Разработка технологического процесса крышки подшипника

метки: Подшипник, Крышка, Автоматический, Деталь, Операция, Технологический, Токарная, Ступень

Современные тенденции развития машиностроительного производства, ориентированного на коренное повышение качества машиностроительной продукции, на широкое применение прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную автоматизацию. На основе применения станков с ЧПУ и САПР, требуют подготовки квалифицированных специалистов, обладающих не только глубокими теоретическими знаниями, но и способных практически их использовать в своей производственной деятельности.

Технология машиностроения – наука, занимающаяся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших народнохозяйственных затратах.

Цель машиностроителей – изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Применение новых технических систем, материалов и технологий позволит в несколько раз повысить производительность труда. Интеграция науки, техники и производства – одно из решающих условий научно – технического прогресса, интенсификации экономики.

1.1 Служебное назначение детали и основные технические требования

Данное изделие представляет собой сквозную крышку подшипника, которая устанавливается на редуктор. Крышка предназначена для фиксирования подшипника в корпусе редуктора и предотвращения выпадения подшипника при работе.

Основной поверхностью крышки подшипника является цилиндрический участок, устанавливаемый в отверстие корпуса. Он должна быть обработан с высокой точностью, т.к. от этого зависит правильность установки при сборке. В качестве материала для крышки подшипника используется сталь 45 ГОСТ 1050-88, она удовлетворяет все требования на изготовление и эксплуатацию детали.

1.2 Определение режима работы цеха и типа производства

Определим режим работы цеха, как двухсменный. Тип производства устанавливаем исходя из определений ГОСТ 14.004-83 и на основе расчета коэффициента закрепления операций.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования рассчитывается по формуле:

Конструкция и принцип работы машины для измельчения мяса

... материалы. Решетки и ножи могут изготавливаться из чугуна, а корпус и шнек - из алюминиевого сплава. 2. Аналитический обзор выпускаемых машин для измельчения мяса. Эксплуатация Измельчение ... рынке представлены мясорубки импортного и отечественного производства. Продукция российских предприятий это мясорубки “ ... МИМ-500 и др. Цель контрольной работы - способствовать углублению и закреплению ...

Ф до = Ф н (1-К/100) (1)

где — Ф н — годовой номинальный фонд времени работы оборудования, час;

К — %, учитывающий время пребывания оборудования в ремонте,

Обычно время пребывания оборудования в ремонте исчисляется в процентах: 4% для мелких, 6% для средних, 8% для крупных станков.

Годовой номинальный фонд времени работы оборудования рассчитывается по формуле:

Ф н = Д· t · n (2)

Д — количество рабочих дней в году (по календарю), исходя из пятидневной рабочей недели, учитывая при этом, что каждая восьмая неделя шестидневная;

t — нормальная продолжительность смены в часах (8 часов);

n — количество смен ( n =2)

Ф н = 253·8·2 = 4048 час.

Ф до = 4048(1-6/100) = 3805,12 час.

Тип производства устанавливается, исходя из определений ГОСТ 14.004-83 и на основе расчета коэффициента закрепления операций (ГОСТ 3.1108-74).Коэффициент закрепления операций равен: для массового производства К зо =1; для крупносерийного производства 1≤К зо ≥10; для среднесерийного производства 10≤К зо ≤20; для мелкосерийного производства 20≤К зо ≤40.Коэффициент закрепления операций показывает отношение всех различных операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течении месяца, к числу рабочих мест. Так как число операций и число рабочих мест к началу проектирования неизвестно, то коэффициент закрепления операций ориентировочно можно определять по формуле:

К зо = 60·Ф до ·К в ·К н /Т шт.к · N (3)

где Т шт.к — среднее значение нормы времени по основным операциям (по данным базового предприятия), мин.,(0,5 мин.);

N — годовой объем выпуска изделий, шт.,( N = 100000);

К в — средний коэффициент выполнения норм (К в =1,3);

К н — нормативный коэффициент загрузки оборудования (К н = 0,65-0,75) для мелкосерийного и (К н = 0,8-0,9) для крупносерийно производства.

К зо = 60·3805,12·1,3·0,8/0,5·100000 = 237439,48/21000 = 4,15

Так как 1≤4,15≤10, то производство крупносерийное. Для серийного производства величина производственной партии определяется:

n = N /К (4)

где К — число запусков деталей на обработку в год.

