Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовая работа Автоматизация технологического процесса изготовления детали ВАЛ - файл n1.docx


Курсовая работа Автоматизация технологического процесса изготовления детали ВАЛ
скачать (5606 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.docx5606kb.21.12.2012 15:03скачать

Загрузка...

n1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...


САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Механико-машиностроительный факультет

Кафедра ТМ

Автоматизация технологического процесса изготовления детали «ВАЛ»

Санкт-Петербург

2012

Содержание

Введение

Выбор автоматизированной операции

1. Анализ данных

2. Расчет уровня автоматизации операции

3. Разработка технологической операции обработки заготовки

4. Выбор загрузочного устройства

5. Конструктивные расчеты загрузочного устройства

6. Построение циклограммы

Выводы по результатам работы

Список литературы

Введение
Автоматизация загрузки и разгрузки оборудования в общем комплексе задач по автоматизации технологических процессов является одной из наиболее сложных, что вызвано разнообразием процессов, а также форм и размеров заготовок (деталей). Иногда конструкция заготовок такова, что автоматизировать загрузку невозможно.

Автоматическим загрузочно-разгрузочным устройством называется комплекс механизмов, обеспечивающих автоматическое перемещение заготовки с места хранения в рабочую зону станка, ее фиксацию в зажимном приспособлении и удаление обработанной детали после обработки в заданное место хранения.

Конструкция и принцип работы загрузочно-разгрузочных устройств определяются видом заготовки, видом обработки и типом станка. Место расположения загрузочно-разгрузочного устройства определяется рабочим пространством станка и требованиями к удобству его обслуживания. Основные требования, предъявляемые к загрузочно-разгрузочным устройствам для подачи штучных заготовок - это простота конструкции и дешевизна изготовления, надежность работы механизма, высокая вероятность выдачи заготовки из устройства без повреждений поверхности подаваемых заготовок, легкий доступ к механизму, удобство эксплуатации, быстродействие и совмещение холостых ходов механизма с рабочим циклом.

Классификацию заготовок производят с учетом целого ряда факторов: формы, га6аритных размеров, массы, припусков и допусков, качества поверхностного слоя. Классификация позволяет установить, какую именно систему питания целесообразно применить для данного типа заготовок, так, чтобы возможно было обеспечить требуемую производительность при минимальной затрате труда на процесс загрузки заготовок.

В данной части работы представлена разработка системы питания станка штучными заготовками. Заготовка представляет собой вал длиной 285 мм, диаметр наибольшей ступени составляет 40 мм. Таким образом, основным определяющим фактором при выборе загрузочно-разгрузочного устройства для подобной детали будет являться ее длина и диаметр (деталь относится к валам средних размеров).

Выбор автоматизированной операции
1. Анализ исходных данных
Исходными данными для выбора схемы автоматизации, проектирования автоматического устройства и выполнения необходимых расчетов являются: чертеж детали типа «вал», эскиз детали вал.


Рис. 1. Эскиз детали типа «вал»

Масса детали:

m = V ∙ ?,

V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8 + V9

V1-9 =

V1 = мм3

V2 = мм3

V3 = мм3

V4 = мм3

V5 = мм3

V6 = мм3

V7 = мм3

V8 = мм3

V9 = мм3

V = 3818 + 18643 + 8478 + 33656 + 25120 + 51574 + 7536 + 36378 + 9420 = 194623 мм3 = 0,195 ∙ 10-3

m = 0,195 ∙ 10-3 мм3 7,85 ∙ 103 = 1,53 [кг]


