Расчёт автоматизированного участка механической обработки детали фланца

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О СУХОГО

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

РАСЧЁТ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЧАСТКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ ФЛАНЦА

Выполнил студент группы ТМ-42

Влашевич В.В.

Принял преподаватель:

Мельников Д.В.

деталь точность инструментообеспечение автоматический

Гомель

2012

Содержание

Введение

1. Технологический раздел

1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали

1.2 Анализ детали с точки зрения её возможности обработки на автоматическом оборудовании

1.3 Разработка технологического маршрута автоматизированного производства

1.4 Техническое нормирование

1.5 Выбор оборудования, систем транспортирования, управления инструментообеспечения

1.6 Синхронизация работы оборудования

1.7 Разработка принципиальной схемы участка

1.8 Разработка циклограммы работы участка

2. Конструкторский раздел

2.1. Патентная проработка

2.1.1 Электромагнитный захват

2.1.2 Промышленный робот

2.2 Назначение и принцип действия приспособления

2.3 Расчет приспособления на точность

Выводы

Литература

Введение

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Технологи-машиностроители выполняют большую работу по совершенствованию производства машин различного назначения. 1 сред технологами-машиностроителями стоят задачи дальнейшего повышения качества машин, снижения трудоемкости, себестоимости и материалоемкости их изготовления, внедрения поточных методов работы, механизации и автоматизации производства, а также сокращения сроков подготовки производства новых объектов.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Важно качественно, дешево и заданные плановые сроки, с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив высокопроизводительное оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономичность их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.

Массовый выпуск машин стал возможен в связи с развитием высокопроизводительных методов производства, а дальнейшее повышение быстроходности, точности, мощности, рабочих давлений и температур, коэффициента полезного действия, износостойкости и других показателей работы машин было достигнуто в результате разработки - новых технологических методов и процессов. Общая компоновка и конструктивное оформление машины влияют на технологию ее производства. Конструкцию машины нельзя разрабатывать без учета технологии ее изготовления.

Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью в эксплуатации и условиями производства. Конструкцию машины, в которой эти требования учтены, называют технологичной. Улучшая технологичность конструкции, можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства и сократить себестоимость ее изготовления.

1. Технологический раздел

1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали 16Б20П.070.043 Л ”Фланец”

Деталь «16Б20П.070.043 Л» является частью всасывающего насоса, который применяется для гидросистем рабочих органов станка.

Фланцы широко применяются в машиностроении. Их применяют для соединения валов и не только. Достоинством фланцев является простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.

Через диаметральные отверстия внутри фланца масло подается в коробку подач станка. Четыре отверстия 9 для плотного крепления винтами.

Фланец изготавливается из серого чугуна СЧ15 (ГОСТ 1412-85), химический состав и механические свойства которой приведены в таблицах 1.1, 1.2 и 1.3.

Таблица 1.1 Химический состав чугуна СЧ15 (ГОСТ 1412-85).

C	Si	Mn	S	P
3.5-3.7	2-2.4	0.5-0.8	до 0.15	до 0.2

Таблица 1.2 Механические свойства чугуна СЧ15 (ГОСТ 1412-85).

ум	ув	д5	ш	KCU	HB
МПа	%	Дж/см
Не менее
60	150				143-255

Таблица 1.3 Физические свойства чугуна СЧ15 (ГОСТ 1412-85).

T	E	б	л	с	C	R
град	МПа	1/град	Вт/(м*град)	Кг/м	Дж/(кг*град)	Ом*м
20	1		54	7100
100		9.5			480

Обозначения:

Механические свойства:

ув - предел кратковременной прочности, [МПа];

д5 - относительное удлинение при разрыве, [%];

ш -относительное сужение, [%];

KCU - ударная вязкость, [кДж/м ];

НВ - твердость по Бринеллю, [МПа];

Физические свойства:

Т - температура, при которой получены данные свойства, [град];

Е - модуль упругости первого рода, [МПа];

б - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 Т), [1/град];

л - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м*град)];

с - плотность материала, [кг/м ];

С - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 Т), [Дж/(кг*град)];

R - удельное электросопротивление, [Ом*м].