Величина К выбирается равной 12-24 для мелких изделий, К=36 для изделий средней величины и К=48-60 для крупных изделий. Расчетное число К округляется до целого:

n = 100000/36 = 2777 шт

Принимаем n = 2800 шт.

1.3 Конструкторский контроль чертежа детали. Корректировка чертежа в соответствии с ЕСКД

На конструкторском чертеже выполняется только конструкция изделия, которая годится для любого класса точности этого типоразмера.

Данный рабочий чертеж содержит не все необходимые сведения, дающие полное представление о детали.

Дана одна проекция, которая четко объясняет конфигурацию детали. На чертеже указаны не все необходимые размеры для полного представления детали. Отклонения от геометрических форм и размеров, а также взаимного расположения поверхностей указаны в соответствии с требованиями.

Таблица 1.1. Конструкторский контроль чертежа

№ п/п	Изображено на чертеже	Должно быть по ЕСКД
1
2
3	22,5 h 10	22,5 -0,1
4
5	Неуказанна масса	1,584

Таким образом, чертеж практически соответствует требованиям ЕСКД.

1.4 Анализ технических условий детали

Проведем анализ технических условий на деталь, исходя из служебного назначения.

Указана твердость детали 269 … 302 НВ. Такая твердость необходима для обеспечения прочности конструкции.

Неуказанные радиусы скруглений 4 мм – применяется для затупления острых кромок, чтобы уменьшить травматизм рабочих производящих сборку.

Неуказанные предельные отклонения размеров ± IT 14/2 – неуказанные размеры изготавливаются по 14 квалитету.

1.5 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции – совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих возможность оптимальных разовых затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, условий изготовления и эксплуатации.

Обработка конструкции на технологичность производится при конструкторской подготовке производства на стадиях разработки эскизного и технических проектов и рабочей документации, но к этой работе привлекаются и разработчики технической документации. При технологической подготовке производства разработчик технологической документации осуществляет контроль над обеспечением технологичности конструкции изделия.

При обработке конструкции на технологичность учитываются качественные и количественные показатели.

Таблица 1.2. Оценка качественных показателей технологичности конструкции

№ п/п	Наименование показателя	Степень соответствий данному показателю
1	Методы получения заготовки, обеспечивающие получение поверхности, требующей обрабатываемости с малым припуском	Да
2	Использование основных конструкторских баз как измерительных и технологических	Да
3	Позволяет ли расстановка размеров на чертежах детали производить обработку по принципу автоматического получения размеров от настроенных на станках	Да
4	Позволяет ли конструкция детали применить наиболее совершенные и производительные методы механической обработки	Нет
5	Обеспечивается ли обработка на проход, условия для врезания и выхода режущего инструмента	Да

Таблица 1.3. Поверхности детали

№ поверхности	Идентичные поверхности	Коэффициент шероховатости
1	—	1,6
2,6,11,13	4	3,2
3,7	2	6,3
4	—	6,3
5,8,10	3	6,3
9	—	6,3
12	—	6,3

Таблица 1.4. Оценка количественных показателей технологичности конструкции изделия

№ п/п	Наименование показателей	Формула расчета	Расчетный показатель
1	Коэффициент унификации конструктивных элементов	К ув =О уэ /О э К ув = 4 / 13 = 0,31	0,31
2	Коэффициент точности обработки	К тч =1 – 1/А ср А ср =ΣА · N i / ΣN i , А ср — средний квалитет обработки; N i – число размеров, соответствующего квалитета	0,85
3	Коэффициент шероховатости	К ш =1/Б ср Б ср =ΣБ · N i / ΣN i , Б ср – средний класс шероховатости; N i – число поверхностей соответствующего класса шероховатости	0,14
4	Коэффициент использования заготовки	К з = М д /М з	0,8

Вывод: анализ количественных и качественных показателей технологичности конструкции изделия показал, что данное изделие технологично, чистота обработки поверхности и класс точности обработки в зависимости от назначения детали заданы правильно.

2. Анализ технологического процесса механообработки принятого за аналог

2.1 Выбор заготовки

В качестве заготовки предлагается прокат

1) Коэффициент использования материала определяется по формуле:

К им = q / Q з , (5)

где q / Q з — соответственно масса детали и заготовки.

К им = 1,584/2,435 = 0,65

2) Себестоимость изготовления детали:

С заг(пр.) = М +, (6)

где М — затраты на материал заготовки, руб;

— технологическая себестоимость операций правки, калибрования круга, резки их на штучные заготовки.

Т шт. = Т опр. + Т в + Т об + Т л.н. (7)

Т о.пр. = (8)

где i — число ходов;

l пр — длина круга, мм; 1 р — длина ромашкового стана станка, мм; S m — минутная подача круга (продольная), мм/мин.

Т о.пр =мин

Т шт.пр. = 1 + 0,17 + 0,058 + 0,063 = 1,2 мин

Т о.рез. =, (9)

где d — диаметр прутка, мм;

l n — пробег пилы, мм;

1 вр — величина врезания пилы, мм;

S p . x . — рабочий ход, мм/мин;

S o . x . — скорость обратного хода, мм/мин;

Т о.рез. = = 0,126 мин

Т шт.рез. = 0,126 + 0,17 + 0,007 + 0,16 = 0,46 мин

С о.з.пр = = 0,36 руб

С о.з.рез = = 0,07 руб

M = Q з ·С з – ( Q з – q )·,руб, (10)

где Q з – масса заготовки, кг

С 3 — цена 1 кг материала заготовки, руб (25 руб);

S ОТХ — цена 1 тонны отходов, руб (750 руб).

q – масса готовой детали, кг

М = 2,435·25 – (2,435 – 1,584)·=60,236 руб.

Итого получим:

С з.пр. = 60,236 + 0,36 + 0,07 = 60,6 руб

2.2 Выбор технологических баз

При автоматизации производства значение правильности выбора технологических баз еще более возрастает, так как все эти виды обработки основываются на принципе автоматического получения размеров, в котором технологическая база является одним из основных составляющих элементов.

Разделение процесса обработки на предварительную и окончательную операции имеет очень важное значение для повышения точности размеров и геометрической формы обрабатываемых заготовок.

При выборе технологических баз руководствуемся следующим:

1. Для обеспечения точности установки заготовки в приспособление технологическая база должна иметь достаточные размеры, обеспечивающие устойчивое положение; более высокую степень точности; наименьшую шероховатость.
2. В качестве технологических баз следует выбирать поверхности простейшей формы (плоскости, цилиндрические поверхности), так как точность обработки этих поверхностей всегда бывает выше по отношению к сложной поверхности;
3. Технологическая база должна обеспечивать достаточную жесткость и устойчивость заготовки от действия усилий зажима и усилий резания;
4. Принятые баз должны обеспечивать простую и надёжную конструкцию приспособления с удобной установкой и снятием заготовки;
5. Необходимо соблюдать принцип совмещения баз (измерительную базу использовать в качестве технологической );

Для полного использования допусков указанных в чертеже детали необходимо в качестве технологических баз назначать основные конструкторские базы.

Все операции в рассматриваемом технологическом процессе расположены в таком порядке, для того, чтобы обеспечить технологическую наследственность качества, то есть наследование готовым изделиям свойств заготовки и результатов последовательности технологических операций.

Так же здесь выполняется принцип постоянства технологических баз, который заключается в том, что на большинстве технологических операций используется одна и та же технологическая база. При этом не возникают дополнительные погрешности, связанные с переустановкой заготовки или изделия.

Черновые базы исполняются для подготовки чистовых баз, которые в дальнейшем используются на преобладающем большинстве технологических баз.

3. Определение степени подготовленности изделия к

автоматизированному производству

Если изделие предназначено для автоматизированного производства, то к его конструкции предъявляются особые требования. Конструкция изделия должна соответствовать такому качеству отдельных его составляющих (материалов, элементов конструкции деталей, деталей и т.п.) и изделия в целом, при котором обеспечивается возможность автоматизации его изготовления с наименьшими трудозатратами на всех стадиях производства.

Началу проектных работ по автоматизации изготовления изделия должен предшествовать тщательный анализ конструкции изделия и технологического процесса. Этот анализ должен дать возможность оценить степень пригодности конструкции изделия к автоматизированному производству.

В основу способа оценки степени подготовленности конструкции изделия к автоматизированному производству положен принцип поэлементного анализа конструкции изделия, его деталей, сборочных единиц, материалов с точки зрения возможности и технической целесообразности автоматиче c кой ориентации деталей в пространстве и во времени, автоматической подачи их в рабочие органы станка, автоматического базирования в рабочей позиции, автоматического съема, послеоперационного транспортирования.

Поэлементный анализ и определение объективных количественных показателей и качественных характеристик отдельных деталей и изделия в целом проводится с помощью дифференцированной оценки степени подготовленности детали для автоматизированного производства.

Параметрами оценки являются основные свойства детали:

конфигурация детали;

физико-механические свойства материала;

сцепляемость;

абсолютные размеры и их соотношения;

показатели симметрии;

специфические свойства детали и т.п.

Все свойства конкретной детали взаимозависимы, находятся во взаимосвязи и в совокупности определяют ее качественную характеристику. Для анализа технологичности деталей, сборочных единиц или изделия в целом характерные свойства дифференцированы на семь ступеней. Каждая ступень качественно характеризует определенную совокупность свойств. Для удобства пользования каждому разряду признаков внутри ступени соответствует кодовое числовое обозначение. При наличии данного признака у детали ей присваивается определенный код.

Ступень 1. Отражает дифференциацию деталей по признакам ориентации в пространстве по следующим признакам.

Не требует ориентации. Деталь металлическая числовое значение кода – 0 000 000.

Ступень 2. Характеризует свойства сцепляемости отдельных деталей, заготовок при автоматической ориентированной загрузке, при транспортировании.

Не сцепляемые детали – 0000 000.

Ступень 3. Характеризует свойства формы детали.

Свойства формы не учитываются.000 000

Ступень 4. Характеризует свойства формы детали и подразделяет детали на следующие группы.

Круглые, для прямых деталей код – 2 000.

Ступень 5. Определяет свойства симметрии деталей.

Одна ось вращения, дна плоскость симметрии – 100.

Ступень 6. Характеризует наружную форму детали, за основу дифференцировании признаков принято наличие и форма центрального отверстия.

Деталь имеет центральное отверстие: сквозное, гладкое – 20.

Ступень 7. характеризует дополнительные признаки элементов конструкции деталей, влияющих на сложность автоматизации техпроцесса.

Деталь не имеет отверстие на торце сквозное – 0

Для каждой детали определяется суммарный кодовый номер по семи признакам. Более полно характеризует сложность автоматизации производства детали сумма цифр кодового номера. Эта сумма позволяет судить о подготовленности детали к автоматическому производству.

0000000

000000

00000

2000

100

20

0

0002120

5

Исследуемое изделие относится к 1 категории (сумма цифр <10).

Детали простой формы. Операции ориентации, загрузки, базирования, транспортирования и съема легко автоматизируются.

4. Проектирование варианта технологического процесса автоматического производства и выбор технологического оборудования

Технологический процесс изготовления крышки подшипника соответствует ЕСТПП и удовлетворяет требованиям ГОСТ 14.301 – 81.

Технологический процесс состоит из следующих механических операций

№ операции	Наименование операции	Оборудование
1	Сверлильная	2Г175
2	Сверлильная	2Г175
3	Сверлильная	2Г175
4	Сверлильная	2Н125
5	Сверлильная	2Н125
6	Токарная	1Г340
7	Токарная	1Г340
8	Токарная	1Г340
9	Токарная	16К20

5. Размерный анализ технологического процесса

Расчёт точности технологического процесса произведём на основе размерного анализа (теории графов).

Для этого с помощью чертежа детали, заготовки и операционных эскизов построим два дерева.

1. Дерево с конструкторскими размерами и размерами припусков на обработку (исходное дерево);
2. Дерево с технологическими размерами и размерами заготовки (производное дерево).

Полученные результаты размерного анализа позволяет сделать вывод о том, что принятый вариант техпроцесса механической обработки шарико-роликового подшипника обеспечивает достижение заданной чертежом точности выполнения линейных размеров при изготовлении детали в условиях крупносерийного производства при работе на настроенных станках.

Исходное дерево определяется конструкторскими размерами (А) и размерами припусков ( Z ).

Строим граф технологического дерева

B 6 =A 1 =22,5

— В 2 + В 6 +Z 1 =0

B 2 =B 6 +Z 1 = 22,5+1= 23,5

-B 1 +B 2 +Z 4 =0

B 1 =B 2 +Z 4 = 23,5+1= 24,5

-B 6 +A 2 +B 5 =0

B 5 =B 6 -A 2 = 22,5-15= 7,5

-B 5 +Z 2 +B 4 =0

B 4 =B 5 -Z 2 = 7,5-0,6= 6,9

-B 4 +Z 3 +B 3 =0

B 3 =B 4 -Z 3 = 6,9-0,8= 6,1

З 1 =В 1 =24,5

З 2 =В 2 -В 3 =23,5-6,1=17,4

6. Разработка окончательного варианта технологического процесса автоматического производства

№ операции	Наименование операции	Оборудование
1	Сверлильная	2Г175
2	Сверлильная	2Г175
3	Сверлильная	2Г175
4	Сверлильная	2Н125
5	Сверлильная	2Н125
6	Токарная	1Г340
7	Токарная	1Г340
8	Токарная	1Г340
9	Токарная	16К20

7. Расчеты режимов обработки, затрат времени на выполнение технологических переходов и синхронизация выполнения технологических переходов на позициях автоматизированного оборудования

Расчет необходимого такта автоматической линии производится по формуле: τ=

Где τ — такт выпуска изделий на автоматической линии,

Ф д — действительный годовой фонд времени работ технологического оборудования в часах.

Q – годовой выпуск деталей, в штуках.

Действительный годовой фонд времени определяется по формуле:

Ф д =Ф н (1-),

Где к – коэффициент, учитывающий потери от необходимого времени на профилактические работы и ремонт в процентах. Этот коэффициент принимается для металлообрабатывающего оборудования, имеющего категорию сложности до 30 — 3℅, свыше 30 — 6℅.

Ф н – номинальный годовой фонд времени оборудования в часах, при 41 часовой рабочей неделе и 2-х сменной работе Ф н =4140 часов. Примем двусменную рабочую неделю на основании объема годового выпуска – 10000 штук.

Ф д =4140·(1-)=3891,6

определяем оперативное время обработки на:

-операции сверления по формуле :

Т 01 =

Т 02 =

Т 03 =

Т 04 =

Т 05 =

-токарные операции по формуле :

Т 06 =

Т 07 =

Т 08 =

Т 09 =

Среднее оперативное время обработки: Т оп.ср. =

Отношение среднего оперативного времени к такту выпуска

Станкоемкость определяем по формуле: С=

С 1 = С 2 =

С 3 = С 4 =

С 5 = С 6 =

С 7 = С 8 =

С 9 =

Принимаем С 1 =1; С 2 =1; С 3 =1; С 4 =1; С 5 =1; С 6 =1; С 7 =1; С 8 =1, С 9 =1

8. Разработка структуры автоматизированного производства и построение циклограммы работы комплекса

Данная поточная линия механической обработки детали крышка подшипника состоит из 9 единиц оборудования, из 9 работающих. Имеется механизированная уборка стружки. Используется автоматизированная складская система с кареткой для автоматического адресования грузов и автоматическим кран-штаблером. Данный участок имеет площадь 240м 2 . В результате выбора здания и сетки колон 18000х12000 и типовой секции 72000х72000, данная поточная линия находится в левом верхнем углу цеха механической обработки.

9. Вспомогательное транспортно-загрузочное оборудование для компоновки автоматизированного комплекса

Вибрационный бункер для мелких деталей (шайб, колпачков и др.) показан на рисунке

Рис. 4. Вибрационный бункер

Бункер состоит из чаши 8 подвешенной с помощью верхних 2 и нижних 14 башмаков на трех наклонных стержнях 1 к плите 12. Между стержнями на плите смонтирован вибратор 4, состоящий из катушки электромагнита 11 с сердечником 10 и якорем 9 , связанный через алюмини е вую прокладку 3 с дном чаши. Внутри чаши имеется спиральный лоток 7 (в в и де полки), а наверху – приемник 5 выдачи деталей. Бункер на трех пружинах 15 установлен на основании 13, которое опирается на три рез и новые амортизатора 16. При включении бункера чаша под воздействием вибрат о ра совершает вибрационное (круговое) движение, в результате чего засыпанные в чашу детали 6 начинают перемещаться по спиральному ло т ку 7 вверх, к приемн и ку выдачи.

10. Анализ установочных размерных связей на одной из позиции автоматизированного производственного комплекса. Расчет точности позиционирования и выбор робота

При процессе изготовления деталей существуют различные размерные связи, которые можно подразделить на три группы:

— установочные

— операционные

— межоперационные

Установочные размерные связи действуют в процессе автоматической установки заготовок в приспособления, кассеты, на станки, в измерительные механизмы или приспособления и тд.

Установочные размерные связи, как правило, не влияют на достижение качественных показателей изделия, но определяют возможность автоматического транспортирования заготовок, загрузки и выгрузки станков. Исходными или замыкающими звеньями установочных размерных связей являются допустимые отклонения расположения технологических баз заготовки и исполнительных поверхностей приспособления, при которых возможно осуществить автоматическую установку заготовки.

Составляющими звеньями установочных размерных связей являются: размеры заготовки, приспособлений, которые выявляются при построении размерных цепей по общей методике размерного анализа конструкции. Выявление установочных размерных связей и их расчёт производится со следующим целями:

1. обеспечить работоспособность автоматической системы в течении требуемого времени эксплуатации в условиях действия различных факторов, влияющих на стабильность составляющих размеров и размерных связей;
2. выбрать методы и средства автоматизации, обеспечивающие требуемые размерные связи, сформулированные требования к размерной точности автоматических устройств, реализующих автоматическую установку;
3. выбрать методы и способы размерной наладки системы, т.е. средства технического оснащения используемых в процессе наладки;
4. определить регламент обслуживания и профилактики автоматических загрузочных устройств;
5. определить допускаемые ограничения внешних воздействий при работе автоматических устройств.

Рассмотрим размерные связи возникающие при автоматической установки заготовки на станок.

В — отклонение от соосности шпинделя станка и оси загружаемой заготовки

В1 – отклонение от соосности заготовки в схвате.

В2 – программируемые перемещения схвата.

В3 – расстояние от базы

В4 – расстояние между станком и роботом.

В5 – расстояние от оси шпинделя станка до основной базы станка.

Установку заготовки в патрон и съем детали осуществляет робот. Робот берет заготовку захватом, вносит ее в рабочую зону станка так, чтобы ось заготовки совпадала с осью раскрытых кулачков патрона, и затем задвигает заготовку в патрон, после чего подается команда на зажим кулачков патрона. Ввод заготовки в раскрытые кулачки патрона возможен, если В не превышает значения:

В мах. =,

Где D – диаметр раскрытых кулачков патрона, d – диаметр устанавливаемой в патрон заготовки.

Если в момент установки размер В окажется больше этого предельно допустимого значения ,то при движении захвата робота вдоль оси шпинделя заготовка упрется в патрон и автоматическая установка заготовки будет невозможна. Следовательно обеспечение требуемого значения В является условием возможности автоматической установки заготовки в патрон.

Предельно допустимые отклонения от соосности В = 10мм. Значения исходного звена призвано обеспечить соосность В =0, но допускаемые отклонения —10мм.

Однако проведенного расчета для выявления допустимых отклонений от соосности не достаточно. Рассчитанное значение Г позволяет обеспечить ввод заготовки внутрь кулачков и является необходимым, но недостаточным условием.

Кулачки, сдвигающиеся к оси патрона, при наличии отклонения от соосности будут стремиться переместить заготовку в новое положение. Заготовка пока еще закреплена в захвате робота. Следовательно, возникнут силы при передаче заготовки от робота в патрон.

Р = j В  ,

Где j – жесткость системы робот – заготовка – патрон.

Пусть j = 500 н/м, тогда Р = 5000 н.

Действие такой большой силы нежелательно, поэтому данное ограничение является определяющим условием установки детали в патрон.

Р < 100 н, тогда В D = Р/ j = 100/500 = 0,2 мм.

Размерная цепь В D =В 2 – В 1 – В 5 – В 4 – В 3

Метод достижения точности – метод полной взаимозаменяемости. При данном методе допуск замыкающего звена Т  = Т 1 +Т 2 +Т 3 +Т 4 +Т 5

Допуск соосности В D =  0,2 мм составил Т  =0,4 мм.

Очевидно, обеспечить условие для автоматической установки практически нельзя. Возможно несколько путей решения поставленной задачи.

1. Сократить допуск размеров составляющих звеньев; использовать предварительно обработанные заготовки для уменьшения погрешности заготовки; расширить допуск замыкающего звена Т  .
2. Из формулы, из которой было получено значение допуска, следует, что решение при той же допустимой силе может быть обеспечено снижение жесткости закрепления заготовки в захвате робота. Этот путь наиболее удобен и поэтому захват роботов делают подпружиненным. Однако, чрезмерно уменьшать жесткость тоже вредно, так как при установке изделия различной массы будут большие погрешности позиционирования оси заготовки в захвате по высоте.
3. Можно использовать робот с автоматической поисковой системой управления.

Для загрузки заготовки на многошпиндельный автомат выбираем робот с погрешностью позиционирования  1,5.

2,5 = 1,5+0,325+0,205+0,235+0,235

В 2 = 900  0,325 мм

В 1 = 0  1,5 мм

В 3 = 100  0,205 мм

В 4 = 400  0,235 мм

В 5 = 400  0,235 мм

Подвесной промышленный робот тельферного типа Motohand грузоподъемностью 30кг., третьего исполнения, с двумя руками, погрешностью позиционирования 1,0мм. Для остальных операций используем напольный робот с горизонтальной выдвижной рукой и подъемной кареткой МР – 25, грузоподъемностью 2кг., погрешностью позиционирования 0,1мм. Эти роботы удовлетворяют вышеприведенным условиям.

11. Описание принципиальной схемы и принципа работы автоматизированного устройства

Описание схемы и принципа работы автоматизированного устройства.

Рука манипулятора с пневматическим упором. Используемое устройство содержит пневмоцилиндр двустороннего действия, в котором расположен поршень 7 с симметричным штоком 5. на правом конце штока установлено захватное устройство 6, на левом торце

имеется фланец 13, несущий два направляющих стержня 1, по которым может двигаться заслонка 15, прижимая к торцу штока пружинами 2.

Заслонка закрывает выходное сопло 14, установленное по осевому отверстию 10 шпонка. При работе манипулятора сжатый воздух поступает через входы А и В из питающей магистрали в обе полости цилиндра, причем давление Ра, поступающее через вход а, больше давления Рб, поступающего через вход б. Поскольку входное сопло 14 закрыто заслонкой, поршень и шток с захватом движутся слева направо, перемещая деталь на заданную позицию. В некоторый момент времени заслонка набегает на упоры 12, и заслонка 15 останавливается, открывая сопло 14. поэтому воздух из левой полости цилиндра через отверстие 9 и 10, а также через сопло, стравливается в атмосферу, и давление в этой полости начинает падать, уравниваясь с давлением в правой полости. Давление в левой полости, являющееся проточной камерой, зависит от величины S зазора между соплами и заслонкой. Поскольку зазор по мере перемещения штока вправо увеличивается, давление в левой полости падает и наступает момент, когда оно уравнивается с давлением воздуха в правой полости. В таком положении поршень и шток останавливаются, причем захватное устройство располагается над рабочей позицией. Если из-за инерции шток перебежит заданное ему положение, зазор S станет больше требуемого. Истечение воздуха через сопло 14 станет больше, а давление в левой полости уменьшится. Тем самым дисбаланс давлений в обоих полостях цилиндра изменит свое направление, и возникнет сила, смещающая поршень 7 со штоком в обратную сторону. Таким образом, исполнительное устройство всегда устанавливается в заданном положении. После выполнения рабочей операции исполнительное устройство отводится назад для чего воздух из левой полости цилиндра 4 стравливается. Тогда над действием давления в правой полости поршень со штоком отходит назад до упора в левый торец цилиндра. При ходе шток назад зазор S закрывается, манипулятор готов к следующему циклу работы. Чтобы исполнительное устройство могло выводится на другую позицию, следует лишь переставить упоры, зафиксировав их в новых положениях винтами 11. таким образом, это устройство не только обладает улучшенными динамическими характеристиками, но и позволяет выходить практически в любую точку рабочего пространства.

Между обеими положениями цилиндра расположен пневматически связанный с ними чувствительный элемент 3, измеряющий и сравнивающий давление с обеих сторон поршня. В тот момент, когда давление уравняется, чувствительный элемент вырабатывает сигнал рабочему органу на отработку требуемого действия. Для улучшения динамических характеристик обе питающие цилиндр линии соединены друг с другом посредством дросселя 8, что позволяет исключить возможность возникновения автоколебаний поршня и штока.

Если необходимо перемещать захватное устройство в одном направлении на несколько шагов, упоры должны быть выполнены убирающимися и управляться отдельными приводами, например, электромагнитными. Кроме того, упоры могут быть оснащены механизмами шаговой подачи и изменять самостоятельно свое положение на манипуляторе.

12. Описание компоновки и работы автоматической линии (роботизированного технологического комплекса или гибкого производственного участка) и циклограмма последовательности работы комплекса или его отдельных механизмов и узлов

Заготовки поступают с общего склада заготовок на склад заготовок участка при помощи электрокара. Далее два робота загружают два восьмишпиндельных автомата. После обработки детали скатываются в лоток откуда их перегружает робот в кассеты. Кассеты транспортируются по транспортеру в накопитель, откуда детали по монорельсу передаются в цех термической обработки. Термообработку ведут по техпроцессу КЛП-51. Также по монорельсу детали возвращаются обратно в цех механической обработки, попадают в накопитель, откуда перегружаются роботом, на первую операцию шлифования. После этого детали попадают в лоток, откуда роботом они перегружаются на две параллельно работающих линии: второй, третьей, четвертой, пятой и шестой операции. Из лотка предыдущего станка детали роботом перегружаются в бункеры магазинного типа. Оба станка шестой операции обслуживают по роботу, которые переносят детали из лотка станка в бункер магазинного типа станка седьмой операции. Из лотка станка седьмой операции детали переносятся роботом в бункер магазинного типа станка восьмой операции. Далее детали из лотка переносятся роботом на конвейер и следуют на склад готовой продукции.

13.Выводы и заключение

В результате выполнения курсового проекта по разработке Т.П. крышки подшипника выполнено следующее:

— проведен анализ существующего на производстве Т.П. по действительной технологии и выявлены возможности его совершенствования;

— проведен конструкторский контроль чертежа детали, выявлено его соответствие ГОСТам,

— Т.П., на основе анализа маршрута разделен на черновые, чистовые;

— спроектирована операционная технология, использующая усовершенствованный вариант;

— выполнен расчет точности Т.П. с использованием теории графов;

— спроектирован ТП. удовлетворяющий всем условиям автоматизированного производства.

— спроектирована автоматическая линия для производства крышки подшипника.

Список используемой литературы .

1. А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред Курсовое проектирование по технологии машиностроения. 4-е издание переработанное и дополненное. Москва. Высшая школа 1985г., 658 стр.
2. Справочник технолога – машиностроителя в двух томах. Том 1 (под редакцией А.Г. косиловой и Р.А. Мещерикова – 4-е издание. Москва. Машиностроение 1985г., 656 стр.
3. Построение и расчет графов технологических процессов. Методические указания по и дипломному проектированию. (А.В. королев, С.М. Болченко – Саратов 1981г., 14 стр.)
4. В.И. Анурьев. Справочник конструктора – машиностроителя. В трех томах, том 1, издание пятое. Москва. Машиностроение 1979г., 728 стр.
5. Королев А.В., Гущин А.Ф., Шалунов В.З. Размерный анализ Т.П. механической обработки деталей. Учебное пособие, Саратов, 1998г.
6. А.В. Королев, Н.А. Можаева. «Оптимизация Т.П.» Саратов 2001г.
7. Ю. Г. Козырев “Промышленные роботы” Справочник. М. Машиностроение. 1988г. 392с.
8. Г. П. Мельников, В. П. Вороненко. “Проектирование механосборочных цехов” М. Машиностроение. 1990г. 352с.
9. А. Ф. Гущин, П. Ю. Бочкарев. Обеспечение качества выпускаемых изделий в автоматизированном производстве на основе размерного анализа. Учебное пособие. СГТУ. 2000г. 78с.
10. Гавриш А. П., Ямпольский Л. С. Гибкие робототехнические системы. Выща шк. 1989. 407с.