Типизация технологических процессов

Наиболее экономичными являются линии, рассчитанные на производство нескольких близких в технологическом отношении поковок. Важно обеспечить подбор объектов изготовления, имеющих общность технологического маршрута (поковки круглые в плане, с удлиненной осью, с несколькими плоскостями разъема и т.д.) с характерными особенностями деформируемости металлов (пластичность, температурный интервал, оптимальная форма силового воздействия, скоростного, масштабного и весового факторов и т. д.), с общими требованиями к качеству и точности поковок. Решение данного вопроса необходимо совмещать с расчетом экономичности вариантов в зависимости от программы производства.

Поточность процесса штамповки.

Под поточностью подразумевается последовательность операций штамповки на каждом отдельно взятом агрегате и для всего технологического процесса на линии в целом. Это требование обусловлено необходимостью упрощения кинематики автоматизирующих устройств для передачи заготовки из ручья в ручей, а, следовательно, и повышением надежности манипуляторов, роботов, грейферных и других типов подач.

Гарантированность нахождения поковки только в верхней или нижней части инструментов.

Выполнение этого требования связано с особенностями инструмента, работой выталкивателей машины, захватов и средств автоматизации. Гарантированность предусматривает обеспечение заданной ориентации поковки после процесса формоизменения. Для поковок, несимметричных в плане, требование сохранения заданной ориентации относится и к процессу транспортировки между переходами.

Оптимизация технологического процесса.

Это - один из наиболее важных вопросов технология автоматизированных процессов. При проектировании технологии штамповки детали в автоматизированном производстве степень формоизменения металла в каждом ручье снижают за счет увеличения числа ручьев. При этом производительность процесса не снижается, а уменьшается время контакта металла с инструментом, повышается надежность формоизменений на каждой операции. Это требование находится в тесном взаимодействии с выбором параметров оборудования, в частности с величиной штампового пространства.

Требования к штамповой оснастке.

Эти требования исходят в основном из требований к технологическому процессу, а также из условий применения автоматизирующих устройств:

- уровень расположения ручьев должен быть постоянным;

- расстояние между осями ручьев при многоуровневой штамповке поковок с использованием различного рода перекладчиков должны быть равными между собой или кратны друг другу.

Необходимо применять фиксаторы, упоры, блокировочные устройства, карманы под захватный орган и другие конструктивные элементы, повышающие надежность совместной работы со средствами автоматизации. Вопросы загрузки заготовки в 1-ый ручей, а также удаления готовой поковки и отходов штамповки следует решать в комплексе с этими требованиями.

Выбор штамповочного оборудования.

Надежность работы линии во многом определяется надежностью технологического оборудования. Выбор надо производить по усилию и мощности привода, т.к. машины предназначены для интенсивной работы в составе автоматизированной линии. Должна быть предусмотрена возможность быстрой компенсации износа различных частей и саморегулирование.

Необходимо оценивать: максимально возможный для данного привода уровень усилий деформирования; соответствие технологического нагружения машины прочностным возможностям базовых деталей; выравнивание загрузки главного привода машин, приспособленность привода машины к регулированию по уровню максимальных усилий и энергии.

Кроме того, простота кинематических и силовых цепей нагружения машины, упрощение конструктивного исполнения и повышения технологичности базовых узлов и деталей; гарантированность предохранения от перегрузки привода и основных узлов машины.

Приспособленность машины к автоматизации и механизации позволяет оценить машины с позиции устойчивой и производительной работы их в автоматическом и полуавтоматическом режиме совместно со средствами автоматизации.

Возможны 3 основные типа циклов автоматической работы кузнечно-штамповочных линий: последовательный, совмещенный и комбинированный.

Последовательный цикл характеризуется тем, что работа средств автоматизации происходит в момент остановки рабочих частей основного оборудования, которое при последовательном цикле работает в режиме единичных ходов.

Продолжительность цикла складывается из времени непосредственно работы самой машины, времени включения средств автоматизации, времени работы средств автоматизации и времени срабатывания системы КПО. Очевидность, что при такой организации цикла произ­водительность линии лимитирована и ее повышение возможно лишь путем сокращения каждой составляющей цикла. Данный способ организации работы нашел применение на паровоздушных молотах, бесшаботных штамповочных молотах, винтовых прессах, а также на КГШП, при штамповке тяжелых и сложных поковок, когда необходимо обеспечить сложное перемещение заготовок средствами автоматизации, а также в случае компоновки линии из универсального оборудования без модернизация последнего и невозможности синхронизации оборудования линии по числу ходов.

Совмещенный цикл характеризуется тем, что в нем машина работает в автоматическом режиме, без остановок, а работа средств автоматизации происходит во время хода приближения и холостого хода вверх, т. е. совмещения с рабочим циклом машины. Недостаток этого способа - невозможность его использования на универсальном оборудовании без значительной модернизации. Основным преимуществом является высокая производительность и облегчение работы системы включения. Наибольшее применение этот способ напел в ГША.

Комбинированный цикл - характеризуется тем, что работа средств автоматизации и основного оборудования происходит последовательно, однако, часть движений средств автоматизации совмещена во времени с движением рабочего органа машины. При этом исключаются временные потери на срабатывание систем управления. Производительность при комбинированном цикле выше, что предопределило его преимущественное применение в автоматических и автоматизированных линиях горячей штамповки.

Автоматизация технологических процессов непосредственно на основном оборудовании.

Наибольшие успехи в автоматизации передачи поковки из ручья в ручей достигнуты для КГШП. Для тяжелых поковок применяют роботы и манипуляторы. Режим передвижения манипулятора осуществляется и контролируется электронным программным управлением, входящим в состав системы программного управления процессом. Грузоподъемность – 250 кг, продольный ход – 2000 мм.

Для поковок средних размеров наибольшее распространение получили манипуляторы типа «шагающих балок» или грейферные подачи. Для небольших поковок привод подачи производится непосредственно от главного вала пресса, а для деталей больших размеров от индивидуального привода.

Грейферные подачи могут иметь плоскую или пространственную траектории перемещения захватных органов. Несмотря на относительную простоту исполнения грейферных подач с плоской траекторией, наибольшее распространение получили подачи с пространственной траекторией, которые обеспечивают движение зажима, подъем и перенос поковки между штамповочными ручьями.

При автоматизации горячей штамповки поковок типа клапанов получили распространение перекладчики клещевого типа, которые имеют 2 основных механизма: механизм зажима заготовок и полуфабрикатов и механизм их переноса.

Для поковок малой массы нашли применение роторные перекладчики.