книги из ГПНТБ / Скиженок В.Ф. Автоматизация и механизация протяжных работ

вочные элементы; б) жесткие упоры для восприятия сил протя­ гивания, стремящихся сдвинуть заготовку вдоль оси; в) фикса­ торы как в виде неподвижных упоров, так и выдвижных подпру­ жиненных пальцев, и т. д.

В зависимости же от того, какие поверхности заготовки про­ тягивают на данной операции, компоновка всех указанных ос­ новных элементов может быть различной. Для первой, третьей и пятой комбинаций призмы на корпусе приспособления распо­ лагаются обычно перпендикулярно плоскости рабочей каретки

О

гателя

станка, а для второй, четвертой и шестой — призмы располага­ ются параллельно плоскости рабочей каретки. Соответственно меняются местоположения и других элементов приспособлений.

В зависимости от модели протяжного станка, на котором производится обработка данной заготовки, степени автоматиза­ ции, количества одновременно протягиваемых заготовок и их га­ баритных размеров приспособления для одних и тех же заго­ товок будут различными. Таким образом, очевидно, что даже при внедрении в производство максимального количества от­ дельных нормализованных деталей и целых узлов количество различных модификаций приспособлений будет достаточно ве­ лико.

Ко второй группе отнесены шатуны двигателей внутреннего сгорания. На предприятиях массового и крупносерийного произ­ водства шатуны подвергают целому ряду протяжных операций. На рис. 15 жирными линиями показаны протягиваемые поверх­ ности шатуна и его крышки. На различных предприятиях эти поверхности обрабатывают в самых различных сочетаниях. Так, по одной технологии производят одновременное протягивание только радиусной поверхности, по другой — радиусной и стыко­ вочной, по третьей — радиусной, стыковочной и боковых; по чет­ вертой — радиусной и боковых; по пятой — радиусной и пло­ щадок под головки болтов, и т. д.

Всего насчитывается до двадцати комбинаций протяжных операций. Если же учесть, что на различных заводах даже для протягивания одних и тех же поверхностей задают различные базовые поверхности, то и здесь становится очевидным, на сколько велико количество различных типов приспособлений для шатунов. Однако число различных типов приспособления можно

40

значительно уменьшить только за счет разработки и внедрения на различных предприятиях единого технологического процесса, хотя бы в пределах даже одной отрасли промышленности.

Ктретьей группе отнесены крышки шатунов и различных подшипников. В этой группе количество различных комбинаций протяжных операций не превышает пятнадцати.

Кчетвертой группе отнесены шатуны, отштампованные заод­ но целое с крышками и в том виде обрабатываемые на протяж­ ных станках вплоть до последней протяжной операции — разрез­ ки. Здесь количество комбинаций протяжных операций равно примерно двенадцати.

Кшестой группе отнесены вилки и фланцы карданных пере­ дач. В этой группе насчитывается всего семь комбинаций про­ тяжных операций.

Кседьмой группе (наиболее многочисленной) отнесены заго­

Другие же поверхности, протягиваемые в заготовках данной группы (зубья зубчатых колес, лыски и пазы на наружных по­ верхностях), относятся к значительно менее распространенным операциям, а поэтому в данную классификацию не включены.

К восьмой группе отнесены заготовки типа втулок, цилинд­ ров, блоков шестерен и т. п. с h^>d. В этой группе выделены, по аналогии с седьмой, лишь два вида протягиваемых поверх­ ностей: а) отверстия различных конфигураций; б) шпоночные пазы в цилиндрических отверстиях.

Как уже указывалось, на обработке заготовок, принадлежа­ щих перечисленным группам и операциям, занято большинство протяжных станков, находящихся в эксплуатации на предприя­ тиях страны. Исходя из этого в книге в основном приведены конструкции приспособлений и автоматов для заготовок имен­ но этих групп. Приспособлениям же для редко встречающихся заготовок или операций отведено меньшее место. Эти приспо­ собления приведены лишь для более полного ознакомления с многообразием и возможностями протяжных операций.

На рис. 16 показан нормализованный силовой механизм, разработанный на Горьковском автомобильном заводе. Меха­ низм является отдельным узлом самостоятельной сборки и со­ стоит из пневматического цилиндра, соединенного с клиноры­ чажным зажимным механизмом. Обладая некоторой универ-

41

■сальностью, механизм предназначен к встройке в приспособле­ ния для зажима различных заготовок.

Пневматический цилиндр 1 встроен в корпус 2 клипорычаж­ ного усилителя. Корпус имеет коробчатую форму и сварен из

.листовой стали. Конец штока 3 пневматического цилиндра че­ рез палец 4 шарнирно соединен с клином 5. Нижняя плоскость клина опирается на ролик 6, сидящий на оси 7 качалки 8. На­

ролик 18, опирающийся в рабочем положении на наклонную плоскость клина 5. Концы оси 17 заходят в фасонные пазы, выфрезерованные в корпусе. Пружина 19 обеспечивает контакт между роликом и клином.

На рис. 16 агрегат показан в рабочем положении, т. е. при зажатой заготовке. В это время внештоковая полость пневмо­ цилиндра находится под давлением, а штоковая — соединена с атмосферой.

Заготовка разжимается при переключении пневмокрана (на рисунке не показан, так как он не привязан к силовому меха­ низму непосредственно и его местоположение зависит в каждом

щим сжатый воздух. При этом шток 3 с клином 5 переместится вправо. Рычаг 13 опишет сложную траекторию, поворачиваясь сначала только вокруг оси 14 по часовой стрелке, а затем,

42

когда палец 20 упрется в стейку паза рычага, начнет еще и от­ ходить вправо, поворачиваясь также по часовой стрелке вокруг оси 16 вместе с вилкой 15. Таким образом, в конце отвода ле­ вый конец рычага окажется смещенным назад и вверх относи­ тельно рабочей позиции приспособления.

К достоинствам данной конструкции силового механизма следует отнести ее универсальность, к недостаткам же — отно­ сительную нежесткость зажимных элементов, особенно усугуб­ ляемую ие только введением роликов, но в большей степени конструкцией регулировки зажима по высоте. Этот недостаток можно исключить, а кстати и упростить конструкцию путем перенесения регулировочного органа непосредственно в левый конец рычага и обеспечения жесткой и неподвижной опоры для нижней плоскости клина.

На рис. 17 показан нормализованный самоустанавливающийся механизм зажима со встроенным пневматическим ци­ линдром.

Конструкция механизма разработана на Московском авто­ мобильном заводе им. Лихачева. Механизм выполнен как отдельный узел самостоятельной сборки. Применим он в тех случаях, когда заготовку, предварительно выставленную, сцен­ трированную и зажатую верхним прижимом, необходимо еще дополнительно зажать с боков для предотвращения бокового смещения ее в процессе протягивания.

Пневматический цилиндр 1 фланцем присоединен к корпусу механизма 2. На шток 3 полой хвостовой частью насажен внут­ ренний клин 4. В отверстие, находящееся в передней (левой) части штока, запрессован штифт 5, проходящий через продоль­ ную прорезь в хвостовой части клина 4 и входящий своими концами в отверстия втулки 7. На клин 4 насажен внешний клин 8, скользящий наружной цилиндрической поверхностью в расточке корпуса. Как с клином 4, так и с клином 8 ролика­ ми И соприкасаются плунжеры 9. Ролики 11 сидят на осях 10 в проушинах плунжеров. Во избежание проворота плунжеров во­ круг продольной оси установлены специальные шпонки 12. Плунжеры наружными концами упираются в регулировочные болты 15, ввернутые и законтренные в зажимных рычагах 13. Постоянный контакт плунжеров с клиньями обеспечивается пружинами 16.

