________Проектирование верикально-фрезерного станка с ЧПУ ___________________

метки: Разработка, Конструкция, Направлять, Линейный, Деталь, Расход, Статический, Сборка

ПРИЛОЖЕНИЯ: технологическая документация…………………………….66

ВВЕДЕНИЕ, ЦЕЛЬ РАБОТЫ

При проведении учебного процесса важное место должно занимать соединение теоретических и практических знаний. Для более глубокого понимания основ управления оборудованием будет полезен процесс проектирования данного изделия. Кроме того данный станок предназначен для отработки полученных знаний в области конструирования и программирования станков с ЧПУ, ознакомления с видами электроприводов и их управлением. Также при работе с данным оборудованием необходимо пополнять свой объём знаний в данной области и не только. Требуются умения работы в трехмерных редакторах (таких как ArtCAM, 3DMAX и др.) и управляющих программах (MACH3).

Кроме того требуются знания кодов управления (G-коды) при написании программы управления движением инструмента либо редактировании файла управляющей программы выданного программой ArtCAM.

При разработке модели особое внимание будет уделено простоте компоновки элементов конструкции и упрощении электрической схемы их подключения. Так как составляющие компоненты находятся в свободной продаже, это удешевляет проект и открывает множество возможностей модернизации оборудования и расширения его рабочих возможностей. Данный станок может служить платформой для установки дополнительных рабочих инструментов, таких как устройство для лазерного выжигания и приспособление для трехмерного прототипирования (3D-печать).

При этом не потребуется внесения большого количества изменений в конструкцию станка, а включение дополнительных элементов в электрическую схему требует наличие дополнительного блока питания.

На станке может производиться сверление, фрезерование и гравирование трехмерных поверхностей. Заготовками могут служить такие материалы как алюминиевые сплавы (с прочностью до 800 Мпа) и различные пластмассы. Небольшие габаритные размеры станка в совокупности с большим рабочим полем делают его доступным для использования в небольших рабочих помещениях и мастерских.

Управление осуществляется на базе персонального компьютера с операционной системой Windows. Для управления была выбрана управляющая программа MACH 3.

Целью дипломной работы является получение готовой модели станка, соответствующей заданным характеристикам. Для достижения цели необходимо решить задачи:

1. Разработать конструкцию настольного станка с числовым программным обеспечением;

2. Подобрать закупаемые элементы для механической части станка;

Анализ и совершенствование системы управления организацией (на ...

... сколь либо серьезными затратами (совершенствование стиля и методов работы, организации труда и т.п.). Объектом исследования дипломной работы является ОАО "Техсервис". Предметом исследования является система управления Информационная эмпирическая база представлена ...

3. Выбрать систему управления станком;

4. Разработать электрическую схему станка;

5. Подобрать закупаемые элементы для электрической части станка;

6. Разработать технологический процесс сборки изделия;

7. Произвести статический анализ конструктивных элементов (валов направляющих);

8. Выполнить сборочный размерный анализ;

9. Выявить опасные факторы при производстве и обеспечить экологичность технического объекта;

10. Выполнить экономическое обоснование дипломной работы.

В настоящей работе предлагается разработать конструкцию и технологию сборки трехкоординатного фрезерно-гравировального станка с числовым программным управлением.

1. ОПИСАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.

1.1Анализ конструкции вертикально-фрезерного станка с ЧПУ.

Станки этой категории предназначены для фрезерования, сверления, гравировки плоских поверхностей трехмерной модели. Основными материалами для обработки были выбраны сплавы алюминия (с прочностью до 800 Мпа), а также различные виды пластмасс.

Для настольных станков существует несколько видов компоновки:

1. Станки с подвижным столом;

2. Станки с подвижным порталом.

К первому типу относят станки, у которых портал, на котором установлен режущий инструмент, является неподвижным. Станки данного типа не сильно распространены, так как при наличии подвижного стола рабочая область сильно сокращается.

К преимуществам такой конструкции можно отнести возможность создания жесткого портала (при его закреплении на раме).

Так же к преимуществам можно отнести простоту реализации данной конструкции.

К недостаткам относятся большие размеры самого станка (по сравнению с конструкцией с подвижным порталом).

Кроме того при применении подвижного стола невозможно проводить обработку тяжелых деталей.

Ко второму типу относятся станки, в которых по оси X перемещается сам портал. Станки данного вида наиболее распространены.

В преимущества входят более жесткий стол (так как он неподвижен), а, следовательно, и возможность обработки тяжелых деталей. Рабочая область больше, чем в предыдущем варианте. Так же существует возможность установки поворотной оси.

К недостаткам относят менее жесткий портал (трудно спроектировать его так, чтобы он был жестким и легким для быстрого перемещения).

Так как портал висит на направляющих, то они должны обладать необходимой жёсткостью. Следовательно, для обеспечения нужных показателей точности требуется установка направляющих большего диаметра.

В данной работе будет проанализирована конструкция станка с подвижным столом (рисунок 1.1).

Портал неподвижен и соединен с каркасом станка. Заготовка фиксируется на столе с помощью прижимов. Перемещение стола происходит по оси X. Перемещение же режущего инструмента по оси Y обеспечивает каретка, закрепленная в портале. Изменение положения инструмента по оси Z осуществляется с помощью соответствующих направляющих, расположенных в каретке.

При разработке модели были использованы [16,19,20].

Рисунок 1.1 – Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ.

Перемещение по координатам осуществляется с помощью шаговых электродвигателей. Кинематика данных приводов одинакова для всех трех осей и состоит из электродвигателя, соединительной муфты и винтовой передачи с шагом 1,75 мм.

За контроль над шаговыми двигателями отвечают драйверы (по одному на каждый двигатель).

Модернизация станка

... оборудования. В данном дипломном проекте мною была выполнена модернизация электро- оборудования и схемы управления токарного станка 7800ИТФ3 с заменой ... соединен с винтом передачи ВГК на прямую с помощью сильфонной муфты. В корпусе установлен механизм для ручного ... работа станка и его составных частей Общий вид с обозначением узлов станка 7800ИТФ3 изображен на листе1 графической части дипломного ...

Они в свою очередь соединены с платой опторазвязки, через которую осуществляется подключение к компьютеру. Питание происходит от блока питания на 48 V.

Технические характеристики станка представлены в таблице 1.1.

Главным параметром станка является его точность. Настройка производится с помощью регулировки параметров шаговых двигателей. У конструкции с подвижным столом регулировка сложнее, чем у станка с подвижным порталом. При этом получаемый показатель точности получается выше, за счет отдельной калибровки шаговых двигателей стола и портала.

Таблица 1.1 — Технические характеристики станка.

Размеры станка, мм 450*450*400

Рабочая область, мм 300*260*100

Размеры стола, мм 350*360

Рабочая скорость перемещения, мм/мин До 1000

Направляющие Цилиндрические: ⌀16 для осей X и Y; и ⌀12

для оси Z.

Подшипники качения 5А-1000088

Линейные подшипники для осей X и Y – SC16UU; для оси Z –

SC12UU.

Шаговые двигатели АД-200-31

1.2 Приводы станка

Главным движением является вращение шпинделя с режущим инструментом. В качестве шпинделя могут быть использованы ка стандартные шпиндели с воздушным, либо водяным охлаждением, так минифрезеры или инструменты гравировального типа.

Для приводов подач целесообразно использовать шаговые электродвигатели (ШД).

Данные двигатели производят бесступенчатое регулирование скоростей подач согласно значениям управляющих импульсов, подаваемыхконтроллером (в данном случае – компьютер) через драйвер.

