Проектирование загрузочного устройства
Задание
Спроектировать устройство для
автоматической сортировки, загрузки и подачи заданной детали на фрезерную
операцию для получения лыски.
Данная деталь, представляющая собой
кольцо с отверстием на образующей поперечным сквозным, требует двойной ориентации:
по плоскости и по отверстию на образующей.
1. Оценка степени
подготовленности детали к автоматизированному производству
Проводя анализ характерных свойств
детали, которые разделяют на семь ступеней, по методическому пособию определяют
кодовый номер детали. Затем определяется категория сложности детали.
Ступень 1 - Асимметрия внутренней
конфигурации…………..4000000
Ступень 2 -
Несцепляемые……………………………………….000000
Ступень 3 - Пластинчатые
толстые………………………………20000
Ступень 4 - Круглые
прямые……………………………………..2000
Ступень 5 - Одна плоскость
симметрии…………………………700
Ступень 6 - Центральное сквозное
отверстие, гладкое…………20
Ступень 7 - Отверстие на образующей
поперечное, сквозное…5
Кодовый номер детали - 4022725
Сумма цифр кодового номера образует
сумму баллов - 22
Получаем категорию сложности детали
при автоматизации ее обработки К=3 Получаем, что для данной детали существует
высокая сложность автоматизации. Требуется тщательный анализ детали по
отдельным параметрам элементов конструкции с учетом сложности технологического
процесса и создания средств автоматизации с обоснованием экономичной
целесообразности проектно-конструкторских работ.
загрузочный автоматический фрезерный
деталь
2. Выбор и расчет
конструктивной схемы загрузочного устройства
Загрузочное устройство выбираем по
размерным характеристикам обрабатываемой детали, что является обязательным
условием при выборе загрузочного устройства. В данном случае выберем
вибробункер с вертикальным электромагнитным вибратором. Его работа основана на
движении заготовок (деталей) по лотку под действием вибраций, т.е. колебаний
малой амплитуды и большой частоты. В нем применяют гармонический закон
колебаний, который легко получается с помощью электромагнитного привода и
упругой системы (чаша с деталями крепится к основанию на пружинных подвесках,
образуя упругую систему). Заготовки перемещаются за счет одновременного
сообщения им вертикальных возвратно - поступательных движений электромагнитным
приводом и крутильных колебаний упругой системой.
Вибробункер состоит из чаши, на
внутренней поверхности которой имеется спиральный лоток, а на наружной
смонтирован приемник накопителя. Дно чаши укреплено на пружинной подвеске, в
рассматриваемой конструкции состоящей из трех цилиндрических стержней. В центре
дна чаши укреплен якорь электромагнита, установленного на массивном основании.
Зазор между якорем и электромагнитом регулируется подъемом или опусканием
последнего винтами. 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. Привод закрыт кожухом. Регулирование
производительности осуществляется изменением тока, подаваемого в электромагнит,
которое производится при помощи встроенного реостата. Регулировка частоты
собственных колебаний при постоянном усилии осуществляется путем изменением
рабочей длины подвесок, в рассматриваемой конструкции - изменением рабочей
длины круглых стержней.
Вибрационные бункерные загрузочные
устройства служат для непрерывной подачи различных видов заготовок и являются
наиболее универсальными и особенно перспективными для автоматизации
технологических процессов.
Одним из основных параметров
вибробункера является объем его рабочей полости. Найдем скорость перемещения
заготовки:
3. Проектирование
механизмов ориентации
Бункерные загрузочные устройства
состоят из бункера (емкости), механизма ориентации, предохранительного
механизма, магазина накопителя, отсекателя и питателя.
Механизмы ориентации обеспечивают
захват из емкости (бункера) и ориентацию заготовок в пространстве, но не во
времени; таким образом, заготовки выходят из механизма в определенном положении
(ориентированными), но в разные промежутки времени. Заготовки в бункере
расположены хаотически, поэтому процесс ориентации их с выдачей в заданном
положении в магазин-накопитель носит случайный характер и должен
рассматриваться с позиции теории вероятностей.
Количество известных в настоящее
время конструкций механизмов ориентации велико, но их можно объединить в два
класса: а) механизмы ориентации с захватными органами, и б) механизмы с
вибрирующими захватно-ориентирующими органами или, как их называют,
вибробункеры.
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 обрабатываемой рабочей поверхностью
горизонтально к рабочему инструменту.
Первичную ориентацию заготовки в
пространстве обеспечивает захватное устройство бункера, которое состоит из:
спирального лотка, дна чаши (укреплено на пружинной подвеске) и якоря
электромагнита (укрепленного в центре дна чаши). Зазор оказывает влияние на
скорость перемещения заготовок. Зазор между якорем и электромагнитом
регулируется подъемом или опусканием последнего винтами.
Далее, при помощи механизмов
вторичной ориентации (механизмов, использующих собственный вес заготовки),
заготовка из емкости бункера, по лотку, попадает к магазинному устройству.
На следующем этапе транспортировки и
ориентировки заготовки решается вопрос ее ориентации по времени в соответствии
с заданным циклом при помощи питательного механизма барабанного типа
(используется собственный вес заготовки).
Заготовка подается в призму и
устанавливается в ней при помощи ролика, который вращает ее до тех пор, пока
палец не попадет в ее боковую поверхность через специальное отверстие.
Максимально правильное первоначальное положение заготовки в призме обеспечивает
упор и рядом расположенное прижимное устройство.
Затем корпус приспособления
перемещается к режущему инструменту. И, в то же время, прижимное устройство
прижимает расположенную в призме заготовку к упору.
После окончания операции
фрезерования упор и палец перемещаются вниз, тем самым позволяя прижимному
устройству вытолкнуть деталь и вернуться в первоначальное положение ему и
корпусу приспособления для приема следующей заготовки.
4. Проектирование
питательного механизма
В данном случае был использован
питательный механизм барабанного типа (используется собственный вес заготовки)
- отсекательный механизм.
Барабанный отсекатель представляет
собой барабан с вырезами по форме подаваемой заготовки. При повороте такого
барабана на некоторый угол запавшая в вырез заготовка отделяется от общей массы
и передается, в то время как остальные заготовки удерживаются в магазине.
5. Расчет параметров
работы загрузочного устройства
Расчет производительности бункерного
загрузочного устройства
- цикловые потери
времени (потери времени происходящие внутри цикла)
- период рабочего
времени - время в течении которого происходят все рабочие и вспомогательные
перемещения рабочих органов. (время между выходом со станка каждой последующей
детали)
Т.к есть цикличность, то
можно определить количество деталей, производимых за единицу времени - цикловая
производительность (частота)
Найдем элементарное
перемещение заготовки за один цикл:
Где n - количество
циклов в единицу времени;- элементарное перемещение за 1 цикл;- размер
заготовки в направлении перемещения;- коэффициент разрыва между заготовками
(k=0.5…0.8);
Сделаем проверку - обеспечится
ли эта скорость бункером. Т.е
Расчет размера подводящего
лотка
По характеру движения
заготовок различают лотки-скаты и лотки-склизы. По форме продольного профиля
лотки бывают прямолинейные обычные, роликовые, изогнутые, винтовые,
зигзагообразные, специальные (змейковые, каскадные и др.).
По форме поперечного
сечения различают открытые и закрытые лотки. Закрытые применяют при
вертикальном расположении лотка, наклоне лотка под углом Свыше 100, при большей
длине заготовок и независимо от длины для заготовок типа колпачков, ступенчатых
и конических валиков так как они имеют Склонность перекашиваться. В закрытых
лотках в стенках делают смотровые щели для наблюдения за перемещением и
устранения застревания заготовок за счет лотков состоит в определении размеров
в продольном и поперечном сечениях, [наклоне лотка и скоростей перемещения
заготовок].
Высота стенок открытых
Лотков для валиков H=(0.55-0.6) R; для колец и дисков H>0.6R; для заготовок
с односторонней полостью H=(0.7-0.8) R; где R - радиус заготовки; р' - зазор,
равный 0,5-1 мм.
При расчете ширины
коробчатого открытого лотка D для заготовок исключают возможность заклинивания
в процессе перемещения, Т.е. обеспечивается надежная проходимость заготовок в
лотке, откуда
=L+p,
где L - длина заготовки;
р - допустимый зазор.
Проходимость заготовок в
лотке зависит от конфигурации торцов и контура заготовок.
Условия незаклинивания
заготовки в лотке согласно обозначениям, приняты м на рис., можно выразить как
tg
,
где а - угол переноса заготовки в лотке; р - угол трения; f - коэффициент
трения между заготовкой и стенками лотка.
,
где d - диаметр заготовки.
Если выразить cosa через tg а и
принять р = а, получим
а следовательно, ширина
лотка для заготовок с плоскими торцами
Подставив заданные значения получим:
. Разработка структурной
схемы бункерного загрузочного устройства
Заключение
В ходе выполнения домашнего задания
было в полной мере выполнено задание «выбор загрузочного устройства для
автоматизации фрезерной операции». Разработан механизм ориентации, подачи и
закрепления заготовки в рабочей зоне станка, проведены необходимые расчеты для
определения геометрических параметров и проведен анализ пригодности всего
механизма. Полученная схема годна к использованию и обеспечивает выполнение
всех предъявляемых к обработке требований. Позволяет автоматизировать процесс
фрезерования в партии однотипных деталей, снижая при этом время обработки, что
позволит говорить о снижении себестоимости изготовления одной детали.
Список литературы
1. М.И. Евстигнеев «Автоматизация технологических процессов
в авиадвигателестроении», М 1982; 210 с.
2. А.Н. Малов, Ю.В. Иванов «Основы автоматики и
автоматизация производственных процессов», М 1974; 368 с.