Консольно - фрейзерный станок с ЧПУ для обработки в магнитную систему валюта

Более 70% изделий в машиностроении изготовляют в условиях мелкосерийного и серийного производства. Эффективным средством автоматизации мелкосерийного и серийного производства является программное управление металлорежущими станками.
В станках с ЧПУ управление рабочими органами в процессе обработки производится автоматически по заранее разработанной программе без непосредственного участия рабочего. Программное управление — это такая система управления, которая обеспечивает автоматическую работу механизмов станка по легко переналаживаемой программе. Станок - автомат работает по программе, задаваемой кулачками или копирами. Переналадка станков - автоматов и копировальных станков на изготовление другой детали сложна. Поэтому их выгодно использовать лишь в крупносерийном и массовом производстве.
Принципиальное отличие станка с числовым программным управлением (ЧПУ) от обычного автомата заключается в задании программы обработки детали в математической (числовой) форме на специальном программоносителе (перфоленте или магнитной ленте). Отсюда и название — числовое управление.
На станках с ЧПУ могут быть применены различные виды адаптивного управления, обеспечивающие оптимальное значение одного или нескольких параметров (составляющая силы резания; температуры инструмента или детали; шероховатость обработанной поверхности; оптимальные режимы резания; уровень шумов, вибраций и др.)
Важной особенностью автоматизации процесса обработки на металлорежущих станках с помощью устройств программного управления является сохранение станками широкой универсальности. Это дает возможность производить на них обработку всей номенклатуры деталей, которая может быть произведена на универсальных станках соответствующих типов.
Программное управление позволяет: автоматизировать процесс обработки; сократить время наладки станка, сведя всю наладку к установке инструмента, заготовки и программы на станке; организовать многостаночное обслуживание в серийном и мелкосерийном производстве; повысить производительность труда, культуру производства и качество обработанных деталей.
Основной задачей рациональной эксплуатации металлорежущих станков с ЧПУ является обеспечение длительной и безотказной обработки на них деталей с заданной производительностью, точностью и шероховатостью обработанной поверхности при минимальной стоимости эксплуатации станков.
Полная автономность и упрощение кинематических цепей приводов подач, когда связь между перемещениями по нескольким координатам одно-временно осуществляется только через программу управления, позволяет осуществлять в станках с ЧПУ сложное во времени и точное по положению взаимодействие большого числа рабочих и вспомогательных механизмов. Возможность увеличения числа одновременно управляемых координат при применении систем ЧПУ, позволило создать принципиально новые компоновки станков с получением широких технологических возможностей при автоматическом управлении.
Станки с ЧПУ являются сложными технологическими комплексами, включающими непосредственно станок и устройство ЧПУ, построенное часто с применением мини-ЭВМ, которые должны быть органически взаимосвязаны с учетом их особенностей и возможностей. Надежность и качество работы станка с ЧПУ в равной степени зависят от надежности и качества работы как самого станка, так и устройства ЧПУ.
При работе станка с ЧПУ происходит взаимодействие большого числа механических, гидравлических, пневматических и электронных устройств и элементов, от правильного и надежного функционирования которых в значительной степени зависит точность выполнения заданной программы управления механичекой обработкой деталей. При этом важно не только обеспечить безотказное функционирование станка с ЧПУ с точки зрения выхода из строя его отдельных механизмов и блоков, но и обеспечить в течение установленного периода эксплуатации выполнение обусловленных его назначением технологических операций с показателями качества и производительностью, установленными нормативно-технической документацией, т. е. обеспечить заданную технологическую надежность.
В данной дипломной работе производится кинематический анализ вертикально-фрезерного станка с ЧПУ модели 6Р13Ф3, расчет привода главного движения с применением частотного регулирования. В работе рассматриваются основные узлы станка, органы его управления, принцип работы, кинематическая схема станка. Также производится обоснование конструкций основных базовых элементов станка и приведены указания по эксплуатации и обслуживанию станка.
