Основы конструирования приспособлений

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ДЛЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО И СПЕЦИАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Анализ различных операций механической обработки и сборки показывает, что доля вспомогательного времени в штучном вре­мени часто превышает 40 %. Уменьшение основного времени при­водит к дальнейшему увеличению доли вспомогательного времени. Это вызывает стремление автоматизировать работу приспособле­ний, обеспечивая повышение производительности, облегчение труда и высвобождение обслуживающих рабочих.

При частичной автоматизации выполняют один или несколько приемов работы: установку и снятие заготовок в приспособления посредством загрузочных устройств различного типа (это осо­бенно эффективно при обработке небольших заготовок, установка которых неудобна вручную из-за стесненности рабочей зоны); за­крепление и открепление заготовок в приспособлениях стацио­нарного типа или в приспособлениях для непрерывной обработки (см. рис. 85, 94, 95); съем и выталкивание заготовок из рабочей зоны после выполнения операции (см. рис. 117); вращение, фикса­цию и закрепление поворотных частей многопозиционных при­способлений (см. рис. 112, 124); измерение заготовок в процессе обработки (при шлифовании, хонинговании и других операциях). В наиболее совершенном виде измерительное устройство управ­Ляет механизмами подачи и остановки станка, выполняя функции активного контроля.

При полной автоматизации приспособления и цикла обработки эта технологическая операция может выполняться без участия рабочего. Он должен лишь своевременно загружать заготовками бункер (магазин) и следить за работой станка и приспособления.

Применение автоматизированных приспособлений позволяет автоматизировать технологические процессы, используя дешевые универсальные станки и «превращая» их в полуавтоматы и авто­маты. В этом случае, однако, нужно иметь дополнительно управ­ляющие и транспортирующие устройства.

При конструировании автоматизированных станочных при­способлений особое внимание должно быть обращено на удаление стружки. Мелкую стружку удаляют из труднодоступных мест струей сжатого воздуха, отсасывая ее или смывая охлаждающей
жидкостью. В других случаях стружку удаляют механически скребками или щетками. При обработке вязких материалов для измельчения стружки применяют инструмент, снабженный струж - коломами.

В автоматизированных приспособлениях должна исключаться возможность неправильной установки заготовки. Для этого при­меняют блокировочные и предохранительные устройства, а также контрольные габариты (в автоматических линиях). При непра­вильном положении (или отсутствии) заготовки станок останавли­вается и обработка прекращается.

Привод автоматизированных приспособлений выполняют ме» ханическим, пневматическим, гидравлическим, пневмогидравли - ческим, электрическим и комбинированным. Пневмоприводы не применяют для больших сил, так как при обычном давлении сжатого воздуха 40—60 МПа их габаритные размеры получаются очень большими; они имеют малый КПД, создают шум в работе от выпускаемого отработавшего воздуха и не обеспечивают плав­ного перемещения рабочих органов. Их преимущества: сравни­тельная простота и невысокая стоимость изготовления, быстродей­ствие, надежность в работе, отсутствие обратной линии, нечув­ствительность к изменению температуры окружающей среды. Отработавший воздух может быть использован для очистки рабо­чей зоны станка от стружки, а также для удаления заготовок и собранных узлов небольших размеров.

Гидроприводы малогабаритны, так как работают при высоком давлении масла (400—600 МПа и выше). Они бесшумны, обеспе­чивают плавность движений, имеют высокий КПД (до 80—90 %) и малые запаздывания в срабатывании (0,01—0,02 с). Их недо­статки — необходимость в индивидуальной или групповой на­сосной станции с достаточно емким резервуаром, высокая стои­мость, необходимость в обратном трубопроводе, чувствительность к изменению вязкости масла при его нагреве.

Пневмо - и гидроприводы выдерживают перегрузки; их легко встраивать в системы автоматического управления. Пневмогидра - влические приводы имеют малые габариты исполнительного ме­ханизма и работают от сети сжатого воздуха. Они обеспечивают быстрое выполнение холостых и вспомогательных движений и автоматическое переключение на рабочие ходы с требуемым за­медлением скорости движения рабочего органа.

Электроприводы характерны наибольшей скоростью срабаты­вания, малым расходом энергии, большими, чем у гидроприводов, габаритными размерами и массой, чувствительностью к пере­грузкам и нагреву и меньшей надежностью в работе. Их КПД выше, чем у пневмо - и гидроприводов.

Управление приводами осуществляется кулачками, упорами, сервозолотниками и конечными выключателями. Воздействие на эти элементы обычно производится перемещающимися органами станка (столами фрезерных станков, шпинделями расточного или
сверлильного станка). Для этой цели применяют так­же командоаппараты.

Ниже рассмотрены при­меры автоматизированных приспособлений.

