Название: Автоматизация технологических процессов обработки металлов давлением - Курс лекций (Марченко В.Е.)

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1868


6,2.3. механические руки

 

Механические руки рекомендуется применять для подачи заготовок сложной конфигурации, когда невозможно перемещать их в одной плоскости, а также для плоских заготовок толщиной до 0,2 - 0,3 мм.

Механические руки имеют комбинированный сдвоенный привод, обеспечивающий перемещение захватного органа в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Подъем и опускание захватного органа обычно производится в крайних положениях : у позиции загрузки рз'ки и в рабочей зоне штампа.

Некоторые конструкции механических рук снабжают дополнительными устройствами, обеспечивающими разворот заготовки в плоскости подачи или ее наклон и соответствии с требованиями технологического процесса.

В качестве привода используют см пневматические и гидравлические цилиндры или привод пресса.

Механические руки изготовляют подвесными, монтируя их на технологическом оборудовании, и напольные, устанавливаемые рядом с прессом. Механические руки можно использовать для подачи заготовок, удаления отштампованных изделий из штампа, для многооперационного транспортирования заготовок и полуфабрикатов, а также для удаления отходов..

Основными параметрами механических рук являются : наибольшая масса и размеры подаваемой заготовки , ход перемещения или угол поворота захватного устройства, вертикальный ход захватов, производительность. Эти параметры для подачи листовых заготовок реїламеп т ируиітем ГОСТ 16558 - 80.

Управление механической рукой осуществляется с помощью упоров, кон це пых вы кл в> чат елей и релейных схем, обеспечивающих работу по жесткой цикловой программе. В качестве примера рассмотрим схему механической руки модели MP-12, предназначенной для автоматизации процессов холодной штамповки деталей па открытом однокриношипном прессе простого действия усилием 1бОО-2500кН. Рука обеспечивает вертикальное и горизонтальное кача rej 1 ы 1 ое ( м ая т ■ н и к о а о е ) не ремещение з ахвата.

Захват может быть цаіповмм, клещевым , вакуумным, злектромаї питним. Возможно смонтировать на руке два захватных органа, что обеспечит последовательную загрузку и выгрузку отштампованной заготовки.

 

Работа руки (рис,70) состоит в следующем : вращение двигателя (11) через клшюремеиную передачу со шкивами (12 и 13) и муфт сцепления (14 и 15) передается валу I , a or него через упругую муфту (16), на вал ТІ с червячным редуктором (17), выходной вал 111 которого связан с копирным барабаном (9).

Преобразование вращательного движения барабана в поступательное движение рейки (5) осуществляется с помощью ролика (6), скользящего по кулачковому пазу барабана (9). Поступательное движение рейки (5) с помощью зубчатого колеса (2) преобразуется в поворот вала TV , на котором закреплено захватное устройство (1).

Вертикальное перемещение захватного устройства (1) осуществляется oi кулачка (3) , взаимодействующего с двуплечим рычагом (4) и валом IV, поднимающимся вместе с захватом. Вал камандоаппарата (10) приводится в движение цепной передачей через звездочки (7 и 8).

А. 2.4. Усі роїісі в а для удаления штампованных изделий и от к одо и

 

Необходимость автоматизации операций удаления отштампованной детали или отходов вызьшае і ся большими (до 50\%) затратами времени па них и опасностью выполнения этих о 11 ераций в ру чну ю.

Сбрасывающие устройстиа применяются в тех случаях, когда не требуется сохранение ориентированного положения детали. Сбрасывающие устройства бывают пневматические штевмосдув, и механические - крючковые, рычажные, клиновые и шиберные.

Выносящие устройства бывают ковшовые, лотковые и конвейерные; для сложных деталей - механические руки, манипуляторы и роботы.

І Іпенмаї ичеекис сбрасываюшне устройства удаляют отштампованные детали из рабочей топы л лампа струей сжатого воздуха. Включение подачи сжатого воздуха производится кулачком па ползуне пресса или электромагнитом от выключателя , связанного с кривошипным валом. Сопло устанавливается на плите штампа или на подинам повой плите пресса,

Пневмосдувом удаляются малые и средние по массе и размерам детали, изготопленные на быстроходных прессах со 120-180 ходами в минуту.

Механические сбрасывающие устройства работают обычно от усилия сжатой пружины, взводимой ползуном при рабочем ходе. Механические и сбрасывающие устройства встраиваются в штамп, и конструкция их определяемся конфигурацией штампуемой детали. Применяются они для удаления мелких и средних по габаритам и массе деталей и позволяют увеличить производительность труда в 1,5 - 2 раза.

Ютионое сбрасывающее устройство^'ис.71) работает от клина (1), закрепленного па ползуне (2 ) пресса. Клип через ролик (3) смещает рычаг сбрасывателя (4) против часовой стрелки и з акр у ч и пае і і іру ж ину -опу скатсл ь вместе с ползуном, 11ри подъеме ползуна рычаг (4) под действием пружины поворачивается вокруг оси (6) по часовой стрелке и удаляет деталь, поднято съемником штампа. Регулировка сбрасывателя і(роизводится изменением положения клипа относительно рычага сбрасы-упор' вателя.

 

Рис.71 .Клиновое сбрасывающее устройство

Подпись:  Толкающий с брас ыв ател ъ (' Р и с. 72 )На верхней плите штампа (1) закреплена державка (2) с пол пружиненной собачкой (3). На пижі гей плите штампа закреплена стойка (7), на которой шарнирпо закреплен ръгсаг (4), подпружиненный плоской пружиной (5). В стойке перемешается сбрасыватель (6), поджатый в левую сторону пружиннії (8). Взаимодействие рычагов при ходе ползуна обеспечивает сбрасывание (толкание) детали .

 

Ныпосягцие устройства(Рис.73) устанавливаются на прессах с числом ходов не более 30-40 в минуту и используются для среднегабаритных деталей, выталкиваемых из верхней части штампа. Привод выносяших устройств осуществляется от ползуна пресса или же от пневмоцилиндра, работа которого синхронизирована с работой пресса. Для обеспечения заданного движения кош j іа используются рычажные, клиновые, шсстсрснно-реечные преобразующие механизмы, либо их комбинация.

 

Рис. 73 .Схема вы нося і неї о устройства

 

Система рычагов (1,2,3) и шарниров (4.5,6) связывает между собой нерхшою и нижнюю плиты штампа. Ковні (7) соединен с рычагами центральным шарниром (6). При ходе ползуна вверх ковш (7) вводится в рабочую зону штампа. Деталь выталкивается из верхней половины штампа и падает в ковш. При опускании ползуна ковш вместе с деталью выносится из рабочей зоны.

Выносящие устройства с захватным органом — механические руки. Применикуг для удаления средне- и крупної абаритиых деталей (типа кузовных штамповок) ит клікою листа, расположенпг.іх на нижней части штампа, установленного на закрытом прессе простого или двойного действия.

Ятя межоперационного транспортирования заготовок крупногабаритных деталей применяются ленточные конвейеры с индивидуальным приводом, либо рольганги приводные. Высота конвейера может регулироват ьем по отношению к уровню разъема штампа. Остановка детали на позиции загрузки осуществляется одновременно с ее выравниванием с помощью упоров на кронштейне перед подходом захватного органа подагощего устройства і юс і еду j о іце го і іресса.

Стсмеяирующае устройства(~?тЛ4) служат для укладки в ориентированном положении заготовок после штамповки для последующей обработки.

Сгапелирование может осуществляться :

устройствами,    фиксирующими   положение    заготовки при скольжении их по лотку, либо в свободном падении;

устройствами с принудительным перемещением отштампованных заготовок в кассету.

Фиксация штамповок производится по внутреннему, либо по наружному контуру.

Для удаления мелких отходов (просечки) используются лотки и конвейеры. Для надежного их перемещения по лотку применяют вибролотки или же лотки с принудительным механическим встряхиванием лотка от гребенки, закрепленной на верхней плите штампа.

Тема7. Автоматические линии кушсчно-шташовочпого производства. Автоматизация процессов горячей штамповки

 

Экономически-'.! ффект и пни и может быть даже сложная автоматизация при относительно небольших партиях однотипных деталей, обрабатываемых па одной машине, при надлежащем их подборе по форме и размерам,

К особенностям автоматизации процессов горячей штамповки следует отнести прежде всего высокий темп работы машин и прессов , при этом остается малый промежуток времени для выполнения операций подачи , вьпрузки и перемещения заготовок ; приходится оперировать тяжелыми и горячими заготовками; большое количество теплоты , выделяемое заготовками и нагревательными устройствами, а также задымленная и запыленная атмосфера ухудшают условия работы элементов схемы управления.

Работа машин н автоматическом режиме вызывает необходимость обеспечения надежной обильной системы охлаждения и смазки инструмента.

Для повышения обшего уровня производства в кузнечно-штамповочных цехах параллельно с совершенствованием основных процессов необходимо механизировать заготовительные и вспомогательные операции, раскрой металла и его подачу на рабочие места, контроль го голых изделий.

Успешная эксплуатация многих оригинальных механизирующігх и автоматизирующих устройств на заводах страны подтверждает возможность и эффективность дальнейшей работы по автоматизации процессов горячей штамповки. Различные автоматические подачи, перекладчики, манипуляторы и другие механизмы, изготовленные и внедренные на заводах, позволяют1 облегчить труд и повысить производительность машин.

Для выполнения работ на складировании металла и его выдачи цел ееообразно применять краны-пгтабелсры с захватами (вилами), обслуживающими стеллажи. Их применение позволяет довести высоту складирования до 30 метров и свести до минимума время поиска, доставки и выдачи необходимого материала. Стеллажные, управляемые из кабины, краны-штабелеры выпускают грузоподъемностью 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 тонны.

Раскрой металла. Для механизации и автоматизации процессов раскроя применяют рол Е.гаїв и и транспортеры с подачей металла до упора под ножи пресса и последующей передачей по лоткам в накопительную тару или кассеты. Перед прессом организуется механизированный стеллаж с шагающими балками для поштучной выдачи прутка.

Для прутков и штапг из легированных сталей необходим нагрев до 500-750" С перед резкой. Наиболее эффективные средства автоматизации передаточных устройств в печах - рольганги и шагающий под печи.

Основное оборудование для резки - это кривошипные ножницы, кривошипные пресса и механические пилы. Основное внимание уделяется жесткости зажима прутка, для чего применяется специальная оснастка.

Резка на механических пилах обеспечивает высокое качество среза и точность мерной заготовки, но она малопроизводительна и сопровождается потерей металла (до 10 \%) в стружку.

Нагрев металла. В условиях крупносерийного и массового производства автоматизация осуществляется применением механизированных печей: карусельных с вращающимся подом, карусельных с кольцевым подом, методических и полумстодических, щелевых с толкателями и т.п.

Ьї условиях серийного, мелкосерийного и индивидуального производства применяют квмерные печи с неподвижным иодом, механизация которых ограничена, применяют специальные рольганги откидного типа, подвесные захватные приспособления, перемещаемые по подвесному монорельсу к кузнечному агрегату.

Полное устранение ручного труда при обслуживании печей обеспечивают специальные машины : рельсовые и безрельсовые манипуляторы, оперирующие с нагретым металлом при его обработке на кузнечно-прессовом оборудовании.

Для загрузки и выгрузки методических печей применяют различные конструкции устройств, сочетающие кассеты, рольганги, пневмоцилиндры, склизы, поворотні.ге стол 1.1. Конструкции этих устройств учитывают форму, габаритные размеры, массу заготовок.

бункер

пневмоцилиндр

толкатель

ворошитель

заготовки (круглые)

 

Рис,75. Для заготовок коленвала

 

г^ ,=

Подпись:

 

?

J           і

X

 

хх

 

1,2,3 - IIIІЄІіМОЦИЛИН,ЦрКІ3

приводной ролы а н г,

заготовки

 

 

Рис.76. При подаче заготовок на ролы анг

І Іоочередпая работа пне вмоци лин дров упорядочивает заготовки и осуществляет поштучную выдачу их на рольганг и далее на нагрев.

Для подачи ориентированных заготовок 0 30 - 120 мм и h/d > 1,25 применят г бу і г ft ер-питатель элеваторного типа.

1- бункер, 2- вибратор, 3- тяговая цепь. 4- захват, 5- заготовка, 6- звездочка поперечного транспортера, 7- поперечный транспортер,8- четырехзвенник для движения захватов с остановками,0- лоток к установке ТВЧ. 10- толкатель

 

Таким образом, в устройствах автоматизации горячековочных процессов применяются рассмотренные ранее элементы средств автоматизации, но разработанные с учетом условий массивных и разогретых заготовок. Принципиальный подход к автоматизаиии процессов остается единым.

Для кузнечных работ на прессах разработаны и эксплуатируются кузнечные манипуляторы. Выявлена целесообразность устанавливать два манипулятора : один работает постоянно у пресса, а второй осуществляет транспортно-технологические функции. Наибольшее распространение получили разные типы рельсовых манипуляторов грузоподъемностью 0,3 - 200 т.

Привод манипуляторов - элсктрогидравлический.

 

Кузнечные манипуляторы

1

 

 

 

Ковочные

 

Транспортные

 

 

Ипструмепталыпле

Безрельсовые

Ти

ні

 

Тип И

 

Тип III

 

14m IV

 

TmiV

Тил VI

 

Рис.78. Классификация кузнечных манипуляторов

 

Тип I. Мостовой с прямолинейным передвижением. Возвратно-посчу нательное нерелвижение моста манипулятора и тележки во взаимноперпендикулярных направлениях. Фронтальное обслуживание.

 

Тип II. Мостовой с поворотной тележкой и прямолинейным переди иже ниєм. Специальной расстановки оборудования (печей, прессов) не требует.

 

Тип III. Тележечный с прямолинейным передвижением но рельсам на иолу цеха. Работает с возвратно-поступательным движением.

 

Тип IV. Тележечный с поворотной башней и прямолинейным передвижением. Может выполнять круто вой разворот заготовки в горизонтальной плоскости.

 

Тип V. Мостовой с вращением моста по круговому рельсу. Это манипулятор типа I , но с движением по круговому рельсу. Тележка в пределах круга совершает возвраттнічюстуііательное движение.

 

Тип VI. Тележечный безрельсовый с рулевым управлением и свободным маневрированием но Территории цеха. Комбинированный привод от электросети и дизеля.

7Л. Механизированные и автоматизированные линии и участки

Для получения максимальной эффективности созданием механ из ироВаї 11 і ые и автоматизированные линии и участки, скомплектованные из стандартного оборудования и снабженные различными механизирующими и антоматизиру юі ними у стро йс т вам и.

Для штамповочных работ линии специализируются на изготовлении одной и нескольких подобных деталей. Например, линия штамповки шатунов, коленвалов и т.д. (ЗИЛ, КАМАЗ). В состав линии входят :

установка нагрева ТВЧ;

автоматизированные ковочные вальцы 0,4 МН;

КГШП - усилием 25 МН;

обрезной пресс 1,6 МН.

Производительности линии 1800-2000 шатунов и смену Термообработка,   калибровка   и   правка   выполняются   отдельно. Вес оборудование связано в одну цепочку, на прессах работают люди.