Лекция №14. Механизация и автоматизация. (2 часа)

В проекте приводят данные о запроектированной механизации и автоматизации производства и, в частности, указывают, для каких деталей принят механизированные и автоматические линии, количество единиц технологического оборудования в этих линиях, количество автоматов и полуавтоматов и процент автоматизированного оборудования от всего производственного оборудования цеха. Указывают также средства механизации и автоматизации технологических, транспортных операций и вспомогательных работ, как, например, оснащение станков загрузочными магазинами, автооператорами, приборами активного контроля; применение автоматических бункеров к нагревательным установкам, механизмов для подачи и выдачи заготовок из печей, механизмов для штамповочных операций (перекладчики, кантователи, сбрасыватели, манипуляторы, механические руки и т. п.).

Степень механизации работ в цехе определяют как отношение числа рабочих механизированного труда к общему числу рабочих цеха.

Расчет общей площади входит в состав технологической части проекта и при разработке компоновочного плана производится по укрупненным показателям удельных площадей, предусматриваемых нормами технологического проектирования.

Расчет площадей и разработка плана служебно-бытовых помещений относятся к архитектурно-строительной части проекта, выполняемой специализированной проектно-строительной организацией по заданию проектанта технологической части. В задании на проектирование служебно-бытовых помещений указывается общее число работающих, в том числе в наибольшую смену, с распределением их по группам характеристики производственных процессов и процент работающих женщин. В зависимости от этих данных выбирают расчетные нормы и состав бытовых устройств. Основным показателем для определения общей площади цеха и каждого из его производственных участков при разработке компоновочного плана цеха является удельная площадь. Величина удельной площади зависит от характера производства, уровня его механизации и автоматизации и габаритных размеров принимаемого оборудования, обусловленного характером и размерами обрабатываемых деталей.

Станочное приспособление — приспособление, предназначенное для установки и закрепления детали на станке в процессе обработки. При изготовлении деталей в машиностроении большое значение имеет технологическая подготовка производства, основную долю затрат по стоимости и трудоемкости в которой вносит проектирование и изготовление технологической оснастки, в частности, затраты на создание станочных приспособлений. Одним из возможных решений этой задачи является применение унифицированных, стандартизированных функциональных элементов, позволяющих сократить комплект станочных приспособлений и увеличить срок их эксплуатации. В качестве приспособления в данном проекте используются рольганги, так как штанга является достаточно длинной деталью. Рольганги это — роликовые конвейеры для станков, широко применяются в промышленности для комплексной автоматизации различных технических процессов.

А также для обработки штанг используем зажимные устройства. Основное назначение зажимных устройств, приспособлений — обеспечение надежного контакта заготовки с установочными элементами, предупреждение ее смещения и вибраций в процессе обработки.

Введение

м дополнительных зажимных устройств увеличивают жесткость технологической системы, что повышает точность и производительность обработки. Зажимные устройства используются также для обеспечения правильной установки и центрирования заготовки, выполняя функцию установочно-зажимных устройств. К ним относятся самоцентрирующие патроны, цанговые зажимы и другие устройства.

Необходимость закрепления заготовки отпадает, если ее масса велика, а силы резания малы, а также в том случае, когда силы, возникающие при обработке, прижимают заготовку к установочным элементам.

При обработке на заготовку действуют силы резания, объемные силы, а также силы второстепенного и случайного характера, предопределяя возможное смещение заготовки. По величине, направлению и месту приложения силы резания являются переменными факторами. При неустановившемся режиме сила резания возрастает от нуля до максимума и уменьшается от максимума до нуля (сход инструмента). При установившемся режиме она также не постоянна и измеряется в определенных пределах. Амплитуда колебаний силы резания в этом случае достигает 0,1 ее номинальной величины. Точка приложения силы резания в процессе обработки непрерывно перемещается по обрабатываемой поверхности, поэтому сила резания имеет не статический, а динамический характер. При обработке прерывистых поверхностей динамичность резания еще более возрастает. С затуплением инструмента сила резания увеличивается на 10−30% и более.

Эти устройства должны быть надежными в работе, просты по конструкции и удобны в обслуживании; не должны деформировать закрепляемые заготовки и портить их поверхности; закрепление и открепление заготовок должно быть с минимальной затратой сил и времени; они должны обеспечивать равномерный зажим заготовок, особенно в многоместных приспособлениях; зажимные устройства не должны сдвигать заготовку при ее закреплении и по возможности воспринимать силы резания. Последним следует противопоставлять жесткие установочные элементы приспособления. Место приложения сил закрепления выбирают по условию наибольшей жесткости и устойчивости крепления и минимальной деформации заготовки. Для повышения точности обработки предпочтительны устройства, обеспечивающие постоянную силу закрепления.

Расчет сил закрепления производят при конструировании новых приспособлений и при использовании имеющихся универсальных (и переналаживаемых) приспособлений. Для расчета сил закрепления в первом, наиболее общем случае необходимо знать условия проектируемой обработки — величину, направление и место приложения сил, сдвигающих заготовку, а также схему ее установки и закрепления. Расчет сил закрепления в первом приближении может быть сведен к задаче статики на равновесие заготовки под действием приложенных к ней внешних сил.

К обрабатываемой заготовке приложены силы, возникающие в процессе обработки, искомые силы закрепления и реакции опор. Под действием этих сил заготовка находится в равновесии. Сила закрепления Q должна быть достаточной для предупреждения смещения установленной в приспособлении заготовки. Если величина Q оказывается больше Q', найденной из условий точности выполнения операции, то необходимо внести коррективы в ее построение (изменение схемы установки и закрепления заготовки, режима резания, условий выполнения операции), вследствие чего возможно уменьшение первоначальных значений погрешностей закрепления е_з и формы Д_ф. При повторной проверке должно соблюдаться условие Q.

Прежде чем приступить к разработке планировки оборудования в цехе, следует определить приблизительную площадь цеха. Для этого принятое количество печей умножают на укрупненную норму площади для данного типа цеха, получают приблизительную величину производственной площади. Для предварительных расчетов производственных площадей печного зала можно исходить из следующих норм площади на одну печь: в инструментально-термическом цехе 25−30 м², в штамповом термическом цехе 30- 50 м, во вторичном термическом цехе с толкательными и конвейерными печами 50−90 м, в кузнечно-термическом цехе 80−130 м²; проезды и проходы считаются отдельно и составляют в среднем 25 30% от производственной площади. Если, например, в проекте принято 10 печей для вторичного термического цеха, то производственная площадь будет приблизительно 500−900 м² +25−30% на проходы. Затем, разбив, площадь по длине и ширине в соответствии с сеткой колонн, намечают грузопоток цеха. Ширина цеха и расстояние между колоннами замеряется по центру колонн.

Грузопоток цеха, т. е. движение продукции в цех, по операциям в цехе и из цеха, должен быть таким, чтобы не было встречных движений. Для этого намечаются точки поступления продукции в цех и точки выхода продукции из цеха.

Экономическую целесообразность применения автоматических линий по сравнению с поточными линиями обосновывают расчетом, который выполняют по форме 11, расчет должен выявить окупаемость дополнительных затрат на приобретение автоматических линий [1-т.1, с.223].

Рекомендуемая литература

1. [1 — том 1]. [2].

Вопросы для самопроверки

1. Термопластавтоматы (ТПА) и реактопластавтоматы (РПА) — назначение и эффективная область применения.