Материал детали: сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

2. Расчет уровня автоматизации операции



Номер

операции

Наименование операции

Содержание

операции

Станок, оборудование

1

2

3

4

005

Заготовительная

Получение

заготовки




010

Фрезерно-центровальная

Фрезеровать и центровать торцы

Фрезерно-центровальный

015

Токарная

Черновое точение поверхностей 2,3

Токарный станок с ЧПУ револьверной головкой, трехкулачковый патроном

020

Токарная

Черновое точение поверхностей 5,6,7,8

Токарный станок с ЧПУ револьверной головкой, трехкулачковый патроном

025

Фрезерная

Фрезеровать пазы 13,14,15

Фрезерный с ЧПУ, тиски

030

Токарная

Чистовое точение поверхностей 2,3

Токарный станок с ЧПУ револьверной головкой, трехкулачковый патроном

035

Токарная

Чистовое точение поверхностей 5,6,7,8

Токарный станок с ЧПУ револьверной головкой, трехкулачковый патроном



Операцию, которую следует автоматизировать, выбираем исходя из критерия уровня автоматизации, равного отношению основного времени обработки поверхности к штучному времени [1, с.35]:
?T =

(4.1)

где Т0 – основное время обработки, Тшт штучное время.
Тшт = Т0 + Тв + Ттех.обс + Торг.обс + Тотд ,

где Тв - вспомогательное время, состоящее из времени на установку и снятие детали, времени, связанного с переходом, времени на измерения, смену инструмента и изменение режимов резания; Торг.обс - время на получение инструмента и приспособлений; Ттех.обс - время обслуживание рабочего места; Тотд - время перерывов на отдых и естественные надобности. Исходя из раздела 3, составим сводную таблицу 1.1 времени для токарных операций и рассчитаем коэффициент.

Рассчитаем основное время по всем переходам для операции 010:



где i - число рабочих ходов;

L - расчетная длина обработки в направлении подачи с учетом врезания;

s0 - подача;

n - частота вращения

Операция 025: Чистовое точение поверхностей 2,3

1 .Глубина резания: t = 0,2 мм

2.Подача: S = 0,2 мм/об

3. Скорость резания:

м/мин

Т = 30 мин

Сv = 420

x = 0,15

y = 0,2

m = 0,2

Определим частоту вращения:

об/мин

Основное время:






Т0 = 6 + 3,6 = 9,6 сек = 0,16 мин

Вспомогательное время:

,

(4.2)

где tУСТ - время, связанное с установкой, креплением, выверкой, раскреплением и снятием детали, с;

tПЕРЕХ – время для выполнения перехода, с;

tКОНТР – время на контроль, с.
Время, связанное с установкой и снятием детали определяем для установки в тиски с самоцентрирующимися губками призматической формы, привод пневматический до 20 кг:

tУСТ = 0,256 мин = 15с

Время для выполнения перехода:

tПЕРЕХ = 2∙0,01= 0,02 мин = 1,2 с

Время на контроль определяем для штангенциркуля с установкой на размер в процессе измерения, точность измерения до 0,02 мм, размер до 50 мм:

tКОНТР = 0,226 мин = 13,56 с

По формуле получаем вспомогательное время:

ТВ = 15 + 1,2 + 13,6 = 30 с

По формуле определяем оперативное время:

Топ = То + ТВ = 9,6 + 30 = 39,6 с

По формуле определяем время на техническое обслуживание:

Ттех.обс = 4% ∙ Топ = 4% ∙ 39,6 = 1,58 с

По формуле определяем время на организационное обслуживание:

Торг.обс = 4% ∙ Топ = 4% ∙ 39,6 = 1,58 с

По формуле определяем время на отдых и личные надобности:

Тотд = 2% ∙ Топ = 2% ∙ 39,6 = 0,79 с

По формуле находим штучное время:

Тшт = Топ + Торг.обс + Ттех.обс + Тотд = 39,6 + 1,58 + 1,58 + 0,79 = 43,55 с = 0,725 мин


Таблица 1

Операция

Наименование операции

Т0, мин

Тшт, мин

?Т

010

Фрезерно-центровальная

0,2

0,83

0,31

015

Токарная черновая

0,465

1,06

0,438

020

Токарная черновая

0,535

1,13

0,473

025

Токарная чистовая

0,16

0,725

0,22

030

Токарная чистовая

0,208

0,778

0,26

035

Фрезерная

0,45

1,04

0,432



Необходимо автоматизировать операцию 025, так как
?Т =
Производительность по основному времени:



(4.3)



Штучная производительность:



(4.4)



Анализируя показатель автоматизации ?Т = 0,22, можно сказать, что операция 010 относится к средней категории автоматизации. Можно произвести повышение штучной производительности и приближение ее к производительности по основному времени. Осуществление автоматизации данной операции, является целесообразным. В рамках данной работы производится подбор механизмов и устройств, для обеспечения накопления заготовок, ориентирования, поштучной выдачи, транспортирования в зону обработки и удаления.
3. Разработка технологической операции обработки заготовки.

