Специальное оборудование, используемое для групповой холодной штамповки

Категория:
Групповая технология получения заготовок


Специальное оборудование, используемое для групповой холодной штамповки

Анализ действующих технологических процессов изготовления деталей из листового материала на ряде заводов машино-и приборостроения, проводимый научно-исследовательской лабораторией технической подготовки группового производства, позволяет сделать следующие выводы: номенклатура деталей из листового материала на заводах приборостроения колеблется от 1000 до 60 000 наименований; более 60% номенклатуры деталей имеют годовой выпуск не более 1500 шт. при стабильности конструкции в течение трех лет; так как число вариантов ее даже для типовых деталей из листового материала достигает 10; групповая технология пока имеет ограниченного распространение и охватывает 7—10% номенклатуры. Внедрение групповой технологии сдерживается недостатками оборудования, которое должно отвечать специфическим требованиям: соответствия групповым способам штамповки деталей малыми партиями; минимальным затратам времени на его переналадку при смене номенклатуры деталей; специализации на группы технологически подобных деталей (специализация оборудования); многократному применению.

Рис. 1. Сменный штамп к блоку для прямого прессования

Последовательность комплектования парка штамповочного оборудования, отвечающего этим требованиям, приведена на схеме 2.3. Технологическое обоснование выбора штамповочного оборудования основывается на комплексном анализе параметров деталей из листового материала и процессов их обработки. На основе этого решаются следующие задачи: классификация деталей с учетом технологических возможностей раз. личных способов штамповки; группирование детали но опера, циям штамповки (по оборудованию, оснащению); технико-экономический анализ вариантов штамповки.

Перечисленные задачи в полном объеме могут быть выполнены только с помощью вычислительной техники.

При выборе оборудования этот массив используется совместно с массивами перфокарт «Оборудование» и «Штампы», которые также создаются в вычислительном центре по информации отдела главного технолога (ОГТ).

В результате совместной обработки массивов в ОГТ поступают табуляграммы с информацией о распределении деталей по способам штамповки и штамповочному оборудованию. При этом не исключены случаи, когда для конкретной детали будут выбраны несколько вариантов их изготовления. В этом случае окончательное решение принимается после расчета загрузки оборудования и технологической себестоимости изготовления детали.

Проведение этих работ облегчается созданием нормативных материалов по выбору оборудования и разработкой стандарта по определению технологической себестоимости для деталей различных групп сложности.

Для мелкосерийного производства одним из путей сокращения затрат на технологическую подготовку, а также уменьшения штучного времени на обработку является применение специализированного оборудования по всем его видам, указанным на схеме.

Основной задачей при внедрении специализированного оборудования в мелкосерийное производство является разработка методики комплектования групп деталей. В результате образования групп технологически подобных деталей при последовательном запуске их сохраняется преемственность кинематической настройки и в ряде случаев инструментальных оснасток пресс-автоматов, что сокращает затраты на настройку основных механизмов автомата и проектирование и изготовление штампов.

Прессы с револьверной головкой. На мелкосерийных предприятиях эффективно используются координатно-револьверные прессы, в которых воплощена концентрация операции поэлементной холодной штамповки. Такой пресс заменяет линию универсальных прессов с переналаживаемыми штампами.

В револьверной головке одновременно может быть установлено от 18 до 32 сменных комплектов инструмента в зависимости от конструкции пресса.

Ориентация заготовки относительно оси комплекта сменного инструмента осуществляется координатными столами, на которых крепятся заготовки из листового материала следующими методами:
1) отсчетом заданных координат по линейкам с нониусом или по оптическому микрометру;
2) установкой заготовки по шаблону;
3) перемещением стола автоматически по заданной программе.

На револьверных прессах обрабатывают детали типа панелей, плит, шасси с габаритными размерами до 700ХЮ00 мм. Расстояния между центрами отверстий могут быть выполнены с погрешностью до 0,1 мм. Наибольший диаметр вырубаемой детали или пробиваемого за один удар отверстия 90—170 мм в зависимости от конструкции пресса.

