловые затраты по оснащению.

Затраты времени из-за выхода из строя инструмента определяются по формуле:

где tр - машинное время выполнения составной операции конкретным инструментом, мин;

Т - нормативная стойкость инструмента, мин;

tз - время, необходимое для замены инструмента при его износе, мин;

tпр - средняя продолжительность простоев из-за случайных сбоев в работе и поломок инструмента, которые приходятся на период его стойкости, мин.

Значение tз и tпр для разных типов инструментов занесены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Расчет времени потерь по инструменту

№ Опер.

Инструмент

, мин.

, мин.

(+), мин.

, мин.

1

Резец упорный проходной Т5К10

0,64

60

1,7

0,0181

2

Резец упорный проходной Т5К10

0,21

60

1,7

0,0059

3

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

4

Резец упорный проходной Т5К10

0,21

60

1,7

0,0059

5

Резец упорный проходной Т5К10

0,0675

60

1,7

0,0019

6

Резец упорный проходной Т5К10

0,2

60

1,7

0,0057

7

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

8

Резец отогнутый Т5К10

0,003

60

1,7

0,00008

9

Резец упорный проходной Т5К10

0,473

60

1,7

0,0134

10

Резец упорный проходной Т5К10

0,2

60

1,7

0,0057

11

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

12

Резец канавочный специальный Р6М5

0,016

30

1,7

0,0009

13

Резец канавочный специальный Р6М5

0,016

30

1,7

0,0009

14

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

15

Резец упорный проходной Т5К10

0,0675

60

1,7

0,0019

16

Резец упорный проходной Т5К10

0,473

60

1,7

0,0134

17

Резец упорный проходной Т5К10

0,003

60

1,7

0,00008

18

Резец упорный проходной Т15К6

0,034

60

3,18

0,0018

19

Резец упорный проходной Т15К6

0,2

60

3,18

0,0106

20

Резец упорный проходной Т15К6

0,085

60

3,18

0,0045

21

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0068

60

3,18

0,0003

22

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0015

60

3,18

0,00008

23

Резец отогнутый Т15К6

0,0014

60

3,18

0,00007

24

Резец упорный проходной Т15К6

0,034

60

3,18

0,0018

25

Резец упорный проходной Т15К6

0,2

60

3,18

0,0106

26

Резец упорный проходной Т15К6

0,085

60

3,18

0,0045

27

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0068

60

3,18

0,0003

28

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0015

60

3,18

0,00008

29

Резец отогнутый Т15К6

0,0014

60

3,18

0,00007

30

Резец упорный проходной Т5К10

0,746

60

1,7

0,02114

31

Сверло Р6М5

0,24

15

1,18

0,0188

32

Торцевая фреза

0,85

180

5,12

0,0242

=

0,17686

Расчет ожидаемых внецикловых затрат по оборудованию (для одной позиции) tос производим по формуле:

tос,

где tп - средняя продолжительность простоев j-го нормализованного узла, который входит в состав оснащения конкретной позиции;

tр - время работы j-го нормализованного узла при выпуске единицы продукции;

k - общее количество нормализованных узлов в оснащении конкретной позиции.

Таблица 2.2 - Расчет потерь по оборудованию первого варианта

Наименование позиции

Наименование механизмов

Время простоев на 100 мин. работы , мин.

Время работы j-го нормализованного узла , мин.

Простои конкретных механизмов, мин.

1. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,17

0,65

0,08

0,24

0,64

0,64

0,64

0,64

0,64

0,64

0,64

0,00352

0,001152

0,000384

0,001088

0,00416

0,000512

0,001536

0,012352

2. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

5. Гидравлическое оборудование

6. Электрооборудование

7. Система охлаждения

8. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,07

0,17

0,65

0,08

0,24

0,21

0,21

0,21

0,003

0,21

0,21

0,21

0,21

0,001155

0,000378

0,000126

0,0000021

0,000357

0,001365

0,000168

0,000504

0,004055

3. Токарная с

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,07

0,17

0,65

0,08

0,24

0,473

0,473

0,473

0,016

0,473

0,473

0,473

0,473

0,002602

0,000851

0,000284

0,0000112

0,000804

0,003075

0,000378

0,0011385

0,00914

4. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел поперечных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,07

0,06

0,17

0,65

0,08

0,24

0,473

0,473

0,473

0,003

0,473

0,473

0,473

0,473

0,002602

0,000851

0,000331

0,0000018

0,000804

0,003075

0,000378

0,001135

0,009178

5. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,07

0,17

0,65

0,08

0,24

0,2

0,2

0,2

0,009

0,2

0,2

0,2

0,2

0,0011

0,00036

0,00012

0,0000063

0,00034

0,0013

0,00016

0,00048

0,003866

6. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,07

0,17

0,65

0,08

0,24

0,2

0,2

0,2

0,009

0,2

0,2

0,2

0,2

0,0011

0,00036

0,00012

0,0000063

0,00034

0,0013

0,00016

0,00048

0,003866

0,003866

7. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,17

0,65

0,08

0,24

0,746

0,746

0,746

0,746

0,746

0,746

0,746

0,004103

0,001343

0,000448

0,001268

0,004849

0,000597

0,00179

0,014398

8. Агрегатная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Силовая головка для фрезерования

3. Силовая головка для сверления

4. Гидравлическое оборудование

5. Силовой стол с гидроприводом

5. Поворотный стол

6. Электрооборудование

7. Система охлаждения

8. Транспортер стружки

0,53

0,25

0,18*2

0,17

0,24*2

0,1

0,65

0,08*2

0,24

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,004505

0,002125

0,00306

0,001445

0,00408

0,00085

0,005525

0,00136

0,00204

0,02499

0,081845

Таким образом:

(мин).

Производительность данного варианта:

деталей/смену.

Вариант №2

1. Станок - двухсторонний гидрокопировальный полуавтомат: точить поверхности 8 (), 2 (), 4 (), 7 (), 3 (), 1 ().

2. Станок - полуавтомат: точить поверхности 10 (), 8 (), 6 (), 2 (); точить фаску 25 (), точить канавку шириной 10 мм на поверхности 9 ().

3. Станок - полуавтомат: точить поверхности 7 (),5 (), 1 (), точить фаску 24 ().

4. Станок - двухсторонний гидрокопировальный полуавтомат: чистовое точение поверхностей 2 (), 4 (), 6 (), точить канавки 12 (), точить фаску 20 (), точить канавку 14 (),точить фаску 23 (), и фаску 19 () с одной стороны; чистовое точение поверхностей 1 (), 3 (), 5 (), точить канавку 11 (), точить фаску 21 (), точить канавку 13 (), точить фаску 22 () и фаску 18 () с другой стороны.

5. Станок - полуавтомат: продольное точение поверхности 9 ().

6. Станок - агрегатный: сверление отверстий 15, 16 (); фрезерование лыски 17 ().

Значение tз и tпр для разных типов инструментов занесены в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Расчет времени потерь по инструменту

Опер.

Инструмент

, мин.

, мин.

(+),

мин.

, мин.

1

Резец упорный проходной Т5К10

0,64

60

1,7

0,0181

2

Резец упорный проходной Т5К10

0,21

60

1,7

0,0059

3

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

4

Резец упорный проходной Т5К10

0,21

60

1,7

0,0059

5

Резец упорный проходной Т5К10

0,0675

60

1,7

0,0019

6

Резец упорный проходной Т5К10

0,2

60

1,7

0,0057

7

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

8

Резец отогнутый Т5К10

0,003

60

1,7

0,00008

9

Резец упорный проходной Т5К10

0,473

60

1,7

0,0134

10

Резец упорный проходной Т5К10

0,2

60

1,7

0,0057

11

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

12

Резец канавочный специальный Р6М5

0,016

30

1,7

0,0009

13

Резец упорный проходной Т5К10

0,034

60

1,7

0,0009

14

Резец упорный проходной Т5К10

0,0675

60

1,7

0,0019

15

Резец упорный проходной Т5К10

0,473

60

1,7

0,0134

16

Резец упорный проходной Т5К10

0,003

60

1,7

0,00008

17

Резец упорный проходной Т15К6

0,034

60

3,18

0,0018

18

Резец упорный проходной Т15К6

0,2

60

3,18

0,0106

19

Резец упорный проходной Т15К6

0,085

60

3,18

0,0045

20

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0068

60

3,18

0,0003

21

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0015

60

3,18

0,00008

22

Резец отогнутый Т15К6

0,0014

60

3,18

0,00007

23

Резец упорный проходной Т15К6

0,034

60

3,18

0,0018

24

Резец упорный проходной Т15К6

0,2

60

3,18

0,0106

25

Резец упорный проходной Т15К6

0,085

60

3,18

0,0045

26

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0068

60

3,18

0,0003

27

Резец канавочный специальный Т15К6

0,0015

60

3,18

0,00008

28

Резец отогнутый Т15К6

0,0014

60

3,18

0,00007

29

Резец упорный проходной (правый) Т5К10

0,746

60

1,7

0,02114

30

Сверло Р6М5

0,24

15

1,18

0,0188

31

Торцевая фреза

0,85

180

5,12

0,0242

=

0,1754

Таблица 2.4 - Расчет потерь по оборудованию первого варианта

Наименование

позиции

Наименование механизмов

Время простоев на 100 мин. работы , мин.

Время работы j-го нормализованного узла , мин.

Простои конкретных механизмов

, мин.

1. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06*2

0,17

0,65

0,08*2

0,24

0,437

0,437

0,437

0,437

0,437

0,437

0,437

0,002404

0,000787

0,000524

0,000743

0,002841

0,000699

0,001049

0,009046

2. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

5. Гидравлическое оборудование

6. Электрооборудование

7. Система охлаждения

8. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,07

0,17

0,65

0,08

0,24

0,64

0,64

0,64

0,016

0,64

0,64

0,64

0,64

0,00352

0,001152

0,000384

0,0000112

0,001088

0,00416

0,000512

0,001536

0,012363

3. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06*2

0,07*2

0,17

0,65

0,08

0,24

0,2

0,2

0,2

0,009

0,2

0,2

0,2

0,2

0,0011

0,00036

0,00012

0,0000063

0,00034

0,0013

0,00016

0,00048

0,003866

4. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Узел поперечных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,07

0,17

0,65

0,08

0,24

0,2

0,2

0,2

0,009

0,2

0,2

0,2

0,2

0,0011

0,00036

0,00012

0,0000063

0,00034

0,0013

0,00016

0,00048

0,003866

5. Токарная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

3. Узел продольных суппортов

4. Гидравлическое оборудование

5. Электрооборудование

6. Система охлаждения

7. Транспортер стружки

0,55

0,18

0,06

0,17

0,65

0,08

0,24

0,746

0,746

0,746

0,746

0,746

0,746

0,746

0,004103

0,001343

0,000448

0,001268

0,004849

0,000597

0,00179

0,014398

6. Агрегатная

1. Узел подачи и зажима заготовки

2. Силовая головка для фрезерования

3. Силовая головка для сверления

4. Гидравлическое оборудование

5. Силовой стол с гидроприводом

5. Поворотный стол

6. Электрооборудование

7. Система охлаждения

8. Транспортер стружки

0,53

0,25

0,18*2

0,17

0,24*2

0,1

0,65

0,08*2

0,24

0,85

0,85

0,12

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

0,004505

0,002125

0,00306

0,001445

0,00408

0,00085

0,005525

0,00136

0,00204

0,02499

0,068529

Таким образом:

мин.

Производительность данного варианта:

деталей/смену;

Делись добром ;)