Целевые механизмы холостых ходов

Содержание

 

 

Введение

Одним из основных направлений деятельности человека является совершенствование процессов производства с целью облегчения тяжёлого физического труда и повышение эффективности процесса в целом – это направление может реализоваться через автоматизацию производственных процессов.

Целевыми называют механизмы, предназначенные для выполнения отдельных элементов технологического процесса и частных движений рабочего цикла на автомате и автоматической линии.

Целевые механизмы автомата и автоматической линии увязываются  как в пространстве, так и во времени работы для осуществления рабочего цикла без вмешательства человека. Весь комплекс взаимно увязанных целевых механизмов и образует исполнительный механизм рабочей машины.

Целевые механизмы весьма разнообразны и зависят от технологического процесса, осуществляемого на них. Для выполнения одних и тех же действий в однотипном оборудовании используется большое количество типов целевых механизмов, отличающихся друг от друга по конструкции. Конструктивная сложность целевых механизмов зависит не столько от механизма, обеспечивающего выполнение заданной операции, сколько от необходимости связать действия этого механизма с действиями остальных механизмов во времени и пространстве.

Несмотря на то, что целевые механизмы отличаются друг от друга по конструкции и  характеру работы, их можно разбить на две группы:

1) целевые механизмы рабочих ходов;

2) целевые механизмы холостых ходов.

Целью курсовой работы является получение необходимых  знаний о целевых механизмах холостых ходов автоматического агрегата. К этой группе относят целевые механизмы, выполняющие все холостые операции, не связанные с непосредственной обработкой изделия и обеспечивающие подготовку для совершения рабочих ходов: механизмы загрузки, зажимные устройства, механизмы поворота и фиксации, транспортирующие и др.

Задачи для  достижения цели курсовой работы:

• изучить структуру автоматического агрегата;
• рассмотреть конструкции механизмов загрузки, уделить внимание механизмам питания для бунтового материала, для пруткового материала, для штучных заготовок;
• изучить конструкции поворотно-фиксирующих механизмов (поворотных устройств, механизмов изменения ориентации, механизмов поворота и механизмов фиксации).

 

 

1 Структура автоматического  агрегата

Первым этапом автоматизации производственных процессов явилась автоматизация рабочего цикла машины, создание машин - автоматов и полуавтоматов. На этом этапе основной конструкторской задачей является создание автоматически действующих механизмов холостых ходов и управления рабочим циклом.

Автоматом называется самоуправляющаяся рабочая машина, которая при осуществлении технологического процесса самостоятельно производит все рабочие и холостые ходы рабочего цикла и нуждается лишь в контроле и наладке. Таким образом, конструктивным признаком автомата является
наличие полного комплекта механизмов рабочих и холостых ходов, осуществляющих все движения рабочего цикла, и механизмов управления, координирующих их работу.

Рабочими  ходами называют такие движения, благодаря которым производится непосредственное технологическое воздействие на обрабатываемый материал (обработка, контроль, сборка).

Холостыми ходами называются вспомогательные движения, которые служат для подготовки условий, необходимых для обработки (подача заготовок, их зажим, подвод инструментов и т.д.). Некоторые рабочие и холостые ходы могут совмещаться во времени между собой.

Механизмы рабочих  и холостых ходов, выполняющие отдельные элементы рабочего цикла, называются целевыми механизмами.

В 30-е гг. XX в началось проектирование специальных машин из унифицированных функциональных узлов, которые к настоящему времени получили широкое применение во многих отраслях автоматостроения. Наибольшее их количество создано для механической обработки корпусных и других изделий, неподвижных при обработке. Такие автоматы и полуавтоматы 
получили название агрегатных станков.

Агрегатные станки компонуются из разнотипных унифицированных механизмов и узлов с минимальным количеством оригинальных конструктивных элементов. Они предназначаются обычно для выполнения сверлильных, расточных операций; нарезания резьбы в отверстиях; фрезерования плоскостей, пазов и выступов.

Многопозиционный агрегатный станок-автомат имеет следующие основные функциональные узлы:

• силовые столы;
• несамодействующие силовые головки;
• шпиндельные коробки;
• поворотный стол с приводом поворота;
• боковые станины;
• вертикальные стойки;
• центральную станину.

Унификация  возможна для тех узлов, функциональное назначение которых не зависит от конкретных обрабатываемых изделий. Так, силовые столы как механизмы подачи при любой обработке имеют один и тот же цикл срабатывания: быстрый подвод − медленная рабочая подача − быстрый отвод − остановка в исходном положении. Поэтому силовые столы унифицированы в виде гаммы типоразмеров.

Аналогично унифицируют несамодействуюшие силовые головки, которые монтируются на силовых столах и имеют по одному выходному шпинделю.

Шпиндельные коробки являются специальными узлами и проектируются применительно к конкретному обрабатываемому изделию, которое определяет и число, и взаимное расположение рабочих шпинделей, несущих режущие инструменты. Аналогично необходимо в каждом случае проектировать и приспособления для закрепления обрабатываемых изделий.

Поворотные столы различных станков имеют одинаковое функциональное назначение − периодический поворот и стоянку в фиксированном положении − и могут отличаться лишь числом позиций и габаритными размерами. Поэтому поворотные столы унифицированы по типоразмерам, отличающимся числом позиций и диаметром стола. Стол унифицируют вместе с механизмом поворота и центральной (круглой) станиной, которая имеет стыковочные присоединительные поверхности для боковых станин и стоек, на которых монтируют силовые узлы (столы, головки).

В результате проектирование агрегатных станков по разработанному технологическому процессу сводится к проектированию
шпиндельных коробок и приспособлений. Остальные узлы подбирают из имеющейся номенклатуры типоразмеров и компонуют в соответствии с типовыми компоновочными решениями, одно из которых представлено на рисунке 1.

1 − приспособление с обрабатываемыми изделиями: 2 − направляющая; 3 − силовая головка с шпиндельной коробкой: 4 − центральная колонка; 5 − боковая станина; 
6 − центральная станина; 7 − поворотный стол

Рисунок 1 − Компоновочная схема многопозиционного агрегатного станка

Агрегатные  станки решают проблемы автоматизации, прежде всего массового производства, потому что, как правило, они не предусматривают переналадки на другие изделия.

Схема классификации  механизмов автомата приведена на рисунке 2. Как и всякая рабочая машина, автомат имеет двигательный, исполнительный и передаточный механизмы. Однако если неавтоматизированная машина имеет только механизмы рабочих ходов, исполнительный механизм автомата включает в себя механизмы холостых ходов и управления, число и наименование которых в каждом конкретном случае определяются технологическим назначением, принципом действия, типом системы управления и т.д.

Для многопозиционного агрегатного станка-автомата исполнительный механизм согласно схеме, представленной на рисунке 2, включает в себя следующие механизмы: 1 − сверлильная силовая
головка; 2 − фрезерная силовая головка; 3 − резьбонарезная силовая головка; 4 − механизм загрузки; 5 − механизм зажима изделий в приспособлении; 6 − механизм поворота стола; 7 − механизм фиксации стола; 8 − установочный силовой стол; 
9 − гидропанель управления циклом силовой головки; 10 − система управления циклом станка.

Рисунок 2 − Структурная схема механизмов автомата

Степень автоматизации машины можно повысить путем введения автоматических механизмов и устройств для регулирования и стабилизации процессов обработки, контроля качества изделий, замены и подналадки инструмента, уборки отходов и т.д.

 

2 Механизмы загрузки

Механизмы загрузки предназначены для автоматической загрузки обрабатываемых заготовок на станки-автоматы и выгрузки из них.

Конструкция механизма  загрузки зависит от вида применяемой  заготовки и компоновки станка.

В зависимости  от характера подаваемых заготовок  загрузочно - разгрузочные устройства разделяют на три группы: механизмы питания для бунтового материала, механизмы питания для пруткового материала и механизмы питания для штучных заготовок. Загрузка и выгрузка штучных заготовок осуществляется с помощью бункерных или магазинных механизмов питания, автооператоров или манипуляторов.

Основные требования к механизмам питания: быстродействие, высокая надежность и простота конструкции.

2.1 Механизмы  питания для бунтового материала

Бунтовые  материалы (проволока, лента, прокат различного сечения) служат для питания автоматических станков, прессов, холодно-высадочных автоматов и других машин.

Особенность бунтового  материала состоит в том, что, будучи свернутым в бунт, он сильно деформируется и поэтому перед обработкой необходимо производить его правку. Кроме того, при обработке материал обычно закрепляется неподвижно, а его перемещение и правка производятся во время холостого хода. Следовательно, механизм питания для бунтового материала должен иметь следующие целевые механизмы: механизмы подачи, механизмы правки и зажимы (передний и задний).

Механизмы подачи должны обеспечивать быстрый и надежный зажим материала без его деформирования. Наиболее часто применяют рычажные, шариковые и роликовые механизмы подачи.

На рисунке 3, а показан рычажный механизм подачи. Механизм имеет два захвата: захват 1, закрепленный неподвижно, и захват 2, установленный на подвижной каретке. Пружина, поворачивая рычаг, создает контакт зажимных губок с перемещаемым материалом. При перемещении каретки вправо происходит заклинивание материала между губками правого захвата и подачи его вправо. При этом материал свободно проходит через левый захват. При обратном перемещении каретки материал удерживается левым захватом. Величина подачи материала соответствует ходу каретки.

Конструктивно механизм очень прост. Однако при большой массе бунта во время подачи материала острая кромка подающего штифта наносит глубокие риски на материал вследствие возникновения больших усилий подачи.

 

Рисунок 3 − Механизмы подачи бунтового материала

Шариковый механизм подачи показан на рисунке 3, б. Механизм имеет два одинаковых захвата: неподвижный 1 и подвижный 2. Материал захватывается тремя шариками 3, перемещающимися в конусном отверстии.

Три шарика перемещаются в осевом направлении втулкой 5, на которую воздействует пружина 4. Во время подачи материала зажим 2, установленный на каретке, получает возвратно-поступательное движение. Цикл подачи аналогичен циклу работы рычажного механизма (см. рисунок 3, а). При использовании шарикового механизма подачи в местах соприкосновения шариков с материалом образуются небольшие лунки, размеры их значительно меньше, чем риски, образующиеся при рычажном механизме подачи.

На рисунке 3, в показан роликовый механизм подачи, в котором подача материала производится двумя роликами 2 с желобками в соответствии с размерами проволоки. Проволока, зажатая между двумя вращающимися роликами, благодаря трению подается вправо на заданную длину периодическим поворотом роликов на соответствующий угол. Усилие, создаваемое при вращении прижатых к проволоке роликов, достаточно не только для подачи, но и для протягивания материала через правильные ролики 1. Повреждения материала при роликовой подаче минимальны.

Механизмы правки предназначены для правки материала перед подачей его на обработку. Существует много различных конструкций механизмов правки, в которых материал протягивается между штифтами, гребенками, роликами и т. д. В результате многократных деформаций материал приобретает правильную форму.

Механизмы правки с жесткими штифтами и гребенками (см. рисунок 4, а) применяют преимущественно для проволоки малого диаметра (до 1 мм) и выполняют их обычно неподвижного типа. В механизмах правки в качестве механизмов подачи применяют рычажные (см. рисунок 4, а) или шариковые (см. рисунок 4, б). В некоторых случаях во избежание повреждения материала при правке штифты и гребенки выполняют из пластмассы.

Рисунок 4 − Механизмы правки для бунтового материала

Механизмы правки роликами бывают однорядные и двухрядные и могут быть неподвижными и подвижными.

В однорядных механизмах ролики расположены в одной плоскости, в двухрядных – в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

В подвижных  механизмах ролики установлены на подвижной  каретке, которая при правке материала совершает возвратно-поступательное движение, а в неподвижных каретка закреплена. Двухрядный роликовый механизм правки обеспечивает более точную правку материала.