Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > станки
Название:
Разработка РТК на базе станка мод.16К20Ф3, напольного ПР и ТНС для обработки наружного диаметра и внутренних поверхностей детали

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: станки

Цена:
1 грн



Подробное описание:

Содержание курсового проекта
1 Задание………………………………………………………………………………..
2 Станок токарный патронно-центровой с числовым программным управлением модели 16К20Ф3……………………………….………………………………………………
2.1 Назначение и конструктивные особенности……………………….……………..
2.2 Описание кинематической схемы…………………………………………............
2.3 Техническая характеристика токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3…………………………………………………………………………..…
3 Выбор метода получения заготовки……………………………………………….
4 Выбор способов механообработки………………………………………………….
5 Выбор режущего инструмента……………………………………………………...
6 Расчет режимов резания и разработка технологических наладок…………….
7 Выбор конструкции промышленного робота и расчет схвата руки ПР………
7.1 Анализ исходных данных для выбора модели промышленного робота…….....
7.2 Промышленный робот типа «Универсал-5»………………………….…………..
7.3 Выбор типа захватного устройства и расчет схвата руки промышленного робота…………………………………………………………..……………………………
8 Вид транспортно-накопительной системы……………….……………………... …
8.1 Магазин-накопитель с зигзагообразным лотком………………….……………
8.2 Расчет параметров накопителя…………………………………..………………
9 Список литературы………………………………………………...…………...………

 

 

 

 


Введение
Металлорежущие станки являются основным оборудованием машиностроительных заводов. Одним из главных направлений средне- и мелкосерийного производства является применение станков с ЧПУ. Расширение области применения станков с ЧПУ происходит одновременно с совершенствованием УЧПУ и самих станков.
Станки с ЧПУ обладают наибольшей гибкостью, быстротой переналадки. Это станки, управляемые системами, задающими программу, работают в алфавитно-цифровом коде. Программа может быть записана на программоносителях в виде перфоленты, перфокарты, магнитной ленты, дисков.
Станки с ЧПУ обеспечивают высокую производительность и точность обработки перемещений, задаваемых программой. Конструкция станков с ЧПУ обеспечивает совмещение различных видов обработки (точение-фрезерование, обработка резанием – контроль и т. д.), удобство загрузки заготовок, выгрузки деталей. Повышение точности обработки достигается повышением точности изготовления и жёсткостью станка, превосходящей жёсткость универсальных станков. Приводы станков с ЧПУ обеспечивают высокое быстродействие.
Освоение нового оборудования с ПУ и его настройка требуют широких знаний оператора и наладчика. Наладчик должен уметь выявлять недочёты в УП, корректировать их, добиваясь при минимальных затратах времени наилучших результатов по точности и производительности при обработке детали. Наладка оборудования с ПУ является одним из основных и ответственных этапов.
В данной курсовой работе рассматривается станок модели 16К20Ф3 с подробным описанием работы станка, а также приводятся экономические расчёты применения не только станков с ПУ, но и универсального оборудования, работающего на оптимальных режимах резания, с инструментами из новых инструментальных материалов, что позволило уменьшить себестоимость изготовления деталей, обрабатываемых на участке, повысить производительность труда за счёт правильной организации рабочего места, соблюдения всех требований по эксплуатации используемого оборудования и т.д.


1. Общие сведения токарного патронно-центрового станка 16К20Ф3
1.1. Назначение станка

Одним из наиболее распространенных токарных станков с числовым программным управлением является станок модели 16К20Ф3. Станок выпускается на базе станка 16К20 для центровых и несложных патронных работ, предназначен для токарной обработки в замкнутом полуавтоматическом цикле наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым или криволинейным профилем, включая нарезание различных резьб.
Станки применяются в индивидуальном, мелкосерийном и серийном производстве с мелкими повторяющимися партиями деталей.
Класс точности станка – П
1.2. Назначение и конструктивные особенности.

Станок предназначен для обработки деталей из штучных заготовок с зажимом в механизированном патроне и поджимом при необходимости центром, установленном в пиноли задней бабки с механизированным перемещением пиноли. Обработка может выполнятся в один или несколько проходов в замкнутом полуавтома¬тическом цикле наружных и внутренних поверхно¬стей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями различной сложности, включая нарезание крепежных резьб.
Класс точности П, шероховатость обработанной поверхности до Ra 1,25 мкм.

2.2. Техническая характеристика токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3.
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм 220
Наибольшая длина установленного в центрах изделия, мм 1000
Наибольшая длина обработки, мм 905
Диаметр отверстия в шпинделе, мм 53
Частота вращения шпинделя (бесступенчатое регулирование), мин-1 20-2240
Пределы частот вращения шпинделя, устанавливаемые вручную, мин-1
1 диапазон 20-235
2 диапазон 63-900
3 диапазон 160-2240
Скорость быстрых ходов, мм/мин (продольное) 7500
Перемещение суппорта на 1 импульс, мм
Продольного 0,01
Поперечного 0,005
Пределы шагов нарезаемых резьб, мм 0,01-40,95
Количество позиций в инструментальной головке 6

2.2. Устройство ЧПУ.
Станок оснащен УЧПУ типа 2Р22 с вводом программы с клавиатуры, магнитной кассеты или при подключении внешнего фотосчитывающего устройства с перфоленты. На УЧПУ 2Р22 программа визуализируется на буквенно-цифровом экране блока отражения символьной информации.

