87402

Разработка ГПМ для обработки деталей типа втулка

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Автоматизировать можно практически все технологические операции, поэтому достигается высокий уровень производительности труда. Так, помимо механической обработки деталей по заданной программе, можно автоматизировать операции подачи на станки заготовок и удаление с них обработанных деталей

Русский

2015-04-19

216.5 KB

10 чел.

Министерство образования Российского Федерации

Орский Гуманитарно-Технологический  Институт

Кафедра

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по курсу

Разработка ГПМ для обработки деталей типа втулка с рамкой

Выполнил:

Шифр:

Группа:

2005

СОДЕРЖАНИЕ

[1] ВВЕДЕНИЕ

[2] РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

[2.1] 1.1. Определение типа производства

[2.2] 1.2. Описание конструкции детали и ее служебного назначения

[2.3] 1.3. Анализ технологичности конструкции детали

[2.4] 1.4. Выбор вида заготовки

[2.5] 1.5. Технологический процесс изготовления детали

[2.6] 1.6. Расчет режимов резания

[2.7] 1.7. Техническое нормирование

[3] РАЗДЕЛ 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

[3.1] 2.1. Алгоритм функционирования проектируемой системы

[3.2] 2.2. Циклограмма работы ПР

[3.3] 2.3. Выбор промышленного робота

[3.4] 2.4. Вспомогательное оборудование

[4] СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:


ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация производства в машиностроении, повышение его эффективности возможны при существенном росте производительности технологического оборудования и широкой его автоматизации.

Современному машиностроению с серийным характером производства присущи постоянное усложнение конструкции и увеличение номенклатуры выпускаемых изделий, частая смена объектов производства, сокращение сроков освоения новой продукции. Эффективным средством реализации этих задач является широкое применение автоматических производств с элементами гибкой автоматизации, а также автоматического управления производственными процессами.

Автоматизировать можно практически все технологические операции, поэтому достигается высокий уровень производительности труда. Так, помимо механической обработки деталей по заданной программе, можно автоматизировать операции подачи на станки заготовок и удаление с них обработанных деталей, смены режущих и измерительных инструментов, контроля качества обработки деталей, транспортирования заготовок из склада к станкам и обработанных деталей от станков в склад, отвода стружки от станков и подачи смазочно-охлаждающей жидкости, смены программы обработки.

Автоматические производства заменяют или помогают человеку на участках с опасными, вредными для здоровья, тяжелыми или монотонными условиями труда.


РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Определение типа производства

Годовая программа запуска изделий вычисляется по формуле:

N = N1*m(1+B/100),

где N1 – годовая программа выпуска изделий, N1 = 35000 шт.;

m – количество деталей данного наименования на изделие, m = 1;

B – количество деталей, которое необходимо изготовить дополнительно в качестве запасных частей, заданное в процентах от годовой программы (5 – 7%).

N = 35000*(1 + 6/100) = 37100 шт.

Количество деталей в партии для одновременного запуска определяем упрощенным способом:

n = N*a / F,

где N – годовая программа запуска изделий, N = 37100 шт.;

а – число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, а = 1;

F – число дней в году;

F = 365-109 = 256 дней, где

365 – календарное количество дней в году;

109 – количество дней отдыха и праздничных дней.

n = 37100 / 256 = 145 дет.

В течение месяца производится четыре запуска партий деталей с периодичностью пять дней.

Программа запуска – 725 деталей.

Выпуск в месяц – 2900 шт.

Тип производства – среднесерийное производство.

Производство серийное характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии.

На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как универсально-наладочными, так и универсально-сборочными приспособлениями, что позволяет снять трудоемкость и удешевить производство.

Для серийного производства характерен дифференцированный технологический процесс изготовления деталей. Он расчленен на ряд небольших по объему операций, выполняемых на различных станках.

1.2. Описание конструкции детали и ее служебного назначения

Деталь «втулка» является типичным представителем деталей типа тела вращения и имеет следующие основные поверхности: длину 25 мм, наружный диаметр 125 мм, внутренние диаметры 50 мм и 60 мм, паз длиной 8 мм, глубиной 12 мм, шириной 30 мм.

Наибольший квалитет точности наружных поверхностей h14, внутренних – H14. Наименьшая шероховатость Ra0,8 мкм по 125 мм.

Для изготовления детали используется сталь 40 ГОСТ 1050 – 88, заготовка получается методом штамповки.

Общий вывод по результатам анализа: деталь имеет рациональную форму, поверхности открыты и доступны для обработки, деталь имеет хорошую жесткость, что обеспечивает высокопроизводительные методы обработки, деталь имеет оптимальные технологические базы.

Для базирования используются наружные поверхности детали ( 125 мм) и соответствующие торцы детали.

1.3. Анализ технологичности конструкции детали

Обеспечение технологичности конструкции изделия является одной из основных функций единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП).

Различают качественную и количественную оценки технологичности. Качественная технологичность характеризует технологичность конструкции обобщенно, на основании опыта исполнителя. Количественная оценка – выражается числовыми показателями.