Расчет времени перемещения заготовки.

Время ра6очего хода:

Время, затрачиваемое на холостые ходы:

м/мин.

Операция 025 – чистовое точение:

1. Время холостого хода №1 при продольной подаче:

txx1 = 0,04 / 6 = 0,0066 мин = 0,4 с

2. Время рабочего хода:

tpx1 = l / n ∙ S = 52 / 2500 ∙ 0,2 = 0,104 мин = 6 с

3. Время холостого хода №2 при продольной подаче:

txx2 = 0,092 / 6 = 0,015 мин = 0,9 с

4. Время холостого хода при поперечной подаче:

tпоп = 0,005 / 6 = 0,0008 мин = 0,048 с

5. Время холостого хода №3 при продольной подаче:

txx3 = 0,01 / 6 = 0,0016 мин = 0,096 с

6. Время рабочего хода:

tpx2 = l / n ∙ S = 30 / 2500 ∙ 0,2 = 0,06 мин = 3,6 с

7. Время холостого хода №4 при продольной подаче:

txx4 = 0,04 / 6 = 0,0066 мин = 0,4 с

8. Время цикла:

Tц = txx1 + tpx1 + txx2 + tпоп + txx3 + tpx2 + txx4 = 0,4 + 6 +

0,9 + 0,048 + 0,096 + 3,6 + 0,4 = 11,444 с = 0,19 мин

Тогда цикловая производительность :

Qц = 1 / Tц = 1 / 0,19 = 5 шт/мин
4. Выбор загрузочного устройства

Выбор типа загрузочного устройства произведем исходя из рекомендации [3, с.9]: при Т0 менее 30 секунд следует выбрать бункерное загрузочное устройство. Однако конструкция и габаритные размеры заготовки не позволяют сделать подобный выбор, поскольку велика вероятность заклинивания заготовок в бункере. Поэтому следует выбрать магазинное загрузочное устройство (магазин).

Магазинные загрузочные устройства более просты по конструкции, имеют меньшую стоимость.

Выбираем магазинное загрузочное устройство.

Магазинным загрузочным устройством называют комплекс функциональных механизмов, осуществляющих автоматическую подачу штучных заготовок из накопителя в позицию обработки, при этом ориентирование и загрузка заготовок в магазин производится вручную.

Существует много различных видов загрузочных устройств. Рассмотрим и проанализируем некоторые примеры магазинных загрузочных устройств.
3агрузочно-разгрузочное устройство № 1.

В некоторых случаях для удаления обработанных деталей загрузочные устройства имеют механизм выгрузки (рис. 4.4.). На кронштейне механизма размещен гидроцилиндр 2 с призмой 1. Перемещение гидроцилиндра 2 с призмой относительно неподвижного поршня со штоком 3 обеспечивается нагнетанием масла в полость цилиндра. После того как на выдвинутую к линии центров станка призму 1 падает обработанная деталь, происходит отвод цилиндра 2, а значит и призмы с обработанной деталью в исходное положение. Механизм проталкивания перемещает обработанную деталь, а с помощью механизма сброса деталь транспортируется в тару.

Преимущества:

  • Малые габаритные размеры;

  • Простота обслуживания;

  • Возможность установки на рабочем месте.

Имеется разгрузочное устройство; обработанная заготовка удаляется из рабочей зоны при помощи гидропривода, который работает более плавно, чем пневмопривод, размеры гидроцилиндра меньше, чем пневмоцилиндра.
Недостатки:

  • Небольшой по объему магазин.



Рис.4.4. Схема загрузочного устройства № 1


3агрузочно-разгрузочное устройство № 2.
3агрузочное устройство, представленное на рисунке 4.5., предназначено для подачи валов средних размеров на токарные станки. Заготовки вручную укладывают в магазин (лоток) 3, откуда они самотеком поступают в V-образный лоток 1. В приемнике имеется паз, по которому под действием штока пневмоцилиндра перемещается ползушка 2, которая и заталкивает заготовку в захват питателя. В конце хода штока упор ползушки 2 нажимает на путевой выключатель, в результате чего через командоаппарат дается команда на подачу воздуха в другую полость цилиндра, и шток, а значит, и ползушки 2 возвратятся в исходное положение, где и будут ждать команды на подачу следующей заготовки. Ползушка 2 при обратном ходе штока цилиндра проходит под поданной в приемник заготовкой, не вызывая ее перемещения. Захват питателя (рис.4.5.б) настраивается регулирующим механизмом в зависимости от диаметров подаваемых заготовок и цилиндра, шток которого перемещает захват в вертикальной плоскости и механизм раскрывания и закрывания захвата.

Для перемещения захвата в вертикальной плоскости к рабочей зоне станка сжатый воздух из сети поступает в полость А цилиндра 16, в результате чего поршень 18 со штоком 4 опускается. После того, как поршень 18 переместится до поршня 17 со штоком 5 под действием штока 4, установленная в нем ось 6 повернет рычаг 7 так, что фиксатор 8 продвинется вправо и отожмет собачку 10, не позволяя повернуться на осях лотку 11, так как соединенный с ним флажок 9 упирается в фиксатор 8, занявший положение собачки 10. При дальнейшем движении шток 4 увлекает шток 5, который не может двигаться, так как каретка 14, закрепленная на штоке, заперта защелкой 12, отделенной собачкой 10, которая поворачивает на оси 15 рычаг 13. Лоток 11 во время движения удерживается фиксатором 8 за флажок 9. После того, как сжатый воздух будет поступать в полость Б цилиндра 16, он, проходя через отверстие С поршня 17 , заставит переместиться поршень 18 и тем самым обеспечит относительный сдвиг поршней. Рычаг 7 перемещает фиксатор 8, вследствие чего флажок 9 наезжает на собачку 10 и, скользя по ней скосом, поворачивает лоток 11 в положение для приема очередной заготовки. После того как захват окажется в верхнем исходном положении, подается команда на вращение шпинделя и подачу суппорта. После окончания обработки вращение шпинделя прекращается, обработанная деталь освобождается от зажима и падает на лоток, отводящий деталь в тару.

3ахват питателя снабжен механизмом для регулировки наладки питателя. Регулировка (рис. 4.5.в) осуществляется маховичком 19, в результате вращения которого через конические зубчатые колеса 20 и 21 передается движение винту 25 с правой и левой резьбой. Бинт 25 заставляет каретки 22 и 26 с6лижаться или расходиться (в зависимости от направления вращения маховичка 1); на каретках закреплены губки 23 и 24 захвата; нижняя V-образная губка определяет положение заготовки, а верхняя 23, подпружиненная, предназначена для зажима заготовки.


Преимущества:

  • После окончания обработки детали освобождаются от зажима и падают на лоток, отводящий деталь в тару;

  • Нижнее расположение магазина;

  • Возможность установки на рабочем месте;

  • Легкость переналадки;

  • Надежность в работе.


Недостатки:

  • Громоздкая конструкция;

  • Малый объем магазина (лотка).

Сложная конструкция (наличие сложных деталей затрудняет ремонтопригодность); пневмопривод (это связано с особенностью работы пневмоприводов, которая заключается в следующем: при поступлении воздуха в рабочую камеру цилиндра 1шток не начинает движения мгновенно, а только через некоторый интервал времени, причем движение не плавное, а рывком).



Рис. 4.5. Схема загрузочного устройства № 2

  1. общий вид;

  2. питатель;

  3. устройство для регулирования.

3агрузочно-разгрузочное устройство № 3.

Для загрузки заготовок и выгрузки деталей типа валов длиной 200-500 мм и диаметром 25-100 мм на токарных станках используют загрузочное устройство, показанное на рис.4.

3агрузочное устройство имеет траверсу 1, каретку 2 с двумя держателями захватов 3 (механических рук) и магазин-транспортер 4. Траверса смонтирована над станком; одна ее стойка 5 расположена на коробке передач, а другая 6 - на корпусе магазина 4. Магазин-транспортер 4 расположен возле станка, перпендикулярно линии центров станка. В магазине размещаются две-три обработанных детали и семь-восемь заготовок в разрядку. Магазин-транспортер имеет поступательное движение от двух цилиндров, управляющих перемещением пиноли задней ба6ки станка. Каретка 2 перемещается по траверсе от гидродвигателя, а держатели с клещевыми захватами (механические руки) – от цилиндров. 3агрузочное устройство управляется от командоаппарата, барабан которого включает в работу те или иные золотники, в результате чего рабочие органы загрузочного устройства перемещаются. Начальные и конечные положения каждого перемещения рабочих органов фиксируются электрическим контактом.

Над рабочей зоной станка держатель, в захвате которого находится заготовка, ожидает окончания обработки заготовки.

Когда обработка заканчивается, и станок автоматически останавливается, держатель с открытым захватом для разгрузки опускается и захватывает обработанную деталь; пиноль задней ба6ки отходит от детали, одновременно на магазине-транспортере планки с призматическими вырезами поднимают все заготовки и детали, находящиеся на транспортере. После того как пиноль задней ба6ки и центр переместятся в крайнее исходное положение, держатель с захватом для разгрузки извлечет обработанную деталь из патрона и поднимет ее, а держатель с захватом для загрузки опустит заготовку на линию центров, после чего пиноль задней ба6ки переместится вперед и тем самым заготовка будет закреплена между центрами станка; одновременно с движением пиноли задней бабки перемещается транспортер; одна из обработанных деталей падает в отводной лоток. Держатели с захватами (один с обработанной деталью, а другой свободный) перемещаются к транспортеру и при опускании один держатель с захватом укладывает в призмы транспортера обработанную деталь, а другой захватывает из магазина очередную заготовку. Станок включается; каретка и держатели с захватами возвращаются в исходное положение.

Достоинства:

  • Легкость переналадки;

  • Возможность использования стандартных манипуляторов;

  • Легкость организации ориентированного приема заготовок;

  • Возможность загрузки деталей значительной массы, благодаря применению гидропривода.

Недостатки:

  • Сложность системы управления;

  • Увеличение протяженности оборудования по длине;

  • Сложность обслуживания гидропривода;

  • Внедрение в жесткость станка.



Рис. 4.6. Схема загрузочного устройства № 3
3агрузочное-устройство № 4.
Особенность загрузочного устройства, показанного на рис. 4.7. заключается в том, что заготовки подаются цепным транспортером со звеньями 1, образующими призматические углубления.

Цепь транспортера приводится в движение четырехкулачковыми валиками 2. 3аготовка, поступившая в магазин 3, скатывается до отсекателя 4, механизма поштучной выдачи. Питатель 5 при колебательном движении из рабочей зоны станка отводит рычаг и отсекатель механизма поштучной выдачи; заготовка из магазина опускается на фибровые рамки 6, смонтированные в захвате питателя. При движении питателя 5 в направлении центров станка отсекатель 4 механизма поштучной выдачи перекрывает отверстие магазина 3 и исключает возможность выпадения очередной заготовки из магазина.

Преимущества:

  • наличие механического привода более надежного в работе;

  • предусмотрен отвод заготовки из рабочей зоны.


Недостатки:

  • специфический вид подвода заготовки - цепная подача, эта специфика определяет ряд недостатков данного устройства: непростое обслуживание;

  • трудность с установкой на рабочем месте;

  • трудность с переналадкой и ремонтом.