Зажимные рычаги насажены на оси 14, закрепленные в про­ ушинах корпуса 2. Пружины 17 и 18 обеспечивают при отклю­ ченном от сети пневмоцилиндре перемещение клиньев 4 и 8 в

При этом оба движения совершаются независимо друг от дру­ га, что позволяет зажать заготовку равномерно с обеих сторон

43

как при некотором смещении наружного контура заготовки от­ носительно оси, так и заготовку несимметричного профиля.

На рис. 17 механизм показан в рабочем положении, т. е. при зажатой заготовке. Для разжима следует переключением пневмокрана соединить линию сжатого воздуха со штоковой плоскостью пневмоцилипдра. Шток 3 начнет перемещаться

вправо вместе со втулкой 7. После того как выберется зазор между буртом втулки и буртом клина 8, последний также нач­ нет перемещаться вправо. Одновременно с этим штифт 5 ста­ нет перемещать его также вправо. Таким образом, в движение вовлекутся все детали механизма, размещенные в расточке корпуса.

Пружины 16 в это время будут поворачивать рычаги 13 во­ круг осей 14, а регулировочные болты 15 перемещать плунжежеры 9, сохраняя постоянный контакт с клиньями.

Для зажатия заготовки переключением пневмокрана соеди­ няется с атмосферой штоковая полость пневмоцилиндра. При этом пружины 17 и 18 перемещают клинья до тех пор, пока рычаги не зажмут заготовку с обеих сторон.

Данный механизм обладает достаточной универсальностью, по требует смены рычагов 13 в соответствии с габаритами об­ рабатываемой заготовки. Особенно пригоден для зажима с бо­ ков тонкостенных заготовок, так как при данной конструкции исключается возможность деформации их при зажиме. К недо­ статкам механизма следует отнести некоторую его сложность.

На рис. 18 показано приспособление с пневматическим при­ водом и ручной загрузкой и выгрузкой обрабатываемых заго­ товок— вилок карданного вала автомобиля. Протягивают на­

44

ружные боковые плоскости ушков. Приспособление разработа­ но на Горьковском автомобильном заводе.

Корпус 1 приспособления — сварной конструкции. Пневма­ тические цилиндры 2 и 3 через фланцы закреплены в соответ­ ствующих расточках корпуса. В исходном положении, перед загрузкой заготовки, скалка 4 поднята вверх, а рычаг 5 отве­ ден (повернут по часовой стрелке) в крайнее правое положе-

Рис. 18. Приспособление для протягивания боковых плоскостей уш­ ков вилки карданного вала

ние. Таким образом обеспечивается свободная и удобная за­ грузка заготовки на рабочую позицию. Заготовка загружается в приспособление вертикально ушками вниз, которые ложатся на призму 6.

Для обеспечения контакта наружных необработанных (штапованных) контуров обеих ушков с призмой последняя имеет возможность самоустановки: в поперечном направле­ нии — за счет перемещения по направляющим опоры 7, в угло­

Сверху в отверстие стержня, просверленное вдоль оси заготов­ ки, подводится центр 9, вмонтированный в консольную часть скалки 4. Этим обеспечивается центровка заготовки и одновре­ менно необходимое прижатие ушков к призме 6. Для предот­ вращения возникновения вибраций заготовки в процессе протя­ гивания последняя дополнительно прижимается призматиче­ ской качалкой 10, соединенной осью 1 1 с рычагом 5, к непод­ вижной призме 12, смонтированной на стойке корпуса приспо­ собления.

45

Для обеспечения предварительной установки заготовки в призму в середине ее закреплен ограничитель 13, ориентирую­ щий заготовку по внутренним поверхностям ушков (с некото­ рым гарантированным зазором).

Рычаг 5 из крайнего правого положения переводится в ис­ ходное (перед прижимом) путем поворота вручную рычага 14 по часовой стрелке вокруг оси 17. При этом палец 15 повора­ чивает рычаг 5 вокруг оси 16 против часовой стрелки.

Затем подается сжатый воздух в штоковую полость пневма­ тического цилиндра 2. Шток поршня 18 переместится вправо. Через переднюю утолщенную часть штока проходит ось 19, на концах которой насажены два ролика 20. При перемещении штока вправо эти ролики подходят под наклонные плоскости рычага 5, имеющего вилкообразную форму, охватывающую среднюю часть корпуса, и, поднимая его (поворачивая против часовой стрелки), прижимают стержень заготовки к призме 12.

Для восприятия изгибающего момента на ось 19 насажены еще два ролика 21, перемещающихся в направляющих проре­ зях корпуса. Перед включением пневматического цилиндра 2 должен быть включен пневматический цилиндр 3, передающий движение на зажим заготовки верхним центром 9.

Как видно из описания приспособления, закрепление и разжим заготовки должен проводиться в строго определенной последовательности.

1.Установка вручную заготовки на рабочую позицию.

2.Включение (поворотом вручную рукоятки пневматиче­ ского крана) цилиндра 3 для зажима заготовки сверху и цен­ тровки ее.

3.Поворот вручную рукоятки 14 для установки рычага 5 в исходное, перед прижимом, положение.

4.Включение (поворотом вручную рукоятки пневматиче­ ского крана) цилиндра 2 для закрепления стержня заготовки.

указанных ручных манипуляций приспособление снабжено бло­ кировочным устройством. На кронштейне 22 смонтирован кла­ пан 23, который соединен с Г-образной ползушкой 24, переме­ щающейся по направляющим кронштейна 22. Пружина клапа­ на 23, а также масса деталей держит систему в нижнем поло­ жении, при котором перекрыт канал впуска воздуха в ци­ линдр 2. Лишь при переводе рычага 5 в исходную перед при­ жимом позицию поднимается ползушка (рычаг закрепляет за Г-образный выступ ее) и переключает клапан 23 в положение, при котором открывается канал подвода воздуха в штоковую полость цилиндра. Воздух подается при переключении пневма­ тического крана.

Компоновка узлов приспособления и конфигурация корпуса

46

обеспечивают достаточно удобную загрузку и выгрузку заго­ товок.

На рис. 19 показано двухместное приспособление для про­ тягивания лысок в заготовке оси. Приспособление снабжено гидравлическим приводом. Загрузка, перекладка и выгрузка заготовок производится вручную. На первой позиции протяги-

Рис. 19. Двухместное при­

вают первую пару лысок, расположенных симметрично относи­ тельно продольной оси заготовки. На второй позиции — вторая пара лысок.

Корпус 1 приспособления — сварной конструкции. Обраба­ тываемые заготовки укладывают в призмы 2. Для облегчения загрузки довольно тяжелых заготовок (массой около 9 кг) на призмах смонтированы лотки 3, которые качаются вокруг осей 4. Заготовку кладут на лоток, откуда она скатывается до упора. Лотки подпружинены (пружины на рисунке не показа­ ны), благодаря чему скатывание происходит беспрепятственно. Лишь при зажиме заготовки лотки опускаются, и это обеспе­ чивает плотный контакт цилиндрических поверхностей загото­ вок с рабочими плоскостями призм. Для удобства загрузки и выгрузки зажимной механизм поворачивается на 90°.

При повороте в положение, перпендикулярное изображен­ ному на рисунке, полностью открываются рабочие позиции при­ способления. В данном случае это особенно важно, так как за­ готовки имеют большую массу.

Привод механизма поворота осуществляется от гидравличе­ ского цилиндра 5, передняя часть штока которого выполнена

47

в виде зубчатой круглой рейки 6. Нижняя часть стойки зажим­ ного механизма цилиндрической формы, а верхняя — вилко­ образная. Стойка 7 вращается и перемещается во втулке 8. Зубчатое колесо 9 насажено на цилиндрическую часть па двух

в торцовой крышке, закрывающей отверстие, в котором пере­ мещается шток-рейка, позволяет точно отрегулировать угол поворота механизма па 90°.

Привод механизма зажима осуществляется от гидравличе­ ского цилиндра 11, шток которого соединен с клином 12, пере­ мещающимся во втулке 13, запрессованной в корпусе. При дви­ жении клина ролик 14, сидящий на оси плунжера 15, вместе с последним перемещается в сторону рабочей каретки станка. При этом второй конец плунжера упирается в плечо фасонно­ го рычага 16, сидящего па оси 17, вмонтированной в корпус приспособления. При повороте рычага против часовой стрелки второй конец рычага, выполненный в форме вилки, охватываю­ щей проточку в нижней части стойки 6, опускает стойку, тем самым зажимая обрабатываемые заготовки. Заготовка осво­ бождается при переключении гидроцилиндра 11, когда его шток вместе с клином переместится вправо. Пружины 18 за­ ставят рычаг повернуться по часовой стрелке и поднять стойку 6 вверх.

Управление гидравлическим приводом механизмов приспо­ собления осуществляется посредством соответствующих пере­ ключений золотников 19 (типа Г74-12) вручную. Благодаря то­ му что все силовые механизмы вмонтированы внутри корпуса, созданы условия не только для удобной загрузки и выгрузки, но и для наблюдения за процессом протягивания.

К недостаткам следует отнести большие габаритные разме­ ры приспособления, получившиеся из-за выносок в стороны гидравлических цилиндров, и невозможность установки без переделок таких приспособлений на дуплекс. Для использова­ ния такого приспособления на дуплексе потребуется произве­ сти правую и левую перекомпоновку узлов с переносом гидро­ цилиндров в одну сторону.

На рис. 20 показано зажимное приспособление для станкаавтомата, созданного на базе вертикально-протяжного дуплек­ са 775Д. При этом базовая модель не подверглась никаким более или менее существенным переделкам. Приспособление предназначено для одновременного зажима двух заготовок, ко­ торые располагаются друг над другом. Это значительно упро­ стило конструкцию инструментальной плиты и обеспечило бо­ лее быструю смену и поднастройку протяжек.

Корпус 1 приспособления — сварной конструкции. Зажим­ ной усилительный механизм приводится в действие от гидроци-

48

липдра 2, встроенного в нижнюю часть корпуса. Шток гидроцилиндра соединен с клином 3, перемещающимся в направ­ ляющей втулке 4. Ролик 5 плунжера 6 контактирует с рабочей поверхностью клипа. Верхний конец плунжера упирается в сферический упор 7, вмонтированный в рычаг 8. Планка 9 удер­ живает плунжер от произвольного поворота.

10 11 8 15

Рис. 20. Приспособление для протягивания лысок в пальцах

На левом плече рычага, выполненного в виде цапфы, поса­ жено коромысло J0, имеющее возможность незначительного по­ качивания, чем обеспечивается нормальный контакт цапфы по длине обрабатываемой заготовки. Рабочая поверхность коро­ мысла выполнена с насечкой и закалена до твердости

HRC 60—64.

Рычаг 8 насажен на ось 11, запрессованную в ушках кор­ пуса. В верхней передней части корпуса смонтированы две призмы. Нижняя призма 12 неподвижно закреплена, а верхняя призма 13 имеет возможность вертикального перемещения по направляющим корпуса. Направляющая 14 выполнена в виде съемной планки, прикрепленной к корпусу болтами. Нижняя плоскость верхней призмы имеет насечку, аналогичную насеч­ ке на коромысле, и также служит для зажатия обрабатывае­ мой детали.

В передней части корпуса сделаны соответствующие кана­ лы и отверстия, служащие для подвода охлаждающей жидко­ сти непосредственно в зону резания. Это обеспечивает надеж­ ный сбив стружки с зубьев протяжек, что особенно необхо­ димо при автоматической работе без непрерывного наблюде­ ния со стороны оператора за процессом обработки.

На рис. 20 приспособление показано в рабочем положении, т. е. при зажатых заготовках.

При подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра происходит отвод клина 3. Плунжер 6 при этом опускается вниз, и его верхняя упорная часть отходит от упора 7 рычага,

49