Расчет времени обработки детали. Определение автоматического устройства транспортирования. Выбор технологического оборудования для механообработки. Рассмотрение особенностей разработки циклограммы автоматического транспортно-загрузочного устройства.
Аннотация к работе
Автоматизация загрузки и разгрузки в комплексе задач автоматизации является одной из наиболее сложных, что вызвано разнообразием процессов, а также конструкция такая, что автоматизировать загрузку невозможно. Автоматизация загрузки - разгрузки оборудования позволяет сменить процесс труда, повысить безопасность и коэффициент использования оборудования, интенсифицировать режим его работы. Автоматическим загрузочно - разгрузочным устройством называется комплекс механизмов, который обеспечивает автоматическое перемещение заготовки с места хранения в рабочую зону станка, где закрепляется в режиме приспособления, после окончания обработки - удаление обработанной детали в место хранения (накопитель). Согласно индивидуальному заданию деталь, для которой необходимо разработать автоматическое устройство транспортирования и загрузки на операцию шлифование, представляет собой тело вращения типа диск. Бункер, как конструктивный элемент обеспечивает: запас хранения заготовок в количестве, необходимом для непрерывной работы механизма захвата и ориентации в течение заданного промежутка времени без пополнения, непрерывное движение заготовок в направлении к захватным органам, обеспечение подготовки заготовок к захвату.В данной курсовой работе в технологической части был выполнен анализ конструкции детали, рассчитано время обработки детали на операцию шлифование, выбрано технологическое оборудование на эту операцию. Автоматизация данного производственного процесса заключена во второй части работы, где выбраны и рассчитаны автоматические транспортно-загрузочные средства - предбункер и бункер, разработана циклограмма, составлена блок схема автоматического управления. В графической части проекта (лист А1) приведен технологическая схема автоматического транспортно-загрузочного устройства и обработки детали, а также конструкция оригинального узла карманчикового БЗУ. Требуемая производительность системы по заданию Q=20 шт/мин, а рассчитанная составляет 6 шт/мин. Таким образом, количество систем, обеспечивающих нужную производительность равно трем.
Введение
Автоматизация производственных процессов является характерной чертой современного прогресса. Без автоматизации невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности работы. Основной проблемой при автоматизации металлорежущих станков является автоматизация загрузки и разгрузки готовых деталей и заготовок, и автоматизация транспортных перемещений между станками.
Автоматизация загрузки и разгрузки в комплексе задач автоматизации является одной из наиболее сложных, что вызвано разнообразием процессов, а также конструкция такая, что автоматизировать загрузку невозможно.
Автоматизация загрузки - разгрузки оборудования позволяет сменить процесс труда, повысить безопасность и коэффициент использования оборудования, интенсифицировать режим его работы. Полуавтоматы и станки с ручным управлением можно превратить в автоматы, снизить штучное время обработки.
Автоматическим загрузочно - разгрузочным устройством называется комплекс механизмов, который обеспечивает автоматическое перемещение заготовки с места хранения в рабочую зону станка, где закрепляется в режиме приспособления, после окончания обработки - удаление обработанной детали в место хранения (накопитель).
Конструкция и принцип работы загрузочно - разгрузочных устройств определяются количеством заготовок, видом работы, рабочим пространством станка. Различают загрузочно - разгрузочные устройства трех видов: магазинные, бункерно-магазинные, бункерные.
1. Исходные данные
- Q = 100 шт/мин;
- d = 24 мм;
- l = 9,6 мм;
- l/d = 0,4;
- направление ориентации - А.
Операция - шлифование диаметра d .
Эскиз детали представлен рисунке 1.
Рисунок 1 Эскиз детали пробка
2. План обработки
035 А Шлифовальная
Б Бесцентрово шлифовальный полуавтомат модели 3М182А О Шлифовать деталь в размер 24
Г Специальное устройство шлифовальные круги, устройства активного контроля
Анализ конструкции детали
Расчет времени обработки детали
Согласно индивидуальному заданию деталь, для которой необходимо разработать автоматическое устройство транспортирования и загрузки на операцию шлифование, представляет собой тело вращения типа диск. Деталь не имеет отверстий и полостей. Диаметр детали составляет 24 мм,а отношение длинны к диаметру равно 0.4.Деталь имеет фаску 2х45. Проектированию подлежит загрузочное устройство на кругло-шлифовальную операцию. Конструкция детали позволяет автоматизировать процесс загрузки и обработки детали,тем более,что необходимо получить производительность Q = 100 шт/мин. Окончательный анализ конструкции на предмет автоматизации проведем при нормировании операций. Конструкция и габариты детали позволяет уйти от транспортного устройства.
