Курсовой проект: Автоматизированный роботизированный участок обработки ступицы

Министерство образования Самарской области
государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение Самарской области
«Самарский машиностроительный колледж»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
СОЗДАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
РОБОТИЗИРОВАННОГО УЧАСТКА МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ «СТУПИЦА»
ПО МДК 02.01 ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТ ПО УЗЛОВОЙ СБОРКЕ И
ПУСКОНАЛАДКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ
15.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание роботизированного
производства
Студент
Лазарев
гр. 361 РП
____________
Д.С.
подпись
Оценка выполнения и защиты курсового проекта
Руководитель
____________
подпись
____________
Р.Т. Кураева
Самара, 2026 г.
Содержание
Введение
1. Анализ исходных данных для создания РТК.
2. Технологический маршрут обработки деталей с расчетом
режимов резанья для операций, входящих в РТК, с выбором
станочного оборудования.
3. Выбор промышленного робота и захватного устройства для РТК
4. Компоновка и рабочая зона ПР
5. Структура и устройство механической системы
6. Выбор
вспомогательного
транспортно-накопительного
оборудования РТК
7. Аналого-позиционные системы программного управления.
Описание, характеристики
8. Система контроля ПР
Технологическая часть
1. Проектирование и расчёт загрузочного устройства
2. Разработка компоновки РТК
3. Расчет Траектории перемещения захватного устройства ПР
4. Расчет времени использования каждого переда работы ПР и
время работы станка
5. Построение циклограммы работы оборудования РТК
6. Разработка мероприятий по совершенствованию специализации
цехов, участков, рабочих мест.
Заключение
Список использованных источников
Приложение
1.1 Анализ исходных данных для создания РТК
Наша деталь имеет данные по чертежу которые показывают длину и радиус нашего
изделия, и её конструктивные особенности:
Вал ведший сделан из Стали 45 ГОСТ 1050-88
Деталь весит 7,2 килограмма
Его общая длина 309мм
Его самый большой диаметр 80мм
По чертежу детали видим, что у нас есть на 2 концах детали отверстия по 4 фаски, между
частями деталей есть плавный переход
Часть детали имеет длинный участок 134 мм и диаметром 60мм.
В общем основной длинны участок думаю служит базой для захвата или проноса детали.
А переходы, которые сделаны между частями детали служат для снятия напряжения с
детали.
Из за ступенчатой формы и то что деталь соосная это облегчает обработку на токарном
станке.
Размеры на чертежи выполнены удобна и хорошо показывают размеры для обработки
детали на станках с ЧПУ
Допуски размеров очень важны особенно на шейке вала куда устанавливается подшипник
там применяются допуски по 6-7 квалитету посадка как k6, m6 из-за этого после
термической обработки детали должна быть предусмотрена финальная шлифовка
поверхностей.
На обеих концах вала показана шероховатость Ra 6,3 что соответствует чистовой
обработки нашей детали дабы добиться такой шероховатости используем точение.
Наша деталь сделана из Стали 45 ГОСТ 1450-88 эта углеродистая сталь которая обладает
хорошей прочность пластичность и хорошо обрабатывается резаньем
Твёрдость материала в горячекатаном состоянии 170-217 HB
Термообработка для нашей детали должна предусматривать закалка до твёрдости HRC
45-50 для термоулучшения.
Из за этих требования вся обработка над деталью то есть фрезерование, точение до
закалки в состоянии нормализации детали.
На важные поверхности такие как места для подшипника оставляется припуск под
шлифование 0,5 мм на одну сторону из за возможной деформации после закалки детали.
Шлифовка детали производится после закалки детали чтобы достичь требуемых размеров
точности.
Использование горячекатаного проката для нашей заготовки будет хорошим решением
Конструкция детали весьма технологична:
В ней нет трудно доступных мест куда нельзя было подлезть для обработки поэтому
доступны для обработки стандартно проходным кановочным резцом
Жёсткость детали 3,86 высчитали максимальную длину делим на максимальном диаметр
что означает что не надо использовать методы дополнительного ужесточение что
облегчает оснастку и РТК.
