Автоматизация производственных процессов в машиностроении

курсовой по автоматизации v2.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
РЫБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ.
по дисциплине «АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ»
Студентка гр. ЗТП – 07 4 курса
Преподаватель Бакунина Т.А.
Подпись преподавателя
Техническая характеристика токарно-револьверного автомата 1Б136
Токарно-револьверный автомат предназначен для изготовления деталей из холодно протянутых калиброванных прутков круглого шестигранного или квадратного сечения.
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка: круглого (диаметр) – 36мм; шестигранного (размер под ключ) – 30мм; квадратного (сторона квадрата) – 24мм.
Наибольшая подача прутка – 90мм.
Наибольшая длина обточки – 80мм.
Наибольшая длина устанавливаемого прутка – 3000мм.
Наибольший диаметр нарезаемой резьбы: плашкой по стали – М22 по латуни – М27.
Наименьший диаметр нарезаемой резьбы – М3.
Количество суппортов (поперечных) – 3.
Расстояние от револьверной головки до торца шпинделя – 64 180мм.
Наибольшее перемещение суппортов: поперечных – 40мм револьверной головки – 80мм.
Количество скоростей вращения шпинделя – 13.
Частота вращения шпинделя при левом вращении (обтачивание) – 160 2500обмин при правом (нарезание резьбы) – 64 1000обмин.
Размер и профиль заготовки определяется по размерам детали с учетом припуска на обработку. При этом припуски на обработку принимаются минимальные т.к. применяются калиброванные прутки. Использование таких заготовок наряду с экономией материала обеспечивает значительное уменьшение трудоемкости обработки. По указанному на чертеже материалу детали в качестве заготовки принимаем пруток диаметром 16 мм.
Разработка технологического маршрута обработки детали «ВИНТ»
Резец проходной упорный 12х12 мм
Державка для сменных резцедержателей одноместная
Резец фасочный с углом в плане
Державка для сменных резцедержателей
Кольцо резьбовое М6х1
Резец врезной 14х14мм ВК6М
Валик (ролик) накатной
Резец отрезной 6х14мм Р18 b=3мм
Кулачки револьверного суппорта переднего суппорта заднего суппорта вертикального суппорта
Определение длины рабочего хода режущего инструмента
Длина рабочего хода складывается из длины обрабатываемого участка детали; подвода инструмента (05 – 1 мм) на безударное врезание выполняемого с рабочей подачей: перебега инструмента требуемого например для отрезного резца или для проходного резца в случае его выхода в канавку. Формулы для определения длины рабочего хода режущего инструмента приведены в таблице 45 ([1] с.104-110) а значения величин врезания резца необходимые для определения длины рабочего хода при продольном обтачивании резцами с главным углом в плане меньше 90 в таблице 46 ([1] с.111).
Длина рабочих ходов при обработке винта по переходам:
Переход 3 – обточка диаметра 6 мм и 12мм: 1 – подвод резца мм;
Переход 7 – обточка фасок 1х45 и 1х45 : 1 – подвод резца мм;
Переход 8 – выстой резца;
Переход 9 – отвод резца;
Переход 10 – повернуть револьверную головку;
Переход 11 – нарезание резьбы М6х1: Р – шаг резьбы равный 1мм;
Переход 12 – реверсирование;
Переход 13 – свинчивание плашки:
Переход 14 – отвод плашки;
Переход 15 – повернуть револьверную головку;
Переход 16 – подвод резца;
Переход 17 - обточка фаски 1х45:
Переход 18 – выстой резца;
Переход 19 – отвод резца;
Переход 20 – подвод резца;
Переход 21 – накатка рифления шириной 10 мм:
Переход 22 – выстой резца;
Переход 23 – отвод резца;
Переход 24 – подвод резца;
Переход 25 – отрезка детали. Угол наклона режущей кромки отрезного резца а выбирают в зависимости от материала отрезаемой детали а=18. При этом величина скоса h=098 мм ([1] приложение 2 с.198). осюда длина рабочего хода при отрезке детали 098 – величина скоса отрезного резца мм; 05 – подвод резца мм; 05 – перебег резца мм.
Переход 26 – отвод резца.
Ориентировочные значения подач могут быть выбраны по таблице43 ([1] с.94). выбранные для обработки винта подачи приведены ниже.
В переходе 11 нарезание резьбы М6х1 подачей является шаг нарезаемой резьбы т.е.
Выбор скорости резания
Скорости резания выбираем из таблицы 41 ([1] с.91). Для продольного обтачивания врезания и накатки v = 25ммин для нарезания резьбы v = 2 ммин для отрезки v = 20 ммин.
Определение частот вращения шпинделя
Частоту вращения шпинделя необходимую для получения выбранной скорости резания для каждого рабочего перехода определяется по формуле:
Где n – частота вращения шпинделя автомата обмин; v – скорость резания ммин; =314; - диаметр заготовки мм; 1000 – переводной коэффициент.