Конструкция детали является технологичной, если отвечает следующим требованиям:

  •  Наличие удобных технологических баз, обеспечивающих требуемую ориентацию и надежное крепление заготовки в станке, возможность обработки ее с нескольких сторон и свободного подвода инструмента к обрабатываемым поверхностям.
  •  Простота геометрической формы заготовки, позволяющая обрабатывать большинство ее поверхностей с одной установки.
  •  Главные отверстия сделаны сквозными с минимальным числом ступеней, что позволяет выполнить операцию напроход с меньшим числом инструментов.
  •  Заготовка имеет достаточную жесткость и прочность, при которых исключается возможность вибрации в процессе обработки или недопустимых деформаций от сил резания и закрепления.

Исходя из этих требований можно сделать вывод, что данная деталь технологична.

Количественные показатели технологичности конструкции детали по ГОСТ 14204 – 83.

1. Коэффициент использования материала Ким:

К им = G д / G з , где

G д – вес детали;

G з – вес заготовки.

G д = V д * , где

V д – объем детали, см. куб.;

= 7,8 г / см. куб. – удельный вес стали.

G з = V з * , где

V з – объем заготовки, см. куб.

V д = V1V2V3V4;

V1 = 0,785 * D2 * l = 0, 785 * 12,52* 2,5 = 307 см куб.

V2 = 0,785 * D22 * l2 = 0, 785 * 52* 1,5 = 29,5 см куб.

V3 = 0,785 * D32 * l3 = 0, 785 * 62* 1,0 = 28 см куб.

V4 = 0,8 * 1,2 * 3 = 2,8 см куб.

Vд = 307 – 29,5 – 28 – 2,8 = 246,5 см куб.

Gд = 246,5 * 7,8 = 1922 г = 1,922 кг.

Vз = V1V2V3;

V1 = 0,785 * D2 * l = 0, 785 * 13,22* 3,1 = 424 см куб.

V2 = 0,785 * D22 * l2 = 0, 785 * 4,32* 2,1 = 30,5 см куб.

V3 = 0,785 * D32 * l3 = 0, 785 * 5,32* 1,0 = 22 см куб.

Vз = 424 – 30,5 – 22 = 372 си куб.

Gз = 372 * 7,8 = 2897 г = 2,9 кг

Ким = 1,922 / 2,9 = 0,66

2. Коэффициент точности обработки:

Ктч = Qнтч / Qоб; где

Qнтч = 0 – количество поверхностей с необоснованной точностью;

Qоб = 8 – общее число поверхностей.

Ктч = 0 / 8 = 0

3. Количество шероховатости поверхности:

Кш = Qнм / Qоб; где

Qнм = 0 – количество поверхностей с необоснованной шероховатостью;

Qоб = 8 – общее число поверхностей.

Кш = 0 / 8 = 0

1.4. Выбор вида заготовки

Из применяемых в машиностроении видов заготовок – прокат, штамповка, отливка, поковка, сварная заготовка, для детали «втулка» учитывая ее форму, габариты, размеры, материал и объемы производства, а также число операций и переходов, в качестве заготовки можно принять штамповку, полученную на горизонтально-ковочной машине ГКМ, с использованием пруткового материала. Распространенным методом – в закрытых штампах при штамповке на ГКМ.

Данная заготовка (штамповка) имеет преимущество в отличии от заготовки, полученной из проката 130 мм и длиной 25 мм, потому что имеет лучший коэффициент использования материала Ким = 0,66 и меньшую трудоемкость обработки.

Метод литья при простой конструкции детали нецелесообразно применять. Сталь 40 имеет плохую (низкую) текучесть, что может привести к неполному заполнению формы или образованию раковин.

Из вышесказанного следует, что заготовка на ГКМ – штамповка является экономически более выгодной и технологичной.

1.5. Технологический процесс изготовления детали

В соответствии с чертежом детали разрабатываем маршрут обработки детали «втулка», в котором применяем средство автоматизации – промышленный робот ПР.

Необходимым условием применения промышленного робота являются – масса детали, вписываемость зоны обслуживания, соответствие траектории, скорости и точности, требуемых для выполнения операции движения объекта, кинематическим и точностным возможностям ПР, возможность захвата объекта захватным устройством ЗУПР, соответствие годовому выпуску продкции.

Операции технологического процесса:

001 Заготовительная

003 Штамповочная

005 Термическая

010 Токарная с ЧПУ

015 Токарная с ЧПУ

020 Токарная с ЧПУ

025 Токарная с ЧПУ

030 Фрезерная с ЧПУ

035 Слесарная

040 Контрольная

1.6. Расчет режимов резания

010 Токарная с ЧПУ

Оборудование - токарно-фрезерно-сверлильно-расточный станок с ЧПУ модели ИРТ180ПМФ4.

Режущий инструмент – резец для контурного точения с пластиной твердого сплава Т5К10.

Материал заготовки – сталь 40 с пределом прочности 640 Мпа.

Обработка по корке.

Позиция 1. Переход 1.

Назначаем режимы резания по обработке поверхностей 1, 7.

t = 2 мм – глубина резания;

S = 0,3 мм/об – подача.

Скорость резания определяем по формуле:

V = (Cv / Tm * tx * Sy) * Kv

Значения коэффициентов и показателей выбираем по Приложению 8 Справочника технолога машиностроителя.

