Базовая компоновка РТК на сверлильную операцию для обработки вала-шестерни в среднесерийном производстве. Дипломная (ВКР). Другое.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Базовая компоновка РТК на сверлильную операцию для обработки вала-шестерни в среднесерийном производстве
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
.
Исходные данные для разработки РТК
.
Выбор промышленного робота для РТК
.
Выбор вспомогательного оборудования для РТК
.
Анализ возможных вариантов компоновок РТК
.
Построение и расчет элементов траектории захватного устройства ПР
.
Расчет допустимых скоростей перемещения заготовки (детали)
.
Построение циклограммы функционирования РТК
.
Определение основных показателей РТК
Прогрессивное развитие технологических процессов
в области технологии машиностроения должно проходить путем механизации и
автоматизации, обеспечивающих непрерывный рост производительности труда,
снижению себестоимости выпускаемой продукции и повышению ее качества.
Интенсивное развитие наиболее прогрессивных
областей техники вызывает частое обновление продукции. В последнее время
практически во всем мире появились тенденции увеличить разнообразие выпускаемых
изделий. А применение технологического оборудования с ЧПУ обеспечивает необходимую
гибкость производства изделий.
В настоящее время разнообразное технологическое
оборудование с ЧПУ и робототизированные технологические комплексы объединяют в
единые производственные комплексы с помощью транспортной и управляющей систем,
обеспечивающих функционирование этих комплексов в автоматическом режиме в
течении заданного интервала времени, и обладающих свойством автоматической
переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных
пределах. Эти комплексы называют ГПС.
Робототизированным технологическим комплексом
(РТК) называется совокупность промышленного робота, основного оборудования,
непосредственно выполняющего операции технологического процесса и
вспомогательного оборудования автономно функционирующая.
В данном курсовом проекте будет разрабатываться
базовая компоновка РТК на сверлильную операцию для обработки вала-шестерни в
среднесерийном производстве, позволяющая сократить время на выполнение операции
и повысить качество изготавливаемых деталей.
1. Исходные данные для разработки РТК
робототизированный технологический
комплекс захватное
годовой объем выпуска деталей (N=3600 шт.);
маршрутный технологический процесс.
Материал детали - сталь 45 ГОСТ 1050-88.
В соответствии с объемом выпуска, массой детали,
а также норм времени на каждую операцию принимаем среднесерийный тип
производства.
Для среднесерийного производства заготовку
экономически целесообразно получать штамповкой на КГШП, что повышает
коэффициент использования материала и уменьшает время на обработку, так как
заготовка наиболее приближена по форме и размерам к детали. Соответственно,
увеличивается производительность выпускаемой продукции и уменьшается ее
себестоимость.
Рисунок 1 - Рабочий чертеж заготовки
Маршрутный технологический процесс обработки
детали приводим в таблице 1.
Таблица 1 - Маршрутный техпроцесс изготовления
вала-шестерни
Наименование
и краткое содержание операции
Фрезерно-центровальная
1 Фрезеровать две поверхности 1 одновременно 2 Сверлить два центровочных
отверстия 2 одновременно
Фреза
торцовая Ø160;
Т15К6
Сверло центровочное Ø6,3;
Р6М5
Токарная
с ЧПУ 1 Точить начерно поверхности 1, 2, 3, 4,5 и фаски 2 Точить начисто
поверхности 2, 3 и фаски 3 Точить канавку 6 4 Точить резьбу7
Резец
проходной 16×25;
Т15К6
канавочный, резьбовой
Токарная
с ЧПУ 1 Точить начерно поверхности 1, 2, 3, и фаски 2 Точить начисто
поверхности 1, 2 и фаски
Шлифовальная
с ЧПУ 1 Шлифовать поверхность 1
Шлифовальная
с ЧПУ 1 Шлифовать поверхность 1
Фрезерная
с ЧПУ 1 Фрезеровать паз 1,2 2 Фрезеровать паз 3
Сверлильная
с ЧПУ 1 Засверлить два отверстия1 последовательно 2 Сверлить два отверстия 2
последовательно 3 Зенковать в двух отверстиях фаску 3 последовательно 4
Нарезать резьбу 4 в двух отверстиях последовательно
Сверло
центровочное Ø4;
Р6М5;
Сверло спиральное Ø10;
Р6М5;
зенковка Р6М5; Метчик М12 Р6М5;
Торце-круглошлифовальная
Установ А 1 Шлифовать поверхности 1,2,3 Установ Б Шлифовать поверхности 1,2
Круглошлифовальная
1 Шлифовать поверхность 1
Токарная
1 Накатывание поверхности 1 2 Полирование поверхности 2
Накатник;
Шкура полировальная тканевая 770*50 ГОСТ 6009-82
В данном курсовом проекте необходимо выбрать
основное оборудование, которое входит в состав РТК. К такому оборудованию
относится оборудование, используемое непосредственно для выполнения операций
технологического процесса (металлорежущие станки, прессы, нагревательные печи и
т.д.).