Целесообразность применения шаговых электродвигателей продиктовано несколькими условиями:

•  Возможность контролировать угол поворота ротора с помощью импульсов, подающихся в двигатель;
•  Обеспечение точности в пределе 2 — 5% от величины шага. Без накопления ошибок от последующих шагов;
•  Быстрый старт, остановка и реверс;
•  Надежное и точное управление даже при отсутствии элементов обратной связи;
•  Большой диапазон регулировки скорости вращения мотора.

Шаговый двигатель (рисунок 1.2) – это электромеханическое устройство, преобразующее электрические импульсы в линейные или угловые перемещения. В большинстве своем являются бесколлекторными двигателями постоянного тока. Имеют высокую надежность и длительный срок службы. Точная регулировка скорости вращения осуществляется без обратной связи. В данном станке будут применены шаговые двигатели АД 200-31. Схема подключения униполярная. Технические характеристики ШД представлены в таблице 1.2.

Так как основной угловой шаг равен 1,8°, то за один полный оборот вала двигателя произойдет 200 шагов. При этом количество пройдённых шагов на миллиметр будет равно количеству шагов, за полный оборот, разделенному на шаг винта. Для данной передачи с винтом Tr12 и шагом 1,75 мм, получим 114 шагов/мм.

Рисунок 1.2 – Шаговый двигатель.

Таблица 1.2 — Технические характеристики шаговых двигателей АД 200-31.

Ток фазы, А 2,8

Сопротивление фазы, Ом 1,5

Индуктивность, мГн 6,8

Крутящий момент, кг*см 31

Момент инерции ротора, г*см2 840

Вес, кг 1,4

Длина, мм 88

Основной угловой шаг, ° 1,8

Максимально допустимая радиальная нагрузка на валу (в 20 мм от 75 фланца), Н

Микропроцессорные системы управления АМТС

... Рисунок 1. Структурная схема микропроцессорной системы автоматического управления переключением передач (на базе комплекта микросхем серии КР580) На рисунке 1, приведена структурная схема системы автоматического управления ... устройства применяются при массовом изготовлении микропроцессорных систем. В программируемые запоминающие устройства ППЗУ (PROM) запись программы может быть осуществлена и после ...

Максимальная допустимая осевая нагрузка на валу, Н 15

Рисунок 1.3 – Размеры шагового двигателя.

Рисунок 1.4 — Электрическая схема шаговых двигателей AD-200-31. Рисунок 1.5 – Частотная зависимость крутящего момента шагового двигателя

(Дробление шага 1/2, источник питания 48 В, 100 Вт.)

Рисунок 1.6 – Частотная зависимость крутящего момента шагового двигателя

(Дробление шага 1/2, источник питания 24 В, 100 Вт.) Рисунок 1.7 – Частотная зависимость крутящего момента шагового двигателя

(Дробление шага 1/16, источник питания 48 В, 100 Вт.)

1.3 Блок управления шаговым двигателем

За управление шаговыми двигателями будут отвечать программируемый блок управления SMD – 4.2. подключение блока выполнено в режиме драйвера. Схема подключения (рисунок 1.8).

Контроллером является сам персональный компьютер. Блок подключается к компьютеру через USB-порт. Связь с компьютером должна осуществляться постоянно. Для корректной работы блока необходимо установить драйвер COM-порта компьютера. Так как диапазон входного тока и напряжения у драйвера находиться в промежутке 1,2…4,2 А и 12…48 V, то будет применяться блок питания H100S48 на 48V и 2A.

При разработке электрической схемы были использованы [17,18].

Рисунок 1.8 – схема подключения блока управления.

1.4 Соединительные муфты

Для соединения вала электродвигателя с винтовой передачей будут использоваться безлюфтовые упругие муфты (рисунок 1.9).

Это устройство предназначено для гашения толчков и ударов при пуске и остановке механизма. Также она компенсирует несоосность валов. К главным преимуществам муфт этого типа следует отнести отсутствие смазочных материалов.

Рисунок 1.9 – Безлюфтовая упругая муфта.

1.5 Линейные подшипники

Линейные подшипники (подшипники линейного перемещения) – это изделие, предназначенное для перемещения каретки по цилиндрической направляющей. С помощью данного устройства осуществляется линейное перемещение вдоль оси вала (рисунок 1.10).

Состоит из двух частей:

•  Движущейся части, в которой по замкнутым канавкам происходит перемещение шариков (замкнутые канавки внутри линейного подшипника);
•  Поверхности тела, по которому происходит перемещение, в данном случае цилиндрический вал.

Вместо подшипников, возможно, использовать обычные втулки из цветных металлов. Однако при применении таких изделий со временем возрастает неточность перемещения. Эта неточность связанна с истиранием внутренней части втулок с течением некоторого времени. Так же при применении подшипников сила трения овал значительно ниже, чем у втулок.

В данной работе главной задачей является соблюдение заданной точности перемещения кареток по направляющим. Следовательно, в конструкции будут применяться линейные подшипники серии для валов ⌀16 и серии для ⌀12 мм.

Рисунок 1.10 – Блок перемещения (направляющая + подшипник).

1.6 Шпиндель

В качестве шпинделя могут быть применены разные по мощности типы инструментов. Такие как ручные граверы и бормашинки мощностью до 200 Вт и максимальным диаметром фрез 3 мм. Кроме того, могут быть применены малогабаритные фрезеры мощностью до 800 Вт и диаметром фрез в 3 — 6 мм. Однако наибольшее применение в станках такого типа получили шпиндели воздушного охлаждения мощностью до 400 Вт с воздушным охлаждением. Шпиндели с водным охлаждением не учитываются, из-за их высокой цены (по сравнению с предыдущими вариантами) и необходимости применения частотного преобразователя и системы охлаждения.

Зенкование отверстий

... наличие зубьев на горце и направляющих цапф, которыми инструмент вводится в уже просверленное отверстие. В табл. 1 приведены основные типы поверхностей, получаемых зенкованием, а в табл. 2 -- ... обработки стали рекомендуется применять смазочно-охлаждающие жидкости. Процесс зенкерования чугуна и цветных металлов охлаждения не требует. Правильный подбор металлорежущего зенкера - очень важный этап. Для ...

В данной работе будет использован шпиндель с воздушным охлаждением и регулируемым числом оборотов (рисунок 1.11).

Мощность шпинделя 300 Вт. Рабочее напряжение 48 В (требуется дополнительный блок питания).

К преимуществам можно отнести низкий уровень шума и низкий уровень биения (при обработке древесины и различных видов пластмасс).

Так же в данном агрегате установлена стандартная цанга под диапазон фрез от 1 до 7 мм.

В недостатки входит малая мощность (до 400 Вт), а также применение дополнительной системы охлаждения (вентилятор на двигателе).

Ограничение в обработке – только мягкие материалы (некоторые сплавы алюминия и пластмассы), что в принципе удовлетворяет типу выбранных материалов для обработки на данном станке.

Рисунок 1.11 – Шпиндель воздушного охлаждения.

1.7 Программное обеспечение.

В качестве управляющей программы будет использована наиболее распространенная программа MACH 3. Данный продукт позволяет производить обработку на станках с количеством управляемых координат до 5. Программа позволяет, как загружать файлы с G-кодами из различных редакторов, так и заносить их вручную.

В данном примере использовался графический редактор ArtCAMPro от компании Delcam (рисунок 1.13).

