Автоматизация загрузки заготовок для производства детали типа ролик

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: t_o = 2 мин.

. Оценка степени подготовленности детали к автоматизированному производству

Анализ характеристик детали представлен в таблице 1.

Таблица 1.

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 t_o = 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.