Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин

.pdf
Скачиваний:
38
Добавлен:
06.09.2013
Размер:
33 Мб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 4.3. 2

 

" 1

 

2

3

4

 

5

6

Зубофрезерныи

 

 

ВО53160Ф4М

160, m = 3

80-500

 

8,5

7

»

адаптивный

53В30ПФ2М

200, m == 4

800-530

 

8,5

8

Зубрдолбежный

 

 

К35116Ф4М

160, m = 4

200-1200

 

7

9

Зуборезный конических колес

СТ5232Ф4М

320, m = 8

80-600

 

8,5

9

Сверлильно-фрезерно-расточный

6Д12МФ4РМ

320 X 630

5-2000

 

8

5

 

 

 

6Т13МФ4РМ

400 X 630

5-2000

 

12

8

Сверлильно-фрезерно-расточный

65А60МФ4М

500 X 630 X 250

5-2000

 

20

22

плоских деталей

 

 

 

 

 

 

 

 

Фрезерно-сверлильный

расточный 6М610МФ4М

800 X 1600 X 400

5-1500

 

28

45

базовых и плоских деталей

 

 

 

 

 

 

 

Коцсольно-фрезерный

 

СФЗОФ.ЗРМ

320 X 1250 X 400

345-1600

 

6,5

3,5

 

 

 

ВМ141Ф30М

400 X 1600 X 420

40-2000

 

12,5

4,5

Фрезерный для пазов на валах

ДФ100Ф4М

100 X 2600

40-1500

 

10

5

Адаптивный электроэрозионно-

4Л721ФЗМ

200 X 360

Q = 250

 

5,5

1,0

копировально-прошивочный

4Л723ФЗМ

400 X 630

Q = 1000

 

30,0

3,0

 

 

 

4Л724ФЗМ

800 X 1200

Q = 2000

1

30,0

5,5

Эректроэрозионный вырезной

4735ФЗМ

400 X 250 X 1600

(2=35

5

3

Обозначения: m - модуль; Q -

съем металла, мм^мин.

 

 

 

 

 

4.3.3. Основные характеристики УЧПУ

Параметр

 

2М43

2С42

2С85

2У32-61

2М30

НЗЗ-1М

«Координа­

П32-34

 

та С70-3*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип УЧПУ

j

Контурное

Позици-

 

Контурное

 

Позиционное

 

 

 

 

онно-кон-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

турное

 

 

 

 

 

Задание размеров в программе

 

 

По ГОСТ 13054

в прира­

В абсолютных

 

 

 

 

 

 

 

щениях

значениях

Число управляемых координат

 

3

8

8

3

3

3

3

6

Число одновременно управ­

 

3

3

5

3

1

3

2

2

ляемых координат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость ввода программы с

 

300

300

300

300

300

45

75

перфоленты, строк/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дискретность обработки по

 

0,001

0,001

0,001

0,001

0,01

0,01

0,005

0,01

координатам, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ПТ-71 Н55

Контурное

В прира­ В абсолютных щениях значениях

3

5

2

2; 5

700

300

0,01

0,01

Тип привода

Шаго­

Следя­

Следя­

Следя­

Шаговый

 

Шаговый

Шаговый

Ступен­

Шаго­

Шаговый или

 

вый ЭГ щий шаго щий шаго

щий

ЭГ

 

или сле­

 

чатый ре­

вый

следящий

 

 

вый ЭГ

вый

 

 

 

дящий

 

гулируе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мый

 

 

Тип измерительного преобра­

длм

ДЛМ

ДЛМ

ДЛМ

ДЛМ

 

ДЛМ,

ДЛМ

ДЛМ,

ДЛМ

ДЛМ, ВТМ

зователя привода

 

 

 

 

 

 

ВТМ-1В

 

ВТМ

 

 

Прием информации от станка

64

64

256

80

64

i

-

-

3

65

Выдача информации на станок

64

64

256

48

64

 

-

-

-

3

65

Объем оперативной памяти без

4 К

16 К

16 К

8 К

 

2048 X 76

сохранения информации, байт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р. слов

Объем оперативной памяти с

1 К

2 К

2 К

16К

16 К

 

 

 

 

 

128 X 26

сохранением информации,

 

 

 

 

 

 

 

'

'

 

р. слов

байт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число каналов обмена

64

240

256

192

64

 