Для более наглядного описания была составлена управляющая программа гравировки надписи. Размер рабочего поля надписи 100 на 100 мм. Материал заготовки – алюминий. Инструментом для гравировки служит коническая фреза диаметром 3 мм. Параметры инструмента представлены на рисунке 1.12. Гравировка производится на глубину 0,1 мм. Общее время обработки составило 8 минут 40 секунд (рисунок 1.15).

Файл управляющей программы сохраняется в формате «.cnc», что позволяет открывать его в программе управления станком MACH 3. Интерфейс программы представлен на (рисунке 1.16).

Программа MACH 3 обладает широкими функциональными возможностями. Через нее происходит настройка параметров шаговых двигателей. Кроме того, если в станке реализовано программное управление шпинделем, то оно также может быть настроено в данной программе. Также присутствует дополнительное окно управления перемещением инструмента (рисунок 1.17).

В дополнении к этому существует возможность редактирования текста управляющей программы прямо в интерфейсе MACH 3. Также в программе представлен специальный экран, на котором показана трехмерная модель детали и траектория ее обработки.

Интерфейс программы MACH 3 является интуитивно понятным и для его освоения требуется немного времени.

Рисунок 1.12 – Параметры инструмента.

Рисунок 1.13 – Интерфейс программы ArtCAMPro и надпись, выбранная для

гравировки. Рисунок 1.14 – Трехмерный вид обработанной надписи.

Рисунок 1.15 – Параметры гравировки.

Рисунок 1.16 – Интерфейс программы MACH 3 с загруженной управляющей

программой

Рисунок 1.17 – Окно управления перемещением инструмента.

Таблица 1.3 — Описание основных команд управляющей программы.

Направляющие станин станка

... место в гидростатических и гидродинамических направляющих. Направляющие качения разделяют по виду тел качения на роликовые и шариковые. 1. Классификация направляющих станин В зависимости от траектории движения подвижного узла направляющие могут быть прямолинейного ...

№ команды Описание команды

G90 Абсолютное позиционирование (отсчет

всех координат, относительно одной

нулевой точки в единой системе

исчисления).

G49 Отмена коррекции на длину инструмента.

M3 S12000 Направление вращения шпинделя – по

часовой стрелке.

G0 X42.090 Y31.754 Z5.000 Ускоренное перемещение в заданную

точку.

G1 Z-0.100 F60000 Перемещение по прямой линии в заданную

точку на указанной скорости подачи.

M05 Остановка шпинделя.

1.8 Режимы резания.

Рассчитаем режимы резания для модели, представленной на рисунке 1.13. Для проведения расчетов были использованы [1,3,6,10,11,13].

Гравировка производится по заготовке размером 100*100*5 мм.

Материал заготовки – алюминий.

Тип инструмента – фреза коническая Р6М5. Диаметр инструмента 3 мм.

sz = 0,15 мм/об;

• t=0,1 мм;
• В=0,1 мм.

Количество оборотов шпинделя находится из формулы 1.1.

1000∙????

????= ,об/мин; (1.1)

????∙????

Так как у используемого шпинделя максимальное количество оборотов равно 12000 об/мин, то максимальная скорость резания равна (формула 1.2):

????∙????∙???? 12000∙3,14∙3

????= = = 113,04 м/мин; (1.2)

1000 1000

При этом значение главной составляющей сил резания (формула 1.3) равно:

????

10 ∙ ???????? ∙ ???? ???? ∙ ???????? ∙ ????ℎ ∙ ????

???????? = ∙ ???????????? =

???? ???? ∙ ????????

10∙82,5∙0,10,95 ∙0,050,8 ∙0,11,1 ∙2

= ∙ 0,63 = 0,3 Н; (1.3)

31,1 ∙120000

где ???????? — коэффициент и x, y, h, q, w- показатели степени — табличные данные, t- толщина снимаемого припуска, мм; ???????? — подача на зуб фрезы, мм/зуб; B- ширина фрезерования (ширина стружечной канавки), мм; z- количество зубьев фрезы; ????м???? -коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; D- диаметр фрезы, мм;

• n- частота вращения фрезы, об/мин. где значения коэффициентов и показания степени равны:

Общий поправочный коэффициент KMP равен (формула 1.4):

• ???????????? = ???????????? ∙ ???????????? ∙ ???????????? ∙ ???????????? = 0,67 ∙ 1 ∙ 0,87 ∙ 1,08 = 0,63;
• (1.4)

где, Kр — коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки (формула 1.5); Kvр — коэффициент, учитывающий скорость резания; Kр — коэффициент, учитывающий величину переднего угла ; Kр коэффициент, учитывающий величину угла в плане .

200 0.3

???????????? = ( ) = 0,67; (1.5)

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНКА

При проектировании станка были произведены следующие работы:

 В начале работы были выбраны основные конструктивные размеры механизма.

 Была выбрана наиболее подходящая конструкция.

 Назначены размеры направляющих валов ⌀16 для X и Y,и ⌀12 для Z.

 Выбраны стандартные изделия, входящие в конструкцию станка (подшипники, крепежные элементы)

 Добавлены дополнительные элементы для усиления жесткости конструкции

 Установлены ограничители хода кареток (безопасная зона хода)

Все элементы конструкции были спроектированы в программе КОМПАС 3D. В отдельном файле сборки компоненты были объединены в цельный механизм.

При проектировании были использованы [2,4,7,8,9].

Токарно-винторезный станок модели 1М

... винторезный станок привод вал 1.1.1 Назначение станка и техническая характеристика Токарно-винторезный станок нормальной точности 1М63 (Н) предназначен для выполнения различных токарных работ, ... объект проектирования В данном курсовом проекте требуется спроектировать токарно-винторезный станок ... л - призматический фасонный Рисунок 1.1.2.1 - Токарные резцы ... обработки. Таблица 1.2.1 - Химический ...

2.1 Выбор элементов конструкции.

Для снижения себестоимости изготовления станка целесообразно

применять стандартные изделия. Выбор элементов будет произведен на

основании соотношения цена – качество.

Целью этого раздела является выбор покупных элементов станка.

Составим таблицу закупочных элементов (таблица 2.1).

Цены на элементы

представлены в разделе «Экономическая эффективность работы».

Таблица 2.1 – Закупочные элементы.

Перечень узлов и деталей Кол-во компонентов

ШД (АД 200-31) 3

Драйвер (SMD 4.2) 3

Блок питания 1

Плата опторазвязки 1

Упругая муфта 3

Направляющие ось X⌀16 (480 мм) 2

Направляющие ось Y⌀16 (480 мм) 2

Направляющие ось Z⌀12 (250 мм) 2

Винтовая пара ось X 1

Винтовая пара ось Y 1

Винтовая пара ось Z 1

Линейные подшипники ⌀16 мм 8

Линейные подшипники ⌀12 мм 4

Крепление шпинделя 1

Шпиндель 1

Опора направляющих 8

2.2 Размерный анализ.

В данном разделе будет проведен сборочный размерный анализ. Искомым значением является погрешность непараллельности направляющих оси Y иподвижного стола оси X (рисунок 2.1).

При расчете использовался [14].

Рисунок 2.1 – Сборочный размерный анализ.

Для упрощения решения размерной цепи разобьём основную задачу на несколько второстепенных.

Во-первых, рассчитаем несимметричность направляющих оси X между собой. Для большей наглядности перестроим размерную цепь (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2– Сборочная размерная цепь несимметричности

направляющих оси X.