На рис. 161 приведена схема пневматического приспособления для свер­ления отверстий в цилин­дрических заготовках с по­дачей их из магазина. Ме­ханизм подачи вертикаль­но-сверлильного станка изменен для получения не­прерывного возвратно-по­ступательного движения шпинделя. На вал реечного колеса (на рисунке не показано) насажен кулачок подачи 1. Кулачок 2 управ­ляет золотником 3, регулирующим поступление воздуха в пневмо - цилиндр 4 зажимного устройства. Отработавший воздух, выходя через вал 5, очищает приспособление от стружки. Обратный ход шпинделя осуществляется пружиной или грузом.

На рис. 162, а показано автоматизированное приспособление к двустороннему станку для снятия фасок в отверстиях втулок. Приспособление имеет два гидроцилиндра. Цилиндр 1 исполь­зуется для закрепления заготовок, цилиндр 2 — для подачи за­готовок с лотка 3 на рабочую позицию 4 и выталкивания из нее

Обработанных деталей. Управле­ние цилиндрами (рис. 162, б) 1 и 2 осуществляется золотниками 6 И 7, на которые действует кула­чок 5, закрепленный на одной из шпиндельных бабок.

На рис. 163 представлена схема автоматизированного приспособ­ления к плоскошлифовальному станку для обработки торцов ко­лец, заготовки 1 которых из ма­газина 2 подаются на электро­магнитный стол 3 посредством се­паратора 4, периодически повер­тывающегося на угол 60°. Этот же сепаратор сбрасывает прошлифо­ванное кольцо с патрона. Подача постоянного тока в обмотки стола и выключение его в нужный мо­мент осуществляются прерывате­лем 5.

На рис. 164 дана схема кон­дуктора к многошпиндельному сверлильному станку с магази­ном для плоских заготовок. При

Опускании шпинделей автоматический золотник впускает сжатый воздух в левую полость цилиндра 1 и ползун 2, перемещаясь вправо, прижимает нижнюю заготовку 3 к упору 4. При подъеме шпинделей воздух подается в правую полость цилиндра. В про­цессе перемещения ползуна влево собачка 5 сталкивает обра­ботанную деталь в желоб 6.

В рассмотренных схемах автоматизации станочных приспособ­лений необходимы наклонные лотки или магазины, куда обслужи­вающий рабочий периодически загружает обрабатываемые за­готовки в ориентированном по­ложении, что связано с допол­нительной затратой времени. Полная автоматизация приспо­соблений обеспечивается с по­мощью бункерных загрузочных устройств. Загрузка бункера заготовками осуществляется на­валом через большие интервалы времени. Это упрощает функции рабочего, который должен лишь следить за работой загрузочного устройства и станка.

253

Эксцентрикового пресса. Из двух бункеров собираемые детали по лоткам 1 н 2 поступают в сборочную позицию. Здесь гайки своими выступами вставля­ются в отверстия шайб н передаются на рабочую позицию, где производится огбортовка. Собранные узлы выталкиваются по лотку 3 в тару. На верхней части приспособления, связанной с ползуном пресса, закреплены пуансон 4 для отбортовки и вер­тикальная рейка 5, входящая в зацепление с малым зубчатым венцом блочного зубчатого колеса 6. Большой венец этого колеса сцепляется с горизонтальной рейкой ползуна 7. На ползуне преду­смотрена выемка с наклонным участком для подъема подпружи­ненного толкателя 8, посредством которого осуществляется вставка гаек 9 в отверстие шайб 10 на сборочной позиции. К пол­зуну прикреплена внлка 11 для передачи собираемых узлов на рабочую позицию. Их точная фиксация производится четырьмя пружинными штифтами 12 с закругленными головками. При­способление показано в момент окончания операции отбортовки. При ходе ползуна пресса вверх ползун 7 перемещается влево. В начале этого перемещения толкатель 8 вставляет гайку в шайбу, а затем вилка 11 передает узел на рабочую позицию. При этом ранее отбортованный узел сталкивается в лоток 3. Бункеры кре­пится на кронштейнах пресса и имеют привод от индивидуальных электродвигателей. 254

Станки, оборудованные автоматизированными приспособле­ниями с бункерной загрузкой, сравнительно легко связываются в единую автоматическую линию с помощью транспортеров - перегружателей. В этом случае остановка одного из станков не вызывает остановку последующих, так как бункеры являются одновременно накопителями промежуточного запаса заготовок. Применение бункеров нецелесообразно для обработки заготовок средних и крупных сложных конфигураций, автоматическая ориентация которых затруднительна.

На безбункерную автоматическую линию заготовки устанавли­вают вручную или посредством подъемно-транспортных механиз­мов. Их синхронное перемещение от одной рабочей позиции к дру­гой осуществляется шаговым транспортирующим устройством.