1.2 Анализ детали с точки зрения ее возможности обработки на автоматическом оборудовании

Конструкция изделия должна отвечать такому качеству отдельных его составляющих и изделия в целом, при котором обеспечивается возможность автоматизированного производства. Анализ должен дать возможность оцепить степень подготовленности конструкции изделия к автоматизированному производству. В основу способа положен принцип поэлементного анализа конструкции изделия с точки зрения возможности и технической целесообразности автоматического выполнения дискретных операций ориентации деталей в пространстве и во времени, подачи их в рабочие органы, базирования (установки) в рабочей позиции, съема, послеоперационного транспортирования. При этом предполагается, что выполнение основных операций обосновано и оправдано.

Параметрами оценки являются: конфигурация, физико-механические свойства, сечение поверхности, сцепляемость, абсолютные размеры и их соотношение, показатели симметрии, специфические свойства детали и т.д., т.е. основные свойства детали. обрабатываемая деталь обработка оборудование

Все свойства детали взаимозависимы, находятся в единой связи и в совокупности определяют ее качественную характеристику. Для исследования деталей , или изделий в целом характерные свойства дифференцированы на семь ступеней. Cсоответствует детали достаточно простой формы по сложности автоматизации [3]. Операции ориентации, загрузки детали в рабочие органы, базирования, транспортировки, съема легко автоматизируются. Известны технические решения, которые можно применить для данной детали.

1.3 Разработка технологического маршрута обработки автоматизированного производства.

Технология автоматизированных участков в значительной мере отличается от технологии традиционных производственных систем, что в первую очередь связано с «безлюдным» режимом производства, быстрой переналаживаемостью и высокой производительностью при многономенклатурном характере производства одновременного запуска комплектов деталей. Создание производственных систем, удовлетворяющих всей совокупности перечисленных требований, стало возможным только после разработки и широкого промышленного внедрения новых технологических средств и отдельных подсистем, в том числе станков с 4ПУ и промышленных роботов, систем автоматического регулирования технологическими и производственными процессами; 'электронно-вычислительных машин и управляющих вычислительных комплексов, а также систем автоматизации технологической подготовки производства.

В автоматизированном производстве конструкция детали,

технологический процесс ее обработки, конструкция основных узлов станков и расчет рабочих позиций взаимосвязаны между собой и создаются с учетом этой взаимосвязи. При проектировании технологического процесса для автоматизированного участка должны учитываться специфические условия обработки:

- возможность автоматической установки заготовки в рабочей позиции;

- синхронизация выполнения технологических переходов во времени;

- соответствие времени цикла заданному такту выпуска;

- возможность одновременной обработки взаимосвязанных поверхностей со стабильной точностью.

Технологический процесс производства детали - это процесс непрерывного повышения точности ее параметров, процесс постепенного снижения погрешностей черновой заготовки до точных размеров детали соответствующих требованиям чертежа.

Технология ГПС в области машиностроения - это дальнейшее развитие общей технологии машиностроения и в первую очередь ее разделов относящихся к автоматизации управления технологическими процессами.

По базовому технологическому процессу механической обработки детали фланец разрабатываем маршрутную технологию для автоматизированного участка по обработке детали ось и заносим в приложение А.

1.4 Техническое нормирование

1.4.1 Расчёт режимов резания

Приведем расчет режимов резания на один переход произведенный по методикам, изложенным в [2] и [4]. Режимы резания на остальные переходы и операции сведем в таблицу 1.3.

Сверление четырех отверстий 9H14 (операция 030)

Глубина резания: t = 4.5 мм.

Подача [4]: S_о = 0.3 мм/об.

Принимаем по паспорту станка 2204ВМФ2 S_о = 0.35 мм/об.

Стойкость инструмента [4]:

Т =30 мин.