А1 – несимметричность крепежных отверстий опоры направляющей относительно посадочных отверстий в корпусе для 1-ой опоры;

• А2 – несимметричность крепежных отверстий опоры направляющей относительно посадочных отверстий в корпусе для 2-ой опоры;
• А3 – несимметричность крепежных отверстий опоры направляющей относительно посадочных отверстий в корпусе для 3-ей опоры;
• А4 – несимметричность крепежных отверстий опоры направляющей относительно посадочных отверстий в корпусе для 4-ой опоры;
• АΔ – несимметричность направляющих оси X.

Составим уравнение для первого случая (формула 2.1).

????∆ = √????????????12 ∙ ????????????22 ∙ ????????????23 ∙ ????????????24 , мм; (2.1)

Подставив величины допуска на линейный размер в формулу 2.1 получим:

????∆ = √4????0,122 = 0,24 ∙ √0,01 = 0,024,мм.

Теперь вернёмся к основной задаче. Для большей наглядности перестроим размерную цепь (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3– Сборочная размерная цепь.

БΔ1 – не параллельность направляющих относительно основания станка;

• БΔ2 – несимметричность направляющих оси Y между собой;
• БΔ3 – допуск на линейный размер проставок =0,07;

• БΔ4 – несимметричность направляющих оси X (=АΔ);
• БΔ – не параллельность направляющих оси Y и стола.

Погрешность от не параллельности направляющих относительно основания станка рассчитана по формуле 2.2.

Б∆1 = √????????Б12 ∙ ????????Б24 ,мм; (2.2)

Подставив величины допуска на линейный размер в формулу 2.2 получим:

Модернизация токарного станка

... дипломном проекте. Предметом работы является модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с ... плоская задняя направляющие. В правой части станины к Станина станка - коробчатой ... характеристики станка 16К20Ф3С 32 даны в таблице 2.1. Таблица 2.1 - Технические характеристики станка 16К20Ф3С32 ... диапазоне) при основном исполнении станка с электродвигателем 1460 об/мин. Рисунок 2.4 - Схема ...

• Б∆1 = √2????0,1852 = 0,185 ∙ √2 ∙ 0,01 = 0,026, мм;

• Погрешность от несимметричности направляющих оси Y между собой рассчитывается также как и по оси X (формула 2.3).

Б∆2 = √????????Б22 ∙ ????????Б24 , мм; (2.3)

Подставив величины допуска на линейный размер в формулу 2.3 получим:

• Б∆2 = √2????0,162 = 0,16 ∙ √2 ∙ 0,01 = 0,022, мм;

• Следовательно, искомая погрешность от непараллельности направляющих оси Y и стола X (формула 2.4).

Б∆ = √????Б2∆1 + ????Б2∆2 + ????Б2∆3 + ????Б2∆4 , мм; (2.4)

Подставив полученные значения из предыдущих формул, получим значение искомой погрешности.

Б∆ = √0,0262 + 0,0222 + 0,072 + 0,0242 = 0,082, мм.

2.3Выбор режущего инструмента

На данном станке с ЧПУ при изготовлении единичных деталей широкой номенклатуры целесообразно применять только инструмент стандартного типа. Применение же специального либо фасонного инструмента является экономически невыгодным. При обработке изделий с рельефными поверхностями следует применять торцевые, концевые, конусные и сферические фрезы необходимого диаметра. Выбор фрез различных форм и конфигураций будет производиться по специальным каталогам. Стоит учесть, что размер хвостовиков фрез ограничен размером цанги шпинделя. Диаметр выбираемых фрез ограничен диапазоном от 1 до 8 мм.

Также целесообразно применять фрезы с небольшой длинной рабочей части инструмента. Избыточная величина этого параметра приводит к увеличению вибрации при обработке.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ.

Процесс разработки начинается с анализа исходных данных. В данной работе в качестве исходных данных будут использованы сборочный чертеж станка и его спецификация. На их основе был разработан чертеж технологической схемы сборки изделия. Перечень всех сборочных работ показан в таблице 3.1. При разработке использовался [12].

В качестве базовой детали была выбрана передняя панель корпуса. Также на отдельные узловые сборки были вынесена сборка каретки портала. Кроме того для облегчения сборки отдельно вынесены узлы соединение направляющих и линейных подшипников и узлы винтовой пары. Также в отдельную узловую сборку вынесен узел крепления шпинделя.

Составим перечень сборочных работ производимых при сборке. Затем рассчитаем общее время сборки изделия, используя справочные таблицы.

В процессе сборки изделия будет применяться только ручной инструмент.

Таблица 3.1 — Перечень сборочных работ.

№ Содержание основных и вспомогательных переходов Время, tОП мин.

1 Осмотреть детали корпуса 0,28 2 Соединить переднюю панель с боковыми панелями 4,14 3 Вставить подшипники качения в пазы 0,54 4 Смазать узел направляющих оси X 0,42 5 Установить узел направляющих оси X 0,16 6 Смазать узел винтовой пары оси X 0,21 7 Установить узел винтовой пары оси X 0,08 8 Установить заднюю панель корпуса 4,14 9 Установить усиливающие панели 13,8 10 Соединить с корпусом левую стойку портала 0,96

Продолжение таблицы 3.1

11 Смазать узел направляющих оси Y 0,42 12 Установить узел направляющих оси Y 0,16 13 Смазать узел винтовой пары оси Y 0,21 14 Установить узел винтовой пары оси Y 0,08 15 Соединить с корпусом правую стойку портала 0,96 16 Установить заднюю панель портала 4,14 17 Установить опоры направляющих 11,04 18 Соединить заднюю панель каретки с боковыми панелями каретки 5,52 19 Установить нижнюю панель каретки 0,18 20 Смазать узел направляющих оси Z 0,34 21 Установить узел направляющих оси Z 0,16 22 Смазать узел винтовой пары оси Z 0,17 23 Установить узел винтовой пары оси Z 0,08 24 Установить верхнюю панель каретки 1,38 25 Установить крепления шаговых двигателей 8,64 26 Установить упругие муфты 0,9 27 Установить шаговые двигатели 3,36 28 Установить стол оси X 8,52 29 Установить стол оси Z 8,52 30 Установить крепление шпинделя 2,4 31 Установить шпиндель 0,8

Расчет стоимости ректификационной установки

... 1,0000 На рисунке 1 представлена технологическая схема ректификационной установки. Рисунок 1 -- Технологическая схема ректификационной установки 2.1 Расчет аппарата Е ... температуры питания и куба колонны (таблица 4, таблица 5). Таблица 4 -- Определение температуры питания колонны ... 2.4 Расчет аппарата К-4 Для ректификационной колонны необходимо выбрать режим работы колонны. Выбор режима работы колонны ...

Итого: 64,83

4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

В данном разделе будут смоделированы силы воздействия на цилиндрические направляющие. Объектом испытаний служат направляющие оси Y, по которой перемещается каретка с инструментом. Проводить испытание направляющих на оси X не имеет смысла, так как силы влияющие на них малы.

Концы валов направляющей жестко закреплены в опоре на корпусе. Нагрузка будет приложена по оси Z. Для более подробного изучения полученных данных разобьем вал на 5 равных участков длиной по 84 мм. Нагрузка будет прикладываться поочередно к каждому из пяти участков. Испытание начнем с крайнего левого участка.

Величина нагрузки равна силе, с которой каретка давит на направляющие.

Построим цилиндрическую направляющую в КОМПАС 3D. Для приложения силы к определенному участку поверхности сделаем небольшие канавки шириной 0,5 мм. Установим закрепление на концах вала и зададим распределенную силу на первом участке (Рисунок 4.1).

