Файл: Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение московский государственный образовательный комплекс.docx

^{Департамент образования} и науки города Москвы

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

(ГБПОУ МГОК)

УДК 006.200000
Кафедра «Технология машиностроения

и радиосвязь»

Допущено к защите Заместитель директора по УР ________ И.В. Петрова «____»__________2021 г.

Допущено к защите Заведующий кафедрой __________ Т.А. Кильдеев «____»__________2021 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

по специальности 15.02.10.

Мехатроника и мобильная робототехника (по отраслям)
Разработка мехатронной аддитивной установки для изготовления песчаных и гипсовых литейных форм и исследования путей повышения точности изготовления формуемых изделий, вводимой в производство металлообрабатывающего предприятия АО ОДК "Салют"

Руководитель _______________ А.А. Овчинников

(подпись, дата)
Нормоконтроль ______________ Ю.А. Полубабкина

(подпись, дата)
Студент группы МР-318/1 _______________ Г.Д. Шашков

(подпись, дата)


Москва 2021

Содержание

Введение.......................................................................................................................4

Глава 1. Анализ известных исследований точности аддитивных мехатронных установок............................................................................................................................8
1.1. Общая информация о АО «ОДК» и предприятии «Салют»...........................7
1.2. Актуальность задачи исследования параметров точности аддитивных мехатронных установок для создания песчано-полимерных форм............................8 1.3. Основные тенденции решения задач повышения точности мехатронных аддитивных

---

установок..................................................................................................15 Глава 2. Расчёт и проектирование литьевой мехатронной аддитивной установки. Математический анализ.....................................................................................................17

2.1. Разработка мехатронной установки присадок для производства форм для литья в песчаные формы.....................................................................................17

2.2. Состав составляющих элементов, влияющих на прецизионные параметры установки мехатронных присадок.........................................................21

2.3. Отклонение координаты точки внесения капли связующего материала от расчетного значения...............................................................................................25

2.4. Математическое моделирование структуры упаковки песчаного слоя при заданном гранулометрическом составе..............................................................45

2.5. Расчет параметров мехатронной составляющей установки. Рассчёт гидравлического привода...........................................................................................55

2.5.1. Выбор обобщенных параметров привода.......................................55

2.5.2 Расчет параметров контура при отрицательном крутящем моменте (усилие пружины)...............................................................................................57

2.5.3. Расчет параметров конструкции аддитивной установки..............58

2.5.4. Расчет параметров ГРУ....................................................................60

---

Глава 3. Алгоритм расчёта параметров печатающей головки.................................63

3.1. Разработка алгоритма расчета параметров работы печатающей головки..................................................................................................................................63

Заключение...................................................................................................................81

Список литературы......................................................................................................82

Введение.

Современная установка быстрого прототипа представляет собой сложный комплекс с механизмами наведения, системой датчиков и станций с компьютерным программированием и, возможно, адаптивным управлением, что позволяет отнести их к мехатронным комплексам.

Согласно планам развития отечественного промышленного производства согласно дорожной карте Technet, использование блоков послойного синтеза является одним из основных методов внедрения цифровых производственных комплексов в составе технологий производства будущих домовладений. ... и бытовая техника.

Дипломная работа посвящена разработке и исследованию аддитивной мехатронной системы для производства изделий из порошковых материалов с введением капель связующего. Особенность рассматриваемой мехатронной системы заключается в том, что она на основе цифровой модели изделия создает изделие из порошковых материалов в полностью автоматическом режиме, при этом перемещение рабочего тела (печатающей головки) осуществляется в два этапа. Он управляет пьезоэлектрическими элементами печатающей головки и реализует запрограммированное перемещение конструкции платформы, механизм нанесения рабочего материала и подготовки песка высокого качества, управляемый программным обеспечением, в том числе блоками управления на базе персональных компьютеров. Комплектные серводвигатели с синхронными двигателями постоянного тока, линейные модули обычно комплектуются механическими приводами на основе зубчатого ремня.

Эти мехатронные инструменты упрощают и ускоряют производство форм, стержней, основных моделей или готовой продукции,

---

просты в использовании, преодолевают многие технологические ограничения традиционных технологий и особенно важны при создании принципиально новых прототипов и / или уменьшенных продуктов. Технологическая цепочка важна. Производство продукции и возможность быстро вносить изменения в свой дизайн. Однако такие системы мало изучены, в них нет достоверных данных о точности получаемых изделий, в них есть погрешности из-за упругости механических передач, отклонения в работе рабочего органа и погрешности конструкции установки.

Оцениваемый комплекс представлен в виде простой динамической системы с компьютерным управлением, которая на основе цифровой модели изделия формирует управляющие сигналы для всей системы по запрограммированным алгоритмам, которые состоят из механических прецизионных элементов в совокупности с электронным и электронным. электрический. Компоненты, составляющие мехатронную систему. Улучшение качественных характеристик указанной системы достигается за счет совершенствования конструкции, режимов работы и алгоритмов согласованного программного управления всеми исполнительными элементами в комплексе. Поэтому тема работы актуальна.

Целью работы является разработка и исследование аддитивной мехатронной системы для производства пресс-форм из порошковых материалов, исследование функциональных параметров и средств повышения точности пресс-формы выпускаемого изделия.

В этой работе были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Аналитический обзор известных решений по повышению точности изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов добавочным методом.

2. Разработка и исследование аддитивной мехатронной системы с большей точностью для производства, анализа и определения свойств системы, влияющих на точность и качество поверхности, а также методов повышения точных параметров системы.

3. Разработка нового метода регулирования подачи связующего на аддитивном заводе на основе мехатронной системы для уменьшения ошибок обработки криволинейных поверхностей.

4. Моделирование данных для расчета параметров подачи пермора на печатающую головку.

---

5. Разработка и экспериментальное исследование мехатронной системы подачи и разравнивания порошкового материала с адаптивным управлением параметрами работы приводных агрегатов в зависимости от свойств поступающего порошкового материала.

6. Экспериментальные исследования процесса управления потоком порошка с использованием пары светодиодных фотодиодов для интеграции в компьютерную модель мехатронной системы.

7. Моделирование данных мехатронной системы подачи и разравнивания порошкового материала, ее работы, определение параметров, обеспечивающих повышение точности формы изделия.

Тема исследования - аддитивная мехатронная система для производства песчано-полимерных форм.

Методы исследования

Использовались методы расчета, теория дифференциальных уравнений, аналитическая геометрия, интерполяция и экспериментальные исследования. Расчет деформации элементов конструкции и исследование поведения порошкового материала проводились с помощью математического моделирования и моделирования с использованием программных пакетов Matlab Simulink, EDEM и Solid Works.

---