Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 5
Текст из файла (страница 5)
При этом необходимо10.2. Металлоре;»сущuе станки с кулачковыми системами программного управления 23бьmо решать две основные проблемы: повышение производительности работы станков, что в первую очередь требовалось для массового и крупносерийного производства; сохранение при этом высокой мобильности, особенно характерной для среднесерийного, мелкосерийного и индивидуального производства.10.2. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ С КУЛАЧКОВЫМИСИСТЕМАМИ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯПервыми элементарными системами ПУ, позволившими автоматизировать только процесс непосредственной обработки, бьmи механические копировальные системы (рис.10.1 ).В качестве программоносителя, который содержит данные для управления, здесь применяют плоский копирвающий элементарную подачу через щупсуппортасуппорта3.24,5.10.1)с продольной пода-закрепленный, как и резец, напоперечном суппортести ко пираобеспечиПри перемещении продольного(см.
рис.чей Sпr щуп5,43,2скользит по поверхноВ результате происходит попе-речная подача Sпоп суппорта3 и обработка заготовки 1 аналогично профилю копира. Как4Звидно на рисунке, копир в механических ко-5пировальных системах вьmолняет две функции:управляетперемещениемпоперечногосуrшорта и осуществляет его рабочую подачу.Последнее являлось большим недостатком,таккаккопирвоспринималсилурезания,Рис.10.1.Схема работы ме-ханическоиvсистемыvкопировальноиврезультате чего повышался его износ и снижалась точность обработки заготовки. Поэтому копир приходилось делать часто стальным и для сниженияизноса проводить его термообработку, т.
е. трудоемкость изготовления копиров, особенно со сложным профилем, бьmа высока.Еще одним недостатком данных систем бьmа необходимость после каждого цикла обработки делать так называемый отскок щупа от копира, отводить обратно копир или суппорт в исходное положение, где опять подводитьщуп к поверхности копира.
Это перемещение являлось дополнительным холостым ходом и снижало производительность обработки.В начале ХХ в., когда был предложен и разработан принцип работы следящей системы, в станкостроении были спроектированы и получили широкое применение следящие копировальные системы ПУ токарными и фрезерными станками. В отличие от механических копировальных систем ПУкопир в этих системах выполняет только функцию управления.
Функциюрабочей подачи режущего инструмента выполняет специальный силовойследящий привод, который может быть электрическим и гидравлическим.Этопозволилозначительноупроститьизготовлениекопира дажедля1О.24Системы программного управления металлоре:жущими станкамиуправления обработкой сложных объемных заготовок. Управляли эти системы работой только одного режущего инструмента, что снижало технологическиевозможностистанка.Преимуществомтакихсистемявляласьбыстрая переналадка станка на изготовление другой детали путем установки другого копира. Однако здесь необходимо учитывать, что новый копирнадо спроектировать и изготовить заранее.
Обычно это делали параллельнос работой станка.Следящие копировальные системы ПУ до появления систем 1ПТУ былинаиболее мобильными. На их основе строили токарно-копировальные и копировально-фрезерные станки, широко применяемые в машиностроении.Однако после разработки систем ЧПУ выпуск станков со следящими копировальными системами практически прекратили.
Чтобы исключить недостатки, связанные с необходимостью возвратно-поступательного перемещения копира, и иметь возможность управлять несколькими рабочими органамистанка, были разработаны и получили широкое применение кулачковые системы ПУ, где программоносителями являются кулачки (системы управленияс распределительным валом).Бьmо предложено обернуть плоский копир на барабан (цилиндр) и поставить его на вал (рис.10.2,а). В этом случае барабанный кулачокваясь на валу через башмак2,перемещает суппорт1.3, поворачиСделав один оборот,кулачок сразу готов для вьmолнения следующего цикла.аРис.10.2.Кулачковые механизмы с цилиндрическим (ба-рабанным) кулачком (а) и с дисковым кулачком и качающимся толкателем ( б)Барабанные кулачки не очень удобны из-за больших осевых размеров, поэтому были разработаны и получили широкое применение дисковые кулачки(рис.10.2,б).
Кулачок1 через качающийся толкатель 2, зубчатый сектор 34. Обратный ход обеспечивает пружина 5.ирейку перемещает суппортНесколько кулачков (как барабаннь1х, так и дисковых) в соответствии сразработанной циклограммой работы автомата устанавливают на одном валу,называемом распределительным. Количество кулачков, например в сборочных автоматах, может быть более10 шт.10.2. Металлоре;»сущuе станки с кулачковыми системами программного управления 25Учитьmая большое разнообразие применяемого технологического оборудования с кулачковыми системами ПУ, часто возникает проблема выбора соответствующей структуры системы управления с получением максимальновозможной производительности. Решить ее позволяет деление кулачковых систем ПУ по принципу совершения холостых ходов, разработанному профессором Г.А. Шаумяном. Анализ формулы цикловой производительности11Т1+ Qтlx.xQц =-=Qт --(10.1)показывает, что она зависит от технологической производительности Qт= 1/tp.x и от времени холостых ходов tx.x• При ЭТОМ limQц ➔=Qц==1/tx.x.Таким образом, за основу указанного деления кулачковых систем ПУ былвзят принцип совершения холостых ходов.
По этому показателю Г.А. Шаумян предложил все возможные ПУ, обеспечивающие совершение холостыхходов, разделить на три группы.В системах ПУ группы1(рис.10.3, а) имеется один распределительныйвал РВ, на котором установлены все кулачки, выполняющие рабочие и холостые ходы. При этом частота вращения распределительного вала для даннойнастройки гитары у будет одинаковой при выполнении рабочих и холостыхХОДОВ.у~РВРВбавРис.10.3. Прmщиrmальные схемы автоматов с кулачковыми системами ПУКулачки, выполняющие холостые ходы для заданного круга работ, являются постоянными и требуют определенного постоянного угла поворота вала(/3r = const).
При этом время холостых ходов tx.x I для разной настройки гитарыу будет переменным.Выразим производительность автоматов с системами ПУ группыIчерезQт и ~r- Поскольку Qц 1 = 1/Т, из отношения fx.x 1/Т = ~1/(2п) находим tx.x 1 == Т ~r /(2п) . ТогдаQцr =Qт(l- ~~)=QтТlI,где Тlr-коэффициент производительности кулачковых систем ПУ группы 1.1О.26Угол=Системы программного управления металлоре:жущими станкамиBr= const,TBr l (2n) и Qцrпоэтому получаем линейные зависимости для tx.x= QтrJr (рис.10.4).r=Анализ графиков показывает, что наиболее выгодная область применения автоматов с кулачковыми системами группыI-производство малотрудоемких деталей.По такой схеме работает большинство неметаллорежущих автоматов(пищевые, текстильные и др.) и металлорежущие автоматы для малотрудоемких деталей.
Это отечественные автоматы продольного точения моделейlMl0B, 1П12, 1П16, 1Д25В, 1М32В, а также модели зарубежTomos и Bechler (Швейцария), Strohm (Германия).Системы ПУ группы II (рис. 10.3, 6) используются в основном во много1103,lБl0B,ных фирмшпиндельных автоматах и полуавтоматах. Особенностью кулачковых системПУ группыII является вращение распределительного вала на двух скоростях:через цепь с гитарой у на малых скоростях, когда выполняются рабочие ходы,и с максимально возможной постоянной скоростью, определяемой прочностью механизмов холостых ходов, по цепи с постоянным передаточным отношением при вьmолнении всех холостых ходов.В этом случае имеем tх.хпгде 'У) п -= const.Тогдакоэффициент производительности кулачковых систем ПУ группь1 П.На рис.10.4 показаны tх.хп = f(Т) и Qцr = f(Qт)-Как показывает анализ графических зависимостей этой группы, на автоматах с данными системами ПУ выгодно изготовлять самые трудоемкие де-ОTminfТтахТО Qтmin Qтl~т Q,,, Q, '""' Q,Сложные деталиДетали средней трудоемкостиПростые деталиРис.10.4.Графики зависимостей времени холостых ходов и цикловойпроизводительности от времени цикла и технологической производительности10.2.
Металлоре;»сущuе станки с кулачковыми системами программного управления 27тали, так как все холостые ходы выполняются с максимально возможной скоростью. Очевидно также, что если деталь очень простая (пх.хРв ~np 8 ),тоцепь быстрого вращения распределительного вала практически не нужна инеобходимо переходить на автоматы с системой ПУ группыОсобенностьюгруппыIIисложностьюпримененияI.кулачковыхсистемПУявляется необходимость выполнения сначала всех холостых ходов,а затем рабочих.Такие системы ПУ имеют отечественные многошпиндельные полуавтоматы (моделей 1К282, 1Б240П и др.) и автоматы (моделей1Б240, 1Б290), а также модели зарубежных фирммания),GildemeisterAcme Gridley (США) и др.III (рис.
10.3, в) используют в техСистемы ПУ группы1216, 1Б225,Pittler (Герислучаях, когда объединить все холостые ходы для их быстрого выполнения нельзя, т. е. применяют промежуточную схему их вьшолнения. При этом часть холостых ходов,которые постоянны (tx.x п= const), объединяют и вьшолняют от вспомогательного вала ВВ на максимально возможной скорости (как в системах группыII),а остальные холостыевала РВ (как вражая(tx.x r) и рабочие ходы системах группы I). Тогда Qц ш = 1/Т иfx.x I черезуголот распределительногоТ = fp.x+ fx.x, + fx.x п.Вы131, получаемJQцш =Qт ( 1 -13,- l21tАнализ приведенных на рис.10.4+Q1тfх.х 11=Qт'll1Т111-графических зависимостей показьmает,что даннь1е системы целесообразнее применять для производства деталейсредней трудоемкости. При обработке малотрудоемких заготовок с п 88 ::::np8конструкция автомата усложняется (использование вспомогательного валаВВ), а при обработке трудоемких заготовок время fx.x I очень велико, что значительно снижает производительность.По такой схеме устроены отечественные токарно-револьверные автоматымоделей lДl 12, lДl 16, 1Б136, 1Б125, 1Б140, а также модели зарубежнь~хфирмIndex и Traub (Германия), Tarex (Швейцария) и др.Установку кулачков на распределительном валу и наладку автоматов сданнь1ми системами ПУ проводят на основе разработанной карты наладки ипостроенной циклограммы работы автомата.При проектировании автоматов и полуавтоматов с кулачковыми системами ПУ одной из важнь~х задач является проектирование кулачкового механизма с определением его схемы (тип кулачка, башмака, толкателя, способазамыкания башмака с кулачком), профилированием участков рабочих и холостых ходов на кулачках и определением получаемого оптимального угла давления.Основными преимушествами кулачковых систем ПУ являются их относительная простота (механические системы), высокая надежность в работе,281О.Системы программного управления металлоре:жущими станкамивозможность автоматизации выполнения сложного цикла обработки заготовок; главный недостаток таких системнизкая мобильность, связанная с-большой трудоемкостью проектирования и изготовления кулачков и их последующей установкой и наладкой на автомате (последнее производят непосредственно на автомате, который в это время простаивает).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