Для конструкторских баз возьмём оси детали и её торцы также центровые отверстия
(фаски на концах) это обеспечивает точную обработку всех шеек с одной установки и
выполняет требование для соостности.
А для фрезерной операции базы возьмём цилиндрическая поверхность можно взять
длинную базу диаметром 60 и длиной 134 мм или 80 диаметром.
В общем наша деталь и информация на чертеже делает делать технологической.
Для всех эти операция всё также подход ходят наши станки для токарной обработки
16К20Ф3 а для фрезерной 6Р13РФ3.
Химический состав детали, а именно стали 45 с гостом 1050-88 состоит из:
Элемент
Содержание,%
Углерод
0,42-0,50
Кремний
0,17-0,37
Марганец
0,50-0,80
Фосфор
До 0,025
Сера
До 0,025
Также давайте рассмотрим физические свойства детали из ста45 ГОСТА 1050-88:
Свойство
Значение
Единица измерения
Плотность материала
7826-7850
Кг/мк
Упругость
200-201
ГПа
Сдвиг
78
гпа
Теплопроводность
48-50
Вт/(м*К)
Удельная теплоёмкость
473-490
Дж/(кг*К)
Температура плавления
1420-1460
В градусах С
Механические свойства для нашего матерьял под деталь (Вал ведущий):
Сталь 45 госта 1050-88 имеет достаточно обширные механически физические и целю
разность физических свойств на разных температурах её дополнительные химические
свойства.
Механические свойства стали 45 госта 1050-88:
Свойство
Значение
Единица измерения
Предел прочности
материала
590-610
МПа
Предел прочности
материала
355-360
МПа
Относительное удлинение
16
%
Относительное сужение
40
%
Твёрдость по НВ
170-217
МПа
Ударная Вязкость KCU
49-50
Дж/см в квадрате
Физические свойства материала при разной температуре и термической обработке:
Температа°
C
Плотност
ь, кг/м³
Теплопроводност
ь, Вт/(м·К)
Коэф.
линейного
расширени
я, 10⁻⁶ 1/°C
Удельная
теплоемкост
ь, Дж/(кг·К)
Модуль
упругост
и Е, ГПа
20
7826
48
11,9
473
200
100
7799
47
12,7
498
201
200
7769
44
13,4
515
193
300
7735
41
14,1
536
190
400
7698
39
14,6
583
172
500
7662
36
14,9
583
-
600
7625
31
15,2
578
-
700
7587
27
15,2
611
-
800
7595
26
-
720
-
Рассмотрим критические точки Стали 45 при выполнении термообработки, при каких
температурах используются разные переобращения:
Критические точки стали 45 госта 1050-88:
Обозначение
Значение, °C
Описание
Ac₁
730
Начало превращения
перлита в аустенит при
нагреве
Acm
755
Конец превращения
феррита в аустенит при
нагреве
Arcm
690
Начало превращения
аустенита в феррит при
охлаждении
Ar₁
780
Конец превращения
аустенита в перлит при
охлаждении
Mn
350
Точка магнитного
превращения
Технологические свойства стали 45:
Свойства
Характеристики
Свариваемость
Трудно свариваемая
Флокеночувствительность
Малочувствительная
Склонность к хрупкости
Не склонна
Обработка резаньем
Хорошая в горячем состоянии НВ 170-179
Теперь нам известно о нашем изделие достаточно важные параметры такие как:
Прочность, жесткость, термообработка, обрабатываемость (резаньем), и масса детали 7,2
кг а также самой заготовки 10 кг то есть 2,8 это запас от заготовки на припуси и запас на
ошибки или погрешность.
Теперь можем перейти к разработке технологического процесса детали. И выбора
оборудования для него.
!.2 Технологический маршрут обработки детали с расчётом режимов
резанья для операций, входящих в РТК, с выбором станочного
оборудования.
Первый этап разработке технологического процесса будет выбор заготовки.
Для нашей детали с размером 309мм длиной и 80 максимальный диаметр,
подойдёт заготовка круглого образца диаметром 85мм а в длину будет 315мм для обрезки
торцов и запаса для припусков.