Cv = 273; Т = 60 мин.; m = 0,2; Xv = 0,15; Yv = 0,2

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания

Kv = Km * K * Ku * Kn, где

Km = 75 / 64 = 1,17 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

K = 0,81 – поправочный коэффициент на угол в плане;

Ku = 1 – поправочный коэффициент на материал резца;

Kn = 0,85 коэффициент на обработку по корке.

Kv = 1,17 * 0,81 * 1 * 0,85 = 0,8

V = (273 / 60 0,2 * 2 0,15 * 0,3 0,2 ) * 0,8 = 138 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя

n = V * 1000 / * D = 138 * 1000 / 3,14 * 132 = 333 об/мин

Принимаем для данного станка n = 315 об/мин

Тогда действительная скорость резания будет равна:

V = * D * n / 1000 = 3,14 * 132 * 315 / 1000 = 130 м/мин.

Сила резания

Pz = 10 * Cpz * txpz * Sypz * Kpz * Vnz, где

Cpz = 300; Xpz = 1; Ypz = 0,75; nz = -0,15

Pz = 10 * 300 * 2 * 0,3 0,75 * 130 –0,15 * 0,8 = 938H

С учетом поправочного коэффициента

Kpz = KMpz * Kpz * Kpz * Kupz, где

KMpz = (b / 75)n = (64 / 75)0,35 = 0,9; Kpz = 0,89; Kpz = 1; Kupz = 1

Kpz = 0,9 * 0,89 * 1 * 1 = 0,8

Мощность при резании

Nрез = Pz * V / 1020 * 60 = 938 * 130 / 1020 * 60 = 2 КВт

010 Токарная с ЧПУ

Оборудование - токарно-фрезерно-сверлильно-расточный станок с ЧПУ модели ИРТ180ПМФ4.

Режущий инструмент – резец для контурного точения с пластиной твердого сплава Т5К10.

Материал заготовки – сталь 40 с пределом прочности 640 Мпа.

Обработка по корке.

Позиция 1. Переход 1.

Назначаем режимы резания по обработке поверхностей 1, 7.

t = 2 мм – глубина резания;

S = 0,3 мм/об – подача.

Скорость резания определяем по формуле:

V = (Cv / Tm * tx * Sy) * Kv

Значения коэффициентов и показателей выбираем по Приложению 8 Справочника технолога машиностроителя.

Cv = 273; Т = 60 мин.; m = 0,2; Xv = 0,15; Yv = 0,2

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания

Kv = Km * K * Ku * Kn, где

Km = 75 / 64 = 1,17 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

K = 0,81 – поправочный коэффициент на угол в плане;

Ku = 1 – поправочный коэффициент на материал резца;

Kn = 0,85 коэффициент на обработку по корке.

Kv = 1,17 * 0,81 * 1 * 0,85 = 0,8

V = (273 / 60 0,2 * 2 0,15 * 0,3 0,2 ) * 0,8 = 138 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя

n = V * 1000 / * D = 138 * 1000 / 3,14 * 132 = 333 об/мин

Принимаем для данного станка n = 315 об/мин

Тогда действительная скорость резания будет равна:

V = * D * n / 1000 = 3,14 * 132 * 315 / 1000 = 130 м/мин.

Сила резания

Pz = 10 * Cpz * txpz * Sypz * Kpz * Vnz, где

Cpz = 300; Xpz = 1; Ypz = 0,75; nz = -0,15

Pz = 10 * 300 * 2 * 0,3 0,75 * 130 –0,15 * 0,8 = 938H

С учетом поправочного коэффициента

Kpz = KMpz * Kpz * Kpz * Kupz, где

KMpz = (b / 75)n = (64 / 75)0,35 = 0,9; Kpz = 0,89; Kpz = 1; Kupz = 1

Kpz = 0,9 * 0,89 * 1 * 1 = 0,8

Мощность при резании

Nрез = Pz * V / 1020 * 60 = 938 * 130 / 1020 * 60 = 2 КВт

Nрез  Nшп;

2 КВт 6,3 КВт обработка возможна

015 Токарная с ЧПУ

Оборудование - токарно-фрезерно-сверлильно-расточный станок с ЧПУ модели ИРТ180ПМФ4.

Режущий инструмент – резец для контурного точения с пластиной твердого сплава Т5К10.

Позиция 1. Переход 1.

Назначаем режимы резания по обработке поверхностей 1, 7.

t = 2 мм – глубина резания;

S = 0,3 мм/об – подача.

Скорость резания определяем по формуле:

V = (Cv / Tm * tx * Sy) * Kv

Значения коэффициентов и показателей выбираем по Приложению 8 Справочника технолога машиностроителя.

Cv = 273; Т = 60 мин.; m = 0,2; Xv = 0,15; Yv = 0,2

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания

Kv = Km * K * Ku * Kn, где

Km = 75 / 64 = 1,17 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

K = 0,81 – поправочный коэффициент на угол в плане;

Ku = 1 – поправочный коэффициент на материал резца;

Kn = 0,85 коэффициент на обработку по корке.