Целью данной дипломной работы является модернизация привода главного движения вертикально-фрезерного станка с ЧПУ мод. 6Р13Ф3 с применением частотного регулирования, а также разработка технологического процесса получения детали " Магнитная секция" и оценка проектных решений

ВВЕДЕНИЕ 6
1. ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 9
1.1 Анализ разновидности станков с ЧПУ 9
1.2 Описание конструкции и системы управления станка-прототипа 12
2 РАСЧЕТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 19
2.1 Описание конструкции системы управления и принцип работы проектируемого узла 19
2.2 Расчет и обоснование основных технических характеристик проектируемого узла 19
2.3 Описание кинематической схемы проектируемого узла, построение структурной сетки и графика частот 21
2.4 Расчет мощности привода и крутящих моментов на валах 25
2.4 Расчет передач, устройств и механизмов привода станка 28
2.4.1 Расчет зубчатых зацеплений привода 28
2.4.2Расчет передачи зубчатым ремнем 60
2.4.3Предварительный расчет валов 63
2.4.4Уточненный расчет валов 64
2.5 Выбор подшипников 71
2.6 Расчет шпоночных соединений 73
2.7 Выбор и проверочный расчет муфт 74
2.8 Расчет шпинделя на жесткость и угол кручения 74
2.9 Обоснование конструкции шпинделя, выбор материала и термической обработки 78
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 84
3.1 Анализ технологичности конструкции детали 84
3.2 Выбор метода получения заготовки 86
3.3 Расчёт режимов резания 88
4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ. 91
4.1. Характеристика ремонтного участка. 91
4.2. Определение длительности ремонтного цикла, межремонтного и межосмотрового периода, выбор структуры ремонтного цикла. 91
4.3. Определение годовой трудоемкости ремонтных работ 95
4.4 Определение количества оборудования ремонтного участка 97
4.5 Расчет численности всех категорий рабочих. 98
4.5.1. Расчет основных рабочих (станочников, слесарей-ремонтников) 98
4.5.2. Численность вспомогательных рабочих. 99
4.5.3. Численность руководителей. 99
5.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 101
5.1. Расчет годового фонда зарплаты работников участка. 101
5.1.1. Расчет годового фонда зарплаты основных работников. 101
5.3 Расчет годовых затрат на ремонт и техническое обслуживание оборудования. 106
5.4 Технико-экономические показатели работы ремонтного участка. 107
5.4.1. Определение себестоимости ремонта одного н-ч. 107
5.4.2. Определение себестоимости капитального ремонта станка считаем по формуле: 107
6 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 109
6.1 Выбор компоновки РТК 109
6.2 Назначение и устройство 110
6.3 Построение и расчёт элементов траектории захватного устройства ПР 113
6.4 Построение и расчет элементов траектории захватного устройства промышленного робота 113
6.5 Определение основных показателей роботизированного технологического комплекса 116
7 ОХРАНА ТРУДА 118
7.1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов на участке изготовления магнитной секции 118
7.2 Технические, технологические, организационные решения по устранению опасных и вредных факторов, разработка защитных средств 119
7.3 Разработка мер безопасности при эксплуатации участка изготовления магнитной плиты 125
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 131

В процессе выполнения дипломного проекта были получены важнейшие комплексные требования об устройстве вертикально-фрезерных станков, в частности, с ЧПУ. Изучение курса позволило ознакомиться с общим методическим подходом к изучению станков, расчетами отдельных узлов и механизмов к данным целевым узлам станка и станку в целом.
В дипломном проекте былапроизведена модернизация привода главного движения вертикально-фрезерного станка с ЧПУ на примере станка мод. 6Р13Ф3. Привод состоит из электродвигателя, зубчатой ременной передачи и коробки. Был определен знаменатель геометрического ряда , выбран электродвигатель 4А100L2У3, с номинальной мощностью кВт, и номинальной частотой вращения n1500 мин-1. Также были произведены расчеты мощности привода и крутящих моментов на валах, зубчатых передач, валов, а также определено, чтожесткость шпиндельного узла обеспечивается, была описана система смазки шпиндельного узла, обосновали выбор конструкции шпинделя, выбор материала и термической обработки.
В ходе модернизации привода главного движения было сокращено количество валов, а, следовательно, и сокращение числа зубчатых передач, что способствует уменьшению шумовых и акустических характеристик, большей свободе станка от вибраций и более высокой чистоте обработанной поверхности.Появилась возможность мягкой регулировки частоты оборотов и возможность изменения скорости вращения шпинделя прямо во время работы, без его остановки. Модернизация ПГД способствует повышению КПД,а следовательно и увеличению производительности при использовании станка на производстве.
Был рассчитан и спроектирован технологический процесс механической обработки детали магнитная секция. Подобранны режимы резания и нормы времени.
Были проанализированы вредные и опасные производственные факторы на участке по обработки детали магнитная секция. Оценены экономические параметры эксплуатации станка.
При выполнении дипломной работы были использованы знания о кинематике станков, использовались ГОСТы и справочная литература. Для разработки чертежей использовалась программа КОМПАС 3D-V16.

1. Кочергин, А.Н.“Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплектов.” Дипломное проектирование: Учебное пособие для вузов/ А.Н.Кочергин. – Минск.: Высшая школа. 1991 – 382 с., ил.
2. Под редакцией проф.Тепинкичиева, В.К.“Металлорежущие станки”: Учебное пособие для вузов – Москва.: Машиностроение. 1973 – 387 с., ил.
3. Санюкевич Ф. М. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие – 2-е изд., испр. и доп. – Брест: БГТУ, 2004. – 488 с.
4. Федосов Н.М., Барышников В.Ф.“Технологическое оборудование машиностроительного производства.” Практическое руководство: Учебное пособие для вузов – Барановичи.: РИО БарГУ. 2014 – 62с., ил.
5. Металлорежущие станки: метод. указания для студентов/ В.И. Глубокий. – Минск, 1983 г.
6. Детали машин в примерах и задачах. / Н.Н. Ничипорчик; под ред. Н.Н. Ничипорчик – «Вышэйшая школа», 1978 г.
7. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие/Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. – 2-е изд., испр.: М.: Высш. Шк., 2005. – 309 с.: ил.
8. Пашкевич, М.Ф. Технологии машиностроения. Курсовое и ди-пломное проектирование /М.Ф. Пашкевич, - Мн.: Изд-во Гревцова,2010 - 400 с.: ил.
9. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / А.Ф. Горбацевич, Шкред В.А. Мн.: Выш. Шк., 1983 - 256 с.: ил.
10. Косилова, А.Г. и Мещеряков, Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Изд-во «Машиностроение», 1985 - 496 с.: ил.
11. Барановский, Ю.В. Режимы резания металлов: Справ. / Под ред. Ю.В. Барановского. - Мн.: Изд-во «Машиностроение», 1992. ─ 256 с.: ил.
12. Дипломное проектирование по технологии машиностроения / Под ред. В.В.Бабука. – Мн.: Вышэйшая школа, 1983. – 464 с: ил.
13. Косилова, А.Г. и Мещеряков, Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Изд-во «Машиностроение», 1985 - 656 с.: ил.
14. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Проектирование механосборочных участков и цехов» специальности 1 - 36 01 01 «Технология машиностроения», Разработка строительной части промышленных зданий для механосборочных цехов/ В.Т. Высоцкий. – Могилев: БРУ, 2007– 17 с. : ил.
15. Технология машиностроения. Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности Т 03.01.00 «Технология оборудования и автоматизации машиностроения». Часть 2. Сборка узлов и машин / В.А. Лукашенко. – Могилев: БРУ, 2004– 50 с. : ил.
16. Толченов, Т.В. Техническое нормирования станочных и слесарно-сборочных работ / Под общ, ред. М.М. Шахназарова. – М.: Машиностроения, 1956. – 399с.
17. Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку и слесарно-сборочные работы по сборке машин. Серийное производство. – М. : Машиностроение, 1986.
18. Пашкевич М.Ф. Технологическая оснастка: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / М. Ф. Пашкевич, Ж. А. Мрочек, Л. М. Кожуро, В. М. Пашкевич. - Мн., 2002. - 320 с.: ил.
19. Антонюк, В.Е. Справочник конструктора по расчёту и проектированию станочных приспособлений / В.Е. Антонюк [и др.]. – Мн. : Беларусь, 1969. – 392 с. : ил.
20. Горохов, В.А. Проектирование и расчёт приспособлений / В. А. Горохов. – Мн.: Выш. школа, 1986 – 238 с.: ил.
21. Юдин, Е.Я. Охрана труда в машиностроении / Под общ, ред. С.В.Белова. – М.: Машиностроение, 1983. – 432 с.: ил.
22. Методические указания предназначенные для самостоятельной работы, выполнения лабораторных работ и выполнения раздела «Охрана труда» в дипломных проектах. «Промышленное освещение». Часть 1/ С. В. Матусевич. – Могилев: БРУ, 2009– 32с.
23. Методические указания предназначенные для самостоятельной работы, выполнения лабораторных работ и выполнения раздела «Охрана труда» в дипломных проектах. «Промышленное освещение». Часть 2/ С. В. Матусевич. – Могилев: БРУ, 2009– 47с. : ил.
24. Бондалетова, Л.И. Промышленная экология/ Л.И. Бондалетова, В.Г. Бондалетов. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2008. – 247с.
25. Жолобов, А.А. Экономика и организация машиностроительного производства. Дипломное проектирование: учеб. Пособие / А. А. Жолобов, А. Г. Барановский, В. Т. Высоцкий; под ред. А. А. Жолобова. – Минск: Изд-во Гревцова,2011. -328 с. : ил.
26. Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальностей 1-36 01 01 «Технология машиностроения» и 1-36 01 03 «Технология оборудования машиностроительного производства». / А. Г. Барановский. – Могилев: БРУ, 2012– 31с.
27. Методические указания к организационно-экономической части дипломного проекта для студентов специальностей 1-36 01 01 «Технология машиностроения» и 1-53 01 01 «Автоматизация технологических процессов» / А. Г. Барановский, Л. И. Пушкина. – Могилев: БРУ, 2012– 19с.
28. Типовые нормы времени на разработку конструкторской документации (проектирование технологического оснащения) (утв. Постановлением Госкомтруда СССР, секретариата ВЦСПС от 17.03.86 п 93/6-6). Тест документа с изменениями и дополнениям на 12 отк. 2006 г. – Режим доступа : http://pravo.levonevsky.org/baza/soviet/sssr2391.htm