В данном этапе для изготовления детали есть 2 этапа то есть:
 Механическая обработка, которая делается до термической обработки выполнимая
в самой РТК.
 И готовая операция со шлифовкой, которая выполняется на отдельном
оборудовании вне РТК.
С учётом нашей заготовки которая будет весить с запасом 10 кг, когда итоговая деталь будет
весить 7,2 кг.
Рассмотрим операции водящий в технологический процесс:
Номер операции
Наименование операции
Предварительное
оборудование
005
Заготовительная операция Отрезной станок для резки
при изготовлении заготовки металла
010
Фрезерно-центровая
Подойдёт для наших целей
операция для раз центровки станок 2Г942
детали
015
Токарно-черновая
Подойдёт основной станок
обработка с ЧПУ станком и с большой степенью
(предварительная
надёжности: 16К20Ф3
обработка)
020
Токарно-чистовая
Тот же станок 16К20Ф3
обработка
(середина
обработки)
025
Фрезерная операция
станком ЧПУ
со Подходящий станок под эти
цели 6Р13РФ3
Теперь рассмотрим операции заключения или те которые не входят в состав РТК:
Такие как общие шлифовальные кругло шлифовальные операция, термическая обработка,
ниже рассмотрим какое оборудование которые надо использовать:
Номер операции
Наименование операции
Предварительное
оборудование
030
Термическая операция для
обработки детали
Печь ТВЧ
035
Центрощлифовальная
операция для зашлифовки
детали до припуска или
идеала значений
Центрощлифовальное
оборудование
040
Кругощилифовальная
операция для обработке
внутренней пространств
Подойдёт станок 3М150
045
Моечная операция для
смыва налёта с детали и
стружки
Моечная базовая машина
050
Контрольно-измерительная
операция для определении
детали от брака
Контрольный стол
Для данного технологического процесса требуется оборудования рассмотрим их
характеристики:
Технологические характеристики станка 16К20Ф3:
Параметр станка
Значение
Класс точности установленный по Госту 882
П
Самый большой диаметр обработки детали
над станиной в мм
400
Наибольшая длина обрабатываемой детали
в мм
1000
Диаметр отверстия шпинделя в мм
50-55
Частота вращения шпинделя в минуту
Минимальная 12,5 и максимальная 2000
Скорость быстрых продольных
перемещений
4800
Количество инструментов в
резцедержателе
6
Технологические характеристики станка 6Р13РФ3:
Параметр
Значение
Максимальные размеры поверхности стола
в мм
400 на 1600 мм
Наибольшее продольное перемещение
стола в мм
1000
Максимальная вращение шпинделя в
минуту
Минимальная 31,5 оборотов и
максимальная 1600 оборотов в минуту
Скорость быстрых перемещений
миллиметров в минуту
2000
И технологические характеристики станка 2Г942:
Первая часть характеристик:
Максимальные приделы::
Параметр
Максимальный размер обработки деталей
Максимальный предел диаметров для
установки деталей
Наибольшей диаметр для сверления
Наибольший диаметр фрезерования
Максимальный диаметр устанавливаемой
фрезы
Наибольший диаметр подрезки торца для
стали 45 госта 1050-88
Максимальный диаметр обработки шеек
Часть вторая, количество оборотов и подач:
Параметр
Максимальное количество шпинделей
Частота вращений сверлильных
шпинделей в минуту
Частота фрезерных шпинделей в минуту
Подача сверлильных шпинделей
Подача фрезерных шпинделей
Класс точности станка по госту 8-77
Значение
100-1000 мм
20-160 мм
16 мм
150 мм
160 мм
50мм
100мм
Значение
Всего 4 шпинделя 2 для фрезерных и 2 для
сверлильных
Минимальные обороты 159 и
максимальные в минуту 1588
Минимальные обороты 130 в минуту и
максимальные 740 в минуту
20-2000 мм в минуту
20-2000 мм в минуту
Нормальная класс точности Н
Мы рассмотрели технологический маршрут детали и опередили станочное оборудования
для нашей основной части РТК.