Kv = 1,17 * 0,81 * 1 * 0,85 = 0,8

V = (273 / 60 0,2 * 2 0,15 * 0,3 0,2 ) * 0,8 = 138 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя

n = V * 1000 / * D = 138 * 1000 / 3,14 * 50 = 935 об/мин

Принимаем для данного станка n = 800 об/мин

Тогда действительная скорость резания будет равна:

V = * D * n / 1000 = 3,14 * 132 * 800 / 1000 = 118 м/мин.

Сила резания

Pz = 10 * Cpz * txpz * Sypz * Kpz * Vnz, где

Cpz = 300; Xpz = 1; Ypz = 0,75; nz = -0,15

Pz = 10 * 300 * 2 * 0,3 0,75 * 118 –0,15 * 0,8 = 951H

С учетом поправочного коэффициента

Kpz = KMpz * Kpz * Kpz * Kupz, где

KMpz = (b / 75)n = (64 / 75)0,35 = 0,9; Kpz = 0,89; Kpz = 1; Kupz = 1

Kpz = 0,9 * 0,89 * 1 * 1 = 0,8

Мощность при резании

Nрез = Pz * V / 1020 * 60 = 951 * 118 / 1020 * 60 = 1,8 КВт

Nрез  Nшп;

1,8 КВт 6,3 КВт обработка возможна

020 Токарная с ЧПУ

Оборудование - токарно-фрезерно-сверлильно-расточный станок с ЧПУ модели ИРТ180ПМФ4.

Режущий инструмент – резец для контурного точения с пластиной твердого сплава Т15К6.

Позиция 1. Переход 1.

Назначаем режимы резания по обработке поверхностей 4, 3, 5 и 6.

t = 1,5 мм – глубина резания;

S = 0,25 мм/об – подача.

Скорость резания определяем по формуле:

V = (Cv / Tm * tx * Sy) * Kv

Значения коэффициентов и показателей выбираем по Приложению 8 Справочника технолога машиностроителя.

Cv = 273; Т = 60 мин.; m = 0,2; Xv = 0,15; Yv = 0,2

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания

Kv = Km * K * Ku * Kn, где

Km = 75 / 64 = 1,17 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

K = 0,81 – поправочный коэффициент на угол в плане;

Ku = 1,77 – поправочный коэффициент на материал резца;

Kn = 1 коэффициент на обработку без корки.

Kv = 1,17 * 0,81 * 1,77 * 1 = 1,677

V = (273 / 60 0,2 * 1,5 0,15 * 0,25 0,2 ) * 1,677 = 250 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя

n = V * 1000 / * D = 250 * 1000 / 3,14 * 128 = 622 об/мин

Принимаем для данного станка n = 500 об/мин

Тогда действительная скорость резания будет равна:

V = * D * n / 1000 = 3,14 * 128 * 500 / 1000 = 200 м/мин.

025 Токарная с ЧПУ

Оборудование - токарно-фрезерно-сверлильно-расточный станок с ЧПУ модели ИРТ180ПМФ4.

Режущий инструмент – резец для контурного точения с пластиной твердого сплава Т15К6.

Позиция 1. Переход 1.

Назначаем режимы резания по обработке поверхностей 4, 3, 5 и 6 (чистовая обработка).

t = 1,5 мм – глубина резания;

S = 0,25 мм/об – подача.

Скорость резания определяем по формуле:

V = (Cv / Tm * tx * Sy) * Kv

Значения коэффициентов и показателей выбираем по Приложению 8 Справочника технолога машиностроителя.

Cv = 273; Т = 60 мин.; m = 0,2; Xv = 0,15; Yv = 0,2

Kv – поправочный коэффициент на скорость резания

Kv = Km * K * Ku * Kn, где

Km = 75 / 64 = 1,17 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

K = 0,81 – поправочный коэффициент на угол в плане;

Ku = 1,77 – поправочный коэффициент на материал резца;

Kn = 1 коэффициент на обработку без корки.

Kv = 1,17 * 0,81 * 1,77 * 1 = 1,677

V = (273 / 60 0,2 * 1,5 0,15 * 0,25 0,2 ) * 1,677 = 250 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя

n = V * 1000 / * D = 250 * 1000 / 3,14 * 60 = 1327 об/мин

Принимаем для данного станка n = 1250 об/мин

Тогда действительная скорость резания будет равна:

V = * D * n / 1000 = 3,14 * 60 * 1250 / 1000 = 235 м/мин.

030 Фрезерная с ЧПУ

Оборудование - токарно-фрезерно-сверлильно-расточный станок с ЧПУ модели ИРТ180ПМФ4.

Выполняем фрезерование паза (поверхность 7).

Режущий инструмент – фреза концевая 30 мм, быстрорезущая сталь Р6М5, число зубьев – 4 шт.

Материал заготовки – сталь 40 с пределом прочности 640 Мпа.

Позиция 1. Переход 1.

Назначаем режимы резания по обработке поверхностей 8.

t = 8 мм – глубина резания;

Sz = 0,04 мм/зуб – подача.

Скорость резания определяем по формуле:

V = (Cv * Dqv *Ku * Km * K / Tm * tx * Sy)

Значения коэффициентов и показателей выбираем по Приложению 8 Справочника технолога машиностроителя.

