«. 1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящихся к виду деятельности выпускника: производственно-технологическая деятельность; ...»

Разные профилегибочные станки имеют различное сочетание приводных и регулируемых роликов. Для получения деталей с переменным радиусом кривизны необходимо в процессе гибки-прокатки изменять взаимное расположение роликов. С целью автоматизации регулирования положения роликов некоторые станки осцащены следящей системой, работающей от копира, форма которого строится с учетом влияния пружинения.

В цехах заводов летательных аппаратов применяются роликовые профилегибочные станки марок ПГ-2М, Г1Г-3, ПГ-4, ПГ-5А, ПГ-6, ПГ-9 и др.

На станке ПГ-2М можно гнуть детали из профилей уголкового, таврового и швеллерного сечения с постоянным и переменным по длине детали радиусом кривизны и прямолинейными участками.

Заготовка, подаваемая кареткой рольганга и ведущими роликами, изгибается роликом, положение которого определяет кривизну детали. Вертикальное перемещение ролика осуществляется гидроцилиндром, работой которого управляет золотник, связанный с копиром. Профиль копира строится по кривой изгиба детали с поправкой на пружинение. Каретка и ведущие ролики имеют синхронное принудительное движение от привода станка. Упорный ролик, гибочный и направляющий ролик привода не имеют и на своих осях вращаются свободно.

В исходное положение ролик устанавливается вручную по горизонтали — маховичком, по вертикали — маховичком. При вращении маховичка перемещаются салазки, несущие цилиндр. Вращением маховичка при неизменном положении копира изменяется положение рычага, плунжера золотника, поршня гидроцилиндра, жестко связанного с золотником, и, следовательно, ролика, Для исключения возможного бокового изгиба профиля на станке предусмотрены специальные направляющие и поджимные устройства в виде щек, установленных слева и справа от роликов.

На станке ПГ-2М можно гнуть профили с полками толщиной до 8 и высотой до 80 мм при минимальном радиусе изгиба 300 мм.

Профилегибочные роликовые станки ПГ-3 и ПГ-4 имеют сходную конструкцию и схему работы. Станок ПГ-3 предназначен для гибки деталей из дуралюминовых профилей, станок ПГ-4 — для гибки кольцевых деталей из стальных профилей.

В отличие от станка ПГ-2М с одним гибочным роликом станок ПГ-3 имеет два гибочных ролика, свободно вращающихся на своих осях. Установка роликов производится вручную, Подъем при изгибе и опускание гибочных роликов для снятия готовой детали и установки заготовки осуществляются гидравлическим цилиндром. Расстояние между верхним и нижним ведущими роликами в соответствии с толщиной полки профиля устанавливается вручную вращением маховичка и перемещением упоров. Подъем для зажима заготовки и опускание нижнего ведущего роликадля установки заготовки и съема готовой детали осуществляются гидроцилиндром при нажатии соответствующих кнопок на пульте управления.

Гибка производится в следующей последовательности. При опущенных нижнем ведущем и гибочных роликах заготовка заводится в ведущие ролики так, чтобы она опиралась на гибочные ролики. Вначале под действием гидроцилиндра заготовка поджимается роликом к ролику, затем под действием гидроцилиндра ролики изгибают ее до требуемой кривизны. После этого включается вращение от электродвигателя 5 ведущих роликов, осуществляющих подачу заготовки. Ведущие ролики 3 и 4 имеют реверсивное вращение, что позволяет подавать заготовки в обе стороны.

На станке имеются выполненные в виде щек или свободно перемещающихся роликов отжимные устройства, препятствующие изгибу профиля в плоскости, перпендикулярной направлению прокатки, и закрутке сечения.

При гибке на станках ПГ-3 и ПГ-4 технологических припусков на концах заготовки не требуется.

Профилегибочный станок ПГ-6 имеет трехроликовую асимметричную схему. Ролик находится в неподвижном положении, нижние ролики при настройке перемещаются как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Все три ролика станка приводные. Ролики попеременно могут выполнять роль, как ведущих, так и гибочных Профилегибочный станок ПГ-9 предназначен для изготовления деталей из листовых и прессованных профилей титановых сплавов. Станок имеет трехроликовую схему с вертикальным расположением осей роликов и центральным приводным роликом. Он может работать как при симметричном, так и при асимметричном расположении гибочных роликов. Станок оснащен системой индукционного нагрева заготовки токами повышенной частоты в процессе гибки-прокатки до температуры 1000°С и системой подогрева роликов токами промышленной частоты до температуры 300 °С; подшипниковые узлы роликов имеют принудительное водяное охлаждение.

Для гибки профилей сложного сечения из стали и легких сплавов предназначен трехроликовый профилегибочный станок с дополнительной (опорной) роликовой головкой ПГ-5А.

На станке можно производить гибку профилей полкой наружу и внутрь.

Возможность наладки станка на асимметричную схему работы позволяет уменьшить длину незагнутых участков на концах детали. Головка с опорным роликом, фиксирующим в зоне изгиба полку детали, обеспечивает гибку профилей со сложным сечением. Для удобства гибки крупногабаритных деталей оси роликов расположены вертикально, а изгибаемая деталь в процессе гибки занимает горизонтальное положение, перемещаясь по плите, столу или рольгангам.

Закрутке изгибаемого профиля препятствуют упорные ролики, смонтированные на передней стенке станка. Их положение по высоте регулируется при настройке станка.

Гибочные ролики получают вращение от электродвигателя через клиноременную передачу, дифференциал, карданные механизмы и червячные пары 10, находящиеся на суппортах гибочных роликов. Червячная пара центрального ролика смонтирована на торцовой стороне станины. Вращение от червячного колеса на центральный ролик передается с помощью цепной передачи. Гибочные ролики установлены на суппортах, перемещающихся по направляющим кареток. В свою очередь, каретки перемещаются при настройке по направляющим станины станка электродвигателями через систему передач.

По командам с пульта управления гибочные ролики совершают два установочных движения: 1) в направлении друг к другу — перемещением кареток с помощью ходовых винтов; 2) в направлении к центральному ролику перемещением суппортов относительно кареток от гидроцилиндров с ограничением перемещения гидравлическими упорами, установка которых контролируется по шкале, находящейся на пульте управления. Независимое движение кареток позволяет устанавливать гибочные ролики в любое положение относительно ролика — как симметрично, так и несимметрично. Опорный ролик имеет три установочных движения: горизонтальное и вертикальное (прямолинейные) и свободное вращательное вокруг оси, расположенной в горизонтальной плоскости. Механизм привода опорного ролика с гидроцилиндром смонтирован на специальной головке.

Перед началом операции гибки каретки и гидравлические упоры суппортов гибочных роликов, а также суппорт опорного ролика устанавливаются в соответствие с сечением и требуемым радиусом гибки детали. После установки заготовки и 'включения гидроцилиндров гибочных и опорного роликов включается вращение приводных роликов.

Для предотвращения проскальзывания во время гибки-прокатки роликов по заготовке с ее поверхности тщательно удаляется смазка, a в необходимых случаях профиль натирается канифолью.

При изготовлении деталей на станке ПГ-5А требуется технологический припуск, так как концы заготовки остаются прямыми и подлежат обрезке.

В последнее время создан целый ряд конструкций профилегибочных роликовых станков различного применения.

Расчет профилегибочных роликовых станков производится по методике, аналогичной методике расчета листогибочных валковых станков. Специфика состоит в учете консольного расположения роликов, дополнительных потерь на трение скольжения вследствие стремления профиля к размалковке, скручиванию и другим побочным деформациям.

На роликовом станке ПРС-1 гибка профиля осуществляется путем раскатки (и, следовательно, удлинения) между двумя роликами наружной полки при одновременном приложении усилий со стороны гибочных роликов.

Верхний раскатной ролик вместе с подпорными роликами смонтированы на верхней каретке станка, которая с помощью винта может быть наклонена в соответствии с углом уклона внешней полки профиля. Нижний раскатной ролик, опирающийся на подпорные ролики, смонтирован на нижней каретке, которая может перемещаться с помощью винта по направляющим станины в вертикальном направлении.

По обеим сторонам раскатных роликов расположены свободно вращающиеся на осях гибочные ролики. Средний опорный ролик, смонтированный на кронштейне передней стенки станины, может с помощью винта перемещаться в вертикальном направлении. Гибочные ролики имеют возможность самостоятельного перемещения в перпендикулярном и параллельном к передней стенке станины направлениях.

Привод раскатных роликов осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор. Два выходных вала редуктора соединены с валами раскатных роликов с помощью карданных валов.

Для одновременной гибки и малковки профилей предназначен профилегибочный малковочный роликовый станок ПГМ-1. Рабочая часть станка состоит из передней и задней головок, малкующих роликов, механизма подающих и опорных роликов, а также прижимных роликов. Малкующие ролики могут наклоняться в вертикальной плоскости на угол ±15°; при необходимости получения большей малки применяют малкующие ролики конической формы.

Изгиб и одновременную малковку профиля осуществляют малкующие ролики по оправке в процессе ее движения. Оправка с закрепленной на ней заготовкой устанавливается на опорные ролики и сверху прижимается к ним прижимными роликами. Реакция от давления на оправку малкующих роликов оказывается подающими роликами.

Подающие ролики приводятся во вращение электродвигателем через редуктор. Малкующие и прижимные ролики оказывают давление на оправку при помощи гидроцилиндров. Движение оправки по опорным роликам осуществляется силами трения между подающими роликами и боковой поверхностью оправки. Поворот малкующих роликов может производиться как вручную, так и по специальному копиру.

Отдельно операция малковки профилей может производиться в штампах на прессах и на специальных двухроликовых станках, где малка формуется наклонными гранями роликов в процессе прокатки.

Гибка коротких профилей часто производится в специальных штампах на прессах. Штампы проектируются с учетом пружинения детали. Для гибки профилей сложного сечения применяются клиновые штампы с поджимом полок.

Для гибки профилей проталкиванием через фильер применяется гидравлический пресс ППФ-1, на котором возвратно-поступательными движениями зажимного патрона профиль по участкам продвигается через фильер, имеющий форму сечения профиля, и приобретает кривизну ручья.

Для гибки на небольших участках, а также для доводки изогнутых профилей применяются профилеразводные станки. Представителем этой группы станков может служить станок ПР-1. На нижнем выступе станины смонтирован неподвижный боек. Подвижный боек совершает возвратно-поступательные движения с приводом от кривошипного механизма. В процессе последовательного раздавливания наружной полки вследствие ее удлинения происходит изгиб профиля в обратном направлении.

Для самоориентирования в соответствии с уклоном полки профиля бойки установлены на осях, вокруг которых могут поворачиваться в некоторых пределах.

Следует отметить, что на профилеразводных станках выполняется операция, обратная операции, осуществляемой на посадочных станках типа ПС-80.

