ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Автоматизация металлообрабатывающих станков. Подающие и загрузочные

устройства (4 часа)

Цель работы: ознакомиться с приспособлениями, применяемыми при автоматизации металлообрабатывающих станков в зависимости от типа производства.

Технические средства и программное обеспечение:

1.IBM-PC или совместимый компьютер;

2.Операционная система Microsoft Windows;

3.Пакет офисных программ Microsoft Office.

Средства для эскизирования:

1.Линейка инструментальная;

2.Штангенциркуль;

3.Карандаш.

Теоретические сведения:

По степени автоматизации выделяют станки-автоматы и полуавтоматы. Автоматом называют такой станок, в котором после наладки все движения, не-

обходимые для выполнения цикла обработки, в том числе загрузка заготовок и выгрузка готовых деталей, осуществляется автоматически, т. е. выполняются механизмами станка без участия оператора.

Цикл работы полуавтомата выполняется также автоматически, за исключением загрузки-выгрузки, которые производит оператор, он же осуществляет пуск полуавтомата после загрузки каждой заготовки.

С целью комплексной автоматизации для крупносерийного и массового производства создают автоматические линии и комплексы, объединяющие различные автоматы, а для мелкосерийного производства — гибкие производственные модули

(ГПМ).

Автоматизация мелкосерийного производства деталей достигается созданием станков с программным управлением (цикловым), в обозначение моделей вводится буква Ц (или числовым буква Ф).

Цифра после буквы A обозначает особенность системы управления;

Ф1 - станок с цифровой индикацией (с показом чисел, отражающих, например, положение подвижного органа станка) и предварительным набором координат;

Ф2 - станок с позиционной или прямоугольной системой; Ф3 - станок с контурной системой;

Ф4 - станок с универсальной системой для позиционной и контурной обработки, например, модель 1Б732Ф3 - токарный станок с контурной системой ЧПУ.

23

Первой задачей, решаемой при автоматизации станков, является автоматиза-

ция загрузки заготовок.

Загрузка является частью обобщенной операции ввода объекта в рабочую машину и включает в себя комплекс элементарных операций по автоматическому подводу объектов в рабочую позицию.

Автоматизация загрузки в общем комплексе проблем создания средств автоматизации является одной из наиболее сложных. При этом учитывается, что загрузочные устройства используются как для загрузки непрерывных заготовок, так и для загрузки дискретных деталей.

1) Устройства загрузки непрерывных заготовок. К непрерывным заготовкам относят прутки, трубы, проволоку, ленту и другие аналогичные материалы, предназначенные для переработки в дискретные изделия. Для загрузки прутковых и трубных токарных автоматов применяют в основном цанговые (рис. а) и силовые (рис. 17 б) устройства подачи; клещевые (рис. 17 в) и шариковые (рис. 18 г) получили несколько меньшее распространение.

Рис. 18. Устройства для загрузки непрерывных заготовок

Вавтоматах для переработки труб используют силовые устройства подачи. При наклонном и вертикальном расположении шпинделей прутки обычно подают в трубах под действием собственного веса.

Вслучае горизонтального расположения шпинделя, например в токарных автоматах продольного точения, применяют устройства с принудительным силовым замыканием (рис. 17 б).

Вмашинах-автоматах для подачи материала в рабочие органы (без вращения) применяют более простые клещевые устройства без привода захватного элемента (рис. 18 в).

При автоматизации загрузки непрерывных материалов широчайшее распространение находят шариковые подающие устройства (рис. 18 г).

2) Устройства для загрузки дискретных деталей. Обобщенная схема такого

устройства показана на рис. 19. Устройство загрузки дискретных заготовок включа-

24

ет в себя бункерно-ориентирующее устройство 1, передающие устройства 2 и 4, ориентирующее устройство 3, магазин-накопитель 5 и автооператор 7.

Рис. 19. Схема обобщенного загрузочного устройства

В бункерно-ориентирующее устройство детали загружают навалом или внакат, т.е. укладывают плотно в определенном порядке, и они приобретают первичную пространственную ориентацию. Детали, получившие первичную ориентацию, из бункерного устройства направляются передающим устройством 2 к устройству вторичной ориентации 3. Передающее устройство часто выполняет функцию накопителя.

Ориентированные детали передающим устройством 4 направляются в накопитель 5. Здесь производится второй вид ориентации – ориентация во времени, т.е. согласование подачи детали с циклом работы машины. Для этой цели устанавливают различного рода отсекатели, например, шиберным устройством 9 деталь выводится в заданное положение 8, откуда она может быть взята автооператором 7 и установлена в рабочую позицию машины 6.

Бункерно-ориентирующие устройства

Схемы устройств с возвратно-поступательным движением захватного органа
(шибера) показаны на рис. 20. Угол наклона шибера принимается:				0, если де-
тали катятся, и	≥ 200, если детали скользят по наклонной	поверхности шибера.
			≤ 20

Рис. 20. Схема вариантов бункерных устройств

25

где	n – частота движения		П = ∙ ∙ ∙ (				0	) ∙ д	(12)
			шибера;					,
	Производительностьтаких устройствбудет определяться по следующей формуле:
щий от( 0) = 0,5 … 0,7		длина рабочей поверхности ножа;
	= (7 … 10) ∙ д –– коэффициент вероятности захвата деталей шибером, завися-
	конфигурации детали;
	z – количество ножей в бункере;
	lд – длина детали.
	Частота движения шибера для рассматриваемой конструкции определяется по
формуле:			=	∙cos∙
						,			(13)

гдеa – коэффициент, зависящий от углаa,который определяется изграфика (рис.21).

Кбункерно-ориентирующим устройствам с вращательным движением относитс

ябольшое количество устройств различных конструктивных исполнений: крючковые, карманчиковые, трубчатые, фрикционные и т.д.

Рис. 21. График зависимости коэффициента a от угла наклона сектора (в крайнем верхнем положении)

где n – частота вращения пазовогоП = ∙ ∙ ( 0)
Производительность карманчикового бункера находят по формуле:
	,	(14)
( 0) = 0,4 … 0,6	диска;
z – число пазов (карманов) в диске;
	– коэффициент вероятности захвата детали.
Трубчатые бункерно-ориентирующие устройства (рис.		) проектируют для ав-

томатической загрузки простейших по конфигурации деталей, сумма баллов которых не превышает 8. Это шарики, ролики, кольца, пальцы с симметричными концами.

Нормальная работа бункера обеспечивается наличием ворошителя деталей;

угол конуса трубки делают в пределах 40-450, а угол наклона днища 45-600. Произ-
П = 60∙2∙ дэ ,	(15)
водительность устройства определяют по	формуле:

26

где kз – коэффициент заполнения.

При проектировании устройств рассматриваемого типа закладывают такую

производительность ПСР, которая превышала бы цикловую производительность ПЦ
	п – коэффициент	ПСР = 1− п д	п
оборудования, т.е.		ПСР ,
где k			(16)
		нестабильности работы загрузочного устройства, k =0,2…0,3.
Для удовлетворения требований производительности вибрационное загрузоч-

ное устройство должно обеспечивать соответствующую скорость движения деталей

где lД – размер детали в

д = 60∙ з

д

по лотку, определяемую из выраженияП:СР

, мм/сек

(17)

направлении движения, мм;

kЗ – коэффициент заполнения лотка бункера деталями, движущимися в требуе-

мом ориентированном направлении.

( 0) ≈

2

–

З = ( 0) ∙ П

Коэффициент заполнения определяется по формуле

,

(18)

где

коэффициент вероятности захвата детали;

1+

д

k – коэффициент, характеризующий конструктивную особенность бункерного

устройства: 1 – для пассивного ориентирования симметричных деталей; 0,5 – для

пассивного ориентирования несимметричных деталей;
d – базовый размер детали.	= д+
где s – среднее значение зазора			,	(19)
		д
сП – коэффициент плотности плотности потока деталей:
	междуП	движущимися деталями, которое определяет-

ся экспериментально.

Выполнение работы:

1.Для выполнения работы необходимо рассчитать производительность бункре- но-ориентирующего устройства для детали, выбранной в лабораторной работе №1.

2.Исходные данные для выполнения работы брать для своего варианта из таблицы №4.

27