Классификация абзоу по способам подготовки к захвату
 Скачать 5.14 Mb.
|
|
Общие понятия механизации и автоматизации Автоматизация по праву считается одним из важнейших направлений технического прогресса. Без автоматизации невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности труда. Основные термины и определения в области автоматизации и механизации машиностроительного производства регламентированы ГОСТ 23004-78. Механизация технологических процессов − применение энергии неживой природы в технологическом процессе или его составных частях, полностью управляемых людьми, осуществляемое в целях сокращения трудовых затрат, улучшения условий производства, повышения объема выпуска и качества продукции. Т.е. по механизацией понимается частичная и полная замена ручного труда машинным. Функции рабочего при механизации сводятся только к управлению работой, контролю качества и регулированию машин. Автоматизация технологических процессов − применение энергии неживой природы в технологическом процессе или его составных частях для их выполнения и управления ими без непосредственного участия людей, осуществляемое в целях сокращения трудовых затрат, улучшения условий производства, повышения объема выпуска и качества продукции. Т.е. под автоматизацией понимают передачу машинам и приспособлениям функций управления ранее выполняемых человеком. Эти функции передаются специальным управляющим устройствам. Рабочий при автоматизации не принимает участия в изготовлении каждого изделия, а только наблюдает за работой машины, ее контрольных устройств, выполняет первоначальную наладку машины и ее подналадку для устранения отклонений от заданного процесса обработки. При рассмотрении элементов средств механизации и автоматизации под средствами автоматизации понимают такие устройства, управление которыми, то есть их включение и отключение, проводится без вмешательства оператора вследствие получения команд от системы управления, а под средствами механизации − устройства, которыми управляет оператор. Различают следующие виды механизации и автоматизации: первичная и вторичная, частичная и полная, единичная (операционная) и комплексная. Под первичной механизацией или автоматизацией понимают механизацию или автоматизацию технологических процессов или их систем, в которых до их проведения использовалась только энергия людей. Вторичная механизация − это механизация технологических процессов или их систем, в которых до ее проведения использовалась не только энергия людей, но и машин. Например, механизация операции загрузки заготовок в штамп, выполняемой ранее вручную, с помощью загрузочного устройства − это вторичная механизация, а замена загрузочного устройства в автоматизированном прессе другим, более совершенным − вторичная автоматизация. Под частичной механизацией или автоматизацией понимают механизацию или автоматизацию технологических процессов или их систем, при которой часть затрат энергии людей заменена затратами энергии машин. При этом, при механизации управление ручное, а при автоматизации − автоматическое. При полной механизации и автоматизации затраты энергии людей полностью заменены затратами энергии машин. Единичная механизация или автоматизация − это частичная или полная соответственно механизация или автоматизация одной первичной составной части технологического процесса или системы технологических процессов, исключая управление при механизации и включая его при автоматизации. Содержание первичной части определяется первым делением объекта механизации (автоматизации) на составные части. (Что мы автоматизируем) Например, для М (А) системы технологических процессов изготовления патрона первичными составными частями являются отдельные технологические процессы (изготовление гильзы, оболочки, сердечника), для технологических процессов − технологические операции (например в ТП гильзы − операции вырубки, вытяжки, штамповки дна), для технологических операций − технологические и вспомогательные переходы (для вытяжки − свертка, первая вытяжка) и т.д. При комплексной механизации или автоматизации осуществляют частичную или полную механизацию или автоматизацию двух и более первичных составных частей технологического процесса или системы технологических процессов. Соответственно весь автоматизированный участок производства (это, как правило, несколько производственных цепочек: штамповка и мех. обработка, ковка и термообработка) рассматривается как единая взаимосвязанная система, обеспечивающая выполнение требуемой последовательности отдельных операций или этапов технологического процесса. Отдельные элементы КАП должны быть согласованы между собой и иметь единую систему управления. Комплексная автоматизация − это высшая форма организации автоматизированного производства. Механизация или автоматизация операции загрузки деталей в штамп − это единичная механизация или автоматизация, а механизация или автоматизация многопозиционной штамповки деталей − комплексная механизация или автоматизация. Следует различать понятия «автоматизация» и «автоматика». Автоматика изучает теорию и принципы построения систем управления техническими процессами, действующими без непосредственного участия человека. Неразрывно связана с электроникой, пневматикой и гидравликой. Любая машина состоит из следующих механизмов (условно z): двигательного (приводящего машину в движение), исполнительного (воздействующего на заготовку) и передаточного (осуществляющего связь двигателя с исполнительным механизмом). Есть еще четвертый механизм (звено) − контрольно-управляющее устройство (КУУ), обеспечивающее взаимодействие всех механизмов машины. Не все применяемые в современном производстве машины и системы машины содержат перечисленные звенья. Сами звенья могут быть недостаточно совершенными и лишь частично замещать соответствующие функции человека, например, контрольно-управляющие устройства в машинах полуавтоматах обеспечивают взаимодействие лишь отдельных механизмов машины. Следовательно, сопоставляя количество имеющихся звеньев с максимально возможными, можно оценить технический уровень любой машины или системы машин с точки зрения замещения функций человека в процессе труда. Машинные звенья не равнозначны с точки зрения экономии живого труда в процессе использования машин, а потому важно на основе сопоставления трудозатрат определять степень замещения живого труда по мере наращивания машинных звеньев. Автоматизация производства осуществляется с помощью машин, содержащих контрольно-управляющие устройства. Следует различать следующие понятия: 1. Уровень автоматизации производства − это мера замещения машинами функции управления в процессе преобразования и перемещения предмета труда. 2. Уровень механизации и автоматизации производства − это мера замещения машинами не только функции управления, но и функций преобразования и перемещения предмета труда. 3. Степень автоматизации производства − это мера замещения трудозатрат по управлению в процессе преобразования и перемещения предмета труда. 4. Степень механизации и автоматизации производства − это мера замещения трудозатрат по воздействию на предмет труда и управлению в процессе преобразования и перемещения предмета труда. 5. В зависимости от количества замещаемых или исключаемых рабочих функций все средства механизации и автоматизации подразделяются на: машины ручного действия (z = 1). Это, например механическая дрель, тележка; механизированные ручные машины (z = 2). Это электродрель; механизированные машины (z = 3), в которых замещены рабочие функции например, машина-двигатель и источник привода двигателя или передаточный механизм и машина-орудие. Это универсальные прессы, молоты, электропогрузчики и т.п.; машины полуавтоматы (z = 3,5). Это прессы и молоты с загрузочными устройствами, в которых КУУ обеспечивает работу машины в автоматическом режиме в течение основного время операции; машины автоматы (z = 4). Это пресс-автоматы, в которых КУУ обеспечивает автоматическое повторение рабочего цикла при смене однотипных предметов труда; гибкие производственные модули (z = 4,5), в которых суперзвено (программатор или ЭВМ) обеспечивает автоматический переход машины автомата в качественно новый режим работы в соответствии с изменением типа предмета труда. Это, например роботизированный комплекс со средствами смены инструмента, исходного материала, готовой продукции и отхода − обрабатывающий центр; гибкие автоматизированные линии (z = 4,75), в которых суперзвено (программатор или ЭВМ) обеспечивает автоматический переход системы машин автоматов в качественно новый режим работы при последовательной смене разнотипных предметов труда определенного вида; гибкие автоматизированные участки, цеха, заводы (z = 5), в которых суперзвено (программатор или ЭВМ) обеспечивает автоматическую адаптацию системы машин автоматов к предметам труда при параллельном изготовлении изделий различного вида. На машинах звенности z ≤ 4 могут устанавливаться вспомогательные средства механизации и автоматизации, которые замещают или обеспечивают вспомогательные рабочие функции установки и закрепления заготовок, замены орудий труда, зажима заготовок. Наличие таких устройств создает промежуточные уровни механизации и автоматизации и для их учета звенность увеличивается z = 0,25. Например, для универсального пресса с механизмом крепления штампов звенность равна z = 3 + 0,25 = 3,25. Основной закон автоматизации − средства автоматизации не должны копировать действия человека. Легко автоматизировать массовое производство, но оно составляет 15% от общего производства. Сложнее автоматизировать серийное производство. Еще труднее мелкосерийное производство. КАП предъявляет ряд определенных требований к оборудованию: высокопроизводительное оборудование и технологии: 1) Необходимость экономической окупаемости КАП. D < K·T, где D − превышение стоимости КАП над раздельным оборудованием, которое оно заменяет; K − годовой экономический эффект; T − срок окупаемости. 2) Высокий коэффициент использования материала. η = m д /m з > 0,6…0,7, где m д и m з − масса детали и заготовки. Этому в полной мере отвечают операции ОМД. 3) Высокий коэффициент использования машины. КИМ = t р /t ц , где t р и t ц − время рабочего хода и полного цикла движения машины. Приняв t ц = t р + t маш , где t маш − время холостого хода машины, получим для кривошипного пресса t р = (30/360)t ц = 1/12 t ц . Т.е. КИМ кривошипного пресса сравнительно невысок для комплексной автоматизации в массовом производстве. 4) Равенство производительности на всех операциях технологического цикла. П 1 = П 2 = … = П n . Это требуется для согласованной работы всех агрегатов автоматизированной линии и исключения простоя оборудования, что недопустимо в массовом производстве. 5) Соответствие прогрессивности технологического процесса тому оборудованию, на котором этот процесс выполняется. 6) Мобильность и переналаживаемость оборудования. Холодной штамповкой изготавливают от 70 до 80% деталей в автотранспортной промышленности. В электрорадио промышленности − 80…85%. В самолетостроении 80…90%. В остальных отраслях тоже до 80% штампованных элементов. На современных заводах детали изготавливают из ленты, полосы, листа, прутка, проволоки и из штучных заготовок. В общем объеме выпуска детали из ленты − 3…5%, из полосы − 30…45% и 45…65% из штучных заготовок. Наибольшее преимущество дает автоматизация штамповки из ленты, полосы, проволоки, прутка, т.е. из так называемого непрерывного материала − первичной заготовки. Штучные заготовки требуют предварительной разделки исходного проката на мерные дискретные заготовки, которые называют вторичные заготовки. Вторичные заготовки требуют ориентации при подаче к прессу. В зависимости от формы исходного профиля материала, средства механизации и автоматизации холодноштамповочных работ разделяют на две группы: 1. Устройства механизации и автоматизации холодноштамповочных работ выполняемых из первичной заготовки (полосы, ленты, прутка). 2. Устройства и приспособления для изготовления деталей из дискретных вторичных штучных заготовок. Механизация и автоматизация производства деталей из непрерывного материала При автоматизации процессов холодной штамповки деталей, первичная заготовка не только легко обеспечивает непрерывную и строго ориентированную подачу, но и передачу деталей на позицию действия инструмента, а также удаление и отход. Для этого применяют валковые, клещевые, крючковые, ролико-клиновые и некоторые другие устройства называемые автоматическими подачами. Основным требованием предъявляемым к подачам является обеспечение заданной точности подачи заготовки. Точность зависит от величины ускорения захватного органа и конструкции механизма подачи. Для всех типов подач смещение материала (погрешность) не должно превышать ± 0,1…0,2 мм. Вторым условием влияющим на точность подачи является инерционность исходного материала. Средняя скорость подачи: v ср = (h з ·n н )/60, где h з − шаг подачи, n н − номинальное число ходов пресса в минуту. Обычно v ср = 0,1…0,6 м/с. Периодическое (прерывистое) движение полосы (ленты) во время работы листоштамповочных прессов ограничивает размеры и вес бунтов из-за необходимости преодоления инерции при каждом шаге подачи. Быстроходность современных автоматов позволяет развивать скорость подачи 25…50 м/мин и более, что соответствует 100 ходам пресса в минуту при автоматическом режиме с шагом подачи 0,25 м. Для увеличения веса бунта и разгрузки подающих механизмов подаватель ленты оснащают приводным механизмом с регулируемым приводом (для размотки) − приводной электродвигатель с командным щупом. Валковая автоматическая подача имеет наибольшее распространение в патронном производстве и использует фрикционный захватный орган в виде валков. Различают двухсторонние, односторонние, толкающие и тянущие валковые подачи. В структуру автоматического устройства для подачи ленточного материала входят разматывающая катушка 2, несущая на себе рулон ленты и приводимая во вращение электродвигателем 1; устройство для чистки ленты 3; правильное 4 и смазывающее 5 устройства; автоматическая валковая подача с двумя парами валков 12 и 14, которые приводятся во вращение через систему рычагов 6 от кулачка на кривошипном валу пресса 7; наматывающая катушка 9, производящая намотку отходов с приводным электродвигателем 10; сборник готовых изделий 13. Иногда вместо наматывающей катушки вводят устройство для рубки отходов 8 со сборником отходов 11. Если одна пара валков − односторонние, если две − двухсторонние, одна пара тянет или толкает ленту. Схема автоматизированного участка с валковой подачей При расчете валковой подачи исходными данными являются следующие параметры: диаметр валков D в , толщина исходного материала S, ширина исходного материала B, шаг подачи материала h з Шаг подачи материала − расстояние между соседними деталями с учетом перемычек. Рассчитывается по рекомендациям ТПВ с учетом h з ≤ B. Диаметр валков принимают D в ≤ (30…40)S. Общий расчет валковых подач сводится к определению следующих параметров. Угол поворота валков φ з , обеспечивающий перемещение материала на заданный шаг подачи, находят по формуле: , где β 0 = 1,02…1,03 − коэффициент, учитывающий проскальзывание в захватном органе; φ 0 − угол необходимый для заклинивания обгонной муфты, в рад. В роликовых обгонных муфтах φ 0 = 0,105…0,175 рад (6…10°), в клиновых обгонных муфтах φ 0 = 0,035…0,069 рад (2…4°). Расчет силы протягивания материала на участке без правильной машины: Р п = G п + P тр + P б. тр. + P ин , где G п − вес петли, Н; P тр − сила трения ленты о рабочую поверхность штампа, Н; P б. тр. − сила трения о направляющие в штампе, Н; P ин − сила инерции, Н. Вес петли определяют обычно по максимальным параметрам ленты допустимой для данной подачи: G п = L п В S ρ g·10- 9 , где L п − длина петли, мм; B − ширина ленты, мм; S − толщина ленты, мм; ρ − плотность материала ленты, кг/м 3 ; g − ускорение свободного падения, м/с 2 Сила трения о штамп: P тр = G 1 ·f 1 , где f 1 = 0,08…0,15 − коэффициент трения, G 1 − вес участка ленты между подающими и тянущими валками, Н. (G = mg) Если в штампе плоские боковые направляющие, то силой трения о них пренебрегаем. Для подпружиненных направляющих сила трения P б. тр. = Р пр ·f 1 , где Р пр суммарная сила пружин. Сила инерции P ин = ma, где m − масса участка ленты между подающими и тянущими валками и масса петли; a − ускорение, с которым перемещается лента, м/с 2 Приближенно a = 0,144 h з (n/α под ) 2 , где h з − шаг подачи, мм; n − число ходов пресса в мин; α под − угол поворота кривошипного вала пресса, соответствующий по циклограмме концу интервала подачи полосы (α под = 160…180°). Сила сжатия валков P сж = β 2 Р п / (f 1 z 1 ) , где β 2 = 1,5…2,0 − коэффициент надежности сцепления; Р п − сила протягивания, вычисленная ранее; z 1 − число приводных валков. По значению P сж выбирают пружины для сжатия валков или пневмоцилиндры. Сила подачи P п в механизме с одной парой валков складывается из силы P б , необходимой для разматывания бунта, силы P пр затрачиваемой на протаскивание ленты через правильные ролики, и силы P ин , необходимой для преодоления инерции подаваемого материала, т.е. P п = Р б + Р пр + Р ин Валковые подачи для пруткового материала и проволоки по конструктивному исполнению схожи с подачами для полосового и ленточного материала, однако валки имеют профильную канавку под пруток. |