Проектирования устройства для автоматической сортировки, загрузки и подачи заданной детали перед операцией сверления

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация - это такая организация производства, при которой человек частично или полностью освобождается от непосредственного участия в процессах получения, преобразования и использования энергии, материалов или информации.

Программирование обработки на станках с ЧПУ, возникшее на стыке ряда дисциплин (технологии машиностроения, математики, кибернетики), со временем приобрело самостоятельное значение. Эксплуатация станков с ЧПУ возможна при наличии не только соответствующего технологического процесса, но и обеспечивающих его исполнение управляющих программ.

С внедрением автоматических устройств повышается производительность труда, снижается себестоимость продукции, сокращается производственный 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.

Задание

Спроектировать устройство для автоматической сортировки, загрузки и подачи заданной детали перед операцией сверления t0= 1,2 мин.

Рис. 1 - Чертеж детали

1. Определение 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 наружной конфигурации 1000000

Ступень 2 - Несцепляемые 000000

Ступень 3 - Пластинчатые толстые 20000

Ступень 4 - Круглая прямая 2000

Ступень 5 - Осесиметричная 400

Ступень 6 - Центральное отверстие глухое 10

Ступень 7 - Дополнительные признаки отсутствуют 7

Кодовый номер детали - 1022450

Сумма цифр кодового номера образует сумму баллов - 14

Получаем категорию сложности детали при автоматизации ее обработки К=2. Автоматизация средней сложности. Требуется отработка системы ориентации и загрузки детали в рабочие органы. Целесообразна экспериментальная проверка.

2. Выбор и описание загрузочного устройства

Загрузочное устройство выбираем по размерным характеристикам обрабатываемой детали, что является обязательным условием при выборе загрузочного устройства.

Рис. 2

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 1, на внутренней поверхности которой имеется спиральный лоток, а на наружной смонтирован приемник накопителя. Дно 2 чаши укреплено на пружинной подвеске, в рассматриваемой конструкции состоящей из трех цилиндрических стержней 3. В центре дна чаши укреплен якорь 4 электромагнита 5, установленного на массивном основании 6. Зазор между якорем и електромагнитом регулируется подъемом 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. Регулировка частоты собственных колебаний при постоянном усилии осуществляется путем изменением рабочей длины подвесок, в рассматриваемой конструкции - изменением рабочей длины круглых стержней.

Вибробункер состоит из двух основных узлов: универсального вибропривода и -+чаши с лотками и ориентирующими устройствами. Меняя на виброприводе чашу или выходной лоток чаши с ориентирующим устройством, можно осуществить ориентацию и загрузку заготовок различной конфигурации и из различных материалов (болты, винты, гайки, втулки, плоские фасонные симметричные и асимметричные заготовки). В качестве вибропривода чаще всего применяются электромагнитные вибраторы.

Вибрационные бункерные загрузочные устройства служат для непрерывной подачи различных видов заготовок и являются наиболее универсальными и особенно перспективными для автоматизации технологических процессов.

3. ПроЕктирование механизма ориентации

Для того чтобы подать заготовку в рабочую зону станка ее необходимо предварительно правильно ориентировать относительно заданных на рабочем чертеже технологических баз.

Первичная ориентация подаваемых заготовок осуществляется в бункере при перемещении заготовок по спиральному лотку. Заготовки ориентируются за счет вырезов на лотке (рис 3.1). Все заготовки, которые не прошли первичную ориентацию, падают тяжелой стороной, при прохождении через вырез, в бункер для осуществления повторного цикла ориентации.

Рисунок 3 - Механизм первичной ориентации

Вторичная ориентация в пространстве, а также ориентация по времени осуществляется, в соответствии с заданным циклом, при помощи питательного механизма барабанного типа (используется собственный вес заготовки). Заготовка разварачивается на 90 и подается в лоток.

4. Разработка питательного механизма

В данном случае был использован питательный механизм барабанного типа (используется собственный вес заготовки) - отсекательный механизм (см. рис. 4).

Рисунок 4 - Схема отсекателя барабанного типа

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 на лотке.

5. Расчет режима работы загрузочного устройства

Расчет производительности бункерного загрузочного устройства

1). Расчёт производительности вибробункера:

, где

Q - производительность вибробункера;

К ? 0,5 - коэффициент неравномерности, характеризующий разрывы между заготовками;

ч - элементарное перемещение заготовки за 1 цикл;

п - количество циклов (двойных ходов) в минуту;

h = 0,09 м - размер заготовки в направлении перемещения.

В нашем случае, при заданном времени обработки одной детали to = 1,2 мин, потребная производительность вибробункера должна равняться:

шт./мин.

Исходя из значения потребной производительности, рассчитаем параметры работы вибробункера.

2). Расчёт амплитуды колебаний вибробункера:

м, где

g - ускорение свободного падения;

щ = 2рf, где f = 50 Гц - частота переменного тока питающей сети;

б ? 5°- угол наклона спирали лотка;

в ? 7°- угол между лотком и перпендикуляром пружины.

3). Расчёт элементарного перемещения:

м/дв.х., где

м = 0,2 - коэффициент трения между заготовкой и лотком.

4). Расчёт режима работы вибробункера.

Число двойных ходов в минуту: дв.х./мин.

Требуемая скорость:

5). Расчёт критического ускорения:

м/с,

шт./мин.

Следовательно за 1 час работы обеспечивается подача 0,84*60=50 штук деталей в отводящий лоток, но из-за вероятности неправильной первичной ориентации 50% деталей (в данном случае 25 штук) возвращаются в бункер.

Расчет размера подводящего лотка

В данном механизме применяется лоток скат коробчатого типа.

Для определения размеров поперечного сечения лотка, рассмотрим условия проходимости заготовки в лотке.

Возьмем заготовку диаметром D и высотой N, помещенную в лоток шириной В с некоторым зазором А рис. 5.

Рисунок 5 - Схема лотка

деталь вибробункер питательный механизм

За счет зазора деталь имеет возможность повернуться в лотке на угол ц, заняв положение, указанное пунктиром. Угол поворота, очевидно, будет увеличиваться с увеличением зазора А до тех пор, пока не наступит такое положение, когда деталь заклинится или вернется и потеряет ориентацию. То и другое может случиться при условии, если диагональ С детали близка по своей величине к ширине лотка или меньше этой ширины.

Так как с увеличением отношения величина диагонали приближается к длине детали, то и величина зазора А 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. У нас же = .

Как уже отмечалось, во время движения в лотке деталь диаметром D и высотой N может повернуться на угол ц. Значение этого угла зависит от величины зазора А между деталью и стенками лотка. Зазор А следует выбирать таким, чтобы при повороте детали до контакта с противоположной стенкой диагональ С образовала с горизонталью угол г, который был бы несколько больше угла трения с.

Очевидно, если

,

то возможно заклинивание детали.

По рисунку 5.1 можно написать:

,

откуда

,

или

.

Выражая cosг через tgг = f, получим:

,

,

Данные дают предельные значения зазора при определенном значении коэффициента трения f. Следовательно, расчетные наибольшие размеры зазора АMAX должны быть всегда несколько меньшими или в крайнем случае равными предельным. Принимаем АMAX = 40 мм.

Структурная схема бункерного загрузочного устройства

Рисунок 6

Заключение

В данной работе была проведена автоматизация производства детали. Было выбрано загрузочное устройство, рассчитан его режим работы, спроектирован механизм вторичной ориентации детали, было подобрано питательное устройство. Также были рассчитаны размеры лотка для беспрепятственного перемещения по нему заготовок. После разработки всех этих элементов автоматизации можно сказать что данные механизмы пригодны для автоматизации детали данного типа, они отвечают технологическим признакам, выдают хорошую производительность, то есть разработаны качественно и их можно применять в технологических процессах.

Список используемой литературы

1. Малов А.Н., Иванов Ю.В. «Основы автоматики и автоматизация производственных процессов».

Размещено на Allbest.ru