99

72

76

99

40

672 Глава 4.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТИПОВЫХ И ГРУППОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1

XYZBC

YXZBC

ZXYBC

BXYZC

CXYZB

1

1

XYZCB

YXZCB

ZXYCB

BXYCZ

CXYBZ

1

1

XYBZC

YXBZC

ZXBYC

BXZYC

CXZYB

1

1

XYBCZ

YXBCZ

ZXBCY

BXZCY

CXZBY

1

1

XYCZB

YXCZB

ZXCYB

BXCYZ

CXBYZ

1

1

XYCBZ

YXCBZ

ZXCBY

BXCZY

CXBZY

1

1

XZYBC

YZXBC

ZYXBC

BYXZC

CYXZB

1

1

XZYCB

YZXCB

ZYXCB

BYXCZ

CYXBZ

1

1

XZBYC

YZBXC

ZYBXC

BYZXC

CYZXB

1

1

XZBCY

YZBCX

ZYBCX

BYZCX

CYZBX

1

1

XZCYB

YZCXB

ZYCXB

BYCXZ

CYBXZ

1

1

XZCBY

YZCBX

ZYCBX

BYCZX

CYBZX

1

1

XBYZC

YBXZC

ZBXYC

BZXYC

CZXYB

1

1

XBYCZ

YBXCZ

ZBXCY

BZXCY

CZXBY

1

1

XBZYC

YBZXC

ZBYXC

BZYXC

CZYXB

1

1

XBZCY

YBZCX

ZBYCX

BZYCX

CZYBX

1

1

XBCYZ

YBCXZ

ZBCYX

BZCXY

CZBXY

1

1

XBCZY

YBCZX

ZBCXY

BZCYX

CZBYX

1

1

XCYZB

YCXZB

ZCXYB

BCXYZ

CBXYZ

1

1

XCYBZ

YCXBZ

ZCXBY

BCXZY

CBXZY

1

1

XCZYB

YCZXB

ZCYXB

BCYXZ

CBYXZ

1

1

XCZBY

YCZBX

ZCYBX

BCYZX

CBYZX

1

1

XCBYZ

YCBXZ

ZCBXY

BCZXY

CBZXY

1

1

XCBZY

YCBZX

ZCBYX

BCZYX

CBZYX

1

1

Рис. 4.3.1. Матрица структурных формул компоновок ПР

Связь ГПМ или РТК с другими техниче­ скими средствами осуществляется транспор­ том через загрузочно-разгрузочные устройства (ЗРУ). ЗРУ обеспечивают взаимодействие между транспортной системой и перемеще­ ниями предметов внутри ГПМ (РТК) с по­ мощью ПР и (или) манипуляторов. В зависи­ мости от предметов труда и вида производства это могут быть поддоны, кассеты, магазиныкантователи, устройства поштучной вьщачи, спутники, машинные тиски, делительные головки. ЗРУ может не иметь степеней под­ вижности или иметь несколько степеней с обозначениями X , Y , Z , A , B , C , соот­

ветствующими модулям исполнительных ме­ ханизмов устройства.

На основе таблиц структурного анализа в соответствии с функциями ГПМ или РТК можно получить ряд компоновок, отвечаю­ щих требованиям пооперационной закончен­ ности и встраиваемости в ГПМ. Вьщелены четыре группы компоновок ГПМ для обра­ ботки деталей типа тел вращения: с горизон­ тальной осью расположения детали в ТО и ПР напольного исполнения (л = 1 ... 7); с горизонтальной осью расположения детали в ТО и ПР встраиваемого или навесного испол­ нения (л = 8 ... 17); с вертикальной осью рас-

АГРЕГАТИРОВАННОЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

673

положения детали в ТО и ПР напольного исполнения (л = 18 ... 27); с вертикальной осью расположения детали в ТО и ПР встраи­ ваемого и навесного исполнения (п = 28...40).

Компоновки ГПМ для изготовления од­ них и тех же деталей сравнивают по машин­ ному времени ТО и времени перемещения (манипулирования) в модулях, входящих в ПР и ЗРУ. Минимальное время определяют с помощью формальных циклограмм.

Для построения характеристик ГПМ или РТК по циклограмме компоновок необходимо определить функцию числа тактов к, характе­ ризующую длительность обработки, и число компонентов единиц оборудования ГПМ.

При выборе компоновки п минимизуется длительность цикла обработки, которая характеризуется интенсивностью использова­ ния оборудования v: v = к'/к ^ где к' - число компонентов ГПМ или РТК, выраженное условным временем работы оборудования; к - число тактов, выраженное суммарным време­ нем перемещения и обработки в ГПМ или РТК. Очевидно, что чем меньше значения v и А;, тем выше производительность работы и надежность.

По результатам анализа выявляются оп­ тимальные компоновки ГПМ или РТК для каждой структурной группы.

Согласно циклограмме работа в ГПМ осуществляется в следующей последователь­ ности. Тара с заготовками устанавливается на магазин заготовок. Заготовки поштучно пере­ мещаются по оси на конвейере, который транспортирует их в зону ПР и ТО. ПР захва­ тывает заготовку и устанавливает ее на ТО. Затем рука ПР выводится из зоны обработки ТО и начинается механическая обработка. По окончании обработки ПР захватывает заго­ товку с одной обработанной плоскостью, по­ ворачивает ее на 90 или 180° относительно оси у и опять устанавливает на ТО. Далее рука ПР выводится из зоны обработки ТО и начинается механическая обработка другой стороны заготовки. По окончании обработки ПР захватывает деталь и устанавливает на конвейер, который перемещает ее к магазину готовых деталей. В магазине готовые детали, поочередно перемещаясь по координате jc, укладываются в тару для изделий. Далее цикл работы ГПМ повторяется.

ГПМ (РТК) с параллельной компонов­ кой ТО, в состав которого входят ПР со структурой ХС или XZC, две единицы ТО и ЗРУ со структурой X'YZ' или XY (в зависи­ мости от исполнения ПР), работает в сле­ дующей последовательности. Тара с заготов­ ками устанавливается на ЗРУ, которое, пере­

мещаясь по осям X и у в горизонтальной плоскости, обеспечивает выход заготовки в нужную позицию. ПР захватывает заготовку, переносит ее в зону обработки первого ТО, устанавливает и возвращается в исходное по­ ложение. После механической обработки ПР забирает заготовку, обработанную с одной стороны, устанавливает ее на втором ТО и возвращается в исходное положение. Готовую деталь ПР устанавливает в пустую ячейку тары, в которой ранее находилась заготовка. Тара, установленная на ЗРУ, перемещается, выводя в исходную точку позиции захвата ПР следующую заготовку, цикл повторяется до тех пор, пока не будут обработаны все заго­ товки в таре. Затем на место тары с изделия­ ми устанавливается тара с заготовками.

ГПМ или РТК, скомпонованный из ПР подвесного исполнения со структурой BXY или CXY, ТО и ЗРУ со структурой Z', работа­ ет следующим образом. Тара с заготовками устанавливается на ЗРУ, которое перемещает ее вертикально вверх в зону схвата ПР. ПР захватывает одну из заготовок и вьщает ко­ манду на перемещение ЗРУ с тарой вниз. Далее ПР устанавливает заготовку в "центры" или патрон ТО и возвращается в исходное положение. Начинается механическая обра­ ботка. Затем заготовка, обработанная с одной стороны, захватывается схватом ПР, отводит­ ся вдоль оси JC, переворачивается и вводится в

ТО; ПР возвращается в исходное положение. После окончания обработки ПР захватывает обработанную деталь и переносит ее к ЗРУ. ЗРУ с тарой сначала перемещается вверх, где ПР устанавливает обработанную деталь в пус­ тую ячейку тары, затем вниз. ПР выходит на следующую позицию для захвата следующей заготовки. Цикл повторяется до тех пор, пока все заготовки в таре не пройдут механическую обработку.

Последовательность работы ГПМ (РТК), состоящего из ПР подвесного исполнения со структурой BZX, CZX или СВХ, ТО и ЗРУ со структурой Y, следующая. Тара с заготовками устанавливается на ЗРУ, которое перемещает­ ся в рабочую зону ПР. ПР захватывает одну из заготовок, расположенных в первом ряду тары, поднимает, смещает параллельно оси ТО до центра зоны обработки, опускает до оси и устанавливает ее на ТО и выходит из рабочей зоны ТО. Начинается механическая обработка. Заготовка, обработанная с одной стороны, захватывается ПР, отводится, пере­ ворачивается на 180° и устанавливается» на ТО. После обработки второй стороны деталь захватывается ПР, переносится в зону ЗРУ и устанавливается в пустую ячейку тары. Этот

674 Глава 4.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТИПОВЫХ И ГРУППОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

4.3.4. Типовые компоновки ГПМ и характеристики обрабатываемых деталей

ГПМ (РТК)

дРУ ПРГО

ГО ПР т

тПР то

ТО ПР ЗРУ

н

то ПР jpy

Масса, кг

До 10

До 10 10-40 40-80 80-160 160-250 До 10 10-40 40-80 80-160 160-250 До 10 10-40 40-80 80-160 160-250 До 10

10-40

40-80

80-160

160-250

Деталь Диаметр/длина, мм Расположение

валообразные дискообразные

50/500

160/200

30/300 80/1000 160/200 Горизонтальное

125/1100 250/200 160/1400 320/260 400/250

50/500 90/1000 160/200

125/1000 250/500 160/1400 320/250 400/250

50/500

160/200

250/200

320/250

400/250

50/500

160/200 Вертикальное

250/200

320/250

400/250

АГРЕГАТИРОВАННОЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

675

процесс происходит до тех пор, пока весь первый ряд заготовок в таре не будет обрабо­ тан. Далее ЗРУ перемещает тару и проводится обработка второго ряда заготовок, и т.д.

ГПМ (РТК), скомпонованный из ПР напольного исполнения со структурой ZBC, ТО и ЗРУ со структурой XY, работает в сле­ дующей последовательности. Тара с заготов­ ками устанавливается на ЗРУ и перемещается в рабочую зону ПР. ПР захватывает заготовку, расположенную в таре, поворачивает руку на 90°, вводит ее в зону обработки и устанавли­ вает на ТО, затем возвращается в исходное положение. Начинается механическая обра­ ботка, после окончания которой заготовка, обработанная с одной стороны, захватывается ПР, переворачивается и устанавливается на

ТО. Далее ПР возвращается в исходное поло­ жение; после обработки ПР захватывает де­ таль, перемещает ее и устанавливает в пустую ячейку тары. Далее цикл работы повторяется. На место тары с обработанными деталями устанавливается тара с заготовками.

На основе структурных схем и цикло­ грамм составлен типаж ГПМ (РТК) механиче­ ской обработки. Из анализа компоновок ГПМ и номенклатуры деталей типа тел вращения массой до 250 кг, диаметром до 160 мм, дли­ ной до 1400 мм и дисков диаметром до 400 мм, длиной до 250 мм получены типовые компоновки, представленные в табл. 4.3.4 - 4.3.7.

Обработка в ГПМ осуществляется путем взаимодействия заготовки с ТО, ПР и ЗРУ

4.3.5. Технологические оборудование в типовых компоновках ГПМ

Зона загрузки

£Э1о.

В1Щ

п^^

ft^F^,

 

Диаметр детали, мм

 

над

над

в центрах

в патроне

станиной

суппортом

 

 

320

200

25-80

 

320

200

 

25-250

320

200

25-80

25-250

400

250

32-100

32-315

500

400

40-125

40-400

630

400

50-160

50-500

630

400

-

50-500

320

200

25-80

25-250

400

250

32-315

500

400

40-400

630

400

50-500

Структурная схема

^^г^ЭЭс

ТТ

гЕШ1

4.3.6. Промышленные роботы в типовых компоновках ГПМ

 

 

Струк­

Максимальное перемещение

Грузо­

 

 

 

модулей ПР, мм (°)

Исполнение

Тип привода

Система

турная

подъем­

формула

 

 

ность, кг

 

 

управления

 

 

 

 

 

10

11

XBY

100 600

180°

10

Напольное

Электромехани­

Цикловая

 

 

 

 

неподвижное

ческий.

 

Пневматический

XZC 100 200 180° 10 То же То же Цикловая позиционная

CXY

600

1500

180°

10

Навесное

ЭлектромеханиПозиционная

 

1000

2000

 

40

подвижное

ческий.

 

 

 

Пневматический

 

1500

2500

 

80

 

 

 

 

Гидравлический.

 

1500

2500

 

150

 

 

1500

3060

 

250

 

Комбини­

 

 

 

рованный

1

^

со,1!iрГги

Г?

=о,Е 1

ш|ЬтЛЛ JLJ

2

3

4

5

6

7

8

CZX

5000

 

600

 

180°

10

 

4000

 

600

 

 

40

 

5000

 

600

 

 

80

 

5000

 

1000

 

 

160

 

6000

 

1000

 

 

250

ZBC

 

 

100

180°

90°

10

 

 

 

200

 

 

40

 

 

 

300

 

 

80

 

 

 

350

 

 

150

 

 

 

400

 

 

250

ZBX

2000

 

100

180°

 

10

 

3000

 

200

 

 

40

 

3000

 

300

 

 

80

 

3500

 

350

 

 

160

 

4000

 

400

 

 

250

ZBC

 

 

100

180°

90°

10

 

 

 

200

 

 

40

 

 

 

300

 

 

80

 

 

 

350

 

 

160

 

 

 

400

 

 

250

 

Продол^нсение табл. 4.3.6

9

10

11

Навесное

Гидравлический.

Позиционная

подвижное

Комбинирован­

 

 

ный

 

Напольное

То же

Цикловая

неподвижное

 

 

Навесное

»

Позиционная

подвижное

 

 

Навесное

»

Цикловая

неподвижное

 

 

678 Глава 4.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТИПОВЫХ И ГРУППОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

4.3.7. Загрузочно-разгрузочные устройства в типовых компоновках ГПМ

Структурная схема

Структурная

Тип привода

Система

Вместимость

 

 

формула

 

управления

 

2М(у)Пх)

^ I i.i 11.1111111111.1

г \

X Y

t

тD

Р=1 1=1

Пневмати­ Цикловая ческий

Электро­ Позиционная 12 механический

Пневмати­ Цикловая

ческий

10

 

 

10

10

Электромеха­ Позиционная 10 нический

X Y

To же

To же

r

V=A t=:i

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ И ТРАНСПОРТНО-НАКОПИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

679

4.3.4. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ И ТРАНСПОРТНОНАКОПИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТИПОВЫХ И ГРУППОВЫХ ПРОЦЕССОВ

Шиберные подающие устройства (рис. 4.3.2, а) применяют при обработке заготовок с размерами в плане от 70x70 до 250x250 мм, толщиной не менее 1,0 мм при допускаемом отклонении от плоскостности заготовок 2 мм. Шиберные подающие устройства имеют габа­ ритные размеры в плане 500x700 мм. Приво­ ды подач имеют исполнительный орган - ши­ бер, совершающий возвратно-поступательное движение. Подача заготовок осуществляется за счет сдвига шибером нижней заготовки на исходную позицию для захвата ПР; при этом заготовка всегда находится на постоянной высоте. Сверху в любое время можно докла­ дывать полосы, карты или штучные заготов­ ки. Конструкция механизма, преобразующего

возвратно-поступательное движение, зависит от размера заготовок и хода шибера (рис. 4.3.2, б). Расчетная сила проталкивания заго­ товки из стопы

Р = Р +Р ,

где Рщпр - сила проталкивания; ^п р = Р^^ ~ = 2рц(?дг; р - коэффициент слипания загото­ вок; р = 1,6 ... 1,9; F - сила трения при дви­ жении заготовок; ц - коэффициент трения (для стали - 0,12 ... 0,15; для латуни - 0,10 ...

0,12; для алюминия - 0,08 ... 0,10); Gj^ - нор­ мальная составляющая сила тяжести загото­ вок; Рд - динамическая сила, возникающая в момент разгона шибера, Рд = G^a/g, а - уско­ рение разгона шибера; зависит от типа приво­ да (пневмо-, гидро-, электропривод); g - ус­ корение свободного падения.

Магазинные подаюпще устройства (рис. 4.3.3, а) применяются при обработке загото­ вок с размерами в плане от 70x70 до 500х X 500 мм и с неограниченной толщиной. По­ дача заготовок осуществляется с верхнего уровня; для бесперебойной работы требуется поддерживать постоянную высоту заготовки. После обработки всех заготовок требуется смена магазина.

Масса стопы заготовок не превышает 250 кг. Толщины заготовок находятся обьшно в пределах 0,2 ... 1,6 мм при допустимом от­ клонении от плоскостности 2 мм. Устройства имеют возможность регулировать захват по высоте, во взаимоперпендикулярных направ­ лениях, по углу (рис. 4.3.3, 6). Габаритные размеры устройства в плане 500x500 мм.

^

^ ^ .

б)

а)

б)

Рис. 4.3.2. Шиберное подающее устройство

Рис. 4.3.3. Магазинные подающие устройства