Cv = 49; t = 60 мин.; m = 0,33; Xv = 0,3; Yv = 0,2; qv = 0,45; nv = 0,1; zv = 0,1;

Km = 75 / 64 = 1,17 – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

K = 1 – поправочный коэффициент на угол в плане;

Ku = 1 – поправочный коэффициент на материал резца;

V = (49 * 30 0,45 *1 *1,17 *1 / 60 0,33 * 8 0,3 * 4 0,1 * 1) = 32 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя

n = V * 1000 / * D = 32 * 1000 / 3,14 * 30 = 340 об/мин

Принимаем для данного станка n = 315 об/мин

Тогда действительная скорость резания будет равна:

V = * D * n / 1000 = 3,14 * 30 * 315 / 1000 = 30 м/мин.

1.7. Техническое нормирование

Норма штучного времени на выполнение операций на станках с ЧПУ определяется

Тшт = То + Тв, где

То – основное время;

Тв – вспомогательное время на осуществление операций.

То = ((lо + lвр +lпер) / n * s) * i, где

lо – длина обрабатываемой поверхности

lвр – длина врезания инструмента

lпер – длина перебега инструмента

i – число проходов

010 Токарная с ЧПУ

Позиция 1. Переход 1.

  1.  То = ((44,5 + 21 + 3 + 2) / 0,3 * 315) * 1 = 0,74 мин

Твсп = 1,2 + 0,5 = 1,7 мин

Тцикла = 0,74 + 1,7 = 2,44 мин

Тшт = Тцикла = 2,44 мин

015 Токарная с ЧПУ

Позиция 1. Переход 1.

  1.  То = ((39,5 + 28 + 3 + 2) / 0,3 * 315) * 1 = 0,77 мин

Позиция 1. Переход 2.

  1.  То = ((5 + 10 + 3 + 2) / 0,3 * 800) * 1 = 0,083 мин

Твсп = 1,2 + 0,2 + 0,2 = 1,6 мин

Тцикла = 0,77 + 0,083 + 1,6 = 2,45 мин

Тшт = Тцикла = 2,45 мин

020 Токарная с ЧПУ

Позиция 1. Переход 1.

  1.  То = ((40,5 + 17 + 2 + 2) / 0,25 * 500) * 1 = 0,5 мин

Твсп = 1,2 + 0,2 = 1,4 мин

Тцикла = 1,4 + 0,5 = 1,9 мин

Тшт = Тцикла = 1,9 мин

025 Токарная с ЧПУ

Позиция 1. Переход 1.

  1.  То = ((35,5 + 25 + 2 + 2) / 0,25 * 500) * 1 = 0,52 мин

Позиция 1. Переход 2.

  1.  То = ((5 + 10 + 2 + 2) / 0,25 * 1250) * 1 = 0,06 мин

Твсп = 1,2 + 0,2 + 0,2 = 1,6 мин

Тцикла = 0,52 + 0,06 + 1,6 = 2,1 мин

Тшт = Тцикла = 2,1 мин

030 Фрезерная с ЧПУ

Позиция 1. Переход 1.

  1.  То = (12 + 3) / (0,04 * 4 * 340) = 0,28 мин

Твсп = 0,8 + 0,2 = 1 мин

Тцикла = 1 + 0,28 = 1,28 мин

Тшт = Тцикла = 1,28 мин

Штучное время на деталь равная циклу изготовления

Тшт = Тцикла = Тшт опер = 2,44 + 2,45 + 1,9 + 2,1 + 3,18 + !.28 = 11,15 мир


РАЗДЕЛ 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Алгоритм функционирования проектируемой системы

Функционирование РТК начинается с ввода исходных данных.

Далее осуществляется загрузка заготовки на станок и выполняется зажим заготовки в патроне.

После зажима заготовки производится отвод руки РТК.

Далее осуществляется закрытие защитного ограждения.

После закрытия защитного ограждения выполняется обработка заготовки.

При необходимости выполняется разжим заготовки и ее переустановка.

После выполнения обработки заготовки производится подача руки РТК, разжим заготовки, разгрузка детали на тактовый стол и загрузка новой заготовки.

Алгоритм повторяется.

2.2. Циклограмма работы ПР

В соответствии с алгоритмом составляем циклограмму работы РТК.

На циклограмме отражаем основные движения механизмов, соответствующие переходам обработки, указываем длительность цикла обработки детали.

Исходное положение РТК:

  •  Рука РТК втянута;
  •  Рука РТК над тактовым столом;
  •  Схват разжат;
  •  Ось детали на тактовом столе вертикальна;
  •  Шпиндель станка не вращается, патрон разжат;
  •  Защитное ограждение закрыто.

Таблица 1.

Таблица перемещений механизмов по циклу.

П/н

Содержание

Оборуд.