Сгенерируем сетку конечных элементов на поверхности детали (Рисунок 4.2).

Затем проведем статический расчет на напряжение и перемещение вала (Рисунок 4.3 – 4.4).

Повторим все эти действия для каждой из пяти поверхностей (Рисунок 4.5 – 4.12).

Построим графики максимального перемещения (напряжения) относительно длины направляющей (рисунок 4.13 – 4.14).

Рисунок 4.1 – Цилиндрическая направляющая с приложенными силами

(закрепление в опорах и распределенная сила на участке).

Рисунок 4.2 – Сгенерированная сетка конечных элементов. Рисунок 4.3 – Статический расчет напряжений на первом участке.

Рисунок 4.4 – Статический расчет перемещений на первом участке. Рисунок 4.5 – Статический расчет напряжений на втором участке.

Рисунок 4.6 – Статический расчет перемещений на втором участке. Рисунок 4.7 – Статический расчет напряжений на третьем участке.

Рисунок 4.8 – Статический расчет перемещений на третьем участке. Рисунок 4.9 – Статический расчет напряжений на четвертом участке.

Рисунок 4.10 – Статический расчет перемещений на четвертом участке. Рисунок 4.11 – Статический расчет напряжений на пятом участке.

Рисунок 4.12 – Статический расчет перемещений на пятом участке. Рисунок 4.13 – График MAX перемещения от длины направляющей.

Рисунок 4.13 – График MAX напряжения от длины направляющей.

Вывод: даже при увеличенном значении приложенной силы прогиб вала направляющей находится в пределах нормы. Для станков подобного класса максимальным значением провисания направляющих является 0,2 мм, полученные данные соответствуют этому условию.

5. ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ РАБОТЫ

Графическая часть данного дипломной работы состоит из 6 листов (в том числе 1 лист приложения).

Чертежи представлены в формате А0, А1 и А2.

Структура чертежей:

1. Сборочный чертеж в формате А0 (на данном чертеже

представлены основные виды и разрезы станка, проставлены габаритные и присоединительные размеры, проставлены позиции) и спецификация к нему (см. приложение А);

2. Сборочный размерный анализ в формате А2 (представлен вид

размерной цепи);

3. Технологическая схема сборки в формате А1 (показан процесс

сборки устройства с основными рекомендациями к нему) и технологическая карта к нему (см. приложение Б);

4. Электрическая схема в формате А1 (схема подключения

электронных компонентов станка с ЧПУ);

5. Результаты моделирования в формате А2 (графические данные,

полученные при статических испытаниях валов направляющих).

На плакате презентации представлена основная информация по дипломной работе, а также показательные иллюстрации. 6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО

ОБЪЕКТА

6.1 Конструктивно-технологическая характеристика объекта

Исходные данные по технологическому процессу занесены в таблицу 6.1. При заполнении раздела использовался [5].

Таблица 6.1 — Технологический паспорт объекта. Технологический Технологическая Наименование Оборудование, Материалы, процесс операция, вид должности устройство, вещества

выполняемых работника, приспособление

работ выполняющего

технологический

процесс,

операцию ТП Заготовительная Слесарь Дисковая пила Фанера проектирования TJET JTS-700L вертикально- 400V фрезерного Сверлильная Оператор Сверлильный станка станок

ALZSTAR 18

T/S

Контрольная Контролер Штангенциркуль

Сборочная Слесарь Верстак

6.2 Идентификация производственно-технологических и эксплуатационных

профессиональных рисков

Возможное возникновение опасных и вредных факторов было учтено и приведено в таблице 6.2. Таблица 6.2 — Идентификация профессиональных рисков. Производственно- Опасный и /или вредный Источник опасного и / или технологическая производственный фактор вредного производственного и/или фактора эксплуатационнотехнологическая операция, вид выполняемых работ заготовительная Движущиеся машины и Полотно пилы

механизмы

Применение Ток в электрической цепи

электрооборудования, замыкание станка

электрической цепи которого

может пройти через тело

человека

Острые кромки на поверхности Поверхность режущего

инструментов, заусенцы и инструмента

шероховатость на поверхности

заготовок Сверлильная Движущиеся машины и Вращающийся шпиндель

механизмы станка

Повышенная запыленность Вид обрабатываемого

рабочей зоны материала

Повышенная температура Взаимодействие поверхностей

оборудования инструмента и заготовки

Применение Ток в электрической цепи

электрооборудования, замыкание станка

электрической цепи которого

может пройти через тело

человека

Острые кромки на поверхности Поверхность режущего

инструментов, заусенцы и инструмента

шероховатость на поверхности

заготовок Контрольная — 6.3 Методы и технические средства снижения профессиональных рисков.

В данном разделе были назначены мероприятия по предупреждению опасных производственных факторов. Кроме того были выбраны средства индивидуальной защиты для рабочего персонала. Вся информация занесена в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 — Методы и средства снижения воздействия опасных и вредных производственных факторов Опасный и / или вредный Организационные методы и Средства индивидуальной производственный фактор технические средства защиты работника

защиты, снижения,

устранения опасного и / или

вредного производственного

фактора Движущиеся машины и Проведение своевременного Спецодежда для защиты от механизмы инструктажа, использование загрязнений и механических

ограждающих элементов воздействий, ботинки с

защитным подноском Применение Применение надежных Прорезиненные перчатки электрооборудования, материалов изоляции замыкание электрической электропроводки, цепи которого может применение пройти через тело предохраняющих устройств человека Повышенная Применение средств Средства индивидуальной запыленность рабочей вентилирования воздуха защиты органов дыхания зоны (СИЗОД), защитные очки

Применение устройств по

сбору пыли

Повышенная температура Применение средств оборудования воздушного охлаждения 6.4 Обеспечение пожарной и техногенной безопасности рассматриваемого

технического объекта (производственно-технологических эксплуатационных

и утилизационных процессов).

Главным условием безопасной работы персонала является наличие надежной системы обеспечения пожарной безопасности. Для грамотного назначения средств обеспечения безопасности нужно в первую очередь идентифицировать опасные факторы при пожаре (таблица 6.4).

Учитывая полученную информацию, выберем основные технические средства пожарной безопасности (таблица 6.5).

В дополнении к этому назначим организационно-технические мероприятия для персонала (таблица 6.6).

Таблица 6.4 — Идентификация классов и опасных факторов пожара. Участок, Оборудование Класс Опасные Сопутствующие подразделение пожара факторы проявления

пожара факторов пожара Заготовительный Дисковая пила В Пламя и искры, Осколки, части

высокая разрущенного

температура, объекта,

выделение разрушение Сверлильный Сверлильный

ядовитых электропроводки,

станок

паров при выбросы вредных

сгорании веществ в процессе

легкоплавких горения, выбросы Контрольный Штангенциркуль

веществ. вредных веществ в

процессе

пожаротушения. Сборочный Верстак Таблица 6.5 — Технические средства обеспечения пожарной безопасности. Первичн Мобиль Стацион Средства Пожар Средства Пожарный Пожарн ые ные арные пожарно ное индивид инструмент ые средства средства установк й оборуд уальной (механизиро сигнализ пожарот пожарот и автомати ование защиты ванный и ация, ушения ушения системы ки и немеханизи связь и

пожарот спасения рованный) оповеще

ушения людей ние.