В целях сокращения вспомогательного времени некоторые конструкции прессов оборудованы дистанционными автоматическими устройствами для поворота и фиксации револьверной головки.

Рассмотрим конструкторскую схему пресса ПКР, который оборудован устройством, позволяющим устанавливать листовую заготовку в нужную позицию по шаблону. По направляющим координатного стола перемещается сетка поперечной подачи.

На столе пресса имеются базовые линеики для установки шаблона, который имеет отверстия А, Б, В, Г, Д, расположенные в соответствии с пробиваемыми в детали отверстиями.

Рис. 2. Схема координатного стола

Если фиксатор, имеющийся на каретке, поставить в нулевое положение базовых линий, то базовый угольник будет находиться на оси рабочей позиции инструмента. При повороте револьверной головки 6 происходит смена инструмента в рабочей позиции. Каретки продольной и поперечной подачи смонтированы на шариковых и игольчатых подшипниках, поэтому их перемещение не требует большого усилия.

Если палец фиксатора входит в отверстие шаблона, то заготовка устанавливается по заданным координатам для пробивки соответствующего отверстия.

Для облегчения нахождения на шаблоне отверстий, соответствующих расположению одинаковых отверстий на заготовке, их окрашивают краской одного цвета или соединяют цветными линиями. Этим же цветом помечают гнездо револьверной головки, где установлен комплект инструмента, пробивающего отверстие данного размера.

Отверстия в шаблоне пробиваются на этом же прессе пуансоном диаметром 6 мм; при этом установка шаблона в заданные координаты осуществляется по отсчетным линейкам.

В целях сокращения подготовительного времени на ряде типов револьверных прессов предусмотрено программное управление.

Наиболее простым и надежным является управление по числовому заданию, записанному на перфокарте.

Перфорация производится на обычных перфорационных машинах. Управление работой пресса осуществляется в этом случае комплектом перфокарт, которые закладываются в считывающее устройство блока программного управления.

Существуют и другие варианты программного управления, например по табуляграмме. В этом случае данные с перфокарт после группирования их на сортировочной машине печатаются на табуляграмме, которая составляется с учетом подбора координат в возрастающем порядке для каждой группы размеров отверстий. Полученная табуляграмма устанавливается в считывающее устройство блока программного управления работой пресса.

Автоматизация управления прессом с револьверной головкой имеет следующие преимущества по сравнению с ручным управлением:
1) время на установку заготовки в заданных координатах сокращается в два-три раза;
2) работа ведется по полуавтоматическому циклу; оператор только устанавливает и снимает заготовки и включает пресс;
3) сокращаются сроки подготовки производства, так как время на изготовление перфокарт незначительно;
4) обеспечивается полная загрузка прессов с программным управлением и увеличивается производительность труда.

Сменные комплекты инструмента к прессам с револьверной головкой состоят из стандартных пуансонов и матриц, которые устанавливаются в пуансоно- и матрицедержатели, являющиеся принадлежностью пресса.

Это обеспечивает минимальные затраты на оснастку, быстроту ее изготовления и высокую производительность координатно-револьверных прессов и определяет целесообразность использования для изготовления небольших партий деталей от 10 до 5000 шт. на основе группового метода в мелкосерийном, опытном и в серийном производстве.

Настольный пневматический пресс с регулируемой траверсой. Координатно-револьверные прессы являются наиболее прогрессивным оборудованием при обработке отверстий в плоских заготовках деталей типа плат, шасси, каркасов в условиях мелкосерийного производства. Если точностные требования к взаимному расположению отверстий гнутых деталей, например каркасов, высоки, то их необходимо пробивать после гибки. Для пробивки отверстий, разметки, разбортовки и пуклевки в изогнутых деталях можно рекомендовать настольный пресс с регулируемой траверсой.

Общий вид настольного пневматического пресса показан на рис. 3.

На основании с помощью фланца закреплена колонка с трассой перемещение которой в вертикальном направлении осуществляется посредством маховика и рейки. Траверса может поворачиваться в горизонтальной плоскости на угол ±180°. С траверсой связана рабочая головка, внутри которой расположен ползун. Регулировка ползуна осуществляется винтом. Вылет рабочей головки регулируется в пределах 350— 450 мм.

Привод пресса (усилие 30 кН) состоит из двух пневмоцилиндров. Предусмотрен ручной привод пресса, который целесообразно использовать для установки равномерного зазора между матрицей и пуансоном при смене комплекта инструмента.

Сменные пуансоны крепятся в цанге, а матрицы— в матрицедержа-теле, установленном на выдвижном кронштейне (на прессе предусмотрена замена цанг).

Кроме пробивки отверстий на прессе можно производить вырезку углов или пазов, а также гибку отдельных элементов заготовок.

Ориентация заготовок при обработке может осуществляться по разметке или с помощью координатного стола.

На рис. 4 приведены примеры деталей с отверстиями и ребрами жесткости, обработанные на этом прессе.

Специальный пресс для вырезки углов, пазов и пробивки отверстий. Другим видом перспективного оборудования, дополняющим координатно-револьверный пресс при изготовлении деталей типа каркасов, кожухов, плат и т. п. в мелкосерийном производстве, является специальный пресс для вырезки углов, пазов и пробивки отверстий.

Рис. 3. Настольный пневматический пресс

Схематично пресс и сменные комплекты инструмента к нему показаны на рис. 5.

Для вырезки углов в заготовках с взаимно перпендикулярным расположением сторон служат две пары ножей (верхняя пара — подвижные и нижняя пара — неподвижные). Длина режущей кромки 100 мм.

Рис. 4. Детали, обрабатываемые на настольном пневматическом прессе

Пробивка отверстий или вырезка пазов может осуществляться комплектом сменного инструмента, закрепляемого в верхней подвижной части пресса и в нижней неподвижной части.

Ориентация заготовки производится с помощью упорного угольника, расположенного на поворотном суппорте. Величина перемещения отсчитывается по шкале. На данном виде оборудования могут выполняться групповые операции соответственно вырезки и пробивки.

Ппесс-автоматы с нижним приводом. Типовая кинематическая схема пресс-автомата приведена на рис. 6. СК Привод осуществляется от электродвигателя, и через клиноременную передачу движение передается на маховик, жестко с эксцентриковым валом. Шатун трансформирует вращательное движение вала в поступательное перемещение нижней траверсы, к которой жестко прикреплены четыре колонки. К верхней части колонок крепится верхняя плита, на которой закрепляют пуансон. Матрица устанавливается в гнездо станины.

Рис. 5. Специальный пресс и сменные комплекты инструмента к нему

Транспортирование ленты или полосы осуществляется валковой подачей (на рисунке не показана), высокая точность которой обеспечивается за счет применения сдвоенных роликовых муфт свободного хода. Движение валковому механизму передается от диска подачи 5, имеющего устройство для регулирования шага подачи материала.

Рассмотрим примеры образования групп технологически подобных деталей для некоторых типов пресс-автоматов.

Для пресс-автоматов с нижним приводом (например, моделей СН-138 и ПА-350-25) основными элементами наладки являются: установка штампа; регулировки рабочего хода инструмента, шага подачи с заданной точностью, направляющих по ширине ленты.

Основными параметрами, влияющими на эффективность групповой обработки деталей (с учетом сокращения затрат времени на переналадку), будут: толщина исходной заготовки; щаг раскроя полосы или ленты, ширина полосы или ленты.

Регулировка направляющих для ленты занимает всего лишь 2—3 с. Таким образом, наиболее трудоемкими при переналадке пресса для обработки других деталей группы являются первые два элемента.

