Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Цикл работы наотдельных позициях может быть смещен по фазе, что позволяет при ручнойзагрузке избежать потерь, обусловленных ожиданием оператора.В автоматических линиях параллельного действия с дискретным характером работы (рис.9. 7,г) едиными являются все элементы транспортнозагрузочных систем: конвейеры-подъемникиподающиетам5,3и отводящие4отводящие конвейеры1,конвейеры-распределители2,устройства к параллельно работающим автома6,магазины-накопители7 и т.
п.При этом в отличие от многопозиционных автоматов параллельного действия простои наотдельных позициях автоматической линии не сказываются на общем(суммарном) ее простое.Машины непрерывного параллельного действия конструктивно подразделяют на роторные и конвейерные. Их отличительным признаком является то,чтозаготовкинепрерьmноперемещаютсясовместнос инструментальнымиблоками и вся обработка проводится в процессе транспортировки. Последнеехарактерно и для машин непрерывного последовательного действия, однако вэтомслучаетехнологическиемеханизмыиинструменты располагаютсявстационарных рабочих зонах, обрабатываемые заготовки подходят поочередно ко всем инструментам, а скорость транспортировки является одновременно и скоростью рабочей подачи.Роторная машина (рис.9.8, а) обычно содержитрабочий (технологический) 2 и разгрузки 3.три ротора: загрузки1,9.3.
Автоматы и автоматические линии параллельного действия6аРис.9.8.13Структурные схемы роторной (а) и конвейерной(6)машинпараллельного действияТранспортировка, передача и обработка заготовок осуществляется в захватных устройствах, в которых можно зажимать заготовки только круглогоили прямоугольного сечения. В захваты ротора загрузки заготовки подаются из загрузочного устройства, смонтированного над этим ротором и вращающегося синхронно с ним. Из ротора загрузки в рабочий ротор заготовкипередаются на ходу в процессе синхронного перемещения захватов по соприкасающимся траекториям. Поэтому линейные скорости всех роторовдолжны быть одинаковыми.
Все позиции рабочего ротора имеют одни и теже инструментальные блоки. При совместном транспортировании инструменты подходят к заготовке и технологическая обработка происходит приповороте рабочего ротора на угол а. Затем следует отвод инструментов,разжим деталей, передача их в ротор разгрузки и выдача. Таким образом, вотличие от автоматов непрерывного последовательно действия, где технологический процесс также непрерывен и все инструменты участвуют в работе, в роторных машинах каждый инструмент используется дискретнолишь во время поворота рабочего ротора на угол а.
Остальную часть оборота ~= 360° -а инструменты проходят в отведенном состоянии. Длительность Т рабочего цикла роторной машины соответствует одному оборотурабочего ротора, в течение которого выдается р деталей. Длительности рабочих и холостых ходов цикла пропорциональны соответствующим угламповорота:ОтсюдаТ360°а+~= tp.x - = tp.x - - .аКонвейерные машины (рис.9.8,(9.6)аб) применяют при большом числе позиций р. В каждой рабочей машине параллельного действия находится р комплектов одинаковых механизмов и инструментов, которые имеют собствен-9. Основы проектирования автоматов и автоматических линий14ные внецикловые потери по инструменту и оборудованию.
С учетом того, чтопри каждом отказе останавливается вся машина, формула для вычисленияпроизводительности автомата параллельного действия имеет видQpрр( п=fp.x+ fx.x + Р ; fинi + fоб)а+~ + Р (п1)инi + fобfp.x - (Х(9.7))'i=lВ автоматических линиях параллельного действия все встроенные однопозиционные автоматы работают независимо. Пренебрегая потерями транспортной системы, получаемQрл= Qpp =____р_п_ _ __fp.x(9.8)+ fx.x + 1)инi + fобi =IТипичными образцами металлорежущих станков-автоматов параллельного действия являются вертикальные многошпиндельные токарные полуавтоматы с управлением от распределительного вала (рис.9.9,а).
Карусель1полуавтомата с расположенными по окружности рабочими шпинделями и индивидуальными для каждой позиции суппортамиотносительно основаниякулачков3.5вокруг колонны42медленно поворачиваетсяи установленной на ней группыОбработка заготовки от начала до конца производится на однойпозиции и только одной группой инструментов за время почти полного оборота карусели.
Съем готовой детали и установка заготовки на этих полуавтоЗонаобработки1бваРис.9.9.Схема работы вертикального многошпиндельного автомата параллельного действия (а) с непрерывным вращением карусели (б) и с остановкой в позиции загрузки заготовки и разгрузки готовой детали (в)9.4. Автоматы и линии последователь110-параллель11ого действияматах выполняются или на ходу (рис.9.9,15б) во время прохождения зоны загрузки, или с остановкой в данной позиции (рис.9.9, в).В последнем варианте в позиции (зоне) загрузки шпиндель не вращается, а суппорт отходит вверхнее положение.
Для облегчения условий работы в этой зоне предусмотрено специальное подъемное устройство.Современными образцами станков с ЧПУ, где используют параллельнуюобработку, являются двухшпиндельные вертикальные токарные станки имногошпиндельные станки сверлильной группы.
На двухшпиндельных вертикальных токарных станкахVSC-TWIN фирмы ЕМАG (Германия)в отличиеот станков с управлением от распределительного вала одновременная обработка двух заготовок выполняется синхронно.9.4. АВТОМАТЫ И ЛИНИИПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯМашины последовательно-параллельного действия являются наиболеесложнымимногопозиционнымиструктурном отношении.системамикак вконструктивном,такивВ них концентрируются одноименные и разноименные операции. Для таких машинхарактерноналичиенесколькихраллельных потоковкаждомизкоторыхобработки р, взаготовкадовательно проходит черезпозиций.
На рис.па9 .1 Оqпослерабочихпоказана возможность работы МНОГОПОЗИЦИОННОГОавтомата с настройкой на различныезначения параметров р иq.лизованаконцепцияпоследовательно-параллельного действия, являютсядвухшпиндельныекарныестанкивертикальныеVSC-DUOтофирмыбаПримером станков с ЧПУ, где реаРис.9.10.Структура шестипозиционных автоматов последовательно-параллельного действия при р =ир =3, q=2, q = 3(а)2 (6)ЕМАG (Германия).Автоматическуюлинию последовательно-параллельного действия выполняют либо в виде работающих параллельно линий из автоматов дискретного последовательного действия (рис.9 .11,а), либо в виде работающих последовательно линий из автоматов параллельного действия (рис.Производительностьмашин9.11 , б).последовательно-параллельногодействияопределяют по формулеQpq-рlp.xo / q+tx.x+P~lин;+!обq J'("(9.9)9.
Основы проектирования автоматов и автоматических линий16абРис.9.11. Варианты автоматических mmий последовательно-параллельного действия4, q = 4):с одинаковой структурой (р =а-линия последовательного действия, работающая параллельно; б -При длительности вьmолнения рабочих ходов fp.x ~роторная линия2 минпроизводительность автоматических линий последовательно-параллельного действия, схемакоторых аналогична приведенной на рис.9.11, а, может существенно превы(см. рис. 9.11, 6). Выполнениебыстрых технологических процессов (tx.x $ 20 с) производительнее выполнятьна линиях, схема которых аналогична приведенной на рис.
9 .11, б.шать производительность роторных линийВажным преимуществом роторных линий по сравнению с линиями последовательного действия является возможность синхронизации работы ра-•~,/л•Рис.9.12.Схема роторной линии с объединением разновременных операций технологического процесса9.5. Выбор режимов резания при многоинструментальной обработке17бочих роторов с различным числом позиций и, следовательно, с различнойдлительностью операций технологического процесса (рис.9.12).Это позволяет получить одинаковую производительность на всех операциях автоматической линии.9.5.
ВЫБОР РЕЖИМОВРЕЗАНИЯПРИ МНОГОИПСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕПри одновременной работе нескольких инструментов, что характерно,например, для работы токарных автоматов, возникает проблема выбора скорости вращения шпинделя. При этом у каждого инструмента свое значениескорости резания, обеспечивающее наиболее благоприятные условия его эксплуатации. Неопределенность решения этой задачи увеличивается также попричине неодинакового участия различных инструментов в цикле обработкизаготовки.Для определения периода стойкости инструмента используют зависимость(9.10)где А-постоянный коэффициент;степени, равный5v-скорость резания; т-показательпри обработке инструментом, изготовленным с применением твердого сплава, ипри обработке инструментом из быстрорежущей8стали.При этом сначала рассчитьmают число оборотов шпинделя для некоторойбазовой скорости резанияv0 ,определенной для одного из участвующих вмногоинструментальной наладке инструмента.
После этого, используя коэффициент интенсификации Х скорости резания, вычисляют скоростьv,соответствующую максимальной производительности обработки:v = Xvo.Минимальную себестоимость обеспечивает скорость резания, которуюоценивали по специально разработанным проф. Г.А. Шаумяном номограммам с учетом доли расходов по инструменту в продукции предприятия.Условия эксплуатации современного металлообрабатывающего оборудования не всегда позволяют в полной мере использовать предложенную методику выбора скорости резания при одновременной многоинструментальнойобработке заготовок. Прежде всего это связано с особенностями внедрениявысокоскоростной обработки.В основе реализации высокоскоростной обработки лежит гипотеза Соломона о том, что при скорости резания, существенно выше обычной, температура в зоне резания и сила резания понижаются, что позволяет поднять производительность (рис.9.13).Основные преимущества высокоскоростной обработки следующие:многократное повьШiение производительности;189.Основы проектирования автоматов и автоматических линийдостижение высокого качества обFработки на чистовых операциях, сравнимого с операциями шлифования;уменьшение нагрева детали благодаря удалению большей части теплотысо стружкой;снижение уровня вибраций.Однако для широкой реализацииоVРис.9.13.Типовые зависимости силырезания от скорости резания (ВСОвысокоскоростная обработка)-высокоскоростной обработки необходимыеусловиясложилисьтольковпоследние годы.
В настоящее времядостаточное распространение получи-лишпиндельныеузлы,позволяющиевести обработку на высоких скоростях резания и высоких частотах вращенияшпинделя. Новые инструментальные материаль1 и нанокомпозиционные покрытия обеспечили необходимую стойкость инструмента при высокоскоростной обработке. Использование современных инструментальных оправоки балансировочных машин снизило дисбаланс и биения шпинделя. СистемыСАМ последнего поколения позволили назначать и рассчитьmать сложныетраектории для постоянной нагрузки на инструмент, а системы ЧПУ приобрели необходимую производительность для непрерывной обработки на высоких скоростях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