Определяем скорость резания по формуле [4]:

V = V_табл·k₁·k₂·k₃,

где V_табл = 16 м/мин;

k₁ - коэффициент, зависящий от вида обрабатываемого

материала, k₁ = 1;

k₂ - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, k₂ = 1;

k₃ - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, k₃ = 1;

V = 16·1·1·1 = 19 (м/мин).

Частота вращения шпинделя:

(об/мин).

Принимаем, по паспорту станка 2204ВМФ2, n = 720 об/мин.

Уточняем скорость:

(м/мин).

Мощность резания [4]:

Nрез = N_табл·K_N·n/1000,

где N_табл = 1.5 кВт;

K_N - коэффициент мощности, K_N = 1;

Nрез = 1.5·1·720/1000 = 1.08 (кВт).

Крутящий момент [2]:

М_кр = N_рез·9750/n = 1.08·9750/720 = 14.6 (Н/м).

Осевая сила [2]:

Р_о = 10·С_р·d^x·S_o^y·K_р,

где С_р - коэффициент, С_р = 42.7;

K_р - коэффициент осевой силы, K_р = 1;

x = 1;

y = 0.8;

Р_о = 10·42.7·11¹·0.35^0.8·1 = 2028 (Н).

Основное время на обработку 3-х отверстий:

,

где L_р.х. - длина рабочего хода:

L_р.х = L_подв.+ L_вр.+ L_рез+ L_пер.,

где L_подв = 1 мм;

L_вр = 5.5 мм;

L_рез = 20 мм;

L_пер. = 1 мм;

L_р.х = 1+5.5+20+1 = 27.5 (мм);

(мин).

1.4.2 Расчёт норм времени

Определим норму времени на (операцию 010) Токарную с ЧПУ используя рекомендации.

Основное время на операцию

t_o = 0.295 мин.

Время на установку, снятие, закрепление, открепление детали

t_у.с.+ t_з.о. = 0.2 (мин).

Время на приемы управления станком

t_уп. = 0.09 мин.

Время на измерение

t_из = 0.6 мин.

Вспомогательное время

t_в = 1.5·( t_у.с.+ t_з.о.+ t_уп.+ t_из) = 1.5·(0.2+0.09+0.6) = 1.335 (мин).

Оперативное время

t_оп = t_о+ t_в = 0.295+1.335 = 1.63 (мин)

Время на обслуживание и отдых

,

где П_об.от. - затраты времени на обслуживание и отдых в процентном

выражении, П_об.от. = 6.5%;

(мин).

Штучное время

t_шт. = t_оп+ t_об.от. = 1.63 +0.10 = 1.73 (мин).

Времена на остальные операции определяем аналогично и заносим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 Техническая норма времени на операции механической

обработки

№ опера- ции	Операция	tо, мин	tв, мин	tоп, мин	tшт, мин
010	Токарная с ЧПУ	0.295	1.335	1.63	1.73
020	Токарная с ЧПУ	0.472	1.275	1.747	1.857
030	Токарная с ЧПУ	0.268	1.278	1.546	1.646
040	Вертикально- сверлильная с ЧПУ	0.411	1.185	1.596	1.696
050	Горизонтально- фрезерная с ЧПУ	0.574	0.735	1.309	1.399
060	Алмазно- расточная с ЧПУ	0.5	0.533	1.033	1.093
070	Круглошлифовальная	0.252	0.435	0.687	0.727

1.5 Выбор оборудования, систем транспортирования, управления и инструментообеспечения.

На современных машиностроительных производствах применяется автоматизированная обработка деталей, поэтому в качестве рабочего оборудования выбираем станки с ЧПУ - полуавтоматическое оборудование.

Автоматизация технологических процессов в машиностроении обеспечивается применением различных промышленных роботов (ПР). ПР различных конструкций обеспечивают процесс загрузки и разгрузки оборудования, захвата и ориентации обрабатываемой детали относительно технологического оборудования, межоперационного транспортирования, а также применяются для работы в опасных и труднодоступных зонах. В рассматриваемом варианте технологического процесса обработки детали с тактом выпуска г применяется 2x2 токарных станка, шлифовальный станок. Для решения задачи автоматизации такого технологического процесса возможны два варианта выбора ПР:

ПР напольного стационарного действия;

ПР напольного или портального передвижного действия.

