Расчет и проектирование автоматической системы технологического оборудования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Механический факультет Кафедра МС КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: “Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов”

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Механический факультет

Кафедра МС

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: “Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов”

на тему: “Расчет и проектирование автоматической системы технологического оборудования”

Выполнил:

ст. гр. МС-02а

А.С. Яцков

Руководитель: Ю.А. Гринев

Нормоконтролер:

к.т.н. Л.П. Калафатова

ДОНЕЦК 2006


РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит: 27 с., 10 табл., 3 рисунка, 4 источника, 12 приложений.

Объектом исследования в курсовой работе является деталь шахтного комбайна «ступица».

В данной курсовой работе рассматривается процесс проектирования автоматической линии технологического оборудования, которая позволила бы при минимальных затратах добиться заданной производительности.

Цель работы: спроектировать оптимальную структурно-компоновочную схему автоматической линии для условий серийного производства детали «переходник». Реализовать структурную схему на практике, выбрав конкретное технологическое оборудование; описать ее работу с помощью циклограммы.

Кроме того, для всех операций представлены эскизы карт наладок.

ПЕРЕХОДНИК, ПРОИЗВОДСТВО, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, АТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ, ЦИКЛОГРАММА


ВВЕДЕНИЕ

Современное производство отличается сложностью производства и технологических процессов. В этих условиях решаются проблемы повышения продуктивности работы и качества производства изготавливаемой продукции при минимальных затратах автоматизации. Для этого необходимо уметь проектировать и широко использовать автоматизированные системы технологического оборудования, в состав которых входит сами станки – автоматы, автоматизированные загрузочные устройства, транспортно – накопительные системы и др.


1. Анализ конструкции детали на технологичность

Цель анализа конструкции детали на технологичность – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащихся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Технологический контроль чертежей сводится к тщательному их изучению. Чертеж детали содержит все проекции и разрезы, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию. На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями и требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, термической обработке и массе детали.

Деталь 1ГШ68.98.00.011 – ступица входит в редуктор подающей части основного редуктора комбайнов 2ГШ68.

Ступица служит для передачи крутящего момента от вала в редуктора.

Основными конструктивными базами, определяющими положение в сборочной единице, являются центровочные отверстия с эвольвентными щлицами. Эти же поверхности могут использоваться в качестве основных технологических баз.

Упрощение конструкции детали или замена ее элементов ввиду её служебного назначения и тяжелых условий эксплуатации нецелесообразно.

2. Базовый технологический процесс обработки ступицы в условиях неавтоматизированного производства

010 Заготовительная (штамповка)

020 Токарная ЧПУ (база Ø230f7, 3 кулачковый патрон)

А Установить и снять заготовку

1. Подрезать торец Е,

2. Точить Ø180Н9, Ø150Н11 по программе предварительно

3. Точить фаску 1×45, Ø180Н9, Ø165, фаску, Ø150Н11 по программе

030 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1. Подрезать торец В,

2. Точить Ø190Н9 по программе предварительно

3. Точить Ø230f7 по программе предварительно

4. Подрезать торец Ø299,6f9/Ø230f7 по программе предварительно

5. Точить фаску 2×30, Ø190Н9, Ø165, фаску по программе

6. Точить фаски 3×30, Ø230f7 по программе

040 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н7, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1. Точить поверхность Ø299.6F9 предварительно

2. Точить фаски 2×45, Ø299,6f9, фаски 2×45 по программе

050 Вертикально-сверлильная с ЧПУ (база Ø299.6f9, приспособления специальное)

А Установить и снять заготовку

1. Сверлить отверстия М16-7Н

2. Цековать отверстия Ø22

3. Нарезать резьбу М16-7Н

060 Кординатно-сверлильная с ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, специальное)

А Установить и снять заготовку

1. Сверлить отверстия Ø20Н12

2. Сверлить 2 отверстия М16-7Н

3. Цековать 2 отверстия Ø20

070 Радиально-сверлильная (база торцы, специальное)

А Установить и снять заготовку

1. Цековать 2 отверстия Ø20

2. Нарезать резьбу М16-7Н

080 Горизонтально протяжная (база отверстия Ø150Н11, специальное)

А установить и снять заготовку

1. Протянуть эвольвентные шлицы ЭВ160×5×30

090 Термическая

1. Цементировать h 1.2…1.6 HRC 57…63. поверхности В,И,Г,Д,Е от цементации предохранить

100 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1. Точить фаску 1×45, Ø180Н9, Ø165, фаску по программе

Б. Переустановить заготовку

2. Точить фаску 2×30, Ø190Н9 Ø165, фаску по программе

110 Кругло – шлифовальная (база Ø150Н11, оправка)

А Установить и снять заготовку

1. Шлифовать поверхность Ø230f7

120 Кругло – шлифовальная (база Ø150Н11, оправка)

А Установить и снять заготовку

2. Шлифовать поверхность Ø299,6f9

130 Контрольно измерительная

3. Операционный технологический процесс, реализуемый в условиях автоматизированного производства

Разработка операционного технологического процесса ведется для случая реализации на станках с числовым управлением.

При разработке операционного технологического процесса используются наиболее перспективные схемы и методы обработки, а также конструкции инструмента и инструментальные материалы, которые предусматривают возможность максимальной интенсификации режимов резания.

Например: Применение комбинированного инструмента, обработка в одной позиции нескольких отверстий, применение инструмента из быстрорежущей стали.

4. Расчет машинного времени выполнения операций

Для дальнейшего определения производительности проектируемой автоматической линии необходимо рассчитать машинное время на проведение каждой из операций. Для этого расчета необходимо знать габариты обрабатываемой поверхности и режимы резания. Для единичного производства режимы резания можно назначат по справочникам нормирования, но приведенные там значения сильно завышены. Для массового или серийного типа производства более целесообразно проводить полный расчет режимов резания.

Глубина резания, обычно, назначается в соответствие с видом обработки и типом заготовки. Величину подачи при точении выбираем в зависимости от параметра шероховатости. Скорость резания для точения можно определить по формуле:

м/мин;

где Т – стойкость резца;

s – величина подачи;

t – глубина резания;

- коэффициенты, постоянные для заданных условий резания.

Частоту вращения шпинделя определяют по формуле:

об/мин;

где D – диаметр обрабатываемой заготовки.

Машинное время обработки находим по формуле:

мин;

где L – блина обработки.

Для сверления величина подачи выбирается в зависимости от диаметра сверлимого отверстия. Скорость резания рассчитывается по формуле:

м/мин;

где D – диаметр сверления.

Для зенкерования и развертывания скорость резания рассчитывается по формуле:

м/мин.

Машинное время здесь рассчитывается аналогично как и для точения.

Параметры резания для шлифования нормализованы и выбираются из таблиц.


Таблица 4.1 – Расчет машинного времени выполнения операций

Название операций и переходов

инструмент

Глубина резания t, мм

Подача S, мм/об

Скорость V, м/мин

Частота вращения n,мин-1

Диаметр обработки, D мм

Длина оброботки L мм

Основное время

tp

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

020 Токарная ЧПУ

Подрезать торец Е

Резец подрезной Т15К6

2,20

1,30

88,77

94,24

300

70,00

0,57

Точить Ø180Н9

Резец расточной Т15К6

4,00

0,40

132,01

233,56

180

22,00

0,24

Точить Ø150Н11

Резец расточной Т15К6

4,00

0,40

132,01

280,27

150

146,00

1,30

Точить фаску 1×45

Резец расточной Т15К6

1,00

0,25

209,82

371,22

180

1,00

0,01

Точить Ø180Н9

Резец расточной Т15К6

1,00

0,25

192,55

340,68

180

22,00

0,26

Точить Ø165

Резец расточной Т15К6

1,00

0,25

192,55

371,65

165

1,50

0,02

Точить фаску

Резец расточной Т15К6

1,00

0,25

192,55

408,82

150

2,50

0,02

Точить Ø150Н11

Резец расточной Т15К6

1,00

0,25

192,55

408,82

150

146,00

1,43

30 Токарная ЧПУ

Подрезать торец В

Резец подрезной Т15К6

2,20

1,30

88,77

94,24

300

25,00

0,20

Точить Ø190Н9

Резец расточной Т15К6

4,00

0,40

132,01

221,27

190

29,50

0,33

Точить Ø230f7

Резец праходной Т15К6

3,50

1,30

82,80

114,65

230

110,00

0,74

Подрезать торец Ø299,6H9/Ø230f7

Резец подрезной Т15К6

2,20

1,30

88,77

94,24

300

46,00

0,38

Точить фаску 2×30

Резец расточной Т15К6

1,00

0,15

230,22

385,89

190

3,00

0,05

Точить Ø190Н9

Резец расточной Т15К6

1,00

0,15

236,81

396,93

190

28,00

0,47

Точить Ø165

Резец расточной Т15К6

1,00

0,15

236,81

457,07

165

1,50

0,02

Точить фаски

Резец расточной Т15К6

1,00

0,15

236,81

502,78

150

2,50

0,03

Точить фаски 3×30

Резец проходной Т15К6

1,00

0,20

231,98

321,21

230

3,00

0,05

Точить Ø230f7

Резец проходной Т15К6

1,00

0,20

231,98

321,21

230

113,00

1,76

40 Токарная ЧПУ

Точить поверхность Ø299.6F9

Резец проходной Т15К6

4,50

1,30

79,74

84,65

300

88,00

0,80

Точить фаски 2×45

Резец проходной Т15К6

1,00

0,20

231,98

246,26

300

2,00

0,04

Точить Ø299,6f9

Резец проходной Т15К6

1,00

0,20

231,98

246,26

300

85,00

1,73

Точить фаски 2×45

Резец проходной Т15К6

1,00

0,20

231,98

246,26

300

2,00

0,04

50 Вертикально-сверлильная с ЧПУ

Сверлить отверстия М16-7Н

Сверло Р6М5

6,95

0,20

15,25

325,97

14,9

38,00

0,58

Цековать отверстия Ø22

Сверло Р6М5

4,05

0,20

41,25

597,10

22

5,00

0,04

Нарезать резьбу М16-7Н

2,00

060 Кординатно-сверлильная с ЧПУ

Сверлить отверстия Ø20Н12

Сверло Р6М5

10,00

0,20

17,16

273,19

20

90,00

1,65

Сверлить 2 отверстия М16-7Н

Сверло Р6М5

6,95

0,20

15,25

325,97

14,9

90,00

1,38

Цековать 2 отверстия Ø20

Цековка Р6М5

4,05

0,20

39,70

632,24

20

21,00

0,17

070Радиально-сверлильная

Цековать 2 отверстия Ø20

Сверло Р6М5

4,05

0,20

39,70

632,24

20

21,00

0,17

Нарезать резьбу М16-7Н

2,00

080 Горизонтально протяжная

Протянуть эвольвентные шлицы

Протяжка ЭВ160×5×30

12

0.02

7

150

10

100 Токарная ЧПУ

Точить фаску 1×45

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

282,53

180

1

0,01

Точить Ø180Н9

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

282,53

180

22

0,16

Точить Ø165

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

308,22

165

1,5

0,01

Точить фаску

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

339,04

150

2,5

0,01

Точить фаску 2×30

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

267,66

190

2

0,01

Точить Ø190Н9

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

267,66

190

28

0,21

Точить Ø165

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

308,22

165

1,5

0,01

Точить фаску

Резец расточной Т30К10

0,5

0,5

159,69

339,04

150

2,5

0,01

110 Кругло – шлифовальная

Шлифовать Ø230f7

Шлифовальный круг

0.4

0.25

20

30

230

110

6.67

120 Кругло – шлифовальная

Шлифовать Ø299,6f9

Шлифовальный круг

0.4

0.25

20

30

299,6

86

10

Критерием оценки технологического процесса является технологическая производительность kо , которая определяется по формуле:

где ∑tр – суммарное машинное время выполнения всех операций, мин.

Значение технологической производительности может быть основой для расчета оптимальной степени дифференциации и концентрации операций в автоматической линии.

В данной работе предлагается разработка автоматической линии для осуществления той части техпроцесса, которая связана с токарной обработкой поверхностей и отверстий. Таким образом, для данной линии не учитываются операции после термической обработки, но проектируемая линия всё равно должна обеспечивать указанную в задании производительность.

Для этого произведем анализ возможных структур линии и выберем наиболее рациональную из них

5. Анализ базового операционного технологического процесса по критерию обеспечения заданной сменной производительности обработки

Определение ожидаемой сменной производительности системы технологического оборудования в условиях неавтоматизированного производства можно найти по формуле:

деталей/смену,

где - время выполнения холостых (вспомогательных) операций в условиях неавтоматизированного производства.

Сравнивая полученное значение (16 деталей/смена) с заданной сменной производительностью обработки (100 деталей/смена), приходим к выводу, что в неавтоматизированном производстве нельзя обеспечить требуемую производительность. Следовательно, необходимо разработать оптимальный структурно-композиционный вариант автоматической линии, который должен обеспечивать заданную производительность обработки.

Рассмотрим насколько вариантов компоновок автоматических линий.

При составлении линии из 8 станков расположенных по ходу технологического процесса получаем линию следующего вида (рис. 5.1)

Рисунок 5.1- Вариант компоновки оборудования автоматической линии


Для этой линии лимитирующим является время с. Тогда производительность такой линии составляет:

(шт./смену).

Данное количество изделий не входит в диапазон допустимой производительности, по этому сократим лимитирующее время, добавив станок – дублер на 7 операции технологического процесса (рис. 5.2).

Рисунок 5.2- Вариант компоновки оборудования автоматической линии

В данном варианте технологической линии лимитирующим временем является с.,а производительность такой линии составляет:

(шт./смену).

Производительность такой линии удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям.

В данном варианте технологической линии лимитирующим временем является с.,а производительность такой линии составляет:

(шт./смену).

Производительность такой линии удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям.

Эти три вида компоновок обеспечивают необходимую производительность и по этому их необходимо сравнить по экономической эффективности

6. Уточненный расчет производительности автоматической линии

Технологический процесс автоматизированных операций

020 Токарная ЧПУ (база Ø230f7, 3 кулачковый патрон)

А Установить и снять заготовку

1. Подрезать торец Е,

2. Точить Ø180Н9, Ø150Н11 по программе предварительно

030 Токарная ЧПУ (база Ø230f7, 3 кулачковый патрон)

А Установить и снять заготовку

1. Точить фаску 1×45, Ø180Н9, Ø165, фаску, Ø150Н11 по программе

040 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1. Подрезать торец В, Ø230f7, Ø299,6f9/Ø230f7 по программе предварительно

2. Точить Ø190Н9 по программе предварительно

3. Точить фаску 2×30, Ø190Н9, Ø165, фаску по программе

050 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1. Точить фаски 3×30, Ø230f7 по программе

060 Кординатно-сверлильная с ЧПУ (база отверстия Ø150Н11, специальное)

А Установить и снять заготовку

1. Сверлить отверстия Ø20Н12

2. Сверлить 2 отверстия М16-7Н/Ø20 одновремено

070 Радиально-сверлильная (база торцы, специальное)

А Установить и снять заготовку

1. Цековать 2 отверстия Ø20

2. Нарезать резьбу М16-7Н

080 Токарная ЧПУ (база отверстия Ø150Н7, оправка с пластинчатыми пружинами)

А Установить и снять заготовку

1. Точить поверхность Ø299.6F9 предварительно

2. Точить фаски 2×45, Ø299,6f9, фаски 2×45 по программе

090 Вертикально-сверлильная с ЧПУ (база Ø299.6f9, приспособления специальное)

А Установить и снять заготовку

1. Сверлить отверстия М16-7Н/Ø22

2. Нарезать резьбу М16-7Н

Уточненный расчет полной производительности автоматической линии с жесткими меж агрегатными связями проводится по формуле:

,

Где - коэффициент загрузки линии, который характеризует условия эксплуатации (принимается в пределах 0,85-0,90);

- время не совмещенных холостых ходов (в условиях дифференциации технологического процесса принимается );

- время суммарных в не цикловых потерь, определяется по формуле:


где - ожидаемые в не цикловые потери по инструменту;

- ожидаемые в не цикловые потери по оборудованию.