Рис. 4.7. Схема загрузочного устройства № 4
3агрузочное устройство № 5.
Магазин 1 данного загрузочного устройства (рис. 4.8.) прикреплен к станине станка; шток 2 пневмоцилиндра сообщает захвату 3 с планкой 4 возвратно-поступательное движение; механизм разгрузки имеет лоток 5, с рейкой которого сцеплен зубчатый сектор 7, самоцентрированный на валу 6. Лоток укреплен на кронштейнах, которые установлены на валу 6. Вал 6 поворачивается рейкой от копира, смонтированного на задней стойке суппорта. Когда обработка заготовки закончена, лоток 5 поднят. При отводе суппорта рейка перемещается копиром вниз, вал 6 поворачивается, а вместе с ним кронштейн и лоток.

Достоинства:

  • необычный механизм подвода-отвода заготовки

Недостатки:

  • ненадежность;

  • затруднен ремонт.


Рис. 4.8. Схема загрузочного устройства № 5


3агрузонное устройство № 6.
3агрузочное устройство, представленное на рис.4.9., предназначено для загрузки валов на токарный станок.

Магазин 1 предназначен для загрузки заготовок валиков с диаметрами от 25 до 370 мм и размерами от 140 до 370 мм, что обеспечивается путём простой регулировки, в том числе и перестановкой направляющей 3. Магазин 1 устройства, выполненный в виде коробчатого изогнутого лотка с предохранительным щитком 3, смонтирован на кронштейне 2, который привернут к корпусу шпиндельной 6а6ки станка. 3аготовки из магазина попадают в вырез сектора 6, где удерживаются рычагом захвата 4, положение которого регулируется упорами 5,7 и 8, тягой 10 и пружиной 9. Сектор 6 насажен на шлицевой вал 11, поддерживаемый подшипниками кронштейна 12, укрепленного на опоре 13. Когда шлицевой вал будет поворачиваться на необходимый угол, сектор вместе с заготовкой переместится в рабочую зону станка и установит заготовку между центрами станка. Когда заготовка будет зажата, шлицевой вал будет повернут в обратном направлении и сектор возвратится в положение, при котором из магазина опустится очередная заготовка.

Преимущества:

  • Возможность установки на рабочем месте;

  • Простота обслуживания и ремонта;

  • Его легко переналадить для подачи заготовок с иным диаметром или длиной;

  • Оно может быть использовано и при небольших партиях изготовляемых деталей.

Недостатки:

  • Используется для валов диаметром не более 60 мм;

  • Отсутствие разгрузочного устройства.


Рис.4.9. Схема загрузочного устройства № 6


Результаты анализа по заданным критериям сведем в та6лицу 2.
Таблица 2

Анализ исходных данных


Вид критерия

1

2

3

4

5

6

1.Кол-во загружаемых деталей

30-40

25-30

30-35

30-40

10-15

30-40

2.Вид привода

механич гидро

пневмопр

механич гидро

механич

пневмопр

механич

3.Простота обслуживания

+

+

-

-

-

+

4.Число захватывающих органов

1

1

1

1

1

1

5.Габаритные размеры

600*800

900*900

600*800

400*600

900*500

500*500

6.Возможность установки на рабочем месте

+

-

-

-

+

+

7.Надежность в работе

+

+

+

+

-

+

8.Возможность переналадки

+

+

+

+

+

+

9.Ремонтопригодность

+

-

+

-

-

+

10.Технологичность изготовления

+

+

-

+

+

+

11.Наличие разгрузочного устройства

+

+

+

-

+/-

-

12.Безопасность в эксплуатации

+/-

+

+/-

+

+

+

13.Быстродействие

+

+

+

-

-

-

14.Возможность приема готовых деталей

+

+

+

+

+

-


Проанализировав достоинства и недостатки рассмотренных загрузочных устройств, можно увидеть, что наибольший интерес представляет устройство № 1, так как в нем наиболее оптимально сочетаются технико-экономические критерии. Данное устройство наиболее надежно и просто в эксплуатации.

