Разработка робототехнического комплекса механической обработки детали Крышка

Разработка робототехнического комплекса механической обработки детали Крышка

Министерство образования Российской Федерации

Тольяттинский Государственный университет

Кафедра: «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Автоматизация машиностроения»

«Разработка робототехнического комплекса механической обработки детали Крышка»

Выполнил: Кунцевич А.Ю.

Проверил: Бойченко О.В.

Тольятти 2010

Содержание

Введение

.        Обоснование выбора заготовки

.        Разработка технологического процесса механической обработки, выбор автоматизируемой операции

.        Разработка теоретических схем базирования и крепления заготовки в захватном устройстве

.        Выбор промышленного робота для использования в РТК механической обработки

.        Расчёт захватного устройства и разработка конструкции его размещения на руке промышленного робота

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В процессе существования человечество постоянно испытывает потребности в продукции новых видов, сокращении затрат труда, при производстве этой же продукции. Чтобы удовлетворить эти потребности, нужно использовать новые, более совершенные и рациональные технологические процессы и машины, которые необходимы для их создания. Следовательно, стимулом к созданию новой машины всегда является новый технологический процесс, возможность которого зависит от уровня научного и технического развития человеческого общества.

Создать машину достаточно сложно. Замысел к созданию, выражается в виде формулировки служебного назначения машины, являющегося исходным документом в проектировании машины. Для изготовления спроектированной машины разрабатывают технологический процесс и на его основе создают производственный процесс, в результате которого получается машина, нужная для выполнения технологического процесса изготовления продукции и удовлетворения возникшей потребности.

Машина полезна лишь в том случае, если она обладает надлежащим качеством, т.е. способностью удовлетворить потребности необходимые для ее создания.

Создавая машину, человек решает две задачи: сделать машину качественной и обеспечить экономию труда в получении производимой с ее помощью продукцией; затратить меньшее количество труда в процессе создания и обеспечения качества самой машины.

Производственный процесс изготовления машин является системой связи свойств материалов, размерных, информационных, временных и экономических. Технология машиностроения исследует эти связи с целью решения задач обеспечения в процессе производства, требуемого качества машины, наименьшей себестоимости и повышения производительности труда.

Производительность процесса обработки зависит от режимов резания (скорости, глубины, подачи) а, следовательно, от материала режущей части инструмента, его конструкции, геометрических параметров, лезвий инструмента и т.д. В дипломном проекте для расчета режимов резания применяется аналитический метод.

Современное производство предъявляет повышенные требования к технологической оснастке: точность базирования изделий, жесткость, обеспечивающая полное использование мощности оборудования на черновых операциях и высокую точность обработки на чистовых операциях, высокая гибкость, сокращающая время на наладку и замену оснастки, универсальность, позволяющая обрабатывать изделия определенного типа размеров с минимальным временем на переналадку, надежность и взаимозаменяемость.

1. Обоснование выбора заготовки

Учитывая конфигурацию детали, ее назначение, размеры, марку материала СЧ15, для условий массового производства принимаем заготовку, полученную литьем в песчано-глинястые формы нормальной точности.

2. Разработка технологического процесса механической обработки, выбор автоматизируемой операции

Учитывая принятый вид заготовки, определённый как литьем в песчано-глинястые формы нормальной точности, для условий массового производства составим технологический маршрут обработки крышки.

Рисунок 1 - Систематизация поверхностей

Анализ чертежа показывает, что наиболее высокие требования по точности и качеству предъявляются к сквозному отверстию, а также шести резьбовым отверстиям. Также высокий класс шероховатости предъявляется в центральному отверстию крышки, также от него задано большинство отклонений форм расположения поверхностей.

Конструкция детали проработана на технологичность и обладает высокой жёсткостью, обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, что позволяет использовать много инструментальные наладки и высокопроизводительные режимы резания.

Расположение крепежных и резьбовых отверстий в одной плоскости дает возможность их обработки многошпиндельной головкой, что повышает производительность и точность расположения отверстий.

Для обеспечения точности размеров поверхностей, их относительного расположения и параметра качества поверхностного слоя детали можно обеспечить, используя традиционные методы обработки.

Недостаточно технологичной делает конструкцию детали глухое центральное отверстие, а так же наличие в нем перепада внутреннего диаметра, что затрудняет его обработку.

Учитывая конфигурацию и размеры крышки, а также тип производства составляем технологический маршрут.

При обработке детали данного типа в качестве баз для большинства операций используют отверстия и одну из плоскостей детали. На первой фазе реализация этих баз осуществляется закреплением заготовки за внешнюю выпуклую цилиндрическую поверхность 10 и прилегающую к ней плоскую поверхность 12, являющейся направляющей базой с упором.

Составляем общий маршрут обработки крышки:

1.       Растачивание отверстий

.        Сверление отверстий 14;

.        Фрезерование поверхности 1, затем поверхностей 4 и 13;

.        Нарезание резьбы в отверстиях 14;

.        Чистовое фрезерование поверхности 1, затем поверхности 4;

.        Чистовое растачивание отверстия 3.

Требования к сквозному отверстию по точности и шероховатости можно обеспечить с помощью чистового растачивания.

Технологический маршрут обработки крышки представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Технологический маршрут обработки шестерни.

Автоматизируем, за счёт создания РТК, фрезерную черновую операцию 025. Выполняем операционный эскиз для указанной операции, представленный на рисунке 2.

