ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ СХЕМИ, ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ РОБОТИ АВТОМАТІВ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ОБ’ЄМНОГО ШТАМПОВАННЯ
Автомати для холодного об'ємного штампування виконують однопозиційними, двопозиційними та багатопозиційними. Крім того, їх поділяють на універсальні, спеціалізовані та спеціальні.
На універсальних автоматах може здійснюватися штампування деталей різної конфігурації та розмірів у межах технічної характеристики автомата.
Спеціалізовані автомати призначені для штампування деталей одного найменування, але різних розмірів у межах технічної характеристики даного автомата. Спеціалізованими є, наприклад, автомати для висадки напівпорожнистих заклепок, кульок, роликів, гвоздильні, обрізні, для повторної висадки та ін.
До спеціальних автоматів відносяться ті, які призначені для штампування деталей одного найменування та лише одного розміру; автомати такого роду застосовують порівняно рідко.
Багатопозиційні автомати для об'ємного штампування стрижневих та коротких деталей та комбайни для повного виготовлення деталей
Більш широкі технологічні можливості багатопозиційних автоматів у порівнянні з однопозиційними обумовлені чергуванням різних схем деформацій (висадки, прямого, зворотного та комбінованого видавлювання, прошивки, обрізки по контуру, згинання, карбування тощо), сконцентрованих в одному автоматі. можна виготовляти деталі тільки простої форми з відношенням довжини частини стрижня, що висаджується, до діаметру із заготовки діаметром не більше діаметра стрижня, то в багатопозиційних автоматах це відношення збільшено до 7,5-10 і більше; діаметр заготовки при цьому на 15-30% (а іноді і більше) перевищує діаметр стрижня, що дозволяє полегшити умови деформуваннядеталі, знизити тиск на інструмент переходів і збільшити його стійкість.
На багатопозиційних автоматах можна отримувати деталі, рівноміцні по поздовжньому перерізу, і часто виключати необхідність додаткової термічної обробки, що зміцнює, для отримання потрібних властивостей міцності. В однопозиційних автоматах формоутворення деталей здійснюється в одній матриці, значно зміцнюється тільки потовщення, що висаджується, і практично виключається можливість управління зміцненням елементів штампованої деталі. Різниця між міцністю головки та стрижня деталі становить 300-350 МПа; у зоні переходу стрижня в головку виникає значне напруження. Після висадки на однопозиційних автоматах заготівлі складної конфігурації повинні найчастіше піддаватися повторній висадці, видавлюванню, обрізці та проходити термічну обробку.
Вища продуктивність цих автоматів досягається тим, що заготовка, що штампується, проходить всі стадії пластичного формоутворення в одній машині і за один хід повзуна. При цьому забезпечується висока стабільність процесу, оскільки деталь, що відштампована на попередній позиції, відразу переноситься до наступної позиції. При штампуванні на багатопозиційних автоматах збільшується знімання готових деталей з 1 займаної площі, так як площа, займана одним багатопозиційним автоматом, завжди менше сумарної площі, займаної однопозиційним холодновисадковим, обрізним і різьбонакатним автоматами і транспортними пристроями, що їх зв'язують.
Багатопозиційні автомати виконують із числом формотворчих позицій три, чотири, п'ять, котрий іноді більше. Трипозиційні автомати використовуються для штампування як стрижневих, так і коротких деталей. Автомати трипозиційні для стрижневих деталей за кінематичною схемою таконструктивним особливостям аналогічні чотирипозиційним автоматам традиційного виконання.
На рис. 5, а показана технологічна схема виготовлення болта з гранованою головкою на чотирипозиційному автоматі-комбайні: розмотування бунту 1 каліброваного матеріалу, правка матеріалу роликами 2, подача дроту парою переривчасто обертаються жолобчастих роликів 3через відрізну матрицю до регульованого упору (матриця і . Переходи при формоутворенні: 4 - відрізка заготовки завдовжки діаметром; 5 - перше редукування стрижня до діаметра на позиції I; 6 - висаджування циліндричної головки діаметром Dна позиції II; 7 - друге редукування частини стрижня під накатку різьблення на позиції III до діаметра; 8 - обрізання циліндричної головки під квадрат або шестигранник; 9 - підрізування торця стрижня різцевою головкою з утворенням фаски; 10 - накочування різьблення роликами.