Использование ПР напольного стационарного действия возможно для обслуживания до трех станков, однако в этом случае может возникнуть необходимость в применении устройств для транспортировки детали на следующую технологическую операцию. Это зависит прежде всего от быстродействия ПР, а также от габаритов и схемы размещения рабочего оборудования.

Использование ПР напольного или портального передвижного действия целесообразно при обслуживании более трех станков и также зависит от технологических возможностей ПР.

В рассматриваемом варианте технологического процесса необходимо применение ПР напольного или портального действия. Для обеспечения необходимого быстродействия и пропускной способности может понадобиться система транспортирования деталей между операциями. Наиболее простыми и универсальными системами транспортирования являются лотки. В рассматриваемой задаче лотки можно применить непосредственно перед первой операцией и в конце, когда деталь поступает на склад или другую технологическую линию.

Для обслуживания всего технологического оборудования цеха заранее подготовленными инструментами служит система инструментообеспечения.

Система инструментообеспечения выполняет следующие основные функции:

-хранение инструментов, а также их составных элементов на складе;
-перемещение инструментов внутри системы инструментообеспечения;
-настройка инструментов;

-сборка и демонтаж рабочих инструментов;

-контроль положения и перемещения инструментов;

-контроль состояния режущих кромок инструментов, восстановление инструментов.

В рассматриваемой задаче технологическое оборудование не имеет системы автоматической замены инструмента, когда вышедший из строя инструмент заменяется роботом из резерва инструментов. Возможны три способа замены инструментов: 1 - по отказам, 2 - смешанный, 3 - смешанно-групповой. В рассматриваемом варианте технологического процесса не предусмотрена автоматическая замена инструмента, то целесообразно применять второй и третий способы замены инструмента, а именно:

второй - когда через заданный промежуток времени заменяют каждый инструмент;

третий - когда через заданный промежуток времени заменяют группу инструментов имеющих одинаковую стойкость.

Для нашего производственного участка при построении системы инструментообеспечения можно принять за основу систему централизованного обеспечения технологического оборудования комплектами заранее

настроенных инструментов в соответствии с производственной программой выпуска. Для нашего технологического процесса система инструментообеспечения может быть представлена следующей схемой:

Рисунок 1.1 Схема использования инструмента в производстве

Обеспечение автоматизированного режима работы производственной
системы предусматривает необходимость разработки средств сбора, передачи и
обработки информации, а также программного обеспечения. Для выбора
технических средств управления производством, а именно: устройств ввода-
вывода, устройств подготовки информации, процессоров и т.д. необходимо
исходить из времени преобразования информации, вместимости устройств,
системы счисления, адресности, а также экономических показателей
(стоимость, дефицитность и др.).

Технические средства необходимо выбирать с учетом сравнения требований, необходимых для решения данной задачи управления и возможностями технических средств, выпускаемых промышленностью.

С учетом информационной мощность производства, используя схему информационных потоков осуществляют подбор вычислительных средств. Современные ЭВМ позволяют успешно и с минимальными затратами реализовать автоматизированный режим работы производственной схемы.

Для нашего участка были выбраны следующие станки:

Таблица 1.5 Техническая характеристика горизонтально фрезерного, сверлильно- расточного станка «2204ВМФ2».

Название характеристики	Значение
Размеры рабочей поверхности стола(ширина х длина), мм	400x500
число инструментов в магазине	30
число частот вращения шпинделя	19
пределы частот вращения шпинделя, мин-1	32-2000
число подач	31
пределы рабочих подач по координатам (X', Y, Z'), мм/мин	2500
скорость быстрого перемещения по координатам (X', Y, Z'), мм/мин	7500
габаритные размеры станка, мм	2630X2785X2250

Таблица 1.6 Техническая характеристика станка токарного станка с ЧПУ «16К20РФ3С19»