при

пожаре Песок, Пожарна Аэрозол Система Пожар Противо Совковая Автомат порошко я ьная управлен ный газы, лопата, ическая вый мотопом система ия шкаф респират ведро, багор установк огнетуш па пожарот пожароту оры а итель. ушения шением пожарно

й

сигнализ

ации

Таблица 6.6 — Организационные (организационно-технические) мероприятия по обеспечению пожарной безопасности. Наименование Наименование видов Предъявляемые требования технологического процесса, реализуемых по обеспечению пожарной оборудования технического организационных безопасности, реализуемые объекта (организационно- эффекты

технических)

мероприятий ТП проектирования Организация пожарной Мониторинг концентрации вертикально-фрезерного охраны, инструктаж легковоспламеняющихся станка сотрудников по веществ, своевременная

действиям во время утилизация

пожара, определение легковоспламеняющихся

пожароопасных веществ отходов

и выбор правил их

хранения

6.5 Обеспечение экологической безопасности рассматриваемого

технического объекта.

Главной задачей этого раздела является обеспечение экологической безопасности выбранного объекта. Для этого необходимо идентифицировать экологические факторы объекта (таблица 6.7).

Опираясь на полученные данные, назначим мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду (таблица 6.8).

Таблица 6.7 — Идентификация экологических факторов технического объекта Наименование Структурные Воздействие Воздействие Воздействие технического составляющие технического технического технического объекта, технического объекта на объекта на объекта на технологического объекта, атмосферу гидросферу литосферу процесса технологического (вредные и (образующие (почву,

процесса опасные сточные воды, растительный

(производственно выбросы в забор воды из покров,

го здания или окружающую источников недра)

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/razrabotka-konstruktsii/

сооружения по среду) водоснабжения) (образование

функциональному отходов,

назначению, выемка

технологические плодородного

операции, слоя почвы,

оборудование), отчуждение

энергетическая земель,

установка нарушение и

транспортное загрязнение

средство и т.п. растительног

о покрова и

т.д.) ТП Древесная — Образование проектирования пыль, отходов в вертикально- образующаяся виде фрезерного в процессе древесной станка обработки пыли Таблица 6.8 — Разработанные организационно-технические мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия технического объекта на окружающую среду. Наименование ТП проектирования вертикально-фрезерного станка технического объекта Мероприятия по Установка специальных вытяжек с системой фильтрации для снижению очистки воздуха перед выбросом в атмосферу негативного антропогенного воздействия на атмосферу Мероприятия по Отсутствует воздействие на гидросферу снижению негативного антропогенного воздействия на гидросферу Мероприятия по Сбор стружки с последующим отправлением в пункт приема снижению металлолома негативного антропогенного воздействия на литосферу

Выводы:

1. В разделе «Безопасность и экологичность технического объекта» приведена характеристика технологического процесса изготовления деталей вертикально-фрезерного станка, перечислены технологические операции, должности работников, производственно-техническое и инженернотехническое оборудование, применяемые сырьевые технологические и расходные материалы, комплектующие изделия и производимые изделия (таблица 6.1).

2. Проведена идентификация профессиональных рисков по осуществляемому технологическому процессу (таблица 6.2).

3. Разработаны организационно-технические мероприятия по снижению профессиональных рисков. Подобраны средства индивидуальной защиты для персонала (таблица 6.3).

4. Разработаны мероприятия по обеспечению пожарной безопасности технического объекта. Проведена идентификация класса пожара и опасных факторов пожара и разработка средств, методов и мер обеспечения пожарной безопасности (таблица 6.4).

Разработаны средства, методы и меры обеспечения пожарной безопасности (таблица 6.5).

Разработаны мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на техническом объекте (таблица 6.6).

5. Идентифицированы экологические факторы (таблица 6.7) и разработаны мероприятия по обеспечению экологической безопасности на техническом объекте (таблица 6.8).

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ

В данном разделе будет произведен расчет экономической эффективности работы. При расчёте использовался [15].

Для расчета капитальных вложений в изделие суммируем общую стоимость деталей и улов, расходы на сборку и затраты на проектирование.

Таблица 7.1- Ведомость вводимых деталей и узлов. Перечень узлов и Кол-во компонентов Цена за 1 ед. Цена за

деталей необходимый

комплект ШД (АД 200-31) 3 3000 9000 Драйвер (SMD 4.2) 3 4000 12000 Блок питания 1 1500 1500 Плата опторазвязки 1 300 300 Упругая муфта 3 400 1200 Направляющие ось 2 1200 (за 1м) 1200 X⌀16 (480 мм) Направляющие ось 2 1200 (за 1м) 1200 Y⌀16 (480 мм) Направляющие ось 2 1100 (за 1м) 1100 Z⌀12 (250 мм) Винтовая пара ось X 1 600 600 Винтовая пара ось Y 1 600 600 Винтовая пара ось Z 1 300 300 Линейные 8 450 3600 подшипники ⌀16 мм Линейные 4 300 1200 подшипники ⌀12 мм Крепление 1 1400 1400 шпинделя Шпиндель 1 4000 4000 Опора 8 250 2000 направляющих Дополнительно — — 500 (крепежные элементы, соединительные провода и др.)

Всего: 41700

Расходы на сборку (РСБ):

РСБ  Т СБ  Счас  К Д  1  К С   1,1  66,71  1,08  1  0,3  103,1, руб. (7.1)

Где: ТСБ – трудоемкость сборки и монтажа, н-часов; СЧАС – средняя часовая

тарифная ставка рабочих, занятых демонтажем; КД – коэффициент,

учитывающий доплаты до часового, дневного и месячного фонда заработной

платы; КС – коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды.

Затраты на проектирование:

З ПР  Т ТР. ПР  СЧ .ТЕХ  564,1  77,55  43745,96, руб. (7.2)

где: СЧ.ТЕХ – часовая заработная плата конструктора, технолога:

ОкладКОНСТ ТЕХН  14000

СЧ .ТЕХ    77,55, руб. / час (7.3)

Д Р.МЕС  Т СМ 22  8

где: ТСМ=8 – продолжительность рабочей смены; ОкладКОНСТ(ТЕХН) – месячный оклад конструктора, технолога; ДР.МЕС=22 – количество рабочих дней в месяце.

Суммируя значения из предыдущих формул, получим величину общих капитальных вложений в изделие.

К ОБЩ  С Д  РСБ  З ПР  41700  103,1  43745,96  85549,06, руб. (7.4)

7.1 Расчет технологической себестоимости

М  М З  Ц МАТ  К ТЗ  М ОТХ  Ц ОТХ , руб. (7.5)

ЗПЛ .ОП .БАЗ . 

Т ШТ  СЧ

 КУ  К ПФ  К ПР  К Д  К ВН  К Н , руб. (7.6)

СЧН  ФЭР  Н ОБ .ОБЩ  К З.СР З ПЛ .Н .БАЗ .   К У  К ПФ  К ПР  К Д  К Н , руб. (7.7)

П Г  Н ОБСЛ

Н ЗПЛ .  (ЗПЛ .ОП  ЗПЛ .Н )  КС , руб. (7.8)

m

 Ц  К ОБ МОНТ  1  ВР.ОБ   Н ОБ  К З

РР.ОБ .БАЗ .  1

 К Р , руб. (7.9)

ФЭ  60  К ВН

m

 Ц ОБ  К МОНТ  1  В Р.ОБ   Н ОБ  К З

Р А. БАЗ .  1

 Н А . руб. (7.10)

ФЭ  60  К ВН 100

m

М У  Т МАШ

РЭ.БАЗ .  1

 К ОД  К М  К В  К П  Ц Э , руб. (7.11)

КПД  60

m

( Ц И  К ТР  ВР.И )  К УБ  С ПЕР  Т МАШ

РИ   , руб. (7.12)