Малюнок 5 - Технологічна схема виготовлення болта з гранованою головкою на чотирипозиційному автоматі-комбайні (а) та структурна схема (б) чотирипозиційного автомата для холодного об'ємного штампування стрижневих деталей:
ЕМП – електродвигун мікроприводу; РМП – редуктор мікроприводу; Е – головний електродвигун; Т - гальмо; ПрВ – приймальний вал приводу автомата; М – муфта зчеплення; КВ – колінчастий вал; ШП - штампувальний повзун із пуансонами; ВП – виштовхувачі з пуансонів; - Перший горизонтальний розподільчий вал; Про - механізм відрізки; - Другий горизонтальний розподільчий вал; П – механізму подачі; ВМ – виштовхувачі з матриць; - Третій вертикальний розподільний вал; - Каретка перенесення заготовок з позиції на позицію; -горизонтальний розподільчий вал, від якого здійснюється відкриття та закриття пальців, що переносять (кліщів)
Дляхолодної висадки деталей із довжиною стрижня більше десяти діаметрів і порівняно складною формою головки застосовують головним чином чотирипозиційні автомати.
Автомат А1020 цього технологічного призначення має таку технічну характеристику (табл. 1).
Таблиця 1 – Технічна характеристика автомата А1020
Діаметр стрижня деталі, що штампується, мм:
Номінальна сила, кН
Довжина стрижня, мм
Число ходів висадкового повзуна за хвилину
Потужність електродвигуна головного приводу, кВт
Хід висадкового повзуна, мм
Маса автомата, т
Габаритні розміри (довжина-ширина-висота), мм
Автомат можна використовувати у складі автоматичної лінії, в яку крім нього можуть увійти автомати для підрізання торця та фаски на кінці стрижня та різьбонакатний.
Подача довгих заготовок (, рис. 6) походить від двох пар жолобчастих роликів 1 з зубчастою передачею 2, що прискорює, щоб уникнути надмірного збільшення кута гойдання важеля 3 приводу. Для подачі такої довгої заготовки може застосовуватись і кліщовий механізм. У всіх випадках доцільно передбачати примусове розмотування бунту. Найбільша довжина заготівлі, що подається роликами,
де d- найменший діаметр матеріалу, що подається, мм;
- осьова сила подачі, Н.
Малюнок 6 - Механізм подачі
Для підвищення якості поверхні торця заготовки, що відрізається, механізм відрізки автомата цієї моделі виконаний з притиском прутка або дроту в процесі відділення. Механізм відрізки працює в такий спосіб (рис. 7). Відрізний ніж 6, закріплений на важелі 2 після закінчення подачі матеріалу до регульованого упору переміщається вліво для відрізки заготівлі і перенесення її на першу (верхню) позицію штампування в матричному блоці 1. Рухважеля 2 здійснюється від кулаків 18 і 19. При відрізку заготовки планка 5 притискає матеріал до ножа 6 за допомогою важеля 4, поворот якого здійснюється від ексцентрика 9 і ролика 8. 16 здійснюється пружиною 12 і регулюється гайкою і гвинтами 11 і 13 Пружина 7 надає тиск па важіль 15 через гвинт регулювальний 14.
Малюнок 7 - Механізм відрізки заготівлі
Після відрізки заготовки важіль 4 відходить від ролика 8 і відрізана заготовка утримується на ножі за допомогою пружини 17. Після того як заготовка заштовхнеться в матрицю на деяку величину, ніж 6і планка 5 відходять від заготовки. Ніж переміщається праворуч від кулаків 18 і 19, а планка 5 - копіром 3 за допомогою пружини 7.
Сила виштовхування із цільних матриць при висадженні стрижневих деталей зростає приблизно до п'ятикратної довжини. Тому основною вимогою, що пред'являються до механізму виштовхування довгих стрижневих деталей, є забезпечення хорошого напрямку стрижня, що виштовхує, по всій довжині, що виключає його поздовжній вигин.
Виштовхуючий стрижень 4 в автоматі (рис. 8) переміщається в призмах 3, зібраних в обоймі 2, штовхачем 1.