5. Конструктивные расчеты загрузочного устройства

При конструктивных расчетах уточняются некоторые параметры, найденные ранее ориентировочно и определяются дополнительные параметры, влияющие на производительность, и общую работоспособность загрузочного устройства.

Выполним некоторые расчеты для выбранного загрузочного устройства, согласно формулам, приведенным в [3].

1. Расчет ширины лотка из условия незаклинивания:

Ширина лотка:



(4.5)

где dф = 40 мм - наибольший диаметр детали;

lдет = 285 мм - длина детали;

µ = 0,02 - коэффициент трения.

Получаем:





2. Для магазинных устройств, следует рассчитать длину магазина Lм и

сравнить ее с допустимой:

Lм ? (500...2000) мм [1, стр.42]; (3.3)

Тогда Lм = 48 ∙ 32 = 1536 мм < 2000 мм – условие выполнено.
Определим жесткость, пружины, используемой в механизме захвата

основываясь на расчетной схеме (рис 3.3):

На схеме показаны:

G = 5 ∙ 1,53 ∙ 9,8 = 75 H – сила тяжести заготовок;

F = G ∙ cos46є = 75 ∙ 0,69 = 52 H - сила, действующая на захват со стороны

заготовки;

FПР = сила, действующая на захват со стороны пружины.

Определим FПР из условия равновесия захвата:

М1 = М2

Fcos14є ∙ L1 = FПРL2cos



Рис.5.1
Отсюда

Найдем жесткость пружины, учитывая, что FПР = kx, где

k - жесткость пружины;

xперемещение

Найдем х из уравнения:



где а = 3 мм – линейное перемещение точки соприкосновения захвата с заготовкой.

В нашем случае это уравнение верно, так как угол поворота захвата небольшой (порядка 2є)



Тогда жесткость пружины равна:



Следует подобрать пружину с жесткостью, не более найденной, но достаточной для удержания заготовки при повороте сектора.

Выбираем пружину ГОСТ 13766-86 из материала Кл.1 ГОСТ 9389-75.

3. Расчет гидроцилиндра произведем на основе уравнения статического равновесия силового исполнительного органа, т.е. гидроцилиндра для поступательного движения и гидромотора для вращательного движения.

Цель расчета – определение диаметра поршня. Расчетная схема гидропривода

Поступательного движения приведена на рис.5.2.



Рис.5.2.
По схеме (см.рис.3.4.) условие статического равновесия системы:

PFPпрF' = R + Rп + Rш + Rн (4.4), где

Pдавление в рабочей полости цилиндра;

Pпрдавление в сливной полости цилиндра, вызванное потерями в сливных магистралях и сопротивлением управляющих элементов;

F,F' – эффективные площади двух сторон поршня;

R – полезная нагрузка;

Rпсила трения в поршне;

Rш – сила трения на штоке;

Rн – сила трения в направляющих;

G – сила веса рабочего органа.

В нашем случае полезная нагрузка R, это нагрузка от трения гидроцилиндра о направляющие.

R = Gf = 150 ∙ 0,1 = 15 H, где

f = 0,1 – коэффициент трения;

G = 150 Н – сила тяжести действующая на гидроцилиндр.

Уравнение (4.4) является статически неопределимым, т.к. для определения сил сопротивления необходимо знать параметры цилиндра.

Потому предварительный расчет ведется исходя из расчетной схемы сопротивления в зависимости от типа нагружения.

Rрасч = (1,25…1,5) ∙ R, примем Rрасч = 1,5 ∙ R = 1,5 ∙ 15 = 22,5 Н

Зададим давление на входе [стр.8]: p=0,25 Мпа. Тогда исходное уравнение примет следующий вид:

PF = Rрасч (4.5);

Диаметр поршня определим по формуле:

(4.6);

Подставляя F в (4.6), получаем:



По конструктивным соображениям выбираем гидроцилиндр с большим диаметром.

По ГОСТ 12447 – 80 [4, стр.8]:

D = 90 мм. F = 6362 мм2

Выбираем гидроцилиндр по ОСТ Г21 – 1 – 73 с односторонним штоком на pном = 0,25 Мпа [4, стр.48]. Уплотнение поршня по диаметру D обеспечивается с помощью чугунных поршневых колец (СЧ20 ГОСТ 1412 – 85), а уплотнение штока по диаметру d = 40 мм – с помощью шевронных уплотнений, т.о. выбираем гидроцилиндр D = 99 мм: 1-90Ч200.

4) Рассчитаем массу лотка:

M = Mзагn, где

Мзаг = 1,53 кг – масса одной заготовки;

n = 59 шт – количество заготовок, умещающихся в лотке.

M = 1,53 ∙ 59 = 90,27 кг

5) Рассчитаем время работы станка без дозагрузки:

t = Tn, где

Т = 25,444 с – время одного цикла;

n = 59 шт – количество заготовок, умещающихся в лотке.

t = 25,444 ∙ 59 = 1501,2 c = 25,02 мин

6. Построение циклограммы.
В общем случае за время цикла работы автоматического устройства осуществляется ряд действий: отсекание отделителя при перемещении заранее ориентированной (вручную) заготовки питателя; перемещение заготовки питателем в рабочую зону; закрепление заготовки зажимным механизмом; холостые (ускоренные) перемещения рабочих органов станка; обработка заготовки; удаление обработанной детали из рабочей зоны.

В курсовой работе необходимо определить наиболее рациональные последовательность и время действия отдельных механизмов. Для этого разрабатываем циклограмму. Она дает графическое изображение рабочего цикла во времени.

При составлении циклограммы следует тщательно проанализировать работу всех механизмов загрузочного устройства и станка для того, чтобы правильно выбрать последовательность их движений.

При разработке циклограммы следует стремиться к уменьшению времени цикла, что можно достигнуть путем сокращения длины ходов, а также за счет совмещения движений.
Определим продолжительность отдельных движений:

Перемещение сектора

Зададимся условной скоростью вращения вала:

? = 3 об/мин = 0,315 рад/с
Угол поворота сектора:

? = 35є = 0,612 рад
Тогда время перемещения сектора:


Время перемещения пиноли задней бабки

Зададимся начальным перемещением:

s = 600 мм/мин

L = 30 мм
Тогда время перемещения пиноли задней бабки:



Время зажима-разжима цанги: 0,5 с
Время обработки: Tи = 11,44 с

Время перемещения призмы (гидроцилиндра)

Произведем этот расчет, основываясь на максимальном расходе для выбранной гидростанции Qpx max = 7,63 л/мин. Объем гидроцилиндра равен
V = 90 ∙ 500 = 45000 м3 = 0,45 л
Тогда время перемещения призмы:

Схема рабочих органов станка приведена на рис. 3.4.


Схема станка (вид спереди)



Рис.3.4.

Циклограмма нагружения рабочих органов станка приведена на рис.3.5.


Рис.3.5.

Вывод по результатам работы.

Предложенное решение автоматизации технологической операции позволило повысить уровень автоматизации с

?1 = 0,22 (низкий уровень) до

?1 = 9,6 / 25,444 = 0,378 (средний уровень)

Это говорит о целесообразности применения данного загрузочного устройства на данной операции.

Таким образом автоматизация загрузки и разгрузки оборудования позволяет не только изменить процесс труда с точки зрения повышения безопасности и коэффициента использования оборудования, но и значительно увеличивает производительность производственных процессов.

Список литературы
1. Слатин В.И. «Методическое руководство к курсовому проекту по механизации и автоматизации технологических процессов в машиностроении» - СПб., «Нестор», 2000. -50с.

2. Азаров А.С. «Механизация и автоматизация технологических процессов

в машиностроении» - 1963 Л.: ГН-ТИМЛ. 414с.

3. Рабинович А.П. «Автоматическое ориентирование и загрузка штучных деталей» Киев, 1968г.

4. Медвидь М.В. «Автоматические ориентирующие загрузочные устройства и механизмы» Москва, 1963г.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986г., 656 с., ил.




Скачать файл (5606 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru