Сорокин В.В. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский государственный университет

им. М. Козыбаева

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЗАДАННОЙ ДЕТАЛИ НА АГРЕГАТНОМ СТАНКЕ, КОМПОНОВКИ,

НАЛАДКИ СТАНКА, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автоматизация

производственных процессов» для студентов специальности

050712 - «Машиностроение»

г. Петропавловск 2007 год.

ОГЛАВЛЕНИЕ

страницы

Введение 4

I Общие сведения 5

1. Классификация и некоторые виды компоновок агрегатных

станков

II Нормализованные узлы 20

1. Силовые головки 20

2. Узлы подачи 34

2.1 Силовые столы 34

2.2 Столы крестовые 38

3. Узлы транспортные 39

3.1 Делительные поворотные столы 39

4. Детали корпусные базовые 44

4.1 Станины 44

4.2 Стойки 57

III Построение технологического процесса обработки

деталей на агрегатных станках

1. Основные принципы построения процесса обработки деталей

на агрегатных станках

2. Последовательность процесса обработки на агрегатных

станках

3. Особенности выбора баз 76

4. Особенности выбора режимов резания 77

IV Вспомогательный инструмент, применяемый для

обработки на агрегатных станках

1. Оснастка для стержневых режущих инструментов 78

V Объем, общее содержание, требования и методические

указания по выполнению курсовой работы

1. Объем, общее содержание курсовой работы 91

1.1. Объем курсовой работы 91

1.2. Технологическая часть 91

1.3. Конструкторская часть 91

1.4. Графическая часть 92

1.5. Оформление пояснительной записки 92

2. Требования к основным частям курсовой работы 93

2.1. Требования к технологической части 93

2.1.1. Методические указания по выполнению технологической

части курсовой работы

2.2 Требования к конструкторской части 94

2.2.1. Методические указания по выполнению конструкторской

части курсовой работы

2.3 Требования к графической части 96

Литература 98

ВВЕДЕНИЕ

Главным направлением в развитии машиностроения является

автоматизация технологических процессов.

Ведущую роль в построении автоматизированных технологических

процессов и проектировании автоматического оборудования получил метод

оптимальной концентрации операций обработки в одной рабочей машине.

Проектирование технологических процессов и оборудования по этому методу

позволяет намного сократить время изготовления деталей. При этом резко

повышается производительность труда, уменьшается число станков,

необходимых для полной обработки деталей, сокращается площадь, и

уменьшается себестоимость изделий.

Принцип концентрации операций в одной рабочей машине открыл

широкую дорогу автоматизации. Стало возможным автоматизировать не

десятки отдельных одноинструментальных станков, а один

многоинструментальный станок, в котором каждый автоматически работающий

механизм приводит в движение целую группу инструментов, выполняющих

десятки операций и переходов одновременно. Чтобы облегчить создание

многоинструментальных полуавтоматов и автоматов, построенных по

принципу концентрации операций, конструкторы-станкостроители

проектируют их из отдельных агрегатов и узлов.

Агрегатные станки появились в начале 30-х годов. Их широкое

применение позволяет решить одну из наиболее важных проблем, стоящих

перед машиностроением, - обеспечение высокой производительности и

быстрой переналадки оборудования.

Дисциплина «Автоматизация производственных процессов в

машиностроении» является одной из профилирующих, изучаемых студентами

на стадии завершения обучения по специальности «Технология

машиностроения», а непосредственно курсовая работа завершает изучение

курса «Автоматизация производственных процессов в машиностроении» и

должна дать возможность студенту применить полученные знания к решению

некоторых практических задач.

Студент допускается к сдаче экзамена по курсу «Автоматизация

производственных процессов в машиностроении» только после выполнения

курсовой работы по данной дисциплине.

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1. КЛАССИФИКАЦИЯ И НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ

КОМПОНОВОК АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ

Станки, скомпонованные из нормализованных узлов, называют

агрегатными.

В условиях крупносерийного и массового типов производства повышение

производительности труда достигается автоматизацией технологических

процессов, внедрением в производство специализированных станков,

предназначенных для выполнения какой-либо одной операции. Специальные и

специализированные станки, успешно решая проблему повышения

производительности, имеют в условиях крупносерийного и массового

производства широкое применение.