Рис. 6. Кинематическая схема пресс-автомата ПА 350-25

Регулирование шага подачи занимает от 15 до 40 мин. Сокращение времени будет достигнуто, если детали сгруппированы перед запуском в производство по шагу подачи таким образом, что величины подачи кратны шагу зацепления зубчатых колес валковых подач. При этом минимальное время переналадки достигается при условии, если шаги подач и раскроя полосы будут отличаться с нарастанием на два шага зацепления колес.

На рис. 7 показана группа характерных деталей, штампуемых на пресс-автоматах с нижним приводом, и раскрой полосы для них. Эти детали имеют самую разнообразную форму наружного контура. Штампы, используемые на этих прессах, имеют небольшие габаритные размеры, а следовательно, и массу. Себестоимость изготовления штампов для пресс-автоматов по заводским данным составляет 70—80 руб. на комплект. Величина минимальной программы достигает 1000—2000 шт. в год в зависимости от группы сложности детали.

Универсально-гибочные автоматы (УГА).

Рис. 7. Группа деталей, прессуемых на пресс-автоматах с нижним приводом

На прессах данного типа могут быть изготовлены детали всевозможной конфигурации из проволоки или листового материала с производительностью до 98 тыс. деталей в час.

Рассмотрим возможную кинематическую и инструментальную преемственность при использовании метода групповой обработки на УГА. Работы по наладке автомата состоят из следующих элементов: регулировка механизмов подачп, зажима, отрезки и дополнительных переходов; установка и регулировка положений сменных комплектов гибочного инструмента; установка комплектов кулачков для привода цикловых механизмов.

Регулировка механизмов подачи, зажима и отрезки ленты является неотъемлемым элементом подналадки для всех типов деталей, обрабатываемых на УГА.

Если детали сгруппированы по технологическому подобию, то для штамповки каждой из них в этих механизмах производится следующее: регулировка шага подачи, смена отрезного ножа для определенной формы обрезки концов детали. Если детали имеют элементы внутреннего и наружного контура (отверстия, вырезы, выдавки), то наладка будет включать работы по установке штампа и регулировке механизма привода.

Время, необходимое для этого, составляет в общем случае 10—15% от полного времени наладки. В частном случае, если деталь плоская, то этим переналадка заканчивается и оборудование работает как обычный пресс-автомат.

Если для изготовления детали требуются формоизменяющие операции, то в работу вступают гибочные инструменты. В этом случае для того, чтобы соблюсти кинематическую и инструментальную преемственность, необходимо предварительно разработать план обработки на комплексную деталь группы. Тогда при обработке следующей детали группы обеспечивается кинематическая преемственность, т. е. комплект кулачков привода гибочных ползунов будет постоянен. Переналадка заключается лишь в смене отдельных гибочных пуансонов.

Вибрационно-вырезные прессы. Комплект инструмента для их выполнения прост и себестоимость его изготовления не превышает 5—10 руб. Современные модели вибрационно-вырезных прессов оснащены системой программного управления как позиционированием заготовки, так и сменой комплекта инструмента.

Многоползунковые гибочные пресс-автоматы. Благодаря большому количеству (6—12) гибочных ползунов в этих пресс-автоматах открываются большие возможности для групповой технологии, так как формообразующий инструмент упрощается и появляется возможность его унификации.

Использование группового метода при работе на таких прессах позволяет снизить время на переналадку на 40—60 %. Группа деталей, оснастка пресса и последовательность действия инструментов при изготовлении комплексной детали группы показаны на рис. 8. На этапе обработки в ленте пробивают отверстия, производится отрезка и гибка заготовки П-образной формы. На этапах //, III, IV формуются и загибаются концы, на этапе V снимается готовая деталь.