Потери по инструменту вычисляются по формуле:

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Расчет времени потерь по инструменту

инструмент

1

Резец подрезной

0,54

60

1+0,18

0,01062

2

Резец расточной

1,54

60

1.5+0,2

0,04363

3

Резец расточной

1,83

60

3+0,18

0,09699

4

Резец подрезной

0,20

60

1+0,18

0,00393

5

Резец расточной

0,33

60

1.5+0,2

0,00935

6

Резец проходной

0,74

60

1+0,18

0,01455

7

Резец подрезной

0,38

60

1+0,18

0,00747

8

Резец расточной

0,15

60

3+0,18

0,00779

9

Резец проходной

1,81

60

1+0,2

0,0362

10

Сверло Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

11

Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

12

Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

13

Цековка Ø20

0,17

60

1+0,18

0,00334

14

Цековка Ø20

0,17

60

1+0,18

0,00334

15

Метчик М16

0,45

60

+10,27

0,00953

16

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

17

Резец проходной

0,80

60

1+0,18

0,01573

18

Резец проходной

1,81

60

1+0,18

0,0356

19

Сверло Ø14.7/Ø22

0,58

60

1+0,18

0,01141

20

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

0,42589


Расчет внецикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 - Расчет времени потерь по оборудованию для 1-го варианта схемы компоновки

Наименование операции

Наименование механизма

Время простоя на 100 мин. Работы tno

Время работы j – го нормализованного узла tpi

Простои конкретных механизмов

1

2

3

4

5

1

шпиндельный блок

0,18

2,11

0,003798

Узел поперечного суппорта

0,07

0,57

0,000399

Узел продольного суппорта

0,06

1,54

0,000924

система охлаждения

0,08

2,11

0,001688

2

шпиндельный блок

0,18

1,83

0,003294

Узел поперечного суппорта

0,07

0,03

0,000021

Узел продольного суппорта

0,06

1,73

0,001038

система охлаждения

0,08

1,83

0,001464

3

шпиндельный блок

0,18

2,22

0,003996

Узел поперечного суппорта

0,07

0,58

0,000406

Узел продольного суппорта

0,06

1,64

0,000984

система охлаждения

0,08

2,22

0,001776

4

шпиндельный блок

0,18

1,81

0,003258

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

1,81

0,001086

система охлаждения

0,08

1,81

0,001448

5

Механизм фиксации

0,01

1,65

0,000165

Сверлильная головка

0,07

1,65

0,001155

Поворотный стол

0,1

0,02

0,00002

система охлаждения

0,08

1,65

0,00132

6

Механизм фиксации

0,01

2,76

0,000276

Сверлильная головка

0,07

2,76

0,001932

Поворотный стол

0,1

0,02

0,00002

система охлаждения

0,08

2,76

0,002208

8

шпиндельный блок

0,18

2,61

0,004698

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

2,61

0,001566

система охлаждения

0,08

2,61

0,002088

9

Механизм фиксации

0,01

0,98

0,000098

Сверлильная головка

0,07

0,98

0,000686

система охлаждения

0,08

0,98

0,000784

10

транспортер стружки

0,24

17,81

0,042744

електро оборудование

0,55

17,81

0,097955

итого

0,183295

Тогда производительность такой линии будет составлять:

шт./смен

Уточненный расчет полной производительности автоматической линии для второго варианта

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 - Расчет времени потерь по инструменту

