Автоматизация шлифовальной операции изготовления валика (стр. 1 из 3)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра "Технологическая информатика и технология машиностроения"
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Студент_____Кудряшов_Д.В. _______
Шифр____94711______
Группа__9541д-БФ2_
Автоматизация шлифовальной операции изготовления валика
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация производства есть процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполняемые человеком, передаются автоматическим управляющим устройствам.
В настоящее время основным направлением автоматизации производства является создание таких высокоинтенсивных технологических процессов, автоматизация которых с участием людей будет неэффективной, а иногда невозможной вообще, т.к. в ряде случаев только полная автоматизация гарантирует получение очень высокой производительности и высокого качества продукции, более экономичное использование физического труда, материалов и энергии, сокращение периода времени от возникновения потребности в изделии до получении готовой продукции, возможность расширения производства без увеличения трудовых ресурсов, позволяет полностью исключить или существенно снизить отрицательное воздействие производственного процесса на человека, поскольку человек заменяется автоматами различного служебного назначения, которые могут работать в тяжелых, вредных и опасных для здоровья человека условиях.
Исходные данные.
Чертеж детали - см. 1 лист графической части проекта;
Деталь - валик;
Длина - 87 мм;
Диаметр - 26 мм;
Материал - сталь 45;
Масса - 0,51 кг;
Вид заготовки - прокат;
Число деталей из заготовки - 31;
Автоматизируемая операция - шлифовальная;
Оборудование - круглошлифовальный станок 3М151Ф2;
Годовой объем выпуска - 5000.
Составление маршрута механической обработки.
Маршрут механической обработки приведен в таблице 1.
Таблица 1.
| Опе- рация | Содержание или наименование операции | Станок, оборудование | Оснастка |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 005 | Рубить пруток Æ28, выдерживая размер 3000 | Пресс КБ 934 | |
| 010 | Править пруток | Пресс И5526 | |
| 015 | Заправить концы прутка фасками под угол 20° | Токарный ХС-151 | |
| 020 | Подрезать и центровать торец, точить шейку под резьбу М16х1,5, шейку Æ20js под шлифование, Æ26, Æ20js под шлифование, проточить три канавки b=3; точить фаски, отрезать деталь в размер 88 | Токарный автомат 1Б240-6К | Наладка, цанговый патрон |
| 025 | Подрезать второй торец, выдерживая размер 12,8-0,1, центровать торец, точить фаску | Токарный 16К20Ф3 | Цанговый патрон |
| 030 | Фрезеровать шпоночный паз b=5, выдерживая размер 14 окончательно | Шпоночно-фрезерный 6Р11Ф3 | |
| 035 | Зачистить заусенцы | Вибр. машина ВМПВ-100 | Станочные тиски |
| 040 | Накатать резьбы М16х1,5-8g | Резьбонакатный А9518 | Нож |
| 045 | Шлифовать шейку Æ20js6 (+0.0065) с подшлифовкой торца Æ26/Æ20js, выдерживая размер 30 окончательно; | Круглошлифо-вальный 3М151Ф2 | Центры |
| 050 | шлифовать шейку Æ20js6 (+0.0065) с подшлифовкой торца Æ26/Æ20js, выдерживая размер 13 | Круглошлифо-вальный 3М151Ф2 | |
| 055 | Промыть деталь | Моечная машина | |
| 060 | Навесить бирку с обозначением детали на тару | ||
| 065 | Технический контроль Нанесение антикоррозионного покрытия | Плита по ГОСТ 10905-86 |
Определение типа производства.
Рассчитаем такт производства:
tпр = Fд / N ,
где Fд - годовой фонд времени;
N - годовой объем выпуска детали.
tв = 3945 × 60 / 5000 = 47,3 мин/шт. - среднесерийное производство.
Определим Тшт для заданной операции.
Тшт = То + Твсп ,
где То - основное время на операцию;
Твсп - вспомогательное время на операцию;
То = å (L/Sо×nд ),
где L - длина рабочего хода инструмента;
Sо - оборотная подача, мм/об;
nд - частота вращения изделия, об/мин.
So = Sв ×Вк ,
где Sв - продольная подача в долях ширины шлиф. круга;
Вк - ширина шлифовального круга, мм.
Обработка проводится шлифовальным кругом прямого профиля на керамической связке высотой 12 мм за два перехода: предварительное и окончательное шлифование.
Предварительное шлифование:
So = 0,2 × 12 = 2,4 мм/об.
То = (13/2,4×60) + (30/2,4×60) = 0,3 мин.
Тшт1 = 0,3 + 0,3 = 0,6 мин.
Окончательное шлифование:
So = 0,16 × 12 = 1,9 мм/об.
То = (13/1,9×80) + (30/1,9×80) = 0,28 мин.
