1. Пояснительная зписка (Автоматизированный участок прессового цеха по производству детали корпус инструментального ящика автомобиля ЗИЛ), страница 4

s – толщина материала;

b_пр – ширина материала;

µ - коэффициент трения; для металла по металлу со смазкой принимают µ = 0,08 ÷ 0,12;

z - число зажимных кулачков захватного органа, обычно равно 3;

2.7.2 Расчет правильного устройства

Стабильная работа подающего устройства, а так же получение качественных деталей из непрерывного материала в значительной степени зависят от правки материала. Для непрерывного материала правка желательна во всех случаях. Для этого правильные ролики расположены в шахматном порядке, накладка их осуществляется исходя из того, что каждый участок материала должен получить знакопеременные изгибающие напряжения, превышающие предел текучести материала. В результате имеющиеся на материале выпуклости и другие неровности устраняются. Для улучшения качества материала возникающие при этом напряжения должны превышать предел текучести. [4]

В настоящее время правильные устройства компонуются вместе с разматывающим устройством, реже с подающим. Специализированные правильные устройства устанавливаются очень редко, в основном, для широкорулонной стали.

Число правильных роликов зависит от толщины ленты, в нашем случае число роликов принимаем равным 9.

_(2.8)

где Q_пр – суммарное усилие, необходимое для продвижения непрерывного материала через z_пр непрерывных валков;

σ_S – истинное напряжение, которое в данном случае может быть принято равным пределу текучести;

s – толщина материала;

b_пр – ширина материала;

r – радиус валков

z_пр – число правильных валков

Мощность электродвигателя привода правильных устройств определяется исходя из расчетного крутящего момента M_р.п:

_(2.9)

2.7.3 Расчет валковой подачи

В валковых подачах используется фрикционный захватный орган. В зависимости от числа кареток, в которых устанавливаются валки захватного органа, различаются односторонние, обычно толкающего типа, и двусторонние валковые подачи.

При применении валковых подач для автоматизированного кузнечно-штамповочного производства необходимо учитывать, что они надежно работают при использовании материала толщиной 0,3 – 2,5 мм. При толщине менее 0,3 мм происходит неустойчивое захватывание материала вследствие его малой жесткости; при толщине, большей 2,5 мм, значительно повышаются инерционные нагрузки от материала, которые так же приводят к неустойчивой работе захватного органа валковой подачи. [4]

В современных подачах шарниры преобразующего механизма выполняются на опорах качения; валки захватного органа – полыми и оснащенными постоянно замкнутыми тормозами; диаметры валков выбирают как можно меньшими, а для увеличения угла поворота применяют зубчатую передачу.

Движение валки подачи получают от главного вала пресса при проходе ползуна вверх. При ходе ползуна вниз происходит выстаивание валков за счет срабатывания обгонной муфты.

Угол поворота валков φ_з, обеспечивающий перемещение материала на заданный шаг подачи, находим по формуле:

φ_з = φ₀, (2.10)

где β₀ =1,02 – 1,03 – коэффициент, учитывающий проскальзывание в захватном органе;

h_з – шаг подачи, мм;

D – диаметр валков, мм;

φ₀ – угол, необходимый для заклинивания обгонной муфты, рад.

При подстановке числовых значений:

φ_з = рад. = 545º

И средняя скорость подачи:

V_ср = , (2.11)

где h_з – шаг подачи, мм;

t – время перемещения материала на шаг, сек;

при подстановке числовых значений:

V_ср = (мм/сек.)

Расчетное усилие, развиваемое захватным органом:

(2.12)

где Р_з – Усилие, требуемое для оптимально захвата листового материала;

µ - коэффициент трения; для металла по металлу со смазкой принимают µ = 0,08 ÷ 0,12;

Z_р – число приводных роликов;

а_шт – ускорение рабочих частей пресса;

g – ускорение силы тяжести;

2.8 Проектирование участка

Согласно проведенным выше расчетам на участке необходимо разместить две автоматизированные линии. В проекте участка предлагается использовать объемную компоновку линии, агрегатированной со складом штампов и рулонов.

Такая компоновка, во-первых, занимает мало производственных площадей, а во-вторых, что самое важное, позволяет значительно сократить время переналадки пресса на новую деталь за счет практически полной автоматизации процесса смены штампов. [9]

Ширина пролета принята равной 24 метра, высота пролета 12 метров. В пролете работает мостовой кран грузоподъемностью Q = 50 т и Q = 5 т. Колонны расположены друг от друга на расстоянии 6 метров (рис. 2.5). На участке так же предусмотрено расположение вспомогательных помещений, в состав которых входят: склад деталей, склад контрольных приспособлений ОТК, склад технологической оснастки, участок ремонта штампов и оборудования, санузел, рассчитанный на 25 человек, контора мастера, помещение отдыха рабочих.

Рисунок 2.5 – Поперечный разрез цеха

2.9 Организация производства на участке

Для осуществления технологического процесса необходимо доставить к рабочему месту исходную ленту и установить новый штамп. Это осуществляется следующим способом:

На складе штампов и монтажных плит производится винтовое крепление плит штампа к адаптерным плитам. Эта операция не отнимает машинное время, поскольку производится вне пресса. Затем штамп вместе с плитами мостовым краном ставится на выдвижной стол пресса, где производится центрирование штампа и крепление адаптерных плит к подштамповой плите восемью пневматическими зажимами. Затем плита пресса вдвигается в рабочую зону, и верхняя часть штампа крепится к ползуну при помощи восьми гидравлических зажимов.

Доставка ленты к разматывающему устройству осуществляется с помощью электрокара со склада рулонного материала по проездам, где он посредством “щек” центрируется по внутреннему диаметру, а затем закрепляется.

Разматывающее устройство подает материал, причем в качестве запаса для последующей подачи образуется компенсирующая петля ленты. Лента протягивается при помощи транспортных валков сквозь правильный аппарат. Правильное устройство обеспечивает правку протягиваемой ленты до ее поступления в последующую штамповку. Верхние валки правильного аппарата можно при каждом ходе автоматически приподнимать, благодаря чему после каждого хода обеспечивается центрирование ленты по середине.

Использование электрических систем, контролирующих положение деталей на рабочей позиции и в процессе перехода, обеспечивает безаварийное обслуживание и работу пресса.

После установки нового рулона и оснастки линия готова к работе. В процессе штамповки в таре для готовых деталей накапливаются изделия.

После заполнения, кроватка с деталями транспортируется электрокаром на участок хранения готовой продукции, по соседству с которым находится участок ОТК и склад контрольных приспособлений. Детали проходят контроль и рассортировываются на годные и бракованные.

Мелкие и средние детали хранят в металлической таре, унифицированной по своим размерам, что позволяет размещать ее в несколько ярусов.

На рабочем месте в процессе штамповки образуется много отходов металла, в среднем не меньше 15% от общего количества перерабатываемого на участке металла. Поэтому при проектировании цеха должно быть уделено большое влияние вопросом удаления, частичного использования и придания отходам вида, удобного для транспортировки и переплавки в металлургических печах.

Существуют несколько способов уборки и транспортировки отходов:

• отходы собирают в тару или напольные тележки, расположенные возле прессов.

• отходы транспортируют тележками в подвальных помещениях под цехом, куда они ссыпаются через люки в перекрытии подвала.

• отходы собирают и транспортируют ленточными транспортерами, установленными в подвалах под цехом или в траншеях.

• отходы собирают и транспортируют комбинированным способом, сочетая наземный и подземный сбор и удаления отходов.

Применительно к спроектированному участку предпочтительнее первый способ удаления отходов, в связи с малыми габаритами отходов и непригодности их дальнейшего использовании.

На разработанном участке предусмотрены ремонтные службы, осуществляющие работы по техническому уходу и малый ремонт. Остальные виды ремонта выполняются в ремонтно-механических и инструментальных цехах завода.

Участок ремонта штампов и приспособлений выполняет периодические осмотры и проверки штампов, приспособлений: малый и средний ремонт. Капитальный ремонт штампов осуществляется в инструментальных цехах.

Общее число вспомогательного оборудования мастерских составляет 40 от числа основных станков, но не менее трех. В состав вспомогательного оборудования входят: обдирочно-шлифовальные станки, настольное точило, настольно-сверлильные станки, ручные прессы.

В состав участка ремонтных служб входят: площади размещения основного и вспомогательного оборудования; рабочих мест для слесарных работ; площади складов металла и запасных частей; площади кладовых инструмента, приспособлений, абразивов, вспомогательных материалов.

2.7 Выводы

В настоящей главе рассмотрена конструкция штампа последовательного действия для изготовления детали «Корпус инструментального ящика». Конструкция штампа позволяет обойтись без ручного труда при подаче заготовки (ленты), удалении готовых деталей и удалении отходов. Материал, термообработка и шероховатость поверхностей основных частей штампа выбраны в соответствии с рекомендациями [7]. Проведенные расчеты наиболее нагруженного пуансона показали достаточный запас его жесткости и прочности. Расчетная стойкость вырубного инструмента составляет 70 000 деталей до перешлифовки.

Для точной центрации верхней и нижней плит штамп оснащен четырьмя направляющими колонками. Крепление штампа к прессу может осуществляться как быстродействующими зажимами, что предусматривается в процессе эксплуатации, так и традиционными болтами в случае отказа системы смены штампов. Верхняя плита штампа может быть закреплена за хвостовик.

Описанная компоновка линии обеспечивает, во-первых, существенную экономию производственных площадей за счет использования всего объема, отводимого под нее пролета, и, во-вторых, существенное упрощение конструкции как за счет ликвидации промежуточных магазинов, роль которых берет на себя транспортно складская система, расположенная непосредственно у модулей, так и за счет отборочных транспортеров для готовых изделий и отходов, роль которых берут на себя склизы металлоконструкции, соединяющие прессы с тарой, расположенной на нижнем ярусе.

Расположение линии под мостовыми кранами большой грузоподъемности способствует увеличению ее надежности, ремонтопригодности и, в конечном итоге, производительности. При выходе из строя любого автономно установленного устройства, в том числе пресса, оно оперативно удаляется из линии мостовым краном, затем заменяется исправленным устройством и линия продолжает функционировать. Ремонт неисправного устройства осуществляется вне линии на специально оборудовано площадке.