Расширение технологических возможностей собираемости резьбовых деталей на основе автоматической доориентации при неустойчивом движении корпуса завинчивающего устройства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Воркуев, Дмитрий Сергеевич

• Воркуев, Дмитрий Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Воркуев, Дмитрий Сергеевич

Введение

Глава 1. Анализ существующих способов и технических средств автоматизации сборки деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям. Цель и задачи работы.

1.1 Анализ методов и конструкций устройств сборки деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям.

1.1.1. Устройства с активными средствами адаптации

1.1.2. Устройства с пассивными средствами адаптации

1.2 Цель и задачи работы.

Глава 2. Обеспечение структурной схемы управления и кинематики устройств, обеспечивающих расширение возможностей доориентации резьбовых деталей при автоматизированной сборке.

2.1 Обоснование структурной схемы управления устройств, обеспечивающих доориентацию резьбовых деталей в процессе автоматизированного наживления и завинчивания.

2.2 Разработка кинематической схемы устройства, обеспечивающего расширение возможностей доориентации резьбовых деталей, при автоматизированной сборке.

Глава 3. Теоретическое обоснование работоспособности средств адаптации, обеспечивающих надёжную автоматизированную сборку резьбовых соединений.

3.1 Теоретическое обоснование доориентации соединяемых 52 деталей.

3.2 Способ пассивной адаптации деталей при податливом 96 креплении завинчивающего устройства с переменной угловой жёсткостью. Условия собираемости при автоматизированноой сборке.

Глава 4. Экспериментальное подтверждение работоспособности 99 сборочных устройств при доориентации соединяемых деталей, разработанных на основе доказанного способа пассивной адаптации деталей.

4.1 Экспериментальный способ для исследования процесса 99 автоматизированного совмещения соединяемых деталей и их сборки.

4.2 Экспериментальное подтверждение предельных углов 107 перекоса осей соединяемых деталей, при которых обеспечивается надёжная доориентация.

4.3 Экспериментальное подтверждение режимов работы 114 сборочного оборудования.

Глава 5. Методика определения параметров податливого крепления завинчивающего устройства.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Расширение технологических возможностей собираемости резьбовых деталей на основе автоматической доориентации при неустойчивом движении корпуса завинчивающего устройства»

Автоматизация производства является важнейшим направлением развития промышленности.

Автоматизация позволяет снизить трудоёмкость, а следовательно, повысить производительность труда, надёжность изготовления, сборки и эксплуатации изделий, исключить травматизм и тяжёлый однообразный физический труд, вредное воздействие на человека вибрации, шума, пыли, отравляющих веществ и других факторов, а главное, обеспечить стабильное и высокое качество изделий. Итогом автоматизации является повышение роли человека в производственном процессе.

В настоящее время в промышленно развитых странах мира уровень автоматизации обрабатывающих операций составляет 90. .95 %, а сборочных -7. 12%.

Эти работы выполняются на автоматических линиях с применением роботизированных систем. Трудоёмкость сборки изделий составляет 35 % от общей трудоёмкости при создании машин, а стоимость этих работ в машиностроении достигает 50 %. При сборке изделия наиболее широко применяются резьбовые соединения. Так в легковом автомобиле среднего класса используется крепёжных деталей до 2,5. .3 тысяч, а в автомобильной промышленности мира ежегодно собирается 6* 1010 резьбовых соединений.

Главным фактором, сдерживающим автоматизированную сборку машин и механизмов, является исключительная сложность обеспечения точного совмещения сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей.

В настоящее время профессором Житниковым Ю.З. разработан метод пассивной адаптации деталей соединяемых по резьбовым и цилиндрическим поверхностям, который позволяет собирать эти соединения при значительных (до 3 мм) относительных смещениях осей.

Расширение этого диапазона значительно снизит затраты в производстве. На основании этого можно утверждать, что существует задача расширения диапазона доориентации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям при автоматизированной сборке, обеспечивая высокое качество изделий. Целью настоящего исследования является расширение технологических возможностей собираемости резьбовых деталей, на основе автоматической доориентации при неустойчивом движении корпуса завинчивающего устройства.

Научная новизна:

1. Теоретически обоснован способ пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям, при неустойчивом движении корпуса завинчивающего устройства с податливым креплением при автоматизированной сборке изделий, который включает:

- условия автопоиска (сканирования) концом соединяемой детали отверстия на поверхности узла, определяемого законами прецессионного и нутационного движения корпуса завинчивающего устройства;

- условия невыхода конца соединяемой детали из зоны отверстия в зависимости от траектории пересечения соединяемой деталью зоны резьбового отверстия;

- предельные режимы вращения шпинделя завинчивающего устройства в зависимости от параметров соединяемых деталей и устройства завинчивания, при которых гарантируется невыход конца детали из зоны резьбового отверстия;

- условия углового совмещения осей соединяемых деталей в зависимости от параметров завинчивающего устройства и соединяемых деталей;

- структурную схему управления процессом сборки деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям, с активными обратными связями;

- кинематическую схему устройства доориентации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям, с пассивными обратными связями. Практическая ценность:

1. Разработана методика определения параметров податливого крепления завинчивающего устройства при сборке соединяемых деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям.

2. Разработаны и опробованы в условиях производства (ОАО «Завод имени В. А. Дегтярёва», г. Ковров) оригинальный способ и конструкция устройства автоматизированной сборки деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям на основе метода пассивной адаптации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Воркуев, Дмитрий Сергеевич, 2004 год

1. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении. Под общей редакцией Н.М.Капустина. - М., 1985. 304с.

2. Айдман Д. Комплексные автоматические линии для автомобильного производства. М.:НИИмаш. 1978, 67с.

3. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов, М. Машиностроение, 1981, 392с.

4. Арендт В.Р., Сэвент К.Дж. Практика следящих систем. M.-JL, Госэнерго-издат, 1962, 556с.

5. Бакшис В.П. Разработка теории и средств автоматической сборки на основе вибрационных методов направленного совмещения сопрягаемых поверхностей деталей. Диссертация докт.техн.наук. Ленинград, 1991,446с.

6. Балакшин B.C. Основы технологии машиностроения. Кн.2.-М., 1982, 366с.

7. ВайнбергМ.А., Лебедовский М.С. Оценка степени подготовленности изделий к автоматизированной сборке машин. М.: Машиностроение, 1976, 254с.

8. Вейц В.Л., Фридман Л.И. Электромеханические зажимные устройства станков и станочных линий. Л.; Машиностроение, 1973,264с.

9. Вороненко В.П. Повышение эффективности сборочных машиностроительных производств путём обеспечения гибкости технологических процессов и структур подразделений. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. -М.,1997.

10. Гельфанд М.Л., Ципенюк Я.Н., Кузнецов O.K. Сборка резьбовых соединений.-М., 1976, 109с.

11. Горбатенко В.Н., Житников Ю.З. Выбор оптимальной угловой скорости вращения оси гайковёрта при завинчивании шпилек. Сб. науч.Тр.- Владимир: Влад.политехн.ин-т//Динамика механических систем. 1989, с. 108110.

12. Гусев А.А. Адаптивные устройства сборочных машин. -М., 1979.

13. Гусев А.А. Технологические основы автоматизированной сборки изде-лий.-М., 1982.

14. Гусев А.А. Автоматизация сборки зубчатых передач. ВИНИТИ. Сер.Технология и оборудование механосборочного производства. 190, 155с.

15. Гусев А.А. Автоматизация сборочных работ. М.: Энергия, 1975, 62с.

16. Дальский а.М., Кулеков З.Г. Сборка высокоточных соединений в машиностроении.- М., 1988, 303с.

17. Житников Ю.З. Автоматизация сборки изделий с резьбовыми соединениями. Учебное пособие. 4.1. Теоретические основы автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями.-Ковров, 1996.

18. Житников Ю.З., Проньков В.А. Многошпиндельный автомат.//- Автомобильная промышленность. 1990. №11, с.27.

19. Житников Ю.З. способы доориентации сопрягаемых поверхностей при автоматизированной сборке.// -Автоматизация и современные технологии.- 1992, №9, с.9.

20. Замятин В.К. Технология и автоматизация сборки. М.: Машиностроение, 1993,464с.

21. Зенков Р.Л. и др. Справочник. Конвейеры/ Под общей редакцией Ю.А.Петрена// М.; Машиностроение. 1984, 367с.

22. Ивановский К.Е., Оболенский А.С. Перегрузочные устройства конвейеров штучных грузов. М.: Машиностроение, 1966. 208с.

23. Ивановский К.Е. Роликовые и дисковые конвейнры и устройства. М.: Машиностроение. 1973.215с.

24. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: «Наука». 1976. 576с.

25. Камышин Н.А. Автоматизация загрузки станков. М.; Машиностроение. 1977. 288с.

26. Корсаков B.C. Автоматизация производственных процессов. М.: 1978. 396с.

27. Косилов В.В. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования. -М., 1976. (Серия. Библиотека технолога). 248с.

28. Лебедовский М.С., Вейц В.Л., Федотов А.Н. Научные основы автоматизации сборки. JL: Машиностроение. 1985, 316с.

29. Малов А.Н., Иванов Ю.В. Основы автоматизации производственных процессов. М.: Машиностроение. 1974.

30. Москалёв В.В. Упругие элементы точных механизмов.: Учебное пособие. 4.2. М., 1967.

31. Научные основы автоматизации сборки машин и механизмов/ Под общей ред. М.П.Новикова.-М., 1976.

32. Пановко Я.Г. ВВедение в теорию механических колебаний. -М., 1971.

33. Прогрессивная технология и автоматизация сборки. 4.1. Отработка и оценка технологичности конструкций изделий в автоматической сборке: Руководящий технический материал. -М., 1990.

34. Сукацкий М.Е., Фишман Ф.Т., Мандриков В.М. Сборочное оборудование КамАЗа. М.: Машиностроение. 1985.

35. Управление дискретными процессами в ГПС. Под ред. проф. Л.С.Ямпльского. -Киев, «Техника», 1992, 256с.

36. Ямпольский JI.C., Полищук М.Н. Оптимизация технологических процессов в гибких производственных системах. К.: «Техника», 1988,175с.

37. Яхимович В.А. Ориентирующие механизмы сборочных автоматов. М.: Машиностроение, 1975, 165с.

38. Яхимович В.А., Хишин Ю.А. К вопросу определения технологичности изделий с точки зрения автоматизации их сборки.// Изв.Вузов. Машиностроение, 1973, № 7, с.168.

39. Загрузочное устройство: А.с. 1484574 СССР, МКИ В 23 Q 7/02/ Житников Ю.З. и др. Б .И. № 14,1992.

40. Загрузочное устройство. А.с. 1726198 СССР, МКИ В 23 Q 7/10/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 14, 1992.

41. Загрузочное устройство: А.с. 1357190 СССР, МКИ В 23 Q 7/10/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 45,1987.

42. Загрузочное устройство: А.с. 1521558 СССР, МКИ В 23 Q 7/10/ Голованов И.Е. Б.И. № 42,1989.

43. Многопозиционный сборочный автомат: А.с. 1463423 СССР, МКИ В 23 Р 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 9,1989.

44. Сборочный автомат: А.с. 1549714 СССР, МКИ В 23 Р 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 10,1990.

45. Устройство для транспортировки и ориентированной перегрузки деталей: А.с. 1370029 СССР, МКИ В 65 С 47/24/ Житников Ю.З. и др. -Б.И. №41, 1991.

46. Устройство для запрессовки штифтов в корпусную деталь: А.с. 1355432 СССР, МКИ В 23 Р 19/02/ Житников Ю.З. и др. Б.И. №> 44, 1987.

47. Устройство для поштучной выдачи деталей: А.с. 1073070 СССР, МКИ В 23 Q 07/00/ Гришин И.Ф. и др. -Б.И. № 6, 1984. Устройство для запрессовки штифтов: А.с. 1637997 СССР, МКИ В 23 Р 19/02/ Житников Ю.З. и др. -Б.И. № 12, 1991.

48. Устройство для подачи деталей: А.с. 1323330 СССР, МКИ В 23 Q 7/02/ Житников Ю.З. и др. -Б.И. № 26,1987.

49. Устройство для подачи деталей: А.с. 1397247 СССР, МКИ В 23 Q 7/02/ Житников Ю.З. и др. -Б.И. № 45, 1987.

50. Устройство для сборки деталей: А.с. 921754 СССР, МКИ В 23 В 19/04/ Попа В.М. и др. -Б.И. № 15, 1982.

51. Федотов М.В. Обоснование метода пассивной адаптации деталей, соединяемых по цилиндрическим поверхностям в сборочном оборудовании./Сборник научных трудов КТТА.- Ковров: КГТА, 1998.

52. Симаков A.JL, Федотов М.В. Анализ функциональной модели автоматизированной системы сборки утоютнительных устройств. Системы управления -конверсия- проблемы: Материалы научно-технической конференции. Ковров, КГТА, 1996,184с.

53. М.В.Федотов, Е.Ю. Пантелеев, В.Ю.Крылов. Метод и устройство автоматизированной сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с зазором. Владимирский центр научно-технической информации. ил. № 17-99, серия Р.55.18.19,1999.

54. Е.Ю.Пантелеев, М.В.Федотов, В.Ю.Крылов. Устройство для запрессовки штифтов. Владимирский центр научно-технической информации, и.л. № 10-99, серия Р.55.18.19, 1999.

55. Крылов В.Ю., Симаков A.JL, Федотов М.В., Пантелеев Е.Ю. Автомат с устройством выдачи шпилек поворотом планшайбы. Владимирский центр научно-технической информации, и.л. № 14-99. серия Р.55.18.19, 1999.