Тшт2 = 0,28 + 0,3 = 0,58 мин.
Тшт = å Тштi = 0,6 + 0,58 = 1,18 мин.
Количество деталей, запускаемых в производство одновременно:
n = txp× N/253 = 15 × 5000/252 = 296 шт.
Выбор операции для роботизации.
Согласно заданию на курсовой проект, операцией для роботизации будет шлифовальная (045): шлифование шейки Æ20js6 (+0.0065) с подшлифовкой торца Æ26/Æ20js, выдерживая размер 30 окончательно и шлифование шейки Æ20js6 (+0.0065) с подшлифовкой торца Æ26/Æ20js, выдерживая размер 13.
Выбор технологического оборудования.
Учитывая, что автоматические линии в мелкосерийном производстве нерентабельны из-за малого коэффициента загрузки оборудования, а применение станков с ЧПУ существенно уменьшает вспомогательное и основное время на обработку валика по сравнению с универсальными станками выбираем кругло-шлифовальный станок с ЧПУ модели 3М151Ф2 с самозажимным автоматическим патроном.
Техническая характеристика:
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:
· диаметр, мм 200
· длина, мм 700
Наибольший диаметр наружного шлифования, мм 20-180
Наибольшая длина шлифования, мм 650
Высота центров над столом, мм 125
Наибольшее проольное перемещение стола, мм 700
Угол поворота стола, °:
· по часовой стрелке 6
· против часовой стрелки 7
Скорость автоматического перемещения стола (бесступенчатое регулирование), м/мин 0,05-5
Частота вращения , об/мин, шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием 50-500
Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки 4; 5
Наибольшие размеры шлифовального круга:
· наружный диаметр, мм 600
· высота, мм 80
Перемещение шлифовальной бабки:
· наибольшее, мм 235
· на одно деление лимба, мм 0,005
· за один оборот толчковой рукоятки, мм 0,001
Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин 1590
Скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин 0,02-1,2
Дискретность программируемого перемещения (цифровой индикации) шлифовальной бабки, мм 0,001 (0,1 стола)
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 15,2
Габаритные размеры (с приставным оборудованием):
· длина, мм 5400
· ширина, мм 2400
· высота, мм 2170
Масса (с приставным оборудованием), кг 6500
Выбор промышленного робота.
В серийном производстве основным средством подачи и загрузки технологического оборудования является промышленный робот. Учитывая назначение робота - для загрузки-выгрузки валика массой 0,51 кг, размеры рабочей зоны, число степеней подвижности, точность позиционирования, требуемую производительность, выбираем робот Циклон—5.02, который оборудован двумя руками и модулем сдвига, что позволяет уменьшить время простоя станка за счет уменьшения времени действия робота.
Техническая характеристика:
Грузоподъемность суммарная/ на одну руку, кг 10/5
Число степеней подвижности (без захватного устройства) 6
Число рук/захватных устройств на руку 2/1
Тип привода пневматический
Управление цикловое
Число программирумых координат 3
Способ программирования перемещений по упорам
Вместимость памяти системы (число комманд) 30
Погрешность позиционирования, мм ±0,1
Наибольший вылет руки, мм 1500
Линейные перемещения, мм:
· r (при скорости 0,6 м/с) 600
· z (при скорости 0,3 м/с) 100
Угловые перемещения руки, °:
j (при угловой скорости 160 °/с) 180
a (при угловой скорости 90 °/с) 180
Масса, кг 780
Выбор загрузочного устройства.
В качестве загрузочного устройства для подачи заготовок в ориентированном виде в зону захвата робота применяем бункерное загрузочное устройство, оно изображено на первом листе графической части курсовой работы.
Бункерное загрузочное устройство осуществляет поштучную выдачу заготовок в вертикальном положении. В исходном состоянии барабан и кантователь находятся в позиции I. Заготовки загружаются в накопитель в ориентированном виде и скатываются затем по наклонным направляющим 2 под действием собственного веса. При помощи пневмоцилиндра 5 с кривошипным механизмом барабан поворачивается в позицию II, где заготовка попадает в его паз. При возвращении барабана в исходную позицию заготовка переносится на направляющую 4 и скатывается по ней к накопителю, находящемуся в позиции I. По сигналу датчика 8 кантователь с заготовкой при помощи пневмоцилиндра 6 переводится в позицию II, что контролируется датчиком 9. В этой позиции заготовка устанавливается вертикально для возможности захвата ее ПР.
Рассчитаем емкость ЗУ. Оно имеет 10 лотков длиной по 1450 мм, детали Æ 26 мм располагаются вплотную.
шт. - деталей в бункере.Рассчитаем время непрерывной работы РТК при полной загрузке деталей в бункере:
ч.