Методичка к ДЗ (1245675), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рис. 2. Заготовка.

Материал заготовки – сталь 45 (ГОСТ 4543-71), с содержанием углерода 0,45%. Механические свойства стали 45 (при нормальной температуре): ; Температурный интервал штамповки - 1200 ^оС.

Выбираем идеально-пластичную модель деформируемого материала, так как она соответствует процессам горячей объемной штамповки:

_Т





Рис 3. Идеально-пластичная модель деформируемого материала

Поковку получаем за три последовательных перехода. Сначала идет осадка, предварительная штамповка, а затем окончательная штамповка поковки. Затем происходит обрезка заусенца в штампе для обрезки.

Штамповку производим на КГШП с номинальной силой Р_НОМ=40 МН, обрезку облоя - на обрезном прессе с номинальной силой Р_НОМ=2.5 МН.

В качестве средства автоматизации процесса выбираем двурукий робот-манипулятор «Ритм 05.01».

Рис. 4. Чертеж горячей поковки.

Должны быть приведены эскизы переходов предварительной и окончательной штамповки.

Моделирование процесса и получение информации о деформирующих силах, деформации и распределении температуры проведено с использованием программного комплекса QForm. В программе QForm осуществляется расчет по трем последовательным переходам. Соответствующие значения максимальных деформирующих сил, работы деформирования и времени деформирования представлены ниже.

1. Осадка

1. Предварительная штамповка:

1. Окончательная штамповка:

Общее время деформирования:

Штамповка производится на КГШП 40 МН за три последовательных перехода. Цикловая диаграмма должна содержать работу робота-манипулятора при загрузке заготовки, три последовательных машинных цикла КГШП с технологическими паузами для перекладки грейферной подачей или роботом-манипулятором поковки по двум позициям (предварительной и окончательной) штамповки.

Привести циклограмму работы КШО

Рис 6. Цикловая диаграмма работы КГШП

Учитывая, что производительность КГШП 40 МН при работе одиночными ходами составляет приблизительно 5-6 поковок в минуту, находим время одного технологического цикла: t_ц=60/5-6=10-12 с. Время машинного цикла t_m=60/n=1c, где n=60 1/с –быстроходность пресса. Транспортировку и перекладку заготовки по позициям штамповки осуществляем с помощью двурукого робота-манипулятора «Ритм 05.01». Распишем цикл работы по времени:

1. схват заготовки t_схв=0,3 с;

2. подъем заготовки t_под=0,2 с;

3. перемещение на шаг подачи t_пер=0,4 с;

4. опускание t_оп=0,2 с;

5. разжим схвата t_раз=0,2 с;

6. отход t_отх=0,4 с.

7. подъем t_под=0,4 с.

8. возврат в исходную позицию t_воз=0,4 с

Общее время работы робота:

Время машинного цикла:

Время цикла одной операции:

Общее время технологического цикла:

Расчетная производительность 60 : 10.5 = 5,7 поковок в минуту.

2. Разработка и обоснование стратегии ЧПУ

Степень управляемости КГШП очень низкая вследствие его жесткой кинематики. Процессом ГОШ управлять невозможно. Поэтому выбираем стратегию управления заготовкой. Можно управлять ее объемом, формой, размерами, массой или температурой. Используем стратегию управления объемом (длиной заготовки при резке на пресс-ножницах) и ее температурой при нагреве. Блок-схема приведена на рисунке 7.

Датчик прямой связи

Задание L, TTTTTTTTTNNNTTNNNDDDDDDDDDTDDT

L, T

Регулятор

X

Y

Датчик

обратной связи

Регулятор

обратной связи

Рис 7. Принципиальная блок-схема стратегии управления

длиной заготовки и температурой.

Целью управления является стабилизация деформирующей силы, что приводит к стабилизации упругой деформации системы машина-штамп и повышению точности высотных размеров поковок, а также и к более равномерному износу деформирующего инструмента. Cила деформирования зависит от многих факторов:

F_д= F_д (L, T⁰, V_з, m, хим.состав, μ, модель мат-ла, мех. св-ва мат-ла, V_деф,…)

В качестве управляемых параметров выберем длину заготовки и ее температуру, что является рациональным в данном случае. При использовании для штамповки более точных по длине заготовок заполнение штамповой полости приближается к необходимой. Регулировка длины заготовки осуществляется за счет перемещения упора в нужную сторону при отрезке заготовки. Температура является подходящим параметром для управления деформирующей силой, так как температура, до которой греется заготовка, довольно легко регулируется, изменяя время нахождения ее в индукторе. Нельзя управлять свойствами материала, поскольку все свойства материала зависят в некоторой степени от того, где и в каких условиях были изготовлены, хранились и транспортировались прутки для последующего получения заготовок. Также нет возможности управлять химическим составом поставляемой в цех партии прутков, но входной контроль необходим.

3. Разработка состава и структуры системы ЧПУ

Для КГШП 40 МН разрабатывается одноуровневая система ЧПУ, которая состоит из 1-го уровня управления - управления заготовкой (её длиной и температурой) и как следствие - управление процессом (деформирующей силой).

Для создания такой системы используем следующее оборудование:

- промышленный или персональный компьютер IBM PC совместимый под управлением MS-DOS;

- промышленный логический контроллер типа FESTO-202(404);

- датчик длины;

- датчик температуры;

- бесконтактные датчики перемещения (2 шт.);

- бесконтактные датчики положения (2 шт.);

- мессдозы с выводом на АЦП (3 шт);

- распределительные клапаны с электромагнитным управлением (8 шт.).

Полный список занятости всех устройств и датчиков с указанием портов ввода/вывода:

4. Описание алгоритма работы системы

Зададимся расчетной длиной и необходимой длиной заготовки, а также учтем возможные отклонения от заданных значений в процессе работы. После нажатия кнопки «Пуск», начинается работа механизма подачи заготовки и продолжается до тех пор, пока не сработает контактный датчик, включение которого показывает, что заготовка подана до упора. Приходит в движение нож, отрезающий заготовку.

Заготовка подается на позицию измерения длины. Здесь производится обмер и в случае, если длина не в допуске, заготовка идет в отход, а упор передвигается на величину, равную разнице между длиной отрезанной заготовки и заданной длиной.

Происходит возвращение на стадию подачи заготовки и далее идет по тому же алгоритму. В противном случае, заготовка загружается в индуктор. Продвижение по индуктору осуществляется посредством работы толкателя. После нагрева происходит измерение температуры заготовки датчиком температуры. Если измеренная температура не попадает в допуск, заданный изначально, то заготовка идет в отход, и рассчитывается отклонение величины измеренной температуры от заданной. В зависимости от полученной величины отклонения, необходимо изменить время нагрева (время пребывания заготовки в индукторе) на соответствующую величину. Это осуществляется за счет изменения скорости толкателя, продвигающего заготовку внутри индуктора. Далее процесс начинается заново с подачи заготовки. В случае, когда отклонение температуры попадает в заданный допуск, заготовка перемещается в штамп – на позицию штамповки. При попадании заготовки в полость штампа срабатывает контактный датчик и включается муфта, а также выключается тормоз (постоянно замкнутый). После осуществления рабочего хода ползун приходит в верхнее положение и включает конечный выключатель, при включении которого приходит сигнал на отключение муфты и включение тормоза и запуск цикла работы робота-манипулятора.

A

Начало

РМ

Перенос заготовки в

Характеристики

Список файлов книги