инструмент

1

Резец подрезной

0,54

60

1+0,18

0,01062

2

Резец расточной

1,54

60

1,5+0,2

0,04363

3

Резец расточной

1,83

60

3+0,18

0,09699

4

Резец подрезной

0,20

60

1+0,18

0,00393

5

Резец расточной

0,33

60

1,5+0,2

0,00935

6

Резец проходной

0,74

60

1+0,18

0,01455

7

Резец подрезной

0,38

60

1+0,18

0,00747

8

Резец расточной

0,15

60

3+0,18

0,00779

9

Резец проходной

1,81

60

1+0,2

0,0362

10

Сверло Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

11

Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

12

Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

13

Цековка Ø20

0,17

60

1+0,18

0,00334

14

Цековка Ø20

0,17

60

1+0,18

0,00334

15

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

16

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

17

Резец проходной

0,80

60

1+0,18

0,01573

18

Резец проходной

1,81

60

1+0,18

0,0356

19

Резец проходной

0,80

60

1+0,18

0,01573

20

Резец проходной

1,81

60

1+0,18

0,0356

21

Сверло Ø14.7/Ø22

0,58

60

1+0,18

0,01141

22

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

0,47722

Расчет в не цикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицу 6.4.

Таблица 6.4 - Расчет времени потерь по оборудованию для 2-го варианта схемы компоновки

Наименование операции

Наименование механизма

Время простоя на 100 мин. Работы tno

Время работы j – го нормализованного узла tpi

Простои конкретных механизмов

1

2

3

4

5

1

шпиндельный блок

0,18

2,11

0,003798

Узел поперечного суппорта

0,07

0,57

0,000399

Узел продольного суппорта

0,06

1,54

0,000924

система охлождения

0,08

2,11

0,001688

2

шпиндельный блок

0,18

1,83

0,003294

Узел поперечного суппорта

0,07

0,03

0,000021

Узел продольного суппорта

0,06

1,73

0,001038

система охлаждения

0,08

1,83

0,001464

3

шпиндельный блок

0,18

2,22

0,003996

Узел поперечного суппорта

0,07

0,58

0,000406

Узел продольного суппорта

0,06

1,64

0,000984

система охлаждения

0,08

2,22

0,001776

4

шпиндельный блок

0,18

1,81

0,003258

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

1,81

0,001086

система охлаждения

0,08

1,81

0,001448

5

Механизм фиксации

0,01

1,65

0,000165

Сверлильная головка

0,07

1,65

0,001155

Поворотный стол

0,1

0,02

0,00002

система охлаждения

0,08

1,65

0,00132

6

Механизм фиксации

0,01

2,76

0,000276

Сверлильная головка

0,07

2,76

0,001932

Поворотный стол

0,1

0,02

0,00002

система охлаждения

0,08

2,76

0,002208

8

шпиндельный блок

0,18

2,61

0,004698

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

2,61

0,001566

система охлаждения

0,08

2,61

0,002088

8

шпиндельный блок

0,18

2,61

0,004698

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

2,61

0,001566

система охлаждения

0,08

2,61

0,002088

9

Механизм фиксации

0,01

0,98

0,000098

Сверлильная головка

0,07

0,98

0,000686

система охлаждения

0,08

0,98

0,000784

10

транспортер стружки

0,24

17,81

0,042744

електро оборудование

0,55

17,81

0,097955

итого

0,191647

Тогда производительность такой линии будет составлять:

шт./смен


Уточненный расчет полной производительности автоматической линии для третьего варианта

Сведем данные по всем инструментам в таблицу 6.5.

