Основные направления и тенденции развития автоматизации КШП на современном этапе.

Пути совершенствования универсального оборудования

Успешное решение задач автоматизации и комплексной механизации невозможно без дальнейшего улучшения конструкций универсальных кузнечно-прессовых машин. Это должно быть осуществлено по следующим основным направлениям;

Повышение производительности машин. Это один из главных путей, по которому должно развиваться кузнечно-прессовое оборудование, так как чем выше производительность машин, тем быстрее они окупаются. Это особенно важно для машин, оснащенных сложным комплексом средств автоматизации и подверженных быстрому «моральному износу». Однако увеличение производительности лишь за счет увеличения числа ходов при автоматической работе машины на единичных ходах экономически неоправданно: во-первых, по мере увеличения быстроходности пресса предельное число включений возрастает очень незначительно (см, рис, 15); во-вторых увеличение быстроходности ведет к значительному увеличению мощности привода машины и к большим потерям энергии при включениях. Наиболее экономически оправданным является такое повышение числа ходов пресса, при котором обеспечивается надежная работа средств автоматизации и пресса в совмещенном иди комбинированном циклах.

Повышение точности изделий. Это технологическое требование, которое приводит либо к повышению жесткости машины (кривошипные прессы), либо кпри мене и ню машин с нежестким ходом. У машин с жестким ходом (кривошипные машины).точность изготовляемых деталей достигается за счет штампов ни в распор, Чем большие требования предъявляются к точности получаемой детали, тем выше должна быть жесткость машины. С повышением жесткости увеличивается стойкость инструмента, т. е. сокращается время на его переналадку. Благодаря повышению точности деталей, изготовляемых ковкой и штамповкой, удается значительно облегчить последующую обработку, сборку и т. д. Однако, увеличивая точность деталей за счет повышения жесткости, мы в какой-то мере затрудняем решение проблемы автоматизации:. Ибо л некоторой степени жесткость машины н автоматизация исключают взаимно друг друга; автоматизация требует увеличения свободного штампового пространства, расширения окон и др., а это ведет, как известно, к снижению жесткости.

Научно-технический прогресс ускоряет моральный износ оборудования, находящегося в эксплуатации, и сокращает сроки его эффективного использования. Это особенно относится к оборудованию, которым комплектуются автоматические линии. Поэтому решающее значение при создании машин и средств автоматизации. Имеет правильный учет всех возможных условий их эксплуатации при условии обеспечения экономически оправданных сроков службы отдельных деталей и узлов и конструкций в целом,

В конструкциях узлов должно быть предусмотрено саморегулирование и компенсация износа; правильно решаться вопросы смазки и ее подвода к трущимся частям и др, Комплектующие приборы и узлы (конечные выключатели, реле, кнопки, указатели усилий и другие) необходимо выбирать с учетом особенности работы их в кузнечных и штамповочных цехах. Не все из указанных задач удается решить полностью.

Требования к технологическому процессу, к технологичности заготовок, к конструкции штампов и оборудованию при создании автоматизированных производств.

3.1 Автоматизировать надо не всякую технологию, а ту, которая отвечает следующим требованиям:

1. Устойчивость. Устойчивый тех. процесс – такой процесс, при котором гарантируется получение качественных деталей по чертежу (без брака) при условии, что допускаемые отклонения свойств материала (σ_Т, σ_В, пластичность), формы и размеры заготовки (D±ΔD, t±Δt), режимы работы технологического агрегата и т.п. находятся в пределах допусков, оговоренных в ГОСТ, РТМ или ТУ. (РТМ – рекомендованные технические материалы)

2. Интенсивность. Интенсивный тех. процесс – процесс, при котором максимально используются возможности обрабатываемого материла (пластичность), возможности оборудования, инструмента и др. С целью обеспечения минимального количества переходов и операций для получения детали. Достигается с помощью: увеличения возможной степени деформации, объединение некоторых операций в одном агрегате (нагрев и деформацию).

Пример: обычная вытяжка. k_в=1,4-1,7; k_в=D/d

Интенсивная вытяжка (с нагревом фланца, с подпором фланца). k_в=1,6-2,2

3. Поточность производства – т.е. расположение тех. операций в одном направлении, исключающем обратное движение заготовки.

Пример: ГОШ (1-осадка, 2-предварительная штамповка, 3-окончательная).

4. Концентрация операций в одном технологическом агрегате

Пример: многопозиционные штампы, прессы для изготовления колец подшипников

5. Групповая технология – это группировка

деталей по общим технологическим признакам (температура, форма, размеры и т.д.).

3.2) заготовки должны отвечать требованию технологичности по загрузке

А) бункеруемые (не повреждающиеся при механическом или другом воздействии, не сцепляющиеся друг с другом, имеющие геометрические параметры для легкой ориентации)

Б) небункеруемые (нежесткие, крупногабаритные, недостаточно прочные, взаимосопрягающиеся, …)

2) технологичность по типизации и унификации

Применение групповых тех. Процессов позволяет использовать быстропереналаживающие загрузочные устройства.

3) технологичность по стабильности и уровню продукции

- ужесточение технологических допусков на отклонения размеров и форы

- требования к качеству поверхности

4) при проектировании автоматизированных процессов заготовки, полуфабрикаты должны иметь для лучшего ориентирования:

- max плоскостей и осей симметрии

- ярко выраженные «ключи ориентирования» (канавки, выступы, фаски и т.д.)

Рис. 11. Направление перемещения изделия в штампе, по­казанном на рис. 10

3.3 Требования, предъявляемые автоматизацией к технологическому процессу, обусловливают конструкцию инструмента для автоматизированных технологических процессов, которая должна быть увязана с механизирующими устройствами и не должна затруднять их применение. Устойчивость процесса, концентрация операций, технологичность изделий — все это также неразрывно связано с конструированием штамповой оснастки. Следует помнить, что простота и надежность средств автоматизации в первую очередь зависит от соответствия штампов условиям работы со средствами автоматизации.

На рис. 10 был показан закрытый штамп с противодавлением, установленный в кузнечном цехе МЗМА, для штамповки шестерни. Выше отмечалось, что данный процесс значительно облегчает проблему автоматизации, так как удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым автоматизацией к технологическим про­цессам. Однако автоматизировать штамп, показанный на рис. 10, практически невозможно. В штампе три перехода: фигурная осадка, штамповка и просечка дна. Расположение ручьев и их уровень выбраны произвольно. Более того, для закладки изделия в последний ручей необходимо проделать сложный маневр по обходу стоек прижима, т. е. для автоматизации указанного штампа (см. рис. 10) необходимо создать устройство, которое бы осуществляло сложные манипуляции с заготовкой (рис. 11). Даже если оно и будет создано, то из-за различных уровней расположения ручьев (плоскости А_г, Л₂, А₃, Л₄) и шага подачи (а_г ф а_г ф а₃) оно получится настолько сложным, что трудно будет добиться надежной его работы. Этот пример показывает, что конструкция инструмента может затруднить проблему автоматизации процесса.

При автоматизации технологических процессов ковки и штамповки работа средств автоматизации и пресса частично совмещается. Чтобы избежать попадания частей средств автоматизации под штамп, в них должны быть предусмотрены специальные блокировочные устройства, обеспечивающие аварийный принуди­тельный отвод захватного органа из опасной зоны. В последнее время начали применяться специальные устройства, встраиваемые в штамп и контролирующие наличие и положение изделия в нем. Эти устройства будут рассмотрены ниже.