Рассчитаем основное (технологическое) время обработки детали: Операция - бесцентрово шлифовальная
Радиальная подача Sp=0,001мм/об
Скорость заготовки Vз=30м/мин
Глубина резания t=0,05мм(припуск на обработку)
Частота вращения заготовки: n заг=100V/?D n заг=1000*30/3,14*24,1=396мин-1
Основное время: To=t/Sp*n;
To=0.05/0.001*396=0.13мин
To=0,13*60=7,8с?8с
3. Выбор технологического оборудования для механообработки детали
Выбор технологического оборудования определяется видом обработки, габаритными размерами детали и типом производства.
Для обработки заданной детали определенного типоразмера на операцию - шлифование диаметра 24 в массовом производстве, выбираем бесцентрово-шлифовальный полуавтомат мод. 3М182А.
Наибольший размер обрабатываемой детали: - наружный диаметр - длина обработки при сквозном шлифовании - длина обработки при врезном шлифовании 3-80 мм 250 мм 145 мм
Размеры шлифовального круга: - диаметр - высота 500 мм 150 мм
Размеры ведущего круга: - диаметр - высота 350 мм 150 мм
Мощность электродвигателя привода главного движения 11 КВТ
Коэффициент загрузки станка 0,7
4. Выбор и расчет автоматического устройства транспортирования деталей
Так как данная деталь имеет небольшие габариты, то для ее транспортировки к месту обработки применять конвейер нецелесообразно. Поэтому конвейер заменен на предбункер, металлоемкость и габариты которого значительно меньше, чем у конвейера. Применение предбункера позволит снизить время на транспортирование детали, уменьшить подготовительное время, а следовательно, повысить эффективность производства и производительность труда.
Объем предбункера определяем тем необходимым запасом заготовок, который должен вмещаться для обеспечения непрерывности работы загрузочного устройства в течении расчетного периода работы загрузочного устройства и вычисляется по формуле:
где - объем предбункера, вмещающего требуемый запас заготовок, см3;
Vз - объем одной заготовки, см3;
Т - период времени непрерывной работы (без детали) загрузочного устройства, мин;
q - коэффициент объемного заполнения в зависимости от типа подаваемых заготовок q = 0,4..0,6 (чем сложнее и длиннее заготовка, тем меньше q).
5. Выбор и расчет автоматического загрузочного устройства
Механизмы захвата и ориентации состоят из двух взаимосвязанных узлов бункера и собственно механизма захвата и ориентации.
Бункер, как конструктивный элемент обеспечивает: запас хранения заготовок в количестве, необходимом для непрерывной работы механизма захвата и ориентации в течение заданного промежутка времени без пополнения, непрерывное движение заготовок в направлении к захватным органам, обеспечение подготовки заготовок к захвату.
В качестве автоматического загрузочного устройства применяем дисковый карманчиковый механизм захвата и ориентации.
В механизме захвата и ориентации (см. графическую часть - лист А1) захват и ориентация происходит в один прием. Неподвижный диск 1 механизма смонтирован на корпусе червячного редуктора. Подвижный захватный диск 2 закреплен на оси 3 червячного редуктора. В диске по окружности имеются пазы (карманы 6), а на его поверхности расположены лопасти 5, способствующие лучшему заполнению пазов заготовками. Бункер 4 из листовой стали укреплен на неподвижном диске 1. Собственно механизм захвата и ориентации устанавливается под углом 450 к горизонту.
Работает механизм следующим образом. Заготовки загружаются в бункер на поверхность диска 2. При вращении диска лопасти 5 захватывают заготовки из нижней части бункера и переносят их в пространство В, откуда, падая, они заполняют карманы Б. Попавшие в карманы заготовки поднимаются и выдаются в магазины. В качестве магазина применен лоток-скат. Размеры лотка выбраны в соответствии с конструкцией детали, но с зазором в 1 мм.
Правильность захвата заготовок и поштучной выдачи зависит от формы пазов диска.
При проектировании механизма захвата и ориентации этого типа необходимо руководствоваться следующими соображениями: 1. Частота вращения подвижного диска карманчикового БЗУ: где z - число карманчиков в подвижном диске: z = 3600/x, где х - часть, которая шаг карманчиков заменяет на диске, х = 170 z = 3600/170 = 20.
2. Шаг между карманчиками: m = l ? 2?l ;
где l - длина детали, мм;
? - толщина перегородки между карманчиками, мм;
2?l - зазор, мм; 2?l = (0,1..0,12)l ;
m = 25 2 3 = 30 мм.
3. Общее число карманчиков: = (1,0..1,2)l = 30
4. Скорость и частота вращения диска:
Дисковый карманчиковый механизм захвата и ориентации имеет два этапа ориентации. При этом устройство как первичной, так и вторичной ориентации внутри бункера. Первичная ориентация осуществляется вырезами во вращающемся диске, а вторичная ориентация по положению центра тяжести заготовки осуществляется радиально расположенными карманчиками на нижней торцевой поверхности вращающегося диска.
Заготовки, засыпаемые в бункер на поверхность вращающегося диска, западают в вырезы диска (первичная ориентация), расположенные по его окружности, а при вращении диска перемещаются в верхнюю часть бункера, скользя по бункеру кольца, которое закреплено в основании у бункера. В верхней части бункера, вследствие того, что центр тяжести смещен относительно середины заготовки, заготовка опрокидывается в один из радиально расположенных карманчиков или же рабочего диска 2 в необходимом для обработки положении (вторичная ориентация). Для того, чтобы заготовка могла легко поворачиваться в стенке бункера сделан вырез. При следующем обороте рабочего диска ориентированная заготовка через вырез, сделанный в основании бункера, выкатывается в лоток, по которому и поступает в питатель. Для лучшего расположения вырезов по поверхности дисков установлены лопасти (ворошитель).
6. Разработка циклограммы автоматического транспортно-загрузочного устройства
Циклограмма работы автоматического загрузочного устройства дает графическое изображение рабочего цикла времени обработки. В циклограмме отображены перемещения всех механизмов в масштабе времени. Циклограмма работы системы БЗУ - станочное приспособление приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 Циклограмма работы системы БЗУ - станочное приспособление
Для реализации Q = 20 потребление 3 системы 20/6?3.
Тогда объем предбункера см3
7. Разработка блок-схемы автоматического управления
Для полного функционирования большинства систем в автоматическом режиме необходимо подобрать соответственно данной системе устройство контроля по ходу технологического процесса и управления элементами технологической системы.
Такие устройства необходимы в системах, элементы которых действуют периодически, подчиняясь управляющим сигналам системы контроля и управления.
В данной спроектированной системе карманчикового БЗУ и станочного приспособления все ее элементы работают непрерывно. Поэтому для спроектированной системы БЗУ наличие управляющих устройств необязательно. Учитывая непрерывность работы спроектированной системы, система управления будет иметь линейный вид с наличием обратных связей.
Схема управления элементами карманчикового БЗУ и станочного приспособления представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 Система автоматического управления
Вывод
В данной курсовой работе в технологической части был выполнен анализ конструкции детали, рассчитано время обработки детали на операцию шлифование, выбрано технологическое оборудование на эту операцию.
Автоматизация данного производственного процесса заключена во второй части работы, где выбраны и рассчитаны автоматические транспортно-загрузочные средства - предбункер и бункер, разработана циклограмма, составлена блок схема автоматического управления.
В графической части проекта (лист А1) приведен технологическая схема автоматического транспортно-загрузочного устройства и обработки детали, а также конструкция оригинального узла карманчикового БЗУ.
Требуемая производительность системы по заданию Q=20 шт/мин, а рассчитанная составляет 6 шт/мин.
Таким образом, количество систем, обеспечивающих нужную производительность равно трем.
Перечень ссылок
1. Малов А.Н. Загрузочные устройства металлорежущих станков. - М.:Машиностроение, 1972 - 396 с.