Станки должны встраиваться в РТК без каких-либо
серьезных конструктивных изменений. Данным требованиям отвечают станки, имеющие
полностью автоматизированный цикл работы, в том числе переключение скоростей и
подач, а также устройства для автоматической смены инструмента. Также
необходимо учитывать и технологические возможности этих станков.
Станок модели 2206ВМФ4 полностью соответствует
заданным требованиям.
Основными характеристиками станка являются:
размеры рабочей поверхности стола - 630×800
мм;
наибольшая масса обрабатываемой заготовки - 800
кг;
программируемые перемещения по осям:- 630 мм;-
630 мм;- 800 мм.
точность позиционирования по осям:, Y - 0,012
мм;- 0,016 мм.
расстояние от оси шпинделя до рабочей
поверхности стола - 95…725 мм;
расстояние от торца шпинделя до центра стола -
165…795 мм;
вместимость инструментального магазина - 30;
частота вращения шпинделя - 31,5…2500 мин-1;
рабочие подачи по осям X, Y, Z - 1…4000 мм/мин;
скорость быстрых перемещений по осям X, Y, Z -
10000 мм/мин;
наибольшее усилие подачи по осям X, Y, Z - 15
кН;
мощность электродвигателя привода главного
движения - 11 кВт;
Разработаем подробный план сверлильной операции,
выполняемый на станке данной модели. План представим в виде эскиза (рисунок 3),
на котором показана последовательность выполнения сверлильной операции,
траектория движения рабочего инструмента. Основными линиями показана траектория
движения рабочего хода инструмента, а пунктиром показана траектория движения по
ускоренному перемещению, со скоростью быстрого движения.
опорные точки траектории движения режущего
инструмента;
Координаты опорных точек, необходимые для
расчета элементов траектории, сводим в таблицу 2.
Рисунок 3 - Траекторию движения режущего
инструмента
Таблица 2 - Координата опорной точки
Назначаем режимы резания на сверлильную операцию
45:
Засверливание двух отверстий, сверление двух
отверстий Ø10, зенкование в
них фасок и нарезание резьбы М12. Станок 2206ВМФ4. Режущий инструмент: сверло
центровочное Ø4; Р6М5; сверло Ø10;
Р6М5; зенковка Р6М5; метчик М12; Р6М5.
Переход 1. Засверливание двух отверстий.
Подачу принимаем S=0,06 мм/об [1, с.
381, таблица 35].
где - поправочный коэффициент [1, с.
383, таблица 38];
m, q, y - показатели степеней [1, с.
383, таблица 38];
Т - период стойкости, мин [1, с.
384, таблица 40];
Kv - общий поправочный коэффициент,
учитывающий фактические условия резания.
где Кmv- коэффициент, учитывающий
качество обрабатываемого материала;
Кlv - коэффициент, учитывающий
глубину сверления [1, с. 385, таблица 41];
Кuv- коэффициент, учитывающий
материал инструмента [1, с. 361, таблица 6].
где Кг - коэффициент,
характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, с. 359, таблица 2];
- предел прочности материала, МПа;
nv - показатель степени [1, с. 359,
таблица 2].
Определяем частоту вращения шпинделя
Определяем действительное значение
скорости резания
где - поправочный коэффициент [1, с.
385, таблица 42];
q, y - показатели степеней [1, с.
385, таблица 42];
Kp - общий поправочный коэффициент,
учитывающий фактические условия резания.
Определяем мощность электродвигателя
станка
гдеhст - коэффициент полезного действия станка;
Получившаяся мощность меньше мощности
главного привода станка равной 11 кВт.
Переход 2. Сверление отверстия Ø10.