Таблица 6.5 - Расчет времени потерь по инструменту

инструмент

1

Резец подрезной

0,54

60

1+0,18

0,01062

2

Резец расточной

1,54

60

1,5+0,2

0,04363

3

Резец расточной

1,83

60

3+0,18

0,09699

4

Резец подрезной

0,20

60

1+0,18

0,00393

5

Резец расточной

0,33

60

1,5+0,2

0,00935

6

Резец проходной

0,74

60

1+0,18

0,01455

7

Резец подрезной

0,38

60

1+0,18

0,00747

8

Резец расточной

0,15

60

3+0,18

0,00779

9

Резец подрезной

0,20

60

1+0,18

0,00393

10

Резец расточной

0,33

60

1,5+0,2

0,00935

11

Резец проходной

0,74

60

1+0,18

0,01455

12

Резец подрезной

0,38

60

1+0,18

0,00747

13

Резец расточной

0,15

60

3+0,18

0,00779

14

Резец проходной

1,81

60

1+0,2

0,0362

15

Сверло Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

16

Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

17

Комбинированое сверло Ø14.7/Ø20

1,65

60

1+0,18

0,03245

18

Цековка Ø20

0,17

60

1+0,18

0,00334

19

Цековка Ø20

0,17

60

1+0,18

0,00334

20

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

21

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

22

Резец проходной

0,80

60

1+0,18

0,01573

23

Резец проходной

1,81

60

1+0,18

0,0356

24

Резец проходной

0,80

60

1+0,18

0,01573

25

Резец проходной

1,81

60

1+0,18

0,0356

26

Сверло Ø14.7/Ø22

0,58

60

1+0,18

0,01141

27

Метчик М16

0,45

60

1+0,27

0,00953

0,52032


Расчет внецикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

рассмотрим вариант компоновки данной линии с применением станков-дублеров. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицу 6.6.

Таблица 6.6 - Расчет времени потерь по оборудованию для 3-го варианта схемы компоновки

Наименование операции

Наименование механизма

Время простоя на 100 мин. Работы tno

Время работы j – го нормализованного узла tpi

Простои конкретных механизмов

1

2

3

4

5

1

шпиндельный блок

0,18

2,11

0,003798

Узел поперечного суппорта

0,07

0,57

0,000399

Узел продольного суппорта

0,06

1,54

0,000924

система охлождения

0,08

2,11

0,001688

2

шпиндельный блок

0,18

1,83

0,003294

Узел поперечного суппорта

0,07

0,03

0,000021

Узел продольного суппорта

0,06

1,73

0,001038

система охлаждения

0,08

1,83

0,001464

3

шпиндельный блок

0,18

2,22

0,003996

Узел поперечного суппорта

0,07

0,58

0,000406

Узел продольного суппорта

0,06

1,64

0,000984

система охлаждения

0,08

2,22

0,001776

4

шпиндельный блок

0,18

2,22

0,003996

Узел поперечного суппорта

0,07

0,58

0,000406

Узел продольного суппорта

0,06

1,64

0,000984

система охлаждения

0,08

2,22

0,001776

5

шпиндельный блок

0,18

1,81

0,003258

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

1,81

0,001086

система охлаждения

0,08

1,81

0,001448

6

Механизм фиксации

0,01

1,65

0,000165

Сверлильная головка

0,07

1,65

0,001155

Поворотный стол

0,1

0,02

0,00002

система охлаждения

0,08

1,65

0,00132

7

Механизм фиксации

0,01

2,76

0,000276

Сверлильная головка

0,07

2,76

0,001932

Поворотный стол

0,1

0,02

0,00002

система охлаждения

0,08

2,76

0,002208

8

шпиндельный блок

0,18

2,61

0,004698

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

2,61

0,001566

система охлаждения

0,08

2,61

0,002088

9

шпиндельный блок

0,18

2,61

0,004698

Узел поперечного суппорта

0,07

0

Узел продольного суппорта

0,06

2,61

0,001566

система охлаждения

0,08

2,61

0,002088

10

Механизм фиксации

0,01

0,98

0,000098

Сверлильная головка

0,07

0,98

0,000686

система охлаждения

0,08

0,98

0,000784

11

транспортер стружки

0,24

17,81

0,042744

електро оборудование

0,55

17,81

0,097955

итого

0,198809

Тогда производительность такой линии будет составлять:

шт./смен

7. Выбор транспортно-загрузочной системы

Транспортные системы являются одним из основных элементов автоматизированного производства в любой отрасли промышленности. Кроме основных функций - перемещения изделий и материалов, транспортные системы могут изменять ориентацию, производить накопление и адресование изделий, осуществлять обработку изделий и материалов в процессе перемещения. Наиболее полно возможности транспортных систем реализованы в автоматических линиях, нашедших широкое применение в массовом производстве. В автоматических линиях полностью решены вопросы загрузки и выгрузки ТМ, передачи изделий с одного участка на другой. В этих линиях обычно применяются специальные или специализированные транспортеры, предназначенные для перемещения одного или нескольких видов изделий. Необходимость частой переналадки технологического оборудования на другой тип изделий, характерна для большинства современных быстросменных и многономенклатурных производств, сопряжена с большими материальными и временными затратами, исключающими применение традиционных автоматических линий

В качестве транспортно – загрузочной системы в данной линии можно применить манипуляторы, закрепленные на подвижных тележках. Для осуществления загрузки в данных условиях можно восплоьзоватса тактовыми столами и транспортером для перемещении детали от позиции к позиции. Для удаления стружки из зоны резания удобно воспользоваться общим конвейером проходящим вдоль всех станков линии.

8. Расчет экономических показателей

Для наглядности проведем сравнение экономических показателей автоматических линий, рассмотренных в пункте 5. приведенные затраты автоматической линии находятся по формуле:

;

где – стоимость данного варианта АЛ;

– нормативный коэффициент капиталовложения (принимаем );

– себестоимость годового выпуска продукции при данном варианте АЛ.

При расчете данная формула принимает вид:

,

где – производственная заработная плата.

Основное оборудование из которых состоят рассчитываемые варианты АЛ:

Таблица 8.1 - Стоимость оборудования 1-ог варианта автоматической лини

Наименования оборудования

количество

Стоимость единицы оборудование

Суммарная стоимость гр

Токарный с ЧПУ

5

50 000

250 000

Кординатно-сверлильный

1

25 000

25 000

Радиально-сверлильный

1

20 000

20 000

Монипулятор

4

10 000

40 000

Робот

4

15 000

60 000

Вертикально сверлильный

1

17 000

20 000

Транспортер

1

5 000

5 000

Тактовый стол

2

3 000

6 000

426 000

Таблица 8.2 - Стоимость оборудования 2-ог варианта автоматической лини

Наименования оборудования

количество

Стоимость единицы оборудование

Суммарная стоимость

гр

Токарный с ЧПУ

6

50 000

300 000

Кординатно-сверлильный

1

25 000

25 000

Радиально-сверлильный

1

20 000

20 000

Монипулятор

6

10 000

60 000

Робот

3

15 000

45 000

Вертикально сверлильный

1

17 000

20 000

Транспортер

2

5 000

10 000

Тактовый стол

1

3 000

3 000

483 000

Таблица 8.3 - Стоимость оборудование 3-ог варианта автоматической лини

Наименования оборудования

количество

Стоимость единицы оборудование

Суммарная стоимость гр

Токарный с ЧПУ

7

50 000

350 000

Кординатно-сверлильный

1

25 000

25 000

Радиально-сверлильный

1

20 000

20 000

Монипулятор

6

10 000

60 000

Робот

4

15 000

60 000

Вертикально сверлильный

1

17 000

20 000

Транспортер

3

5 000

15 000

Тактовый стол

2

3 000

6 000

556 000

Для обслуживания АЛ состоящей из 4 станков необходимо один операторов (), один наладчика (), механик и электрик ().

Результаты расчета сведем в таблицу 8.4.


Таблица 8.4 – Расчет неполных наведенных затрат вариантов АЛ

Вариант

, грн

, грн

, грн

1

426 000

8 000

221000

2

483 000

240900

3

556000

266500

Выбираем второй вариант автоматической линии, так как этот вариант обеспечивает нужную производительность и минимальные затраты на приобретения.


ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн: Выш. школа, 1983. - 256 с.

3. Справочник Технолога-машиностроителя. Т. 2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - Г.: Машиностроение, 1985. - 656 с.

4. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. - Г.: Издательство стандартов, 1992. - 464 с.

Похожие материалы

Расчет и проектирование автоматической системы технологического оборудования агрегатного сверлильного
Расчет и проектирование автоматической системы технологического оборудования для обработки оси
Проектирование автоматической линии для условий массового производства детали "шток"
Проект автоматической системы технологического оборудования для обработки основания гидрораспределителя очистного комбайна 2РКУ10
Расчет и проектирования автоматической системы технологического оборудования Базовый технологический
Проектирование зоны диагностики АТП
Расчет и проектирования автоматической системы технологического оборудования
Проектирование внедрения системы автоматической регистрации компании "Сервис-бюро"
Проектирование технологии очистки нефтесодержащих вод
Автоматизация технологического процесса обработки детали