5. Лабораторная работа №5 исследование кинематики и програмного устройства холодновысадочного автомата

5.1. Назначение, устройство, принцип действия, параметры

Холодновысадочные автоматы предназначаются для изготовления винтов, болтов, заклёпок, гаек, шариков, роликов, других видов крепёжных и машиностроительных деталей.

По числу позиций, на которых ведётся обработка заготовки, они подразделяются на однопозиционные и многопозиционные. Каждая позиция определяется соответствующей высадочной матрицей.

Для облегчения удаления изделий матрицы могут быть разъёмными и цельными (неразъёмными). Однопозиционные автоматы снабжаются одним или несколькими пуансонами, которые поочерёдно осуществляют деформацию помещённую в матрицу заготовки.

Обычно число пуансонов в однопозиционных автоматах ограничивается двумя. Такие автоматы называются двух ударными. Исследуемый автомат называется по изложенной выше классификации ‘‘Автомат холодновысадочный однопозиционный двухударный с цельной матрицей’’.

Максимальный размер стержневых деталей, на изготовление которых он расчитан, составляет: диаметр стержня 6мм, длина стержня изделия 60 мм. Програмное устройство автомата – кулачковый вал.

Автомат состоит из следующих основных узлов: станины, привода с маховиком, муфты – тормоза, ползуна с уравновешевателями, програмного устройства (кулачкового вала), пуансонной головки с приводом, механизмов реза и переноса, выталкивателя, коробки подачи проволоки, воздухопровода, маслопровода.

Таблица 5.1

Техническая характеристика автомата

Наименование параметра	Размерность	Величина
Диаметр стержня изделия (наибольший) Длина стержня изделия (наибольшая) (наименьшая) Длина заготовки (наибольшая) Число ходов ползуна (регулируемое) Мощность электродвигателя Габариты на плане Высота над уровнем пола Масса	мм мм мм мм ход/мин кВт мм мм кг	6 50 10 45 350..500 8 2500*1000 1200 3100

Станина состоит из двух частей: силовой части и рамы с поддоном , выполненных из чугунного литья. Силовая часть станины и рама стянуты болтами. На станине смонтированы исполнительные механизмы автомата. Все исполнительные механизмы и силовая часть станины закрепляются легкосъёмными кожухами.

Привод пуансонной головки выполнен в виде двух четырёхзвенных механизмов.

Привод механизма выталкивателя выполнен с кинематическим замыканием на прямом и обратном кулачках, что освобождает от применения пружины, прижимающий ролик к кулачку, и улучшает надёжность работы автомата. Регулировка и крепление ножа вынесены на верхнюю плоскость станины. Регулировка высадочных пуансонов выполнена раздельно по двум координатам: горизонтальной и вертикальной.

Привод автомата осуществляется от электродвигателя постоянного тока (см. кинематическую схему на плакате) с регулированием, обеспечивающим изменение числа ходов ползуна от 350-500 в минуту. Через клиноремённую передачу вращение от электродвигателя передаётся маховику, установленному консолью на шарикоподшипниках на разгрузочной втулке, закреплённой жёстко к станине.

Маховик передаёт вращение через муфту коленчатому валу, установленному на роликовых подшипниках, вмонтированных в станину, и разгрузочную втулку. На коленчатом валу укреплена шестерня привода поперечного вала, связанного с программным устройством – продольным кулачковым валом, на коленчатом валу укреплены также эксцентрики уравновешивателя кривашипно-шатунного механизма (на схеме не показаны). Уравновешиватель включает также шатуны и уравновешивающие грузы, совершающие качательное движение на оси.

Коленчатый вал приводит в движение шатун и ползун, перемещающийся в бронзовых направляющих.

В ползуне крепятся пуансоны. Расстояние между пуансонами и матрицей регулируется клином, который после регулировке фиксируется винтом и гайкой. Пуансоны укреплены в передней части ползуна в пуансонной головке, которая совершает качательное движение под действием четырёхзвенных механизмов и зубчатой (секторной) передачи.

При совершении ползуном рабочего хода ползунная головка фиксируется специальным фиксатором. Передаточное отношение между коленчатым валом и продольным кулачковым валом составляет 2:1 (за два оборота первего второй совершает один оборот). На кулачковом валу закреплены кулаки механизмов привода пуансонной головки пуансона и реза. На конце продольного кулачкового вала укруплена коническая шестерня, входящая в зацепление с другой конической шестернью, посаженной на конец поперечного вала, являющегося приводом механизма выталкивателя. Вал используется для передачи вращения механизму подачи проволови.

Работа автомата протекает в соответствии с технологической последовательностью изготовления изделий из калиброванной проволоки в бунтах. Подающими роликами механизма подачи проволоки перемещается через отверстие отрезной матрицы и ножа механизма реза до упора.

После этого осуществляется рез и перемещение отрезной заготовки в положение высадки. Заготовительным пуансоном (пуансоном первого удара) осуществляется заталкивание заготовки в высадочную матрицу, высадка конусной головке на заготовке и редуцирование стержня изделия.

После частичного заталкиввания заготовки в матрицу механизма переноса возвращается в исходное положение. При втором ходе ползуна на ось высадки подаётся отделочный пуансон (пуансон второго удара) и осуществляется окончательное формообразование (высадка) цилиндрической головки изделия.

После отхода пуансона от матрицы производится удаление изделия из матрицы с помощью механизма выталкивателя. Отштампованные изделия подают на лоток (наклонную плоскость) и направляется в тару.

5.2. Целью работы является изучение консткуктивных особенностей автомата и его програмного устройства, исследование кинематических взаимодействия элементов и уяснение построения цикловой диаграммы.

5.3. Условие и последовательность выполнения работы

Работа производится группой студентов в количестве 3-4 человек. Студентам выдаётся необходимый слесарный и мерительный инструмент.

Порядок выполнения работы

Студенты знакомятся с конструкцией автомата отдельных его узлов и програмного устройства, определяются параметры: номинальное усилие на ползуне, ход ползуна, число ходов ползуна в минуту при заданной наладке. Номинальное усилие определяется по формуле и приводится к значению, соответствующиму ряду номинальных усилий 100; 160; 200; 250; 350; 400; 500 кН. Известно, что предельная величина цилиндрической головки, которую можно высадить на автомате из стали 45Х, сооветствует размерам рис. 5.1.

Для расчёта следует использовать формулу:

P_НОМ = _Т Z_Ф  ( 1 + ) F ,

где: _Т – предел текучести стали в конце высадки, определяется по кривым упрочнения [3, с. 61];

Z_Ф – коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений, обусловленную формой изделия. Для рассматриваемого случая Z_Ф  1,1;

 – коэффициент, учитывающий влияние механической схемы деформации. Для рассматриваемого случая   2,0;

 – коэффициент трения инструмента по материалу заготовки   0,15;

F – площадь проекции высаженной головки на плоскости, перпендикулярно оси высадки.

Затем составляем схему автомата и изучаем его программное устройство. Рассматривая кинематические взаимодействия элементов и узлов автомата в режиме ''медленный ход''.

После этого рассматриваем взаимодействие элементов и узлов автомата, в процессе проворота маховика рычагом вручную. Предварительно на маховике делают отметки мелом в градусах от 0 до 360 через 10-15 градусов. По результатам исследования строится цикловая диаграмма автомата в соответствии с табл. 5.2. В заключении пройзводится васадка деталий на автоматических ходах.

По окончании исследования составляется отчёт, в котором даётся схема автомата и его програмного устройства, краткое описание принципа его работы отмечаются особенности его програмного устройства, представляются в виде таблиц рассчитанные и замеренные параметры автомата, сам расчёт циклограмма работы автомата. Отчёт заканчивается выводами.

Рис. 5.1.

Литература: [3].

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

При работе автомата на автоматических ходах запрещается производить какие-либо настройки или исследование его работы. При определении цикловой диаграммы автомата с помощью проворота маховика вручную рычагом, автомат должен быть обесточен.

Таблица 5.2

Цикловая диаграмма

Наименование механизма	Углы поворота коленвала
	0	180	360	540	720
Высадочный ползун Пуансонная головка Механизм реза Механизм подачи Выталкиватель Фиксатор

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Действие каких механизмов программируется программным устройством холодновысадочного автомата? К какому типу это программное устройство относится?

2. Достоинство двигателя постоянного тока, применяемого в главном приводе автомата.

3. Что представляет собой цикловая диаграмма автомата и каково его назначение?

4. Как определить номинальное усилие автомата по типовой штампуемой детали?