ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Факультет автоматизации машиностроения

 

 

Кафедра технологии автоматизированного машиностроения

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИИ “

 

Для студентов 4 курса дневной, 5 курса заочной и ускоренной форм обучения по специальности 120100 –“ Технология машиностроения “

 

Киров 2001

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Данная курсовая работа направлена на закрепление и более полное усвоение теоретического материала по дисциплине “ Автоматизация производственных процессов в машиностроении ” (АППМ) на основании лекционного курса, а также знаний, приобретаемых студентами самостоятельно, при работе с технической литературой. Перечень рекомендуемой для выполнения курсовой работы приводится в конце этих методических указаний.

Студентам предоставляется реальная возможность проявить свои творческие способности в создании нестандартного автоматизированного оборудования: специальных станков – автоматов, агрегатных станков, роботизированных комплексов, станочных технологических модулей и т.п. в соответствии с темой курсовой работы. Кроме того, предусмотрена конструкторская разработка прогрессивных средств технологического оснащения автоматизированного производства – различного рода устройств, которые оговариваются в индивидуальном задании.

Навыки, получаемые студентами в процессе выполнения настоящей курсовой работы будут полезны при дальнейшем дипломном проектировании и в их последующей инженерной деятельности.

Задание на курсовую работу оформляется на бланке “ЗАДАНИЕ”. В качестве исходного материала служит рабочий чертеж детали средней сложности с указанием обрабатываемых на данном станке поверхностей.

В задании указывается объем выпуска деталей, производство которых служит объектом автоматизации, а также контрольные сроки проектирования. Предусматриваются две промежуточные аттестации и оговаривается срок сдачи готовой работы (даты уточняются при выдаче задания).

В качестве обрабатываемой детали – объекта автоматизации в задании студентов дневной формы обучения целесообразно принимать деталь, на которую разрабатывался технологический процесс в курсовой работе по дисциплине “ Основы технологии машиностроения “. Студентам заочной и ускоренной формы обучения могут выдаваться детали не связанные с конкретной технологией, в том числе, предложенные самими студентами.

 

Обязательными объемами при выполнении курсовой работы являются:

· объем пояснительной записки 25 – 30 страниц текста (желательно

представление его в печатном виде),

· приложения к пояснительной записке в объеме по необходимости,

· объем графической части – 2 листа формата А1. (Общий вид станка – формат А2, схема управления – формат А2, сборочный чертеж устройства по индивидуальному заданию – формат А1).

 

СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ: пояснительная записка

1. Титульный лист (образец – см. в приложении к данным указаниям).

2. Задание на курсовую работу (см. бланк “ЗАДАНИЕ”).

3. Реферат.

4. Ведомость курсовой работы (подписанная студентом).

5. Содержание (с подписанным студентом штампом).

6. Введение (объемом не более страницы).

7. Основная часть:

7.1. Анализ 2 – 3 известных методов автоматизации обработки данной детали, выбор и обоснование варианта решения поставленной задачи.

7.2. Выбор и описание схемы базирования детали при обработке.

7.3. Определение потребного количества технологических переходов и выбор вида инструментов для каждого из них.

7.4. Назначение (расчет) режимов резания по технологическим переходам.

7.5. Выбор и обоснование типов стандартных унифицированных узлов (с приведением их схем и технических характеристик).

7.6. Описание состава и устройства автоматизированного оборудования.

7.7. Описание работы и принципа действия автоматизированного оборудования.

7.8. Подробное описание принципиальной схемы управления, последовательности срабатывания всех основных элементов.

7.9. Описание устройства и принципа действия разработанного по индивидуальному заданию технологического устройства (с приведением расчетов).

7.10.Определение нормы времени и длительности рабочего цикла на основе построения циклограммы работы оборудования.

7.11.Расчет цикловой производительности разработанного автоматизированного оборудования.

7.12.Расчет коэффициента загрузки разработанного автоматизированного оборудования (агрегатного станка).

8. Заключение. Выводы по работе.

9. Приложения:

9.1. Приложение А (справочное). Библиографический список (в тексте обязательно должны быть ссылки на используемую литературу).

9.2. Приложение Б (обязательное). Технологический эскиз детали по индивидуальному заданию. Он оформляется как технологический документ формата А4 или А3.

9.3. Эскизы технологических наладок на все рабочие позиции (технологические переходы).

Примечание. Следует учитывать положения стандарта – Общие требования к оформлению текстовых документов. СТП ВятГТУ 101 – 2000.

 

 

АНАЛИЗ МЕТОДОВ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

 

В соответствии с заданием, необходимо проанализировать возможные методы автоматизации и создания автоматизированного технологического оборудования для обработки данной детали, а затем выбрать из них наиболее перспективный и эффективный.

К таким методам относится метод агрегатирования. Он применяется при создании специальных, так называемых агрегатных станков и целых автоматических линий в условиях серийного, крупносерийного и массового производства.

Его сущность заключается в использовании для компоновки станков готовых, серийно выпускаемых специализированными предприятиями узлов (агрегатов). Эти узлы унифицированы, изготавливаются целыми гаммами типоразмеров, а их технические характеристики, описания устройства и принципа действия, а также кинематические, пневмо- и гидравлические схемы приводятся в специальных каталогах (см. список литературы, помещенный в конце этих методических указаний).

Основными преимуществами рассматриваемого метода являются:

· высокая производительность, обусловленная совмещением основного технологического и вспомогательного времени в рабочем цикле станка (особенно с круглым поворотным столом),

· высокая точность обработки деталей, которая достигается благодаря точности исполнительных узлов и механизмов станка, имеющих отработанную конструкцию, изготавливаемых по хорошо отлаженной технологии в условиях специализации,

· стабильность качества обработки при хорошей сборке и наладке,

· относительно низкая стоимость стандартных узлов и станка вцелом,

· простота и малые сроки проектирования станков, что очень важно при подготовке производства,

· возможность переналадки станков на выпуск различных деталей,

· повторное использование узлов в конструкциях вновь создаваемых станков и автоматических линий,

широкие технологические возможности. На таких станках можно обрабатывать корпусные детали, детали типа валов, втулок, некруглых стержней, рычагов и кронштейнов, полые цилиндры, детали в виде плоских плит, дисков и т.п. Наиболее характерными операциями при этом являются: сверление, развертывание, зенкерование цекование, другие виды механообработки мерным инструментом, а

 

также различные виды фрезерования, нарезание резьб (метчиками и плашками), токарная обработка в виде растачивания, выполнения канавок, наружное обтачивание (небольших по длине поверхностей) и выполнять другие виды обработки.

Унификация – важнейшее направление создания автоматизированного технологического оборудования. В настоящее время унифицированы силовые агрегаты (агрегатные силовые головки) основным назначением которых служит обеспечение главного движения – вращения инструмента и подачи. Столы, предназначенные для расположения на них комплекта зажимных приспособлений, воспринятия усилий резания, а также для транспортирования обрабатываемых деталей из одной рабочей позиции в другую. Унифицированы и содержатся в каталогах станины, выбираемые под определенный стол, стойки и кронштейны под силовые головки и т.п., а также некоторые виды технологической оснастки – фрезерные и многошпиндельные насадки, инструмент и элементы управления.

На станках данного типа, в основном, применяется стандартный инструмент, однако может использоваться специальный и комбинированный инструмент. Например, с целью сокращения числа рабочих позиций станка, целесообразно при сверлении отверстий под резьбу использовать ступенчатые сверла, что позволит одновременно с отверстием получить и фаску.

Возможны два режима работы станка:

· автоматический, когда станок выполняет однообразные рабочие циклы без вмешательства рабочего – оператора. Это наиболее эффективный режим. Его следует принимать и в настоящей работе, разработав соответствующую схему управления,

· полуавтоматический режим, при котором для повторения каждого рабочего цикла необходимо вмешательство оператора, который, нажимая на кнопку пульта управления, запускает станок. Эта разновидность работы характеризуется непостоянной производительностью и зависит от субъективных характеристик рабочего.

В первую очередь следует ориентироваться на применение автоматического режима работы станка. В этом случае создаются предпосылки для выполнения заданной программы выпуска деталей. Загрузку деталей на станок и снятие их со станка в этой работе можно оставить ручной.

Сверх задания студентам, желающим повысить технический уровень своей курсовой работы, и, соответственно, оценку, можно рекомендовать проработать вариант автоматизированной загрузки станка, для чего спроектировать специальное загрузочное устройство. В качестве последнего возможно применение промышленного робота, для которого следует разработать захватное устройство под выданную в задании обрабатываемую деталь.

 

 

 

 

Рисунок 1 – Внешний вид агрегатного станка для обработки средне – и малогабаритных деталей с круглым поворотным столом

 

На агрегатных станках могут обрабатываться детали машин и приборов различного назначения, самые разнообразные по форме, размерам, материалу заготовок. Номенклатура обрабатываемых деталей практически не ограничена. Для них характерны операции, выполняемые мерным инструментом (сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, цекование и т.п.).

Производится нарезание резьбы метчиками и плашками.

Возможна токарная обработка в виде растачивания отверстий, выполнения различных внутренних канавок, а также наружная обточка небольших по длине поверхностей (с помощью специальных оправок при неподвижной детали). Часто станки этого типа используются для операций фрезерования

(с использованием специальных фрезерных насадок).

Метод агрегатирования успешно применяется для автоматизации операций, сопровождающихся пластическим деформированием материала заготовок и для несложной сборки.

Ниже приведены примеры конфигурации обрабатываемых поверхностей, которые свидетельствуют о широких технологических возможностях станков.

 

 

Таблица 1 – Разновидности типов обрабатываемых поверхностей

 

 

 

Рисунок 2 – Нормализованные узлы агрегатных станков: 1 –поворотный делительный стол, 2 – станина, 3 – приводная направляющая плита, 4 – силовая головка, 5 – пульт управления, 6 – пневмораспределитель, 7 – подвижный кондуктор, 8 – редуктор привода шпинделя, 9 – расточная бабка, 10 – силовой стол, 11 – стойка (кронштейн)

 

 

Рисунок 3 – Схемы компоновок агрегатных станков на прямоугольной станине: а – двусторонняя с горизонтальными головками, б – то же, с наклонно закрепленными головками, в – то же, с вертикально установленными головками, г – с горизонтальной, наклонной и вертикальной головками

 

 

Рисунок 4 – Схемы компоновок агрегатных станков с круглым поворотным столом: 1 – силовая головка, 2 – подкладная плита, 3 – станина, 4 – стойка (кронштейн), 5 – стол

 

Подкладные плиты отличаются разнообразием по своим размерам, т.к. предназначены для установки силовых головок на требуемом уровне по отношению к обрабатываемой детали. Особенно это касается деталей, имеющих расположенные под углом к горизонтальной плоскости отверстия. Поэтому допускается изготавливать такие плиты специально.

 

 

 

Рисунок 5 – Пример схемы настройки комплекта режущих инструментов