Разработка роботизированного технологического комплекса для изготовления детали «Крестовина» (ДШАК.741244.91)

Размещено на http://www.allbest.ru/

 

 

 

 

 

машиностроение автоматизация робот крестовина

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

Разработка роботизированного технологического комплекса для изготовления детали «Крестовина» (ДШАК.741244.91)

 

 

 

Содержание

 

Введение

1. Краткие сведения о детали

2. Материал детали и его свойства

3. Разработка маршрутно-технологического процесса об работки детали «Корпус»

4. Описание станка

5. Выбор и описание компоновки РТК

5.1 Обзор промышленных роботов

5.2 Выбор промышленного робота

6. Разработка конструкции захватного устройства

6.1 Классификация захватных устройств

6.2 Конструкция захватного устройства ПР

6.3 Расчет захватного устройства

6.3.1 Расчет сил, действующих в местах контакта ЗУ

6.3.2 Расчет усилий привода

6.3.3 Расчет контактных напряжений

7. Описание позиции загрузки-выгрузки

8. Система управление РТК

8.1 СЧПУ станка

8.2 СЧПУ промышленного робота

8.3 Алгоритм работы промышленного робота

Заключение

Список использованной литературы

 

 

Введение

 

Современное отечественное машиностроение должно развиваться в направлении автоматизации производства с широким использованием ЭВМ и роботов, внедрения гибких технологий, позволяющих быстро и эффективно перестраивать технологические процессы на изготовление новых изделий. Автоматизация проектирования технологии и управления производственными процессами - один из основных путей интенсификации производства, повышения его эффективности и качества продукции.

Характерным признаком современного производства является частая сменяемость изделий. Однако требования к производительности в условиях мелко- и среднесерийного производства не только не снизились, но и значительно возросли. Противоречия требований мобильности и производительности находят разрешение в создании гибких производственных систем (ГПС). Высокой эффективности производства достигают рациональным сочетанием оборудования, организации транспортных операций и управления ГПС. Растёт выпуск станков с ЧПУ и роботов.

При роботизации наметился коренной поворот от транспортно-загрузочных роботов к технологическим. В конструктивно-компоновочных решениях роботов большое внимание уделяют созданию подвесных конструкций, поворотных звеньев, электромеханических приводов и т.д.

Эффективность мероприятий по автоматизации производственных процессов высока там, где велика серийность выпускаемых изделий, высока надёжность автоматизированных процессов, минимальна частота и длительность переналадок.

Автоматизация производственных процессов является характерной чертой современного прогресса. Без автоматизации невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности труда. Одной из основных проблем при автоматизации технологического оборудования и, в частности, металлорежущих станков, является автоматизация загрузки заготовок и разгрузки (съема) обработанных деталей, а при создании автоматических линий, кроме того, и автоматизация транспортных перемещений между станками.

Автоматизация загрузки и разгрузки в общем комплексе задач по автоматизации технологических процессов является одной из наиболее сложных, что вызвано разнообразием процессов, а также форм и размеров заготовок (деталей). Иногда конструкция заготовок такова, что автоматизировать загрузку невозможно. Автоматизация загрузки и разгрузки оборудования, находящегося в эксплуатации, позволяет изменить процесс труда, повысить безопасность и коэффициент использования оборудования, а в некоторых случаях интенсифицировать режим его работы; полуавтоматические станки и станки с ручным управлением можно превратить в автоматы, снизив тем самым штучное время обработки, и широко использовать многостаночное обслуживание.[6]

 

Краткие сведения о детали

 

Крестовина применяется в карданных валах автомобилей и предназначена для гибкого соединения двигателя с ведущим мостом.

Деталь «Крестовина» относится к типу «корпус». У нее имеется центральное отверстие, которое является конструкторской базой. Имеется два отверстия с резьбой М5-7Н, а также два отверстия с резьбой М4-7Н. Также имеется сквозное отверстие диаметром 10 мм со шпоночным пазом шириной 3мм, расположенное перпендикулярно конструкторской базе.

Данная деталь изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88.

 

2. Материал детали и его свойства

 

Деталь Крестовина изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88.

Сталь 45 применяется: для изготовления вал-шестерней, коленчатых и распределительных валов, шестерен, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулачков и других нормализованных, улучшаемых и подвергаемых поверхностнй термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность; валов, надставок валов и дисков подпятников для гидрогенераторов; деталей трубопроводной арматуры после закалки и отпуска; бесшовных труб для изготовления деталей и конструкций в мотовелостроении; колец цельнокатаных различного назначения; проволоки, применяемой для изготовления спиц мотоциклов и велосипедов; ремизной термообработанной луженой проволоки, предназначенной для изготовления галев к ремизным приборам ткацких станков.[9]

 

Таблица 1 Химический состав в % стали 45

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.42-0.5	0.17-0.37	0.5-0.8	до 0.25	до 0.04	до 0.035	до 0.25	до 0.25	до 0.08

 

Таблица 2 Механические свойства при Т=20oС стали 45

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист горячекатан.	80		590		18			Состояние поставки
Полоса горячекатан.	6-25		600		16	40		Состояние поставки
Поковки	100-300		470	245	19	42	390	Нормализация
Поковки	300-500		470	245	17	35	340	Нормализация
Поковки	500-800		470	245	15	30	340	Нормализация

 

 

3. Разработка маршрутно-технологического процесса об работки детали «Корпус»

Таблица 3

№ Операции	Наименование	Содержание	Тип и модель станка
005	Радиально- сверлильная с ЧПУ	Установ А: закрепить заготовку в приспособлении. Сверление, зенкерование и развертывание отверстия 19.	2М55Ф2
010	Многоце-левая с ЧПУ	Установ А: Фрезеровать поверхности 1 и 2. Установ Б. Фрезеровать поверхности 11 и 15 Установ В Фрезеровать поверхности 5 и 8 Установ Г. Фрезеровать поверхности 17,18,6,7. Установ Д. Фрезеровать поверхности9,10,13,14. Установ Е. Фрезеровать фаски 23 и поверхности 24. Установ Ж. Фрезеровать фаски 23' и поверхности 24'. Установ З: Сверлить и развернуть отверстие 22, сверлить два отверстия 12 и резать резьбу в нем М5-7Н.Сверлить отверстие 16 и резать резьбу в нем М4-7Н Установ И.. сверлить отверстие 16и резать резьбу в нем М4-7Н. Установ К. Зенкеровать поверхность 3 Установ Л. Зенкеровать поверхность 3'	МЦ800
015	Горизон-тально протяжная	Установ А: Закрепить и установить заготовку в приспособлении Переход 1: Протянуть шпоночный паз 20	7Б55
020	Термическая	Закалка в масле, отпуск	Термо-печь
025	Плоско шлифоваль-ная	Шлифовать плоские поверхности детали	3Е710А
030	Внутри шлифовальная с ЧПУ	Шлифовать внутренние поверхности детали	3К225В
035	ХТО	ХТО: 1. Нанести на поверхность детали цинковое покрытие Ц6. хр методом гальванического цинкования.	Гальваническая ванна
040	Моечная	Вымыть деталь
045	Контрольная	Контролировать размеры детали согласно чертежу.	Контрольная плита

 

Автоматизацию проводим для операции 010 «Многоцелевая с ЧПУ», которая выполняется на многоцелевом станке МЦ800.

 

4. Описание станка

 

Многоцелевой станок с ЧПУ агрегатно-модульной конструкции типа МЦ800 предназначен для комплексной обработки корпусных деталей средних и крупных размеров.

На станке можно производить сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы метчиками, растачивание точных отверстий по координатам, а также фрезерование по контуру сложных криволинейных поверхностей. Обработку заготовок, закрепленных на столе, производят инструментами, автоматически сменяемыми в шпинделе, за счет подачи салазок по станине (ось X), шпиндельной бабки (ось У) и стойки (ось Z). Смена инструмента, находящегося в магазине, осуществляется автооператором. Автооператор осуществляет установку и снятие в шпинделе сменных фрезерных головок для обработки мелких канавок.[4]

 

Таблица 4 Технические характеристики многоцелевого агрегатного станка МЦ800

Параметр	Значение
Размеры рабочей поверхности стола спутника, мм	630 х 630
Наибольшее перемещение исполнительных органов, мм продольное вертикальное поперечное	1200 800 800
Расстояние от торца шпинделя до центра спутника, мм: наименьшее наибольшее	180 980
Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности спутника, мм: наименьшее наибольшее	100 900
Дискретность перемещения, мм	0,001
Наибольший угол поворота стола, град	270
Точность деления, град	0,001
Количество инструментов в шпинделе, шт	40
Время смены инструмента, с	3
Число одновременно управляемых координат	3

Описание выбранного ПР М20П.40.01

 

Промышленный робот с ЧПУ М20П.40.01 предназначен для автоматизации установки-снятия заготовок и деталей, смены инструментов и других вспомогательных операций при обслуживании станков с ЧПУ. Устройство данного типа может обслуживать один или два станка и образовывать вместе с накопительными и транспортными устройствами гибкий производственный обрабатывающий комплекс, предназначенный для продолжительной работы без участия оператора.[4]

Промышленный робот состоит из станины манипулятора 1, сменных схватов 2 (исполнения С01, ..., С05 и С07) и устройства ЧПУ, выполненного в виде автономной стойки 3. Манипулятор ПР включает в себя следующие сборочные единицы, некоторые из которых могут быть различного исполнения: механизм поворота 4; механизм подъема и опускания 5; механизм выдвижения руки 6 (базовое, 01 и 02 исполнения); балансир 7; блок поворота (кисть руки) 8 (исполнения 1 или 2); блок подготовки воздуха (на Рис.5 не показан).