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.

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 центра тяжести 2000000

Ступень 2 - Несцепляемые 000000

Ступень 3 - Пластинчатые толстые 20000

Ступень 4 - Некруглая изогнутая 5000

Ступень 5 - Одна плоскость симметрии 700

Ступень 6 - Центральное отверстие отсутствует 10

Ступень 7 - Отверстие на образующей поперечное, глухое 7

Кодовый номер детали - 2025717

Сумма цифр кодового номера образует сумму баллов - 24

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.

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 козырьков и вырезов на лотке (рис 3). Все заготовки, которые не прошли первичную ориентацию, соскальзывают по козырьку или падают тяжелой стороной, при прохождении через вырез, в бункер для осуществления повторного цикла ориентации.

Рисунок 3 - Механизм первичной ориентации

Но её недостаточно для полного определения положения детали в пространстве. Поэтому необходима дополнительная ориентация.

После выхода заготовок из вибробункера они с помощью гидроцилиндра меняют направление своего движения.

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) (см. прилож. 1). Заготовка разварачивается на 180 и подается в магазин.

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

автоматизированный производство бункерный устройство

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.

В роли отсекателя также выступает гидроцилиндр, жестко соединенный с ползуном. При перемещении штока гидроцилиндра перемещается по направляющей и ползун, отсекая из магазина заготовку. После проведения операции сверления ползун возвращается в первоначальное положение и из магазина выпадает следующая заготовка.

5. Расчет режима работы загрузочного устройства

Расчет производительности бункерного загрузочного устройства

Т.к есть цикличность, то можно определить количество деталей, производимых за единицу времени - цикловая производительность (частота)

где t- время обработки одной детали.

Производительность бункера должна на 15-20% превышать цикловую производительность:

Производительность бункера можно рассчитать по формуле:

где - коэффициент, характеризующий разрыв между заготовками, =0,8;

- элементарное перемещение за один цикл;

- частота колебаний бункера, =100 Гц;

- размер заготовки в направлении перемещения, =40мм.

Из этих двух формул можно найти элементарное перемещение за один цикл:

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 длинной L и высотой N, помещенную в лоток шириной В с некоторым зазором А рис. 5.

Рисунок 5 - Схема лотка

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 длиной L 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.

У закрытых лотков высота бортов принимается на 1 мм больше ширины заготовки. Принимаем высоту бортов = 31 мм.

Структурная схема бункерного загрузочного устройства:

Рисунок 6

Заключение

В данной работе была проведена автоматизация производства детали п-образного типа. 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 п-образного 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