Целевые механизмы холостых ходов

При использовании наклонных лотков в магазинных загрузочных устройствах угол наклона лотка устанавливают таким, чтобы заготовки в нем не останавливались и не застревали. Для заготовок, перемещающихся скольжением, угол наклона лотка больше угла трения между лотком и заготовкой; обычно его берут не менее 25 - 30°, а для заготовок, перемещающихся качением, – не менее 7 - 10°.

 

Рисунок 8 − Конструкции лотков

При проектировании лотков важным является выбор ширины лотка в зависимости от длины перемещаемой заготовки. Минимальный зазор обычно берут в пределах от 0,5 до 1 мм, однако при малой длине заготовки или при большом зазоре возможно заклинивание заготовки в лотке. В этом случае при расчете необходимо проверить условие незаклинивания.

2.5 Автооператоры

Назначением автооператора является загрузка ориентированных штучных заготовок в шпиндель станка, а также съем и выведение из зоны обработки обработанных деталей. В соответствии с этим автооператор имеет следующие механизмы (см. рисунок 6): отсекатель, питатель, заталкиватель, выталкиватель или съемник и отводящее устройство.

В отличие бункерно-ориентирующего устройства, которое, как правило, не имеет жесткой кинематической связи со станком, автооператор работает в ритме работы станка согласно с остальными механизмами и прежде всего механизмом зажима.

Отсекатель (механизм поштучной выдачи), расположенный в нижней части лотка, отделяет одну или несколько заготовок (в зависимости от числа одновременно обрабатываемых в станке заготовок) от общего их количества, находящегося в лотке-накопителе. Отсекатель работает обычно в два такта: при первом освобождается нижняя заготовка и под действием собственного веса перемещается к питателю; остальные заготовки удерживаются на месте. При втором такте оставшиеся заготовки перемещаются на один шаг.

Отсекатели  по характеру совершаемого движения отсекающих звеньев бывают с возвратно-поступательным, колебательным, вращательным и со сложным  движением.

Отсекатель с возвратно-поступательным движением показан на рисунке 9, а. Два штифта, совершающие возвратно-поступательное движение, отделяют по одной заготовке от общего потока заготовок, находящихся в лотке-накопителе. Способ отсекания заготовок отсекателем с колебательным движением показан на рисунке 9, б.

Схема отсекателя с вращательным движением приведена на рисунке 9, в.

Отсекатель  выполнен в виде диска с профильными канавками; заготовки западают в них из магазина и переносятся к питателю; в этот момент наружная поверхность диска перекрывает щель лотка-накопителя, исключая тем самым дальнейшее перемещение заготовок.

Отсекатели  с вращательным движением обеспечивают большую производительность и плавность работы по сравнению с отсекателями первого и второго типа.

Рисунок 9 − Типы отсекателей

Питатель – механизм, осуществляющий подачу заготовок из лотка-накопителя к шпинделю станка. Питатель имеет зажимное или иное устройство, которое фиксирует заготовку в определенном положении как во время переноса из лотка-накопителя к шпинделю, так и во время вывода обработанной детали из рабочей зоны станка. Конструкции питателей весьма разнообразны и зависят от конструкции станка и его компоновки, формы и размеров заготовки и т. д.

На рисунке 10 приведены конструкции некоторых типов питателей: питатель с возвратно-поступательным движением (рисунке 10, а), с колебательным движением (рисунке 10, б) и с вращательным движением (рисунке 10, в).

Рисунок 10 − Типы питателей

Заталкиватели служат для передачи заготовок из питателя в шпиндель станка, т. е. они производят непосредственную установку заготовки в зажимном устройстве шпинделя станка. Заталкиватели выполняются двух типов: с буферной пружиной и жесткие.

Выталкиватель или съемник, предназначен для удаления обработанных деталей из патрона шпинделя станка. Они изготовляются двух типов: пружинные и жесткие.

Жесткий выталкиватель  представляет собой подвижной стержень, смонтированный внутри шпинделя, который совершает возвратно-поступательное движение от кулачкового механизма. Когда производится загрузка заготовки в цангу, подвижный стержень отведен назад. После обработки заготовки зажимная цанга раскрывается, стержень выталкивает деталь и снова отходит назад.

При проектировании новых конструкций автооператоров необходимо учитывать такие факторы, как требуемая быстрота его срабатывания (выгрузка и загрузка обрабатываемой детали), форма и габариты заготовки, возможность компоновки механизмов автооператора недалеко от шпинделя станка, вероятность попадания стружки в механизмы автооператора и т. д.

Принцип действия и компоновки отдельных элементов  автооператоров зависят прежде всего  от типа технологического оборудования. Наибольшее применение автооператоры  получили в автоматах для обработки тел вращения (изделия типа колец, дисков, валов). Автооператорами оснащают токарные (одно- и многошпиндельные), шлифовальные, полировальные, зуборезные и другие станки.

Следует отметить, что при создании новых конструкций автооператоров невозможно найти единое решение для различных станков. Например, для одношпиндельных автоматов решающее значение имеет быстрота срабатывания автооператоров, в то время как для многошпиндельных этот показатель решающего значения не имеет, так как время загрузки заготовок и выгрузки обработанных деталей совмещается с обработкой.

Требования  к автооператорам для токарных станков, производящих черновую обработку стальных заготовок и шлифовальных станков, различны.

В настоящее  время создано большое количество конструкций автооператоров для многошпиндельных и одношпиндельных токарных полуавтоматов, шлифовальных и других станков. Наиболее сложны в конструировании автооператоры для станков черновой токарной обработки. Для таких станков характерны грубые, неправильной формы заготовки, а это приводит к их перекосу и застреванию.

 

3 Поворотно-фиксирующие  механизмы

В одношпиндельных  и многошпиндельных автоматах и  полуавтоматах, агрегатных станках  и автоматических линиях широко применяют  различные механизмы периодического поворота с последующей фиксацией положения поворачиваемого узла.

К поворотно-фиксирующим механизмам относятся следующие группы целевых узлов:

• поворотные устройства, на которых крепят инструменты или заготовки (качающиеся приспособления, револьверные головки, шпиндельные блоки, поворотные столы, карусели и т. д.);
• механизмы изменения ориентации, на которых производят поворот обрабатываемых заготовок на заданный угол для последующей обработки с другой стороны (столы для поворота деталей на 90 и 180° вокруг горизонтальной оси; кантователи для поворота деталей вокруг наклонной оси; поворотные лотки и т. д.);
• приводные механизмы поворотных устройств, механизмы поворота, обеспечивающие поворот устройств и его останов;
• фиксирующие механизмы, обеспечивающие точность положения инструментов или заготовок.

К поворотно-фиксирующим  механизмам предъявляются следующие  требования: а) быстрота и точность установки в рабочую позицию инструмента и детали; б) плавность поворота; в) недопустимость ударов и толчков при работе механизма, так как это приводит к износу и потери точности.

Очень важно при этом, чтобы в конце поворота скорость узла равнялась нулю; это устраняет удар по фиксатору, который должен остановить движущийся по инерции узел, и повышает точность и надежность работы механизма.

3.1 Поворотные  устройства

Поворотные  устройства широко применяют в автоматах различного технологического назначения и агрегатных станках. Их основное  
назначение – перемещение инструмента, а также обрабатываемой заготовки.

Устройства  для перемещения инструмента используют при последовательной обработке изделия набором различных инструментов, а также при необходимости автоматической замены быстроизнашивающегося инструмента. К этой группе поворотных устройств относят револьверные головки.

Цикл поворота револьверной головки осуществляется по этапам, показанным на рисунке 11. По окончании обработки инструмента, закрепленного на револьверной головке, рычаг 5 с зубчатым сектором поворачивается вправо благодаря спаду на кулачке 6 распределительного вала и отводит револьверную головку. Одновременно на вспомогательном валу автомата включается однооборотная муфта и начинает вращаться кривошипный валик 2, который через шатун 3 стремится переместить рейку 4. Но так как рейка 4 в данный момент неподвижна, то револьверный суппорт под действием пружины 7 отходит назад.

Рисунок 11 − Револьверная головка одношпиндельного токарно-револьверного автомата 1Б136

Продолжая вращаться, кривошипный валик кулачком выводит фиксатор из гнезда револьверной головки и начинает ее поворот при входе пальца кривошипа 2 в паз мальтийского креста 1. Одновременно кривошип 2 через шатун рейку 4 влево, отрывая рычаг 5 от кулачка 6. Повернувшись на 180°, кривошипный валик начинает перемещать рейку 4 вправо, поджимая рычаг с роликом к кулачку 6. В этот момент заканчивается поворот револьверной головки и производится ее фиксация. После касания роликом рычага 5 кулачка рейка останавливается, а кривошип 2, продолжая вращаться, давит через шатун на неподвижную рейку и осуществляет быстрое перемещение револьверного суппорта в исходное положение.

Перемещение обрабатываемых изделий в процессе обработки из позиции в позицию осуществляется с помощью шпиндельных блоков, поворотных столов, каруселей.

Поворотные  столы и карусели служат в основном для транспортировки деталей от одной позиции обработки к другой. Они получили широкое применение в металлорежущих автоматах и полуавтоматах, агрегатных станках и автоматических линиях, в машинах электровакуумного и полупроводникового производства и т. д.

Поворот столов и каруселей может осуществляться механическими, электромеханическими, гидравлическими и пневматическими приводами.

Схема электромеханического поворотного стола агрегатного станка приведена на рисунке 12.

Рисунок 12 − Схема электромеханического поворотного стола агрегатного станка

Поворот стола 4 осуществляется от электродвигателя 1 через редуктор, обгонную муфту 2 и червячную пару. При повороте стола, вследствие наличия скосов на фиксаторе 6 и в гнездах стола 5, фиксатор утапливается, сжимая пружину. После поворота стола на определенный угол фиксатор 6 входит в следующее гнездо стола. При этом происходит реверсирование вращения электродвигателя, и движение через муфту предельного момента 3 передается на червяк 7. Стол получает вращение в обратном направлении, но так как фиксатор входит в гнездо стола, то он упирается в него и останавливается. Червяк 7, продолжая вращаться, ввинчивается в зубья червячного колеса 8, перемещается вдоль своей оси и, сжимая пружину, нажимает на конечный выключатель 9, который выключает электродвигатель 1.

Поворотные  столы для поворота на равные углы нашли применение в станках-автоматах  и агрегатных станках. В автоматических линиях поворотные столы находят применение в системах сквозного транспорта для изменения ориентации обрабатываемых изделий, т. е. для поворота на 90 и 180°.

3.2 Механизмы  изменения ориентации

Механизмы изменения ориентации обрабатываемых заготовок широко применяют в автоматах и автоматических линиях для обработки как деталей качения, так и корпусных. Эти механизмы производят поворот заготовок на 90 и 180° относительно горизонтальной или вертикальной оси. Поворот заготовок производится с помощью поворотных столов, барабанов, лотков и кантователей.

На рисунке 13 показаны схемы применения поворотных столов для изменения ориентации корпусных деталей в автоматических линиях из агрегатных станков. Стрелками показаны возможные направления движения детали до поворота и после его. На схеме (см. рисунок 13, а, б, в) показан поворот деталей на 90° при помощи поворотного стола с плитой. Схемы а и б отличаются одна от другой расположением детали до поворота и после него. Вынесением центра поворота за габариты детали дает возможность поворачивать ее до отвода транспортера предыдущего участка, что в некоторых случаях упрощает циклограмму работы автоматической линии.

На схеме (см. рисунок 13, в) показан поворотный стол, который позволяет производить поворот обрабатываемых деталей на 90° при необходимости раскладывания их на два потока.

На схеме (см. рисунок 13, г, д) показан поворот деталей с помощью поворотного стола с планшайбой (центр поворота совпадает с центром симметрии детали). На схеме (см. рисунок 13, г) показан поворот детали на 90°, а на схеме (см. рисунок 13, д) – поворот детали на 180°. При использовании поворотного стола подобного типа, стол обычно может поворачиваться только после отвода транспортера детали предыдущего участка.

При изменении  направления движения деталей в автоматической линии на 180° с неизменным положением детали можно применить схему работы поворотного стола (см. рисунок 13, е).

Рисунок 13 − Схемы применения поворотных столов для изменения ориентации корпусных деталей в автоматических линиях из агрегатных станков

Изменение ориентации деталей качения типа колец, дисков, втулок обычно осуществляется при их транспортировке в лотках. Например, на рисунке 14, а показан лоток для поворота деталей (колец) на 90° относительно горизонтальной оси, а на рисунке 14, б – лоток для поворота деталей на 180° относительно вертикальной оси.