Изготовление заготовки с помощью литья
Содержание
1. Анализ технологического процесса изготовления детали
«Кронштейн»
. Определение потребности в технологическом оборудовании
. Разработка компоновок ГПМ
. Функционирование подсистемы поддержания работоспособности
1. Анализ технологического процесса изготовления детали «Кронштейн»
Для получения исходной заготовки используется литье. Основные
формообразующие операции, выполняются на токарном оборудовании: станок
2254ВМФ4, 2204ВМФ4. Для окончательной обработки используется станок 2Н135
Анализ оборудования, используемого в технологическом процессе.
На заготовительной операции 005 используется литье. Особенно важно
правильно выбрать вид заготовки и назначить наиболее оптимальные условия на ее
изготовление в условиях автоматизированного производства деталей машин, когда
размеры детали при механической обработке получаются автоматически на
предварительно настроенных станках. На производство поступают уже готовые
заготовки, они будут храниться на складе.
На операцию 010 фрезерно-сверлильную используется станок
2254ВМФ4.верлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ модели
2254ВМФ4Назначение/краткая информация: Станок предназначен для выполнения
сверлильных, фрезерных и расточных операций при обработке плоских сторон
деталей средних размеров.
На станке могут быть обработаны изделия из чугуна, стали, легких сплавов,
цветных металлов, пластмасс и др. Станок производит черновое и чистовое
фрезерование плоскостей и криволинейных поверхностей, а также сверление,
растачивание, зенкерование и развертывание точных отверстий, нарезание резьб
метчиками и резцами. Техническая характеристика: Размеры рабочей поверхности
стола мм 500 x 630Максимальные координатные перемещения по осям X, Y, Z мм
500Пределы частот вращения шпинделя 1/мин 2 - 3150Регулирование скоростей шпинделя
Бесступенчатое.
Регулирование продольных, поперечных и вертикальных подач Бесступенчатое.
Пределы продольных, поперечных и вертикальных подач мм/мин 0,1 - 10000Емкость
инструментального магазина шт. 30 Мощность двигателя привода главного движения
кВт 10Точность позиционирования (линейного) мм 0,016Тип системы ЧПУ CNC.
Габариты станка мм 4610 x 4510 x 3235Вес станка кг 7000
Таблица 1. Расчет коэффициента автоматизации станка модели 2254ВМФ4
|
№ п/п
|
Наименование функции
|
Уровень автоматизации
|
Значение
|
|
1
|
Включение оборудования
|
ручное
|
0
|
|
2
|
Установка заготовки на
станке
|
ручное
|
0
|
|
3
|
Закрепление заготовки
|
автоматизированное
|
0,5
|
|
4
|
Задание режимов обработки
|
автоматизированное
|
0,5
|
|
5
|
Поиск инструмента
|
автоматическое
|
1
|
|
6
|
Установка нулевой точки
инструмента
|
автоматизированное
|
0,5
|
|
7
|
Обработка заготовки
|
автоматическое
|
1
|
|
8
|
Контроль обрабатываемой
поверхности
|
ручное
|
0
|
|
9
|
Контроль режущего
инструмента
|
ручное
|
0
|
|
10
|
Смена инструмента
|
автоматическое
|
1
|
|
11
|
Снятие готовой детали
|
автоматизированное
|
0,5
|
|
12
|
Удаление стружки
|
ручное
|
0
|
|
13
|
Выключение оборудования
|
автоматическое
|
1
|
Ка = ∑Аi/ n= 6 /13= 0,46
· подачи заготовок;
· контроля режущего инструмента;
· контроля обрабатываемой поверхности;
На операцию 015 фрезерно-сверлильно-расточную используется станок
2204ВМФ4.
Для многооперационной обработки с 4-х сторон деталей сложной формы из
стали, чугуна, цветных металлов, пластмасс и др.
Комплектация электро-, гидро-, пневмооборудования, тип управляющей
системы и приводов выбирается по согласованию с заказчиком.
Таблица 2. Техническая характеристика
|
Размеры рабочей поверхности
стола, мм
|
400 х 500
|
|
Наибольшие программируемые
перемещения, мм:продольное по оси Хвертикальное по оси Yпоперечное по оси Z
|
500500500
|
|
Конус шпинделя
|
50АТ4
|
|
Частота вращения шпинделя,
об/мин
|
20...5000
|
|
Пределы рабочих подач по
осям X, Y, Z, мм/мин
|
0,1...10000
|
|
Скорость быстрых
перемещений по осям X, Y, Z, мм/мин
|
12000
|
|
Количество инструментов в
магазине
|
30
|
|
Мощность главного привода,
кВт
|
10
|
|
Габариты станка, мм
|
4280 х 3840 х 2926
|
Электрооборудование: Питающая электросеть - род тока
переменный трехфазный, частота- Гц 50 напряжение - В 380
Устройство числового программного управления: Тип Размер
2М1300-84, 2С42, "Фанук 6М-Е".
Количество управляемых координат - всего 8.
Ввод информации С перфоленты и вручную.
Система кодирования ISO.
Инднкация Буквенно-цифровая и знаковая
Вид интерполяции Линейная круговая.
Расчет коэффициента автоматизации станка модели 2204ВМФ4
Ка = ∑Аi/ n= 6,5 /13= 0,5
Несмотря на невысокий уровень автоматизации, оборудование может
использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами:
· подачи заготовок;
· контроля режущего инструмента;
· контроля обрабатываемой поверхности;
· удаления отходов;
На операцию 020 сверлильную используется станок 2Н135.
Вертикально-сверлильный станок 2Н135 и пользуется на предприятиях с единичным и мелкосерийным выпуском продукции и предназначен
для сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования, развертывания и
подрезки торцев ножами. Наличие на станке механической подачи шпинделя, при
ручном управлении циклами работы, допускает обработку деталей в широком
диапазоне размеров из различных материалов с использованием инструмента из
высокоуглеродистых и быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Установленное на
станке электрическое устройство реверсирования двигателя главного движения,
позволяет производить нарезание резьбы машинными метчиками при ручной подаче
шпинделя.
Учитывая низкий уровень автоматизации и то что станок не автоматизирован
его не возможно использовать в составе ГПС без глубокой модернизации.
Произведем замену используемого оборудование на его аналог 6Р13РФ3.
Станок вертикальный консольно-фрезерный с ЧПУ и револьверной головкой
Станки предназначены для многооперационной обработки деталей сложной
конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких металлов, а также других
материалов. Наряду с фрезерными операциями на станках можно производить точное
сверление, растачивание, зенкерование и развертывание отверстий.
Таблица 3. Технические характеристики станка 6Р13РФ3
|
Характеристика
|
Наименование
|
|
Длина рабочей поверхности
стола, мм
|
1600
|
|
Ширина стола, мм
|
400
|
|
Наибольшее перемещение по
осям X,Y,Z, мм
|
1000_400_380
|
|
Серия
|
1975
|
|
Снятие
|
1984
|
|
ЧПУ
|
Н33-1М
|
|
Точность
|
Н
|
|
Мощность, кВт
|
7,5
|
|
Габариты, мм
|
3200x2500x2450
|
|
Масса, кг
|
6900
|
Данное оборудование, не смотря на ограниченные инструментальные
возможности может использоваться в составе ГПС после дооснащения его
обеспечивающими системами:
§ подачи заготовок
§ контроля изделий и инструмента
§ удаления отходов.
Рассчитаем уровень автоматизации технологической подсистемы до
модернизации и после модернизации.
Ка( ГАУ) = ∑ Ка / N =
1,31 / 3 = 0,43
где
- количество подразделения ГАУ;
- сумма
уровней автоматизации технологического оборудования и всех подразделений ГАУ.
Расчет уровня автоматизации станочной подсистемы после модернизации
Ка( ГАУ) = ∑ Ка / N =
2,4 / 3 = 0,8
Принимаем общий уровень автоматизации 0,8.
При разработке структуры автоматического производственного комплекса
необходимо знать потребное количество основного и вспомогательного оборудования
для обеспечения заданной программы выпуска деталей.
Определить количество основного оборудования, включаемого в
автоматический комплекс, можно, исходя из среднего такта выпуска деталей на
комплексе.
Средний такт выпуска деталей
где
Фо - номинальный фонд времени работы оборудования,
при
односменной работе оборудования Фо=2070 ч.;
при
двухсменной работе Фо=4140 ч.;
при
трехсменной работе Фо=6210 ч.
Примем
двухсменный режим работы
К
- коэффициент использования оборудования принимаем равным общему уровню
автоматизации;г - годовая программа выпуска деталей.
Определим
степень загрузки оборудования
сверлильный деталь фрезерный
3. Функционирование подсистемы поддержания работоспособности
Система поддержания работоспособности занимает особое
место в управлении ГПМ. Задача системы состоит в устранении помех,
препятствующих нормальному продолжению рабочего процесса. Поддержание
работоспособности включает: сбор информации; оценку информации и выявление
отклонений от нормы, установленной исходными данными; определение причины
отклонения, принятие решения и выработку корректирующего воздействия,
ликвидирующего обнаруженные отклонения; ввод корректирующих воздействий.
В качестве примеров событий, требующих вмешательства
системы поддержания работоспособности: затупление инструмента, предельное
изнашивание инструмента, поломку инструмента, увеличение припуска или твёрдости
заготовки и др.
Прежде всего, возникает проблема идентификации поступившей
заготовки, которая должна быть абсолютно надёжной. С этой целью кодируют
спутники и палеты с помощью кодовых планок; используют фотоэлектрические
системы распознавания образов;