Прокатный стан СП300-160 предназначен для получения профилей из листовых заготовок (полос) титановых и жаропрочных сплавов, предварительно нагретых до температуры 1000—1100°С, методом прокатки в сменных роликах за несколько переходов. Благодаря быстрой смене роликов получение профилей на этом стане является экономически выгодным в условиях мелкосерийного производства.

При работе стана вращение от электродвигателя главного привода передается через редуктор и карданные передачи на валы рабочей клети, на которые насажены рабочие сменные ролики. Нижний вал клети смонтирован в подшипниках неподвижно, верхний вал имеет возможность перемещения вверх-вниз параллельно нижнему валу в пределах 180 мм с приводом от электродвигателя через три червячных редуктора и три упорных винта. На среднем червячном редукторе смонтирован указатель перемещения верхнего вала.

К упорным винтам верхний вал поджимается шестью гидроцилиндрами, смонтированными в подушках нижнего вала. Для удобства смены роликов левая стойка клети может сходить с вала вместе с подушками с помощью гидроцилиндра. Снятие и установка роликов могут производиться ходом левой стойки при помощи специальных Г-образных захватов, смонтированных в подушках левой стойки.

Стан оснащен входным и выходным рольгангами для облегчения подачи полос в клеть и приема профиля после прокатки.

Исполнительный механизм перемещения верхнего вала включает в себя упругую втулочно-пальцевую муфту, через которую вращение от электродвигателя передается на редуктор, кулачковую муфту и предохранительную муфту, установленную на входном валу червячного редуктора правой стойки. Червячные валы редукторов соединены между собой через кулачково-дисковые и соединительные муфты. Валы левого и среднего редукторов дополнительно соединены шарнирным валом. Вращение червячных валов редукторов может также осуществляться вручную маховичком.

2.6.2. ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЕ РАСТЯЖНЫЕ СТАНКИ Для уменьшения пружинения с целью повышения точности деталей при изгибе профилей применяют растяжение. Операции изгиба с растяжением выполняются на специализированных профилегибочных растяжно-обтяжных станках ПГР-6, ПГР-7, ПГР-8 и др.

Профилегибочный растяжно-обтяжной станок ПГР-6 предназначен для изготовления деталей с углом изгиба до 180° из гнутых и прессованных профилей легких сплавов.

Перед началом работы гибочные рычаги выставляются по одной прямой линии. Концы изгибаемого профиля зажимаются в пневматических зажимных патронах, укрепленных на штоках растяжных цилиндров. Для удержания от проворота зажимных патронов вокруг своей оси они соединены ломающимися рычагами с невращающимся корпусом растяжного цилиндра. На шарнирах рычагов смонтированы указатели перемещения штоков растяжных цилиндров.

Растяжные цилиндры шарнирно крепятся в каретках, перемещающихся по направляющим гибочных рычагов вручную с помощью реечной пары. Положение кареток перед началом операции фиксируется шпонками, входящими в пазы.

Гибочные рычаги крепятся к станине на осях, которые могут перемещаться по пазам станины вручную при помощи червячной пары, вследствие чего изменяется угол поворота гибочных рычагов.

На задней части станины укреплен гибочный цилиндр и направляющая ползуна, соединенного со штоком гибочного цилиндра. Тяги своими концами шарнирно соединены с ползуном и гибочными рычагами. При подаче масла в переднюю полость гибочного цилиндра ползун перемещается назад и при помощи тяг поворачивает гибочные рычаги к задней части станины, тем самым производя изгиб профиля по установленному на столе станка пуансону.

После выема детали из зажимных патронов и съема ее со станка гибочные рычаги возвращаются в исходное положение, для чего масло подается в заднюю полость гибочного цилиндра. Крайние положения гибочных рычагов ограничиваются конечными выключателями.

Насосный привод, питающий растяжные и гибочный цилиндры, представляет собой сдвоенный лопастной насос, приводимый во вращение электродвигателем через упругую муфту. Ближе расположенный к электродвигателю коренной насос питает гибочный цилиндр, крайний — растяжные цилиндры.

Из маслобака насосы забирают масло по трубопроводам и подают его в гидросистему, смонтированную на пульте управления. На верхней панели пульта управления находятся рычаги перемещения левого и правого растяжных цилиндров, лимб регулирования скорости поворота гибочных рычагов, ручка регулятора давления в растяжных цилиндрах, кнопки включения электродвигателя насосов. Давление в гидросистеме контролируется манометрами.

От станка ПГР-6 несколько отличается более мощный станок ПГР-7, хотя принципиальная схема у них сходна.

Станок состоит из следующих основных узлов: станины, стола гибочных рычагов, двух гибочных цилиндров, кареток, растяжных гидроцилиндров с зажимными патронами, передней передвижной установки с гидроцилиндром, нижнего прижимного цилиндра, насосной станции и пульта управления.

Гибочные рычаги шарнирно укреплены на станине и имеют возможность поворачиваться вокруг осей с помощью гибочных цилиндров. Каретки с растяжными цилиндрами и зажимными патронами устанавливаются по длине заготовки с помощью ходовых винтов индивидуальными двигателями.

Передняя установка, являющаяся съемным узлом, используется при гибке деталей знакопеременной кривизны. Она состоит из сварной каретки, передвигающейся по рельсам. На каретке смонтирован стол с цилиндром. Дополнительный пуансон для формовки участка обратной кривизны крепится на перемещающихся по направляющим стола салазках.

В нижней части станка расположен цилиндр, предназначенный для прижима верхней части разъемного пуансона к нижней с целью предотвращения потери устойчивости внутренней горизонтальной полки изгибаемого профиля.

Цилиндр имеет возможность передвижения на салазках вдоль стола, Гидравлическая система станка служит для питания управляемых растяжных, гибочных и прижимного цилиндров, а также передней установки. Питание растяжных цилиндров осуществляется лопастным насосом, создающим в системе давление 12 МПа. От насоса масло поступает через обратный клапан к предохранительному клапану, обеспечивающему постоянство давления в системе. Для регулирования усилия растяжения в системе имеется клапан дистанционного управления давлением. Осевой пилот, представляющий собой золотник с электромагнитным управлением, электрически сблокирован с золотниками, управляющими растяжными цилиндрами таким образом, что при положении «Стоп» переключает работу на слив. Для обеспечения плавности растяжения на линии слива установлены регуляторы скорости. Во время сближения патронов обратные клапаны открывают жидкости свободный проход, что увеличивает скорость холостого хода. Растяжные цилиндры могут работать как одновременно, так и раздельно.

Питание гибочных цилиндров осуществляют два насоса низкого давления (до 6,5 МПа) и высокого давления (до 12 МПа). При свободном ходе гибочных рычагов и при небольших усилиях гибки цилиндры питаются своими насосами.

Зажимные патроны и питаются от заводской сети сжатого воздуха через воздушный фильтр и автоматическую масленку.

На еще более мощном станке этой группы ПГР-8 методом обтяжки можно получать детали из прессованных и катаных стальных профилей с площадью поперечного сечения до 200 см2. Конструкция этого станка аналогична конструкции станка ПГР-7. Передней установки станок ПГР-8 не имеет.

Для гибки профилей из малопластичных материалов созданы гибочные растяжно-обтяжные станки с устройствами для нагрева заготовок.

2.6.3. ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЕ СТАНКИ С ПОВОРОТНЫМ СТОЛОМ

Профилегибочные станки с поворотным столом (обтяжные станки) предназначены для гибки деталей на большие углы с постоянным или переменным радиусом кривизны из прессованных или листовых профилей намоткой на оправку.

Процесс гибки на этих станках-осуществляется по следующим схемам.

По первой схеме на горизонтально расположенный поворотный стол устанавливается оправка, к которой крепится передний конец профиля. На некотором расстоянии от зажима к профилю подводится нажимной ролик, после чего вращением стола осуществляется изгиб заготовки по оправке.

Тонкостенные профили, и в частности, листовые, изгибаются в растянутом состоянии, т. е. изгиб профиля происходит при одновременном действии осевого растягивающего усилия. Этим способом избегают потери продольной устойчивости элементов сечения профиля, а также уменьшают пружинение, благодаря чему согнутый профиль более точно сохраняет контур оправки. При этом способе гибки передний конец профиля также крепится к оправке, установленной на поворотном столе, задний же конец вставляется в зажимное устройство и натягивается осевым усилием. При повороте стола профиль изгибается по оправке, а зажимное Устройство (патрон) вместе с задним концом профиля, преодолевая приложенное к нему усилие, движется по касательной к оправке.

На станине станка с поворотным столом и растяжением заготовк смонтирован стол, имеющий привод от электродвигателя через редуктор. На другой стороне станины укреплен кронштейн с растяжным цилиндром, к штоку которого с помощью муфты крепится зажимной патрон.

Цилиндр в направляющих станины может быть установлен на требуемом расстоянии от центра стола. Величина перепада расстояния, обусловливаемая переменной кривизной детали, компенсируется ходом ролика. При резком изменении кривизны в направляющих штока и на поршне могут возникнуть недопустимые боковые усилия.

2.7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУБ

Основными формоизменяющими операциями при изготовлении деталей из труб являются гибка, обжим, осадка, раздача, развальцовка, сплющивание и др. Для большинства из этих операций создано специализированное оборудование.

2.7.1. ТРУБОГИБОЧНЫЕ СТАНКИ Наряду с гибкой в штампах на прессах общего применения основной объем гибочных работ при изготовлении деталей из труб выполняется на специализированных трубогибочных станках.

Представителем трубогибочных станков, на которых осуществляется гибка методом намотки на оправку, может служить станок ТГС-2М. Гибочная оправка крепится на вращающемся столе, смонтированном в подшипниках на станине. В процессе гибки вместе с оправкой поворачивается также укрепленный на столе прижим, прижимающий конец трубы к оправке. Калибрующая внутренняя оправка (дорн) крепится через тягу неподвижно на стойке станка.

Перед началом операции трубу надевают на калибрующую внутреннюю оправку до упора, устанавливаемого на заданный размер. Конец трубы прижимают к гибочной оправке прижимом. Затем подводят прижимной профилированный ролик.

При повороте стола станка оправка как бы наматывает и тем самым изгибает трубу. В процессе изгиба деформируемый участок трубы оказывается зажатым по наружному диаметру между желобом оправки и профилированным роликом, а по внутреннему диаметру — дорном. Это предохраняет трубу от искажения поперечного сечения и образования гофров на внутренней (сжатой) части трубы.

На станке ТГС-2М можно гнуть трубы диаметром до 80 мм с минимальным радиусом изгиба до 50 мм на угол до 220° Область применения станка ограничена гибкой в одной плоскости с одного установа. К достоинствам станка можно отнести простоту конструкции и его обслуживания.

