МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М.Т. КАЛАШНИКОВА»

ВОТКИНСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра: «Технология машиностроения и приборостроения»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Автоматизация производственных процессов»

На тему: «Автоматизировать процесс высадки головки болтов с контактным нагревом с подробной разработкой принципиально-структурной схемы и конструкций устройства закрепления заготовок».

Специальность: 151001

Выполнил: студент группы ВЗ-611(3,6) Ларионова А.А.

Проверил: Иванов В.В.

Воткинск, 2013

Содержание

Введение..............................................................................................................3

1. Разработка принципиально-структурной схемы устройства.........................5

1.1 Анализ автоматизируемого технологического процесса.........................5

1.2 Разработка перечня основных функций устройства.

Функциональный анализ..............................................................................6

1.3 Выбор исполнительных механизмов..........................................................7

1.4 Выбор приводов исполнительных механизмов и датчиков......................7

1.5 Компоновка узлов и разработка принципиально-структурной схемы устройства................................................................................................................8

1.6 Разработка цикла работы устройства..........................................................9

2. Проектирование узла.........................................................................................10

2.1 Разработка технического задания на проектируемый узел.....................10

2.2 Разработка и анализ схемы узла.................................................................11

2.3 Составление расчетных схем и расчет

основных элементов конструкции.................................................12 Заключение..................................................................................................14

Список литературы.....................................................................................15

Введение

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения, охватывающей все эти этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

Технология машиностроения комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных, т.е. наиболее производительных и экономичных, технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки; методы рационального построения технологических процессов сборки машин.

В последнее время значительно увеличился выпуск новых видов машин, приборов, аппаратов, отвечающих современным требованиям, что позволило выпускать продукцию высокого качества с наименьшими затратами труда. Непрерывно совершенствуются конструкции машин, и других изделий, технология и средства их производства и контроля. Широко используется методы комплексной и опережающей стандартизации внедряются системы управления и аттестации качества продукции, система технологической подготовки производства. В решении задач совершенствования технологии машиностроительного производства особое значение приобретают стандартизация и взаимозаменяемость, в частности обеспечения оптимальной точности размеров, формы и расположения поверхностей деталей. Выполнение работы служит не только комплексной проверкой подготовки учащегося к работе на производстве, но и является важной формой и методом приобретения навыков самостоятельной работы.

Курсовая работа является самостоятельной работой будущего инженера.

Анализ автоматизируемого технологического процесса.

Для современного развития автоматизации процессов машиностроения характерны три главные тенденции:

Первая - широкое применение метода концентрации (совмещения) элементарных технологических операций при создании автоматического оборудования не только для массового, но и для серийного и мелкосерийного производства. Концентрация операций в одной рабочей машине резко повышает производительность, позволяет быстро окупить затраты на автоматизацию.

Вторая тенденция - широкое использование метода агрегатирование (агрегатно-модульного принципа построения) металлорежущих станков-автоматов и автоматических линий, сборочных машин, контрольных, транспортерных устройств, роботов и систем управления, что в несколько раз сокращает сроки проектирования, создает возможность перекомпоновки и переналадки его при изменении объекта производства.

Третья – применение микропроцессорной техники и компьютеров для управления на всех уровнях технологическими процессами (включая управление качеством продукции), что позволяет обеспечить гибкость производства, высокую надежность управляющих систем, реализовывать большие потенциальные возможности современных технологий.

Сочетание этих тенденций может обеспечить высокую эффективность только в случае выбора наиболее эффективных по концентрации операции параметров агрегатного оборудования и технологических систем в целом.

Недостаточная концентрация операций - это увеличение числа станков, основных и вспомогательных рабочих, увеличение производительной площади, станкоемкости, трудоемкости, себестоимости деталей. Автоматизация технологического процесса в условиях низкой концентрации операции неэффективна; слишком высокая концентрация операций приводит к созданию сложного дорогостоящего и недостаточно надежного оборудования, частые отказы, которые также вызывают увеличение станкоемкости и себестоимости продукции. От того, насколько удачно выбран вариант автоматизации, зависит не только его экономическая эффективность, но и перспективность.

Задание№37

Автоматизировать процесс высадки головки болтов с контактным нагревом с подробной разработкой принципиально-структурной схемы и конструкций устройства закрепления заготовок.

1 Разработка принципиально-структурной схемы устройства.

Для изготовления головки болта можно применить обработку материала резанием (фрезерные автоматы, долбежные станки), лазерные обработки граней, штамповка (горячая или холодная) и т.д.

1.1 Анализ автоматизируемого технологического процесса

Более эффективной является кузнечно-штамповочное производство. Оно отличается высокой производительностью, хорошим качеством выпускаемой продукции. Горячую объемную штамповку целесообразно применять только в серийном, крупносерийном и массовом производстве, т.к. для нее требуется специальный дорогостоящий инструмент – штамп, который окупается при малой серийности. Автоматизация процессов горячей объемной штамповки позволяет не только увеличить производительность труда, но также облегчает условие труда, которые при горячей объемной штамповке остаются опасными (высокий темп работы, монтажные и тяжелые ручные операции, шум, загрязненность атмосферы) и иногда приводит к повышению травматизма.

Высадке подвергают детали из стали. В зависимости от объёма получаемого при высадке утолщения процесс выполняют за один или несколько переходов. За один переход выполняют детали простой формы (заклёпки, болты, винты…). При высадке можно получить детали с точностью 8-9-го квалитета; достигаемый параметр шероховатости поверхности Ra2,5…0,63.

Очерёдность процесса заключается в следующем: установка детали; нагрев части детали под высадку (головка болта); непосредственно высадка; снятие детали с рабочей позиции. Наиболее технологичным способом будет изготовление изделия на холодновысадочных автоматах из калиброванного прутка (для малых диаметров до 8 мм). Для больших диаметров необходим нагрев.

Разработка процесса изготовления болта представлена ниже.

Для выполнения заданной операции используют более простое и надёжно работающее оборудование. При этом значительно снизится себестоимость детали и повысится производительность процесса.

Материал болта: Сталь 20 ГОСТ 1050-88.

1.2 Функциональный анализ.

Работа производства:

Вертикальная кассета с заготовками в количестве от 20 до 200 шт. устанавливается на индукционную печь с дозирующим устройством, после нагрева одной заготовки в печи за определенный промежуток времени(10-30 сек), она попадает на склиз (наклонная плоскость с отсекателем) и входит на рабочую поверхность промышленного робота. Нагретую заготовку робот переносит на штамп пресса. После окончательной обработки прессом, робот готовую деталь переносит в тару (накопитель).

Таблица 1

Этап процесса, функция	Требования	Предлагаемые варианты, способы
Накопление деталей	Емкость накопителя 20-200 деталей	Накопитель – вертикальный магазин коробчатой конструкции
Подача деталей на рабочую позицию печи	Скорость подачи 1м/с, перемещение 200-300мм, точность позиции 1мм	Перемещение деталей по направляющей за счет скатывания с накопителя.
Фиксация детали в печи	Точность фиксации 1мм	Самопроизвольное
Перемещение детали по склизу	Скорость перемещения 1м/с. Перемещение 200-300мм	Самопроизвольное
Фиксация детали на рабочей поверхности робота	Точность фиксации 0,2мм	Призматический фиксатор
Закрепление детали, захват роботом	Усилие зажима не более 300Н	Зажим в виде руки
Подача деталей на рабочую позицию пресса	Скорость 0,05м/с. Точность позиционирования 1мм	Пневмопривод для перемещения
Фиксация детали в прессе	Точность фиксации 0,2мм. Усилие зажима не менее 30кН	Призматический фиксатор
Штамповка детали	Усилие 40 МН. Получение необходимой конфигурации	Штамп
Захват роботом детали из пресса	Усилие зажима не более 300Н	Зажим в виде руки
Перемещение готовой детали в тару	Скорость перемещения 1м/с.	Пневмопривод для перемещения руки робота
Контроль за состоянием штампа	Определение поломки или засорение штампа	Специальный датчик (фото) подводимый перед обработкой.