Рисунок 2 - Операционный эскиз на фрезерную операцию

3. Разработка теоретических схем базирования и крепления заготовки в захватном устройстве

Расчётная схема по определению сил, действующих в местах контакта детали с плоскими губками представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Расчётная схема по определению сил, действующих в местах контакта детали с губками.

На рисунке 3: R - вес заготовки. В соответствии с исходными данными m = 3,85 кг.; N₁ и N₂ -реакции опор (губок захватного устройства), Н, F - сила закрепления, Н, η - коэффициент трения.

, (1)

 (2)

Н. (3)

.

 Н.

Силы захватывания, которые требуются для удержания заготовки в процессе ее перемещения, определяем в зависимости от количества захватных губок. В данном случае захват осуществляется одной губкой, поэтому

, (4)

где  - коэффициент безопасности;

 - коэффициент, зависящий от максимального ускорения А, с которым робот перемещает заготовку, закрепленную в его захвате;

 - коэффициент передачи, зависящий от конструкции захвата и расположения в нем заготовки.

Принимаем

 = 1,5;

 = 1,2;

 = 1,5.

Итак Н.

4. Выбор промышленного робота для использования в РТК механической обработки

Выбор промышленного робота осуществляем на основании данных размеров и массы детали. Промышленный робот включает в себя исполнительное устройство, устройство управления и рабочего органа. Рабочим органом является захватное устройство.

В соответствии с моделью фрезерного станка с системой ЧПУ, указанного в технологическом маршруте обработки, выбираем робот модели ПР СМ40Ц.40.11. Тактовый стол выбираем исходя из габаритов и массы заготовки, обрабатываемой в РТК. Итак, в качестве транспортёра накопителя используем тактовый стол со специальными пластинами СТ 220. Захват заготовки осуществляется по наружному диаметру выпуклой часть крышки между ребрами жесткости, что позволяет конструкция детали, с помощью захватного устройства С01.

5. Расчёт захватного устройства и разработка конструкции его размещения на руке промышленного робота

рычажный промышленный робот механический

Расчет механических захватных устройств содержит проверку на прочность деталей захвата. Кроме того, определяется сила привода захватного устройства, силу в местах контакта заготовки и губок, проверить отсутствие повреждений поверхности заготовки или детали при захватывании, возможность удержания захватом, заготовки (детали) при манипулировании, особенно в моменты резких остановок.

Определим силу привода. Для определения значения используем соотношение между силой Р привода, силами F на губках или моментом М на губках захватного устройства и условий статического равновесия. Используем захват с рычажным механизмом представленный на рисунке 4.

Рисунок 4 - Расчетная схема захватного устройства с рычажным механизмом

Из условия  относительно точки А следует:

, (5)

, , - геометрические параметры схемы, определяемые конструктивно;

К.п.д. принимаем в зависимости от выбранного привода

;

м; (конструктивно)

0,040 м; (конструктивно)

 = 45º; (конструктивно)

Выразив P из формулы 3, получим

;

Н.

По величине Р выбирается стандартный пневмноцилиндр по ГОСТ 15606-70.

Проверим отсутствие повреждений поверхности заготовки или детали при захватывании.

В ряде случаев, особенно при удержании детали, благодаря силам трения усилия, действующие в местах контакта с захватным устройством, бывает значительными. Это может привести к повреждению поверхности деталей, что недопустимо при их чистовой обработке. Контактные напряжения могут быть меньше допустимых s_пр.

Контактные напряжения для V-образных губок

,H/см;  (5)

Где h - ширина губки захвата, см;

D - диаметр заготовки, см;

- приведенный модуль упругости, Н/см²;

Е_заг - модуль упругости материала заготовки, Н/см²;_зу - модуль упругости материала губок ЗУ, Н/см².

Для легированной стали принимаем

Е = 1,6×10⁵ Н/см²

 Н/см²

 Н/см²

Допускаемые контактные напряжения при статическом нагружении

 Н/см². (6)

где s_т - предел текучести материалов губок или детали [2];

Для чугуна СЧ15 ГОСТ 1412-85 = 530 МПа;

S - коэффициент безопасности, принимаем S = 1,5 ... 1,8.

Принимаем S = 1,5;

 = 353 Н/см²

Расчётные контактные напряжения меньше допустимых.

Заключение

В данной работе производился выбор заготовки для изготовления данной детали исходя из её конфигурации, был разработан технологический процесс механической обработки детали «Крышка», в качестве автоматизируемой операции выбрана операция фрезерования плоской поверхности на горизонтально-фрезерном станке 6Р13РФ3. Разработан технологический маршрут механической обработки детали и составлен операционный эскиз на автоматизируемую операцию. Была разработана теоретическая схема базирования и крепления заготовки в захватном устройстве. Выбран промышленный робот для использования в РТК механической обработки. Произведен расчёт захватного устройства и разработка конструкции его размещения на руке промышленного робота.

Список литературы

1.Данилевский В.В. Технология машиностроения. -М.: Машиностроение, 1984.

.Ковшов А.Н. Технология машиностроения. -М.: Машиностроение.

.Силантьева И.А., Маляновский В.Р Техническое нормирование труда в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1990.

. Справочник технолога- машиностроителя/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-М.: Машиностроение, 1985.-Т. 1.

.Нефедов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах: Учебное пособие для техникумов. - М.: Высш. школа, 1986.

6. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету "Технологиямашиностроения ".-М.: Машиностроение, 1985.

7. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. -Мн.: Вышейшая школа, 1983.

8.Справочник технолога- машиностроителя/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-М.: Машиностроение, 1985.-Т.2.