7.АиМ из непрер.матер (Все лекции)

31

АВТОМАТИЗАЦИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ИЗ НЕПРЕРЫВНОГО МАТЕРИАЛА

ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ

В условиях автоматизации кузнечно-штамповочного произ­водства в качестве непрерывного материала (помимо ленты, проволоки, широкорулонной стали) в зависимости от характера и особенностей технологической операции может быть использован любой исходный материал. Например, при автоматизации процесса вырубки кружков (шайб) из полосы, последняя от момента за­правки ее в пресс до полного расходования может рассматриваться как непрерывный материал; при автоматизации процесса резки листа на карточки (полосы) в качестве непрерывного материала (заготовки) используется лист; при автоматизации резки сорто­вого проката (круглого, прямоугольного и др.) исходный материал может быть также условно отнесен к непрерывному и т. д.

Это объясняется тем, что во всех перечисленных случаях ис­ходный материал (заготовка) отвечает следующим требованиям:

1. Непрерывность подачи одной и той же заготовки к техноло­гическому оборудованию в течение некоторого времени.

2. Постоянство ориентации заготовки относительно инстру­мента машины.

3. Возможность получения нескольких (группы) деталей в ре­зультате последовательно совершаемых ходов технологического оборудования.

Наибольшие преимущества дает автоматизация штамповки из ленты, проволоки и широкорулонной стали. Однако применить указанные материалы не всегда возможно, так как при этом необ­ходимо, чтобы ширина ленты (она нормализована) соответствовала требованиям технологии, чтобы был необходимый сортамент про­волоки и т. д. Тогда-то и приходится применять полосовой мате­риал, нарезанный предварительно из листа, сортовой прокат соответствующего профиля и т. д.

На рис. 1 показан участок штамповки листов железа ротора на двухстоечном кривошипном прессе 4 усилием 2500 кН (250 тс), оснащенном тянущей валковой подачей 11, лотковым удаляющим устройством 5, приводимым в движение от пневматического цилиндра 9; стапелирующим устройством 8; разматывающим устройством 7 и устройством (ножами) 1 с приводом от пневматического цилиндра для удаления отработанного материала 13, который попадает на подпольный ленточный транспортер 12, направляющий его на участок пакетирования.

В рассматриваемой установке используется лента, полученная на специальной установке сваркой из полос. Рулон 6 устанавливается на разматывающее устройство 7 с периодически включающимся приводом.

Рис. 1. Автоматический участок штамповки железа ротора

Привод валковой подачи 11 (скорость подачи 0,5 м/сек, шаг регулируемый от 140 до 300 мм) обеспечивается от главного вала: через специальный кулачок 3. В валковой подаче предусмотрен дополнительный механизм, обеспечивающий перемещение ленты; на дополнительный ход для переноса сварного шва через рабочую позицию. Включение привода дополнительного хода происходит через определенное число ходов пресса от специального контрольного устройства. В результате обеспечивается дополнительное вращение валков, протягивающих ленту до специального упора 2, установленного в штампе 10. При ходе ползуна вниз (валки подачи неподвижны) упор опускается, и лента освобождается. Затем при ходе ползуна вверх лента подается на установленный шаг и работа подачи происходит без дополнительного вращения валков.

Блокировка предотвращает возможность получения бракованных деталей и повреждения рабочих частей штампа.

Отштампованные листы ротора удаляются из рабочей зоны лотковым устройством 5, управление работой которого осуще­ствляется от коленчатого вала пресса с помощью кулачка 14 и воздухораспределительного клапана 15.

На рис. 2 показана кинематическая схема участка автомати­ческой штамповки из полосы. Стопка полос / устанавливается на стол полосоукладчика; рычаг 9 замыкает контакт конечного вы­ключателя, который указывает на правильность установки (ориен­тации) исходного материала относительно пресса.

Рис. 2. Автоматический участок штамповки из полосы

Захват заготовки (полосы) осуществляется пневматическими присосами 4, смонти­рованными на траверсе 3. Захваченная полоса перемещается с помощью пневматического цилиндра 2, управляемого от электро­пневматического клапана 11, вверх на уровень работы валковой подачи 6, а с помощью пневматического цилиндра 5, управляе­мого клапаном 12, влево - в зону действия захватного органа валковой подачи. В конце хода шток пневматического цилиндра 5, воздействует на конечный выключатель, который обеспечивает включение пневматического привода 7, перемещающего передний конец полосы в рабочую зону штампа. В это время пневматический цилиндр 5 возвращает траверсу 3 в исходное положение. Шток пневматического привода 7 подачи в конце хода воздействует на конечный выключатель, который включает пресс на автоматиче­скую работу. Привод валковой подачи при работе пресса осуществляется от главного вала. Пресс автоматически работает до тех пор, пока не отштампована вся полоса. Удаление готовых изделий осуществляется пневматическим удаляющим устройством 8, сра­батывающим от специального пневматического переключателя 13. Отштампованная полоса попадает в специальное стапелирующее устройство (на рис. 2 не показано), после чего пневматический цилиндр 10 отключает пресс. Одновременно подается импульс на включение в работу полосоукладчика, затем цикл повторяется.

Рис. 3(88). Схема автоматической штамповки на многопозиционном прессе

На рис. 3 показан многопозиционный пресс-автомат, в кото­ром лента используется для получения штучной заготовки, пере­даваемой затем в виде полуфабрикатов с позиции на позицию специальным грейферным механизмом 12, работающим в период холостого хода пресса.

Лента 1 перемещается с помощью валковой подачи 10. Подача вырубленной заготовки в зону действия грейферной подачи осу­ществляется шиберным устройством 11. Формоизменение заго­товки происходит на рабочих позициях 2—8, после чего деталь переносится на удаляющее устройство 9 типа транспортера.

На основании изложенного структурная схема автоматизации и комплексной механизации штамповки из непрерывного материала может быть представлена схемами на рис. 4.

На схеме рис. 4, а направление подачи заготовки (непрерывного материала) совпа­дает с направлением перемещения полуфабриката на штампе (штам­повка из ленты на многопозиционном или последовательном штампе). На схеме, показанной на рис. 4, б, направление подачи заготовки и направление перемеще­ния полуфабриката по штампу не совпадает. В последнем случае на пер­вой позиции из непрерывного материала получают штучную заготовку, которая затем специальным устрой­ством перемещается с позиции на по­зицию.

а.

б.

в.

Рис. 4 Структурная схема компоновки средств автоматиза­ции для штамповки из непрерыв­ного материала:

а и б - для комплексной автома­тизации;

в - для комплексной ме­ханизации;

1 - технологический агрегат;

2 - ориентирующе-питаю­щее устройство;

3- подающее ус­тройство;

4- устройство для уда­ления отработанного материала;

5 - устройство для удаления гото­вых изделий (штучных);

6 - кон­трольное устройство;

7 - передаю­щее устройство (для штучных дета­лей).

Из структурных схем, приведен­ных на рис. 4, а и б, видно, что для автоматизации технологических процессов при использовании непре­рывного материала необходимы сле­дующие средства автоматизации:

ориентирующе-питающее и подающее устройства,

устройство для удале­ния отработанного материала и сред­ства контроля.

устройства для уда­ления готовых изделий

по своему назначению относятся к средствам авто­матизации, применяемым для штуч­ных заготовок, и будут рассмотрены позже.

Ориентирующе-питающие устрой­ства для непрерывного материала обеспечивают установку и подготовку исходного материала (заготовки). Ус­тановка материала предусматривает необходимую его ориентацию отно­сительно захватных органов ориентирующе-питающего и подающего ус­тройств. Подготовка материала к штамповке заключается в переводе исходного материала из состоя­ния поставки (рулон, бухта, стопа) в состояние, пригодное для совершения технологической операции (т. е. разматывание, правка и др.), и в обеспечении постоянства питания материалом подающих устройств.

Различают следующие разновидности ориентирующе-питающих устройств:

разматывающее - правильные (для собственно не­прерывного материала),

полосо и листоукладчики (для листов и полос),

автоматизированные стеллажи (для сортового проката).

Назначение подающих устройств (подач) определяется их названием, они обеспечивают подачу исходного материала непосредственно в рабочую зону технологического агрегата (пресса, различного типа ножниц, профилировочных вальцев и т. д.).

Устройства для удаления использованного материала применяются в основном при штамповке из ленты и полосы и представ­ляют собой или специальные наматывающие барабаны и стапелирующие устройства для полос, или приспособления для рубки отхода с последующим удалением его от пресса.

Средства контроля, применяемые при автоматизации штамповки; из непрерывного материала, используются для различных блокировок: для остановки технологического оборудования в случае от­сутствия материала, подачи «сдвоенных» заготовок (листов, полос) или при поломке инструмента; для поддержания постоянства ско­рости подачи материала и т. д. Они могут выполнять и самостоятельные функции, такие как управление устройствами для дози­рованной резки заготовок, программирование работы сортовых, ножниц и др. В последнем случае средства контроля относятся, к средствам автоматики.

Структурная схема комплексной механизации процессов штамповки из непрерывного материала показана на рис. 4, в. Она обычно используется при применении полосового материала или сортового проката.

ОРИЕНТИРУЮЩЕ-ПИТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Разматывающее - правильные устройства

Разматывающее - правильные устройства применяются при авто­матизации процессов штамповки из ленты, широкорулонной стали и проволоки. Основными требованиями, предъявляемыми к разматывающее - правильным устройствам, являются их универсаль­ность, т. е. возможность использования с различными технологи­ческими агрегатами, и постоянство скорости подачи.

Быстроходность современных автоматов обусловливает боль­шую скорость перемещения исходной заготовки, которая достигает при подаче проволоки до 1,4' м/сек и при подаче ленты 0,7 м/сек. При таких скоростях рулон ленты шириной 250 мм, толщиной 1 мм и массой 400 кг при режиме работы автомата 100 ход/мин и шаге подачи 250 мм (скорость подачи около 0,4 м/сек) будет полностью израсходован за 8—10 мин. На разгон и торможение такого рулона (наружный диаметр 700—800 мм) при каждом ходе ползуна авто­мата непроизводительно тратится громадная энергия до 500 Дж (50 кг-м). Поэтому для более производительного использования непрерывного материала (уменьшение непроизводительных остановок машины для установки нового рулона, бухты и т. д.) масса рулона увеличивается.

В кузнечно-штамповочном производстве применяются различ­ные конструкции разматывающее - правильных устройств, которые могут быть подразделены на:

приводные совмещенные, в которых разматывающие и правильные устройства смонтированы на одном основании и имеют общий привод,

и на раздельно скомпонованные правильные и разматывающие, которые изготовляются приводными и не приводными.

Тип разматывающего устройства реко­мендуется выбирать в зависимости от массы рулона (бухты): до 100 кг применяются неприводные типа катушек; до 150 кг — приводные типа катушек; до 500 кг — приводные с установкой рулона на катки; свыше 500 кг — приводные установки барабанного типа.

В качестве привода в правильно-раз­матывающих устройствах используются многоскоростные асинхронные электро­двигатели или электродвигатели постоян­ного тока. При применении односкоростных асинхронных двигателей разматываю­щие устройства снабжаются вариатором. На рис. 5 показано не приводное раз­матывающее устройство (рулонница) типа катушки. Как видно из рис.5, установка рулона обеспечивается посадкой его на специальные четыре раздвижных пальца, перемещающиеся в пазах заднего диска. Основание рулонницы закреплено, что по­зволяет надежно зафиксировать ее положение и не опасаться, что она опрокинется от рывков, возникающих при подаче ленты.