Подачу принимаем S=0,11 мм/об [1, с.
381, таблица 35].
где - поправочный коэффициент [1, с.
383, таблица 38];, q, y - показатели степеней [1, с. 383, таблица 38];
Т - период стойкости, мин [1, с.
384, таблица 40];- общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические
условия резания.
где Кmv- коэффициент, учитывающий
качество обрабатываемого материала;
Кlv - коэффициент, учитывающий
глубину сверления [1, с. 385, таблица 41];
Кuv- коэффициент, учитывающий
материал инструмента [1, с. 361, таблица 6].
где Кг - коэффициент,
характеризующий группу стали по обрабатываемости [1, с. 359, таблица 2];
nv - показатель степени [1, с. 359,
таблица 2].
Определяем частоту вращения шпинделя
Определяем действительное значение
скорости резания
где - поправочный коэффициент [1, с.
385, таблица 42];
q, y - показатели степеней [1, с.
385, таблица 42];
Kp - общий поправочный коэффициент,
учитывающий фактические условия резания.
Определяем мощность электродвигателя
станка
Получившаяся мощность меньше
мощности главного привода.
Подачу принимаем S=0,17 мм/об [1, с.
381, таблица 35].
где - поправочный коэффициент [1, с.
383, таблица 39];
m, q, y, x - показатели степеней [1,
с. 383, таблица 39];
Определяем частоту вращения шпинделя
Определяем действительное значение
скорости резания
x, q, y - показатели степеней [1, с.
385, таблица 42];
Kp - общий поправочный коэффициент,
учитывающий фактические условия резания.
Определяем мощность электродвигателя
станка
Получившаяся мощность меньше
мощности главного привода станка.
где - поправочный коэффициент [1, с.
431, таблица 118];- номинальный диаметр резьбы, мм;, q, y - показатели степеней
[1, с. 431, таблица 118];
Т - период стойкости, мин [1, с.
431, таблица 118].
где Кmv- коэффициент, учитывающий
качество обрабатываемого материала [1, с. 433, таблица 119];
Кtv - коэффициент, учитывающий
точность нарезаемой резьбы [1, с. 433, таблица 119];
Кuv- коэффициент, учитывающий
материал инструмента [1, с. 433, таблица 119].
Определяем частоту вращения шпинделя
Определяем действительное значение
скорости резания
где - поправочный коэффициент [1, с.
433, таблица 120];, y - показатели степеней [1, с. 433, таблица 120];- шаг
резьбы, мм;- общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия
резания [1, с. 433, таблица 119].
Определяем мощность электродвигателя
станка дв = кВт,
Получившаяся мощность меньше
мощности главного привода станка.
Рассчитаем время перемещения
инструмента по выбранной траектории
где tр.х. - время выполнения
рабочего хода траектории;
tх.х. - время выполнения холостого
хода траектории;
где Lх.х. - величина траектории
холостого хода, мм;
Sм.б - минутная подача быстрых
перемещений, мм/мин.
Определяем время автоматической
смены инструмента - (8 c) 0,13 мин.
где t - время смены одного
инструмента, мин;
i - количество используемых на
операции инструментов.
Время зажима или разжима заготовки в
приспособлении - 0,05 мин.
. Выбор промышленного робота для РТК
Для выбора промышленного робота,
работающего в составе РТК, необходимо отметить основные требования, которым
должен соответствовать промышленный робот:
обеспечение заданной
грузоподъемности;
размеры рабочей зоны промышленного
робота должны определяться размерами, формой и положением рабочих зон
обслуживаемого оборудования;
система управления промышленного
робота выбирается с учетом способа позиционирования рабочего органа, количества
управляющих координат, объема памяти;
захватное устройство ПР выбирается с
учетом конструктивно-технологических параметров объекта манипулирования.
грузоподъемность промышленного
робота должна превышать массу объекта манипулирования не менее чем на 10%.
Формы и размеры рабочей зоны должны
быть такими, чтобы загрузка и выгрузка заготовки из рабочей зоны основного и
вспомогательного оборудования осуществлялась беспрепятственно.
Для разгрузки-загрузки станка модели
2206ВМФ4 могут быть использованы ПР с прямоугольной и цилиндрической системой
координат.