Диаметр при определении скорости резания или частоты вращения шпинделя принимают максимальным для данного перехода т.е. тот диаметр с которого производят обтачивание. Для переходов на которых происходит одновременная обработка несколькими инструментами скорость резания выбирают по лимитирующему инструменту. Ниже приведены расчеты частот вращения шпинделя для рабочих переходов.
В разрабатываемом технологическом процессе лимитирующим переходом т.е. переходом определяющим выбор диапазона частот вращения шпинделя автомата является переход 11 – нарезание резьбы. Поэтому для обработки винта выбираем такой диапазон частот вращения шпинделя в котором есть частота вращения близкая к расчетной для этого перехода. Такой диапазон обеспечивается зубчатыми колесами А=29 и Б=66 коробки скоростей.
Полученные при расчете частоты вращения шпинделя корректируем по табличным значениям выбранного диапазона и пересчитываем скорости резания. При этом следует помнить что увеличение частоты шпинделя относительно расчетной (рассчитанной по рекомендуемой скорости резания) приведет к уменьшению выбранной стойкости режущего инструмента.
В соответствии с выбранным диапазоном частот вращения шпинделя (100; 200; 250; 400; 500; 1000) принимаем:
Корректируем скорости резания
Определение оборотов шпинделя на переход
Количество оборотов шпинделя на рабочий переход определяют по формуле где s – подача ммоб.
Так как рабочие переходы выполняются при различной частоте вращения шпинделя то количество оборотов шпинделя на каждом переходе непропорционально затратам времени для выполнения этих переходов. Поэтому для расчетов определяем приведённые числа оборотов шпинделя путем умножения числа оборотов шпинделя необходимого для выполнения перехода на коэффициент приведения λ. Этот коэффициент равен отношению основной частоты вращения шпинделя в минуту при которой выполняется большинство переходов к частоте вращения шпинделя в минуту на которой выполняется данный переход т.е. λ=.
При обработке винта большинство рабочих переходов выполняется с частотой вращения шпинделя равной 500 обмин. Для этих переходов коэффициент приведения имеет следующие значения:
Переходы 3717 2125 1000500=2
Переходы 11131000100=10
Умножая число оборотов шпинделя необходимое для выполнения перехода на коэффициент приведения получаем приведенное число оборотов шпинделя для расчета:
Сумма приведенных чисел оборотов равна 1630
Определение ориентировочной продолжительности цикла изготовления одной детали
Время цикла обработки одной детали на автомате состоит из времени резания (промежуток времени в течение которого происходит снятие стружки) и вспомогательного времени.
Время резания (с) затраченное на выполнение рабочих переходов определяется по формуле
рабочих переходов; – частота вращения шпинделя на которой выполняется большинство рабочих переходов.
Подставляя полученные ранее данные в формулу находим Вспомогательное время состоит из времени на режим цанги подачу прутка до упора зажим цанги не совмещенные повороты револьверной головки паузы для зачистки обработанных поверхностей изменение частоты и направления вращения шпинделя и на не совмещенную часть отвода отрезного резца. Время на не совмещенную часть отвода отрезного резца составляет 25-6% от времени на рабочие переходы причем при коротких циклах обработки детали это время составляет 25-4% а при больших циклах (≥ 100с) – 5-6%.
В рассматриваемом процессе вспомогательное время на разжим цанги подачу прутка до упора и зажим цанги равно 1с на три поворота револьверной головки – 3с на 2 паузы для зачистки обработанной поверхности – 2с на изменение направления вращения шпинделя – 1с на отвод отрезного резца – 9с.
Общее вспомогательное время составляет .
Ориентировочная продолжительность цикла изготовления одной детали определяется как сумма основного и вспомогательного времени т.е. =1956+16=2216c. По этому времени уточняют количество сотых делений необходимое для переключения револьверной головки и подачу прутка до упора.
Определение радиусов кулачков
Радиусы кулачка револьверной головки зависят от расстояния между торцом шпинделя и револьверной головкой в конце рабочего хода соответствующего перехода. Эти расстояния складываются из длин заготовки детали и державки.
Длина заготовки равно длине детали плюс ширина отрезного резца плюс расстояние от плоскости отрезного резца до торца шпинделя. Длина детали равна 25 мм. Из приложения 2 ([1] с.198) видно что отрезной резец для отделения детали от прутка диаметром 12 мм должен быть шириной 2 мм а расстояние от плоскости отрезного резца до торца шпинделя выбранное из таблицы 4 ([1] с.22-23) равно 7 мм. Следовательно длина заготовки (25+2+7) равна 34 мм.