Название характеристики	Значение
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	500
Наибольший диаметр изделия, обрабатываемой над станиной, мм	320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм	200
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах, мм	1000
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе, мм	55
Наибольший ход суппорта поперечный, мм	210
Наибольший ход суппорта продольный, мм	905
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей продольной подачи, мм/мин	2000
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей поперечной подачи, мм/мин	1000
Количество управляемых координат	2
Количество одновременно управляемых координат	2
Точность позиционирования, мм	0.01
Повторяемость, мм	0,003
Диапазон частот вращения шпинделя, 1/об.	20...2500
Максимальная скорость быстрых продольных перемещений, м/мин	15
Максимальная скорость быстрых поперечных перемещений, м/мин	7,5
Количество позиций инструментальной головки	6
Мощность привода главного движения, кВт	11
Суммарная потребляемая мощность, кВт	21,4
Габаритные размеры станка, мм	3700х2260х1650
Масса станка (без транспортера стружкоудаления), кг	4000

1.6 Синхронизация работы оборудования

Основным в организации производственного процесса автоматизированного участка является обеспечение максимальной загрузки оборудования. Так как время обработки на станках разнос и цикл обработки неодинаков, то интервал времени, через который со станков поступают обрабатываемые детали, меняется от максимальных до минимальных значений. Для исключения простоев станков необходимо выдерживать такой же ритм и при подаче к ним заготовок.

Принимаем, что первый станок (16К20РФ3С19) загружен на 100%, тогда второй станок (16К20РФ3С19) рассчитываем по формуле:

Кз=(tшт(i)чtшт(i-1))Ч100%

где tшт(i) - штучное время на i-ом станке.

Кз=1.857ч1.73Ч100%=107%.

Загрузка второго станка больше чем первого 107%>100%, ставим накопитель и принимаем загрузку второго станка 100%. Загрузка третьего станка (16К20РФ3С19):

Кз=1.646ч1.857Ч100%=88.6%.

Загрузка четвертого станка (2204ВМФ2):

Кз=1.696ч1.857Ч100%=91.3%.

Загрузка пятого станка (2204ВМФ2):

Кз=1.399ч1.857Ч100%=75.3%.

Загрузка шестого станка (ВС-630П):

Кз=1.093ч1.857Ч100%=58.8%.

Загрузка седьмого станка (3М151Ф2):

Кз=0.727ч1.857Ч100%=39.1%.

Рисунок 1.2 Схема загрузки оборудования

Сводим в таблицу 1.7 процентную загрузку станков.

Таблица 1.7 Сводная таблица

Станок	Загрузка станка Кз, %
16К20РФ3С19	100
16К20РФ3С19	107
16К20РФ3С19	88.6
2204ВМФ2	91.3
2204ВМФ2	75.3
ВС-630П	58.8
3М151Ф2	39.1

В рассматриваемом варианте технологического процесса с учетом времени обработки детали целесообразно предложить вид однопоточной параллельно-последовательной автоматической линии.

Поскольку время выпуска готовой детали на операциях при принятом числе оборудования примерно одинаково для всех операций то можно создать жесткую автоматическую линию с определенным тактом выпуска. Можно предложить следующие варианты автоматической линии:

применить ПР напольного стационарного исполнения, который будет обслуживать два станка;

применить ПР напольного передвижного исполнения, который будет обслуживать четыре токарных станка и один ПР, который обслуживает шлифовальный и фрезерный станки; применить ПР напольного стационарного исполнения, который будет обслуживать три станка.

1.7 Разработка принципиальной схемы участка

На основании анализа общности структур технологических процессов выделяются группы повторяющихся смежных операций, для которых формируются гибкие технологические модули.

Компоновочная структура автоматизированного участка включает его планировку, состав и структуру автоматизированной транспортно-складской системы. При этом планировка технологической структуры определяет

характер и объем грузопотоков, конструктивные требования к транспортным потокам. Проектируем следующую планировку автоматизированного участка, с применением односекционной транспортной системы с замкнутым потоком, так как для обработки фланца востребуется четыре вида оборудования.

Из стеллажного склада краном-штабелёром заготовки в виде отливки

подаются на перегрузочный стол, откуда они закладываются в шпиндели станка, а затем поштучно подаются на локальные накопители станков в последовательности, определяемой технологическим процессом обработки деталей на автоматизированном участке. После обработки изделия транспортируются конвейером по замкнутой трассе на перегрузочный стол для контроля, передачи на другие операции или в ячейки стеллажного склада.

Отходы (стружка), собираемые в таре накопителей, автоматической тележкой передаются на перегрузочный стол, предназначенный для сбора отходов (стружки). При компоновке оборудования с замкнутой трассой транспортирования для перемещения тары с заготовками, обработанными деталями, отходами и т.д., могут быть применены и подвесные конвейеры. При замкнутой трассе транспортирования технологическое оборудование может обслуживаться последовательно или выборочно по командам от системы управления.

Инструментальные наладки комплектуются в кассеты па позиции подготовки инструмента, а затем кассеты устанавливаются па приспособления - спутники и в нужный момент подаются к оборудованию.

Приспособления для базирования и закрепления заготовок представляют собой сменные наладки, установленные на спутниках. При переходе па обработку других деталей приспособления - спутники переналаживаются па позиции подготовки приспособлений.

Автоматизированный участок размещаем на площади механосборочного цеха с выделением его в отдельный участок. В качестве основного критерия расположения технологического оборудования принимается принцип потока для большинства деталей участка и установление минимально допустимых расстояний между станками, рядами станков, от станков до стен и колонн здания, нормы на ширину проходов и проездов 1111.

На планировке участка цеха наносим оборудование по механической обработке, системы транспортировки и системы накопления заготовок; промышленные роботы для зажима, фиксации, базирования и закрепления заготовок при сквозной обработке детали.

Вспомогательное оборудование в виде моечной машины, слесарных и контрольных столов, а также пульта управления размещаем по технологической цепочке. Всё оборудование и рабочие места изображаются в соответствии с рекомендациями [13] в масштабе 1:100 в механосборочном цехе на стандартном участке.

1.8 Разработка циклограммы работы участка.

Работа промышленного робота состоит из следующих действий:

- выдвижение руки - 1с;

- зажим заготовки - 1с;

- задвижение руки - 1с;

- поворот - 3с;

- выдвижение руки - 1с;

- установка детали - 2с;

- задвижение руки - 1с.

2. Конструкторский раздел

2.1 Патентная проработка

2.1.1 Электромагнитный захват

Предназначен для использования в захватных органах промышленных роботов и манипуляторов.

Электромагнитный захват (см. приложение Г) содержит корпус 1, стакан 2 с расположенным в нем электромагнитом 3, к которому прикреплена деталь 4 типа ступенчатый валик, кольцевое сопло 5, через которое поток сжатого воздуха поступает в зону захвата деталей.

Электромагнитный захват работает следующим образом.

После захвата детали 4 электромагнитом 3 на выходе ориентирующего устройства (не показано) корпус I поднимается и устанавливается над бункером ориентирующего устройства. Затем через кольцевое сопло 5 подается сжатый воздух. Поток сжатого воздуха, сформированный кольцевым соплом 5, сдувает захваченную неправильно сориентированную деталь, а также детали, прикрепившиеся к правильно сориентированной. После этого, если в электромагнитном захвате осталась деталь, она подается на загрузку оборудования, если нет - захват детали из ориентирующего устройства повторяется.

2.1.2 Промышленный робот

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам для захвата и ориентации деталей относительно технологического оборудования, и может быть использовано для автоматизации механической обработки.

Промышленный робот (см. приложение Г) состоит из основания 1, колонны 2, жестко закрепленной на основании. На колонне 2 смонтирован корпус 3, закрепленный основанием 4 на колонне 2, в котором установлен подъемный стол 5 с поворотной платформой 6. Подъемный стол 5 установлен на направляющих колонках 7 с пружинами 8. На основании 4 корпуса 3 установлен привод подъемного стола 5 в виде силового цилиндра 9, шток 10 которого связан через шарнир 11 с подъемным столом 5. Па подъемном столе 5 смонтирован привод поворота поворотной платформы 6, состоящий из двигателя, например, из шагового двигателя 12 с датчиком перемещения 13, (фигура I) и цилиндрической зубчатой передачи, ведущее колесо 14 которой установлено на выходном валу шагового двигателя 12, а ведомое колесо 15 жестко закреплено на верхней поверхности поворотной платформы 6.

Поворотная платформа 6 выполнена в виде неполного кольцевого основания с пазами 16 на боковых поверхностях и смонтирована па направляющих роликах 17, взаимодействующих с пазами 16. Направляющие ролики 17 установлены на осях 18, жестко закрепленных па подъемном столе 5 корпуса 3 (фигура 3). В нижней поверхности поворотной платформы 6 выполнен паз 19, в котором размещены направляющие, в которых закреплены корпуса механических рук 20 и 21 с захватами и силовым цилиндром их приводов.

В пазу 19 также закреплены корпуса технологических устройств: устройства обдува и смазки 22, формирующей полости пресс - формы 23, устройства загрузки материала 24, устройства установки и съема 25 диска 26, панели подключения системы управления роботом 28, кабели 29 и шланги 30 их приводов.

Промышленный робот работает следующим образом.

Включается систем управления роботом. Подъемный стол 5 корпуса 3 вместе с поворотной платформой 6 под действием штока 10, соединенного с ним через шарнир 11, силового цилиндра 9 опускается, преодолевая сопротивление пружин 8 по направляющим колонкам 7. Происходит захват детали из накопителей 32 и 33 механическими руками, установленными в корпусах механических рук 20 и 21. После этого подъемный стол 5 корпуса 3 вместе с поворотной платформой 6 занимает исходное положение, поднимаясь под действием пружин 8. Далее под действием шагового двигателя 12, ведущего зубчатого колеса 14 и ведомого зубчатого колеса 15 происходит поворот поворотной платформы 6 в направляющих роликах 17 на заданную величину, контролируемую датчиком перемещения 13.

2.2 Назначение и принцип действия приспособления

Приспособление фрезерное предназначено для базирования и закрепления фланца 16Б20П.070.043 при фрезеровании двух лысок на операции 050 горизонтально-фрезерной.

Приспособление состоит из сварного корпуса 1,

Открепление заготовок происходит в обратном порядке. При переключении распределительного крана, рабочая жидкость вытекает из полости цилиндра опора 20, соединенный с поршнем 23 при помощи гайки, подается вверх, происходит движение болта 12 и вместе с ним прихвата 11. Заготовки снимаются, устанавливаются следующие и цикл обработки повторяется.

Приспособление фрезерное устанавливается на столе станка модели 6Р81Г, центрируется двумя шпонками 3 и закрепляется при помощи двух винтов 2. Приспособление двухместное.

2.3 Расчёт приспособления на точность

Расчет приспособления на точность производим по формуле:

где д - допуск на выдерживаемый размер, д = 0,25 мм:

К - коэффициент, учитывающий возможное отступление от нормального распределения отдельных составляющих, К = 1;

К₁ - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, К₁ = 0,8;

К₂ - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления, К₂ = 0,7;

е_з - погрешность закрепления заготовки, е_з = 0;

е_б - погрешность базирования, е_б = 0;

е_уст - погрешность установки приспособления, е_уст = 0.04;

е_изн - погрешность износа установочных элементов приспособления, е_изн = 0,02 мм;

е_к - погрешность смещения режущего инструмента, так как отсутствуют направляющие элементы приспособления, е_к = 0,007 мм.

щ - экономическая точность обработки, щ = 0,12 мм.

0.15

Следовательно, при проектировании данного приспособления необходимо обеспечить параллельность установочной плоскости приспособления в пределах 0,15мм.

Выводы

В результате выполнения курсовой работы разработан усовершенствованный технологический процесс механической обработки автоматизированного участка детали фланец 16Б20П.070.043 и разработан комплект документов на его изготовление. В технологическом разделе курсовой работы описано назначение и конструкция обрабатываемой детали; произведен анализ технологичности конструкции детали с точки зрения её возможности изготовления па автоматическом оборудовании, что позволило уменьшить количество переходов.

Выбрано оборудование с ЧПУ и рассчитано его количество с условием синхронизации загрузки на рабочем месте. Произведен выбор систем транспортирования для мелкой детали, систем автоматического управления и инструментообеспечения. Подобран промышленный робот для загрузки, выгрузки и передачи на транспортную тележку с техническими характеристиками, соответствующими массе детали.

Для автоматизированного участка составлена циклограмма работы оборудования при односменном режиме.

В конструкторском разделе произведена патентная проработка средств механизации и автоматизации. Описана выбранная схема действия фрезерного приспособления и применена в технологической оснастке для выполнения операции 050 при фрезеровании двух лысок в технологическом процессе, а также приспособление рассчитано па точность и усилие зажима.

Автоматизированный участок размещен на стандартном пролете механосборочного цеха, оснащен системой стружкоудаления и обеспечен всеми необходимыми видами энергии.

Предлагаемый автоматизированный участок позволяет производить переналадку па аналогичные детали, причем вне технологического оборудования при помощи разработки программ, что значительно сокращает время на подготовку производства.

Использование автоматизированного участка позволяет поднять па более высокий уровень качество обработки посредством исключения вмешательства человеческого фактора в процесс изготовления деталей.

Литература

Аверченков В.И. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов.- Мн.: Выш. шк., 1993.- 384 с.

Автоматизация процессов машиностроения/ Учеб. нос- М.: Высш. шк., 1991.-480 с.

3 Автоматические линии в машиностроении: Проектирование и эксплуатация: Справочник: В 3-х т./ Ред. Совет: А.И.Дащенко и др.- М.: Машиностроение, 1984- 1985г.

Автоматические линии в машиностроении. Т. 1: Этапы проектирования и расчет/ Под ред. Л.И.Волчкевича.- 1984.- 312 с.

Автоматические линии в машиностроении. Т. 2: Станочные автоматические линии/ Под ред.А.И.Дащепко.- 1984.- 408 с.

6 Автоматические линии в машиностроении, Т. 3: Комплексные автоматические линии и участки/ Под ред. А.И.Дащенко.- 1985.- 480 с.

Автоматизация в промышленности/ Справочная книга/ М.С.Лебедовский, А.И.Федотов.- Л.: Лениздат, 1976. - 255 с.

Автоматизация проектирования технологических процессов и средств оснащения/ Г.К.Горанский, А.В.Губич, В.И.Махнач и др.: ПАН Беларуси, Ин-ттехи. кибернетики: Под ред.А.П.Раковича.-Мп.: 1997.- 134 с.

9 Захватные устройства промышленных роботов/ Руководство по эксплуатации- М.: 1987. -112 с.

10 Люцко В.А., Соболев В.Ф.Практическое руководство к курсовой работе
по курсу «Автоматизация производственных процессов в машино-
строении» для студентов спец. Т 03.01.00.-Гомель.:ГПИ, 1997.-29 с.

Мельников Г.Н., Воронеико В.П. Проектирование механосборочных цехов: Учебник для вузов/Под ред.A.M. Дальского. - М.: Машиностроение, 1990.-352 с.

Основы проектирования и организации АСУ- М.: Финансы и статистика, 1982.-206 с.

Петров В.А. и др. Планирование гибких производственных систем/В.А. Петров А.Н. Масленников, Л.А. Осипов. - Л.: Машиностроение, Лениигр.отд-ние, 1985.-182 с.

Робот промышленный с числовым программным управлением/ Руководство по эксплуатации.- М.: Стаикоимпорт, 1990.- 87 с.

Справочник технолога машиностроителя: В 2-х т. Т.2/Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова, А.Г.Суслова.-М.:Машиностроение-1, 2001.-944 с.

Размещено на Allbest.ru

...