Более совершенным является трубогибочный станок с программным управлением ТГСПГ-18/40, предназначенный для гибки труб диаметром от до 40 мм на различные радиусы и углы изгиба в разных плоскостях с одной установки.

Гибка труб на станке производится с применением гидронаполнителя — эмульсии по принципу наматывания на гибочную оправку. Труба закрепляется в гидрошарнире, с помощью которого производится подача в изгибаемую трубу эмульсии под требуемым давлением, а также поворот трубы для получения гиба в разных плоскостях. Самодвижущаяся каретка гидрошарнира обеспечивает продольное перемещение трубы для получения прямых участков между гибами.

Рабочий цикл по заданной программе и управление станком автоматизированы; закрепление трубы на станке производится вручную. Величина давления эмульсии, подаваемой в трубу в целях предотвращения искажения ее поперечного сечения, определяется маркой материала трубы и размерами ее поперечного сечения. Для предотвращения появления рисок и надиров на поверхности трубы суппорт имеет подвижную планку, которая в момент гибки перемещается вместе с трубой за счет трения между трубой и планкой.

Станок оборудован цифровой счетно-импульсной системой управления.

Программируются три координаты: угол поворота гибочных оправок ГО, угол поворота вала гидрошарнира и продольное перемещение гидрошарнира. Датчики положений (ДОС) установлены на соответствующих узлах станка. Электроаппаратура, обеспечивающая работу станка и системы программного управления, размещается в отдельном шкафу, где находится также пульт управления электрической схемой станка. Программоносителем является 80- колонковая перфокарта. Для считывания применен контрольник К80.

Гибочная головка включает в себя вал гибочных оправок ГО с подъемником на три положения и гидроцилиндром ГЦ привода поворота. На валу смонтирован кронштейн с механизмом зажима трубы на оправках. В отверстие вала вставляется хвостовик с набором рабочих оправок требуемых радиусов гиба и диаметра ручья.

Перемещение гибочной головки осуществляется от винта на передней стойке через ходовую гайку.

Для гибки трубопроводов и других деталей из труб малого диаметра — от 6 до 24 мм предназначен станок с программным управлением ТГСПВ-6-24М.

Этот станок выполнен в вертикальной компоновке, при которой заготовка находится в вертикальном положении, что исключает закручивание трубы при гибке от собственной массы и внесение тем самым ошибок в заданную программой конфигурацию детали. При вертикальной компоновке улучшаются условия установки заготовки и съем согнутой трубы, что повышает производительность труда.

Станок имеет устройство для наружного стеснения трубы в месте изгиба и систему внутреннего гидронагружения, препятствующие образованию овальности трубы в изогнутой зоне. Конструкция узла установки инструмента и самого гибочного инструмента позволяет получать детали с различными радиусами гиба и минимальными (равными 1,5... 2 диаметрам трубы) прямолинейными участками между гибами, что обеспечивает изготовление на станке большой номенклатуры разнообразных по конфигурации деталей.

Кинематическая схема станка состоит из четырех кинематических цепей, обеспечивающих независимые перемещения исполнительных механизмов станка: вращение узла инструмента, перемещение стола для подвода к заготовке требуемой гибочной оправки, вертикальное перемещение заготовки, поворот трубы-заготовки в плоскость гиба.

Гидравлическая система состоит из системы гидронаполнения и масляной системы. Масляная система создает нагружение на гидронаполнитель, заполняющий полость изгибаемой трубы. Нагружение передается через диафрагменный разделитель.

Управление вспомогательными органами станка — узлами установки инструмента и стесняющего ролика — производится пневмосистемой, питаемой от заводской сети.

Трубогибочный станок с программным управлением ТГПС-3 работает по схеме проталкивания кареткой с пневмозажимным патроном заготовки через трехроликовую гибочную головку, состоящую из профилированных роликов.

Он предназначен для пространственной гибки тонкостенных труб из различных материалов на разные радиусы за один установ заготовки. Наиболее приспособлен станок для пространственной гибки труб диаметром от 12 до 40 мм с толщиной стенки 1... 3 мм на три—десять изгибов.

Для работы по автоматическому циклу станок оснащен командоаппаратом с программным диском. При изготовлении единичных деталей станок работает в наладочном режиме.

2.7.2. ПРЕССЫ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ПАТРУБКОВ Типовым представителем этой группы технологических машин может служить гидравлический пресс ПГФП-20/100, предназначенный для формоизменения патрубков с малым радиусом изгиба из сварных и цельнотянутых труб диаметром от 20 до 100 мм методом проталкивания заготовки через разъемную матрицу с каналом, соответствующим форме изогнутого патрубка. Для предотвращения потери устойчивости стенок полость заготовки заполняется резиной, которая в процессе формообразования находится под высоким давлением.

Пресс ПГФП-20/100 состоит из литого основания, внутри которого смонтирован гидроцилиндр. На штоке цилиндра закреплен стол для установки на нем нижней полуматрицы. В верхней части основания укреплены три колонны, соединяющие основание и верхнюю траверсу с гидроцилиндром, на штоке которого крепится верхняя полуматрица.

На боковых сторонах основания пресса закреплены цапфы, на которых смонтированы левое и правое крылья с гидроцилиндром сжатия наполнителя и рабочим гидроцилиндром. Справа от пресса расположена насосная станция, слева — шкаф с электроаппаратурой (на рисунке не показаны). Управление прессом осуществляется с переносного пульта управления, располагаемого перед прессом.

Необходимое для предотвращения в процессе формообразования размыкание полуматриц усилие осуществляется верхним и нижним гидроцилиндрами. Проталкивание заготовки через канал производится рабочим гидроцилиндром, расположенным на правом крыле. Необходимое технологическое давление наполнителя внутри заготовки осуществляется гидроцилиндром сжатия наполнителя, расположенным на левом крыле.

Крылья перед работой устанавливаются в положение, обеспечивающее соосность со штоками рабочего и подпорного цилиндров, имеющих, в свою очередь, возможность поворота в горизонтальной плоскости в пределах 30°.

По сходному принципу работает гидравлический пресс для формообразования тройников, крестовин и патрубков ПШП-50/200, на котором при осевом сжатии заготовки в разъемной матрице формуются стенки трубы.

2.7.3. МАШИНЫ ДЛЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ КОНЦОВ ТРУБ Одним из типовых представителей этой группы машин является станок для формообразования концов труб СФКТ-30. Формоизменение конца трубы происходит за счет его деформирования в матрице, нагреваемой индукционным методом. На станине станка смонтированы неподвижная траверса, передняя и задняя подвижные траверсы, кронштейн, две колонны, подвижный стол с люнетами и два рабочих цилиндра.

Неподвижная траверса и кронштейн жестко укреплены на тумбе станины.

Колонны жестко скреплены с задней подвижной траверсой и могут перемещаться вдоль оси в расточках кронштейна. Для перемещения подвижных траверс и люнетов на станке имеются направляющие типа ласточкина хвоста. Выставка подвижных траверс и люнетов по отношению к оси станка производится при помощи клиньев. Для крепления люнетов в подвижном столе имеются отверстия под фиксаторы. Задняя подвижная траверса крепится на подвижном столе с помощью шпонки.

Рабочие цилиндры поршневого типа служат для совершения рабочего и обратного ходов. Цилиндры смонтированы в задней подвижной траверсе, там же размещены винт ограничителя хода и выталкиватель. На неподвижной траверсе укреплен циферблат указателя перемещений подвижных траверс. Подвижная передняя траверса в зависимости от длины заготовки устанавливается на требуемом расстоянии от задней траверсы; ее положение фиксируется на колоннах с помощью затворов, шпонки которых входят в проточки колонн. В обойме, размещенной в неподвижной траверсе и обогреваемой индуктором, крепится формообразующая матрица.

Для отвода тепла от свободной части трубы на станке укрепляется охладитель, верхняя часть которого при смене инструмента может быть отведена вниз.

Люнеты, служащие для предохранения трубы от потери продольной устойчивости при приложении к ней сжимающей нагрузки от передней подвижной траверсы, подобно последней могут быть установлены на любом расстоянии от неподвижной траверсы.

Гидропривод, гидроаппаратура и трансформатор для индуктора размещены в тумбе станка. В качестве гидравлического привода используется сдвоенный лопастной насос с подачей 70/5 л/мин и давлением 6,5/2,5 МПа (65/ кгс/см2). Масляный бак сварен заодно с тумбой.

Работа станка производится в следующей последовательности. Перед началом работы включается водоснабжение, затем нагреватель инструмента. В случае отсутствия воды в охладителе 5 на пульте управления загорается сигнальная лампочка. Достижение заданной температуры отмечается потенциометром на пульте управления.

На станке СФКТ-30 можно производить высадку и обжим труб из алюминиевых сплавов диаметром от 10 до 100 мм, длиной от 200 до 2000 мм при нагреве деформируемой части до 450... 480°С.

Для электровысадки концов труб из стали и титановых сплавов применяются электровысадочные машины формовки труб типа ЭМФТ.

На электровысадочной машине ЭМФТ-100 усилием 1 МН можно формовать концы у труб диаметром от 50 до 120 мм, длиной от 300 до 500 мм с толщиной стенки 2... 12 мм. Мощность понижающего трансформатора для нагрева электросопротивлением — регулируемая от 30 до 240 кВт.

Для формовки концов труб меньшего диаметра выпускается электровысадочная машина марки МФТ-25.

Для развальцовки концов труб под ниппельные соединения применяются труборазвальцовочные станки.

Сущность работы труборазвальцовочного станка состоит в том, что конический раструб на конце трубы с предварительно надетым ниппелем формуется при двух движениях инструмента — поступательном с усилием Р и вращательном оправки под действием крутящего момента. Такое сочетание движений при относительно небольшом усилии Р позволяет создать достаточные для пластического деформирования в зоне давления со стороны роликов.

На рис. 20.11 приведен общий вид труборазвальцовочного станка ТР1-Зм.

Внутри станины 6 установлен электродвигатель, вращающий с помощью клиноременной передачи и трехступенчатой коробки скоростей шпиндель, а через пальцевую муфту — вал масляного насоса. Хвостовик оправки крепится во внутреннем конусе шпинделя. Осевое перемещение шпинделя с инструментом осуществляет гидроцилиндр.

Труба с надетым на нее ниппелем зажимается в губках самоцентрирующего зажимного устройства с приводом от гидроцилиндра. Максимальное усилие подачи инструмента устанавливается при на стройке станка. По достижении этого усилия шпиндель с инструментом автоматически возвращается в исходное положение.

На полуавтомате для развальцовки труб ТРС-4/40 можно формовать трубы из материалов с в = 1000 МПа (100 кгс/мм2) диаметром от 4 до 40 мм с толщиной стенки 0,5... 1,5 мм.

Маховик зиговочной машины типа Зм может вращаться вручную или от электродвигателя через ременную передачу. Далее вращение с помощью зубчатой пары передается на нижний вал и нижний ролик. Через зубчатую пару вращение передается также карданному валу и верхнему ролику. Карданные соединения и ползун, в котором находится подшипник верхнего вала, позволяют с помощью рукоятки перемещать верхний ролик в вертикальном направлении, меняя тем самым расстояние между роликами и регулируя усилие воздействия на стенку трубы.

Для изменения направления вращения роликов при механическом приводе от электродвигателя кнопочный пускатель имеет кнопку реверса.

В настоящее время выпускаются усовершенствованные станки типа СЗКТ для получения рифтов (зигов) и калибровки концов труб диаметром от 14 до 120 мм.

2.8. УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Высокоэнергетические установки характеризуются выделением большого количества энергии в короткий промежуток времени, исчисляемый тысячными долями секунды. Как правило, эти установки не имеют исполнительных механизмов, свойственных технологическим машинам, а энергия от источника (носителя) непосредственно через передающую среду воздействует на заготовку. В большинстве случаев из технологической рабочей оснастки (инструмента) для работы таких установок требуется лишь матрица (пуансон).

2.8.1. УСТАНОВКИ ДЛЯ ШТАМПОВКИ ВЗРЫВОМ В процессе совершенствования, внедрения и эксплуатации находятся следующие виды установок с использованием энергии взрыва:

1) гидравлические бассейновые установки: 2) установки со струйноводяной завесой: 3) многоимпульсные установки гидровзрывной штамповки; 4) гидровзрывные вакуумные установки; 5) установки для формообразования деталей из трубчатых заготовок; 6) гидровзрывные прессы с полуавтоматическим циклом; 7) детонационногазовые прессы; 8) прессы для штамповки взрывом через резиновую диафрагму.

Каждый из этих типов оборудования имеет свою специфику и соответствующую область применения.

В гидровзрывных бассейновых установках производят формоизменение средне- и крупногабаритных листовых деталей в бассейнах с водой. Применяются три типа бассейнов: емкости-бассейны, смонтированные на поверхности грунта, либо частично или полностью заглубленные с погруженными в них штампами; съемные емкости, устанавливаемые на штамп; емкости разового использования, разрушаемые в процессе операции.

В емкостях-бассейнах целесообразно производить формоизменение листовых деталей средних и крупных габаритных размеров в разных штампах при опытном и мелкосерийном производстве. В некоторых случаях в качестве бассейна можно использовать естественные водоемы.

Съемные емкости, устанавливаемые на штамп, применяют при штамповке листовых деталей относительно небольших размеров (до 1000 мм), не требующих зарядов большой массы. При этом эффект от взрыва заряда усиливается за счет отраженной от стенок емкости ударной волны.

Емкости разового использования целесообразно применять в опытном и мелкосерийном производстве, особенно при необходимости взрыва заряда большой массы. Эти емкости изготовляют из легких и дешевых материалов (жести, картона, плотной бумаги, полиэтиленовой пленки и др.). Они должны обладать прочностью, достаточной лишь для удержания статического давления столба воды необходимой высоты.

Наиболее рациональной формой емкости является цилиндр. Цилиндрическая форма обеспечивает равномерное распределение напряжений в стенке емкости при сосредоточенном заряде и удобна как в изготовлении, так и при эксплуатации. Применяемые иногда емкости в виде усеченного конуса менее технологичны и неудобны в эксплуатации.

Бассейны могут быть металлическими, металлическими с подпором стенки слоем воды и железобетонными с металлической облицовкой. Металлические бассейны изготовляются сварными из листовой стали СтЗ. Дно металлической емкости для большей жесткости рекомендуется изготавливать двухслойным из двух листов с двутавровыми балками между ними. Толщину верхнего листа принимают равной 1,5... 2 толщинам стенки емкости, нижнего — 0,4......

0,5 толщины стенки.

Подпор емкости слоем воды снижает напряжения в ее стенке в 1,3... 1, раза по сравнению с напряжениями, возникающими в емкости без подпора.

Внутренние рабочие емкости изготавливают из тех же материалов, что и обычные металлические емкости. Они помещаются в металлический или железобетонный колодец, заполненный водой. При размещении в металлическом колодце внутренняя обечайка фиксируется приваренными к дну колодца упорами. В случае размещения в железобетонном колодце внутренняя емкость может быть изготовлена с дном, конструкция которого аналогична конструкции дна металлического бассейна, или без него. В последнем случае на дно железобетонного колодца устанавливают двухслойное основание, состоящее из двух стальных листов с двутавровыми балками между ними.

Железобетонные бассейны изготавливают с внутренней металлической облицовкой из СтЗ толщиной 10... 20 мм. К ней с внешней стороны приваривают радиальную арматуру, которая связывает элементы кольцевой и вертикальной арматуры, а также бетон в жесткую монолитную систему.

Сечение стержней кольцевой арматуры рассчитывают из условия прочности конструкции. Сечение радиальной и вертикальной арматуры принимают равным 0,25... 0,40 сечения стержней кольцевой арматуры. Шаг стержней кольцевой арматуры по высоте бассейна принимают равным 200... 250 мм, по периметру сечения бетонной стенки — 250... 300 мм. Радиальную арматуру приваривают к металлической облицовке с шагом по ее диаметру, соответствующим центральному углу 6... 12°, причем больший угол берется для емкостей с меньшими диаметрами.

Толщину бетонной стенки определяют из расчета ее армирования кольцевой арматурой с коэффициентом армирования 0,01... 0,015. Толщину железобетонного дна бассейна принимают равной 1,2... 1,5 толщины его бетонной стенки. Дно армируют сеткой из радиальных и вертикальных стержней и колец, сечения которых соответствуют сечениям арматуры стенки.

Заглубленную металлическую емкость устанавливают в бетонированный колодец на слой утрамбованного песка или деревянные брусья. Зазор между стенкой емкости и бетоном также заполняется утрамбованным песком. В случае залегания на небольшой глубине грунтовых вод устанавливают металлический кессон Для снижения сейсмического воздействия взрыва на грунт и расположенные вблизи сооружения емкости устанавливают на массивные фундаменты.

При определении необходимой массы фундамента для железобетонной емкости следует учитывать ее массу. Снижение сейсмичности достигается также за счет применения виброизоляции. С этой целью между дном емкости и фундаментом устанавливают пружины или укладываютслой из деревянных брусьев, надутых воздухом резиновых камер или шлангов и других упругих элементов. С этой же целью на дно бассейна (под штамп) рекомендуется укладывать слой эластичного материала в виде листовой резины, резиновых шлангов или поропласта.

Для обеспечения стока воды, выбрасываемой взрывом, уровень площадки вокруг бассейна выполняют с уклоном 1 : 25; 1 : 30 в сторону емкости.

Гидровзрывные установки со струйно-водяной завесой предназначены для штамповки листовых деталей в обычных несейсмовзрывостойких зданиях с эффективным снижением звукового эффекта и химического воздействия выделяемых при взрыве газов.

Представителем таких установок может служить установка бассейнового типа со струйно-водяной завесой марки УГБТ-С. Рабочая матрица устанавливается на фундаментной плите, окруженной бетонированной площадкой. Взрывная волна от заряда передается через воду, заполняющую съемный бассейн.

Струйно-водяная завеса образуется подачей воды от насосной станции по подземному каналу через систему водоснабжения, коллекторы и форсунок, расположенных вокруг матрицы в два ряда под углом к оси установки 45° на расстоянии D'к = = 2800 мм, Dк = 3600 мм.

На установке можно штамповать детали диаметром до 1340 мм, глубиной до 240 мм.

Многоимпульсные установки гидровзрывной штамповки рационально использовать для формообразования деталей сложной формы с местными выштамповками. На этих установках производится серия последовательных подрывов зарядов, имеющих разную мощность и по-разному ориентированных относительно штампуемой заготовки. Многоимпульсные установки не требуют сейсмоустойчивых зданий.

Представителем многоимпульсных установок может служить модель УШГВ-1, предназначенная для штамповки и калибровки деталей типа ребер, обтекателей и других деталей с местными выштамповками. Конструкция установки позволяет осуществлять последовательные подрывы зарядов БВВ над заготовкой в любой точке. Установка оснащена следящей системой движения каретки со стволом. Подъем и опускание матрицы производятся специальным столом-понтоном.

Установка имеет бассейн диаметром 3000 мм. Заряд диаметром 18 мм и массой до 50 г устанавливается в стволе, имеющем перемещение по вертикали до 2000 мм с точностью позицирования до 10 мм. Ствол крепится к каретке, перемещающейся по направляющим стрелы в пределах 1800 мм. Стрела может поворачиваться на угол 55°. Стол обладает грузоподъемностью 20 кН (2 тс).

Другим представителем установок этого типа является многоимпульсная взрывная установка МИВУ-1, предназначенная для штамповки деталей сложной формы из высокопрочных сталей с пределом прочности 1200... 1600 МПа.

Установка МИВУ-1 включает в себя следующие основные узлы; механизм подачи зарядов со стволом, привод вертикального перемещения ствола, приводы горизонтального перемещения ствола, каретки продольного и поперечного перемещения ствола, отражатель, раму, направляющие, бассейн, стол с гидрозажимами, цилиндр гидротормоза с поршнем, генератор инициирующих импульсов. Установка оснащена пневматической вакуумной, гидравлической и электрической системами.

В магазин установки закладываются снаряды, имеющие двухступенчатую систему инициирования. Основной заряд инициируется от высоковольтного детонатора. Взрывчатое вещество детонатора, в свою очередь, инициируется мощным воздействием электрического взрыва запрессованной в нем проволочки при разряде конденсатора. Применение в детонаторе и в основном заряде только вторичных БВВ обеспечивает безопасность работы. Отражающее устройство служит для повышения КПД установки.

Перед началом работы заготовка укладывается на матрицу, накрывается прижимом, затем включаются гидрозажимы.

Для откачки воздуха из полости матрицы включается вакуумный насос.

Стол с подготовленной камерой при помощи тельфера опускается в бассейн.

Продольная каретка устанавливается в требуемое положение, и ствол опускается на заданную глубину. В зарядное устройство устанавливают магазин, включают воздух продувки ствола, после чего подают высокое напряжение от генератора инициирующих импульсов. При нажатии на кнопку «Взрыв» барабан магазина поворачивается на шаг, заряд попадает в ствол, входит в воду и взрывается.

Спустя некоторое время включается воздух продувки, который выбрасывает струю воды из гидрошомпола в ствол. После двух-, трехминутной продувки воздухом ствола и отвода продольной каретки стол с матрицей поднимается в крайнее верхнее положение и устанавливается на упоры. В заключение производится демонтаж матрицы и подготовка ее к следующему циклу.

На установке МИВУ-1 можно штамповать детали из заготовок максимальными размерами 1100x1800x2 мм зарядами массой по 20... 30 г. Установка не требует полигонных условий и сейсмоустойчивых зданий, она может размещаться вблизи других производственных участков.

Незначительным сейсмическим воздействием взрыва, отсутствием выброса передающей среды, снижением звукового эффекта характеризуются вакуумные взрывные установки.

Представителем этой группы оборудования может служить гидровзрывная вакуумная установка ГВУ-2,4, предназначенная для штамповки листовых деталей, а также сварки и резки. Установка выполнена в виде стального колпака с рассекателем и стальной сеткой, укрепленной на кронштейнах.

Колпак установлен на фундаменте с упругой прокладкой и стальным листом в стальном кольце. Откачка воздуха из замкнутого объема осуществляется системой вакуумирования.

Для штамповки деталей и резки заготовок применяется сферический заряд массой 0,5 кг или кольцевой заряд массой 0,7 кг; при сварке взрывом применяется плоский заряд массой 0,5... 0,7 кг. На установке можно штамповать детали диаметром до 800 и высотой до 500 мм. Диаметр колпака DK = 2400 мм, диаметр установки у основания Dy = 3160 мм. Для нормальной работы установки должна быть обеспечена степень вакуумирования до ~13 Па (10-2 мм рт. ст.).

Для формоизменения деталей из труб применяются различные типы установок с использованием в качестве энергоносителя взрывчатых веществ.

Одним из типов таких установок являются пресс-пушки.

Заготовка — труба 1 устанавливается в матрицу пресс-пушки модели ППимеющую возможность перемещения по направляющим. Газы от взрыва порохового заряда разгоняют поршень, воздействующий на столб воды, служащий передающей средой, деформирующей заготовку. Гофры детали формуются последовательно по мере перемещения матрицы относительно неподвижного поршня. Избыток газов устраняется через выпускные окна рабочего ствола.

Штамповка взрывом порохов с передачей энергии через твердое тело осуществляется на пресс-молотах взрывного действия. Примером конструкции такого пресс-молота может служить модель ПМВД-1. По компоновке он аналогичен молотам серии MJI, но вместо сжатого воздуха ускорение стесселя создается газообразными продуктами взрыва пороха.

Корпус молота состоит из основания, двух стоек и блока цилиндров. При рабочем ходе в главном цилиндре под действием пороховых газов перемещается поршень. Одновременно в двух пневмоцилиндрах поршни сжимают находящийся в них воздух, образуя упругую воздушную подушку, возвращающую затем главный поршень в исходное положение.

Упруго соединенный с поршнем стессель с контейнером и резиновой подушкой, выполняющей функции универсальной матрицы, движется по направляющим станины. В основании на гидравлическом амортизаторе установлен шабот. При ударе стесселя жидкость из полости а перетекает в полость б через калиброванные отверстия, смягчая резкость удара. После удара жидкость снова возвращается в полость а под давлением сжатого воздуха, поступающего, как и для питания пневматических цилиндров подъема стесселя, от заводской сети сжатого воздуха.

В верхней части рабочего цилиндра ввернут затвор, внутри которого находится камера сгорания, куда вставляется гильза с пороховым зарядом и пистоном-взрывателем. Боек, разбивающий пистон, имеет электромагнитный спуск.

Мгновенное давление резины при максимальной скорости стесселя v — 32 м/с и массе падающих частей молота, равной 350 кг, достигает 250 МПа (2500 кгс/см2). Энергия удара регулируется изменением объема камеры сгорания или величины заряда. Объем камеры сгорания изменяется регулировочным винтом.

Гидровзрывные прессы с полуавтоматическим циклом работы типа ПШВ оснащены механизмами автоматической подачи зарядов, состоящими из барабана с гнездами для зарядов, питателя и ствола, который имеет возможность перемещения по всем трем направлениям. Управление работой прессов производится с пультов управления. Рабочий цикл работы таких прессов составляет... 5 мин.

Типовым представителем детонационно газовых прессов может служить пресс ДГП-600. Он имеет станину колонного типа с двумя неподвижными траверсами, подвижную траверсу, тележку, рабочую камеру, блок взрыва, подводящую систему.

Вне рабочей зоны на тележку устанавливается матрица с заготовкой. Закрытие рабочей камеры и прижим заготовки осуществляются клиновым замком, приводимым в действие с помощью гидроцилиндра.

Установка имеет гидро- и вакуум-насосы, работающие от электродвигателей. Механизм перемещения контейнера с матрицей обеспечивает установку матрицы в рабочей зоне и возвращение ее в исходное положение по окончании цикла.

Прессы для штамповки взрывом через резиновую диафрагму предназначены для штамповки листовых деталей типа патрубков, плоских гофрированных панелей, окантовок, обтекателей, диафрагм с зигами, рифтами и бортами.

По компоновке они напоминают бесплунжерные прессы штамповки резиной типа ПШР, но принципиально отличаются динамическим воздействием жидкости через резиновую диафрагму на заготовку в результате образования взрывной волны.

Представителем этой группы прессов может служить пресс ПШВРД-1. В емкости, заполненной водой, помещается заряд БВВ. Между столом, на который устанавливается форм-блок с заготовкой, и емкостью с помощью прижимных вкладышей закреплена кромками диафрагма. Избыточное давление жидкости стравливается через предохранительный клапан.

2.8.2. УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ

Все установки для электрогидравлической штамповки можно разделить на установки для штамповки из плоских заготовок и установки для штамповки из кольцевых и трубчатых заготовок. В свою очередь, установки для штамповки из плоских заготовок делятся на универсальные, предназначенные для изготовления широкой номенклатуры деталей, и специализированные для штамповки деталей определенного класса. Пространственные (кольцевые и трубчатые) заготовки обусловливают специализацию отдельной группы установок.

Технологический блок установок ЭГШ включает следующие основные узлы: разрядную рабочую камеру, систему прижима заготовки, систему подачи воды в рабочую камеру, матрицу и систему вакуумирования матрицы.

В соответствии с классом заготовок технологические блоки имеют рабочие камеры двух типов: для штамповки из плоских заготовок и для штамповки из кольцевых и трубчатых заготовок.

В зависимости от программы производства деталей технологические блоки могут быть оснащены средствами механизации, а в некоторых случаях и автоматизации, для выполнения таких операций, как подача заготовки, прижим заготовки к матрице, подача воды в рабочую камеру, вакуумирование матрицы и др.

Среди универсальных установок для электрогидравлической штамповки деталей из плоских заготовок наиболее распространены прессы типа ПЭГ.

Более, мощным и высокопроизводительным является пресс этой группы ПЭГ-100. В состав установки входит генератор импульсных токов, вакуумная, гидравлическая и водяная системы; технологический блок пресса состоит из станины консольного типа, гидроцилиндра двойного действия, емкости со сменными прижимами, электродами и цилиндром откачки воды.

Работа на прессе может производиться как в наладочном, так и в автоматическом режиме. В наладочном режиме каждая операция на прессе выполняется при нажатии соответствующей кнопки. При автоматическом режиме работа пресса происходит в следующей последовательности.

После установки на матрицу заготовки при нажатии кнопки «Пуск» гидроцилиндр поднимает стол с матрицей и заготовкой к прижиму и зажимает заготовку с заранее заданным усилием, по достижении которого дается команда на заполнение водой емкости. Одновременно полость матрицы вакуумируется.

По окончании заполнения водой емкости производится определенное для данной детали количество разрядов, при котором формуется деталь. По команде от счетчика разрядов производится откачивание воды из емкости и матрицы, и затем опускание матрицы в исходное положение. При опускании матрицы установка отключается от сети высокого напряжения, и в полость матрицы под деталь подается воздух из пневмосети для выталкивания отштампованной детали.

Весь цикл работы выполняется автоматически, причем предусмотрены необходимые защитные блокировки, обеспечивающие четкость работы пресса и требования техники безопасности.

Гидросистема пресса служит для перемещения и прижима матрицы, а также опускания и подъема водозаборного шланга в разрядной камере. Она состоит из системы высокого давления, которая осуществляет прижим матрицы к корпусу технологической емкости, и системы низкого давления, обеспечивающей ускоренные перемещения матрицы..

На прессе ПЭГ-100 можно штамповать сложные детали из заготовок с максимальными размерами 1200X900X3 мм. Технологическая универсальность пресса обеспечивается наличием шести горизонтальных, двух вертикальных и коаксиального электродов, возможностью их установки в различных положениях, бесступенчато регулируемым усилием прижима в пределах 0,5... 2 МН (50...... 200 тс).

Представителем специализированных установок для штамповки деталей из плоских заготовок может служить установка для электрогидравлической штамповки гофрированных панелей УЭГ-ГП-60 (Удар-1), с энергией одного разряда 60 кДж, предназначенная для изготовления деталей из заготовок размерами до 1500X3000 мм, толщиной до 2,5 мм.

Установки для электрогидравлической штамповки деталей из кольцевых и трубчатых заготовок типа УЭГ-К по компоновке сходны с установками для формовки обечаек статическим давлением жидкости. Принципиальным отличием является создание энергии воздействия на заготовку в результате высоковольтного разряда в воде.

Внутренняя поверхность емкости, в которой помещается сварная коническая обечайка, служит матрицей. Снизу и сверху крышками с помощью гидроцилиндров осуществляется прижим кромок заготовки.

Установки могут работать с одним или несколькими электродами. Некоторые из них оснащены выталкивающими устройствами.

2.8.3. УСТАНОВКИ ДЛЯ МАГНИТОИМПУЛЬСНОЙ ШТАМПОВКИ

Все установки для магнитоимпульсной штамповки можно разделить на две группы: для штамповки из плоских заготовок и для формовки обечаек из трубчатых заготовок.

Высоковольтный разряд батареи конденсаторов передается на плоский спиральный рабочий индуктор. Возникающее вокруг него мгновенное магнитное поле высокой мощности наводит вихревые токи в токопроводящей заготовке. Взаимодействие вихревых токов с магнитным полем создает механические силы, деформирующие заготовку по матрице.

Одним из представителей этой группы установок может служить установка УМШ15/5 мощностью 15 кДж при рабочем напряжении 5 кВ. На установке можно штамповать детали из заготовок и вырубать в них отверстия размерами 150 X 150 мм при толщине до 1,5 мм. Время рабочего цикла составляет 2... 6 с.

Для обжима по пуансону индуктор помещается вне заготовки при раздаче заготовки индуктор размещается внутри заготовки, находящейся, в свою очередь, в матрице.

Для обжима труб диаметром до 150 мм может служить, например, установка УЗМШ 15/5 мощностью 15 кДж с рабочим напряжением 5 кВ. На установке УЗМШ-1 мощностью 40 кДж с рабочим напряжением 50 кВ можно формовать обечайки одинарной и двойной кривизны диаметром до 1000 мм, длиной до 1500 мм. Рабочий цикл составляет 30 с.

3. СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

В современном производстве средства автоматизации и механизации применяются уже на стадии его подготовки. В частности, при технологической подготовке производства (ТПП) для проектирования технологических процессов и их оснащения инструментом, приспособлениями и оборудованием используется электронно-вычислительная техника. В ходе осуществления производственного процесса средства автоматизации и механизации применяются на стадиях складирования, транспортировки полуфабрикатов и оснастки, установки инструмента и приспособлений на технологической машине, подачи и закрепления в рабочей позиции обрабатываемого полуфабриката, выполнения основных и вспомогательных технологических операций, удаления из рабочей зоны деталей и отходов. Во многих случаях изготовление детали осуществляется на нескольких рабочих местах, следовательно, возникает потребность в средствах автоматизации и механизации межоперационной транспортировки обрабатываемых полуфабрикатов.

В системах управления работой машин в заготовительно-штамповочном производстве широко применяются копировальные устройства, следящие приводы, системы числового программного управления и другие средства автоматизации.

В общей структуре автоматизированной подготовки производства важную часть составляет система технологической подготовки производства, включающая в себя совокупность методов, алгоритмов, программ математического обеспечения, технических средств и организационных мероприятий, используемых при проектировании, прежде всего, технологических процессов, так как все остальные вопросы подготовки производства решаются в зависимости от принятого варианта технологического процесса.

От времени, затрачиваемого на технологическую подготовку производства, во многом зависят сроки запуска новых изделий в производство. Основным средством сокращения этого времени является автоматизация и механизация процессов ТПП.

Технологическая подготовка заготовительно-штамповочного производства включает в себя проектирование и изготовление плазов, шаблонов и объемной контрольной оснастки, разработку технологических процессов, проектирование и изготовление технологической оснастки, включая средства автоматизации и механизации, выбор оптимального оборудования, подготовку программного обеспечения и другие работы, обеспечивающие качественное и экономичное изготовление деталей.

Технические средства автоматизации технологической подготовки заготовительно-штамповочного производства следует выбирать согласно ГОСТ ЕС ТПП. Комплекс технических средств АС ТПП включает в себя ряд машин, аппаратов и других устройств, выполняющих самые разнообразные функции.

В качестве основного исполнителя при решении всех вычислительных, логических и геометрических задач, встречающихся при технологическом проектировании, применяются электронно-цифровые вычислительные машины универсального типа.

Комплекс устройств информационно-поисковой системы (ИПС) может использоваться или по прямому назначению, или как долговременное запоминающее устройство. Для преобразования исходной информации, заданной в текстовой или графической форме, в буквенно-цифровые коды и ввода ее в ЭВМ служат автокодировщики. Ввод исходной информации в форме текстов и таблиц осуществляется печатающими устройствами типа АЦПУ, а информации в виде чертежей, эскизов, схем, графиков и т. п. — выполняется чертежными автоматами рулонного и планшетного типа.

Визуальное наблюдение за результатами проектирования на промежуточных этапах производится с помощью устройств отображения графической, текстовой и цифровой форм информации типа дисплей. Сбор и передача информации во всех ее формах (текст, изображение, звуковой или электрический сигнал и др.) внутри АС ТПП и вне ее выполняет аппаратура связи. Для размножения технической документации используется множительная печатающая аппаратура различных типов (электрографический аппарат Эра, ротапринт, светокопировальные аппараты, аппаратура для микрофильмирования и др.).

Следует отметить, что степень и объем автоматизации работ, связанных с проектированием технологических процессов, по мере освоения АС ТПП могут нарастать постепенно, начиная с решения математических и логических задач на ЭВМ. Другие операции (кодирование, выполнение чертежей оснастки и инструмента, пооперационных эскизов, схем графиков и т.п.) в этих случаях выполняются вручную по данным, полученным от ЭВМ. При выборе технических средств для АС ТПП следует учитывать практическую необходимость в них и экономическую эффективность их использования.

Одной из важных задач подготовки заготовительно-штамповочного производства, которая без особых затруднений может решаться с помощью ЭВМ, следует считать выбор оборудования для основной (обрабатывающей) операции. Выбор оборудования (кроме основной) предопределяет также подготовительные, контрольные и другие вспомогательные операции, инструмент и оснастку, разряд работы и нормы времени.

Применительно к конкретному производству (цеху) матрица трансформируется, в нее вносятся данные о номенклатуре изготовляемых деталей, наличном оборудовании, его загрузке и другая информация. После ввода кодированной информации в ЭВМ для каждой детали получают инвентарный номер требуемой технологической машины.

3.1. СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ СКЛАДСКИХ

И ТРАНСПОРТНЫХ ОПЕРАЦИЙ

При функционировании заготовительно-штамповочных цехов в производственном обороте одновременно находится большое количество предметов труда и средств производства: полуфабрикаты, заготовки и детали, технологическая оснастка и инструмент. Кроме того, в обращении также находится значительное количество чертежей, карт технологических процессов, листов изменений чертежей и другой документации. Все это огромное количество грузов и документов проходит через склады и кладовые для регистрации, учета, хранения и адресной транспортировки.

Исследования показывают, что в обычных условиях мелкосерийного и серийного производства непроизводительные затраты времени на транспортировку полуфабрикатов, заготовок и деталей на рабочие места, их укладку и перегрузку составляют до 25 % сменного времени, что свидетельствует об актуальности автоматизации и механизации работ, связанных с хранением и транспортировкой грузов в цехах.

Основными путями осуществления комплексной автоматизации и механизации подъемно-транспортных и погрузочно-разгрузочных работ являются:

рациональная организация складского хозяйства, максимальное приближение складов к основному производству цеха, объединение транспортно-складских операций с технологическими процессами изготовления деталей, оснащение современными средствами механизации и автоматизации, применение прогрессивных транспортных средств в виде конвейеров и монорельсовых дорог с автоматическим адресованием грузов, механизация и автоматизация вспомогательных операций, связанных с застропкой и захватом транспортируемых грузов.

Автоматизированные склады оснащаются комплексом механизмов и машин для выполнения самых разнообразных операций: приемки, расконсервации, рассортировки, штабелирования, укладки в стеллажи, поиска, комплектования и доставки предметов хранения на рабочие места или на промежуточные склады рабочих участков.

Расконсервация и маркировка полуфабрикатов (в частности, листов) производится на специальных автоматизированных линиях конвейерного типа, оснащенных устройствами для снятия бумаги, удаления смазки, мбики, маркировки и других подготовительных операций.

Для сокращения времени поиска хранимой технологической документации применяются механизированные картотеки, запоминающие устройства и информационно-поисковые системы на базе ЭВМ. При пользовании механизированной картотекой оператор набирает на пульте управления индекс нужной карты, и блок управления с избирательным устройством обеспечивает автоматическую подачу нужной кассеты к оператору.

На входе в склады предусматривается центральный диспетчерский пульт управления, возглавляемый старшим диспетчером. Пульт оборудован системой телефонной и громкоговорящей диспетчерской связи, узлом ввода информации и печатающим выводным устройством ЭВМ, координирующим работу склада по загрузке и комплектованию сменно-суточных заданий. Каждый стеллаж имеет свой периферийный пульт управления. С центрального пульта диспетчер вводит информацию о каждом поступившем наименовании груза. С другой стороны, периодически на склад поступает информация о наличии предметов труда и оснастки на рабочих местах.

Хранение мелких и средних заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей, оснастки средних габаритных размеров, специального инструмента осуществляют в ячеистых консольных стеллажах. Для хранения нормального режущего, измерительного инструмента, приспособлений малых габаритных размеров, рабочих чертежей, технологической документации целесообразно применять стеллажи элеваторного типа. Для вертикального хранения пруткового материала и труб применяют секционные стеллажи. Стеллажи консольные с выдвижными полками используют для хранения монолитных панелей, толстого листа, плит, хранимых на ребре. Консольные стеллажи обслуживаются кареточными штабелерами с полуавтоматическим управлением. Каждый штабелер обслуживает одну линию стеллажей, в которой хранится определенный вид предметов труда или средства производства.

Для укладки грузов в штабеля или стеллажи высотой до 8 м служат штабелеры-погрузчики с фронтальным выдвижным грузоподъемником, перемещающимся по поверхности пола. Управление штабелером производится оператором из кабины, которая в необходимых случаях может быть также подъемной.

Грузоподъемность эксплуатируемых штабелеров достигает 3 т и более.

Одной из разновидностей подъемно-транспортных средств, часто применяемых на складах, являются краны-штабелеры с грузовой тележкой, имеющей поворотную колонну, несущей пакет груза на поддоне и позволяющей производить укладку и разбор штабелей. Все большее применение находят краныштабелеры с дистанционным программным управлением. Высшей степенью автоматизации являются устройства, осуществляющие распознавание грузов, выбор места хранения и перемещение рабочих органов с помощью ЭВМ. Краны-штабелеры передают тару с предметами хранения на комплектовочный стол или механизированную передаточную тележку, которая перемещается в зону действия крана, установленного в приемоотпускной зоне, а неподвижное место укладки обслуживается двуплечими консольными кранами и другими транспортными средствами с манипуляторами.

Заготовки и полуфабрикаты транспортируются с механизированной площадки на рабочие места цеховыми подвесными или опорными кранами при помощи траверс, специальных захватов и тары, транспортерами, электрокарами и другими видами транспорта.

Все транспортные средства внутрицехового назначения можно разделить на две группы: машины непрерывного и периодического действия. Обе группы транспорта имеют свою специфику и могут рационально использоваться с учетом вида груза и характера производства.

Транспортными машинами непрерывного действия являются конвейеры.

В заготовительно-штамповочных цехах конвейеры получили широкое применение на всех этапах производственного процесса. По типу тягового органа наиболее распространены ленточные и цепные конвейеры. Наряду с приводными применяются также гравитационные конвейеры. По виду грузонесущего органа наиболее часто используются ленточные и пластинчатые конвейеры, а также приводные и неприводные роликовые конвейеры (рольганги). К гравитационным средствам перемещения грузов следует также отнести склизы (для плоских грузов) и скаты (для грузов, близких по форме к телам вращения).

В качестве источника энергии у приводных конвейеров чаще всего применяются электрические двигатели.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации используют конвейеры напольные или подвесные. Напольные конвейеры могут быть стационарными, передвижными или переносными. Последние два типа удобны в условиях частой перепланировки производственных участков. В зависимости от вида груза и несущего органа с помощью конвейера можно перемещать грузы не только в горизонтальной, но и наклонной под некоторым углом плоскости.

Ленточные конвейеры обычно применяются для перемещения грузов небольшой массы. Тяговый и грузонесущий орган — лента движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной (натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. Ленточные конвейеры имеют высокую эксплуатационную надежность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч. Ширина лент в конвейерах от 300 до 2000 мм, скорость движения ленты составляет 1,5... 4,0 м/с.

Пластинчатые конвейеры применяются для перемещения по горизонтали или с небольшим наклоном (до 35°) тяжелых (массой до 500 кг и более) штучных грузов. В частности, они могут использоваться при транспортировке штампов к месту установки. Специфичной разновидностью пластинчатых конвейеров являются конвейерные столы прессов штамповки эластичной средой.

Сочлененные пластины крепятся к одной или двум тяговым цепям, находящимся в зацеплении с приводными и натяжными звездочками, установленными на концах рамы. Скорость движения пластинчатых конвейеров обычно небольшая — 0,3... 1 м/с. Типовые конструкции конвейеров имеют производительность до 2000 т/ч.

Роликовые конвейеры служат для перемещения штучных грузов с плоской, ребристой или цилиндрической поверхностью. Система роликов смонтирована на неподвижных осях рамы конвейера. Длина роликов должна быть несколько больше ширины или диаметра груза, а расстояние между роликами — несколько меньше половины длины груза. Мелкие грузы со сложной конфигурацией перемещают на таком конвейере в ящиках или на поддонах.

Роликовые конвейеры бывают двух типов: гравитационные и приводные.

В гравитационных конвейерах, устанавливаемых с уклоном в 2... 5°, ролики свободно вращаются под действием составляющей силы тяжести перемещаемого груза. В приводных конвейерах ролики имеют групповой привод от электродвигателя, они применяются, когда нужно обеспечить постоянную скорость движения грузов, перемещать их в горизонтальной плоскости или поднимать под некоторым углом. Роликовый конвейер обычно составляется из секций по... 3 м длиной. В зависимости от требуемой траектории перемещения груза роликовый конвейер может включать в себя криволинейные и откидные секции, поворотные круги и стрелочные переводы.

Основными параметрами для выбора типа конвейера и определения его эффективности являются: производительность, величина пути транспортирования, форма трассы и направление перемещения (горизонтальное, вертикальное, наклонное, комбинированное), условия загрузки и разгрузки конвейера, размеры груза, его форма, удельная плотность, абразивность, кусковатость, влажность, температура и пр., ритм и интенсивность подачи, а также различные местные факторы, Высокая производительность, простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость, возможность выполнения на конвейере различных технологических операций, невысокая трудоемкость работ, обеспечение безопасности труда, улучшение его условий — все это обусловливает широкое применение конвейеров в заготовительно-штамповочном производстве, делая их во многих случаях неотъемлемой составной частью технологического процесса.

Конвейеры позволяют устанавливать и регулировать темп производства, обеспечивать его ритмичность. Являясь основным средством комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, а также технологических операций, конвейеры вместе с тем освобождают рабочих от тяжелых и трудоемких ручных операций, делают их труд более производительным. Широкая конвейеризация составляет одну из характерных черт развитого промышленного производства. Конвейеры являются одними из основных машин, комплектующих систему автоматизированного производства.

В отличие от конвейеров производительность транспорта периодического действия зависит от расстояния транспортирования, однако достоинством такого транспорта является универсальность и большой диапазон применения. У транспортных устройств периодического действия рабочий ход чередуется с остановками и холостым ходом. Основным видом энергии, применяемой на внутрицеховом транспорте, служит электрическая. Для внутрицеховой транспортировки грузов применяются кран-балки, поворотные краны, электротележки, электротельферы, тележки операционные, транспортные средства на воздушной подушке и роботы-манипуляторы.

Для транспортировки длинномерных грузов, а также при работе в узких проездах применяются специальные электропогрузчики с боковым расположением грузозахватов. При постоянной трассе обслуживания средства механизации могут оснащаться устройствами автоматического адресования грузов и централизованного управления.

Очень широкое применение для внутрицеховых и межцеховых перевозок грузов получили электротележки (электрокары) с неподвижной и подъемной платформой. Они бывают с сиденьем для оператора и с подножкой (без сиденья).

В последнее время нашли применение поддоны, платформы и тележки на воздушной и магнитной подушках, которые являются перспективным видом напольного транспорта. Благодаря очень малому коэффициенту трения (примерно 0,004) для перемещения устройства с грузом не требуется скольконибудь значительных усилий. Давление подводимого сжатого воздуха составляет 5... 70 Па. Устройства на воздушной подушке обладают высокой маневренностью и обеспечивают равномерное распределение нагрузки на пол; они могут применяться в тесных, а также во взрывоопасных помещениях. Для нормальной работы устройства необходима ровная поверхность. Этот транспорт нашел применение при транспортировке тяжелых штампов и других массивных грузов.

К рельсовым видам транспорта периодического действия относится электротельфер для перемещения грузов по монорельсовой дороге с автоматическим адресованием.

Электротельфер состоит из электротали, соединенной жесткой связью и силовым кабелем с прицепной тележкой блока адресования, которые перемещаются на колесах по монорельсовой дороге. Устройство имеет специальную подвеску с грузозахватным приспособлением для транспортировки груза.

Управление автоматизировано, но имеется также пульт ручного управления, соединенный с тележкой блока адресования кабелем.

Создание магнитной подушки и перемещение платформы по транспортному пути основано на взаимодействии линейных электромагнитов.

3.2. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ, ЗАГОТОВОК, ДЕТАЛЕЙ И ОТХОДОВ В

РАБОЧЕЙ ЗОНЕ

Устройства автоматизации и механизации перемещения в рабочей зоне полуфабрикатов, заготовок, деталей и отходов определяются видами предметов обработки и технологических машин, характером производства.

3.2.1. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ

ШТАМПОВКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛУФАБРИКАТОВ

В отличие от штучных заготовок при штамповке из полуфабрикатов (листа, ленты, профиля, трубы, прутка, проволоки) последовательно, при подаче на шаг изготовляется несколько деталей (заготовок). К полуфабрикатам следует отнести также полосы, отрезаемые от листа.

При автоматизации штамповки из листа и полосы применяются листо- и полосоукладчики. В исходном положении листовой и полосовой материал находится в стопе, первично ориентированной на основании листо- или полосоукладчика относительно захватного органа. Захват листа (полосы) осуществляется пневматическими присосами или электромагнитными захватными органами. При этом преодоление слипания и отделение листа (полосы) от стопы производится последовательным действием захватных органов, за счет использования эффекта отталкивания элементов с одинаковой полярностью и другими способами.

Подъем полуфабриката на уровень работы подающего устройства обычно выполняется с помощью пневматического цилиндра. Аналогичным способом лист (полоса) вводится в зону действия подающего устройства.

Для тех же целей при штамповке из сортового проката применяются автоматизированные стеллажи, захваты которых, работающие от пневмоцилиндров, передают прокат на приводной рольганг, располагаемый на рабочем уровне. На основание полуавтоматического стеллажа связка сортового проката устанавливается краном. Далее по наклонным направляющим полуфабрикат попадает в зону действия захватного органа, движения которого осуществляются от пневмоцилиндров, управляемых системой воздухораспределения по командам от конечных выключателей. Конструкция самих захватов зависит от поперечного сечения полуфабриката. Например, для круглого сортового проката захватом может служить простой отсекатель, обеспечивающий поштучную подачу на приводной рольганг.

При автоматизации процессов штамповки из ленты и проволоки применяются разматывающе-правильные устройства. Они должны быть достаточно универсальными и легко приспособляемыми к различным режимам работы обслуживаемых технологических машин.

Разматывающие и правильные устройства могут быть смонтированы на одном основании и иметь общий привод или скомпонованы раздельно. В последнем случае разматывающие устройства могут быть как приводными, так и неприводными. Тип разматывающего устройства зависит от нескольких параметров, главным из которых является масса рулона ленты или бухты проволоки. Необходимость в правильном устройстве определяется в основном требованиями к качеству изготовляемой детали.

Для разматывания ленты из рулона и проволоки из бухты в зависимости от массы применяются: неприводные устройства типа катушек — до 100 кг, приводные типа катушек — до 150 кг, приводные с установкой рулона на катки — до 500 кг и приводные установки барабанного типа.

Неприводные разматывающие устройства представляют собой опорный диск с тремя пальцами, установленными на нем перпендикулярно на расстоянии от центра, соответствующем внутреннему радиусу рулона (бухты). При разматывании под действием тянущего усилия подающего или правильного устройства диск свободно вращается на оси, смонтированной на стойке, укрепленной в основании (станине). Высота стойки — регулируемая.

Для лент обычно применяются разматывающие устройства с вертикальным расположением опорного диска, для проволоки — с горизонтальным.

Вращение диска у приводных разматывающих устройств осуществляется многоскоростными асинхронными электродвигателями или двигателями постоянного тока через редуктор. Передаточное число редуктора устанавливается, исходя из условия некоторого превышения скорости разматывания (окружной скорости) над средней скоростью подачи (произведение числа ходов ползуна пресса в минуту на величину шага подачи). При этом условии между разматывающим и подающим устройствами будет обеспечено необходимое для нормальной работы провисание полуфабриката, так называемая компенсационная петля. Для поддержания величины петли в пределах, обеспечивающих нормальную работу подачи, разматывающее устройство оснащается специальным приспособлением со щупом, которое при увеличенной петле отключает через конечные выключатели асинхронный двигатель или передвигает движок реостата, уменьшая частоту вращения двигателя постоянного тока. При восстановлении оптимальной величины петли двигатели работают с прежней частотой вращения. Следует стремиться к обеспечению минимального (оптимального) превышения скорости разматывания над скоростью подачи с целью уменьшения числа переключений двигателя.

В отличие от разматывающих устройств с осевым приводом, где скорость подачи ленты с уменьшением диаметра рулона уменьшается, и для стабилизации подачи необходимо регулирование скорости вращения опорного диска, у разматывающих устройств с установкой рулона на приводные катки постоянная скорость подачи ленты определяется постоянной скоростью вращения катков, независимо от изменяющегося в процессе размотки диаметра рулона.

Расчет разматывающих устройств в основном сводится к определению необходимого тягового усилия на захватном органе и выбору электродвигателя.

Проектирование разматывающих устройств должно производиться комплексно с проектированием подающих устройств и устройств для удаления отхода.

В необходимых случаях для обеспечения стабильной работы подающего устройства и получения качественных деталей из разматывающего полуфабриката производят его правку, для чего применяются специальные устройства с вращающимися роликами (валками), осуществляющими знакопеременный изгиб, благодаря чему неровности полуфабриката устраняются.

Для подачи полуфабрикатов в рабочую позицию в зависимости от условий работы применяются валковые, ролико-клиновые, клещевые, крючковые и другие подачи. Одним из основных требований, предъявляемых к подающим устройствам, является обеспечение заданной точности подачи. Большинство применяемых подающих устройств обеспечивает точность подачи в пределах 0,1... 0,2 мм при ускорениях 10... 15 м/с2, С увеличением ускорения точность подачи понижается.

Валковые подачи могут быть односторонними, обычно толкающими с одной парой валков, и двусторонними, одновременно тянущими и толкающими с двумя парами валков. Толкающие подающие устройства применяются для подачи полос, двусторонние — преимущественно для подачи лент. Подающие валки кинематически связаны с кривошипным валом или ползуном пресса. При подъеме ползуна пресса валки, поворачиваясь на определенный угол, перемещают заготовку на заданный шаг.

Односторонний периодический поворот приводного валка осуществляется с помощью обгонной муфты.

Валковые подающие устройства надежно работают при подаче материала в диапазоне толщин 0,3... 2,5 мм. При толщине материала менее 0,3 мм его подача становится неустойчивой из-за малой жесткости, а при толщине более 2, мм устойчивую работу могут нарушить инерционные нагрузки. Инерционность самого подающего устройства снижают за счет уменьшения массы его подвижных элементов. В необходимых случаях механизм подачи оснащают управляемыми тормозами периодического действия, которые обеспечивают мгновенную остановку валков.

Для увеличения шага подачи без увеличения диаметра валков кривошипную передачу заменяют реечной. При необходимости еще большего увеличения шага подачи применяют валковые подачи с индивидуальным приводом, согласованным с работой пресса.

Ролико-клиновые подачи обычно бывают односторонними толкающего типа, Захватный орган представляет собой каретку с двумя роликами, которая совершает возвратно-поступательное движение с приводом от вала или ползуна пресса. При движении ползуна вверх каретка перемещается справа налево, и подающие ролики, заклиниваясь, захватывают материал и подают его на шаг штамповки. При движении ползуна вниз каретка перемещается слева направо, подающие ролики при этом свободно скользят по заготовке, а тормозные ролики заклинивают материал, препятствуя перемещению в обратном направлении.

Клещевые подачи в качестве захватного органа обычно имеют качающийся нож, который скользит по ленте при движении каретки слева направо и захватывает ленту при движении каретки справа налево. При подаче толстого материала и необходимости сохранения его поверхности неповрежденной применяются клещевые подачи с захватом по боковым кромкам. Достоинством клещевых подач является надежность работы при большом числе двойных ходов (до 600 в минуту).

Крючковые подачи могут применяться в том случае, если в отштампованной ленте (отходе) остаются прочные перемычки. Поэтому крючковые подачи могут быть только тянущими. В качестве привода обычно используется ползун пресса. Захватным органом служит крючок, форма которого обеспечивает проскальзывание через перемычку перед очередным захватом. Крючковые подачи просты по устройству, но в сравнении с другими подачами уступают в точности, величине шага подачи и скорости. Исходными данными для кинематических расчетов крючковых подающих устройств служит шаг подачи, а для прочностных расчетов — тяговое усилие на захватном органе.

Для удаления отхода после штамповки из ленты применяются два вида устройств — наматывающие и укладчики (стапелирующие). При этом стапелирование после штамповки из ленты производится после предварительной разрезки отхода на отдельные куски. Конструкция и расчет наматывающих устройств во многом сходны с, разматывающими устройствами. Разрезка отхода на отдельные куски для стапелирования производится специально установленными для этой цели ножами. В зону стапелирования куски отхода доставляются подающими устройствами.

3.2.2. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ

ШТАМПОВКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ШТУЧНЫХ ЗАГОТОВОК

В качестве ориентирующе-питающих устройств при штамповке из мелких заготовок простой геометрической формы применяют автоматические бункерные загрузочно-ориентирующие устройства (АБЗОУ). Заготовки загружаются в бункер насыпью, занимая в нем произвольное положение. В процессе работы устройства заготовки ориентируются во времени и пространстве, после чего подаются в рабочую зону.

АБЗОУ состоит из бункера с захватным органом, устройств ориентации и переориентации, преобразующего механизма, привода, системы управления и блокировки. В зависимости от вида захватного органа бункерные устройства делятся на крючковые, карманчиковые наклонные и вертикальные, щелевые, секторные, ножевые с неподвижными полувтулками, барабанные, вибрационные и др.

Приводом подвижных частей АБЗОУ обычно служит электродвигатель.

Мощность привода может быть определена лишь приближенно, так как она зависит от многих факторов, не подлежащих точному учету. Для преобразования вращательного движения вала двигателя в соответствующие движения элементов АБЗОУ применяются редукторы различного типа и другие виды передающих и преобразующих механизмов.

В процессе проектирования АБЗОУ устанавливают его производительность, определяют объем и форму бункера, разрабатывают способ подготовки заготовок к захвату, рассчитывают конструктивные параметры и определяют форму захватных органов, проектируют форму приемника.

В магазинных ориентирующих устройствах первоначальная ориентация заготовок производится вручную в процессе загрузки. Основным назначением магазинного устройства является сохранение ориентации накопленных в нем заготовок в процессе их расходования. В зависимости от конструктивного исполнения различают кассетные, лотковые и штабельные магазинные устройства.

Ручная укладка в магазин заготовок может быть заменена машинным стапелированием заготовок на предыдущей, например, вырубной операции. В этом случае заготовка после вырубки попадает ориентированной в специальную кассету, которая затем становится магазинным питателем при выполнении последующей операции.

Подающие устройства штучных заготовок обеспечивают их подачу после ориентации непосредственно в рабочую позицию штамповки. В отличие от подающих передающие устройства устанавливаются между рабочими позициями.

Наиболее распространены шиберные, револьверные, грейферные подачи; в необходимых случаях применяются механические руки и манипуляторы. Выбор типа подачи зависит от вида заготовки, требуемой точности подачи, протяженности и характера траектории перемещения и некоторых других факторов.

Шиберные подающие устройства имеют толкающий захватный орган, совершающий рабочий и обратный ход по плоскости, на которую опирается пакет заготовок. Приводы этих подач имеют исполнительный орган, совершающий возвратно-поступательное движение. Выбор преобразующего механизма зависит в основном от потребной величины хода захватного органа-шибера.

Шиберные подачи могут использоваться и как передающие устройства при многооперационной штамповке из штучных заготовок.

Револьверные подачи используются как для перемещения заготовок от ориентирующего устройства в рабочую зону, так и для передачи полуфабрикатов с одной рабочей позиции на последующую. Привод револьверных подач может осуществляться от ползуна или вала пресса; они также могут иметь индивидуальный электрический, гидравлический или пневматический приводы.

Для получения периодического движения захватного органа — револьверного диска применяются преобразующие устройства в виде храповых, мальтийских или получервячных механизмов. Система управления и блокировки должна обеспечивать строго синхронный с работой пресса периодический поворот револьверного диска на угол между гнездами, так как диск во время поворота перекрывает рабочую зону штампа.

Грейферные подачи предназначены для транспортирования в ориентированном положении штучных заготовок размером от 40 до 400 мм в рабочую зону штампа и из штампа при работе на универсальных прессах простого и двойного действия. Они бывают приставными (одноопорными) и стационарными (двухопорными), с индивидуальным приводом или с приводом от вала пресса.

Наиболее целесообразно устанавливать грейферные подачи на универсальных блоках со сменными пакетами штампов для группы деталей, близких по размерам, конфигурации и технологии штамповки.

В грейферных подачах применяются захватные органы двух типов — толкающие и клещевые. Толкающий захватный орган состоит из системы жестко взаимосвязанных продольных и поперечных планок, имеющих продольное перемещение для подачи заготовок на шаг штамповки, поперечное перемещение из исходного положения с понижением до уровня плоскости штамповки в рабочую позицию и поперечное перемещение с повышением уровня до исходного положения. Аналогичные перемещения производят клещевые захватные органы, применяемые для захвата заготовок больших габаритных размеров, с добавлением движений элементов механизма захвата.

Преобразование движения привода у грейферных подач осуществляется клиновыми, рычажными, реечными и другими механизмами. Расчеты параметров грейферных подач аналогичны расчетам параметров шиберных подач.

Механические руки применяют для подачи заготовок и полуфабрикатов сложной конфигурации и относительно крупных размеров (свыше 100 мм) по сложной траектории в одной плоскости. Для перемещения предметов труда с изменением положения в пространстве по сложной траектории в нескольких плоскостях применяются манипуляторы. Наряду с приводом от подвижных элементов пресса механические руки и манипуляторы обычно имеют также индивидуальные приводы отдельных движений.

Тип захватного органа определяется в основном характером заготовки.

Обычно применяются электромагнитные, пневматические и механические (клещевые) захваты Удаляющие устройства, предназначенные для освобождения рабочей зоны от деталей и отходов, делятся на сбрасывающие и выносящие.

Сбрасывающие устройства заменяют ручную операцию в тех случаях, когда не происходит удаления детали из рабочей зоны в результате штамповочной операции (как это имеет место, например, при штамповке «напровал» или штамповке на прессе с наклоняемой станиной). По конструкции сбрасывающие устройства могут быть пневматическими, пружинными, шиберными, крючковыми и др.

Пневматические сбрасывающие устройства (сдуватели) удаляют деталь из рабочей зоны струей сжатого воздуха, подаваемого периодически. Они применяются для малых и средних по размеру и массе деталей.

Пружинные сбрасыватели удаляют деталь специальным толкателем, срабатывающим под действием пружины. Отвод толкателя в исходное положение и сжатие пружины происходят во время рабочего хода ползуна. Пружинные сбрасыватели, так же как и пневматические, наиболее рационально применять при штамповке на быстроходных прессах, имеющих 120 и более ходов в минуту.

Выносящие устройства могут быть выполнены в виде лотков, транспортера или механической руки. Лотковые выносящие устройства бывают двух типов: неприводные при штамповке напровал, где детали скатываются (соскальзывают) по наклонному лотку в тару, и приводные, когда детали попадают на горизонтально расположенный лоток, вместе с ним выносятся из рабочей зоны, где и соскальзывают с него. Приводные лотки применяются для удаления деталей средних габаритных размеров и устанавливаются на прессах с числом ходов не более 40—60 в минуту. Они обычно имеют привод от ползуна пресса.

При штамповке напровал на прессах любой быстроходности для удаления деталей часто применяются транспортеры.

Механические руки применяются для удаления деталей сложной формы, как правило, с предварительным выемом их из полости штампа. На рис. 11. показана одна из конструкций механической руки, выполняющей указанные операции.

Методика определения параметров удаляющих устройств аналогична методике расчета ориентирующе-питающих и подающих устройств.

3.3. ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ Развитием средств автоматизации вспомогательных операций при выполнении технологических процессов являются промышленные роботы (ПР). В отличие от механических рук ПР оснащены системами программного управления (СПУ). Движения рабочих органов ПР осуществляются с помощью автоматических приводов, включающих в себя двигатели, передающие и преобразующие механизмы.

6.3,1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПР