Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка

Меры безопасности к основным элементам конструкции станка. Построение структурной схемы автоматизации с помощью лазерной системы видения. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка гидравлической схемы с помощью программы Automation Studio.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 12.08.2017
Размер файла 575,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Наконец, эта программа позволяет документировать ваш проект. Вы можете печатать и экспортировать ваши диаграммы вместе с различными связанными списками и отчетами, чтобы собрать полный рабочий файл.

2.4 Разработка гидравлической схемы с помощью программы Automation Studio

Разработка гидравлической схемы управления осуществляется с помощью программы Automation Studio из имеющихся библиотек утилит. Покажем на примере конструктора цилиндра как осуществляется подбор элементов оборудования.

Физические параметры используются в графическом или аналоговом шаблоне компонента. Их значения вычисляются и включаются в расчет системы диаграмм для имитации.

Основные Данные (таблица 7) соответствуют установленным или размерным параметрам компонента. Это позволяет настроить графический или аналоговый шаблон компонента. Пользователь может изменить эти данные.

Таблица 7 - Основные данные

Зона

Описание

1

2

А Тип цилиндра

Позволяет пользователю выбрать один из следующих типов: Одностороннее Действие (Отвод); Одностороннее Действие (Расширение); Двухместный эффект; мини-Двойной эффект; Двойной эффект; Двойной Род; Пневмоцилиндры. Изменяя тип цилиндра, из главной библиотеки должен быть выбран другой цилиндр

В Тип поршня

Позволяет пользователю выбрать один из следующих типов поршней: Магнитный или немагнитный

С Тип подушки

Это позволяет пользователю выбрать один из следующих типов подушки: Нет, Влево, Вправо, Влево и Вправо, Левая переменная, Правая переменная, Левые и правые переменные, Левая и правая переменная, Левая переменная и правая, Левая и правая переменные

D Перевозки

Позволяет пользователю указать наличие или отсутствие перевозки

Е Порт Входа-выхода

Позволяет пользователю выбрать один из следующих порт Входа/Выхода: выхлоп или входной порт

F Выхлопной порт

Позволяет пользователю выбрать вытяжную систему

G Адаптер

Позволяет пользователю выбрать один из 10 адаптеров

Н Тормоз

Позволяет пользователю выбрать один из следующих видов тормоза: (4 вариантов, Ни один, Двойной Эффект)

I Перемещение штока

Позволяет пользователю выбрать один из следующих видов движения: (4 варианта: Вращения, Без Вращения). Символично

J Пружина

Позволяет включать или выключать пружину

K Диаметр Штока

Позволяет пользователю выбрать один из следующих видов Диаметра: (целое значение типа 0, 1, 2 или 3)

L Длина корпуса

Позволяет пользователю определить Длину корпуса: (целое число значений между 2 и 15).

М Датчики

Эта кнопка открывает датчики цилиндра (рисунок 17). Имеются 3 датчика: положение, скорость и сила

Некоторые расширенные данные будут использоваться в экстремальных значениях физических параметров, поддерживаемых компонентом и представленных только для информационных целей (максимальная емкость и т.д.). Другие данные используются для определения места промежутков характеристик (полное дифференциальное давление, максимальная мощность, и т.д.). Некоторые параметры конкретных компонентов более расширены, такие как внутренние утечки, трение и т.д.

Когда датчик не установлен (проверено) новая переменная создается в менеджере переменных. Каждая переменная может быть использована с помощью контроллера (пропорциональная гидравлика), как внутренняя переменная (SFC, Ladder Logic), или с другими типами рецепторов компонентов (команда распределителя). Для каждого датчика быть указан интервал выходного сигнала (минимальное и максимальное значение).

2.5 Разработка логической схемы с помощью программы Automation Studio

Программный продукт Automation Studio позволяет разработать логическую схему управления автоматизации объектами. Она включает в себя определение последовательностей в цепи. Эта последовательность должна быть запрограммирована в программируемом логическом контроллере (ПЛК).

Использование Automation Studio позволяет установить связь между моделированием компонентов и реальными устройствами. Можно проверить цепь, подключив его к реальному компоненту или проверить ПЛК программы, подключив его к моделированию цепи.

Когда цепь моделируется, выходные сигналы, испускаемые моделируемой схемой, передаются через интерфейс Ввода/Вывода карты внешние компоненты, с которыми она связана. Все компоненты, которые имеют имена тегов, сопоставленные с выходом в интерфейс для передачи сигнала на внешнее устройство, когда оно включено. В том же порядке, все компоненты, которые имеют имя тега разводятся на вход интерфейса, активируется сигнал, излучаемый из периферийного устройства.

Для предотвращения передачи ошибочных сигналов для периферийных устройств, рекомендуется сначала проверить цепь в Automation Studio без установления связи и интерфейсом Ввода/Вывода. Чтобы удалить связь между картой и программным обеспечением необходимо снять флажок активации в диалоговом окне свойств.

Для моделирования схемы:

1. Выбрать вариант Активации в диалоговом окне свойств.

2. Запустить моделирование.

3. Активировать кнопки, что позволяет запустить схемы моделирования, щелкную по нему.

4. Выход из режима Имитации и возврат в режим Редактирования.

Шаг 1: На шаге 1, с помощью активизации соленоидов (А1 и А2), выдвигаются цилиндры.

Шаг 2: Как только нажата кнопка и оба цилиндра входят в последовательность запуска (А1_0 и А2_0 датчики). В этот момент переход 1 очищается, 2 активируется. После этого 2 включен, электромагнит А1+ находится под напряжением, поэтому выдвигается А1 шток цилиндра. После того, как шток полностью выдвинут, А1_1 датчик активизируется.

Шаг 3: Переход 2 очищается и шаг 3 активирован. С активацией 3 шага, электромагнит А2+ находится под напряжением; будет открыт шток цилиндра А2. После того как шток полностью выдвинут, А2_1 датчик активизируется.

Шаг 4: Переход 3 очищается и шаг 4 активирован. Электромагнит А2 замыкает и А2 шток цилиндра втянут. После того как шток будет полностью убран, датчик А2_0 активирован.

Шаг 5: Переход 4 очищается и шаг 5 активирован. Электромагнит А1 активизируется и А1 шток цилиндра втянут. После того как шток будет полностью убран, датчик А1_0 срабатывает. Шаг 5 закончен и начинается возврат на первый шаг. Автоматизм готов к другому циклу.

2.6 Расчет привода главного движения

Рисунок 7 - Схема кинематическая механизма пильного

2.6.1 Кинематический расчет

Требуемая угловая скорость вращения пильного вала

рад/с (2500 об/мин).

Требуемое передаточное число передачи

(1)

где, - угловая скорость вращения двигателя,

рад/с (1465 об/мин).

Принята клиноременная передача

(2)

где, - диаметры шкивов ведущего и ведомого, мм,

мм;

- коэффициент проскальзывания ремня,

Расчетная угловая скорость вращения пильного вала

рад/с (2513 об/мин). (3)

Расчетная скорость резания

, м/с, (4)

где, - диаметр пилы,

мм (0,28 м) м/с;

мм (0,315 м) м/с;

мм (0,36 м) м/с;

мм (0,4 м) м/с;

2.6.2 Мощность резания

Мощность, затрачиваемая на резание всем поставом из i пил:

,кВт. (5)

Касательная составляющая силы резания:

, Н, (6)

где, - удельное сопротивление резанию:

, МПа, (7)

где, - давление стружки на переднюю грань зубьев, Мпа;

- удельное сопротивление резанию от трения стружки о стенки пропила, Мпа;

- высота пропила, мм;

- ширина пропила, мм;

- коэффициент, учитывающий затупление зубьев, ;

- фиктивная удельная касательная сила резания по задней грани зубьев;

- подача на зуб, мм.

,МПа (8)

где, - средний кинематический угол встречи, ;

- угол резания, ;

- скорость резания, м/с.

=4,99 МПа,

, Н/мм, (9) , МПа.

Касательная составляющая силы резания:

, Н.

Мощность, затрачиваемая на резание всем поставом из 2-х пил:

, кВт.

Мощность электродвигателя:

, кВт, (10)

где, - к.п.д. привода механизма резания, ;

, кВт.

Принимаем двигатель АМУ200L4: кВт, об/мин.

2.7 Расчет привода подачи

2.7.1 Кинематический расчет

Требуемая скорость подачи м/мин.

Требуемая угловая скорость вращения нижнего вальца

, рад/с, (11)

верхнего вальца

, рад/с, (12)

где, - диаметры верхнего и нижнего вальцов,

м, м.

Требуемое передаточное число передачи от вала двигателя до нижнего вальца

(13)

верхнего вальца

(14)

где, - угловая скорость двигателя,

рад/с (710 об/мин),

рад/с (1420 об/мин).

Разбивка передаточного числа:

Передаточное число зубчатой цилиндрической передачи

на нижний валец:

;

на верхний валец:

,

где, - передаточное число цепной передачи.

Требуемое передаточное число клиноременной передачи:

, (15)

, (16)

Принимаем диаметр ведущего шкива мм, диаметр ведомого мм.

Действительное передаточное число клиноременной передачи:

, (17)

Действительная угловая скорость вращения нижнего и верхнего вальцов:

, рад/с, (18)

, рад/с, (19)

Действительная окружная скорость вальцов:

м/мин, (20)

м/мин.

м/мин.

Скорость подачи пиломатериала:

м/мин.

Результаты расчета сведены в таблицу 8

Таблица 8 - Результаты расчета

Число оборотов двигателя, об/мин

Угловая скорость двигателя, град/с

Диаметр ведущего шкива, D1, мм

Диаметр ведомого шкива, D2, мм

Окружная скорость нижнего вальца, Vн.в, м/мин

Окружная скорость верхнего вальца, Vв.в, м/мин

710

74,31

112

290

40,1

40,2

1420

148,6

112

290

80,2

80,4

1420

148,6

200

185

225

225,2

1420

148,6

112

185

126

126,1

2.7.2 Мощность привода подачи

Мощность привода при подаче доски h = 25 мм и U = 225 м/мин.

передней группой вальцов

Общее сопротивление подаче:

, Н, (21)

где, - коэффициент запаса тягового усилия;

- сопротивление подаче от верхних прижимных вальцов,

- сопротивление подаче от перемещения доски по нижним вальцам и столу;

- горизонтальная составляющая сил резания.

, Н, (22)

(23)

где, - усилие прижима;

- вес максимальной доски;

- коэффициент трения качения вальца по древесине;

- коэффициент трения качения в подшипниках;

- диаметр цапфы нижнего вальца;

- диаметр нижнего вальца;

- вертикальная составляющая сил резания;

- коэффициент трения скольжения доски по столу.

Мощность привода:

, кВт, (24)

, Н,

, Н, (25)

(26)

Мощность привода

, кВт.

Мощность привода при подаче доски h = 100 мм и U = 40 м/мин.

, Н, (27)

Мощность привода:

, кВт.

2.7.3 Эквивалентная мощность привода

(28)

где, - мощность при подаче доски передней группой вальцов, кВт;

- время подачи доски передней группой вальцов, с;

- мощность холостого хода, кВт;

- время холостого хода;

- общее время нахождения доски в передней группе вальцов.

, с, (29)

, с, (30)

где, - время нахождения доски в передних и задних вальцах, с;

, с, (31)

Где П - производительность станка при скорости подачи U = 225 м/мин для досок длиной L = 5 м, П = 18 дос/мин;

Номинальная мощность двигателя должна быть:

а) , условие выполняется, т. к. 3,0 кВт 1,67 кВт;

б)

где, - коэффициент допустимой перегрузки двигателя,

(32)

, кВт, (33)

3,0 кВт 2,72 кВт, условие б) выполняется.

Принимаем двигатель 4АМ112А8/4УЗ: кВт, об/мин.

2.7.4 Расчет вала верхнего подающего вальца

Расчетные нагрузки:

Усилие прижима доски вальцом Н.

Окружное усилие на вальце:

, Н. (34)

Усилие, действующее на вал от приводной цепи,

, Н, (35)

где, - мощность, передаваемая цепью, кВт;

- скорость цепи, м/с.

Крутящий момент на валу:

, Нм. (36)

, Н, (37)

, Нм, (38)

Реакции опор и изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

, Н, (39)

, Н, (40)

, Нм, (41)

, Нм, (42)

Суммарные реакции опор и изгибающие моменты

, Н, (43)

, Н, (44)

Нм.

, Нм.

Требуемый диаметр вала в сечении «1» (шпонка крепления вальца):

, мм, (45)

где, - приведенный момент;

- допускаемое напряжение изгиба, для стали 45, = 70 МПа.

Принят диаметр вала d = 60 мм.

, Нм, (46)

3. Разработка технологии изготовления детали «ОПОРА»

3.1 Описание конструкции и назначения детали

Деталь «Опора» изготавливается из углеродистой качественной конструкционной стали 35 ГОСТ 1050 - 74.

Технологические свойства для этой стали:

- обработка давлением - высокая;

- обрабатываемость резанием - высокая.

Химический состав и механические свойства стали 35 ГОСТ 1050 - 74 приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Химический состав и механические свойства стали 35

Марка

Массовая доля элемента

Механические свойства

35

С, %

Мn,%

S i, %

Бв, мПа

б,%

Ударная вязкость

Твёрдость, НВ

0,2 - 0,4

0,4 - 0,9

0,2 - 0,52

500

15

35

137 - 166

Опора предназначена для фиксирования вала с подшипником в конструкции. В опоре имеется выточка под наружное кольцо подшипника 100 Н7, осевое отверстие для выхода вала, выточка для манжеты. Также имеется 3 крепёжных отверстия 17 и 6 крепёжных глухих резьбовых отверстий М10 - 7Н. Отверстие 3 предназначено для смазки подшипника. Глухое отверстие предназначено М101 - 7Н - для пробки, которая закрывает отверстие для смазки.

3.2 Анализ технологичности конструкции детали и технологический контроль чертежа

В данной детали нетехнологично отверстие 3, так как оно находится под углом 45 к другим поверхностям и требуется специальный инструмент (сверло спиральное с удлинённым хвостовиком) для изготовления отверстия.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции. Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей.

На чертеже в технических требованиях отсутствуют неуказанные предельные отклонения.

Не проставлен осевой размер глухого отверстия М101-7Н.

3.3 Выбор метода изготовления заготовки

Для рационального выбора заготовки сравним 2 варианта её получения и применим наиболее экономически и технологически выгодный из них по норме расхода материала.

Вариант №1: заготовка из листа 1,56 м, толщиной = 60 мм.

Определим, сколько заготовок получится из одного листа.

В первом случае получается количество заготовок n = 7 26 = 182 шт.

Во втором: n = 6 27 = 162 шт.

Следовательно, выбираем первый вариант.

Определим норму расхода материала Н1 на одну заготовку:

Н1 = , кг, (47)

Где V - объём листа проката;

- плотность стали, =7,85 г/см3;

n - количество заготовок, получаемых из одного листа.

Н1 = 7,85 = 27173 г = 27,173 кг.

Норма расхода материала с учётом потерь на настройку и брак:

Нзаг 1 = Н1, кг, (48)

Где П1 - неизбежные потери, связанные с настройкой, П1 = 1,5%;

П2 - неизбежные потери, связанные с настройкой, П2 = 0,5%.

Нзаг 1 = 27,173 = 27,717, кг.

Определим стоимость заготовки S1:

S1 = С1 Нзаг 1, руб. (49)

где, 1 - стоимость 1 кг листового проката, С1 = 11 руб/кг.

S1 = 11 27,717 = 304,89 руб.

Определим норму расхода материала Н1 на одну заготовку:

Н1 = V, кг (50)

Разбиваем деталь на простые по форме геометрические элементы, удобные для расчёта объёма V (рисунок 25).

V = V1 + V2 + V3 - V4 - V5 -V6, (51)

V1 = 162,3202,466 - (202,4 - 115)/2162,366 = 1699963 мм3;

V2 = 220,4 (211,4 - 162,3) (66 - 31,3) = 344843 мм3;

V3 = 6055 = 1500 мм3;

V4 = 0,251082 = 8825 мм3;

V5 = 0,25812 = 4902 мм3;

V6 = 0,25652 = 3117 мм3.

V = 1699963+344843 + 1500 - 8825 - 4902-3117 =

2029462 мм3 =2029,462 см3.

Н1 = 7,85 2029,462 = 15931,28 г = 15,931, кг.

Норма расхода материала с учётом потерь на настройку и брак:

Нзаг 2 = 15,931 = 16,250, кг.

Определим стоимость заготовки S2:

S2 = С2 Нзаг 2, руб. (52)

где, 2 - стоимость 1 кг отливки, С1 = 18 руб/кг.

S2 = 18 16,250 = 292,5, руб.

Хотя стоимость заготовок по двум вариантам приблизительно одинакова (S1 = 304,89 руб., S2 = 292,5 руб.), выберем отливку, т.к. трудоёмкость её обработки значительно ниже, чем у заготовки из листового проката.

3.4 Технологический маршрут обработки детали

0 Литьё, обрубка, очистка. 005 Фрезерная операция:

1. фрезеровать поверхность 1 на проход;

2. фрезеровать поверхность 2 на проход.

Для нормирования операций воспользуемся данными из:

tшт = 0,004lк= 0,004 (202,4+116) 1,51 = 1,92 мин.

010 Фрезерная операция:

1. фрезеровать поверхность 3 на проход;

2. фрезеровать поверхность 4 на проход.

tшт = 0,004 (200+209) 1,51 = 2,47 мин.

015 Фрезерная операция:

1. фрезеровать уступ 5;

2. фрезеровать уступ 5 окончательно;

3. фрезеровать поверхность 6 на проход;

4. фрезеровать поверхность 7 на проход.

tшт = 0,004 (200+200+49+49) 1,51 = 3,01 мин.

020 Слесарная операция:

зачистить заусеницы после фрезерных операций.

025 Сверлильно-расточная операция с ЧПУ:

1. расточить поверхности 14, 11, 12, 10, 13, 9, 8;

2. расточить поверхности 11 и 9 окончательно;

3. центровать и сверлить 6 отверстий 16;

4. зенковать 6 отверстий 16;

5. нарезать резьбу в 6 отверстиях 16;

6. сверлить отверстие 17.

tшт=0,000134 (1152,5+109,533+1118+953+82,513+

+687+109,933+8513) 1,36+0,00052

(8,524+101,6+109+320) 1,36=2,97 мин.

030 Сверлильно-расточная операция с ЧПУ:

1. сверлить 3 отверстия 15 на проход;

2. сверлить отверстие 18;

3. зенковать отверстие 18;

4. нарезать резьбу в отверстии 18.

tшт = 0,00052 (17323+912+109+1,610) 1,3 = 1,25, мин.

035 Термообработка:

закалка ТВЧ поверхности 11.

040 Токарная операция:

расточить поверхность 11.

tшт = 0,0001811041 = 0,81, мин.

045 Гальваника:

покрытие Хим. Окисл. поверхности 11.

050 Контроль

Найдём среднее штучное время:

= = 1,58, мин.

3.5 Расчёт припусков на механическую обработку

Для одной поверхности 110Н7(+0,035) припуски определим аналитическим методом, а для остальных - выберем по таблицам справочников.

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и промежуточных размеров составляем таблицу 10.

Таблица 10 - Промежуточные припуски и промежуточные размеры

Вид заготовки и технологическая операция

Допуск на размер ,мм

Элементы припуска, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков мкм

Rz

Т

о

Dmin

Dmax

2zmin

2zmax

Заготовка-литьё

1,000

30

170

364

-

107,400

108,400

-

-

Растачивание: черновое

Чистовое

0,350

0,140

50

20

50

25

18

-

70

3,5

109,190

109,749

109,540

109,889

1140

349

179

559

Термообработка

Растачивание тонкое

0,035

3

-

-

70

110,000

110,035

146

241

Точность и качество поверхности после механической обработки устанавливаем по таблице приложения 2.

Элементы припусков Rz и Т назначаем по таблицам 4.3 и 4.6 в зависимости от метода обработки поверхностей заготовки.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определим по формуле:

о = , мкм (53)

Коробление отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом его сечении, поэтому

кор = = 82, мкм.

Удельное коробление отливок находим по таблице 4.8.

Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной её поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получаем

см = = 355, мкм

где,1 и 2 - допуски на размеры, служащие базами для обработки отверстия, по ГОСТ 26645 - 85.

Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

о = = 364 мкм.

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания:

1 = 0,05о = 18 мкм.

Погрешность установки при черновом растачивании:

1 = , мкм (54)

Погрешность закрепления заготовки з принимаем по таблице 4.13;

1 = = 70, мкм.

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:

2 = 0,051+инд = 3,5 мкм, (55)

Так как черновое и чистовое растачивание производится в одной установке, то инд =0.

Погрешность закрепления заготовки для тонкого растачивания 3 = 70 мкм. Минимальный припуск под черновое растачивание:

2zmin = 2(Rz + Т +) = 2 (30+170+) = 1141, мкм, (56)

Расчётный минимальный припуски под чистовое растачивание:

2zmin = 2(50+50+) = 349, мкм.

Минимальный припуск под тонкое растачивание:

2zmin = 2(3+) = 146, мкм.

По полученным данным вычерчиваем схему расположения припусков и допусков на обработку размера 110Н7 (рисунок 8).

Рисунок 8 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку 110Н7

На остальные обрабатываемые поверхности опоры припуски и допуски выбираем по ГОСТ 26645 - 85 записываем их значения в таблицу 11.

Таблица 11 - Припуски и допуски

Размер, мм

Припуск, мм

Допуск, мм

200, 209

2,40

± 0,55

160

2,30

± 0,45

85

4,00

± 0,40

68

3,00

± 0,40

М10 - 7Н

1,50

± 0,30

64

2,00

± 0,45

41, 57

0,70

± 0,40

32

1,70

± 0,35

3.6 Выбор оборудования

Модели станков и их технические характеристики сводим в таблице 12.

