Технологический процесс детали вал-шестерня

 

t_в = 585,476 × 1,2 =702,6 ≈ 0,7 мин.

t_п = 2 мин [13, стр. 257]

а_орг = 1,7 [13, стр. 263]

Т_шт = 0,74 + 0,7 + 0, 1 + 0,02 + 0,06 = 1,62 мин.

 

10 риспособления

10.1 Промышленный робот М20П.40.01

РТК с роботом напольного типа модели М20П.40.01 включает токарный станок с ЧПУ 1 модели 16К20Ф3О, УЧПУ 2 станком, УЧПУ роботом 3, пульт обучения робота 4, схват 5, поворотный блок 6, шток 7 горизонтального перемещения схвата, поворотное устройство 8 в горизонтальной плоскости, каретка 9 вертикального перемещения схвата, тактовый стол 10, зажимной патрон 11, подвижное ограждение рабочей зоны 12, револьверная головка 13 с режущим инструментом и задняя бабака 14.

 

Рисунок 21- Станок 16К20Ф3О с роботом М20П.40.01

Промышленный робот модели М20П.40.01 напольного типа. Он имеет пять возможных координатных перемещений: 2 линейных(Z и R) и 3 угловых( ). Обработанную деталь робот кладет в тару, расположенную в непосредственной близости от станка.

Техническая характеристика:

Грузоподъемность, кг    20

Число степеней подвижности (без

захватного устройства)    5

Тип привода     Электропневматический

Управление     Позиционное

Число программируемых  коор-

динат       5

Способ программирования пере-

мещений      Обучение

Вместимость памяти системы

(число команд)     649

Погрешность позиционирования,

мм       ±0,5

Наибольший вылет R руки, мм  1100

Линейные перемещения,

             мм/максимальная скорость, м/с

Z                       500/0,5

R                                      1100/1,0

 

Угловые перемещения,

градус/максимальная скорость, градус/с

α       270/60

      ±3,5/30

                                                          300\60

Кроме того схват имеет возможность регулирования углового положения относительно поворотного блока в горизонтальной плоскости.

Установка и съем обработанной детали осуществляется путем поворота робота устройством 8, т.к. расстояние между  осью поворота ПР и патроном достаточно большое. Подпружиненный схват компенсирует погрешности поворотного вместо поступательного движения загружаемой детали в патрон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2 Пневматический привод к патрону станков

Рисунок 22- Пневматический привод к

патрону станков [16, стр. 63]

Для надежной работы приспособления в сеть подвода сжатого воздуха  включают ряд приборов. На рисунке ? показана схема присоединения вращающегося пневматического цилиндра 1 к воздушной сети и к патрону 2 токарного станка. Из цеховой сети сжатый воздух поступает в воздушный фильтр 3, в регулятор давления 4 с манометром 5, в масленку 6, в обратный клапан 7, в распределительный кран 8 и по воздухопроводам 9 или 10 поочередно подается в правую или левую полости пневмоцилиндра 1 двустороннего действия.

Воздушный фильтр 3 применяют для  очистки сжатого воздуха от влаги  и механических примесей.

Регулятор давления 4 применяют для  поддержания нормального давления воздуха.

За давлением сжатого воздуха  в пневмоцилиндре следят по показанием манометра 5.

Масленка 6 предназначена для подачи распыленного масла в полости пневмоцилиндра.

Распределительный кран служит для  поочередной подачи сжатого воздуха  в полости пневмоцилиндра и выпуска  в атмосферу отработанного воздуха.

 

Определение силы зажима.

Сила, развиваемая пневматическим поршневым приводом, может быть рассчитана по формуле:

,   [4, стр. 167]

 

где р – давление воздуха в  сети (принимаем р = 4 атм. ≈ 4 кг/см² ≈ 0,04 кг/мм²);

      D – диаметр цилиндра, D = 150 мм [лист чертежа ];

     η – коэффициент полезного действия (рекомендуемое η = 0,85).

 

Расчёт точности обработки детали в приспособлении.

Несмотря на то, что приспособления позволяют получить статически определённую и достаточно точную установку обрабатываемой поверхности детали относительно режущего инструмента и тем значительно повысить точность изготовления, обеспечить выполнение размеров, геометрической формы и взаимного расположения поверхностей без погрешности нельзя. Основным видами возникающих в процессе изготовления деталей погрешностей будут являться:

1. погрешность установки детали в приспособление;
2. погрешности, обусловленные геометрическими неточностями станка;
3. погрешность изготовления инструмента и его износа;
4. погрешность изготовления приспособления и его установки на станке;
5. погрешность настройки инструмента на размер или погрешности его положения по отношению к обрабатываемой поверхности;
6. погрешности, возникаемые в результате деформации системы СПИД, от усилий резания и закрепления;
7. погрешности от температурных деформаций отдельных звеньев технологической системы.

Все, разнообразие производственных погрешностей можно разделить на 3 характерные группы:

1. Погрешности, связанные с установкой  детали в приспособлении;

2. Погрешности, зависящие от  точности изготовления приспособления и его установки на станке;

3. Погрешности, обусловленные методом  обработки.

Погрешности установки определяются величиной изменения положения из мерительной базы по отношению к установочным элементам приспособления в направлении выдерживаемого размера.

Погрешности приспособления складываются из погрешностей изготовления его отдельных деталей, погрешностей установочных элементов, погрешностей устройств, определяющих положение инструмента, погрешностей установки приспособления на станок, а также погрешностей, обусловленных износом установочных и направляющих для инструмента устройств.

Следует отметить, что некоторые виды погрешностей приспособления можно компенсировать его настройкой, поэтому в расчет точности обработки деталей будет входить только погрешность установки приспособления на станке.

В 3-ю группу входят погрешности, связанные  с методом обработки. К ним  относятся отжимы инструмента и детали, зависящие от жесткости системы СПИД, состояния установочных поверхностей детали и приспособления, колебаний припуска, а также от температурных деформаций, происходящих в процессе обработки.

Итак, определение величины суммарной  погрешности механической обработки  сводится к решению обратной задачи размерных цепей – к нахождению допуска замыкающего звена по допускам составляющих звеньев. При решении этой задачи вероятностным методом формула будет иметь следующий вид:

 

  [15, стр. 23],

где t – коэффициент, зависящий от выбранного процента риска получения брака при обработке;

      λ_i – коэффициенты относительного рассеивания, определяемые законом распределения соответствующих погрешностей.

При кривой распределения, близкой  к закону нормального распределения, λ_i = 1/3. При допущении брака обработки в количестве до 0.27% от партии де талей t = 3 и тогда:

 

,

 

где: Σ_уст – погрешности, связанные с установкой детали в приспособлении;

     Σ_пр – погрешность приспособления;

     τ – погрешности метода обработки;

 

   [15, стр. 24]

 

Σ_б – погрешность базирования, это разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на размер инструмента, Σ_б = 0 так как совмещаются установочные и измерительные базы.

Σ_з – погрешность закрепления, это разность расстояния между предельными положениями проекции измерительной базы в направлении выполненного размера в результате приложения зажимного усилия.

Принимаем погрешность закрепления  Σ_з = 0,035 мм [1, стр. 79]

 

  [15, стр. 24],

 

где δ_габ – погрешность установки габарита ± 0,05

    δ_настр – погрешность настройки ± 0,02

 

 

      τ – погрешность метода обработки лежит в пределах 6-7 квалитета точности, принимаем её по 6 кв. τ =0,02 (чертеж 1)

Подставляя все известные величины в формулу, получаем:

 

 

11 Определение  потребного количества 

оборудования  и построение графиков его использования

11.1 Использование оборудования по времени

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование во времени. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом чтобы исключить их простои, т.е. нужно выбирать станки по производительности. С этой целью определяют наряду с другими технико-экономическими показателями критерии, показывающие степень использования каждого станка в отдельности и всех вместе по разработанному технологическому процессу.

Для каждого станка должны быть посчитаны  коэффициенты загрузки и коэффициенты использования станка по основному времени.

Коэффициент загрузки станка η_з определяется как отношение расчетного количества станков m_р, к принятому (фактическому) числу станков m_п:

 

   [1, стр. 117]

 

В свою очередь, расчетное количество станков определяется как отношение штучного времени на данной операции Т_шт к такту выпуска t_в:

 

    [1, стр. 117]

 

 

Таблица 9 Коэффициент загрузки станков

Операция	Коэффициент загрузки %
Фрезерно-центровальная	ηз = (2,62 / 7,64) × 100 = 34%
Токарная: черновая                 чистовая	ηз = (1,79 / 7,64) × 100 = 23% ηз = (1,96 / 7,64) × 100 = 25%
Зубофрезерная	ηз = (12 / 7,64) × 100 = 142%
Шпоночно - фрезерная	ηз = (1,21 / 7,64) × 100 = 15%
Токарно - резьбонарезная	ηз = (1,09 / 7,64) × 100 = 14%
Шлифовальная	ηз = (1,62 / 7,64) × 100 = 21%

 

При зубофрезерной операции η_з= 142%, что указывает на необходимость установки дополнительного количества станков 5А312.

Рисунок 23- График загрузки оборудования

 

11.2 Использование оборудования по основному времени

Коэффициент использования оборудования по основному времени (технологическому) η_о свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка. Он определяется как отношение основного времени к штучно калькуляционному времени (для серийного производства):

 

    [1, стр. 117]

 

Таблица 9 Коэффициент использования станков по основному времени

Операция	Коэффициент загрузки %
Фрезерно-центровальная	ηо = (0,5 / 2,62) × 100 = 19%
Токарная: черновая                   чистовая	ηо = (1,45 / 1,79) × 100 = 81% ηо = (1,4 / 1,96) × 100 = 71%
Зубофрезерная	ηо = (10,9 / 12) × 100 = 90%

Продолжение таблицы 9

Шпоночно - фрезерная	ηо = (0,8 / 1,21) × 100 = 66%
Токарно - резьбонарезная	ηо = (0,52/ 1,09) × 100 = 47%
Шлифовальная	ηо = (0,74/ 1,62) × 100 = 46%

 

Рисунок 24 График использования оборудования по основному времени

 

11.3 Использование оборудования по мощности

Этот фактор характеризуется коэффициентом  использования оборудования η_м, который представляет собой отношение необходимой мощности на приводе станка N_пр к мощности установленного электродвигателя N_ст:

 

    [1, стр. 117]

 

Таблица 10 Коэффициент использования станков по мощности

Станок	Коэффициент загрузки %
МР78	ηм = (11 / 22) × 100 = 50%
16К20Ф3	ηм = (3,8 / 7) × 100 = 54%
5А312	ηм = (1,8 / 7,5) × 100 = 24%
692М	ηм = (1 / 1,6) × 100 = 62%
3А110	ηм = (0,73/1,275) × 100 = 57%