Материал: Курсовое проектирование по автоматизации, робототехнике и ГПС кузнечно-штамповочного производства. Антонов С.И., Бойко А.Ю

С.И. Антонов А.Ю. Бойко А.М. Гольцев А.Т. Крук

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПО АВТОМАТИЗАЦИИ, РОБОТОТЕХНИКЕ И ГПС КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие

В оронеж 2012

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»

С.И. Антонов А.Ю. Бойко А.М. Гольцев А.Т. Крук

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПО АВТОМАТИЗАЦИИ,РОБОТОТЕХНИКЕ

И ГПС КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2012

УДК 62I.73 (07)

Курсовое проектирование по автоматизации, робототехнике и ГПС кузнечно-штамповочного произ-водства: учеб. пособие/ С.И. Антонов, А.Ю. Бойко, А.М. Гольцев, А.Т. Крук. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. 217. с.

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями программы изучения дисциплины «Автоматизация, робототехника и ГПС кузнечно-штамповочного производства». В нем изложены требования, предъявляемые к содержанию и объему курсовых проектов, изложены рекомендации по их выполнению, порядок подготовки и защиты, приведен список литературы, государственных стандартов и нормалей для их использования при курсовом проектировании.

Издание соответствует требованиям Государственного общеобразовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению «конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительного производства», специальности 150201 «обработка металлов давлением».

Пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MSWORD и содержится в файле КП АРГПС.docx.

Табл 29. Ил. 106. Библиогр.: 11 назв.

Научный редактор профессор В.М. Пачевский

Рецензенты: кафедра теоретической и прикладной механики Воронежского филиала МИИТ (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.С. Семеноженков);

д-р техн. наук, проф. А.Н. Осинцев

© Антонов С.И., Бойко А.Ю.,

Гольцев А.М., Крук А.Т., 2012

© Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный

т ехнический университет», 2012

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение, и в частности, прессостроение н металлообработка, являются основой народного хозяйства. Листовая штамповка, ковка и объемная штамповка широко используются в авто-, тракторо- и самолетостроении, радиотехнической промышленности, приборостроении, при изготовлении предметов домашнего обихода и т. д.

Технический уровень кузнечно-штамповочных машин, уровень их механизации и автоматизации, совершенствование форм организации технологических процессов штамповки во многом определяют промышленный потенциал государства. Дипломное проектирование позволяет студенту более углубленно изучить и применить в конструкторской практике теоретические основы автоматизации производственных процессов - одного из главных средств интенсификации производства, усвоить основные методов расчета и проектирования средств автоматизации, роботизированных технологических систем и гибких производственных модулей штамповки, позволяющих повысить производительность и гибкость оборудования, культуру производства и качество изготовления изделий.

1. СОСТАВ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ЛИСТОШТАМПОВОЧНЫХ ПРЕССОВ И АВТОМАТОВ

Современные листоштамповочные прессы и автоматы имеют 1000 и более ходов ползуна в минуту. Поэтому время, затрачиваемое на вспомогательные операции (загрузку заготовок, транспортировку полуфабрикатов между пе­реходами, удаление и укладку деталей), оказывает решающее влияние на производительность машин.

Основное средство увеличения производительности — автоматизация процесса и достигаемое при этом наилучшее использование наибольшей частоты ходов пресса.

В зависимости от размеров и формы изделий, серийности производства и других факторов автоматизация технологического процесса штамповки решается созданием полуавтоматов или автоматов.

Полуавтоматы облегчают труд рабочего. Однако при работе на полуавтомате рабочий сам производит загрузку заготовки, а иногда и снимает готовые детали. Подача заготовок и удаление детали из зоны штампа производятся механизмами машины. Использование полуавтоматов существенно увеличивает производительность и создает условия безопасности работы, так как рабочие выполняют вспомогательные операции вне зоны штампа.

Механизация загрузки заготовок и съема деталей превращает пресс-полуавтомат в автомат. Заготовки загружаются рабочим через относительно длительные промежутки времени.

Переход от полуавтоматов к автоматам возможен при условии постоянства размеров формы и материала заготовок и получения удовлетворительной стойкости инструмента, позволяющей длительное время штамповать детали с заданными допускаемыми отклонениями по качеству и размерам.

Рабочий, обслуживающий автомат, при повышенной быстроходности современного листоштамповочного оборудования не всегда в состоянии проследить за процессом работы машины. Поэтому для контроля наличия материала, проверки правильности расположения заготовки, точности подачи материала в прессы-автоматы встраиваются специальные устройства, которые при нарушении нормальной работы останавливают машину, выключая ее привод.

Обязанности рабочего сводятся к устранению неполадок. Это позволяет во многих случаях одному рабочему обслужить группу прессов-автоматов.

Применение прессов-автоматов обеспечивает высокий уровень безопасности работы.

Для увеличения производительности листоштамповочного оборудования необходимо также создавать специализированные машины, параметры и конструкция которых в наибольшей степени учитывают особенности технологического процесса, формы и размеры детали.

Различают универсальные, специализированные и специальные листоштамповочные прессы-полуавтоматы и автоматы.

По конструкции станины прессы-автоматы бывают вертикальные, горизонтальные, наклонные и наклоняемые.

Прессы-автоматы изготовляют с верхним и нижним приводом.

Для работы на автоматах используют штучные заготовки, полосовой, листовой и ленточный материалы.

Прессы-полуавтоматы и автоматы с верхним приводом относятся к наиболее распространенному типу листоштамповочного оборудования. Эти полуавтоматы и автоматы можно разделить на две группы.

К первой группе относятся практически любые универсальные листоштамповочные прессы с верхним приводом, оснащенные средствами механизации и автоматизации. Это могут быть открытые или закрытые прессы, простого или двойного действия, одно-, двух- или четырехкривошипные. Оснащение таких прессов средствами механизации и автоматизации обеспечивает наиболее полное использование их производительности.

Ко второй группе относятся специализированные листоштамповочные прессы-автоматы, созданные с учетом специфических особенностей автоматической работы и имеющие, как правило, увеличенную частоту ходов.

Однокривошипные открытые прессы простого действия, оснащенные шиберными, револьверными, грейферными подачами, шаговыми транспортерами, механическими руками для подачи штучных заготовок, превращаются в полуавтоматы. При установке соответствующих загрузочных устройств (магазинных или бункерных) полуавтоматы становятся автоматами. Все эти устройства предназначены для транспортировки штучных заготовок от места загрузки на рабочую позицию прессов.

Шиберная подача (табл. 1) монтируется на отдельной стойке, устанавливаемой рядом с прессом. Привод подающего устройства осуществляется от пневмоцилиндра.

Скорость рабочего хода пневмоцилиндра регулируется дросселем. Конструкция шибера зависит от размеров и формы штампуемого конкретного изделия, в связи с чем шибер выполнен быстросменным. Положение шибера и его ход регулируются бесступенчато.

Подача оснащается магазином, который выполнен с регулируемым расстоянием между стенками, для того чтобы его можно было использовать для заготовок различных размеров в определенном диапазоне.

Таблица 1

Основные параметры шиберных подач

Револьверные подачи выполняют с приводом от пресса или с индивидуальным приводом.

Централизованно выпускаемые револьверные подачи (табл. 2) имеют индивидуальный пневмопривод. В отличие от конструкций с приводом от пресса револьверные подачи с индивидуальным приводом могут устанавливаться на быстроходных прессах.

Таблица 2

Основные параметры револьверных подач

Револьверный стол выполнен в виде храпового механизма, ведущим звеном которого является подающая «собачка» укрепленная на ползушке, а ведомым — револьверный диск с пазами. Точность установки револьверного диска фиксируют специальные устройства (две «собачки» и тормоз постоянного действия).

Прямолинейное возвратно-поступательное движение ползушка получает от пневмоцилиндра с пневматическими амортизационными подушками и встроенной рычажной системой, воздействующей на пневматические и элек­трические переклюатели в конце хода.

Для проталкивания готовых изделий на позиции выгрузки имеется механический выталкиватель. Подача модели РП9А предназначена для установки на прессе усилием 630 кН (модели К2128), подача модели РП11А на прессе уси­лием 1 МН (модели К2130).

Грейферные подачи (табл. 3) чаще всего применяют для передачи ориентированном положении штучных заготовок при многопозиционной штамповке.

Таблица 3

Основные параметры грейферных устройств

Подачей оснащается один пресс или связываются в автоматические линии несколько прессов. ГОСТ 15989—70 предусматривается изготовление грейферных устройств двух типов, приставных и стационарных, имеющих ин­дивидуальный привод или привод от вала пресса.

Механические руки используют для подачи заготовок сложной конфигурации, когда невозможно перемещать их в одной плоскости, а также для плоских заготовок толщиной меньше 0,2—0,3 мм.

ГОСТ 16558—71 предусмотрен выпуск механических рук для подачи листовых заготовок в рабочую зону однокривошипных открытых прессов простого действия. Предусматривается изготовление механических рук двух ти­пов: с приводом от пресса и с индивидуальным приводом. Руки каждого типа намечено изготовлять в трех исполнениях: с механическим, электромагнитным и вакуумным захватом.

Механические руки I типоразмера (табл. 4) предназначены для прессов усилием от 100 до 400 кН, II — от 400 до 1000 кН, III — от 1 до 2,5 МН.

Таблица 4

Основные параметры механических рук