Содержание
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
ЭСКИЗ ДЕТАЛИ
Введение
I. Разработка планировки
1.1 Расчет режимов резания
1.2 Нормирование операций технологического процесса
1.3 Выбор оборудования
1.3.1 Выбор основноготехнологического оборудования
1.3.2 Выбор вспомогательного оборудования
1.4 Разработка ГПС – планировка РТУ
II. Выбор датчиков и разработка циклограммы работы ГПС –РТу
III. Разработкатехнологических наладок для станков с ЧПУ
IV. Разработка отсекателязаготовок
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЭСКИЗ ДЕТАЛИ
/>
/>Введение
На сегодняшний день вмашиностроении сложилась тенденция к применению прогрессивных технологий. Это,прежде всего, выражается в использовании в производстве автоматизированного иавтоматического оборудования: ГПМ, ГАУ, ГАЛ, ГПС, РТК, РТУ, РТЛ и АТТС.
Гибкая производственнаясистема (ГПС) – это совокупность или отдельная единица технологическогооборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическомрежиме, обладающая свойствами автоматической переналадки при производствеизделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений иххарактеристик.
По организационнойструктуре ГПС формируются в виде производственных модулей (ГПМ), гибких автоматическихлиний (ГАЛ) и участков (ГАУ), а также в виде гибких производственных цехов изаводов.
В механообрабатывающемпроизводстве ГПС представляет собой развитую автоматизированную систему,управляемую от ЭВМ; такая система включает в себя комплекс обрабатывающегооборудования, связанного автоматизированной транспортно-складской системой(АТСС), автоматизированную систему инструментообеспечения (АСИО) и системуавтоматического контроля (САК).
В результате примененияэтих технологий в будущем станет возможным повсеместное использование безлюдныхтехнологий.
Целью данной курсовойработы является автоматизация участка по обработке зубчатого колеса (шестерни).
/>I. Разработкапланировки1.1 />Расчет режимоврезания
При назначении элементов режимов резания необходимо учитыватьхарактер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части,материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
Элементы режимов резания:
1. Глубина резания: t: при черновой обработке назначают повозможности максимальную t,равную всему припуску на обработку или большей его части (75%); при чистовойобработке – в зависимости от требований точности размеров и шероховатостиобработанной поверхности.
2. Подача s: причерновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости ипрочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавнойпластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – взависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработаннойповерхности.
Подача на оборот (мм/об):
/>
Где: So – табличное значение подачи; Ki – поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимостиот предела прочности sвили твердости НВ обрабатываемого материала, от состояния обрабатываемойповерхности П, от периода стойкости Т, от главного угла в плане j, от марки твердого сплава ТС, отформы заточки инструмента, от глубины обработки Н, от ширины обработки В, отжесткости инструмента.
3. Скорость резания v (м/мин): рассчитывают по формуле,установленной для каждого вида обработки, которая имеет общий вид:
/>
где: Vтабл – табличное значение скоростирезания;
Ki – поправочные коэффициенты наскорость резания в зависимости от предела прочности sв или твердости НВ обрабатываемогоматериала, от состояния обрабатываемой поверхности П, от периода стойкости Т,от главного угла в плане j,от марки твердого сплава ТС, от формы заточки инструмента, от глубины обработкиН, от ширины обработки В, от жесткости инструмента.
4. Числооборотов(об/мин) шпинделя определяется по формуле:
/>
где: d – наибольший диаметр обрабатываемойдетали;
v – скорость резания (м/мин).
