Конструирование специальной оснастки для подготовки листовых заготовок для обработки на участке лазерной резки

До сегодняшнего дня обработка листового металла производилась различными механическими приспособлениями: всевозможными станками, пилами, ножовочными полотнами, а также фрезами. Такой способ резки металла, кроме высокой стоимости, низкой износостойкости режущего инструмента и высоким уровнем погрешности постепенно отходит на задний план. Лазерная резка металла на фоне традиционных методов раскроя — существенный прорыв к качеству обработки, упрощению процесса резки и уменьшению дефектов.
Появляется насущная необходимость в разработке и освоении методов резки современных конструкционных материалов, сочетающих высокие показатели как по производительности процесса, так и по точности и качеству поверхностей реза. Ярким примером таких перспективных процессов резки металлов является лазерная резка металлов.
На сегодняшний день остается вопрос по поиску решении хранения листового материала на их участках обработки. Эта проблема является довольно насущной на сегодняшний день, т.к. качество обрабатываемой поверхности металла, и в итоге, качество полученного изделия, зависит не только от самих процессов обработки материала, но и зависит от методов хранения самой заготовки. Данная проблема может нести разный характер, в зависимости от самого материала, масштабов производства, условии хранения и т.п.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы, мною будет исследована действующая на предприятии производственный участок лазерной резки для того, чтобы четко осознать и сформулировать цели своей выпускной работы. После этого я рассмотрю существующий техпроцесс с общей целью провести улучшения существующего процесса. Проблема является довольно обширной, и поэтому решения этой проблемы тоже имеют широкий круг.
В ходе поиска решении для этой проблемы первым делом производится патентный поиск для поставленной задачи, после чего делается выборка из полученных результатов в пользу наиболее оптимального – а именно, удовлетворяющего следующим параметрам – дешевизна, простота внедрения, надежность, компактность, безопасность для обслуживающего персонала и возможность использовать в связке с конечным объектом, а именно станком, на котором производится обработка листового металла. После подбора оптимального варианта выдвигается конструкторское решение для проектирования специальной оснастки, применяя как новые и передовые, так и традиционные, проверенные временем, технологии в области конструирования оснастки.
По ходу выполнения ВКР необходимо так же подобрать материалы для оснастки, покупные части и механизмы, предварительно проверив их на совместимость с техническими требованиями будущей конструкции. Подбор материалов, частей и механизмов должен идти параллельно с техническими расчетами на различные вредные факторы, условия и требования. После подбора соответствующего материала и покупных изделий, необходимо будет закрепить полученный результат в данной работе для последующей проекционной деятельности.
Предварительно конструкцию необходимо создать в среде 3D моделирования при помощи программы Siemens NX для более явного визуального контроля, упрощения последующих манипуляций с конструкцией, также как максимальное сокращения вероятности появления ошибок при конструировании. Siemens NX – это флагманская CAD/CAM/CAE-система производства компании Siemens PLM Software, при помощи которой можно создавать проекцию будущей модели в виртуальном пространстве, после чего можно задать полученной конструкции материал и узнать объем, массу, вес и прочие параметры построенной оснастки. Так же, благодаря применению программы 3д моделирования Siemens NX значительно упрощается создание чертежей и общих видов.
После проектирования специальной оснастки для хранения листового металла на участке лазерной резки, необходимо взять в расчет возможность работы в связке с устройством перемещения и станком, на котором производится обработка. При возникновении несовместимости следует доработать обе конструкции, вплоть до того, чтобы они могли друг с другом взаимодействовать. После проверки на совместимость и последующей правки следует создать планировку для существующей производственной линии лазерной резки с добавлением в неё сконструированной оснастки.
После заполнения всей необходимой конструкторской документации подбирается соответствующая для полученной оснастки документация, посвященная безопасности жизнедеятельности.

 

ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 7
1.1. Существующие методы раскроя 7
1.2. Описание способа 16
1.3. Преимущества метода 21
1.4. Постановка задачи выпускной квалификационной работы 22
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 23
2.1. Конструкционно-технологический анализ детали 23
2.1.1. Анализ конструкции детали на технологичность 23
2.1.2. Конструкторский анализ чертежа детали 25
2.1.3. Выбор типа производства 27
2.2. Анализ существующего маршрутного технологического процесса 29
2.2.1. Анализ содержания и структуры технологических операций 30
2.3. Обоснование выбора лазерного оборудования, его технические характеристики, технологии резки детали 33
2.4. Определение вида заготовки и схемы раскроя материала 37
2.5. Разработка технологического процесса 39
2.6. Предложения по совершенствованию точности лазерной резки. 46
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. 48
3.1. Патентный поиск конструкции оснастки для хранения и транспортировки пакетов листовых заготовок 48
3.2. Общие требования к проектируемой оснастке 55
3.3. Выбор материала для оснастки 56
3.4. Выбор формы конструктивных элементов для изготовления оснастки 60
3.5. Обоснование технологии и режимов сварки конструктивных элементов 61
3.6. Разработка чертежа оснастки и технологической документации для ее изготовления 63
3.7. Расчеты на прочность нагруженных элементов оснастки 64
4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 82
4.1. Расчет производственной площади участка лазерной резки. 82
4.2. Выбор способа подачи заготовок, уборки отходов 83
4.3. Выбор внутрицехового транспорта 84
4.4. Проектирование и описание планировки участка лазерной резки 84
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 86
5.1. Опасные факторы и условия работы на лазерном участке. 86
5.2. Требования ГОСТ к рабочему месту. 88
5.3. Техника безопасности на рабочем месте. 90
5.4. Производственная гимнастика 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 94

До сегодняшнего дня обработка листового металла производилась различными механическими приспособлениями: всевозможными станками, пилами, ножовочными полотнами, а также фрезами. Такой способ резки металла, кроме высокой стоимости, низкой износостойкости режущего инструмента и высоким уровнем погрешности постепенно отходит на задний план. Лазерная резка металла на фоне традиционных методов раскроя — существенный прорыв к качеству обработки, упрощению процесса резки и уменьшению дефектов.
Появляется насущная необходимость в разработке и освоении методов резки современных конструкционных материалов, сочетающих высокие показатели как по производительности процесса, так и по точности и качеству поверхностей реза. Ярким примером таких перспективных процессов резки металлов является лазерная резка металлов.
На сегодняшний день остается вопрос по поиску решении хранения листового материала на их участках обработки. Эта проблема является довольно насущной на сегодняшний день, т.к. качество обрабатываемой поверхности металла, и в итоге, качество полученного изделия, зависит не только от самих процессов обработки материала, но и зависит от методов хранения самой заготовки. Данная проблема может нести разный характер, в зависимости от самого материала, масштабов производства, условии хранения и т.п.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы, мною будет исследована действующая на предприятии производственный участок лазерной резки для того, чтобы четко осознать и сформулировать цели своей выпускной работы. После этого я рассмотрю существующий техпроцесс с общей целью провести улучшения существующего процесса. Проблема является довольно обширной, и поэтому решения этой проблемы тоже имеют широкий круг.
В ходе поиска решении для этой проблемы первым делом производится патентный поиск для поставленной задачи, после чего делается выборка из полученных результатов в пользу наиболее оптимального – а именно, удовлетворяющего следующим параметрам – дешевизна, простота внедрения, надежность, компактность, безопасность для обслуживающего персонала и возможность использовать в связке с конечным объектом, а именно станком, на котором производится обработка листового металла. После подбора оптимального варианта выдвигается конструкторское решение для проектирования специальной оснастки, применяя как новые и передовые, так и традиционные, проверенные временем, технологии в области конструирования оснастки.
По ходу выполнения ВКР необходимо так же подобрать материалы для оснастки, покупные части и механизмы, предварительно проверив их на совместимость с техническими требованиями будущей конструкции. Подбор материалов, частей и механизмов должен идти параллельно с техническими расчетами на различные вредные факторы, условия и требования. После подбора соответствующего материала и покупных изделий, необходимо будет закрепить полученный результат в данной работе для последующей проекционной деятельности.
Предварительно конструкцию необходимо создать в среде 3D моделирования при помощи программы Siemens NX для более явного визуального контроля, упрощения последующих манипуляций с конструкцией, также как максимальное сокращения вероятности появления ошибок при конструировании. Siemens NX – это флагманская CAD/CAM/CAE-система производства компании Siemens PLM Software, при помощи которой можно создавать проекцию будущей модели в виртуальном пространстве, после чего можно задать полученной конструкции материал и узнать объем, массу, вес и прочие параметры построенной оснастки. Так же, благодаря применению программы 3д моделирования Siemens NX значительно упрощается создание чертежей и общих видов.
После проектирования специальной оснастки для хранения листового металла на участке лазерной резки, необходимо взять в расчет возможность работы в связке с устройством перемещения и станком, на котором производится обработка. При возникновении несовместимости следует доработать обе конструкции, вплоть до того, чтобы они могли друг с другом взаимодействовать. После проверки на совместимость и последующей правки следует создать планировку для существующей производственной линии лазерной резки с добавлением в неё сконструированной оснастки.
После заполнения всей необходимой конструкторской документации подбирается соответствующая для полученной оснастки документация, посвященная безопасности жизнедеятельности.

 

1. Ссылка на интернет ресурс:
2. Ссылка на интернет ресурс:
3. Абильсиитов Г.А. Технологические лазеры c.8
4. Романовский В. П., Справочник по холодной штамповке, 5 изд., Л., 1971.
5. Мещерин В. Т., Листовая штамповка. Атлас схем, 2 изд., М., 1958;
6. Ссылка на интернет ресурс: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/103952/
7. Ссылка на интернет ресурс: http://www.laser-cfi.ru/postoyanniy-i-impulsniy-rezhim-rezki.html
8. Паспорт-LC-4015-3-КТИСМА
9. Виноградов В.М. Технология машиностроения: Введение в специальность. - М.: Академия. 2008. - 176 с.
10. Черпаков Б.И. Технологическое оборудование маниностроительного производства. - М.: Академия. 2005. - 416 с.
11. Шишмарев В.Ю. Машиностроительное производство. - М.: Академия. 2006. - 352 с.
12. Banabic D., Bunge H.J., Pöhlandt K., Tekkaya A.E. Formability of Metallic Materials. Plastic Anisotropy, Formability Testing, Forming Limits. – Berlin: Springer, 2000. - 33 с
13. Birkert A., Haage S., Straub М. Umformtechnische Herstellung komplexer Karosserieteile. – Berlin: Springer Vieweg, 2013 – 62 с.