Автоматизация загрузки заготовок для производства детали типа ролик
Содержание
Введение
. Задание
на выполнение
. Оценка
степени подготовленности детали к автоматизированному производству
. Выбор
загрузочного устройства
. Расчёт
параметров вибробункера
. Разработка
механизма вторичной ориентации
. Проектирование
питательного механизма
Заключение
Список
используемой литературы
Введение
Автоматизация - это организация производства,
при которой человек частично или полностью освобождается от непосредственного
участия в процессах получения, преобразования и использования энергии,
материалов или информации, а также оперативного управления механизмами.
В развитии автоматизации производственных
процессов существуют некоторые основные направления:
автоматизация оборудования;
автоматизация отдельных операций и приемов
обработки;
автоматизация контрольных операций;
комплексная автоматизация.
Автоматизация оборудования заключается, прежде
всего, в том, что повышается количество станков-автоматов в общем числе
станков, выпускаемых промышленностью.
Автоматизация отдельных операций и приемов
обработки, как, например, автоматизация загрузки, контроля, холостых ходов
универсальных станков и т. п., обычно в меньшей степени преследует цели
увеличения выпуска продукции, а в большой степени - освобождение рабочего от
непосредственного воздействия на продукт труда.
Автоматизация отдельных приемов и операций, как
правило, проводится в порядке рационализации существующего производства, без
коренной реконструкции его, а также путем автоматизации отдельных станков и
агрегатов.
Автоматизация системы машин и целых предприятий
осуществляется преимущественно на базе коренной реконструкции производства
путем применения новых, более прогрессивных технологических процессов и
специального автоматически действующего оборудования.
С внедрением автоматических устройств повышается
производительность труда, снижается себестоимость продукции, сокращается
производительный цикл, повышается качество продукции. Однако теоретические
основы автоматизации недостаточно разработаны. Трудно поддаются автоматизации
регулировка и сборка изделий. Также трудно обеспечить высокую точность изделий,
обработку труднообрабатываемых материалов.
В мелкосерийном производстве применяются станки
с ЧПУ, автоматические системы управления технологическим процессом,
промышленные роботы, агрегатные станки.
При внедрении автоматического оборудования в
изготовление авиадвигателей сталкиваются с множеством проблем: высокая
сложность изделий, мелкие серии, труднообрабатываемость материалов. Большое
значение имеет технологичность конструкции изделий.
автоматизированный загрузочный проектирование вибробункер
1. Задание на выполнение
Вариант 72
Спроектировать устройство для автоматической
сортировки, загрузки и подачи заданной детали перед токарной операцией (точение
торца).
Рис. 1. Эскиз заготовки.
Операция: сверлильная Время обработки одной
детали: to = 2 мин.
. Оценка степени подготовленности
детали к автоматизированному производству
Анализ характеристик детали представлен в
таблице 1.
Таблица 1.
№
ступени
|
Кодовый
номер
|
Характеристика
|
1
|
1000000
|
Ассиметрия
наружной конфигурации
|
2
|
000000
|
Несцепляемые
|
3
|
20000
|
Толстая
пластина
|
4
|
2000
|
Форма
круглая прямая
|
5
|
600
|
2
плоскости симметрии
|
6
|
10
|
Центральное
отверстие отсутствует; Гладкая
|
7
|
4
|
Паз
на торце, центр с одной стороны
|
Обобщённый код детали: 1022601; cумма баллов по
коду: 12;
категория сложности: К 2.
Автоматизация средней сложности. Требуется
отработка системы ориентации и загрузки детали в рабочие органы. Целесообразна
экспериментальная проверка.
3. Выбор загрузочного устройства
Для заготовки данной
конфигурации (рис. 1) наиболее подходящим является вибрационный бункер.
Вибробункера обладают
существенными преимуществами перед механизмами ориентации с движущимися
захватно-ориентирующими органами. Они просты по конструкции, легко встраиваются
в цепь управления станками, не требуют каких-либо механических связей, дешевы в
изготовлении, допускают подачи малых по массе и хрупких заготовок. Кроме того,
вибробункера позволяют осуществлять многократное ориентирование, ориентировать
и подавать как симметричные, так и несимметричные заготовки, а также заготовки,
имеющие форму тел вращения.
Работа вибробункера основана на
движении заготовок по лотку под действием сил вибраций, т.е. колебаний малой
амплитуды и большой частоты. В вибробункерах заготовки движутся под действием
только сил инерции; равномерная и постоянная скорость движения заготовок
создаёт благоприятные условия для ориентации; движение заготовок по лотку не
зависит от массы заготовок.
Вибробункер состоит из чаши 1,
на внутренней поверхности которого имеется спиральный лоток, а на наружной
смонтирован приёмник накопителя. Дно 2 чаши укреплено на пружинной подвеске,
состоящей из трёх цилиндрических стержней 3. В центре дна чаши укреплён якорь 4
электромагнита 5, установленного на массивном основании 6. Зазор между якорем и
электромагнитом регулируется подъёмом или опусканием последнего винтами 7.
Зазор оказывает влияние на скорость перемещения заготовок по лотку и величину
напряжения, необходимого для обеспечения скорости перемещения заготовок. Для
виброизоляции вибробункер установлен на резиновых амортизаторах 8. Привод
закрыт кожухом 9. Регулирование производительности осуществляется изменением
тока, подаваемого в электромагнит, которое производится при помощи встроенного
реостата.