2.3. Основные узлы и движения в станке.
Станок оснащен контурной системой управления типа «4СКFF» и регулируемыми асинхронными двигателями с частотным регулиро¬ванием главного движения и постоянного тока движения подач. Программа перемещений инструмента, уп¬равление приводами и вспомогательные команды вводятся в память системы управления с клавиатуры пульта управления или магнитной ленты и могут корректироваться с по¬мощью клавиатуры и проверяться на экране бук¬венно-цифровой визуализацией


Основные узлы токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3 в комплекте с транспортером по уборке стружки изображены на Рисунке 1:
1 - основание; 2 - станина; 3 - суппортная группа (продольный и поперечный суппорты); 4 - передача винт-гайка качения (ВГК) продольного перемещения; 5 - патрон механизированный с электромеханическим приводом; 6 - ограждение подвижное; 7 - бабка шпиндельная; 8 - головка револьверная шести позиционная автоматическая; 9 - бабка задняя; 10 - электромеханический привод пиноли задней бабки; 11 – транспортер по удалению стружки; 12 – тара для стружки; 13 – система подачи СОЖ.

Рис.1.Основные узлы токарного станка с ЧПУ мод.16К20Ф3
Основание станка 1 представляет собой же¬сткую отливку с окном для схода стружки и проёмом для установки транспортера удаления стружки, который устанавливается с правой стороны. На основании устанавливаются станина 2, электродвигатель главного движения, станция смазки направляющих суппортной группы и шпин¬дельной бабки.
Станина 2 станка имеет коробчатую форму с поперечными ребрами П-образного профиля. На станине 2 станка устанавливаются шпиндельная бабка 7, с приводом главного движения с механизированным трех кулачковым патроном 5 имеющем с электромеханический привод зажима, за¬каленные шлифованные направляющие по которым перемещаются задняя бабка и суппортная группа.
Суппортная группа 3 состоит из продольного и поперечного суппортов. Продольный суппорт осуществляет продольное движение подачи по передней плоской и задней неравнобокой призматической направляющим. Продольное перемещение осуществляется через передачу винт-гайка 4. Поперечный суппорт (каретка) с револьверной автоматической головкой 8 (поворотным резцедержателем) перемещается по неравнобокой призматической передней и плоской задней направляющим, осуществляя поперечное движение подачи. Рабочие поверхности продольных и поперечных на¬правляющих суппортной группы покрываются антифрикционным составом, например УП5221. Антифрикционное покрытие обеспечивает постоянство коэффициента трения при малых и высоких скоростях рабочих перемещений, что способствует повышению точности позиционирования, стабильности и точности обработки.
На станке используется автоматическая универсальная револьверная шести позиционная головка 8 с горизонтальной осью поворота и инструментальным диском на шесть радиальных или осевых инструмента установленная на поперечном суппорте станка. Сверху в головке предусмотрен кран регулирования подачи СОЖ, поворачиваемый при наладке станка.

Задняя бабка 9 перемещается в продольном направлении по передней плоской и задней неравнобокой призматической направляющим. Выдвижение пиноли задней бабки осуществляется от электромеханического привода 10.
Для облегчения перемещения задней бабки по станине и предотвращения износа направляющих применяется пневмооборудование, которое служит для создания воздушной подушки. Пневмооборудование подключается к цеховой сети подачи сжатого воздуха.
Ограждения: неподвижное – щитового типа со съёмными щитками с задней стороны и подвижное 6 - с прозрачным экраном для наблюдения, с передней стороны, закрывают зону резания.
На станке для встраивания в РТК перемещение ограждения осуществляется в автоматическом цикле при помощи гидромотора, на валу которого установлена шестерня, передающая движение рейке, закрепленной на ограждении. С целью контроля положения ограждения установлены конечные выключатели, которые дают сигналы для работы станка в автоматическом цикле с роботом. В крайних положениях огражде¬ния предусмотрено замедление перемещения.
Дополнительно станок оснащается:

- приводом перемещения пиноли с контролем ее по¬ложения. Для этого на задней бабке установлены конечные выключатели, которые срабатывают при перемещении пиноли и дают сигналы о поло¬жении пиноли в автоматическом цикле работы станка с роботом;
- патроном автоматизированным 5 с электроме¬ханическим приводом и бесконтактным контролем зажима;
- транспортером 11 для уборки стружки с устройством по очистке СОЖ и тарой 12 для сбора стружки. На станке также установлена система подачи СОЖ 13.