Для промышленного робота,
работающего в составе РТК, число степеней подвижности в наибольшей степени
зависит от формы, размеров и положения рабочей зоны оборудования и
относительного положения ограничительных поверхностей, образующих зону
загрузки-разгрузки.
Погрешность позиционирования влияет
на процесс установки заготовки в приспособлении, как основного, так и
вспомогательного оборудования.
В соответствии с выше изложенным
выбираем промышленный робот модели “JOB’ oT-10”.
число программируемых координат - 5;
привод основных движений -
электромеханический;
средство программирования -
обучение;
погрешность позиционирования - ±2 мм
линейное перемещение, мм: = 1170;=
1000.
скорость линейного перемещения,
м/с:= 0,6;= 0,5.
На рисунке 5 представим схему
захвата заготовки.
Рисунке 5 - Схема захвата заготовки
4. Выбор вспомогательного
оборудования для РТК
Основными функциями вспомогательного
оборудования является:
функция транспортирования и
поштучной выдачи изделий;
функция ориентации и переориентации
изделий.
Основным требованием к выбору
вспомогательного оборудования для РТК является: заготовка при поступлении и
удалении должна занимать требуемое положение относительно захватного устройства
ПР, а рабочая зона вспомогательного оборудования должна пересекаться с рабочей
зоной промышленного робота.
В состав проектируемого РТК в
качестве вспомогательного оборудования будет входить тактовый стол. На пластины
тактового стола устанавливаются приспособления с заготовками. В качестве
приспособления для базирования используются призмы, которые выбираются в
зависимости от величины диаметров заготовки, устанавливаемой на ней. Выбираем
призмы 7033-0108 ГОСТ 12197-66.
Представим схему укладки заготовки в
призму на рисунке 6.
Рисунок 6 - Схема укладки заготовки
в призму
В состав проектируемого РТК будет
входить тактовый стол СТ 350, служащий для хранения заготовок (готовых деталей)
и подачи их в зону (из зоны) захвата ПР. Время поворота тактового стола Тв=3,5
с. Представим схему тактового стола СТ 350 и пластины к нему на рисунке 7.
Рисунок 7 - Схема тактового стола СТ
350 и пластины к нему
. Анализ возможных вариантов компоновок
РТК
При анализе возможных вариантов
компоновок РТК мы будем сравнивать компоновочные схемы линейного типа и
кольцевого типа.
При линейной компоновке
обслуживаемое оборудование расположено в один ряд. Роботизированный
технологический комплекс такого типа строится на базе напольных и портальных
роботов.
Рисунок 8 - Компоновочная схема
линейного типа
Представленная линейная схема
компоновки оборудования имеет следующие преимущества:
удобство обслуживание оборудования;
обеспечение беспрепятственного
перемещения захватного устройства;
удобство загрузки-разгрузки
основного и вспомогательного оборудования.
В кольцевой компоновке оборудование
располагается непосредственно вокруг робота.
удобство загрузки-разгрузки
основного и вспомогательного оборудования;
беспрепятственное перемещение
захватного устройства ПР;
возможность расстановки оборудования
с учетом удобства подхода к нему оператора или наладчика;
оборудование располагается вокруг
робота, что приводит к экономии производственной площади;
кольцевая компоновка РТК дает очень
высокую точность позиционирования (углового 7’’).
Рисунок 9 - Компоновочная схема
кольцевого типа
В данной курсовой работе мы
принимаем компоновочную схему кольцевого типа как более предпочтительную.
. Построение и расчет элементов
траектории захватного устройства ПР
Построение траектории выполним в
виде графического изображения пути перемещения геометрического центра
захватного устройства ПР. Начало траектории свяжем с нулевой (исходной) точкой,
определенной в соответствии с исходным положением ПР.
Рисунок 10 - Траектория перемещения
захватного устройства ПР
Таблица 3 - Элементы траектории
перемещения захватного устройства
Перемещение
руки ПР вниз - до оси шпинделя
7. Расчет допустимых скоростей перемещения
заготовки (детали)
Определяем допустимую скорость линейного
позиционирования в диапазоне вылета руки промышленного робота
- погрешность позиционирования, мм;
М - масса объекта манипулирования,
кг.
Определяем скорость вертикального
перемещения ПР при условии уравновешивания масс
где - коэффициент, зависящий от
конструкции привода;
Lz - длина пути при вертикальном
перемещении, м.
Определяем допустимую угловую
скорость при повороте руки ПР относительно вертикальной оси
- погрешность углового
позиционирования, с.
. Построение циклограммы
функционирования РТК
Циклограмма функционирования РТК
включает в выбранной последовательности все действия, выполняемые основным и
вспомогательным оборудованием, а также ПР, необходимые для обработки заготовки.
Построение циклограммы
функционирования РТК обеспечивает:
быстроту определения рабочего цикла
Тр;
значение цикловой производительности
Qц;
существенное представление о том как
возможно произвести сокращение Тр за счет совмещения времени выполнения
отдельных переходов и сокращении длительности не совмещенных переходов.
После того, как мы определи все
движения ПР и установили последовательность их выполнения, нам необходимо
определить время выполнения каждого движения
где - углы поворотов механизмов, рад;
- линейные перемещения механизмов,
м;
- скорость углового перемещения
механизма по соответствующей координате, рад/с;
- скорость линейного перемещения
механизма по соответствующей координате, м/с.
Рисунок 11 - Циклограмма работы РТК
9. Определение основных показателей
РТК
Основные показатели, характеризующие
работу РТК следующие:
коэффициент относительной
загруженности ПР Кгр;
коэффициент использования основного
оборудования Кио;
Определяем цикловую
производительность
где - длительность рабочего цикла, ч.
Определяем коэффициент относительной
загруженности
где - среднее значение рабочей
нагрузки, кг;
Определяем коэффициент использования
ПР
где - время работы ПР за рабочий цикл,
с.
Определяем коэффициент использования
основного оборудования
где - время работы основного
оборудования за рабочий цикл, с.
Рассчитав значения коэффициентов, по
[2, стр.379, таблица 3] устанавливаем, что режим работы ПР "легкий"
при этом коэффициент нагруженности Кнр =1,1.
Применение промышленных роботов при
обслуживании станков с ЧПУ позволяет исключить участие рабочего в выполнении
вспомогательных операциях и полностью автоматизировать процесс механической
сборки.
Анализ линейной и кольцевой
компоновки показал, что для данного РТК наиболее удовлетворяющая всем условиям
эксплуатации является компоновочная схема кольцевого типа. Она позволяет ПР
совершать перемещения при подаче заготовки от тактового стола к станку и назад
с большей точностью. Время рабочего цикла можно уменьшить за счет рационально
назначенных режимов резания.
Режим работы ПР, в составе РТК,
соответствует области применения РТК.
1
Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К.
Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985.
Козырев
Ю.Г. Промышленные роботы: Справ. - М.: Машиностроение, 1988. - 392с.: ил.
Похожие работы на - Базовая компоновка РТК на сверлильную операцию для обработки вала-шестерни в среднесерийном производстве Дипломная (ВКР). Другое.
Психология Терроризма Реферат
Реферат по теме Социальная политика реформы и обязательства
Реферат: Особо охраняемые природные зоны. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Дарфурский конфликт и проблемы региональной безопасности
Курсовая работа по теме Автоматизована система "Облік паспортних даних"
Курсовая работа по теме Усходні паход Аляксандра Македонскага. Дзяржава Аляксандра
Принципы Практической Работы Психолога
Контрольная Работа На Тему Философия И Её Роль В Обществе
Дипломная работа по теме Разработка бизнес-плана на примере ООО 'Крона'
Реферат: Проектирование локальной вычислительной сети с применением структурированной кабельной системы
Первое Школьное Утро Сочинение Миниатюра
Контрольная работа: Хозяйственная деятельность предприятия 2
Курсовая Творческий Урок
Дипломная Работа На Тему Федерасийа – Дювлятин Сийаси-Ярази Гурулушунун Тязащцр Формасы Кими
Реферат: Исторический факт
Реферат На Тему "Рождение Трагедии Из Духа Музыки" – Первая Манифестация Идей Ф.В. Ницше
Реферат То И Ремонт Системы Охлаждения Двигателя
Дипломная работа по теме Влияние стиля общения военного руководителя на характер взаимоотношений с подчиненными
Курсовая работа по теме Разработка стратегии организации
Курсовая работа по теме Холодные закуски из птицы
Дипломная работа: Актуальные вопросы управления автономным учреждением
Топик: Alexander Hamilton and Thomas Jefferson
Реферат: Alchemy Essay Research Paper Alchemy The Predecessor