4. Расчёт
параметров вибробункера
). Расчёт производительности
вибробункера:
, где
- производительность вибробункера;
χ - элементарное перемещение
заготовки за 1 цикл;
п - количество циклов (двойных
ходов) в минуту;= 0,05 м - размер заготовки в направлении перемещения.
В нашем случае, при заданном времени
обработки одной детали to = 2 мин, потребная производительность
вибробункера должна равняться:
шт./мин.
Исходя из значения потребной
производительности, рассчитаем параметры работы вибробункера.
). Расчёт амплитуды колебаний
вибробункера:
м, где
- ускорение свободного падения;
ω = 2πf, где f =
50 Гц - частота переменного тока питающей сети;
α ≈ 5°- угол наклона
спирали лотка;
β ≈ 7°- угол
между лотком и перпендикуляром пружины.
). Расчёт элементарного перемещения:
м/дв.х., где
μ = 0,2 - коэффициент трения
между заготовкой и лотком.
). Расчёт режима работы
вибробункера.
Число двойных ходов в минуту:
дв.х./мин.
Транспортная скорость:
м/мин.
Сделаем проверку - обеспечится ли
эта скорость бункером. Т.е:
; ;
Условие выполняется:
2,6>0,05
). Расчёт критического
ускорения:
м/с.
6) Расчёт отводящего лотка.
В данном механизме применяется лоток скат.
При конструировании лотков следует выбрать
значения размеров поперечного сечения лотка. Для решения этой задачи рассмотрим
условия проходимости заготовки в лотке.
Деталь находится под действием
силы веса и противодействующей ей силы трения.
В точках контакта детали со
стенками лотка возникают реакции N, которые вызывают силы трения F.
Угол поворота β
будет увеличиваться с увеличением зазора между стенками лотка и заготовкой до
тех пор, пока не наступит такое положение, когда деталь заклинится. Это может
случиться при условии, если диагональ детали близка по своей величине к ширине
лотка.
Так как с увеличением отношения величина
диагонали приближается к длине детали, то и величина зазора должна уменьшаться
при увеличении отношения . При
больших отношениях , когда
разность между диагональю и длиной детали невелика, надежная ориентация детали
между бортами лотка будет невозможна.
Практически можно считать, что для
деталей с отношением > 3
надежность транспортировки в лотках-скатах не может быть достигнута. В данном
случае: =.
В случае, когда угол поворота
заготовки β меньше угла
трения μ, возникают
условия заклинивания. Если β больше μ,
заклинивание не произойдёт. Рассмотрим критический случай, когда β = μ. Рассчитаем
диаметр лотка, при котором произойдёт заклинивание:
- коэффициент трения;
Рассчитаем диаметр лотка с учётом коэффициента
надежности n: n=0,9…0,95;
мм.
. Принимаем D=90мм.
5. Разработка
механизма вторичной ориентации
Для того чтобы подать заготовку в рабочую зону
станка ее необходимо предварительно правильно ориентировать относительно
заданных на рабочем чертеже технологических баз. Исходя из анализа чертежа
видно, что заготовку нужно предварительно развернуть вертикально к рабочему
инструменту.
Механизм ориентации представляет собой
продолжение питательного желоба загрузочного устройства, но уже расположенного
в горизонтальной плоскости, по которому движутся заготовки.
Ориентацию заготовки будем производить
относительно пазов. Заготовка под действием поворотного ролика поворачивается
до тех пор пока не дойдет до фиксатора, который зафиксирует заготовку в нужном
положении.
6. Разработка
питательного механизма
Питатель - это механизм загрузочного устройства,
предназначенный для перемещения подаваемых заготовок из накопителя в приспособление
станка, в соответствии с заданным циклом работы оборудования.
Для заготовок тел вращения, как в данном случае,
рационально использование питателей барабанного типа (рис. 5).
Рис. 5. Питательный механизм.
Барабанные питатели (отсекатели) представляют
собой диски или барабаны с вырезами по форме подаваемой заготовки, которые
получают принудительное периодическое вращение от специального механизма.
При повороте барабана 4 на некоторый угол
запавшая в вырез 3 заготовка отделяется от общей массы и передаётся в
приспособление по желобу 5, в то время как остальные заготовки 2 удерживаются в
накопителе 1.
Барабанные отсекатели, имея относительно малую
скорость вращения, обеспечивают высокую производительность, плавность работы и
отсутствие повреждений поверхности подаваемых заготовок.
Заключение
В данной работе была проведена
автоматизация загрузки заготовок для производства детали типа ролик.
В соответствии с параметрами
детали и предварительной оценкой её подготовленности к автоматизированному
производству, было выбрано загрузочное устройство, рассчитан режим его работы,
определены размеры лотка для беспрепятственного перемещения по нему заготовок.
С целью правильной ориентации
детали в рабочих органах станка был спроектирован механизм вторичной ориентации
детали, а также подобрано питательное устройство.
Список используемой
литературы
1. М.И. Евстигнеев. - Автоматизация
технологических процессов в авиадвигателестроении. М: Машиностроение, 1982.
. А.Н. Малов, Ю.В. Иванов. - Основы
автоматики и автоматизация производственных процессов. М: Машиностроение, 1974.
. Конспект лекций по дисциплине
«Автоматизация ТП в АД». Лектор - Замшев О.Ф.