2. Кинематическая схема станка16К20Ф3

2.1. Описание кинематической схемы.
Главное движение – вращение шпинделя осуществляется от частотно-регулируемого асинхронного электродвигателя М1 с диапазоном регулирования постоянной мощности (N= 10квт) и частот вращения (1500 - 4500 об/мин).
Передача вращения от электродвигателя на первый вал шпиндельной бабки осуществляется через клиноременную передачу со шкивами
D =115мм –D=257мм, АКС вал ІІІ и вторую клиноременную передачу со шкивами D=200мм –D=280мм . На станке установлена шпиндельная бабка, имеющая три диапазона регулирования скоростей вращения с соотношениями :
1,25:1, 1:2, 1:5,8, переключаемых с помощью электромагнитных муфт работающих по программе обработки от СУ.

Рис.2 Кинематическая схема станка 16К20Ф3.
Продольная подача каретки осуществляется от асинхронного электродвигателя с частотным регулированием и редуктором (передаточное отношение 1:1). Привод продольного перемещения включает шарико-винтовую передачу винт-гайка качения (ВГК), опоры винта, а также датчик обратной связи, встроенный в асинхронный электродвигатель.
Поперечная подача суппорта осуществляется от асинхронного электродвигателя с частотным регулированием и редуктором (передаточное отношение 1:1). Привод поперечного перемещения включает шарико-винтовую передачу винт-гайка качения (ВГК), опоры винта, а также датчик обратной связи, встроенный в асинхронный электродвигатель.
3. Заготовка и деталь
Выбор метода получения заготовки.

В качестве метода получения заготовки выбираем штамповку на горизонтально-ковочной машине. Данный метод предназначен для получения заготовок массой до 30кг предпочтительно формы тела вращения, полых, со сквозными или глухими отверстиями, фланцами и выступами.

Припуски и допуски на штампованные заготовки регламентированы ГОСТ 7505-83. Используя методические указания [7], с учетом массы и размеров заготовки принимаем:

- величина припуска на сторону 2,3 мм;
- штамповочные уклоны наружные 5˚, внутренние 7˚;
- радиусы скруглений наружные 2,5 мм, внутренние 7,5 мм.

Эскизы заготовки с обработанной и необработанной наружной поверхностью представлены соответственно на листах 1 и 2

Массу заготовки рассчитаем по формуле:

m=ρ·V=7850·0,33·10-3=2,6 кг,

где ρ=7850 кг/м3 плотность стали 40,
V=0,33·10-3 м3 объем заготовки, рассчитанный как сумма элементарных объемов.

 

 


4. Выбор способов механообработки.

Способы обработки выбираем, ориентируясь на заданные показатели качества детали. По заданию, для внутренних поверхностей обрабатываемой детали должны быть получены следующие характеристики:
- шероховатость Ra=2,5мкм и Ra=6,3мкм, точность соответствующую 10 и 12 квалитету.
Чтобы определить необходимые виды механообработки, воспользуемся таблицей №5 со страницы 11 справочника [1].

Точность и качество поверхности при обработке отверстий:
Растачивание черновое Ra=25-1,6мкм Квалитет размера допуска 13-11
Растачивание чистовое Ra=6,3-0,4мкм Квалитет размера допуска 10-8

Следовательно, для гарантированного достижения нужных характеристик, нужно выполнить черновое и чистовое растачивание (чистовое растачивание только для поверхностей с заданной шероховатостью 2,5мкм).


5. Выбор режущего инструмента.

Материал заготовки – Сталь 40. При обработке деталей из сталей рекомендуется использовать твердый сплав титановольфрамовой группы.
Выбор инструмента был осуществлен по каталогам фирмы Sandvik Coromant

Инструмент Т1
Отрезной резец с пластинкой из быстрорежущей стали, подрезка торца, крепление винтом T-MAX S, соединение для крепления прямоугольного хвостовика. Державка SCLCR 0808D06, правое исполнение. Пластина CCMT 06 02 08-WF. Марка твердого сплава пластины: Т15К6.

 

 

 

 

 


Инструмент Т2

Для чистового и чернового растачивания выбираем сплав марки Т15К6. Этот сплав отлично подходит для обработки любых поверхностей, за исключением тонкой обточки и расточки, обеспечивает хорошую точность обработки и обладает достаточной твердостью, подходит для чернового точения без резко выраженной ударной нагрузки.
Для чернового и чистового растачивания отверстия используем расточной резец с механическим креплением ромбической пластины с углом при вершине 55˚ (крепление пластины винтом по конической фаске).
Главный угол в плане φ=107,5˚, минимальный диаметр растачиваемого отверстия Dmin=25мм, диаметр державки резца d=40мм, длина державки l=300мм, f=27мм

Резец расточной для черновой и чистовой обработки внутренних поверхностей


Расточной резец CoroTurn 107

 

 


Инструмент Т3

Точение, Наружная обработка - Продольное точение,
Треугольная пластина - главный угол в плане 93°, Крепление винтом T-MAX S, Соединение для крепления прямоугольного хвостовика.
Державка резца токарного проходного

