Автоматизация технологических процессов в машиностроении

Исходя, из этого определим V:

 

 

Частота вращения шпинделя:

 

 

D – Диаметр обрабатываемой поверхности.

Уточнение значения V:

 

 

Технологическая норма времени:

 

 

Растирать время обработки детали на каждой операции. Время, необходимое для  обработки на операции 05 определим  из следующего ворожения:

 

 

Где Суммарное время обработки на каждом переходе, которое определим из следующего ворожения:

 

 

Где суммарное время холостых ходов;

 

 

Время на операцию будет равно:

 

 

Вспомогательное время на данном этапе расчета  можно в процентном отношении  от основного времени (15–25%). В дальнейшем эту величину уточняют.

Время необходимое  на операцию для среднесерийного  производства – на 15–20% меньше такта  выпуска. Это необходимо для учета  потери времени переналадку РТК, которая зависит от типа производства. Время затраченное на операцию 05, является максимальным из затрачиваемых, значит сравнения с тактом выпуска производится именно по нему.

Такт  выпуска:

Время цикла:

Время цикла.

Время цикла  складывается из основного времени  на лимитирующую (наиболее длинную  обработку) операцию и вспомогательного (время обслуживания станка промышленным роботом). Основное время на операцию состоит из времени резанья и  времени холостых ходов. Время холостых ходов, включает быстрый подвод инструмента  и быстрый обратный ход, определяется на основании быстрых перемещений  суппорта (назначается по технологической  характеристики станка) и длинна пробега  инструмента от нулевой точки (вершины  резца) до обрабатываемой поверхности  и обратно.

Вспомогательное время на данном этапе расчета  можно назначить в процентном отношении от основного времени (15–20%).

Расчет  времени движения механизмов ведется  по формуле:

 

 

 время движения механизмов  с.

 

 длинна хода механизмов  м.

 скорость перемещения м/с

 угол поворота.

Время выдвижения руки к тактовому столу.

Время затраченное  на поворот робота на .

Время поворота кисти на

Время выдвижения руки (вперед / назад).

Время поворота захвата робота на .

Время поворота захвата робота на .

Время перемещения  каретки вдоль координатной оси  z (вверх/низ).

Время на зажим и разжим охвата назначают 

Время на открытие и закрытие ограждается  назначают 

Время на зажим и отжим патрона назначают

Время на быстрый подвод инструмента назначают 

Время на быстрый отвод инструмента назначают 

Время на поворота резцедержателя

 

 

2.6 Разработка планировки РТК

 

Выбор планировки РТК зависит от компоновки оборудования, формы, размеров и расположения его  рабочих зон и структурно-кинематической схемы ПР.

При разработки планировки РТК необходимо предусмотреть:

• Оптимальное расположение основного технологического оборудования и вспомогательных устройств в пределах зоны обслуживания ПР в соответствии с технологическим процессом;
• Выполнения ПР манипуляционных действий согласно его технической характеристике;
• Свободный и безопасный доступ обслуживающего персонала к оборудованию и органам управления РТК (ГОСТ12.2.078–82)
• Размещение пульта управления вне зоны действия ПР;
• Защитные сетки и другие устройства при планировании перемещений ПР заготовок и деталей над проходами, проездами и рабочими местами;
• Соответствие расстояний между оборудованием РТК и колоннами, ширина проходов и проездов нормам проектирования машиностроительных цехов.

В данном разрабатываемом варианте в состав РТК входит ПР СМ40Ц40.11, два токарно-винторезных станка 16К20Ф3, шнековый механизм удаления стружки.

 

 

 

3. Конструкторские разработки

 

3.1 Разработка технологического  задания на проектирование специального  устройства

 

На стадии технического задания необходимо найти  оптимальное конструктивное решение  и назначить технические требования на проектируемое специальное устройство шнековый МУС.

Техническое задание на проектирование.

1. Удалении стружки с помощью шнекового (винтового) механизма, обеспечивает полное автоматизированное удаления стружки из зоны резанья во время обработки детали на станке.
2. Целью проектирования является задача удаления стружки из зоны резанья для непрерывной работы всего РТК.
3. Источником разработки является справочник.

Токарный  станок 16К20Ф3, шт.-2;

ПР СМ40Ц40.11, шт.-1;

Электрошкаф, шт.-2;

Пульт управления ПР, шт.-1;

Шнековый  МУС, шт.-2;

Накопитель, шт.-2.

• Показатель назначения является производительности шнекового МУС. Необходимо обеспечить быстрое и бесперебойное удаление стружки из зоны резанья.
• Для надежной работы шнекового МУС необходимо своевременное прохождения ТО, также при необходимости создать ограждение во избежание травмирования.
• Для бесперебойной и стабильной работы шнекового МУС, необходима подавать в рабочую зону стружку не превышающею определенную длину для исключения заклинивания.
• Дополнительные требования:

Масса станка должна соответствовать грузоподъемность ПР и техническим характеристикам  станка.

 

3.2 Обоснование разрабатываемой  конструкции

 

Винтовые  конвейеры выпускают в двух исполнениях:

• с одним;
• с двумя шнеками (винтами).

Винты двухвинтового  конвейера расположены параллельно  имеют правую и левую спирали.

Одновинтовой  конвейер служит для уборки металлической  элементной стружки (производительность 4 т/ч при длине до 80 м).

Двухвинтовой  – для транспортировки винтовой и элементной стружки (производительность до 7 т/ч, длина до 100 м).

Пластинчатые  и пластинчато-игольчатые конвейеры  применяются в качестве линейных и магистральных транспортных средств.

Длина прямых секций составляет 1,5 и 2 м, что позволяет составлять конвейер любой протяженности с интервалом между двумя секциями 0,5 м.

На несущем  полотне пластинчато-игольчатого  конвейера предусмотрены иглы, утапливаемые в месте разгрузки на конце  конвейера.

Производительность  от 3,1 до 47 т/ч.

Конвейеры применяют  в станках, на автоматических участках, в АЛ и ГПС, а также в цехах. В станках для сбора и удаления стружки из станины используют винтовые (реже ленточные) конвейеры, на участках – обычно винтовые или скребковые конвейеры, в АЛ и ГПС – винтовые, скребковые, реже вибрационные и гидравлические конвейеры и системы из них. В  цехах для сбора стружки и  транспортирования ее к местам переработки  применяют чаще всего системы  из ленточных и реже гидравлических конвейеров. Стружку часто перемещают на значительное расстояние (70–100 м и более) от станков до отделения переработки стружки. Переработка стружки в брикеты (удобные для перевозки) осуществляется гидравлическими прессами.

На рис. 3.2.1 показаны конвейеры для удаления стружки из станков. Наиболее удобным в эксплуатации является винтовой конвейер (рис. 3.2.1, а) с одним винтом 3, свободно (без опор) лежащим в желобе 2, который прикреплен к станине 7 станка. Вращение винту сообщается от привода 6 через муфту 5. Стружка на конвейер поступает через люк 4, сделанный в станине. С конвейера собранная стружка выбрасывается или в сборник 1 (когда станок не обслуживается цеховой системой удаления стружки), или на цеховый конвейер для удаления стружки.

Ленточный конвейер (рис. 3.2.1, б) состоит из короба 1, в котором на двух валиках 2 натянута стальная или прорезиненная лента 3 с прикрепленными скребками 4. Ленте сообщается движение от привода 5.

Для сбора  и удаления стружки на участке  используют обычно скребковые или двухвинтовые конвейеры. Скребковый цепной конвейер (рис. 3.2.2, а) имеет желоб 15, смонтированный в бетонированном канале 14 и закрытый сверху крышкой 6. На боковых стенках желоба приварены угольники 2, 3, пo ним перемещаются ролики 5, укрепленные на осях 4 звеньев двух пластинчатых цепей 10. Замкнутые цепи 10 натянуты на две пары звездочек 8 и 11, первой из которых сообщается вращение от электродвигателя через редуктор 7. Через шаг в 1–1,5 м на осях 4 цепей закреплены скребки 1. В нижнем положении скребки, двигаясь по желобу 15, перемещают стружку, поступающую на конвейер от станков 9, на поперечный шаговый скребковый конвейер 12, смонтированный в бетонном канале 13 (или непосредственно в сборник). От станков 9 стружка в конвейер поступает вместе с СОЖ, которая стекает по желобу 15 через сетку 18 в шахту 17, откуда по трубе 16 отводится в централизованную циркуляционную цеховую систему подачи СОЖ к станкам. 

