Содержание
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Введение
1.2 Анализ технологичности конструкции детали
1.3 Определение припусков на механическую обработку и размеров заготовки
1.4 Расчет режимов резания
1.5 Определение нормы штучного времени
2. Конструкторская часть
2.1 Назначение и область применения, технологические возможности полуавтомата
2.2 Техническая характиристика
2.3 Описание конструкции станка
2.3.1 Станина
2.3.2 Бабка шпиндельная
2.3.3 Головка револьверная
2.3.4 Каретка
2.3.5 Привод продольных подач
2.3.6 Привод поперечных подач
2.3.7 Упоры
2.3.8 Охлаждение
2.3.9 Электротрубомонтаж
2.3.10 Освещение зоны резания
2.4 Указания по мерам безопасности
2.5 Решение вопросов художественного конструирования и эргономики
2.6 Указания по эксплуатации станка
2.7 Определение сил резания
2.8 Расчет КПД привода главного движения
2.9 Расчет мощности двигателя привода главного
2.10Расчет поликлиновой передачи
2.11 Расчет зубчатых колес
2.12 Расчет реакций опор шпиндельного узла
2.13 Проектирование гидростатических опор шпинделя
2.13.1 Принцип работы гидростатического подшипника
2.13.2 Расчет задней опоры шпинделя
2.13.3 Расчет передней опоры шпинделя
2.14Проверка подшипников вала в револьверной головке
2.15Проверка подшипников входного вала продольного шпиндельного блока
2.16 Проектирование гидростатических направляющих
2.16.1Принцип работы
2.16.2 Эксплуатационные характеристики
2.16.3 Расчет гидростатических направляющих
3. Организационно-экономическая часть
3.1 Сравнительный технико-экономический анализ проектируемого и базового варианта3
3.2Расчет капитальных затрат при модернизации патронного полуавтомата
3.3 Расчет эксплуатационных затрат
4. Безопасность труда и охрана окружающей среды
4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации токарного станка
4.2Защита от механических опасных факторов
4.3 Обеспечение электробезопасности
4.4 Обеспечение вибробезопасности
4.5Характеристика шума и средств защиты от него
4.6 Характеристика загрязнений воздушного пространства
4.7 Пожарная или взрывная опасность
4.8 Условия труда (по психофизиологическим факторам)
Введение
Несмотря на кризисные явления, характерные в последние годы для российского станкостроения, было бы полезно проследить в каких направлениях идет развитие мирового станкостроения. Это важно еще потому, что такая информация в некоторой степени позволит потребителям сориентироваться в выборе технологического оборудовании его взаимоотношениях с его изготовителями с учетом новых экономических условий.
Анализ показывает, что наряду с такими постоянными тенденциями станкостроения, как повышение производительности, точности и расширение функциональных возможностей станков, весьма актуальны сегодня и следующие: 1) рост уровня автоматизации и внедрение «безлюдной» технологии в условиях мелкосерийного производства; 2) разработка прогрессивных технологий в области высокоскоростной и сверхпрецизионной обработки традиционных и новых материалов.
Основным видом технологического оборудования в реализации первого направления остаются станки с ЧПУ и построенные на их базе многоцелевые станки, гибкие производственные системы и автоматизированные заводы. Эффективность указанных производственных систем зависит, прежде всего, от технического уровня встраемого оборудования, т. е. металлорежущих станков.
В конструкциях металлорежущих станков нового поколения произошли существенные изменения. Значительно расширились их технологические возможности, позволяющие обрабатывать сложные детали, особенно типа тел вращения, за одну установку. Главное внимание производителей станков с ЧПУ сосредоточено на сокращении (до 12 месяцев и менее) сроков разработки концепции станков до освоения их выпуска. Существенно упрощаются конструкции станков благодаря уменьшению числа комплектующих изделий, деталей, базовых плоскостей и операций обработки, применению модульного принципа, конструирования, стандартизации крепежных элементов, расширению технологических возможностей с учетом требований конкретного заказчика. Как правило, уже при завершении конструирования станка определяется 70 % его стоимости благодаря использованию автоматизированных систем анализа разрабатываемой конструкции на ранней стадии. Над программным обеспечением подобных систем работают фирмы Великобритании, Израиля, Германии и др. Общее признание на мировом рынке получил метод DesignforAssembly, разработанный фирмой BoothroydDewhurstInc. (Великобритания).
Уменьшение средних размеров партий обрабатываемых деталей и соответственно увеличение числа этих партий, а также проектирование новых изделий с применением более сложных деталей обуславливают увеличение числа операций при обработке одной детали. К таким операциям относятся наружное и внутреннее точение, фрезерование, внецентровое сверление и др. Отсюда вытекает необходимость в создании многоцелевых станков с многокоординатными системами ЧПУ, а также токарных станков, обеспечивающих обработку детали с двух сторон, т. е. оснащенных двумя суппортами или двумя револьверными головками. Используются новые инструментальные магазины, в которых предусмотрены автоматическая смена инструментов, установка нового положения их вершин, контроль стойкости инструментов по времени резания или числу обработанных деталей. Для автоматизации загрузочно-разгрузочных операций в многоцелевых станках (токарных и других типов) и гибких производственных модулях широко применяются портальные роботы, которые более эффективные и просты по конструкции, чем автономные роботы. Удачным решением при автоматизации загрузки прутковых заготовок является использование магазинной подачи.
Расширяются и функциональные возможности систем ЧПУ многоцелевых станков. В этих целях, например, используют интерактивную графику для обработки детали (по данным, взятым непосредственно с чертежа). В результате оператор не записывает коды в начале программирования или при изменениях программы, а выбирает команды с помощью появляющихся на экране символов. Моделирование в масштабе реального времени обеспечивает быструю визуальную проверку необходимых параметров на всех этапах процесса обработки - от программирования до проверки качества изготовления. Интерактивная графика, примененная на семикоординатных двухшпиндельных токарных станках с двумя револьверными головками фирмы Okuma (Япония), позволяет выбрать режимы резания, а также последовательность обработки при вводе в систему ЧПУ только наименование обрабатываемого материала размеров детали.
Заслуживает внимание разработанное фирмой SeptorElectronics (США) интеллектуальное устройство управления. Такое устройство не выполняет неправильную команду и с помощью светового сигнала подсказывает оператору, каков должен быть его следующий шаг. Налицо огромный прогресс по сравнению с программируемыми контроллерами (ПК), которые управляют станком по заранее разработанной жесткой программе. Проблема управления с помощью ПК заключается в том, как поступить, если происходит какой либо сбой. Из-за недостатка места для программ, которые могли бы выявить десятки тысяч возможных отказов, станки иногда совершают катастрофические ошибки, требующие многих часов или даже дней для их исправления, в то время как простой производственной системы обходится пользователю в тысячи долларов в час. Выход из этой ситуации позволяет найти интеллектуальное устройство управления, реализующее патентованную технологию, называемую «Зона логики», которая распространяется на производственные цехи посредством сети компьютеров IBMPC (или совместимых с ними).
В «Зоне логики» в качестве задания устанавливаются простые правила функционирования вместо длинных и точных программ. Затем механизмы станка уже сами решают проблемы и программируют свою реакцию на базе различных алгоритмов, включенных в систему управления, т. е. механизмы становятся «знающими», так как могут принимать собственные независимые решения.
В станках нового поколения определилась тенденция повышения частоты вращения шпинделя от 5000-6000 до 10000-30000 об/мин. В ближайшие годы высокоскоростное резание будит особенно широко применятся при изготовлении сложных цельнометаллических деталей, в ходе обработки которых до 80-90 % массы заготовки. При этом основное технологическое время, доля которого превалирует в общем объеме времени обработки, значительно сокращается. Перспективно применение высокоскоростного резания для обработки деталей простой формы. Хорошие результаты получены при высокоскоростном обтачивании валов. Область применения перспективного использования высокоскоростной обработки постоянно расширяется. Однако внедрение высокоскоростного точения в машиностроительное производство требует ряда усовершенствований во всех аспектах производственного процесса, которые можно сформулировать следующим образом.
1. Оптимизация характеристик материала, геометрических параметров и конструкций режущего инструмента, а также режимов резания для получения наилучшего соотношения между производительностью и стоимостью инструмента.