Малюнок 8 – Механізм виштовхування заготовки з матриці
Багатопозиційні автомати для об'ємного холодного штампування коротких деталей принципово мають таке ж конструктивне виконання, що і автомати для штампування стрижневих деталей. Наявні відмінності обумовлені особливостями технологічного процесу, що здійснюється на цих автоматах.
Привід автоматів, як правило, здійснюється від електродвигуна постійного струму, що дозволяє завдяки безступінчастому регулюванню числа ходів встановити оптимальнийрежим роботи при виготовленні коротких заготовок різної форми, розмірів та з різними механічними властивостями матеріалу.
На автоматах встановлюють блокувальний пристрій механізму подачі з приводом пневмоциліндра. Воно дозволяє включити та відключати подачу без зупинки автомата та забезпечує подачу механізмом лише мірних заготовок. Привід механізму перенесення забезпечує точну установку заготовок при переміщенні на позиції штампування.
Найбільш широкі технологічні можливості мають п'ятипозиційні автомати. На автоматах для багатопозиційного штампування коротких деталей передбачається можливість повороту заготовок при переміщенні з одних позицій на інші. Залежно від технології штампування перенесення заготовок може відбуватися і без їхнього повороту на тій чи іншій позиції.
На горизонтальних багатопозиційних автоматах універсального призначення можна штампувати як короткі деталі (гайки, ніпелі, пробки, втулки та ін.), так і стрижневі довгі (болти, ступінчасті пальці, осі. кульові пальці та ін.), а також всілякі фасонні деталі складної .
При створенні такого роду автоматів передбачається можливість швидкого переналагодження на штампування напівфабрикатів або деталей іншого типорозміру. В автоматах використовується високошвидкісна якісна відрізка заготовок закритими ножами з наявністю електронного пристрою для точного контролю довжини заготовки, що відрізається.
Посадочні гнізда для пуансона мають збільшені діаметри майже такого ж розміру, як і для матриць. Це дозволяє здійснювати формотворчі переходи в пуансонах такі ж, як і в матрицях. Кліщі, що переносять заготовки, при поверненні на вихідні позиції піднімаються та проходять над пуансонами. У механізмі перенесення заготовок немаєповзуна, на якому монтуються кліщі; всі деталі механізму здійснюють коливальний і обертальний рух навколо осей.
Інструменти розміщуються не в одному цільному блоці, а в окремих швидкозмінних блоках. При зміні інструменту відповідний блок із пакетом матриці або пуансона замінюється заздалегідь зібраним змінним блоком. Регулювання кліщів механізму переносячи здійснюється поза автоматом на спеціальному настановному шаблоні.
Сучасні горизонтальні автомати для холодного об'ємного штампування виготовляють з шумопонижувальним коробчатим кожухом, який одночасно служить зовнішнім облицюванням автомата. Автомати обладнані уловлювачами масляного туману та пристроями електростатичного олійного відділення.
На горизонтальних автоматах можна здійснювати штампування напівфабрикатів і деталей не тільки з бунтового матеріалу, але і заздалегідь нарізаних і фосфатованих заготовок, у тому числі і у вигляді дисків, що подаються з бункера вібраційним конвеєром або іншим способом.
Для об'ємного холодного штампування напівфабрикатів і деталей складної конфігурації застосовують також вертикальні багатопозиційні автомати з чотириланковим кривошипно-повзунним головним виконавчим механізмом.
У нових моделях автоматів для холодного об'ємного штампування застосовують керуючу мікроЕОМ на основі мікропроцесорного набору (комплекту) із сенсорними датчиками. Така система служить для контролю процесів формоутворення заготовок, що штампуються на всіх робочих позиціях і дозволяє спостерігати за роботою механізмів і пристроїв автомата. За допомогою цієї системи, наприклад, контролюють подачу каліброваного матеріалу, якість відрізки заготовки, знос інструменту та його руйнування, роботу системи приводу перенесення заготовок та роботу кліщів, похибки у позиціонуваннізаготівель та ін.
При виявленні будь-якої неполадки в механізмі автомата відбувається його миттєве вимкнення.
Спостереження за допомогою мікропроцесорів за операціями штампування та їх контроль гарантує не тільки якість відштампованих напівфабрикатів або деталей, але й сприяє довговічності роботи автомата, забезпечує збереження інструменту.