Мелкосерийное и среднесерийное производство с частой сменяемостью

выпускаемых изделий лишено возможности использовать эти станки и во

многих случаях вынуждены применять малопроизводительные универсальные

станки общего назначения. Чтобы металлорежущее оборудование обеспечивало

значительное повышение производительности труда в условиях мелко-

серийного и среднесерийного производства, оно должно обеспечивать

максимальную концентрацию обработки, быть легко переналаживаемым и

быстро окупаться. В наибольшей степени этим условиям удовлетворяет метод

агрегатирования оборудования, то есть создание различных станков из

нормализованных сборочных единиц, каждая из которых имеет определенное

назначение и может работать самостоятельно.

Агрегатные станки объединяют лучшие качества специальных и

универсальных станков: простоту конструкции и высокую производительность

специальных станков с возможностью быстрой переналадки универсальных

станков.

Агрегатирование обеспечивает также возможность создания станков по

наивыгоднейшему технологическому процессу, собирая их в короткие сроки из

готовых нормализованных сборочных единиц. Возможность многократного

использования одних и тех же сборочных единиц для создания станков

различной конструкции обеспечивает быстрое переоборудование производства

и позволяет, с одной стороны, совершенствовать конструкцию изделий, детали

которых обрабатывают на агрегатных станках, с другой стороны,

совершенствовать конструкцию самого агрегатного станка, заменяя при

необходимости только устаревшие сборочные единицы.

Агрегатные станки предназначены для высокопроизводительной,

комплексной (многоинструментальной и многосторонней) обработки деталей.

На них выполняется обработка отверстий (сверление, зенкерование,

развертывание, раскатывание, цекование, снятие фасок, растачивание выточек,

нарезание резьб); фрезерование плоскостей, шпоночных пазов, лысок,

прорезей; обтачивание концов стержней, цапф; снятие наружных фасок,

нарезание наружных резьб, и так далее.

Агрегатные станки обеспечивают обработку отверстий по 7-8-му

квалитету точности, обтачивание по 9-11-му квалитету точности,

резьбообразование с полем допуска 6h/6H. При применении более

совершенных инструментов и приспособлений точность обработки значительно

повышается.

Возможности агрегатных станков обусловлены их компоновкой,

предусматривающей размещение силовых головок с индивидуальными

шпинделями или многоинструментальными шпиндельными коробками и

насадками вокруг стационарного или вращающегося стола с приспособлениями

для закрепления заготовок.

На рис. 1 показана компоновка агрегатного станка с фрезерной головкой

и многошпиндельной коробкой. Так как каждый агрегатный станок

проектируют для обработки одной или нескольких однотипных деталей, то

конструкция агрегатного станка, прежде всего, зависит от формы и размеров

этих деталей, а технология их обработки (выполняемые операции и их

последовательность, количество одновременно обрабатываемых поверхностей)

влияет одновременно как на конструктивные, так и на технологические

особенности таких станков. По этому примерную классификацию агрегатных

станков будет целесообразнее строить в зависимости от их конструктивных и

технологических особенностей. На рис. 2 показана примерная классификация

агрегатных станков. Чтобы данная классификация была более понятна для

студентов, далее приведены некоторые компоновки агрегатных станков и их

описание.

На рис. 3 показан горизонтальный двусторонний пятишпиндельный

расточной агрегатный станок со стационарным приспособлением. Он

предназначен для растачивания отверстий со снятием фаски и развертывания

отверстий в картере коробки передач. Основание станка состоит из средней

станины 1, и двух боковых 2. На средней станине устанавливается

приспособление 3, на правую и левую боковые станины – силовые столы 4 с

угольниками 5 и шпиндельными коробками 6. Обрабатываемая деталь (рис. 4)

«картер коробки передач» устанавливается на базовые планки и зажимается

прихватами от гидроцилиндра. Левая шпиндельная коробка имеет три

шпинделя, правая два. На рабочих позициях производится растачивание

отверстий: с диаметра 88

+0,23

мм до диаметра 89,968

+0,035

мм со снятием фаски

1,6х45

, отверстие с диаметра 108

+0,23

мм до диаметра 109,968

+0,035

мм, отверстие

с диаметра 78

+0,2

мм до диаметра 79,97

+0,03

мм, со снятием фаски 1,6х45

. Левый

и правый силовые столы работают по циклу: быстрый подвод, рабочая подача,

быстрый отвод. Производительность данного станка 15 деталей в час.

На рис. 5, 6 приведена компоновка агрегатного сверлильного автомата,

предназначенного для сверления отверстий в детали «шаровой палец» и снятия

фасок. Компоновка станка вертикальная на базе пинольных силовых головок

модели 1УХ4035.300, смонтированных на круглой станине, в центре которой

установлен делительный стол с 8-позиционной планшайбой. На станке

одновременно, на каждой позиции обрабатывается две детали. Четыре силовые

головки оснащены двухшпиндельными насадками, а пятая – двухшпиндельным

механизмом обратного хода. Привод зажимных приспособлений и механизмов

загрузки и разгрузки пневматический. Производительность данного станка 300

штук в час.

На рис. 7 показана компоновка агрегатного сверлильно-фрезерного

полуавтомата, предназначенного для сверления, зенкерования, развертывания и

фрезерования поверхностей в детали «корпус собачки». Компоновка станка

горизонтальная на базе пинольных силовых головок модели 1УХ4035.300,

смонтированных на круглой станине, с использованием делительного

поворотного стола. Все силовые головки оснащены многошпиндельными

насадками. Для удобства обслуживания и смены режущего инструмента на

сверлильных операциях головки установлены на подкатных пневматических

плитах. Привод зажимных приспособлений пневматический. Загрузка и

разгрузка ручные, совмещенные с рабочим циклом. Для повышения точности

обработки зенкеры имеют переднее направление. Производительность данного

станка 106 деталей в час.

На рис. 8 изображен агрегатный сверлильно-резьбонарезной станок,

предназначенный для сверления, подрезки торцов и нарезания резьбы в детали

«заслонка». Станок – шестипозиционный шестнадцатишпиндельный

полуавтомат с делительным поворотным столом. На круглой станине

звездообразно на вертикальных стойках расположены силовые узлы.

Компоновка станка вертикальная. На первых трех позициях установлены

четырехшпиндельные бабки на силовых столах модели МПХ-160, на четвертой

позиции - силовая головка модели 1УХ4035.300, оснащенная четырех-

шпиндельной насадкой. Стол делительный поворотный с шестипозиционной

планшайбой диаметром 800 мм, на ее периферии установлены четырехместные

зажимные приспособления. Станок оснащен специальным механизмом

разгрузки. Производительность данного станка 600 деталей в час.

На рис. 9 показана компоновка трехстороннего горизонтального

четырнадцатишпиндельного резьбонарезного полуавтомата, предназначенного

для нарезания резьбы в отверстиях корпуса. Основание станка состоит из

средней станины 1, двух боковых станин 2, 3 и одной задней станины 4. На

средней станине установлено стационарное приспособление 5, а на боковых

установлены силовые столы 6 со шпиндельными коробками 7. Левая

шпиндельная коробка имеет четыре шпинделя, правая – шесть шпинделей и

задняя – четыре шпинделя. На рабочей позиции одновременно нарезается

резьба в четырнадцати отверстиях. Производительность данного станка 42

детали в час.

На рис. 10 приведена компоновка агрегатного горизонтального

двустороннего шестипозиционного четырнадцатишпиндельного

резьбонарезного полуавтомата с поворотным делительным барабаном. Станок

предназначен для сверления, зенкерования со снятием фаски и подрезкой дна,

растачивания отверстий и нарезания резьбы в отверстиях «колпака головки

цилиндров». Основание станка состоит из средней станины 1 и двух боковых

станин 2. На средней станине смонтированы две стойки 4 и между ними

шестигранный барабан 5, несущий на себе шесть зажимных приспособлений 6.

Обрабатываемая деталь загружается в приспособление вручную и зажимается

двумя прихватами от электромеханического ключа 7. На боковых станинах

устанавливаются силовые столы 8 с угольниками 9 и шпиндельными

коробками 10. Левая и правая шпиндельные коробки имеют по семь

шпинделей. Два шпинделя правой и левой шпиндельных коробок –

резьбонарезные, работающие от отдельного электродвигателя. Стружка из

средней части станины собирается элеватором 3 и сбрасывается в тару.

Производительность данного станка 60 деталей в час.

На рис. 11 показана компоновка агрегатного вертикального

трехстороннего восьмишпиндельного полуавтомата с шестипозиционным

поворотным делительным столом. Станок предназначен для сверления,

зенкерования и нарезания резьбы в «корпусе заднего пневмогидравлического

усилителя». Станок состоит из литого основания 1 и прикрепленных к нему

трех боковых сварных станин 2, на которых установлены силовые столы 3 со

шпиндельными коробками 4. На задней станине установлена вертикальная

стойка 5, на которой крепится силовой стол 6 с четырехшпиндельной коробкой

7. Один из шпинделей – резьбонарезной, работающий от отдельного

электродвигателя. Левая и правая шпиндельные коробки имеют по два

шпинделя. На основании станка установлен поворотный делительный стол 8

диаметром 1120 мм, несущий шестиместное зажимное приспособление.

Загрузка и выгрузка обрабатываемых деталей производится во время работы

станка. Производительность данного станка 60 деталей в час.

Как уже было сказано выше и из приведенных примеров компоновок

агрегатных станков видно, что они создаются на базе нормализованных

(унифицированных) узлов и деталей таких как:

 Силовые головки;

 Шпиндельные коробки;

 Столы;

 Станины;

 Стойки;

 Кронштейны и другие узлы.

В данном пособии приведены лишь характерные и наиболее

распространенные компоновки агрегатных станков и конструкции

нормализованных узлов. Более подробно номенклатура нормализованных узлов

изложена в специальной литературе [1], [5], [6], [7], [8], [11], [12], [13], [16],

[18], [22], [23], [24], [28].

II. НОРМАЛИЗОВАННЫЕ УЗЛЫ

1. СИЛОВЫЕ ГОЛОВКИ

Силовые головки являются основными узлами агрегатных станков. Их

назначение – сообщать режущему инструменту вращательное движение и

движение подачи.

Для лучшего сопоставления конструкции силовых головок они

классифицируются по основным признакам. К числу этих признаков могут

быть отнесены:

 Технологическое назначение

 Мощность, на которую рассчитана силовая головка

 Тип привода главного движения

 Тип привода и конструкция механизма подачи инструментов.

На рис. 12 приведена классификация силовых головок, а на рис. 13 –20

приведены некоторые виды силовых узлов и таблицы с указанием их

типоразмеров.

На рис. 13 представлена пинольная головка для глубокого сверления

модели 1УН4024. Она предназначена для сверления глубоких отверстий

спиральными сверлами, а также для операций зенкерования, цекования, снятия

фаски.

Пинольная головка состоит из корпуса 2 в котором перемещается пиноль

6 со шпинделем 1. На заднем торце пиноли закреплен редуктор 7 с

электродвигателем 8. Вращение от электродвигателя через пару сменных

шестерен, расположенных в редукторе, передается шпинделю. Частота

вращения подбирается сменными шестернями и частотой вращения двигателя.

Перемещение пиноли в цикле работы головки осуществляется гидроцилиндром

10, корпус которого закреплен в корпусе головки 2, а шток – в редукторе 7. На

головке расположен дроссель с золотником 3, переключающий быстрый подвод

на рабочую подачу и позволяющий настроить скорость рабочей подачи. На

головке также расположен блок конечных выключателей 4, управляющих

циклом перемещения пиноли при работе станка. При необходимости изменения

рабочей подачи в цикле работы станка на головке устанавливается

дополнительный электромагнитный золотник 5. Конец обработки ограничен

жестким упором 9, до которого доходит редуктор. На пиноль может

устанавливаться многошпиндельная насадка. Исполнение головок пинольных в

зависимости от длинны хода пиноли приведены в табл. 1.

На рис. 14, 15, 16 представлены бабки револьверные с веерным

расположением шпинделей, моделей УХ3011, УХ3012, УХ3021, УХ3022.

Они представляют собой гамму бабок, состоящую из двух габаритов, в

каждом из которых имеются четырех и шестипозиционные бабки.

Бабки выполняют операции сверления, рассверливания, зенкерования,

развертывания, фрезерования, растачивания, а также многошпиндельную

обработку при установки на них многошпиндельных коробок.

Обозначения бабок, в зависимости от габарита и количества позиций

приведены в табл. 2.

На рис. 17 представлена резьбонарезная головка UG/IV она

предназначена для нарезания внутренних и наружных метрических резьб.

Головка UG/IV имеет три типоразмера (см. табл. 3). Пиноли этих головок

оснащены фланцами для присоединения многошпиндельных насадок.

На рис. 18 представлена силовая головка типа МЕ-3. Она предназначена

для сверления, торцевания, зенкерования, развертывания и растачивания

отверстий.

На рис. 19 изображена головка для глубокого сверления типа ВТНY. Она

предназначена для сообщения режущему инструменту главного движения и

движения подачи при сверлении, зенкеровании и развертывании отверстий

большой длинны (L>5d).

Наибольший диаметр сверления по стали

(

=50…100 кгс/см

), мм

Для головки типа ВТНY8 8 мм

Для головки типа ВТНY14 14 мм

Для головки типа ВТНY25 25 мм

Наибольшая глубина сверления, мм

Для головки типа ВТНY8 225 мм

Для головки типа ВТНY14 375 мм

Для головки типа ВТНY25 375 мм

Максимальная мощность электродвигателя, кВт

Для головки типа ВТНY8 1,5 кВт

Для головки типа ВТНY14 2,2 кВт

Для головки типа ВТНY25 4,0 кВт

В табл. 4 приведены основные размеры головок ВТНY.

На рис. 20 показана гидравлическая подрезная головка типа PE. Она

предназначена для подрезания торцов, протачивания канавок, выполнения

расточных и обтачных операций. Основные размеры головок представлены в

табл. 5, технические характеристики представлены в табл. 6.

Более подробное описание и характеристики силовых головок

приводится в литературе [7], [8], [11], [15], [18], [23], [24].

2. УЗЛЫ ПОДАЧИ

2.1. СИЛОВЫЕ СТОЛЫ

Узлами подачи являются силовые столы, предназначенные для установки

на них узлов главного движения или зажимных приспособлений с

обрабатываемыми деталями и сообщения им прямолинейных рабочих

движений. Столы выпускаются семи габаритов с наибольшими силами подач от

630 до 10 000 кгс и с длинами ходов от 160 до 1 250 мм. Силовые столы имеют

гидравлический или электромеханический привод подачи и устанавливаются в

горизонтальном положении на станинах, в вертикальном положении на стойках

и в наклонном положении на специальных наклонных стойках.

На рис. 21 представлен стол силовой с гидравлическим приводом подачи

модели У1Н4511-У1Н4517. Исполнение силовых столов приведены в табл. 7, а

основные данные в табл. 8.

Платформа силового стола перемещается по направляющей плите,

имеющей прямоугольную и призматическую направляющие, при помощи

гидроцилиндра 11, закрепленного на направляющей плите 6. Переключение

скорости по циклу работы станка может производиться конечными

выключателями 2, 3 или 4 – дистанционно.

Для переключения в быстрый подвод на рабочей подачи вместо

конечного выключателя может использоваться путевой гидравлический

золотник 17, закрепленный в направляющей плите, на который воздействует

упор 18, закрепленный на платформе 5.

В передней части направляющей плиты находится упорный винт 8,

ограничивающий перемещение платформы. Во избежание, перемещения

платформы по направляющей плите во время транспортирования предусмотрен

прихват 7, фиксирующий платформу в исходном положении.

Гидроцилиндр крепится к направляющей плите при помощи фланца 12 и

полуколец 14. Со стороны штока 10 цилиндр направляется в кронштейне 19.

Шток цилиндра крепится к платформе. Для выпуска воздуха из штоковой

полости цилиндра к втулке 20 присоединяется трубка 21, связывающая

цилиндр с клапаном 9, установленным на платформе. Из поршневой полости

цилиндра воздух выпускается через клапан 13. Масло поступает в безштоковую

полость гидроцилиндра через отверстие в крышке 23, а в штоковую через трубу

15 и угольник 16. Выставление стола по вертикали при сборке станка

производится с помощью компенсаторных планок 22, а по горизонтали –

смещением его на станине.

Класс точности столов Н и П.

2.2. СТОЛЫ КРЕСТОВЫЕ