Курс лекций СПУ(тема 1-15) (1252160), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Для того чтобы исключить недостатки, связанные с необходимостью возвратно-поступательного перемещения копира и получить возможность управлять несколькими рабочими органами станка, были разработаны и получили широкое применение системы управления с РВ и кулачками, где программоносителями являются кулачки.

Было предложено обернуть плоский копир на барабан (цилиндр) и поставить его на вал (рис.8.3,а). В этом случае барабанный кулачок 1, поворачиваясь на валу через башмак 2 перемещает суппорт 3. Сделав, один оборот кулачок сразу готов для выполнения следующего цикла.

Барабанные кулачки получились не очень удобными из-за больших осевых размеров, поэтому были разработаны и получили более широкое применение дисковые кулачки (рис.8.3,б). Кулачок 1 через качающийся толкатель 2, зубчатый сектор 3 и рейку перемещает суппорт 4. Обратный ход обеспечивает пружина 5.

Несколько кулачков 5 (как барабанных, так и дисковых) в соответствии с разработанной циклограммой работы автомат, устанавливается на одном валу 4, который называется распределительным (РВ) (рис. 8.3,в). Кулачки 5 через качающийся толкатель 6 перемещают поперечные суппорта 1, 2 и3. Количество кулачков, например, в сборочных автоматах может быть более 10 штук.

В результате имеется возможность последовательно и одновременно управлять работой нескольких рабочих органов станка, что расширяет его технологические возможности и повышает производительность.

Рассмотрим примеры расчета величин подачи суппорта на токарно- винторезном станке, на станке- автомате с дисковым кулачком 1 и с барабанным (цилиндрическим) кулачком 2 (рис. 8.4.)

а) токарно-винторезный станок (рис. 8.4,а)

S_суп=1_обшп·Y·t_х.в.

где Y – гитара сменных колес привода подачи;

t_х.в. – шаг ходового винта.

Для получения заданной подачи суппорта необходимо установить передаточное число гитары Y равное:

Y=

б) токарный автомат (с дисковым кулачком)

S_суп=1_обшп·Y·t

где t – подъем на дисковом кулачке 1 при его повороте на угол 360⁰ (рис. 8.5, а)

Запишем пропорцию:

где h_k – подъем (перемещение) суппорта при повороте РВ (кулачка) на угол рабочего хода .

Тогда: Y = ·

в) токарный автомат (барабанным кулачком 2) (рис. 8.5, б)

S_суп=1_обшп·Y·t

где t – осевое перемещение суппорта на угле поворота кулачка на 360⁰ ( D). Здесь D – диаметр кулачка (рис. 8.5, б). Тогда при повороте на величину C перемещение суппорта будет равно h_k (рис. 8.5, в).

Запишем пропорцию:

Тогда: Y = · С

8.3. Классификация систем управления с РВ по принципу совершения холостых ходов.

Учитывая большое разнообразие применяемого технологического оборудования с кулачковыми ПУ, часто стоит вопрос выбора соответствующего построения структуры конкретно применяемой системы управления с получением максимально возможной производительности полуавтомата или автомата.

Данный вопрос позволяет решать использование классификации систем управления с РВ по принципу совершения холостых ходов, разработанной профессором Г.А.Шаумяном.[6].

Анализ формулы цикловой производительности:

Q_c= =K·

показывает, что она зависит от технологической производительности

и от времени холостых ходов

при этом при K получаем, что

Поэтому увеличение Q_ц возможно как за счет увеличения K, так и за счет снижения .

Увеличение K возможно путем увеличения режимов обработки, и при применении режущих инструментов из новых материалов, но возможности здесь ограничены.

Уменьшение же возможно путем разного способа выполнения холостых ходов. Поэтому за основу указанной классификации был взят принцип совершения холостых ходов.

8.3.1. Системы управления с РВ первой группы (рис.8.6,а )

Особенности этой группы:

а) кулачки, выполняющие рабочие и холостые хода, расположены на одном РВ;

б) за один оборот РВ обрабатывается одна и, реже, несколько деталей;

в) частота вращения РВ для настройки Y будет одинаковый на рабочих и холостых ходах;

г) кулачки, выполняющие холостые хода для определенного круга работ, являются постоянными и требуют определенного постоянного угла _I поворота РВ.

Выведем формулу цикловой производительности для автоматов с системами управления с РВ первой группы:

имеем Q_I = , где T = t_p + t_xI

Запишем пропорцию:

Подставляем значение t_xI и переносим его в левую часть. В результате получаем:

T·(1- ) = t_p ; T= ; Q_{I =} K·(1- )=K· _I

где _I = 1- - коэффициент производительности систем управления 1-й группой.

Необходимо отметить, что при обработке двух одинаковых деталей, но из разных материалов, требуются одинаковые значения _I, но различные значения K. Поэтому при переходе от обработки одной детали к другой, значение _I останется неизменным, а Q_I меняется.

Как показывает анализ графиков t_xI = f(T) и Q_I = f(K) на рис.8.7, область применения автоматов с системами управления РВ первой группы наиболее выгодная при обработке малотрудоемких заготовок.

По такой схеме строятся:

а) большинство не металлорежущих автоматов (пищевые, текстильные и др.);

б)металлорежущие автоматы для малотрудоемких деталей. Это отечественные автоматы продольного точения моделей: 1103, 1Б10В, 1М10В, 1П12, 1П16, 1Д25В, 1М32В, а также зарубежных фирм: «Tornos», «Bechler» (Швейцария), «Strohm» (ФРГ).

8.3.2.Системы управления с РВ второй группы (рис.8.1, б).

Сюда относятся как одно-, так и в основном многошпиндельные автоматы и полуавтоматы с горизонтальной и вертикальной компоновкой шпинделей .

Особенности этой группы: РВ имеет две скорости вращения: на рабочих ходах и на холостых ходах.

Частота вращения на рабочих ходах n определяется режимами резания, а на холостых ходах n - прочностью механизмов холостого хода. При этом

n =const. Здесь известно и постоянно время холостых ходов (t_xII = const).

Выведем формулу цикловой производительности:

Q_II = = K = K· _II

Получаем следующие графические зависимости t_xII = f(T) и Q_II = f(K), показанные на рис.8.7.

Как показывает анализ полученных графиков, на автоматах с данными системами управлениями выгодно обрабатывать самые трудоемкие детали, т.к. все холостые ходы выполняются с максимально возможной скоростью. Очевидно также, если деталь очень простая n n , т.е. цепь быстрого вращения РВ в этом случае практически не нужна.А при обработке трудоемкой детали n >> n .

С такими системами управления строятся: многошпиндельные полуавтоматы мод. 1К282, 1Б240П и др., многошпиндельные автоматы моделей: 1216, 1Б225, 1Б240, 1Б290, зарубежных фирм «Gildemeister», «Pittler» (ФРГ), «Acme Gridley» (США) и др.

8.3.3. Системы управления с РВ третьей (промежуточной) группы (рис. 8.6, в).

В тех случаях, когда объединить холостые хода для их быстрого выполнения нельзя, применяется промежуточная схема их выполнения. Часть холостых ходов, которые постоянны (как t_xII =const) объединяют и выполняют на возможно максимальной скорости от вспомогательного вала ВВ (как в системах управления второй группы). Остальные холостые хода выполняют как в системах управления первой группы от РВ.

Выведем формулу цикловой производительности:

Q_II = ; T = t_p+t_xI+t_xII

где t_xI - время холостых ходов, выполняемых от РВ, а t_xII - время холостых ходов, выполняемых от ВВ.

t_{xI =} T · ; T= t_p+ T + t_xII ; T·(1- ) = t_p + t_xII

Тогда: Q_III = K·(1- ) · = K· _I · _II

Получаем графические зависимости t_xIII = f(T) и Q_III = f(K), показанные на рис.8.7.

Анализ данных графиков показывает, что данные системы целесообразней всего применять для обработки деталей средней трудоемкости. При обработке малотрудоемких деталей n_вв n_рв и получаем усложнение конструкции автомата из-за наличия ВВ. При обработке трудоемких деталей время t_xI очень велико, так как холостые выполняются как и рабочие хода от РВ.

По такой схеме строится токарно- револьверные автоматы моделей: 1Д112, 1Д116, 1Б124, 1Б136, 1Б125, 1Б140, а также зарубежных фирм: «Index», «Traub» (ФРГ), «Tarex» (Швейцария) и др.

8.4. Построение циклограммы для систем управления с РВ.

Циклограмма является как бы зеркалом, отражающим весь процесс работы автомата. Циклограмма дает возможность установить работу каждого механизма во времени и в пространстве [6.8].

Циклограмму строят двух видов:

а) в полярных координатах (круговая циклограмма);

б) в декартовых координатах (плоская циклограмма).

8.5.Кулачковый механизм, его составные элементы, характеристика.

Кулачковый механизм (рис.8.8) состоит из: кулачка 1, толкателя 3 с башмаком 2, замыкающей пружины 4 и передаточного механизма 5 [6.8].

Кулачки бывают: командные и рабочие.

Командные кулачки (упоры) обеспечивают только команды на выполнение как рабочих, так и холостых ходов. Они могут непосредственно осуществлять включение муфты (например, в токарно- револьверных автоматах) или выдавать команды путем замыкания конечных выключателей (контактных или безконтактных).

Рабочие кулачки осуществляют перемещение рабочих органов станка на рабочих (с заданной величиной подачи) и холостых ходах. Они бывают (рис.8.9) плоские (рис.8.9,а), дисковые (рис. 8.9,б) и барабанные (цилиндрические) (рис. 8.9,в).

Башмаки (рис. 8.10) бывают остроконечные (рис.8.10,а) т роликовые (рис. 8.10,б). иногда в качестве ролика применяют шарикоподшипник.

Применяются два способа замыкания в кулачковых механизмах: силовое и кинематическое.

Характеристики

Список файлов лекций