Групповые автоматические линии. Метод групповой обработки открывает широкие возможности для автоматизации про-цесса холодной штамповки. Например, детали ряда групп, полу-чаемые вырубкой или пробивкой, можно изготовлять на штампах последовательного или совмещенного действия с автоматической подачей материала. Такие штампы, оснащенные специальными приспособлениями, представляют собой элементарно простую автоматиче-

скую линию. В случае же многооперационных технологических процессов целесообразно продумать вопрос о возможности создания специальных автоматических линий, обеспечивающих высокопроизводительную обработку деталей группы при незначительных затратах времени на их переналадку. В настоящее время специальные быс-тропереналаживаемые автоматы и многономенклатурные (групповые) автоматические линии находят в промышленности все более широкое применение.

Примером высокопроизводительной штамповки является автоматизация операций посредством использования роторных линий. Считалось, что целесообразно применение роторных линий лишь в условиях массового или крупносерийного производства деталей. Однако они весьма успешно могут быть применены и в условиях серийного производства, если использовать групповую технологию изготовления деталей.

Рассмотрим вариант групповой штамповки деталей на автоматической роторной линии. Во многих случаях технологический процесс холодной штамповки состоит из нескольких различных операций и для их автоматизации требуется применение одно-операционных штампов. Для этого используется цепочка прессов, оснащенных соответствующими штампами и бункерными подающими и отводящими устройствами. Однако использование всех этих устройств не всегда может высвободить ручной труд, особенно когда штампуемые заготовки и детали трудно ориентируются механическими средствами. Полную автоматизацию обеспечивают роторные линии, которые следует сделать многономенклатурными.

Рис. 8. Схема изготовления комплексной детали группы

Рис. 9. Детали, изготовляемыме на роторных линиях

На рис. 2.38 показаны семь различных деталей, изготовление которых осуществляется на роторной линии, построенной на базе групповой технологии. Заготовки для этих деталей вырубают из стальной ленты или полосы на обычных прессах, гал-туют, а затем подвергают дальнейшей обработке холодной штамповкой (гибка, вытяжка, пробивка) также под прессами.

Рис. 10. Схема автоматической роторной линии для штамповки группы деталей

Некоторые штампованные заготовки обрабатывают резанием (сверление, развертывание, фрезерование и т. п.). Разработанная групповая технология для деталей шести наименований на роторной линии предусматривает три операции холодной штамповки. Что же касается детали, то для ее изготовления требуется шесть операций, поэтому заготовки дважды проходят через линию с соответствующей заменой штампов.

Таким образом, для рассматриваемых семи деталей все основные формообразующие операции выполняются с помощью одной роторной линии.

На рис. 10 приведена схема автоматической роторной линии, используемой для штамповки группы деталей, которые показаны на рис. 9. Линия состоит из следующих основных элементов: трех гидромеханических роторов, в которых транспортирование осуществляется от механического привода, а обработка — от гидравлического; механического ротора контроля пяти транспортных роторов блока фотоконтроля (в третьем транспортном роторе); сортирующего блока и лотков сброса. Плоские заготовки загружают в вибрационный бункер с синхронизатором, откуда после ориентации они попадают в подающий механизм.

При переналадках производится замена бункера, замена ножей подающих механизмов, смена блоков рабочего инструмента в рабочем и контрольном роторах, а также приемных устройств в транспортных роторах. В связи с этим все эти узлы сконструированы как быстросменные; замена их не требует длительной остановки линии.

В сравнении с обычными прессами производительность труда при переводе штамповки на роторную линию наименее трудоемкой детали в данной группе возрастает в 1,9 раза, а наиболее трудоемкой — в 7 раз.

Для штамповки в год 21,6 млн. рассмотренных деталей требуется 24 обычных пресса, для чего необходимо примерно 120 м2 производственной площади. Одна роторная линия занимает площадь 2 м2 и обслуживается всего лишь тремя рабочими.

Ориентировочно экономия в результате ввода в эксплуатацию рассмотренной линии составляет 72 тыс. руб. Стоимость линии не превышает 30—35 тыс. руб.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум