197503 (Разработка роботизированного технологического комплекса механической обработки деталей типа фланец)

Федеральное Агентство по образованию

Политехнический институт Сибирского Федерального Университета

Кафедра "Технология машиностроения"

Курсовая работа

Тема: Разработка роботизированного технологического комплекса механической обработки деталей типа фланец

Пояснительная записка

Выполнил:

студент группы МТ 05-01

Решетников А.С.

Проверил:

преподаватель

Гузов В.Ф.

Красноярск 2009 г.

Федеральное агентство по образованию

Политехнический институт Сибирского федерального университета

Кафедра “Технология машиностроения”

Задание

На курсовую работу по дисциплине “Автоматизация производственных процессов в машиностроении”

Студенту Решетникову А.С. Группы МТ 13-1

Факультет механико-технологический Шифр 032552

Тема: Проектирование роботизированного технологического комплекса механической обработки деталей типа фланец.

Исходные данные: 1.Годовая программа, в шт. - 31000

2.Габаритные размеры детали, в мм – L=145-250,

D=400-520

3. Материал детали: Чугун ВЧ 38-17

4.Исходная заготовка - отливка

5.Исполнение промышленного робота - портальный

По теме разработать: Поворотное магазинное загрузочное устройство (МЗУ)

Срок защиты: 31.05.2009 Выдано: 12.02.2007

Аннотация

В технологической части курсовой работы определен тип и форма организации производства, произведена классификация и кодирование деталей по конструкторско-технологическим признакам, разработан технологический процесс изготовления детали типа фланец, затем выбрано основное технологическое оборудование, промышленный робот и вспомогательные устройства для выполнения операций, на основании данных, построена циклограмма работы механизмов РТК, и разработана его планировка.

В конструкторской части разработано техническое задание на поворотное магазинно-загрузочное устройство, обоснована конструкция данного устройства, приведены расчеты, на основании которых определен окончательный вид устройства.

В организационно-технической части приведены основные предложения по усовершенствованию РТК с применением дополнительного, более производительного оборудования.

Объем курсовой работы:

- объем пояснительной записки составляет 40 листов;

- количество чертежей - 3 (2 чертежа - А2, 1 чертеж - А1)

Содержание

2.1 Тип и форма организации производства

2.2 Классификация и кодирование деталей

2.3 Разработка последовательности изготовления детали

2.4 Выбор технологического оборудования, промышленного робота и вспомогательных устройств

2.5 Проектирование технологических операций

2.6 Разработка планировки РТК

2.7 Составление циклограммы работы механизмов РТК

3 Конструкторские разработки

3.1 Разработка технического задания на проектирование поворотного магазинного загрузочного устройства

3.2 Обоснование разрабатываемой конструкции

3.3 Расчет и проектирование поворотного МЗУ

Введение

Автоматизация производства в машиностроении является многосторонней задачей, которую необходимо решить в данной курсовой работе. Решение данной задачи направлено на создание совершенно нового современного промышленного оборудования, технологической оснастки, нового типажа инструмента, новых решений в реализации и организации технологических процессов и систем производства, функционирование которых связано с улучшением условий труда, ростом качества выпускаемой продукции, а также частичное освобождение человека от монотонной работы.

В курсовой работе производится разработка нового автоматизированного технологического комплекса, который позволяет повысить производительность, надежность и точность обработки детали типа фланец, при обеспечении определенной гибкости производства.

Наряду с разработкой РТК, решается конструкторская задача путем сравнительного анализа, для последующего выбора базового проектируемого устройства (поворотное магазинное загрузочное устройство) и осуществляется доработка роботизированного технологического комплекса с учетом выбранного устройства.

1 Анализ исходной информации для разработки РТК

Раздел является подготовительным этапом выполнения курсовой работы. Цель этапа уяснить задачу, изучить состояние вопроса и подготовить техническое обоснование разрабатываемого РТК.

Уяснение задачи требует изучения и анализа задания. Особое внимание необходимо обратить на габаритные размеры детали, квалитеты точности и параметры шероховатости поверхностей, от которых зависит выбор основного и вспомогательного оборудования.

Определим, к какому типу тел вращения относится разрабатываемая деталь. Условие принадлежности к той или иной группе можно определить из выражения: L/D > 3 – вал; 1 < L/D < 2,5 - втулка; L/D < 0,5 - фланец.

Сначала определим, к какому типу тел вращения относится деталь из исходного задания. Для этого подставим в формулу максимальные значения длины и диаметра детали:

таким образом, деталь относится к группе тел вращения типа фланец.

Определим массу заготовки:

где D _max - максимальный диаметр заготовки, см;

L _max – максимальная длина заготовки, см;

ρ - плотность материала заготовки, для чугуна ρ=7,6 г/см³.

Подставляя известные значения, получим максимальную массу заготовки:

Приближенно массу заготовки для деталей типа фланец можно определить:

;

По максимальной массе заготовки необходимо выбрать промышленного робота (ПР) для выполнения операций. Главным критерием при выборе ПР является грузоподъемность. Основываясь на этом условии, а также учитывая исполнение ПР (портальный) , выбираем для сравнения ПР модели УМ160Ф2.81.01 /1, с. 62/, и ПР модели СМ160Ф2.05.01 /1, с. 64/. Основные характеристики ПР представим в виде таблицы 1.1.

Таблица 1.1. Основные технические характеристики ПР моделей УМ160Ф2.81.01 и СМ160Ф2.05.01

Выбираем ПР модели УМ160Ф2.81.01, свой выбор обоснуем по следующим критериям:

для деталей типа фланец, необходимо выбирать робота с одной рукой, т. к. детали этой группы из-за малой длины трудно зажимать с помощью большего числа захватов;

ПР модели УМ160Ф2.81.01 является наиболее оптимальным по грузоподъемности.

2 Технологические разработки

2.1 Тип и форма организации производства

Тип производства (единичный, серийный, массовый) определяют согласно ГОСТ 14.004-83, используя коэффициент закрепления операций:

, /10.c.8/

где ΣП_о - суммарное число различных технологических операций, выполняемых на РТК в течении месяца (указано в задании);

С - количество единиц оборудования, выполняющего эти операции.

Коэффициент K_з.о. определяет число переналадок производства в течении месяца. При K_з.о.≤1 - производство массовое; если 10≥K_з.о. >1 - крупносерийное; 20≥ K_з.о. >10 - среднесерийное; 40≥ K_з.о. >20 - мелкосерийное; K_з.о. >40- единичное.

Определим коэффициент закрепления операций:

Таким образом, разрабатываемый тип производства является среднесерийным.

Для серийного производства количество деталей в партии ориентировочно можно определить из соотношения:

где N_i=N₁+N₂+…+N_m - годовая программа выпуска деталей различных наименований;

а - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей для обеспечения сборки (2-5 дней для крупных деталей, 5-12 - для мелких);

F-число рабочих дней в году (при пятидневной неделе F=253 дня).

Мерой ритмичности и непрерывности работы РТК является такт выпуска, мин/шт:

/10.c.8/

где F_д - действительный годовой фонд времени работы оборудования (при двухсменной работе F_д=4015 часов);

k_з =0,75-0,95 - планируемый коэффициент загрузки оборудования.

;

Форму организации производства на участке (РТК), а также решение технических и организационных вопросов принимают на основе требований ГОСТ 14.301-83. Дадим описание типа производства:

Групповое производство - это прогрессивная в технико-экономическом отношении форма организации прерывистых производственных процессов, экономико-организационной основой которой является целевая подетальная специализация участков и цехов, а технологической составляющей унифицированная типовая форма организации технологических процессов.

При подетальной специализации, сочетающейся с использованием единичной или типовой форм организации технологических процессов, имеют место формы группового производства: подетальные специализированные цехи (ПСЦ), подетальные специализированные участки (ПСУ) и многономенклатурные групповые поточные линии с переналадкой станков (ГПЛПС).

При подетальной специализации создаются следующие вторичные формы группового производства: подетально-групповые цеха (ПГЦ), подетально-групповые участки (ПГУ) и многономенклатурные групповые поточные линии с переналаживаемыми станками (ГПНЛС).

Эти формы основываются на использовании высокопроизводительного и быстропереналаживаемого оснащения, станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, специализированных станков и других средств механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов. В результате, при этой новой подетально-групповой форме специализации появляется техническая база, позволяющая свести к минимуму большую и неоправданную прерывность операций на отдельных рабочих местах и процесса в целом, а значит, и успешно решать задачи интенсификации и повышения эффективности производства. /2, с. 36/

2.2 Классификация и кодирование деталей

Перед разработкой унифицированных (типовых, групповых) технологических процессов необходимо провести классификацию деталей по конструктивным и технологическим признакам с учетом формы организации производства. Классификация предусматривает формирование конструктивно-технологических групп и разработку комплексных деталей.

Группирование деталей представляет собой сложный процесс, требующий высокой квалификации, специальных знаний теории и навыков, поэтому в типовой курсовой работе студенту предлагается решить обратную задачу:

из геометрических элементов комплексной детали (по заданию) образовать группу родственных деталей, отличающихся размерами, числом элементов и их комбинацией.