Таблица 12 - Модели станков и их технические характеристики

Операция

Модель станка

Параметр

Значение

Фрезерная

Вертикально-фрезерный станок 6Т13

Площадь рабочей поверхности стола, мм

Мощность двигателя, кВт

КПД станка

Частота вращения шпинделя, мин-1

Скорости продольного и поперечного движения подачи стола, мм/мин

Скорости вертикального движения подачи стола, мм/мин

Максимальная сила резания, допускаемая механизмом движения подачи, Н:

продольного

поперечного

вертикального

4001600

11

0,8

16…1600

12,5…1250

4,1…400

20000

12000

8000

Сверлильно - расточная с ЧПУ

Многооперационный станок

СМ400Ф4.5

Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки (длинаширинавысота), мм

Число управляемых координат:

линейных

угловых

Точность перемещения по координатам X,Y, Z, мм

Скорость установочных перемещений, м/мин

Мощность привода шпинделя, кВт

Частота вращения шпинделя, мин-1

Число инструментальных гнёзд в магазине

Время автоматической смены инструмента, с

Система ЧПУ

Масса станка, кг

400400350

4

2

±0,015

4,8

8,0

9…2240

60

10

Н55 - 2Л

16000

Токарная

16К20

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

над станиной

над суппортом

Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм

Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, мм

Мощность двигателя, кВт

КПД станка

Частота вращения шпинделя, мин-1

Продольная подача, мм/об

Поперечная подача, мм/ об

400

200

2000

25

10

0,075

12,5…1600

0,05…2,8

0,025…1,4

3.7 Выбор режущих инструментов

Режущий инструмент выбираем в зависимости от метода обработки, формы и размеров обрабатываемой поверхности, её точности и шероховатости, обрабатываемого материала, заданной производительности и периода стойкости (замены) инструментов.

Для наглядности, результаты выбора сводим в таблице 13.

Таблица 13 - Результаты выбора режущих инструментов

№ операции

Операция

Режущий инструмент

005

Фрезерная

1. фрезеровать поверхность 1

2. фрезеровать поверхность 2

Торцовая сборная фреза с вставными ножами с мелкими зубьями, 100 мм

ГОСТ 9473 - 80

010

Фрезерная

1. фрезеровать поверхность 3

2. фрезеровать поверхность 4

Торцовая сборная фреза с вставными ножами с мелкими зубьями Т15К6, 250 мм ГОСТ 9473 - 80

015

Фрезерная

1. фрезеровать уступ 5

2. фрезеровать уступ 5 окончательно

3. фрезеровать поверхность 6

4. фрезеровать поверхность 7

Концевая фреза с коническим хвостовиком, 63 мм

ГОСТ 17026 - 71

025

Сверлильно-расточная с ЧПУ

1. расточить поверхности 14, 11, 12, 10, 13, 9, 8

2. расточить поверхности 11 и 9 окончательно

3. центровать и сверлить отверстие 16

4. зенковать отверстие 16

Расточной сборный резец с механическим креплением ромбической твердосплавной пластинки Т15К6

ГОСТ 20874 - 75

Сверло центровочное комбинированное 4 типа ГОСТ 14952 - 75

Зенковка коническая Р6М5

ГОСТ 12489 - 71

5. нарезать резьбу в отверстии 16

6. сверлить отверстие 17

Метчик машинный М10

ГОСТ 3266 - 81

Сверло спиральное 3

ГОСТ 886 - 77

030

Сверлильно-расточная с ЧПУ

1. сверлить отверстие 15

2. сверлить отверстие 18

3. зенковать отверстие 18

4. нарезать резьбу в отверстии 18

Сверла спиральные 17 и 9

ГОСТ 10903 - 77

Зенковка коническая Р6М5

ГОСТ 12489 - 71

Метчик машинный М10 1

ГОСТ 3266 - 81

040

Токарная

Расточить поверхность 11

Расточной сборный резец с механи-ческим креплением ромбической твердосплавной пластинки Т30К4

ГОСТ 20874 - 75

3.8 Выбор режимов резания

Для одного перехода - фрезерование в размер 209-0,5, произведём аналитический расчёт.

Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один рабочий ход, следовательно, t = h = 1,2 мм.

Назначаем подачу на зуб фрезы. Принимаем Sz = 0,2 мм/зуб.

Назначаем период стойкости фрезы Т = 180 мин.

Определяем скорость резания по формуле:

V = , м/мин. (57)

Выписываем коэффициенты, и показатели степеней формулы для углеродистой стали, торцовой фрезы и материала режущей части - сплава Т15К6: Cv =445; qv = 0,2; xv = 0,15; yv = 0,35; uv = 0,2; Pv = 0; m = 0,32.

Учитываем поправочные коэффициенты на скорость резания:

Км=== 1,34; Кп = 0,8; Ки = 0,83.

V = = 140, м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

n = , мин-1, (58)

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения: nд = 400 мин-1.

Действительная скорость главного движения резания:

Vд = , м/мин, (59)

Определяем скорость движения подачи (минутная подача Sм) Vs = Sм = =Szznд = 0,28400 = 640 мм/мин. Корректируем величину Vs по данным станка и устанавливаем её действительное значение: Vs = 630 мм/мин.

Действительное значение подачи на зуб фрезы:

Szд = , мм/зуб.

Определяем главную составляющую силы резания (окружную силу):

Рz = , Н, (60)

Cp = 54,4; xp = 0,9; yp = 0,74; up = 1; p = 0; qp = 1; Kмp = = 0,79;

Рz = Н.

Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

Nрез = , кВт. (61)

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Необходимо, чтобы Nрез Nшп; Nшп = Nд. У станка 6Т13 Nшп = 110,8 = 8,8 кВт; 1,6 8,8, следовательно, обработка возможна.

Режимы резания по остальным переходам выбираем по таблицам справочников, и результаты выбора сводим в таблицу 14.

Таблица 14 - Режимы резания

Переходы и операции

t, мм

S, мм/об (мм/зуб)

n, мин-1

V,м/мин мм/мин)

005

1,2

0,19

400

630

010

1,0

0,20

250

400

015

1.

2.

3. 4.

0,7

0,5

1,2

0,29

0,29

0,20

630

800

630

630

800

630

3.9 Техническое нормирование времени операций

005 Фрезерная операция. Основное время То для фрезерной операции определяем по формуле:

То = , мин, (62)

где, - длина рабочего хода;

Vs - скорость движения подачи.

То1 = = 0,37, мин;

То2 = , мин;

То = 0,37 + 0,24, мин.

Вспомогательное время определяем по формуле:

Тв = Ту.с + Тз.о + Туп + Тиз, (63)

Где Ту.с - время на установку и снятие детали, мин;

Тз.о - время на закрепление и открепление детали, мин;

Туп - время на приёмы управления, мин;

Тиз - время на измерение детали, мин.

Нормативы вспомогательного времени выбираем по приложению 5, применяя коэффициент k в среднесерийном производстве = 1,85.

Тв = (0,14+0,024+0,23+0,11) 1,85 = 0,93, мин.

Норма времени на техническое и организационное обслуживание и отдых:

Тоб + Тот = 5% от (То+ Тв);

Тоб + Тот = = 0,06, мин.

Норма штучного времени:

Тшт = То+ Тв + Тоб + Тот = 0,24+0,93+0,06 = 1,23, мин.

3.10 Проектирование станочного приспособления

Для токарной операции рассчитаем силу зажима W винтового комбинированного зажима.

Для исходных данных необходимо знать главную составляющую силы резания Рz:

Рz = Рz таблКv = 900,95 = 85,5 кгс. В СИ Рz = 9,8185,5 = 838, Н, (64)

Определим силу зажима W, создаваемую винтом М10. Сила, приложенную к рукоятке ключа, принимаем Q = 140 Н.

Определим крутящий момент, приложенный к головке винта:

Мкр = Q L = 140140 = 19600 Н, (65)

где, = 14D = 1410 = 140 мм.

Сила зажима, создаваемая винтом:

W = , Н, (66)

Где rср средний радиус резьбы, rср = 4,59 мм;

п - угол подъёма витка резьбы, п = 2 30;

т - угол трения в резьбовом соединении, т = 6 34;

Кф = 0,24;

fт - коэффициент трения, fт = 0,16.

W = = 25454 Н. Рz W

Заключение

Результатом проделанной работы является разработка варианта модернизации деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка. Для повышения технического уровня станка в проекте предлагается:

1. Произвести патентный обзор.

2. Разработать кинематическую схему привода главного движения для 4-х пил, включая пильный вал.

3. Разработать проект автоматизации станка на основе лазерной системы видения.

4. Разработать гидравлическую схему управления.

5. Разработать технологию изготовления детали «Опора».

Таким образом, модернизация существующей конструкции деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка является актуальной и значимой. Она позволит, во-первых, расширить технологические возможности, во-вторых, повысить стабильность выхода доски 1 сорта, в-третьих, увеличить производительность.

Предлагаемая модернизация конструкции деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка обоснована путем проведения сравнительного анализа его основных технических характеристик станков отечественного и зарубежного производства. База сравнения выбрана из соображений конструктивной схожести станков. Произведен кинематический расчет, расчет мощности резания и подачи, расчет на прочность вала верхнего подающего вальца. Результаты расчетов свидетельствуют о работоспособности станка.

Для выполнения требований безопасности и экологичности проекта проведен анализ опасных и вредных производственных факторов, разработаны меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда, по обеспечению устойчивости работы персонала в условиях чрезвычайных ситуаций, произведен расчет защитного заземления, а так же разработаны меры по охране окружающей среды.

Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка повысила стабильность выхода обрезной доски 1 сорта на 15%. А установка лазерного сенсора повысила производительность на 50%. Эти данные говорят о том, что модернизация является экономически эффективной, целесообразной и выгодной.

Список использованных источников

1. Веселков, В. И. Лесопиление: между прошлым и будущим / В. И. Веселков, А. В. Сметанин. - Москва: ДоМира, 2005. - 544 с.

2. ГОСТ 24454-80. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры [Электронный ресурс]. - Введ. 01.01.1981; взамен ГОСТ 8486-66 // Техэксперт: инф.-справ. система / Консорциум «Кодекс».

3. Маковский, Н. В. Теория и конструкция деревообрабатывающих машин / Н. В. Маковский, В. В. Амалицкий. - Москва: Лесная промышленность, 1975. - 528 с.

4. Леспроминформ [Электронный ресурс]: журнал профессионалов ЛПК: офиц. сайт.

5. Пат. US005201258A Италия. Automated cutting station for wood blanks / Frank T. Yost, Kenneth E. Peterson; заявитель и правообладатель Keck, Mahin Cate. - № 5,201,258; заявл. 20.02.1992, опубл. 13.04.1993.

6. Пат. US007426422В2 США. Wood tracking by identification of surface characteristics / George M. Carman, Patrick S. Freeman, Ofer Heyman, William J. Briskey; заявитель и правообладатель Stoel Rives LLP. - № 7,426,422 В2; заявл. 12.12.2006, опубл. 16.09.2008.

7. Петровский, В. С. Автоматизация лесопромышленных предприятий: учебное пособие для студентов сред. проф. образования / В. С. Петровский; под ред. В. С. Втюрина. - Москва: Академия, 2005. - 304 с.

8. Петровский, В. С. Автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий: учебник для вузов / В. С. Петровский, В. В. Харитонов. - Москва: Лесная промышленность, 1990. - 472 с.

9. Руководство пользователя для программы Automation Studio [Электронный ресурс] // Famic Technologies Inc.: сайт.

10. Бершадский, А. Л. Справочник по расчету режимов резания древесины / А. Л. Бершадский. - Москва: Наука, 1962. - 176 с.

11. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов: учебник для вузов / В. И. Феодосьев. - Москва: Наука, 1970. - 544 с.

12. Балабанов, А. Н. Краткий справочник технолога - машиностроителя / А. Н. Балабанов. - Москва: Издательство стандартов, 1992. - 464 с.

13. Горбацевич, А. Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / А. Ф. Горбацевич, В. А. Шкред. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Высшая школа, 1983. - 256 с.

14. Добрыднев, И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: учеб. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» / И. С. Добрыднев. - Москва: Машиностроение, 1985. - 184 с.

15. Нефедов, Н. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент» / Н. А. Нефедов, К. А. Осипов. - 5-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1990. - 448 с.

16. Станки с числовым программным управлением (специализированные) / В. А. Лещенко, Н. А. Богданов, И. В. Вайнштейн и др.; под общ. ред. В. А. Лещенко. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1988. - 568с.

17. Режимы резания металлов: справочник / Л. А. Брахман, Ц. З. Бродский, Л. А. Быков и др.; под ред. Ю. В. Барановского. - Изд. 3-е. - Москва: Машиностроение, 1972. - 407 с.

18. Охрана труда в электроустановках / под ред. Б. А. Князевского. - Москва: Энергоатомиздат, 1983. - 338 с.

19. Долин, П. А. Справочник по технике безопасности / П. А. Долин. - Москва: Энергоатомиздат, 1984. - 824 с.

20. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - Москва: Высшая школа, 1989. - 187 с.

21. Бургсдорф, В. В. Заземляющие устройства электроустановок / В. В. Бургсдорф. - Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 400 с.

22. Налоговый кодекс Российской Федерации [Электронный ресурс]: Ч. 1, Ч. 2 // Консультант Плюс: правовая система.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.