 

 

 

 

 

 

 

Пластина для точения с радиусом закругления при вершине 0,8мм. Марка сплава: Т15К6. Исполнение резца левое, наименование по каталогу Sandvik Coromant:
TCMT 11 02 08-UF 4215

Инструмент Т4
Марка твердого сплава пластины: Т15К6.
Для прорезания канавок выбираем отрезной резец с механическим креплением

 

 

 

 

 

6. Расчетная часть

6.1 Расчет режимов резания
Установка I
Переход 1. Подрезание торца

1) Расчет длины рабочего хода :

– длина резания;
(по табл.) – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
– дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали;
.
2) Назначение подачи на оборот шпинделя станка ( ):
.
3) Определение стойкости инструмента по нормативам ( ):

(по табл.) – стойкость машинной работы станка;
– коэффициент времени резания;
.

4) Расчет скорости резания (v) и числа оборотов шпинделя в минуту (n):

(по табл.);
(по табл.) – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от вида обработки;
;


. Принимаем

5) Расчет основного машинного времени обработки ( ):

.

Переход 2 . Черновое растачивание поверхности I.

Деталь обрабатывается на станке с двух сторон, обозначения обрабатываемых поверхностей показаны на рисунке 3

Рис.3 Поверхности для механообработки.

Последовательность обработки следующая: черновое точение поверхностей I, II; чистовое точение поверхности I; переворот детали; черновое и чистовое точение поверхности III. Расчет режимов обработки для каждой операции приведен ниже.

• Глубина резания t=1мм, количество проходов i=4
• Длина рабочего хода суппорта:
Lpx=Lрез+y=10·4+3=43 мм,
где Lрез=40 мм -длина резания;
y=yврез+ yподв+ yп=3мм-см. Приложение 3, стр.300 справочника [4].

• Подача суппорта на оборот шпинделя:
S0=0,3 мм/об - см. карту Т2, стр.23 справочника [4].
• Стойкость резца:
Тp=Тм·λ,
где Тм =50мин-для одноинструментальной обработки;
принимаем Тp≈ Тм=50 мин.
• Скорость резания:
V=Vтабл·К1·К2·К3= 120·0,9·1,55·0,85=143м/мин,

где Vтабл=120м/мин, подбирается по карте Т4 стр.29 справочника [4], исходя из глубины резания, величины подачи, параметров резца и обрабатываемого материала;
К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;
К2-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К2=1,55;
К3-коэффициент, зависящий от вида обработки, К3=0,85.

Частота вращения шпинделя:
n=1000V/(πd)=1000·143/(3,14·46)=986 об/мин.
Уточненная частота вращения шпинделя по плану скоростей станка:
n=1000 об/мин.
Уточненная скорость резания:
V= πdn/1000=3,14·46·1000/1000=145 м/мин.

• Основное машинное время:
tM2= Lpx/ S0·n= 43/0,3·1000=0,15 мин.

Переход 3 . Черновое растачивание поверхности II.

• Глубина резания t=2мм, количество проходов i=1.
• Длина рабочего хода суппорта:
Lpx=Lрез+y=30·1+3=33 мм,
где Lрез=30мм-длина резания;

y=yврез+ yподв+ yп=3мм-см. Приложение 3, стр.300 справочника [4].

• Подача суппорта на оборот шпинделя:
S0=0,25 мм/об- см. карту Т2, стр.23 справочника [4],
рекомендуемую по справочнику подачу уменьшаем из-за неравномерности припуска на обработку и с целью получения малой шероховатости.
• Стойкость резца:
Тp=Тм·λ,
где Тм =50мин-для одноинструментальной обработки;
→принимаем Тp≈ Тм=50 мин.
• Скорость резания:
V=Vтабл·К1·К2·К3= 130·0,9·1,55·0,85=143 м/мин,
где Vтабл=120м/мин, подбирается по карте Т4 стр.29 справочника [4], исходя из глубины резания, величины подачи, параметров резца и обрабатываемого материала;
К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;
К2-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К2=1,55;
К3-коэффициент, зависящий от вида обработки, К3=0,85.

Частота вращения шпинделя:
n=1000V/(πd)=1000·143/(3,14·60)=760 об/мин.
Уточненная частота вращения шпинделя по плану скоростей станка:
n=750об/мин.
Уточненная скорость резания:
V= πdn/1000=3,14·60·750/1000=141 м/мин.

• Основное машинное время:
tM3= Lpx/ S0·n= 33/0,25·750=0,18 мин.

Переход 4 . Чистовое растачивание поверхности II.

• Глубина резания t=0,5мм, количество проходов i=1.
• Длина рабочего хода суппорта:
Lpx=Lрез+y=30+3=33мм,
где Lрез=30мм-длина резания;
y=yврез+ yподв+ yп=3мм-см. Приложение 3, стр.300 справочника [4].