1 Т И  Н ПЕР  1  60

m

Н ОБ  РУД  К З  К Д . ПЛ

Р ПЛ  1

 Ц Э. ПЛ , руб. (7.13)

ПГ

m ЗУ . ПР  К З  Н ДЕТ  К В. ПР

РУ . ПР   , руб. (7.14)

1 П Г  Т ПЕР

РЭ.ОБ  РР.ОБ  Р А  РЭ  РИ  РСМ  РВ  РСЖ  РПЛ  РУ . ПР , руб. (7.15)

Используя описанную методику (формулы 7.5 — 7.15), получим следующие значения, которые представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 – Значения параметров технологической себестоимости. № Наименование показателей Значения показателей 1 Основные материалы за вычетом отходов,руб. 726,03 2 Основная заработная плата рабочих операторов,руб. 4,72 3 Основная заработная плата наладчика,руб. 0,36 4 Начисления на заработную плату,руб. 1,73 5 Расходы на текущий ремонт оборудования,руб. 0,02 6 Расходы на амортизацию оборудования,руб. 0,004 7 Расходы на технологическую энергию,руб. 0,012 8 Расходы на инструмент,руб. 0,26 9 Расходы на содержание и эксплуатацию 0,29 производственной площади,руб. 10 Расходы на поставку и эксплуатацию управляющих 0,39 программ для станков с ЧПУ,руб. 11 Итого расходы по содержанию и эксплуатации 1,036 оборудования,руб. Таблица 7.3 — Калькуляция себестоимости обработки детали.

№ Статьи затрат Затраты, руб.

Проект 1 2 3 1 Материалы за вычетом отходов: М 0,9 2 Основная заработная плата рабочих операторов и наладчиков: 5,08

З ПЛ .ОСН  З ПЛ .ОП  З ПЛ .Н

З ПЛ .ОСН  ПР   4,72  0,36  5,08

Начисления на заработную плату:

Н З . ПЛ 1,73

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования:

РЭ.ОБ 1,036

Итого технологическая себестоимость: 8,75 СТЕХ  М  З ПЛ .ОСН  Н З. ПЛ  РЭ.ОБ

5 Общецеховые накладные расходы: 8,74

РЦЕХ  ЗПЛ .ОСН  К ЦЕХ

РЦЕХ  ПР   5,08  1,72  8,74

Итого цеховая себестоимость: 17,49 C ЦЕХ  СТЕХ  РЦЕХ

6 Заводские накладные расходы: 10,01

PЗАВ  З ПЛ .ОСН  К ЗАВ

РЗАВ  ПР   5,08  1,97  10,01

Итого заводская себестоимость: 27,5 C ЗАВ  С ЦЕХ  РЗАВ

7 Внепроизводственные расходы: 0,08

РВН  СЗАВ  К ВНП

РВН  ПР   27,5  0,003  0,083

Всего полная себестоимость: 27,58 С ПОЛ  СЗАВ  РВН 7.2 Расчет показателей экономической эффективности проектируемой

техники.

П ОЖ  ЭУГ  С ПОЛ  БА3  R  П Г , руб. (7.16)

П ОЖ  ЭУГ  27,58  0.2  10000  55160 , руб.

Н ПРИБ  П ОЖ  К НАЛ , руб. (7.17)

Н ПРИБ  П ОЖ  К НАЛ  68950  0,2  11032 , руб.

ПЧИСТ  П ОЖ  Н ПРИБ , руб. (7.18)

ПЧИСТ  П ОЖ  Н ПРИБ  55160  11032  44128 , руб.

К ВВ . ПР

Т ОК .РАСЧ   1, г ода (7.19)

ПЧИСТ

К ВВ. ПР  К ОЬЩ  85549,06, руб.

85549,06

Т ОК .РАСЧ   1  3, года

44128

Т

Д ДИСК .ОБЩ  ПЧИСТ . ДИСК Т    ПЧИСТ 

, руб. (7.20)

1 1  Е t

Д ДИСК .ОБЩ  44128  0.87  44128  0.756  44128  0.658  100788,35, руб.`

ЭИНТ  ЧДД  Д ОБЩ . ДИСК  К ВВ. ПР , руб. (7.21)

ЭИНТ  ЧДД  100788,35  85549,06  15239,29, руб.

Д ОБЩ . ДИСК

ИД  , руб. (7.22)

К ВВ . ПР руб.

 1,17, руб.

100788,35

ИД 

85549,06 руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной квалификационной работе были выполнены следующие пункты:

1) Разработана конструкция настольного гравировально-фрезерного станка;

2) Подобраны элементы механической и электрической составляющих станка;

3) Определена область применения данного оборудования;

4) Выбрано программное обеспечение для управления изделием;

5) Спроектирована 3D-модель данного станка в программе Компас 3D;

6) Разработан технологический процесс сборки изделия;

7) Рассчитана погрешность основных конструктивных элементов методом размерных цепей;

8) Выявлено слабое место в конструкции – прогиб направляющих оси Y. Произведен статический анализ данного элемента;

9) Классифицированы и разобраны источники экологической опасности и назначены методы их устранения;

10) Произведён расчет экономической эффективности объекта.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/razrabotka-konstruktsii/

1. Дальский А. М. Справочник технолога – машиностроителя, в 2-х томах. Под ред. Дальского А. М. М.: Машиностроение, 2003. — т. 1 – 912с., т. 2 – 944с.

2. Соболев С.Ф. Методические указания по разработке технологических процессов изготовления деталей механической обработкой / С. Ф. Соболев, Ю. П. Кузьмин. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007. – 118с.

3. Барановский Ю. В. Режимы резания металлов/ Ю. В. Барановский. – 3-е изд. — М., Машиностроение, 1972 г.

4. 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. – Мн: Высш. школа, 1983.- 256с., ил.

5. Горина Л. Н. Обеспечение безопасных условий труда на производстве. Учеб. Пособие. – Тольятти, 2000, 68 с.

6. Багромов Л. Г. Расчет режимов резания при фрезеровании / Л. Г. Багромов, А. М. Колокатов. – М.: МГАУ, 2000. – ХХ с.

7. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»/ И. С. Добрыднев. – М.: Машиностроение 1985, — 184 с., ил.

8. Матвеев В. В. Проектирование экономических технологических процессов в машиностроении/ В. В. Матвеев, Ф. И. Бойков. – Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во. 1979. – 111 с., ил.

9. Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т. 1,2/ Под ред. Косиловой А. Г. и Мещерякова Р. К. – 4-е изд. Перераб. и доп., М: Машиностроение, 1985 г., 656 с., ил.

10. Некрасов С. С. Обработка материалов резанием/ С. С. Некрасов. — М.: Агромпромиздат, 1988. — 336с. 11. Кузнецов Ю. И. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник/ Ю. И. Кузнецов, А. Р. Маслов, А. Н. Байков. – М.: Машиностроение, 1990. — 510с.: ил.

12. Новиков М. П. Основы технологии сборки машин и механизмов/ М. П. Новиков. – М.:Машиностроение, 1980. – 592с.

13. Бобровский А.В. Резание цветных металлов: Справочник / А. В. Бобровский, О. И. Драчев, А. В. Рыбьяков. – СПб.: Политехника, 2001. – 200с.:ил.

14. Булычев В. А. Расчет сборочных размерных цепей. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Технология отрасли». Тольятти. – 1996 г.

15. Зубкова Н.В. Учебно – методическое пособие по выполнению

экономического раздела выпускной квалификационной работы для студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.03.05 «Конструкторско – технологическое обеспечение машиностроительных производств». / Н.В. Зубкова – Тольятти: ТГУ, 2015. – 73с.

16. Pabla, B. S. CNC Machines / B. S. Pabla, M. Adithan. – New Age International, 1994. – 107 p.

17. Smid Peter CNC Programming Techniques / Peter Smid, – 1 th ed. – Industrial Press, Inc., 2005. – 360 p.

18. Peterson, Michael J. CNC Programming: Basics & Tutorial / Peterson, Michael J. – CreateSpace Independent Publishing Platform, 2008. – 234 p.

19. Overby, Alan. CNC Machining Handbook: Building, Programming, and Implementation / Overby A. – 1 th ed. – McGraw–Hill Education TAB, 2010. – 272 p.

20. Kelly, James F. Build Your Own CNC Machine / Kelly James F., Hood-Daniel P., – Apress, 2009. – 240 p. Приложения: технологическая документация

Приложение А 68

Приложение Б

ТГУ Технологическая карта сборки вертикально- Группа: МСб-1203

фрезерного станка с ЧПУ.

Наименование изделия: вертикально- Студент Кожевников

фрезерный станок с ЧПУ.

Институт Ф.И.О. ____Г.В.____

машиностроения Собираемый узел: вертикально-фрезерный

станок с ЧПУ. Лист № _____1_____

Всего листов __4___

№ чертежа узла Годовой выпуск узлов

16.07.646.03 1 Кафедра ОТМП

Содержание переходов Инструмент Норма

во их, поступ.

(узлов) и кол № переходов

Оборудован.

Приспособл. № операции

На сбор.оп.

№ деталей времени в

рабочий

минутах

Контр.

Узловая сборка 05 Сборка узла направляющих

оси X

1 Смазать направляющие оси 8/2 верстак 0,21*2

X.

2 Установить линейные 36/2 0,08*2

подшипники.  0,58 10 Сборка узла направляющих

оси Y.

1 Смазать направляющие оси 9/2 верстак 0,21*2

Y.

2 Установить линейные 36/2 0,08*2

подшипники.  0,58 15 Сборка узла направляющих

оси Z.

1 Смазать направляющие оси 10/2 верстак 0,17*2

Z.

2 Установить линейные 36/2 0,08*2

подшипники.  0,50 20 Сборка узла винтовой пары

оси X.

1 Смазать винт оси X. 12/1 верстак 0,21

2 Установить ходовую гайку. 15/1 0,08

 0,27 25 Сборка узла винтовой пары

оси Y.

1 Смазать винт оси Y. 13/1 верстак 0,21

2 Установить ходовую гайку. 15/1 0,08

 0,27 Разработал Проверил Утвердил Лист 1

Листов 4

Содержание переходов Инструмент Норма

во их, поступ.

(узлов) и кол № переходов

Оборудован.

Приспособл. № операции

На сбор.оп.

№ деталей

времени в

рабочий

минутах

Контр. 30 Сборка узла винтовой пары

оси Z.

1 Смазать винт оси Z. 14/1 верстак 0,21

2 Установить ходовую гайку. 15/1 0,08

 0,27 35 Сборкакорпуса

станка

1 Осмотреть детали корпуса верстак 0,28

2 Запрессовать подшипники 27/6 Моло 0,09*6

качения в пазы. ток

3 Установить переднюю 1/1 0,07

панель корпуса.

4 Наживить винты 30/6 0,59*6

5 Присоединить боковые 2/2 Отвер 0,1*6

панели и затянуть винты тка

окончательно. крест

6 Присоединить узел 8/2 овая 0,1

направляющих оси X.

7 Присоединить узел 12/1 0,1

винтовой пары оси X.

8 Наживить винты задней 30/6 0,59*6

панели корпуса.

9 Присоединить заднюю 3/1 0,1*6

панель и затянуть винты

окончательно.

10 Наживить винты 30/20 0,59*20

11 Присоединить 4/2 0,1*20

усиливающие панели и

затянуть винты

окончательно

12 Наживить болты на левую 28/2 0,1*2

боковую стойку.

13 Присоединить левуб стойку 5/1 0,38*2

и затянуть болты

окончательно

14 Присоединить узел 9/2 0,1

направляющих оси Y.

15 Присоединить узел 13/1 0,1

винтовой пары оси Y.

16 Наживить болты на правую 28/2 0,1*2

боковую стойку.

Разработал Проверил Утвердил Лист 2

Листов 4

Содержание переходов Инструмент Норма

во их, поступ.

(узлов) и кол № переходов

Оборудован.

Приспособл. № операции

На сбор.оп.

№ деталей

времени в

рабочий

минутах

Контр.

17 Присоединить правую 6/1 0,38*2

стойку и затянуть болты

окончательно.

18 Наживить винты на заднюю 30/8 0,1*8

панель портала.

19 Присоединить заднюю 7/1 0,38*8

панель портала и затянуть

винты окончательно.

20 Установить опоры 11/8 0,1*8

направляющих.

21 Закрутить винты 32/16 0,59*16

 39,37 40 Сборка каретки оси Y.

1 Установить заднюю панель 19/1 Верстак Отвер 0,07

каретки. тка

2 Наживить винты. 30/18 0,59*18

3 Присоединить боковые 20/2 0,1*10

панели каретки и затянуть

винты окончательно.

4 Присоединить нижнюю 21/1 0,1*4

панель каретки и затянуть

винты окончательно.

5 Присоединить узел 10/2 0,1

направляющих оси Z.

6 Присоединить узел 14/1 0,1

винтовой пары оси Z.

7 Присоединить верхнюю 22/1 0,1*4

панель каретки и затянуть

винты окончательно.  12,69

45 Сборка узла шагового

двигателя.

1 Установить крепление ШД. 18/1 Верстак Отвер 0,07

2 Наживить винты. 32/2 31/4 тка 0,59*4

3 Присоединить ШД и 17/1 0,1

затянуть винты

окончательно.

4 Присоединить упругую 16/1 0,1

муфту к валу ШД.

5 Затянуть крепление муфты. 30/1 0,1

 3,36 Разработал Проверил Утвердил Лист 3

Листов 4

Содержание переходов Инструмент Норма

во их, поступ.

(узлов) и кол № переходов

Оборудован.

Приспособл. № операции

На сбор.оп.

№ деталей

времени в

рабочий

минутах

Контр. 50 Сборка узла шпинделя.

1 Установить крепление 25/1 Верстак Гаечн 0,1

шпинделя. ый

2 Наживить болты. 33/4 35/2 ключ 0,59*6

3 Установить шпиндель в 26/1 0,1

посадочное отверстие.

4 Затянуть болты 33/4 35/2 0,1*6

окончательно.

 4,34 55 Общая сборка.

1 Установить корпус на 1/1 Верстак Отвер 0,2

верстак. тка

2 Установить каретку оси Y в 19/1 0,2

сборе.

3 Затянуть винты 32/16 0,5*16

окончательно.

4 Установить стол оси X. 23/1 0,1

5 Затянуть винты 32/16 0,5*16

окончательно.

6 Установить стол оси Z. 24/1 0,1

7 Затянуть винты 32/16 0,5*16

окончательно.

8 Установить узел шагового 18/3 0,2*3

двигателя в сборе.

9 Затянуть винты 31/12 0,59*12

окончательно.

10 Установить узел шпинделя. 25/1 0,2

11 Затянуть болты 33/4 0,59*4

окончательно.

 34,84 Разработал Проверил Утвердил Лист 4