Разработка технологического процесса изготовления детали с применением ГАП и ГПС

ВВЕДЕHИЕ

Одним из важнейших условий успешного выполнения программы

интенсификации народного хозяйства является комплексная автоматизация

производства.

В настоящее время в зависимости от уровня организационной структуры

производства и ступеней автоматизации в области гибких автоматизированных

производств (ГАП) принята следующая терминология (ГОСТ 26228-84).

Обобщающим термином является гибкая производственная система

(ГПС).

Под гибкой производственной системой понимается совокупность (или

отдельная единица) технологического оборудования и системы обеспечения его

функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством

автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной

номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. В свою

очередь, ГПС подразделяются по организационной структуре на следующие

уровни:

Гибкий производственный модуль (ГПМ) - гибкая производственная

система, состоящая из единицы технологического оборудования, оснащенная

автоматизированным устройством программного управления и средствами

автоматизации технологического процесса, автономно функционирующая,

осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраивания в

систему более высокого уровня.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ), гибкий автоматизированный

участок (ГАУ) - это ГПС, состоящая из нескольких производственных модулей,

объединенных автоматизированной системой управления. В ГАЛ технологическое

оборудование расположено в принятой последовательности технологических

операций, а ГАУ функционирует по технологическому маршруту, в котором

предусмотрена возможность изменения последовательности использования

технологического оборудования.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) - представляет собой гибкую

производственную систему, которая представляет собой совокупность ГАЛ и

(или) ГАУ, предназначенную для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) - гибкая производственная

система, которая представляет собой совокупность ГАЦ, предназначенную для

изготовления изделий заданной номенклатуры.

По ступеням автоматизации ГПС подразделяются на гибкие

производственные комплексы (ГПК) и гибкие автоматизированные производства

(ГАП).

Гибкий производственный комплекс определяется как ГПС, состоящая и

нескольких гибких производственных модулей, объединенных

автоматизированной системой управления и автоматизированной тpанспоpтно-

складской системой (АТСС), автономно функционирующая в течение заданного

интервала времени и имеющая возможность встраивания в систему более

высокой ступени автоматизации.

Гибкое автоматизированное производство представляет собой ГПС,

состоящую из одного или нескольких ГПК, объединенных автоматизированной

системой управления производством и тpанспоpтно-складской

автоматизированной системой, и осуществляющей автоматизированный переход

на изготовление новых изделий с помощью автоматизированной системы

научных исследований (АСHИ), систем автоматизированного проектирования

(САПР) и автоматизированной системы технологической подготовки

производства (АСТПП).

В общем случае в систему обеспечения функционирования

технологического оборудования ГПС входят: АСHИ, САПР, АСТПП,

автоматизированная система управления предприятием (АСУП), АТСС,

автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО), система

автоматизированного контроля (САК), автоматизированная система удаления

отходов (АСУО) и т.д.

Особую роль в ГПС играет АТСС - система взаимосвязанных

автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки,

хранения, временного накопления, разгрузки и доставки предметов труда,

технологической оснастки и удаления отходов. АСИО, состоящая из

взаимосвязанных элементов и включающая накопители, устройства смены и

контроля качества инструмента, предназначена для хранения, автоматической

установки и замены инструмента.

Принципиальное отличие ГПК от ГАП состоит в наличии в составе

последнего таких систем, как АСHИ, САПР и АСТПП.

Создание ГАП целесообразно в основном на предприятиях

среднесерийного, мелкосерийного и единичного типов производства и требует

предварительного экономического обоснования.

При широком внедрении ГАП требуется освоение методов системного

проектирования, взаимоувязанной отработки технологических объектов,

интегрированных систем автоматизированного управления и подсистем внешнего

обеспечения ГАП, создания индустриальной базы централизованного обеспечения

и эксплуатационного сервиса.

При создании ГАП необходимо обращать особое внимание на проблемы:

информационной, аппаратной и pазмеpно-паpаметpической совместимости всех

разработок; ограничения многоваpиантности всех систем, модулей, агрегатов,

узлов и элементов, используемых в ГАП, развития типизации и

стандартизации всех звеньев; комплексности и сбалансированности

развития всех включенных в структурную схему ГАП функциональных и

обеспечивающих подсистем; необходимости создания на каждом предприятии

обособленной централизованной службы внедрения пpогpаммно-упpавляемого

оборудования.

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ ИЗДЕЛИЯ К АВТОМАТИЧЕСКОМУ

ПРОИЗВОДСТВУ

Наряду с тактико-техническими требованиями, к конструкции

изделия предъявляют технологические и производственные требования.

Конструкция изделия должна отвечать такому качеству отдельных его

составляющих (материалов, деталей, сборочных компонентов и т.д.) и изделия

в целом, при котором обеспечивается возможность автоматизированного его

изготовления с наименьшими трудозатратами (трудоемкостью) на всех стадиях

производства. Такое изделие называют технологичным. Анализ производится по

методике и справочным данным, изложенным в [1] c.5-10. Параметрами оценки

являются: конфигурация, физико-механические свойства сечения и

поверхности, сцепляем ость, абсолютные размеры и их соотношения,

показатели симметрии, специфические свойства детали и т.д., т.е. основные

свойства детали. Для исследования деталей, сборочных компонентов или

изделий в целом характерные свойства дифференцированы на семь ступеней.

Каждая ступень качественно характеризует определенную совокупность свойств.

В результате анализа детали были получены следующие данные (в

баллах):

I ступень: асимметрия центра тяжести 1000000;

II ступень: несцепляемая 000000;

III ступень:пластинчатая,толстая,

Ферромагнитная 20000;

IV ступень: свойства формы не учитываются,

прямая 2000;

V ступень: одна ось вращения 200;

VI ступень: центральное отверстие сквозное

ступенчатые с симметричной формой концов 40;

VII ступень: отверстие на образующей

поперечное 5;

1022245

Таким образом сумма баллов равняется 16,что позволяет отнести

изготовление деталей ко 2 категории сложности автоматизации (по табл.1.2

[1]).

1.1.Краткая характеристика категории сложности автоматизации

Автоматизация средней сложности. Требуется отработка системы

ориентации и загрузки детали в рабочие органы. Целесообразна

экспериментальная проверка.

2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1.Экономическое обоснование выбора заготовки.

В качестве заготовок в машиностроении часто используются: отливки,

поковки и заготовки из проката.

Метод выполнения заготовок для деталей определяется их назначением и

конструкцией, а также материалом, техническими требованиями, серийностью

выпуска и экономичностью изготовления.

Для рационального выбора заготовки необходимо учитывать все выше

перечисленные исходные данные. Окончательное решение может быть принято

только после экономического расчёта себестоимости заготовки. Учитывая

довольно тяжёлые условия эксплуатации детали, получение заготовок методом

литья будет нецелесообразно с точки зрения качества литых заготовок: это –

неблагоприятная с точки зрения прочности зернистая структура металла и

образование внутренних дефектов.

Принимая во внимание вышесказанное, произведём экономическое

обоснование выбора заготовки следующими двумя способами:

- заготовка ( 205 мм, длиной 130 мм из круглого проката;

- заготовка, полученная методом штамповки.

Себестоимость заготовки из проката:

Sзаг=М+(Соз, где

М – затраты на материал заготовки, руб.

(Соз – технологическая себестоимость операций правки, калибровки исходных

прутков и разрезки их на штучные заготовки.

[pic], где

спз – приведённые затраты на рабочем месте, кол/ч;

Тшт – штучное время выполнения заготовительной операции, мин.

Правка прутка на автоматах:

[pic] руб.

Отрезка заготовки на отрезном станке дисковой пилой:

[pic] руб.

Таким образом (Соз=0,125+0,061=0,186 руб.

Затраты на материал заготовки

[pic], где

Q – масса заготовки, кг; Q=33,02 кг с учётом нормы расхода

q – масса готовой детали; q=19,6 кг теоретическим расчётом.

S – цена 1 кг материала заготовки, 0,2 руб

Sотх – цена 1 т отходов,22,6 руб

М=33,02(0,2-(33,02-19,6) (22,6/1000=6,304 руб

Sзаг=6,304+0,186=6,49 руб

Себестоимость заготовок полученных горячей штамповкой:

[pic], где

ci –базовая стоимость 1т заготовок, 373 руб

КT,KC,KB,KM,Kn –коэффициенты зависящие от класса точности, группы

сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок.

В соответствии с методикой определения данных коэффициентов [1]

определим их значения:

КT=1 KB=0,73 Kп=1

KC=0,84 KM=1

Таким образом имеем

[pic] руб.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок

(з=(Sзагпр-Sзагшт)*N=(6,49-5,38)*30000=33300 руб

Таким образом видно, что наиболее экономичным и наименее металлоёмким

является способ получения заготовок методом штамповки в горячештамповочных

автоматах.

Чертёж заготовки представлен на рис.2.1

Назначение и расчет припусков.

Припуски на обработку каждой поверхности назначаем по ГОСТ 7505-89.

Припуски устанавливаются в зависимости от массы и размеров штампованной

заготовки, шероховатости поверхности обработанной детали, класса точности

заготовки, степени сложности, группы стали. Класс точности – Т3 (приложение

1, табл. 19 ГОСТ 7505-89). Степень сложности определяется из соотношения

[pic], где

Gп – масса поковки,

Gф – масса геометрической фигуры, в которую вписывается форма штампованной

заготовки.

Gдет – масса детали,

Кр=1,5..1,8

Степень сложности – С1 (приложение 2 ГОСТ 7505-89). Группа стали – М2

(табл.1 ГОСТ 7505-89). Для назначения припусков определяем исходный индекс

по табл. 2 ГОСТ 7505-89, он равен 13. Припуски назначаем по табл.3 ГОСТ

7505-89 для каждой обрабатываемой поверхности (на одну сторону размера).

На (200 припуск 2,3мм.

На (180 припуск 2,3мм.

На торец (200 припуск 2,0мм.

На торец (180 припуск 2,2мм.

На второй торец (200 припуск 2,0мм.

Допуски на размеры устанавливаются по табл. 8 ГОСТ 7505-89 (см. рис. 2.1).

Штамповочные уклоны по табл.8 ГОСТ 7505-89.

2.2 Составление технологического маршрута обработки.

Технологический маршрут обработки представлен в табл. 2.1

Таблица 2.1

|№ |Наименование операции или перехода |Норма |

| | |времени|

| | |, мин |

|1. |Токарная |8,49 |

Страницы: 1, 2, 3