Результаты расчетоврежимов резания сведем в таблицу 1
Таблица 1.1 Результаты расчетов режимов резания№ Операция t, мм s, мм/об V, м/мин n, об/мин 05 Черновое подрезание наружной цилиндрической поверхности (кольца)- Æ181.74/Æ148 1 0,9 124 217,13 Черновое подрезание торца (кольца) — Æ115/Æ100 1,1 0,9 120 210,15 Чистовое растачивание цилиндрической поверхности Æ100 1,5 0,9 214 374,73 Чистовое растачивание цилиндрической поверхности Æ105 1,6 0,9 112 196 Черновое подрезание торца — Æ181.74/Æ100 1,1 0,9 122 213,63 Чистовое обтачивание цилиндрической поверхности — Æ181.74 1,3 0,9 118 206,63 Фрезерование 38 зубьев
/> 2,28 66 115,57 10 Шлифование внутренней цилиндрической поверхности Æ105 0,01 24 55м/сек 157,07 15 Шлифование 38 зубьев 0,02 15 30м/сек 6370
Между операцией 05 иоперацией 10 производится термическая обработка детали с целью цементациизубьев. После термообработки производится дробеструйная обработка.1.2 />Нормирование операций технологического процесса
Норма времени – эторегламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенныхусловиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Вмашиностроении норма времени обычно устанавливается на технологическуюоперацию.
Штучное время обработкидетали:
/>
где Тао – времяавтоматической обработки, состоит из времени на совершение инструментомхолостых и рабочих ходов:
/>
Время холостых ходов:
/>
Где Li – длина i-огохолостого хода, мм
v – скорость быстрогоперемещения станка, мм/мин.
N – количество холостыхходов.
Время рабочих ходов:
/>
где Tр.х.i – время i- огорабочего хода, мин.
/>
L – длина обрабатываемойповерхности, мм;
l – длина врезания,перебега и ускоренного подвода инструмента, мм. Для станков с ЧПУ в большинствеслучаев принимается 1-2 мм вследствие высокой жесткости системы СПИД.
i – число рабочих ходов;
n – частота вращениязаготовки или инструмента, об/мин;
s – подача на одиноборот, мм/об.
Результаты расчетовприведены в таблице 1.2.
Вспомогательное время:
/>
Вспомогательное время,включающее Тв.у. на установку и снятие заготовки и машинно-вспомогательноевремя Тм.в., включает комплекс приемов, связанных с позиционированием,ускоренным перемещением рабочих органов станка, подводом инструмента вдоль осив зону обработки и последующим отводом, автоматической смены режущегоинструмента путем поворота револьверной головки (резцодержателя) или изинструментального магазина. Эти элементы времени зависят от скоростейперемещений рабочих органов и длины перемещений. При составлении программыуправления (ПУ) следует учитывать возможность совмещения приемов и назначатьтакую последовательность выполнения переходов обработки, чтобы Тм.в. быломинимальным. Значения Тв.у. и Тм.в. назначаются по справочным данным. Вспомогательноевремя Твсп рассчитывается для каждой операции. Результаты расчетов занесены втаблицу 1.2.
Оперативное времянаходиться по формуле:
/>
Тобс – времяорганизационного обслуживания рабочего места. В состав работ по данномуобслуживанию: осмотр, нагрев системы СПУ и гидросистемы, опробованиеоборудования, получение инструмента от мастера в течение смены, смазывание иочистка станка в течение смены, предъявление контролеру ОТК пробной детали,уборка станка и рабочего места по окончанию работы. К техническому обслуживаниюрабочего места относятся: смена затупившегося инструмента, коррекцияинструмента на заданные размеры, регулирование и подналадка станка в течениесмены, удаление стружки из зоны резания в процессе работы.
Тпер – время на личныепотребности, мин.
Время обслуживаниярабочего места и время на личные потребности, назначается в процентах отоперативного времени
Штучно-калькуляционноевремя:
/>
Где N – размер партиидеталей, запускаемых в производство;
Тп-з – подготовительно-заключительноевремя на партию.
Подготовительно-заключительноевремя Тп-з при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени Тп-з1 иззатрат Тп-з2, учитывающих дополнительные работы, и времени Тп-з3 на пробнуюобработку детали:
/>
В затраты Тп-з1 включеновремя на получение наряда, чертежа, технологический документации на рабочемместе в начале работы и на сдачу в конце смены. На ознакомление с документами иосмотр заготовки затрачивается 4 мин; на инструктаж мастера — 2 мин; наустановку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двумкоординатам в нулевое положение – 4 мин; на установку перфоленты – 2 мин; итогона комплекс приемов – 12 мин. Для всех станков с ЧПУ принята единая норма Тп-з1= 12 мин. Тп-з3 выбираем в зависимости от числа режущих инструментов и числаизмеряемых по диаметру поверхностей.
05 Токарнаяоперация.
05.1. Подрезка торца — Æ181.74/Æ148
/>
Глубина снимаемого слоя: t=1 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
05.2. Черновое подрезание торца — Æ115/Æ100
/>
механическийдеталь циклограмма автоматический
Глубина снимаемого слоя: t=1.1 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
05.3. Чистовое растачивание цилиндрическойповерхности — Æ100
/>
Рабочий ход №1:
Глубина снимаемого слоя: t=1.45 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
Рабочий ход №1:
Глубина снимаемого слоя: t=0.05 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
05.4. Чистовое растачивание цилиндрическойповерхности — Æ105
/>
Глубина снимаемого слоя: t=1.6 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
05.5. Черновое подрезание торца — Æ181,74/Æ100
/>
Глубина снимаемого слоя: t=1.1 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
05.6. Чистовое обтачивание цилиндрическойповерхности — Æ181,74
/>
Глубина снимаемого слоя: t=1.3 мм;
Подача на оборот: />
Скорость резания: />
Число оборотов шпинделя: />
/>
05.7. Фрезерование зубьев.
/>
/>
/>число проходов.
/>число заходов.
/>
/>
/>
/>
/>
10 Шлифовальнаяоперация.
/>
/>
/>продольная или поперечнаяподача на двойной ход изделия в долях ширины шлифовального круга. />
/>частота вращения детали. />
/>ширина шлифовального круга.
/>
/>длина рабочего хода.
/>
/>
/>
/>
/>
15 Зубошлифовальнаяоперация.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Полученные расчеты сведемв таблицу 1.2
Таблица 1.2 Технологическое нормирование операций № оп. Операция
Тосн, мин
Тв,
мин
Топ,
мин
Тпер+Tобс, мин
Тп-з,
мин
Тшт_к,
мин 1 Токарная 11,09 1,23 12,32 1,232 27 14,10 2 Шлифовальная 0,057 0,4 0,6577 0,0657 13 0,9835 3 Зубошлифовальная 5,5 0,6 6,1 0,61 13 7 1.3 />Выбор оборудования/>1.3.1 Выбор основноготехнологического оборудованияОпределениенеобходимого количества технологического оборудования.
Перед выбором основноготехнологического оборудования необходимо определить требуемое его количестводля обеспечения выполнения поставленного задания.
Расчетное количествооборудования определяется по формуле:
/>, где
/> – штучное время насоответствующей операции;
/> — объем партии (/>);
/> — годовой фонд работы оборудования(/>).
Коэффициент загрузкиоборудования по времени определяется следующим образом:
/>, где
/> — принятое количествооборудования.
Полученные результатысведем в таблицу:
Таблица 1.3. Расчетколичества основного оборудования№ оп. Наименование операции
Тшт_к, мин
nрасч
nпр
ηосн 1 Токарная 14,10 0,7344 1 0,73 2 Шлифовальная 0,9835 0,0512 1 0,05 3 Зубошлифовальная 7 0,3646 1 0,36
Общее количествоприменяемого основного оборудования: N = 3.Выбороборудования
Технологическоеоборудование определяет технико-экономические характеристики ГПС, а такжепоказатели обрабатываемых изделий. С учетом поставленного технического заданияи технологии получения конечного изделия выбираем следующее технологическоеоборудование:
С целью концентрацииопераций на одном рабочем месте (операция 05) используем токарный станок с ЧПУмодели ИРТ180ПМФ4, позволяющий в условиях автоматизированного производства припатронном закреплении обрабатываемой заготовки выполнять операции точения,фрезерования плоскостей, пазов, производить сверление и растачивание отверстий,а также нарезать резьбу.
Таблица 2 Характеристики токарного станка ИРТ180ПМФ4№ Параметр Значение 1
Наибольшие размеры обрабатываемой поверхности:
Диаметр, мм
Длина, мм
200
165 2 Число управляемых координат (в том числе одновременно), шт: 3(2) 3 Число индексируемых позиций револьверной головки, шт: 12 4
Дискретность перемещений:
Линейных (X и Z), мм
Угловых (С)
0,001
0,001/> 5 Частота вращения шпинделя, 1/мин: 20…4000 6
Рабочие скорости:
По Х, мм/мин
По С, 1/мин
1…5000
0,01…16 7
Установочные перемещения:
По Х, м/мин
По Z, м/мин
По С, 1/мин
10
15
16 8 Наибольшее усилие резания по Х и Z, кН: 4; 6 9 Наибольший крутящий момент на шпинделе, Нм: 630 10
Точность позиционирования, мкм:
По Х
По Z
16
20 11 Мощность привода главного движения, кВт: 18,3…25 12 Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм: 2751 х 2170 х 1650 13 Масса станка (с дополнительным оборудованием), кг: 3000
Для достижения точности изначений шероховатости применим следующие шлифовальное оборудование:внутришлифовальный станок 3А227В и зубошлифовальный станок 5843
Внутришлифовальный станок3А227В предназначен для шлифования внутренних цилиндрических поверхностей.Данную модель выбираем, так как она соответствует по размерам, массеобрабатываемой детали.
Зубошлифовальный станок 5843предназначен для шлифования зубьев. Данную модель выбираем, так как онасоответствует параметрам детали и параметрам зубьев, которые мы должныполучить.
/>1.3.2 Выбор вспомогательного оборудования
Для построения ГПС нарядус основным оборудованием применяют и вспомогательное, которое обеспечиваетработу основного оборудования в автоматическом режиме в течение заданногосрока. К таким вспомогательным средствам относят: робототехническоеоборудование (загрузка-разгрузка, смена инструмента, приспособления); средстваскладирования заготовок, готовых изделий, приспособлений, инструментов;транспортно-накопительные устройства, контрольно-измерительные средства и др.
Для поштучной выдачизаготовки из магазина будем использовать отсекатель. Отсекатель на выходесодержит склиз для перемещения заготовки в зону действия промышленного робота иее точного позиционирования.
Для транспортировкизаготовки от отсекателя к токарному станку ИРТ180ПМФ4 будем использовать встроенныйпромышленный робот М10П62.01. Данный робот имеет сферическую систему координат,поэтому его можно использовать для сложных движений и точного позиционированияруки робота. После токарной обработки детальпоступает на склиз, который направляет заготовку в магазин стержневого типа.Данный магазин удобен для складирования простыми средствами.
С целью обеспеченияточной установки заготовки в патроне основного оборудования и удобстваавтоматической загрузки-выгрузки заготовок для шлифовальных операций применимпромышленный робот «Универсал-5». Данный робот выбираем с учетомгрузоподъемности и возможности точного позиционирования схвата руки робота.
Транспортировка деталейна участок термической обработки и обратно к накопителю перед шлифовальнымстанком производится с помощью автоматических транспортных тележек, которыеперевозят детали в магазинах.
/>1.4 Разработка ГПС – планировка РТУ
Роботизированныекомплексы для механообработки заготовок типа тел вращения могут иметь различныекомпоновочные схемы в зависимости от выполняемых ими технологических задач.Наибольшее применение в машиностроении получили РТК, состоящие изавтоматизированных станков (токарных, кругло-шлифовальных, многоцелевых и др.),оснащенных накопительными устройствами для заготовок и деталей, системойпрограммного управления и обслуживаемых с помощью ПР. В первую очередь такиеРТК предназначаются для серийного изготовления деталей мелких и среднихразмеров с небольшим временем обработки. Комплексы могут оснащаться каквстроенным в станок, так и внешним ПР напольного или портального типа.
Разработанный участоксостоит из трех единиц технологического оборудования: токарного центра,внутришлифовального станка и зубошлифовального станка. Обслуживание станковпроизводится двумя промышленными роботами со сферическими системами координат.
Обработка заготовокначинается по мере поступления заготовок на участок с помощью транспортнойтележки. Она подвозит и разгружает магазины с заготовками. Максимальная емкостьмагазина – 8 заготовок.
Дальше производитсяпоштучная выдача заготовок в зону встроенного промышленного робота токарногостанка с помощью отсекателя и склиза.
ПР токарного станказахватывает заготовку со склиза и переносит ее в зону станка. После обработкизаготовки на первом установе ПР переворачивает заготовку и снова вставляет ее впатрон.
После токарной обработкиПР по склизу отправляет заготовку в магазин стержневого типа.
Транспортная тележка спомощью встроенного ПР ставит магазин себе на платформу и отвозит его натермообработку.
После термообработкизаготовки подвергаются отделочным операциям – шлифованию.
Для этого в началепроизводится их поштучная выдача с помощью отсекателя того же типа, что и длятокарной обработки. После отсекателя заготовка с помощью промышленного робота «Универсал-5»транспортируется в зону внутришлифовального станка. После шлифования внутреннейцилиндрической поверхности производится шлифование зубьев на зубошлифовальномстанке 5843. Обработка на этом станке осуществляется длительное время, поэтомучтобы внутришлифовальный станок не простаивал ПР осуществляет егодополнительную загрузку с других участков.
После шлифовальныхоперации готовые детали складируются в магазин стержневого типа с помощьюсклиза.
/>II. Выбордатчиков и разработка циклограммы работы ГПС – РТу
Технические средства для контроля объектов на нижнем(исполнительском) уровне АСУ ГАУ определяются их назначением, конструкцией иусловиями работы. Для металлорежущих станков ими могут быть датчики перемещенийрабочих органов, путевые (контактные и бесконтактные) выключатели, датчикиконтроля параметров процесса (усилия резания, температуры в шпиндельном узле,положения режущей кромки инструмента, виброускорений в резцовой головке, работыпривода и другие), обеспечивающие работу станка в автоматическом режиме. Промышленныероботы обычно оснащаются датчиками позиционирования и касания (для контролязахвата изделия), а транспортно-накопительные устройства – датчиками типа путевыхвыключателей.
В качестве датчиков «включения/выключения» приводовстанков, а также шагового конвейера применен вращающийся трансформатор.Особенностью такого датчика является непрерывное измерение перемещенияконтролируемого органа и преобразование результатов измерения в непрерывныйэлектрический сигнал, модулированный по фазе.
Для определения «наличия/отсутствия» заготовки взахватном устройстве ПР и в патроне станка, его состояния станка «зажат/разжат»применены тактильные датчики. В общем случае такие датчики состоят извоспринимающего давление со стороны объекта слоя (либо фольга, либо резина сметаллическими вкраплениями) и контакторов, вместе они образуют систему реле.
В качестве датчиков положения, определяющих состояние рабочихорганов оборудования, применены индуктивные бесконтактные выключатели, путевыемикровыключатели, а также фотодатчики.
Описание циклограммы
Циклограмма – это графическое отображение взаимодействиятехнологического, вспомогательного и транспортного оборудования в пределах ГАУ.Циклограмма также позволяет определить состояние всех элементов ГАУ вопределенный момент времени.
Рассмотрим построение циклограммы, описывающей момент времениобработки детали, начиная с поступления ее на участок до отправки ее натермообработку.
Поступление заготовок на участок регистрирует датчикконтактный датчик S3. Далеесрабатывает отсекатель – датчик S1.После отделения одной заготовки от остальных она поступает на склиз – датчик S19 (путевой микропереключатель). Поего сигналу промышленный робот токарного станка делает установочные движениянад заготовкой – датчики S4, S7, S10, S13.Датчики S4, S10 и S13фиксируют угловое перемещение руки робота, а датчик S7 линейное перемещение в зоне склиза.
После точного позиционирования схвата промышленного роботанад заготовкой происходит зажим ее – датчик S16 и проверка наличия ее в схвате – S18.
Далее промышленный робот совершает поворот руки ввертикальном направлении – S16,поворачивается весь блок руки – датчик S15 и вращается сама кисть – S12. После данных перемещения схват с заготовкой находитсянапротив патрона станка. Включается электродвигатель линейного перемещения изаготовка оказывается в патроне станка – датчик S9.
После срабатывания датчика S9 патрон зажимает заготовку – S21. Наличие заготовки фиксируется тактильным датчиком – S23.
Далее промышленный робот, чтобы не мешать процессу обработки,убирает свою руку из зоны обработки – датчики S9, S12.
После этого включается привод станка и производится обработкадетали на 1-ом установе. Промышленный робот по окончанию обработки и отводурежущего инструмента возвращается в свое прежнее положение в зоне станка – S12 и S9. Схват ПР зажимает заготовку – датчик S16. Проверяется наличие заготовки всхвате – S18 и патрон станка разжимается – S22.
Схват отходит от патрона (S9), делает переустанов (S12) и снова вставляет заготовку в патрон (S9). Патрон зажимает заготовку – S21, проверяется ее наличие – S23. Рука робота отходит – S9 и S6. Производится окончательная обработка заготовки на токарномстанке ИРТ180ПМФ4.
Обработанная деталь захватывается рукой промышленного робота– датчики S9→S6→S16→S18. Патрон разжимается (S22) и промышленный робот перемещаетзаготовку на входной склиз магазина стержневого типа (S9, S4, S13 и S7, S17.
В качестве датчиков S4, S5, S6, S20используют вращающиеся трансформаторы. Данный вид датчиков позволяет точноопределить угловое перемещение.
Датчики S3, S19 и S1, S2, S9 и S7, S8 и S19 служат для определения крайнихположений руки робота. Они являются не точными и реализуются с помощьюмикропереключателей различных конструкций.
Датчики S10-S17 и S21, S22служат для определения положения руки робота по вращению приводящих в движениедвигателей робота. Они преобразуют угловое перемещение в электрический сигнал.
Тактильные силомоментные датчики – S18 и S23 –служат для определения наличия заготовки.
/>III. Разработка технологических наладокдля станков с ЧПУ
Для обработки конкретнойповерхности детали необходимо определить, каким образом будет перемещатьсяинструмент. Для этого определяется траектория его движения, включающая рабочиеходы, сопровождающиеся снятием слоя металла, и холостые ходы.
Рабочие ходы движенияинструмента определяют контур детали, геометрическую точность получаемойповерхности (размер, шероховатость). Холостые ходы характеризуются быстрымперемещением инструмента с точным позиционированием в заданной точке.
Траектория движенияинструмента в станках с ЧПУ задается с помощью специальных кодов(функций),записываемых в управляющую программу в определенной последовательности.
Также в программезадается система координат, в которой описывается перемещение инструмента. Спомощью специальных кодов можно управлять также и вспомогательными операциями(подача СОЖ, смена инструмента).
Наиболее частоиспользуемые функции при программировании
Таблица 3.1 Основные функции ЧПУФункция Назначение G00 Быстрое перемещение в начальную точку G01 Линейная интерполяция G02/G03 Круговая интерполяция по часовой стрелке/против часовой стрелки G17/G18/G19 Выбор плоскости XOY/XOZ/YOZ G33 Нарезание резьбы с постоянным шагом G40 Отмена коррекции G41/G42 Инструмент подходит слева/справа относительно заготовки G43/G44 Коррекция инструмента положительная/отрицательная G60 Точное позиционирование G81/G82 Сверление без задержки/с задержкой в конце G90/G91 Абсолютная/относительная система координат детали G92 Переход из системы координат станка в систему координат детали G94/G95 Подача в (мм/мин)/(мм/об.) G96/G97 Скорость в (м/мин)/(об./мин) Вспомогательные функции M02 Конец программы M03/M04 Вращение шпинделя по часовой стрелке/против часовой стрелки M05 Останов шпинделя />
IV. Разработка отсекателя заготовок
Отсекатель служит для поштучной выдачи заготовок в зонупромышленного робота из магазина шахтного типа. Заготовки поступают на участокв уже упорядоченном виде в магазине.
Для заготовки типа зубчатого колеса (шестерни) будемиспользовать магазин шахтного типа. Данный магазин выберем высотой равной 400мм. Такая высота магазина позволяет доставлять на участок сразу 8 заготовок.
Отсекатель будем разрабатывать следующего вида:
/>
Данная схема содержит магазин (1), заготовки (2), пластиныотсекателя (3), планки для передачи движения (4), зубчатый сегмент (5), рейку(6) и гидроцилиндр (7).
Последовательность работы отсекателя следующая. Впервоначальный момент времени нижняя пластина отсекателя удерживает всезаготовки. Потом обе пластины отсекателя начинают одновременно двигаться ввзаимнопротивоположном направлении – верхняя пластина влево, а нижняя в правуюсторону. Верхняя пластина отделяет верхние заготовки от нижней и та поддействием силы тяжести падает вниз. То есть нам необходимо сообщить пластинамотсекателя синхронное взаимное противоположное движение (качания).
Это совершается следующим образом. Поступательное движениепоршня гидроцилиндра двигает рейку. Рейка через зубчатую передачу преобразует своепоступательное движение во вращательное движение зубчатого колеса. А зубчатоеколесо в свою очередь передает движение пластинам отсекателя.
Расчет отсекателя состоит в следующем:
· расчет зубчатогосегмента передающего движение;
· расчет планоксоздающих кинематическую связь зубчатого колеса с пластинами отсекателя;
· расчет зубчатойпередачи между зубчатым сегментом и рейкой;
· выбор гидроцилиндра.
Составим схему замещения отсекателя.
/>
Пластина отсекателя должна переместится на расстояние 2m, равное диаметру заготовки Æ184.5 мм. Расстояние между пластинамиравно высоте заготовки 2h=49.2мм.
Пусть длина планки, передающей движение, равняется m=92,25 мм.
Тогда радиус точки B будет следующим:
/>
/>
Следовательно />.
Сегмент зубчатого колеса равен: />
Это почти 180°. Поэтом вместо сегмента будем использовать вотсекателе половину зубчатого колеса.
Задачу выбора гидроцилиндра будем решать, применяя законсохранения энергии. Энергия, переданная поршнем гидроцилиндра равняется энергии,возникающей при движении пластин отсекателя.
Энергия поршня:
/> (4.1)
/>, (4.2)
где А1 и А2 – работа сил тренияпластины верхней и нижней соответственно.
/>, (4.3)
где /> — коэффициенттрения между металлом заготовки и металлом пластины;
/> — массы заготовокдействующих на пластины;
/> - расстояния, накоторые сдвинулись пластины.
/>
Следовательно,
/>, (4.4)
где М – масса заготовки.
Длина дуги на которую вращался зубчатый сегмент равенследующему выражению:
/>, (4.5)
где /> — радиуссегмента;
/> - угол, накоторый повернулся сегмент.
/>
То есть:
/> (4.6)
Подставим выражения (4.4) и (4.6) в формулу (4.1). Получимследующее:
/>
Отсюда,
/>
Для экономии металла возьмем />=100мм.
/> (из справочныхданных по физике).
Тогда
/>
Ход поршня найдем из выражения (4.6):
/>
Исходя из требуемой силы и хода поршня выбираем гидроцилиндрпо ГОСТу
Рассчитаем параметры реечной передачи по формулам данным всправочниках. Данные расчеты сведем в таблицу 4.1:№ п-тра Наименование параметра Значение 1 Модуль зуба, m 4 2
Шаг нормальный, /> 12,56 3
Высота зуба, /> 10 4
Ширина рейки, /> 12 5
Линейное перемещение рейки L, соответствующее углу поворота колеса, /> 1.74γ 6
Угол поворота колеса при перемещении рейки на L, />
/> 7 Количество зубьев, z 50 8 Делительный диаметр зубчатого колеса, d 200 9 Диаметр вершин зубьев 208 10 Диаметр впадин зубьев 190
/>ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенной работы разработал ГПС помеханообработке детали типа зубчатое колесо (шестерня). Данная ГПС состоит ихтрех единиц технологического оборудования. Причем одна единица основногооборудования стоит параллельно двум единицам оборудования отделочных операций(шлифовальных). Транспортировка обрабатываемых деталей производится с помощьюАТСС, включающая автоматическую тележку и в зоне локальных перемещенийприменены промышленные роботы со сферическими системами координат. Такимобразом, эта система представляет собой роботизированный технологическийучасток по обработке деталей типа «Зубчатое колесо» при их патронномзакреплении.
На технологическом и вспомогательном оборудованияхустановлены датчики, позволяющие определить состояние системы в определенныймомент времени. Выбор датчиков произведен в соответствии с видом установленногооборудования, типом приводов механизмов рабочих органов и в соответствиитребованиями эксплуатации оборудования.
В заключительной части работы произвел расчет механизмапоштучной выдачи заготовок – отсекателя.
/>Списокиспользованной литературы
1. Справочник технолога машиностроителя в двух томах. Под ред. Косилова А.Г.,Мещерекова. М.: «Машиностроение» 1981.
2. Таблицы с режимами резания
3. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Анурьева В.И.: В трехтомах. М.: «Машиностроение» 1992.
4. Промышленные роботы в машиностроениии. Альбом схем и чертежей. Под ред.Соломенцева Ю.М., М.: «Машиностроение» 1987.
5. РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. СоломенцеваЮ.М., М.: «Машиностроение» 1989.
6. Промышленные роботы. Справочник. Козырев Ю.Г. М.: «Машиностроение»1983.
7. Программное управление станками. Под ред. Сосонкина В.Л., М.: «Машиностроение»1981.
8. Промышленные роботы: конструкция, управление, эксплуатация. Костюк В.И.,К.: «Выща школа» 1985.
9. Станочное оборудование автоматизированного производства. Бушуев В.В. Вдвух томах. М.: «Станкин» 1993.
10. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Учеб. пособие дляинж.-техн. спец. вузов/В.К. Акулич, П.П. Анципорович, Э.И. Астахов и др.; Подобщ. ред. Г.Н.Девойно. – Мн.: Высш. шк., 1986. – 255 с.: ил.
11. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механическихспециальностей вузов/ Решетов Д.Н. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.: ил.
/>Приложение1/> Модель структурыТП1 Операция 05 Установ 05.1 Позиция 05.1.1 Переход 05.1.1.1 Р.х. 05.1.1.1 Позиция 05.1.2 Переход 05.1.2.1 Р.х. 05.1.2.1 Позиция 05.1.3 Переход 05.1.3.1 Р.х. 05.1.3.1.1 Р.х. 05.1.3.1.2 Позиция 05.1.4 Переход 05.1.4.1 Р.х. 05.1.4.1.1 Установ 05.2 Позиция 05.1.1 Переход 05.2.1.1 Р.х. 05.2.1.1.1 Позиция 05.1.2 Переход 05.2.2.1 Р.х. 05.2.2.1.1 Позиция 05.1.3 Переход 05.2.3.1 Р.х. 05.2.3.1.1 Операция 10 Установ 10.1 Позиция 10.1.1 Переход 10.1.1.1 Р.х. 10.1.1.1.1 Операция 15 Установ 15.1 Позиция 15.1.1 Переход 15.1.1.1 Р.х. 15.1.1.1.1
/>Приложение2/>Модель содержания
Технологическийпроцесс 1Поступление Транспортировка Транспортировка (ЦТО и обратно) На склад Операция 1.1 Операция 1.2 Операция 1.3
Операция 05.1Зажим заготовки Переустановка Снятие Уст 05.1.1 Уст 05.1.2
Установ 05.1.1Подвод блока инструментов
Смена
инструмента
Смена
инструмента
Смена
инструмента Отвод блока инструмента Поз. 05.1.2.1 Поз. 05.1.2.2 Поз. 05.1.2.3 Поз. 05.1.2.4
Позиция 05.1.1.3Подвод инструмента Отвод инструмента Переход 05.1.1.3.1
Переход 05.1.1.3.1Врезание Врезание Выход Рабочий Ход 05.1.1.3.1.1 Рабочий Ход 05.1.1.3.1.2