• Подача суппорта на оборот шпинделя:
S0=0,2 мм/об- см. карту Т2, стр.23 справочника [4].
• Стойкость резца:
Тp=Тм·λ,
где Тм =50мин-для одноинструментальной обработки;
→принимаем Тp≈ Тм=50 мин.
• Скорость резания:
V=Vтабл·К1·К2·К3= 130·0,9·1,55·0,85=154 м/мин,
где Vтабл=130м/мин, подбирается по карте Т4 стр.29 справочника [4], исходя из глубины резания, величины подачи, параметров резца и обрабатываемого материала;
К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;
К2-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К2=1,55;
К3-коэффициент, зависящий от вида обработки, К3=0,85.

Частота вращения шпинделя:
n=1000V/(πd)=1000·154/(3,14·60)=820 об/мин.
Уточненная частота вращения шпинделя по плану скоростей станка:
n=850об/мин.
Уточненная скорость резания:
V= πdn/1000=3,14·60·850/1000=160 м/мин.

• Основное машинное время:
tM4= Lpx/ S0·n= 33/0,2·850=0,19 мин.

Переход 5. Точение контура

1)Расчет длины рабочего хода ( ):
• Глубина резания t=2 мм, количество проходов i=1.

– длина резания;
(по табл.) – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
– дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали;
.

2) Назначение подачи на оборот шпинделя станка ( ):
.

3) Определение стойкости инструмента по нормативам ( ):

(по табл.) – стойкость машинной работы станка;
– коэффициент времени резания;
.

4) Расчет скорости резания (v) и числа оборотов шпинделя в минуту (n):

(по табл.);
(по табл.) – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от вида обработки;
;

 

. Принимаем

5) Расчет основного машинного времени обработки ( ):

.

Переход 6. Точение канавки

1)Расчет длины рабочего хода ( ):


– длина резания;
(по табл.) – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
– дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали;
.


2) Назначение подачи на оборот шпинделя станка ( ):
.
3) Определение стойкости инструмента по нормативам ( ):

(по табл.) – стойкость машинной работы станка;
– коэффициент времени резания;
.

4) Расчет скорости резания (v) и числа оборотов шпинделя в минуту (n):

(по табл.);
(по табл.) – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от вида обработки;
;


. Принимаем

5) Расчет основного машинного времени обработки ( ):

.

Установка II

Переход 7. Подрезка торца

1) Расчет длины рабочего хода ( ):

– длина резания;
(по табл.) – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
– дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали;
.

 

2) Назначение подачи на оборот шпинделя станка ( ):
.
3) Определение стойкости инструмента по нормативам ( ):

(по табл.) – стойкость машинной работы станка;
– коэффициент времени резания;
.

4) Расчет скорости резания (v) и числа оборотов шпинделя в минуту (n):

(по табл.);
(по табл.) – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
(по табл.) – коэффициент, зависящий от вида обработки;
;


. Принимаем

5) Расчет основного машинного времени обработки ( ):

Переход 8. Черновое растачивание поверхности III

Черновое растачивание поверхности III.

• Глубина резания t=2мм, количество проходов i=1.
• Длина рабочего хода суппорта:
Lpx=Lрез+y=30+3=33 мм,

где Lрез=30 мм-длина резания;
y=yврез+ yподв+ yп=3мм-см. Приложение 3, стр.300 справочника [4].

• Подача суппорта на оборот шпинделя:
S0=0,25мм/об- см. карту Т2, стр.23 справочника [4].


• Стойкость резца:
Тp=Тм·λ,
где Тм =50мин-для одноинструментальной обработки;
, принимаем Тp≈ Тм=50 мин.
• Скорость резания:
V=Vтабл·К1·К2·К3= 120·0,9·1,55·0,85=143 м/мин,
где Vтабл=120м/мин, подбирается по карте Т4 стр.29 справочника [4], исходя из глубины резания, величины подачи, параметров резца и обрабатываемого материала;
К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;
К2-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К2=1,55;
К3-коэффициент, зависящий от вида обработки, К3=0,85.

Частота вращения шпинделя:
n=1000V/(πd)=1000·143/(3,14·60)=760 об/мин.
Уточненная частота вращения шпинделя по плану скоростей станка:
n=750об/мин.
Уточненная скорость резания:
V= πdn/1000=3,14·60·750/1000=141 м/мин.

• Основное машинное время:
tM8= Lpx/ S0·n= 33/0,25·750=0,176 мин.

Переход 9. Чистовое растачивание поверхности III

• Глубина резания t=0,5мм, количество проходов i=1.
• Длина рабочего хода суппорта:
Lpx=Lрез+y=30+3=33 мм,
где Lрез=30мм-длина резания;
y=yврез+ yподв+ yп=3мм-см. Приложение 3, стр.300 справочника [4].

• Подача суппорта на оборот шпинделя:
S0=0,2 мм/об- см. карту Т2, стр.23 справочника [4].
• Стойкость резца:
Тp=Тм·λ,
где Тм =50мин-для одноинструментальной обработки;
принимаем Тp≈ Тм=50 мин.
• Скорость резания:
V=Vтабл·К1·К2·К3= 130·0,9·1,55·0,85=154 м/мин,
где Vтабл=130м/мин, подбирается по карте Т4 стр.29 справочника [4], исходя из глубины резания, величины подачи, параметров резца и обрабатываемого материала;

К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;
К2-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К2=1,55;
К3-коэффициент, зависящий от вида обработки, К3=0,85.

Частота вращения шпинделя:
n=1000V/(πd)=1000·154/(3,14·60)=820 об/мин.
Уточненная частота вращения шпинделя по плану скоростей станка:
n=850об/мин.
Уточненная скорость резания:
V= πdn/1000=3,14·60·850/1000=160 м/мин.
• Основное машинное время:
tM9= Lpx/ S0·n= 33/0,2·850=0,194 мин.

Общее машинное время на обработку детали:
tΣ= tM1+ tM2+ tM3+ tM4+ tM5+ tM6 +tM7+ tM8+tM9+tвсп =0,095+0,15+0,18+0,19+0,20+0,058 +0,117+0,176+0,194=1,36мин

7. Выбор конструкции промышленного робота и расчет схвата руки ПР.

7.1. Анализ исходных данных для выбора модели промышленного робота.

Основными показателями для выбора модели промышленного робота являются:
1) Грузоподъемность.
Для определения требуемой грузоподъемности ПР нужно рассчитать массу объекта манипулирования, т.е. заготовки. В нашем случае масса заготовки равна 2,6 кг.
Следовательно, нужно выбрать ПР легкой серии с максимальной грузоподъемностью 5 кг.

2) Число степеней подвижности и система координат:
Для выполнения загрузочно-разгрузочных операций станка робот должен иметь возможность:
1-поворота руки относительно вертикальной оси, чтобы обеспечить перемещение заготовки от накопителя к станку;
2-выдвижения руки относительно горизонтальной оси, чтобы перемещать заготовку непосредственно к шпинделю станка;
3-подъема руки вдоль вертикальной оси, чтобы компенсировать возможную разницу высот расположения заготовок в накопителе и шпинделя станка;
4-возможность поворота кисти манипулятора вокруг горизонтальной оси, для переворота заготовки.
Следовательно, искомый ПР должен иметь не меньше четырех степеней подвижности руки, возможность поворота кисти руки вокруг горизонтальной оси и работать в полярной цилиндрической системе координат.

 

7.2. Промышленный робот типа «Универсал-5».

В качестве манипулятора для разрабатываемого РТК выбираем промышленного робота модели «Универсал-5», который удовлетворяет всем требованиям, обоснованным выше.
Многоцелевые роботы типа «Универсал-5» применяются для автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, обслуживания различного технологического оборудования, межоперационного транспортирования объектов обработки и выполнения других вспомогательных операций.
Исполнительным механизмом ПР является манипулятор, который обеспечивает установку в пределах рабочей зоны захватного механизма-схвата. Манипулятор имеет четыре степени подвижности руки 1 в сферической системе координат, которые реализуются механизмами:
-поворота 2 относительно оси II-II,
-выдвижения 3, руки 1 относительно оси III-III,
-поворота 4 руки относительно вертикальной оси I-I,
-подъема 5 руки вдоль оси I-I.
Две степени подвижности рабочего органа-схвата 7 создают механизмы 6 вращения кисти руки относительно ее продольной оси III-III и поперечной оси IV-IV.


Рис. 4 Внешний вид робота «Универсал 5»

Установочные перемещения руки осуществляются помощью элек¬тромеханических следящих приводов, а ориентирующие движения кисти руки и зажим - разжим схвата — пневмоцилиндрами.
ПР комплектуется певмоблоком, блоком тиристорных электроприводов и устройством программного управления.
Пневмоблок регулирует подачу сжатого воздуха из заводской сети и блокирования работы манипулятора при падении давления ниже до¬пустимого.
Блок тиристорных электроприводов, формирует управляющие на¬пряжения в якорной цепи электродвигателей постоянного тока.
Устройство программного управления позиционного типа имеет возможность записи программы в режиме обучения (по первому цик¬лу) и формирует управляющие сигналы, а также техноло¬гические команды управления циклом работы манипулятора и обслу¬живаемого оборудования.
Техническая характеристика робота «Универсал 5»

1. Грузоподъемность 5 кг
2. Число степеней подвижности 6
3. Наибольшая величина перемещения:
– вокруг вертикальной оси I-I 340
– вдоль оси I-I 400 мм
– вдоль горизонтальной оси III-III 630 мм
– вокруг вертикальной оси II-II 240
– вокруг оси III-III 180
– вокруг оси IV-IV 180
4. Наибольшая скорость:
– вокруг оси I-I поворота. 84/с
– вертикального хода руки вдоль оси I-I 0,27 м/с
– выдвижение руки вдоль оси III-III 1.08 м/с
– поворота руки вокруг оси II-II 132/c
5. Точность позиционирования 1 мм
6. Масса 690 кг

7.3. Выбор типа захватного устройства и расчет схвата руки промышленного робота.