Рис. 3.2.1. Конвейеры для удаления стружки из станков

 

Рис. 3.2.2. Конвейеры для удаления стружки на участке станков

 

Скребковый  штанговый конвейер (рис. 3.2.2, б) состоит из штанги 1, совершающей возвратно-поступательное движение в желобе 5. На штанге на осях 4 подвешены скребки 6. Сверху желоб закрыт крышкой 3. При рабочем ходе штанги (вправо) скребки врезаются в стружку 7 и, поворачиваясь вокруг своих осей до упора 2 в штанге, занимают вертикальное положение, при котором перемещают стружку в желобе на шаг. При обратном ходе скребки поворачиваются в обратную сторону и скользят по поверхности стружки.

Двухвинтовой  конвейер (рис. 3.2.2, в) состоит из чугунных секций, собранных в желоб 1, в котором свободно (без опор) вращаются (в разные стороны) два винта 2, 10 (с левым и правым направлением витков) от привода 4 через шарнирную муфту 3. Винтовые конвейеры являются наиболее эффективными для перемещения как мелкой (дробленой), так и витой стружки. Стружка в желобе не вращается вместе с винтом (винтами) из-за трения о стенки и поэтому передвигается вдоль желоба. Конвейер может быть одно- и многовинтовым (с четным числом винтов). При работе двухвинтового (четырехвинтового) конвейера мелкая стружка, проваливаясь между винтами, движется по дну желоба. Крупная витая стружка отбрасывается и перемещается по верхней части желоба. При поступлении большого спутанного клубка стружки она разбивается витками винтов на мелкие клубки и транспортируется по средней части и бокам желоба,

В цехе конвейеры  для удаления стружки от АЛ и ГПС  обычно устанавливают в бетонированных каналах (см. рис. 3.2.2, а) или, при наличии подвала, под станками, в подвешенном положении, при креплении к плитам 7 перекрытия здания (рис. 3.2.2, в). В последнем случае в плитах предусматривают отверстия 8 для прохода стружки, транспортируемой одновинтовыми конвейерами 5 от станков 6 на конвейер 11. Отверстия в плите закрывают съемными коробами 9.

Для перемещения  мелкой стружки на небольшие расстояния применяют гидравлические и магнитные  конвейеры. Гидравлический конвейер (рис. 3.2.2) состоит из желоба 1, установленного с уклоном в под станками или впереди их, специальных сопл 3 и решеток 2, закрывающих желоб сверху. Перемещение стружки происходит с помощью струи СОЖ, подаваемой к соплам под давлением от насосной установки.

 

      3.3 Расчет и проектирование винтового конвейера

Необходимый диаметр винта (м).

         

 

Расчетная производительность конвейера;

 отношение шага винта к  его диаметру;

частота вращения винта;

 Коэффициент заполнения желоба;

 насыпная плотность груза;

коэффициент уменьшения производительности;

 

 

Конструктивно принимаем 

Необходимая мощность на валу винта (кВт).

 

 

Длинна горизонтальной проекции конвейера.

коэффициент сопротивления перемещения  груза;

Высота подъема груза;

 

длинна загрузочной части  конвейера;

Угол наклона конвейера = 20 градусов.

 

 

Мощность  двигателя для привода винтового  конвейера.

 

 

коэффициент запаса;

КПД

 

 

Необходимое передаточное число между валом  двигателя и валом винта определяется;

 

 

Частота вращения вала двигателя  примем , 4АН355М4У3.

Определение частоты вращения вала приводного барабана на конвейере;

 

 

 

Исходя  из, передаточного числа выбираем редуктор червячный Ч125.

 

Таблица 3.3.1. Техническая характеристика