Габаритные размеры державок ([1] таблица 81 с.186): для револьверной головки 12х12 для переднего и заднего суппортов 14х14 для вертикального суппорта 6х14.
Суммируя длины державок и заготовки получаем расстояния между торцом шпинделя и револьверной головкой:
Для определения радиуса кулачка револьверной головки выбираем переход с наименьшим расстоянием от торца шпинделя до револьверной головки (в данном случае ) и сравним его с величинами лежащими в пределах от А до А+В ([1] таблица 4 с.20-21) соответствующими наименьшим расстояниям от торца шпинделя до револьверной головки с учетом регулировки. Величина регулировки В равна 36 мм а наименьшее расстояние от торца шпинделя до револьверной головки А=64мм.
Если =64+100 то для соответствующего перехода принимают максимальный радиус кулачка револьверной головки. В этом случае конечный радиус кулачка рассчитывается по формуле где а – расстояние от торца шпинделя до револьверной головки в конце соответствующего перехода.
При обработке длинных деталей может быть больше 100мм. В этом случае конечные радиусы кулачка рассчитываются по формуле а начальные радиусы – по формуле где - длина рабочего хода инструмента.
Участки профиля кулачка на которых происходит переключение револьверной головки выполняют радиусом на 1 мм меньше начального радиуса последующего рабочего перехода.
При использовании упора закрепленного в револьверной головке радиус кулачка на котором происходит подача прутка равен начальному радиусу последующего рабочего перехода.
Размеры дисковых кулачков приведены в таблице 39 ([1] с.84-85).
В переходе 3 расстояние между торцом шпинделя и револьверной головкой равно 93 мм.
Конечный радиус кулачка в этом переходе будет равен этого перехода будет равен
Следовательно радиус кулачка на котором происходит подача прутка до упора (переход 1) может быть равен 74мм. Расстояние торца шпинделя от револьверной головки в этом случае равно сумме расстояния от торца шпинделя до револьверной головки и длины рабочего хода следующего перехода (переход 3): (93+29)=122мм.
Длина упора в этом случае должна быть равно (122-38)=84мм (вылет заготовки из цанги). По рисунку 37 ([1] с.190) и таблице 87 ([1] c.195) определяем что для автомата максимальная длина упора может быть равна 100мм т.е. он удовлетворяет условиям технологического процесса и следовательно радиус 74 мм может быть принят для расчета.
Для перехода «нарезание резьбы» конечный радиус кулачка может быть рассчитан по формуле .
Для кулачка управляющего подачей отрезного резца конечный радиус равен максимальному радиусу . Кулачки управляющие другими резцами поперечных и вертикальных суппортов должны быть занижены на величину на которую эти резцы не доходят до оси шпинделя. В этом случае вылет резцов из державки остается постоянным это увеличивает жесткость резцов и улучшает условия резания.
Рассчитанные значения радиусов впишем в операционную технологическую карту.
Количество сотых делений кулачкового диска для холостых перемещений и рабочих перемещений
При обработке винта сумма сотых делений кулачкового диска на холостые не совмещенные перемещения равна 215 следовательно на все рабочие переходы приходится (100-215)=785 делений кулачкового диска.
Зная число оборотов шпинделя затрачиваемое на выполнение учитываемых рабочих перемещений и число оборотов шпинделя на каждый рабочий переход можно определить количество сотых делений кулачкового диска для рабочих перемещений.
Число оборотов шпинделя затрачиваемое на выполнение рабочих перемещений равное 1630 оборотам соответствует 785 сотым делениям кулачкового диска. Тогда один оборот соответствует 7851630 сотым делениям кулачкового диска 100 оборотов (переход 7) – (785)1630=48 сотым делениям кулачкового диска.
Аналогично рассчитываем количество сотых делений кулачкового диска на все рабочие переходы.
Переход 3 (785726) 1630=35
Переход 7 (785100) 1630=5
Переход 11(78580) 1630=4
Переход 13(78580) 1630=4
Переход 17(78580) 1630=4
Переход 21(78530) 1630=15
Переход 25(785534) 1630=31
Деления (сотые) кулачкового диска рабочих и холостых не совмещенных переходов нарастающие в строгой последовательности технологического процесса обработки детали располагают от нуля до ста сотых в соответствующей графе операционной технологической карты. В таблице 1 представлена операционная технологическая карта обработки детали «винт».
Наименование переходов
Число оборотов шпинде-ля
Подать пруток до упора
Повернуть револьвер-ную головку
Обточка фасок 1х45 и 04х45
Нарезание резьбы М6х1
Реверсиро-вание шпинделя
Накатка рифления ширина 10мм
Вертикальный суппорт

Кулачок заднего суппорта.cdw

Кулачок вертикального суппорта.cdw

Кулачок переднего суппорта.cdw

Кулачок револьверного суппорта.cdw