Учитывая тип и габариты объекта манипулирования (короткое тело вращения небольшого диаметра-75мм и массы-2,6кг), выбираем быстросменное зажимное устройство, с губками в форме призмы.
Хвостовик 1 схвата унифицированного типа крепится в шпинделе 2 кисти руки при помощи замка и фиксатора, который входит в паз на фланце 3. В расточке корпуса 1 установлен поршень 4, который перемещается под действием тяги 5, связанной с головкой 6 механизма привода. К поршню 4 с помощью пальцев крепятся рычаги 7 и 8 шарнирного параллелограмма, на длинном плече 9 которого винтами закреплены сменные губки.
Максимальный диаметр объекта манипулирования 170мм.

Рис.5 Захватное устройство ПР.

Механизм зажима/разжима схвата робота работает от пневмоцилиндра. Необходимо рассчитать силу и давление, которое необходимо создать в пневмосистеме для того, чтобы деталь (заготовка) не выпала из схвата.

Расчет захватного устройства включает:
-расчет сил, действующих в местах контакта заготовки и губок;
-определение усилий привода;
-расчет пневмоцилиндра.

 

Расчет сил, действующих в местах контакта заготовки и губок:
В используемом захватном устройстве деталь поддерживается губками, силы трения мало влияют на удержание детали.
Схема и формулы для расчета приведены ниже:


Рис.6 Расчетная схема для определения сил в местах контакта губок и заготовки.

N1=Rn·sinα2/sin(α1+ α2), N2=Rn·sinα1/sin(α1+ α2)
где Ni – нормальная сила для i-ой точки контакта;
Rn-сила, действующая на губки; αi-угол контакта губки с заготовкой.
Сила Rn в данном случае равна силе тяжести: Rn=mg=2,6·9,8=25,5H. Величины углов контакта определим по чертежу: α1=α2=30˚.
Тогда:
N1=N2=25,5·0,5/0,866=14,43Н

Определение усилий привода:

Усилие Р, развиваемое на исполнительном звене привода, зависит от требуемой силы F захватывания детали и выбранной кинематической схемы передаточного механизма. Расчетная схема для усилия привода показана на рисунке 9.

Рис.7 Расчетная схема для определения усилия привода.

 

Сила F равна:
F=Ni·cosαi=14,43·0,866=12,5H

Плечи сил F и Р равны соответственно 117мм и 85мм. Отсюда, величина усилия привода равна:
Р = F·117/85=17,5H

Расчет пневмоцилиндра:
Dпоршня , мм dштока , мм
50 18
100 25
125 32
160 40
200 50

Выберем из таблицы D = 0,05 м, d = 0,018 м.
Площади левой части S1 и правой части S2 гидроцилиндра:


Примем давление в левой части пневмоцилиндра P1 = 5 Атм, а в правой части
P2 = 1 Атм.
Баланс сил определяется соотношением:
,
где k = 0.9 – эмпирический коэффициент, учитывающий потери на трение поршня о стенки пневмоцилиндра.

Усилие цилиндра Рц=732 Н, что больше силы удержания заготовки в схвате Р=17,5 Н. Значит выбранные значения диаметров поршня и штока
D = 0,05 м, d = 0,018 м выбраны верно.

8. Вид транспортно-накопительной системы.
8.1. Магазин-накопитель с зигзагообразным лотком.

В качестве накопителя заготовок используем автоматический магазин с зигзагообразным лотком-скатом. Преимущества использования магазина состоит в том, что детали находятся в ориентированном виде, не подвергаются порче внешней поверхности. Такой вид накопителя достаточно емкий и может обеспечить работу в автоматическом режиме в течение половины рабочей смены и даже дольше.
Магазин дополнительно снабжают подъемным устройством, для поднятия заготовок на высоту уровня шпинделя станка и подачи их под схват руки робота.
Общий вид накопителя представлен на рисунке 10.


Рис.8 Общий вид магазина-накопителя заготовок.

Заготовки 1 загружаются в лоток-приемник 2. Далее под действием силы тяжести заготовки перемещаются самотеком по зигзагообразному лотку 3, приваренному к корпусу 4. В нижней части лотка 3 установлен рычаг 5, который служит для поштучной подачи заготовок из накопителя в подъемное устройство 6. В подъемном устройстве образуется запас заготовок, который остается постоянным, благодаря работе отсекателя 7.

В верхней части подъемного устройства установлен лоток 8, который служит для подачи заготовок под схват руки робота.
В лотке 8 выполнен специальный паз, соответствующий форме и размерам захватного устройства, который позволяет манипулятору захватывать заготовку непосредственно из лотка, не выполняя ее дополнительную переориентацию.
Рис.10 Схема захвата и извлечения заготовки из лотка.

Рис.9 Паз для облегчения захвата заготовки.

Для накопления уже обработанных деталей используем аналогичный магазин Этот магазин также оснащен подъемным устройством, которое служит для поднятия деталей с уровня шпинделя станка на уровень загрузочного лотка магазина.
Обработанные детали загружаются в лоток 2 и скатываются в нижнюю часть магазина-накопителя. Рычаг 5 постоянно закрыт.

Рис.11 Общий вид магазина-накопителя готовых деталей.

 

 

8.2 Расчет параметров накопителя.
8.2.1 Расчет необходимой емкости накопителя.
Длина лотка рассчитывается, исходя из заданной производительности РТК, т.е. необходимого количества деталей при разовой загрузке, и геометрических размеров деталей.
Для определения необходимой производительности, рассчитываем время обработки единицы продукции (штучное время):
tШТ = tМ+ tВСПОМ ,
где tМ=1,36 мин - время механообработки, tВСПОМ - время вспомогательных операций.

Время вспомогательных операций для обрабатываемой детали складывается из:
1-время поворота робота от станка к накопителю, ориентировочно на угол 90˚ (только для первой детали)
tВ1=1сек;
2-зажим роботом заготовки tВ2=1сек;
3-поворот робота от накопителя к станку tВ3=tВ1=1сек;
8-ввод руки робота в рабочую зону станка (ход 450 мм) tВ4=0,5сек;
5-закрепление детали в патроне tВ5=1сек;
6-разжатие схвата и отвод руки манипулятора из рабочей зоны станка tВ6=1,5сек;
7-поворот револьверной головки на один шаг, для смены инструмента после черновой обработки tВ7=1сек;
8-ввод руки робота в рабочую зону станка, захват заготовки, разжатие патрона и одновременно поворот револьверной головки на один шаг tВ8=2,5сек;
9-переворот детали на 180˚ tВ9=2сек;
10- закрепление детали в патроне, разжатие схвата и отвод руки манипулятора из рабочей зоны станка tВ10=2,5сек;
11-поворот револьверной головки на один шаг, для смены инструмента после черновой обработки поверхности III tВ12=1сек;
12-поворот револьверной головки на один шаг, для смены инструмента после чистовой обработки поверхности III tВ13=1сек;
13- ввод руки робота в рабочую зону станка, захват заготовки, разжатие патрона tВ13=2,5сек;
14- отвод руки манипулятора из рабочей зоны станка, поворот робота от станка к накопителю, разжатие схвата tВ14=2,5сек.
tВСПОМ=1·7+2,5·4+0,5+1,5+2=21сек=0,35мин,
tШТ = tМ+ tВСПОМ=1,36+0,35=1,71мин.

Зная штучное время, определяем количество деталей, которые могут быть обработаны за пол смены (4часа=240мин):
N=240/1,71=140,3шт.
Чтобы скорректировать возможную погрешность вычисления, принимаем необходимый запас деталей равным 140шт.

 

8.2.2 Расчет параметров лотка.
Чтобы компенсировать перепад диаметров заготовки, используем профильный закрытый лоток . Высота лотка h=90мм, величина зазора на сторону ∆=1,5мм.

Рис.12 Лоток-скат профильный.

Учитывая, что максимальный диаметр заготовки равен 82мм, рассчитываем минимально необходимую длину лотка:
Lmin=140·82=11480мм.
Угол наклона лотка β должен быть больше угла трения, кроме того величину угла наклона выбирают исходя из необходимой скорости перемещения заготовки. Для чистых стальных лотков и заготовок с малой шероховатостью рекомендуется выбирать угол наклона лотка 5…7˚. Угол наклона принимаем равным β=7˚.
Радиус скруглений выбираем из соображения свободного прохода заготовок. R=150мм.

Рис.13 Расчетная схема магазина-накопителя.

Высоту и ширину магазина принимаем равными соответственно Н=2000мм, В=1600мм.
Тогда длина прямолинейной части лотка будет равна:

Где N=5-количество звеньев зигзага; b=B-2R.

 

Список использованной литературы

1. Косилова А. Г. Мещеряков Р. К. Справочник технолога-машиностроителя. Машиностроение, 1985. т. 1
2. Косилова А. Г. Мещеряков Р. К. Справочник технолога-машиностроителя. Машиностроение, 1985. т. 2
3. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы. Справочник. Машиностроение, 1988.
4. Барановский Ю. В. Режимы резания металлов. НИИТавтопром, 1995.
5. Станки с программным управлением и промышленные роботы/Под ред. С. Е. Локтевой.-2-е изд., перераб. и доп. –М.:Машиностроение, 1986. 320 с., ил.
6. Промышленные роботы в машиностроении: Альбом/ Ю. М. Соломенцев, К. П. Жуков, Ю. А. Павлов и др.–М.:Машиностроение, 1987. 140 с.
7. Головин В.А. Обработка металлов давлением: методические указания. МГТУ МАМИ, 2004.
8. Пуш А.В., Толстов Н.П. Однооперационные манипуляторы в станкостроении: методические указания. МГТУ МАМИ, 1982.

 

 

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы