4. Механизмы для загрузки штучных заготовок

4.1 Классификация механизмов

В автомобилестроении значительное число деталей изготовляют из штучных заготовок. В качестве исходной заготовки используют листы, полосы, предварительно вырубленные фасонные заготовки, которые подаются к прессам в таре или пачками. Некоторые мелкие детали, штамповка которых ведется в несколько операций, также требуют поштучной ориентированной укладки в штамп.

Подача заготовок в рабочую зону пресса включает следующие этапы: отделение одной заготовки от общей массы или стопы; предварительную ориентацию; перемещение ее в зону обработки; окончательную ориентацию и укладку заготовки в штамп; удаление детали из штампа. Таким образом, особенностью автоматизированного процесса штамповки из штучных заготовок является необходимость непрерывной ориентации заготовок и периодической подачи их в зону обработки. Кроме того, при автоматизации подачи штучных заготовок решается ряд вспомогательных задач: разделение листов в стопе, контроль подачи сдвоенных заготовок, нанесение технологического смазочного материала.

Анализ состояния современного листоштамповочного производства показывает, что во многих случаях производительность прессового оборудования лимитируется не скоростью деформирования, а длительностью операций транспортировки, загрузки и разгрузки, которые определяются степенью автоматизации и степенью совершенства конструкции загрузочно-разгрузочных устройств.

В группу механизмов для загрузки штучных заготовок входит большое число разнообразных механизмов и устройств, различающихся характером перемещаемых заготовок, способом их транспортировки в другими конструктивно-технологическими признаками. Эти механизмы можно разделить на следующие подгруппы: питатели; загрузчики листовых заготовок; полосоподаватели; автооператоры; роботы штамповочные.

Питатели используют, как правило, для подачи мелких и средних заготовок из зоны загрузки в рабочую зону при их однопозиционной штамповке на прессах. Загрузчики предназначены для загрузки тонколистовых за- готовок в штамп первой операции в линиях штамповки средних и крупных деталей, а также для листов в захваты грейферных механизмов прессов-автоматов и линий для многопозиционной штамповки.

Полосоподаватели применяют для подачи исходного материала в штамп или ножницы с определенным шагом, когда из полосы (или листа) изготовляется несколько деталей (заготовок) последовательно. Иногда полосоподаватели используют и для поштучной цикловой подачи тяжелых листов и полос большой толщины.

Автооператоры используют в основном в поточных линиях штамповки крупных и средних деталей. С их помощью осуществляют загрузку штучных заготовок или деталей фасонной формы в штампы, удаление отштампованных деталей без нарушения их пространственной ориентации и иногда для межоперационного перемещения деталей по линии.

Штамповочные роботы — механизмы, у которых исполнительный орган (схват) имеет сложное периодическое движение в нескольких плоскостях, а заготовки перемещаются по ломаной или плавной криволинейной траектории. Штамповочные роботы могут выполнять не только загрузочно-транспортные операции, но и укладывать детали в определенном порядке, навешивать их на подвесной конвейер, изменять пространственное положение деталей по задаваемой программе. Переналадка штамповочного робота не требует больших затрат времени и заключается в замене захватных органов или изменении шага подачи детали. Роботы управляются электронной схемой с программным управлением.

4.2 Питатели

Питатели — это механизмы для подачи штучных заготовок или деталей непосредственно на рабочую позицию технологической машины в ориентированном положении в соответствии с циклограммой работы машины. Питатель может иметь привод от вала пресса или верхней части штампа либо индивидуальный. Цикл работы питателя состоит из захвата заготовки, подачи ее в рабочую зону и холостого хода возврата захватного органа в исходное положение. В зависимости от вида обрабатываемых деталей и типа питателя производится также предварительная ориентация заготовок, отделение штучной заготовки от общей массы или стопы, ее подъем (после захвата) и укладка в штамп. В автомобильной промышленности наибольшее распространение получили шиберные, револьверные питатели, механические руки и автоматические бункерные загрузочно-ориентирующие устройства (АБЗОУ). Последние чаще применяют для заготовок,

Схемы подачи заготовок шиберным питателем

а — поштучно; б — дорожкой; в — каскадом; 1 — позиция загрузки; 2 -- рабочая позиция; З — заготовка; 4 — шибер

Рис. 4.1

изготовляемых холодной объемной штамповкой, при сборочных операциях, а также в случаях, когда невозможно получить деталь в окончательном виде непосредственно из исходного материала, Например, штамповкой в совмещенном или последовательном штампе, многопозиционной штамповкой с использованием грейферных механизмов и т. п.

Шиберные питатели используют для поштучной выдачи из магазина в зону обработки плоских листовых заготовок. Иногда применяют шиберные питатели для объемных заготовок цилиндрической или прямоугольной формы при их высоте до 100 мм. Характерной особенностью механизма является то, что заготовки извлекаются из нижней части стопы. Основные параметры шиберных питателей регламентированы ГОСТ 15824—81. Обычно шиберные питатели применяют для заготовок толщиной 0,5 мм и размерами в плане до диаметра 250 мм.

Шибер подает заготовки в рабочую зону при своем возвратно-поступательном движении (рис. 4.1) за один ход, равный пути перемещения заготовки из магазина до рабочей позиции, либо последовательными ходами, когда одна заготовка перемещается следующей за ней заготовкой (подача дорожкой), либо со смещением заготовки в вертикальной плоскости (подача каскадом).Надежность работы шиберных питателей зависит от качества исходной заготовки. Заготовки с заусенцами могут сцепляться между собой, затрудняя разделение их шибером. Большие отклонения о плоскостности также затрудняют работу шибера, так как возможно заклинивание таких заготовок в магазине либо выдача одновременно двух заготовок (в случае расширения отсекающей щели); неплоские заготовки при подаче их дорожкой могут налезать одна на другую.

Привод шиберного питателя выполняют механическим (от вала пресса или от верхней части штампа). Индивидуальный привод чаще всего выполняют от пневмоцилиндра. Пневматический привод имеет следующие преимущества перед механическим: величина хода шибера не зависит от величины хода пресса, благодаря чему место загрузки заготовок может быть удалено от рабочей зоны штампа на безопасное расстояние (подача поштучно); более плавное перемещение заготовок и возможность торможения в конце хода обеспечивают точное позиционирование заготовок.

В то же время при механическом приводе допускаются более высокие скорости перемещения заготовок и не требуются системы управления и синхронизации работы питателя и пресса. Исходя из отмеченных особенностей привода шиберного питателя, можно рекомендовать механический привод для шиберов, встраиваемых в штамп, а пневмопривод — для универсальных питателей, Являющихся принадлежностью пресса.

На рис. 4.2 показана конструкция универсального шиберного питателя с пневмоприводом. Сменный шибер (соответствующий форме подаваемых заготовок) крепится к ползушке 2, получающей движение от пневмоцилиндра 7 через шарнирную тягу З. Ход шибера регулируется винтом 5, посредством которого раздвигают составной поршень 6. Ползушка 2 перемещается возвратно-поступательно в направляющих планках 4.

Работа шиберного питателя синхронизируется с работой пресса схемой электроуправления с помощью датчиков конечного положения. Исходные заготовки (карточки) укладываются в магазин 1, который имеет стенки, регулируемые по ширине и в горизонтальном направлении.

При проектировании шиберных питателей важно выбрать такой закон движения шибера, при котором была бы обеспечена наибольшая скорость подачи заготовок в рабочую позицию (штамп) с сохранением заданной точности фиксавии (позиционирования). В начале движения шибера, до момента соприкосновения с заготовкой, скорость его должна быть минимальной. Затем она плавно и интенсивно нарастает до наибольшего оптимального значения. далее происходит равномерное движение с этой скоростью шибера с заготовкой. На завершающем этапе происходит выбег шибера с замедлением, обеспечивающим точное позиционирование заготовки в конце хода в штампе. В период выбега шибера заготовка перемещается равнозамедленно под действием сил инерции и сил сопротивления (трения) с начальной скоростью, равной максимальной скорости шибера. Поэтому заготовка может оторваться от шибера, что приведет к неправильной фиксации ее на рабочей позиции. Во избежание этого шибер должен двигаться в период выбега с замедлением, меньшим, чем замедление заготовки, и длина пути выбега шибера должна быть не менее пути торможения заготовки.