Механизм

1

Захват заготовки ПР

ПР

Мех-зм схвата

2

Открытие заграждения

Станок

3

Перемещение заготовки в рабочую зону

ПР

4

Захват заготовки патроном

Станок

Патрон

5

Разжим схвата ПР

ПР

Мех-зм схвата

6

Отвод ПР в позицию ожидания

ПР

7

Закрытие ограждения

Станок

8

Обработка заготовки Операция 010 Токарная

Станок

Подача

9

Обработка заготовки Операция 015 Токарная

Станок

Подача

10

Обработка заготовки Операция 020 Токарная

Станок

Подача

11

Обработка заготовки Операция 025 Токарная

Станок

Подача

12

Обработка заготовки Операция 030 Фрезерная

Станок

Подача

13

Открытие ограждения

Станок

14

Подвод ПР в рабочую зону

ПР

15

Захват детали ПР

ПР

Мех-зм схвата

16

Разжим патрона

Станок

Патрон

17

Перемещение ПР к накопителю деталей

ПР

18

Разжим схвата ПР

ПР

Мех-зм схвата

19

Перемещение ПР к тактовому столу

ПР

Далее алгоритм повторяется.

2.3. Выбор промышленного робота

Необходимость концентрации операций на станке с целью комплексной обработки тел вращения за один установ привела к созданию многоцелевых токарно-фрезерно-сверлильно-расточных станков с ЧПУ и РТК на их базе.

Станок мод. ИРТ180ПМФ4 в составе РТК предназначен для комплексной патронной обработки особо сложных изделий из черных и цветных металлов в условиях гибкого автоматизированного производства. На станке можно выполнять операции точения, фрезерования плоскостей, криволинейных поверхностей и пазов сложной формы, сверления и растачивания отверстий на наружной цилиндрической и торцевой плоскостях, нарезание резьбы резцами и метчиками.

Станок имеет прямолинейную станину 1, на которой жестко закреплена шпиндельная коробка 2. По стальным закаленным направляющим параллельно оси шпинделя (ось Z) перемещаются сани 3, на которых установлен поперечно-подвижный (ось X) ползун 4. Совместно сани и ползун образуют двухкоординатный суппорт станка, на котором монтируется 12-позиционная револьверная головка 5 с горизонтальной осью вращения. На ползуне имеется дополнительный привод вращения сверлильно-фрезерных инструментальных блоков 6.

Шпиндельная коробка, помимо привода главного движения, обеспечивающего возможность токарной обработки, имеет привод круговой подачи и точного позиционирования шпинделя 7 по координате С. Трехкулачковый самоцентрирующий патрон 8 с быстросменными комплектами кулачков обеспечивает быструю переналадку станка.

Станок имеет герметичное ограждение 9 рабочей зоны, позволяющее вести обработку с обильной подачей СОЖ (до 100 л/мин). Уборка стружки осуществляется автоматически конвейером 10, расположенным непосредственно под зоной резания.

Автоматическая смена обрабатываемых заготовок выполняется промышленным роботом 11 типа М10П62.01, встроенным в станок. ПР осуществляет снятие заготовки с тактового стола-накопителя 12 и установку ее в патрон станка, а также снятие обработанной на станке детали и укладку ее в тару на столе. Загрузка и разгрузка тактового стола может выполняться автоматически во время работы станка.

Станок оснащается отдельно стоящим устройством 13 для автоматической смены инструментальных барабанов на револьверной головке. Сменные барабаны предварительно устанавливаются в накопителе 14, в котором возможно выполнять их переналадку во время работы станка. Автоматическая размерная настройка инструментов осуществляется непосредственно на станке с помощью измерительной контактной головки, которая во время обработки убирается.

Для автоматического контроля размеров заготовки и обработанной на станке детали в инструментальном барабане дополнительно устанавливается контактная измерительная головка. Система автоматического измерения заготовок и деталей позволяет вводить необходимую коррекцию в управляющую программу для обеспечения заданного качества обработки.

Пульт 15 устройства ЧПУ устанавливается на кронштейне 16 у передней стенки станка.

Пневматическая система станка содержит узел подготовки воздуха; пневмопанели (основную и вспомогательные для устройств смены инструментального барабана и зажима патрона); пневмогидроразводку (воздушные трубопроводы, шланги для подачи СОЖ в рабочую зону, трубопроводы для дозированной смазки направляющих и ходовых винтов суппорта).

Воздух, очищенный фильтрами, поступает к распределителю, от которого направляется к револьверной головке, инструментальному барабану и маслораспределителю. От маслораспределителя через клапан наполнения воздух поступает к основной и дополнительным панелям. Клапан наполнения служит для плавного увеличения давления в пневмосистеме и состоит из ходового клапана, дросселя с обратным клапаном, ходового клапана с глушителем и реле давления. При срабатывании ходового клапана с глушителем пневмосистема станка соединяется с узлом подготовки воздуха через дроссель. При достижении необходимого давления срабатывают реле давления и ходовой клапан, соединяющий напрямую пневмосистему с узлом подготовки воздуха. Время наполнения регулируется дросселем. От клапана наполнения воздух поступает к распределительной колодке, откуда по трубопроводам направляется к пневмопанелям.

Пневмопанели станка включают в себя ходовые клапаны для управления исполнительными пневмоцилиндрами или соплами для обдува воздухом базовых поверхностей. Расход воздуха регулируется дросселями, установленными параллельно с ходовыми клапанами. Клапаны могут оснащаться глушителями. Наличие давления в выходных магистралях клапанов контролируется реле давления.

Главное движение осуществляется электродвигателем, крутящий момент от вала которого передается к шпинделю через двухступенчатую коробку скоростей и зубчато-ременную передачу.

Разжим и зажим патрона осуществляется также электродвигателем, который в этом случае с помощью выключающейся зубчатой передачи отсоединен от шпинделя, а другой включающейся передачей присоединен к корпусу гайкой механизма зажима. Шпиндель при этом автоматически фиксируется в исходном угловом положении. Усилие зажима патрона контролируется круговым датчиком, соединенным с тарированной пружиной в механизме зажима с помощью зубчато-реечного зацепления.

2.4. Вспомогательное оборудование

Общий вид безрельсовой транспортной тележки С4234

Тележка типа С4234 предназначена для транспортирования тары и столов-спутников с заготовками, деталями, инструментами и технологической оснасткой между приемно-передающими столами станков, автоматизированным складом, инструментальным и контрольно-измерительным участками ГПС для механообработки.

Транспортная тележка, оснащенная автоматизированным загрузочно-разрузочным устройством, образует автономный транспортный манипулятор (ТМ), входящий в состав АТСС типа СО 179. Данный ТМ выполнен на базе электротележки типа ЭПМ с автономными блоками питания и управления. Направляющей при движении тележки является уложенный в пол швеллер, с которым контактируют ролики механизмов слежения за трассой. Задние ведомые колеса поворачиваются с помощью механизма слежения так, чтобы их ось на участке поворота постоянно совпадала с центром дуги направляющей. Ролики механизма слежения передних приводных колес посредством тяги связаны с рычагами полуосей колес, что обеспечивает совпадение полуосей с радиусами дуги поворота этих колес. Минимальный радиус поворота равен 2 м.

Техническая характеристика

Габаритные размеры стола-спутника, мм: длина х ширина х высота…870 х 545 х 213

Габаритные размеры тары, мм… 800 х 500 х 478

Грузоподъёмность тары, кг…  250; 500

Количество адресов позиций…  48

Мощность, кВт:     главного привода…1,35

привода гидростанций…0,5

Скорость движения, м/мин:   рабочая…30

установочная…2

В верхней части тележки имеется буфер. При наезде на препятствие срабатывают датчики (конечные выключатели), дающие команду на останов ТМ. Торможение тележки осуществляется от механизма управления тормозом, зажимающим посредством пружины шкив, который установлен на валу редуктора механизма привода. Разжим колодок тормоза производится гидроцилиндром или педалью (при ручном режиме управления).

Гидроприводы тормоза аппарелей и механизмов телескопических платформ для перемещения тары на роликах стола питаются от автономной гидростанции, установленной в задней части тележки.

На тележке установлен стол предназначенный для размещения транспортируемой тары или стола-спутника. Стол конструктивно выполнен в виде неприводного роликового конвейера, смонтированного на сварной раме. С боковых сторон тележки со столом шарнирно связаны две откидные аппарели секции роликового конвейера стола, каждая из которых имеет размеры, определяемые схемой компоновки АТСС.

Механизм привода аппарели включает в себя гидромотор и зубчатый одноступенчатый редуктор, с выходным колесом которого зацепляется зубчатый сектор, установленный в подшипниках скольжения на оси. К зубчатому сектору жестко крепится кронштейн аппарели. Для обеспечения симметрии в передаче крутящего момента выходной вал редуктора связан промежуточным валиком с зубчатым колесом, которое зацепляется с сектором на противоположной стороне ашпарели. Контроль углового положения аппарели осуществляют бесконтактные конечные выключатели.

Перегрузка тары или стола-спутника с транспортного манипулятора на приемно-передающий стол АТСС и обратно производится специальным механизмом перемещения. Конструктивно механизм перемещения выполнен в виде системы телескопических платформ, приводимых в действие от гидромотора.

На верхней платформе установлено устройство поворота толкателей. При выдвижении верхней платформы в крайнее правое положение шток упирается в неподвижные детали приемно-передающего стола и перемещается в осевом направлении, сжимая пружину. За счет винтового паза на втулке при сцеплении кулачковой муфты поворачивается шестерня, зацепляющаяся с колесо на валу 10. Толкатель, закрепленный на валу, поворачивается и освобождает тару, перемещающуюся на роликах стола и аппарели. При движении в исходное (среднее) положение верхней платформы пружина возвращает шток, поворачивая толкатель на 180°. При этом обеспечивается захват тары и ее перемещение вместе с платформой на стол тележки. При выдвижении верхней платформы в крайнее левое положение шток упирается в другое приемно-передающее устройство, сжимая пружину. Шток при этом перемещается в обратном направлении механизмом рычажного параллелограмма, толкатель поворачивается, освобождая тару.

Телескопическая выдвижная система состоит из верхней, средней, нижней и стационарной платформ. Платформы перемещаются друг относительно друга на роликовых направляющих, установленных в корпусах этих платформ. Причем верхняя платформа перемещается на роликах средней платформы, средняя платформа — на роликах нижней платформы, а она, в свою очередь — на роликах стационарной платформы, которая крепится на транспортной тележке.

Привод выдвижения включает в себя гидромотор, установленный на стационарной платформе. Гидромотор муфтой связан с валом, на котором закреплено ведущее зубчатое колесо, зацепляющееся с рейкой нижней платформы. Нижняя платформа при вращении вала гидромотора перемещается на роликовых направляющих стационарной платформы.

На нижней платформе установлены на осях звездочки z3 и z4, охваченные цепями, концы которых закреплены на стационарной и средней платформах. Таким образом, средняя платформа приводится в движение в ту же сторону, что и нижняя платформа, но с удвоенной скоростью (см. схему выдвижения платформы). Аналогичную конструкцию имеет средняя платформа, которая приводится в движение цепями, закрепленными на нижней и верхней платформах. Крепление концов цепей на подвижных и неподвижных платформах осуществляется с помощью натяжных устройств.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

  1.  Бурдаков С.Ф., Дьяченко В.А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: учебное пособие. – М.: Высш. шк., 1986, -- 264 с.
  2.  Гибкие производственные комплексы / Под ред. П.Н. Белянина и В.А. Лещенко. – М.: Машиностроение, 1984. – 384 с.
  3.  Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. – 376 с.
  4.  Корсаков В.С. Автоматизация производственных процессов. Учебник для ВУЗов. – М.: Высш. шк., 1978, -- 295 с.
  5.  Кузнецов М.М. Автоматизация производственных процессов. – М.: Высш. шк., 1978, -- 431 с.
  6.  Промышленная робототехника и гибкие автоматизированные производства / Под ред. Е.И. Юревича. – Л.: Лениздат, 1984. – 223 с.
  7.  Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова – 4-е изд., переработ. Дополненное. М.: Машиностроение, 1985. – т. 1, 656 с. – т.2 ,696 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25639. Кора большого мозга 56 KB
  Наиболее поверхностного и глубокого слоев коры. Для коры характерно расположение клеток и волокон слоями. Цитоархитектоника коры большого мозга.
25640. Костные ткани 38 KB
  В костной ткани обнаружено более 30 микроэлементов медь стронций цинк барий магний и др. Органическое вещество матрикс костной ткани представлено белками коллагенового типа и липидами. Морфофункциональные свойства костной ткани меняются в зависимости от возраста мышечной деятельности условий питания а также под влиянием деятельности желез внутренней секреции иннервации и др.
25641. Костный мозг 45.5 KB
  В данный период костный мозг накапливает стволовые клетки а клетки стромы с остеогенными потенциями создают микросреду необходимую для дифференцировки стволовых кроветворных клеток. У зародыша 36 нед развития в костном мозге диафиза трубчатых костей обнаруживаются жировые клетки. Он содержит стволовые кроветворные клетки СКК и диффероны гемопоэтических клеток эритроидного гранулоцитарного и мегакариоцитарного ряда а также предшественники В и Тлимфоцитов.
25642. Гистологическое строение трубчатой кости как органа 36 KB
  Компактное вещество образующее диафиз кости состоит из костных пластинок толщина которых колеблется от 4 до 1215мкм. Наружные общие генеральные пластинки не образуют полных колец вокруг диафиза кости перекрываются на поверхности следующими слоями пластинок. Внутренние общие пластинки хорошо развиты только там где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью.
25643. МЫШЕЧНЫЕ ТКАНИ 27 KB
  В соответствии с морфофункциональным принципом в зависимости от структуры органелл сокращения мышечные ткани подразделяют на две подгруппы. 1 подгруппа поперечнополосатые исчерченные мышечные ткани. Исчерченные мышечные ткани сокращаются быстрее чем гладкие.
25644. Надпочечники 49.5 KB
  В корковом веществе надпочечников образуется комплекс стероидных гормонов которые регулируют обмен углеводов состав ионов во внутренней среде организма и половые функции глюкокортикоиды минералокортикоиды половые гормоны. Ацидофильные клетки становятся зачатком первичной фетальной коры будущих надпочечников. На 10й неделе внутриутробного периода первичная кора окружается снаружи мелкими базофильными клетками происходящими тоже из целомического эпителия которые дают начало дефинитивной коре надпочечников. Мозговая часть...
25645. Нейроглия 33.5 KB
  Клетки глии ЦНС делятся на макроглию глиоциты и микроглию. Эти клетки цилиндрической формы. Базальная поверхность большинства эпендимоцитов ровная но некоторые клетки имеют длинный отросток идущий глубоко в нервную ткань и почти лишены ресничек.
25646. Нейрон. НЕРВНАЯ ТКАНЬ 43 KB
  Нервные клетки нейроны нейроциты основные структурные компоненты нервной ткани выполняющие специфическую функцию. Нейроны. Нейроны нейроциты специализированные клетки нервной системы ответственные за рецепцию обработку процессинг стимулов проведение импульса и влияние на другие нейроны мышечные или секреторные клетки. Нейроны выделяют нейромедиаторы и другие вещества передающие информацию.
25647. Нервные волокна 32.5 KB
  По строению оболочек различают миелиновые и безмиелиновые нервные волокна. Безмиелиновые нервные волокна находятся преимущественно в составе вегетативной нервной системы. В нервных волокнах внутренних органов как правило в таком тяже имеется не один а несколько 1020 осевых цилиндров принадлежащих различным нейронам.