/
Похожие
Текст
АВТОМАТИЧЕСКИЕ
ЛИНИИ
в машиностроении
АВТОМАТИЧЕСКИЕ
ЛИНИИ
в машиностроении
(проектирование и эксплуатация)
Справочник
В трех томах
Редакционный совет:
А. И. ДАЩЕНКО, д-р техн, наук проф.
(председатель),
Л. И. ВОЛЧКЕВИЧ, д-р техн, наук проф.,
И. А- КЛУСОВ, заслуженный деятель
науки и техники РСФСР д-р техн, наук проф.,
В. П. КОЛОМНИКОВ, канд. экономии, наук,
Л. Е. КОМАРОВ, канд. техн, наук,
Д. М. ЛЕВЧУК, канд. техн, наук,
В. Н. НИКИФОРОВ, инж.,
Г. И. ПЛАШЕЙ, канд. техн, наук,
Н. И. ФЕОФАНОВ, инж.
том3 КОМПЛЕКСНЫЕ
АВТОМАТИЧЕСКИЕ
ЛИНИИ И УЧАСТКИ
Под редакцией
д-ра техн, наук А. И. ДАЩЕНКО
и заслуженного деятеля науки
и техники РСФСР д-ра техн, наук
Г. А. НАВРОЦКОГО
МОСКВА
« МАШИНОСТРОЕНИЕ »
1985
ББК 34.63-5
А18
УДК 658.527 (035)
Авторы тома: Д. С. Айзман, А. Л. Акаро, Н. Я. Аникеев, Б. Г. Бернштейн,
С. Н. Власов, В. Б. Генин, М. Г. Гоман, Г. И. Горелик, А. И. Дащенко, А. И. Зо-
лотухин, В. Л. Зубченко, И. А. Клусов, А. И. Конюх, В. В. Косилов, А. В. Ку-
динов, М. С. Лебедовский, Д. М. Левчук, Б. Б. Лисица, В. Н. Никифоров,
Г. М. Орлов, А. А. Петин, Г. И. Плашей, С. Н. Позняков, Г. М. Розен,
Ж. Э. Тартаковский, А. И. Федотов, Н. И. Феофанов, Б. И. Черпаков
Рецензенты тома: Ю. С. ВИЛЬЧИНСКИЙ, канд. техн, наук,
А. А. ВОЛКОМИЧ, канд. техн, наук, Б. Я. КЛЮЧКОВ, канд. техн, наук
Автоматические линии в машиностроении: Справочник.
А18 В 3-х т./Ред. совет: А. И. Дащенко (пред.) и др. —М.: Ма-
шиностроение, 1985. — Т. 3. Комплексные автоматические
линии и участки/Под ред. А. И. Дащенко, Г. А. Навроцкого.
1985. 480 с., ил.
В пер.: 2 р. 30 к.
Рассмотрены основные вопросы проектирования комплексных автоматических
линий и участков для получения заготовок, нанесения гальванических покрытий,
консервации, упаковки и сборки изделий. Приведены примеры комплексных линий
для массового производства, а также переналаживаемых линий для групповой
обработки деталей серийного производства.
Для инженерно-технических работников, занятых проектированием, изготов-
лением, исследованием и эксплуатацией автоматизированного оборудования, будет
полезен также аспирантам и студентам машиностроительных вузов.
. 2703000000-613 „ ББК 34.63-5
А 038 (01)-85 П°Д“е 6П4.6.08
© Издательство «Машиностроение», 1985 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................
Глава I. Комплексные систе-
мы автоматических
линий .........................
1. Особенности комплексной
автоматизации обработки
деталей (Н. И. Феофанов,
Г. И. Плашей, Д. Э. Тарта-
ковский, В. Б. Генин,
Г. И. Горелик)..............
2. Комплексная система для из-
готовления ступиц и тор-
мозных барабанов грузовых
автомобилей (Д. С. Айзман,
Б. Г. Бернштейн, А. В. Ку-
дянов) .................
3. Комплексная система для
изготовления картеров мо-
стов грузовых автомобилей
(Г. И. Плашей, Г. И. Горе-
лик) .......................
4. Комплексные линии для из-
готовления деталей типа ва-
лов (Б. И. Черпаков) . . .
-5. Комплексные линии для из-
готовления коленчатых ва-
лов (В. И. Никифоров,
Б. Б. Лисица) ..............
6. Комплексные линии для из-
готовления распределитель-
ных валов (В. И. Никифо-
ров, Б. Б. Лисица) ....
7. Комплексные линии для из-
готовления гильз (Я. Д. Ани-
кеев) ......................
8. Комплексные линии для из-
готовления поршней
(С. Н. Власов) ..........
9. Переналаживаемые ком-
плексные линии для изго-
товления деталей типа тел
вращения (Н. Д. Аникеев)
10. Несинхронные комплексные
6 линии для изготовления де-
талей грузовых автомобилей
(А4. Г. Гоман, А. И. Конюх) 155
7 11. Гибкие производственные
системы для массового и
крупносерийного производ-
ства (Б. И. Черпаков,
А.И.Дащенко)................. 172
Глава 2. Автоматические ли-
7 тейные линии
(Г. М. Орлов) ... 203'
Глава 3. Автоматические ли-
нии штамповки
{И. Л. Акаро,
С. Н. Позняков,
14 А. А. Петин,
Г. М. Розен) .... 231
Глава 4. Роторные автомати-
ческие линии
(И. А. Клусов) ... 284
49 Глава 5. Автоматические ли-
нии для выполнения
гальванических опе-
55 раций (В. Л. Зуб-
ченко)................ 329
Глава 6. Автоматические ли-
нии для сборки, кон-
72 сервации и упаковки 366
1. Проектирование процессов
сборки изделий и выбор обо-
рудования (В. В. Косилов,
92 А. И. Дащенко, А. И. Золо-
тухин, А. И. Конюх,
Д, М- Левчук) ............... 366
1С5 2- Переналаживаемые сбороч-
ные линии для изделий серий-
ного производства (А. И. Фе-
124 дотов, М. С. Лебедовский) 438
3. Линии для сборки и консер-
вации изделий массового про-
изводства (Я. Д. Аникеев) 453
137 Список литературы................... 474
Предметный указатель ............ 475
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одной из важнейших задач автома-
тизации производства является раз-
работка, создание и эффективность
использования комплексных автома-
тических линий, участков и цехов,
в которых получение заготовок, об-
работка деталей, сборка и испытание
изделий, т. е. весь технологический
процесс изготовления машиностро-
ительной продукции, осуществлялись
бы с минимальным участием ручного
труда, а в конечном итоге — пол-
ностью автоматически. Комплексно-
автоматизированные производства по-
лучили широкое применение при мас-
совом и крупносерийном изготовле-
нии изделий, конструкция которых
является устойчивой и в течение дли-
тельного времени не претерпевает су-
щественных изменений. Они также
начинают применяться в серийном
производстве, при котором реали-
зуется гибкая технология и исполь-
зуется перестраиваемое и перенала-
живаемое оборудование, а также ГАП.
В третьем томе сформулированы
основные принципы проектирования
комплексных АЛ и участков. Дан
подробный анализ технологических
процессов, структурно-компоновоч-
ных схем АЛ и оригинальных кон-
структивных решений примени-
тельно к автоматизированным ком-
плексам для изготовления наиболее
сложных и трудоемких изделий
массового производства: ступиц и
тормозных барабанов, f картеров ко-
робок перемены передач, шатунов,
гильз, поршней, коленчатых и распре-
делительных валов и т. д. Обобщены
особенности проектирования и экс-
плуатации линий для литья заготовок
как составной части комплексных АЛ,
а также линий для выполнения опера-
ций штамповки, линий для гальвани-
ческих операций, сборочных линий
и участков. Подробно описаны кон-
струкции роторных АЛ. Большое вни-
мание уделено завершающим, осо-
бенно сборочным, операциям и сбороч-
ным линиям различных типов. Даны
краткие сведения о ГАП.
Глава 1. КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ
ЛИНИЙ
1. ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ
АВТОМАТИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ
Основными направлениями раз-
вития современного автоматизиро-
ванного оборудования для массового
и крупносерийного производства яв-
ляются повышение степени комплекс-
ности автоматизации обработки
деталей и обеспечение гибкости произ-
водства.
Повышение степени комплексности
автоматизации обработки деталей обес-
печивается переходом от использо-
вания отдельных автоматических
линий, с помощью которых решаются
сравнительно узкие технологические
задачи, к ‘созданию комплексов авто-
матического оборудования, выполня-
ющих все операции, предусмотренные
технологическим процессом изгото-
вления детали.
Сложность задач, решаемых при
комплексной автоматизации, в боль-
шой степени зависит от конструкций
обрабатываемых деталей, требуемой
точности их изготовления, программы
выпуска и условий поставки (необхо-
димость нанесения антикоррозийных
покрытий, упаковки и т. п.). В тех
случаях, когда все требуемые операции
могут быть выполнены на одном станке
(или другой технологической машине),
проблем, связанных с комплексной
автоматизацией, не возникает. На-
пример, такая деталь, как коромысло
клапана двигателя внутреннего сго-
рания, полностью обрабатывается
на одном многопозиционном станке
с автоматической загрузкой и раз-
грузкой.
Детали средней сложности (напри-
мер, картер зубчатых колес двигателя
внутреннего сгорания и т. п.) могут
полностью обрабатываться на одной
автоматической линии, включающей
до десяти агрегатных станков.
При массовом производстве деталей
сложной формы (блоков цилиндров,
головок блоков, коленчатых валов,
шатунов, поршней, гильз, ступиц и
тормозных барабанов и др.) для их об-
работки требуется до 100—150 единиц
технологического оборудования, ко-
торое в целях комплексной автомати-
зации необходимо соединить авто-
матически действующими транспорт-
но-загрузочными устройствами.
Автоматический комплекс для
обработки любой сложной детали
включает оборудование: металло-
обрабатывающее, неметаллообрабаты-
вающее технологическое, транспорт-
но-загрузочное, вспомогательное,
а также системы управления.
Металлообрабатывающее оборудо-
вание, входящее в состав автомати-
ческих комплексов, может быть услов-
но разделено на станки, специально
предназначенные для объединения
в автоматические линии, и станки,
до недавнего времени работавшие ав-
тономно. К первой группе относятся,
например, агрегатные станки, пред-
назначенные для сверлильно-расточ-
ных операций и фрезерования плоских
поверхностей. Из этих станков уже
длительное время создаются автома-
тические линии и системы взаимо-
связанных автоматических линий
для обработки корпусных деталей.
К этой же группе относятся многие
специальные токарные и шлифоваль-
ные станки для обработки деталей
типа тел вращения. Ко второй группе
относится разнообразное оборудова-
ние, предназначенное для выполне-
ния таких операций, как отделочное
растачивание, хонингование, шли-
фование, протягивание плоских
поверхностей, балансировка и т. д.
При переходе от отдельных автома-
тических линий к комплексной авто-
матизации оборудование первой
группы претерпевает лишь незначи-
тельные изменения, направленные
на автоматизацию выполнения неко-
торых вспомогательных функций
(например, автоматическая под-
наладка инструмента, контроль
8
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
правильности базирования деталей
и т. п.). Оборудование второй группы
требует более значительных изме-
нений, направленных на автомати-
зацию загрузки и разгрузки деталей,
обеспечение хорошего схода стружки
и т. п., что в некоторых случаях при-
водит к коренному изменению компо-
новки станков.
Ниже приведено описание некото-
рых металлорежущих станков, ком-
поновка и уровень автоматизации ко-
торых соответствуют требованиям,
предъявляемым к оборудованию,
входящему в состав автоматических
комплексов.
Отделочно-расточные станки, пред-
назначенные для встройки в ком-
плексы, могут быть оснащены го-
ловками с пинолью, расположенной
в гидростатических направляющих
корпуса. С помощью системы масляных
карманов, каналов и дросселей масло
под давлением подводится в зазор
между пинолью и корпусом, что обес-
печивает образование тонкой равно-
мерной масляной пленки и центриро-
вание пиноли в отверстии корпуса
без контакта с металлическими по-
верхностями, благодаря чему дости-
гаются равномерность и плавность
перемещения пиноли. Гидростати-
ческая опора гасит вибрации и обес-
печивает высокую статическую и
динамическую жесткости расточной
головки. При применении нескольких
шпинделей для обеспечения высокой
точности координат отверстий воз-
можно смещение осей пинолей с экс-
центриситетом 0,02 мм. Смещение до-
стигается регулированием дросселей,
установленных перед масляными
карманами и обеспечивающих точное
дозирование масла для каждого мас-
ляного кармана. Один оборот регу-
лировочного винта обеспечивает
смещение пиноли примерно на 0,5 мкм.
Такой же принцип смещения пиноли
используют для предотвращения
появления царапины от резца при
выводе борштанги из расточенного
отверстия. При необходимости бабки
оснащают системой автоматической
подналадки режущего инструмента.
Специально для встройки в автома-
тические комплексы созданы токар-
ные горизонтальные одно- и двух-
шпиндельные станки фронтального
типа с несколькими суппортами. Эти
станки имеют жесткую конструкцию,
что позволяет совмещать черновые
и чистовые операции, обеспечивают
хороший сход стружки, удобство об-
служивания и эксплуатации.
Для обработки деталей средних и
больших размеров (маховиков, сту-
пиц колес, тормозных барабанов и др.)
выпускаются одно- и двухшпиндель-
ные вертикальные токарные станки.
Эти станки имеют высокую жесткость,
обеспечивают возможность выполне-
ния как черновых операций со снятием
значительных припусков, так и
финишных операций, характеризуют-
ся удобными съемом и установкой
деталей в патрон, относительно малой
потребной производственной пло-
щадью и возможностью соединения
со смежными станками с помощью
относительно несложных транспорт-
ных устройств.
В связи с комплексной автоматиза-
цией большое развитие получило не-
металл орежущее технологическое обо-
рудование широкой номенклатуры,
предназначенное для встройки в авто-
матические комплексы, в том числе
машины для снятия заусенцев, очистки
и мойки обрабатываемых деталей,
контрольно-измерительное, сборочное
и термическое оборудование.
В автоматических комплексах обо-
рудования для обработки основных
деталей автомобильных двигателей
стоимость неметаллорежущего техно-
логического оборудования достигает
40 % общей стоимости комплекса.
Количество неметаллорежущего
технологического оборудования и
номенклатура выполняемых на ком-
плексе операций определяются тре-
бованием обеспечения полной об-
работки деталей.
Неметаллорежущее технологиче-
ское оборудование, применяемое
в автоматических комплексах для об-
работки типовых деталей автомобиль-
ных двигателей, приведено в табл. 1.
Трудоемкой и трудно поддающейся
автоматизации является операция
удаления заусенцев, образующихся
в некоторых случаях на деталях после
механической обработки. Разрабо-
таны различные методы снятия за-
ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ 9
1. Неметаллорежущее технологическое оборудование для обработки
типовых деталей автомобильных двигателей
Обрабаты- ваемая деталь Неметаллорежущее технологическое оборудование Стоимость, % от общей стоимости комплекса
Блок цилиндров Установки Для запрессовки штифтов и крышек, завер- тывания болтов и клеймения, контрольно-измеритель- ные автоматы, моечные машины, установки для кон- троля герметичности 15—20
Головка блока Моечные машины, машины для снятия заусенцев абра- зивно-жидкостным методом, печь для нагрева загото- вок, сборочная установка, машины для испытания на герметичность, установка для визуального кон- троля, контрольные автоматы 25—30
Коленчатый вал Контрольные устройства и автоматы, моечно-сушильные автоматы, антикоррозийные машины, индукционные печи, установки для азотирования, установки магни- тоскопического контроля и размагничивания 18—20
Шатун Моечные машины, агрегат для сборки шатуна с крыш- кой, установка для запрессовки втулок, установка для подгонки шатунов по массе, сборочная установка, электрохимическая установка для снятия заусенцев 15—20
Поршень Специальная установка для лужения, моечная машина, контрольные автоматы, установка для электрохими- ческой обработки 20—25
Поршневой палец Пресс для разрубки, контрольно-сортировочный авто- мат, моечная машина, установка для отжига и фос- фатирования, пресс для выдавливания 17—20
Впускной и Установка для сварки трением стержня с головкой, 35—40 (для
выпускной установка для правки головки и стержня в горячем впускного
клапаны (для выпускного клапана) и холодном (для впускного клапана) состояниях, печь для нормализации, моеч- ная машина клапана) и 20—30 (для выпускного клапана)
Балка заднего моста Установка для сварки, установка для испытания на герметичность, пресс для правки, контрольный ав- томат 10—15
Подшипни- ки качения Прессы для получения заготовок, прессы для клейме- ния, термические агрегаты, моечные машины, кон- трольные, сборочные и упаковочные автоматы 25—35
усенцев. При жидкостно-абразивном
методе обработанную деталь по-
мещают в вибробункер, заполненный
пластмассовыми трехгранными пи-
рамидками с абразивными зернами
и водой. Размер грани подбирают та-
ким, чтобы пирамидки не провалива-
лись в имеющиеся на детали окна
и отверстия. При перемещении детали
в вибробункере все ее кромки трутся
о грани пирамидок, в результате чего
снимаются заусенцы. Такой метод сня-
тия заусенцев применен на автомати-
ческом комплексе для обработки алю-
миниевых головок блоков. На
другом комплексе для обработки алю-
миниевых головок блоков успешно
применяют разработанный НИИТАв-
топромом метод снятия заусенцев с по-
мощью металлических проволочных
щеток, вращающихся с большой ско-
ростью.
Для снятия заусенцев в трудно-
доступных местах, например в местах
перекрещивания отверстий внутри
детали, используют электрохимический
метод. Оборудование, работающее
по этому методу, находит широкое
применение, несмотря на сложность
конструкции. В частности, электро-
химический метод снятия заусенцев
применен в автоматическом комплексе
для обработки коленчатых валов. Ис-
пользуют и другие методы снятия
заусенцев, в том числе вибрационный,
ультразвуковой, термохимический;
Моечные машины применяют в ав-
томатических комплексах для обез-
жиривания и очистки поверхностей
деталей от стружки, шлака, полиро-
10
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
вальной пасты и других загрязнений,
образовавшихся при обработке дета-
лей на металлорежущих станках.
Основные виды технологических опе-
раций, выполняемых моечными маши-
нами: межоперационная мойка (обез-
жиривание и очистка деталей от за-
грязнений, мешающих качественному
выполнению последующих операций
обработки, контроля или сборки уз-
лов), мойка деталей перед нанесением
химических и гальванических по-
крытий. Моющее средство подбирают
в каждом отдельном4 случае с учетом
материала обрабатываемой детали
и условий обработки.
Тип моечной машины зависит от
средств и метода очистки, вида, раз-
меров и материала обрабатываемых
деталей и требуемой производитель-
ности. Моечные машины выполняют
из унифицированных узлов и эле-
ментов, обеспечивающих широкие воз-
можности при компоновке. Наиболь-
шее распространение получили тун-
нельные и барабанные моечные ма-
шины проходного типа. Выпускаются
однозонные и многозонные моечные
машины. В однозонных выполняется
только одна операция (обезжиривание
или удаление'стружки и других ча-
стиц и т. д.);в многозонных моечных
машинах осуществляется последова-
тельная обработка детали в несколько
переходов. Внутри моечной машины
кроме транспортной системы и рабо-
чих органов расположены бак для
моющих растворов, система очистки
и фильтрации моющего раствора и си-
стема подачи чистого раствора к ра-
бочим органам. Длина многозонных мо-
ечных машин для "крупных деталей до-
стигает 30 м, ширина 5—7 м, высота 4 м.
При обработке корпусных деталей
в некоторых случаях требуется про-
верить герметичность отдельных
полостей деталей. Это бывает необхо-
димо как для проверки герметичности
стенок отливки, так и для контроля
качества установки различных заглу-
шек. Для проверки герметичности де-
тали при автоматическом цикле
работы в комплекс встраивают кон-
трольные автоматы пневмоэлектри-
ческого действия, которые после
контроля дают ответ — годна или не
годна деталь.
В современных автоматических ком-
плексах широко используют различ-
ные устройства, предназначенные
для проверки размеров заготовок, це-
лостности режущих инструментов,
правильности базирования деталей на
рабочих позициях, а также для кон-
троля размеров точных отверстий.
Последние часто выполняют в виде
устройств активного контроля, по сиг-
налам которых проводится автомати-
ческая подналадка инструментов.
Во всех случаях негабаритные и бра-
кованные детали автоматически
удаляются за пределы комплекса. Та-
ким образом достигается почти
100 %-ный выход годных деталей. При-
менение контрольных устройств
оправдывается экономически, особенно
при обработке трудоемких деталей,
а также деталей из дорогостоящих
материалов.
Наибольший интерес представляют
системы контроля точных размеров,
а также комплексные системы кон-
троля, охватывающие все стадии тех-
нологического процесса. В системах
активного контроля, предназначен-
ных для использования в автомати-
ческих комплексах из агрегатных стан-
ков, при выполнении расточных
операций с жесткими допусками в це-
лях компенсации погрешностей изме-
рения, возникающих из-за изменения
температуры окружающей среды, на
измерительных позициях устанавли-
вают калиброванные кольца, изгото-
вленные из того же материала, что
и обрабатываемая деталь. Измеритель-
ная головка контролирует диаметры
обрабатываемого отверстия и калиб-
рованного кольца. Результаты изме-
рения обоих диаметров передаются
в электронный блок сравнения. Поле
допуска разделено на четыре зоны,
расположенные симметрично отно-
сительно средней линии, которой соот-
ветствует размер калиброванного коль-
ца. Две внутренние зоны составляют
по 30 % от поля допуска, две наруж-
ные зоны — по 20 %. При эксплуата-
ции комплекса границы зон могут быть
сдвинуты. Если разность сигналов
свидетельствует о том, что фактический
размер обработанного отверстия
укладывается в границы внутренних
зон, то сигнал на подналадку резца
ОСЬЁЁННОСТЙ КОМПЛЕКСНОЙ АВТоМАТЙЗАЦЙИ ОЁРАЁОТКЙ ДЕТАЛЕЙ jj
не подается. Если размер отверстия
располагается в одной из двух внешних
зон, то через усилитель подается
команда на подналадку инструмента.
При выходе размера отверстия за
пределы допуска (что свидетельствует
о грубом нарушении технологического
процесса) или при исчерпании пределов
поДналадки инструмента станок оста-
навливается, и подается сигнал на-
ладчику.
Одним из путей автоматизации под-
наладки расточных резцов по сигналам
контрольных устройств является
выдвижение резца с помощью подвиж-
ной оправки, расположенной внутри
борштанги. Это перемещение прово-
дится с помощью гидроцилиндра, со-
осного с борштангой. Величина под-
наладки определяется регулируемым
упором, в который упирается оправка.
Упор перемещается шаговым двига-
телем через редуктор с передаточным
отношением 1 : 100. При наличии
в борштанге нескольких резцов каж-
дый из них подналаживается незави-
симо от других, для чего уста-
навливают несколько независимо
регулируемых упоров и соответственно
несколько оправок, которые в этом
случае выполняют в виде коаксиаль-
ных труб. При такой системе автома-
тического контроля и подналадки мо-
жет быть стабильно обеспечен допуск
0,01 мм при высокой производитель-
ности (например, при обработке
обеих головок шатунов — до 750 шт/ч).
В автоматическом комплексе для
обработки гильз цилиндров применена
разветвленная система контрольно-
блокировочных и контрольно-изме-
рительных устройств, охватывающих
все стадии обработки гильзы. Перво-
начально проверяется диаметр литого
отверстия в заготовке, который должен
быть не меньше допустимого во избе-
жание заклинивания исполнительных
элементов загрузочно-разгрузочных
устройств и поломки резцов при черно-
вом растачивании. Эта проверка осу-
ществляется с помощью подпружи-
ненных втулок, свободно надетых на
захваты загрузочных рычагов. На раз-
грузочных рычагах установлены
конечные выключатели с большим хо-
дом исполнительного механизма,
осуществляющие косвенный контроль
целостности расточного резца.
После черновых токарных станко'в
гильза проталкивается сквозь ша-
блон, что позволяет проконтролиро-
вать габаритные размеры гильзы с точ-
ностью 0,15—0,20 мм. Чистовые рас-
точные станки оснащены контрольно-
измерительными устройствами и
устройствами для автоматической
подналадки резцов в подрезно-расточ-
ных шпинделях с шаговым поднала-
дочным механизмом.
На получистовых многоинструмен-
тальных токарных станках применены
контрольно-измерительные устрой-
ства без автоматической подналадки
резцов. На измерительной позиции
станка толщина фланца и диаметр
направляющих поясков на гильзе со
стороны юбки измеряются одновре-
менно с помощью нескольких контак-
тов, установленных на поворотном
захватном органе. Абсолютные зна-
чения измеренных величин высвечи-
ваются на электронном табло. При
достижении предельных значений
дается команда на автоматическую
остановку станка.
На чистовых токарных станках при-
менено аналогичное контрольно-
измерительное устройство в сочетании
с системой автоматической подналадки
одного из расточных резцов. Резец
подналаживается путем поворота
резцедержателя на малый угол через
редуктор и храповой механизм. На-
ладка всех резцов, выполняющих полу-
чистовые и чистовые токарные опера-
ции, осуществляется с высокой точ-
ностью с помощью оптических
наладочных приборов.
Все бесцентрово-шлифовальные
станки оснащены электронными
контрольно-измерительными устрой-
ствами, хонинговальные станки —
пневматическими устройствами, из-
меряющими диаметр обрабатываемого
отверстия непосредственно в процессе
обработки и дающими команду на
независимую остановку каждого
шпинделя.
Окончательный контроль, сорти-
ровка и маркировка полностью об-
работанных гильз проводятся на двух
автоматических измерительных ма-
шинах. После окончания механической
12 КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИН
обработки гильзы промываются,
прополаскиваются и высушиваются
перед складированием в термокон-
стантном помещении, в котором
установлены измерительные ма-
шины.
Гильзы загружаются в вертикаль-
ном положении фланцем вниз на лен-
точный конвейер, входящий в состав
измерительной машины. По две
гильзы пропускаются отсекателем
и заталкиваются на загрузочную по-
зицию измерительной машины. Ги-
дравлическим толкателем две гильзы
подаются одновременно с загрузочной
позиции на рабочую. На рабочей
позиции измерительной машины
с помощью вертикальных головок,
установленных на подвижных столах,
измеряется диаметр отверстия в гильзе
в трех сечениях. В процессе измерения
гильза поворачивается на два полных
оборота. Одновременно с помощью
других измерительных головок кон-
тролируются диаметр и овальность
центрирующих поясков со стороны
юбки, а также толщина фланца.
Данные, полученные при измерении
гильзы, хранятся в памяти программ-
ного устройства, управляющего
измерительной машиной, и на после-
дующей стадии наносятся на фланец
гильзы с помощью электрографа в це-
лях классификации гильз на группы
по диаметру отверстия. Предусмотрены
шесть классификационных групп,
отличающихся одна от другой на
0,01 мм. По окончании измерения
и маркировки гильзы, входящие в раз-
личные размерные группы, уда-
ляются из измерительной машины по
раздельным лоткам.
Технологический процесс изгото-
вления деталей нередко включает опе-
рации совместной обработки двух дета-
лей и более. Примерами наиболее часто
встречающихся операций такого
рода могут служить обработка отвер-
стий под коленчатый вал в блоке
цилиндров с привернутыми крышками
коренных подшипников и растачива-
ние отверстий под распределительный
вал во втулках, запрессованных
в блок цилиндров.
Перед операциями совместной об-
работки необходимо надежно соединить
между собой обрабатываемые детали
путем завинчиваний крепежных
деталей (болтов, винтов, гаек и т, п*)>
При, этом необходимо обеспечить ста»
бильность силы прижатия обрабаты-
ваемых деталей, равной той силе, с ко*
торой они прижимаются в оконча-
тельно собранном механизме. Созданы
автоматические завертывающие уст-
ройства с системами управления, обес-
печивающими постоянство крутящего
момента 2 % от номинального. Рас-
ширяется круг операций сборки, ко-
торые выполняются автоматически,
например подбор и установка компен-
саторов, взаимная ориентация и
соединение деталей с точными раз-
мерами и др.
На некоторых корпусных деталях
перед их окончательной механической
обработкой необходимо запрессовать
мелкие детали. Например, в головки
блоков цилиндров запрессовываются
седла клапанов и направляющие втул-
ки. В ряде случаев гарантированный
натяг деталей при запрессовке на-
столько велик, что для надежного его
получения необходимо нагреть кор-
пусную деталь до 120—150 °C и охла-
дить седла и втулки до —150 °C. В та-
ких случаях в автоматические ком-
плексы встраивают автоматически
действующее термическое оборудова-
ние — электропечи для нагрева и хо-
лодильные установки для охлажде-
ния деталей в жидком азоте.
При наличии особых технических
требований к стабильности массы об-
работанных деталей или к их баланси-
ровке в автоматические комплексы
встраивают специальные машины
для взвешивания и удаления излиш-
него металла (например, в автомати-
ческие комплексы для обработки шату-
нов) или балансировочные автоматы.
В связи с созданием автоматических
комплексов, объединяющих разно-
родное технологическое оборудова-
ние, значительно расширилась но-
менклатура автоматически действу-
ющих транспортных и загрузочных
устройств. Наряду с традиционными
шаговыми конвейерами дискретного
действия, конвейерами-накопителями,
лотковыми системами широкое рас-
пространение получили' разнообраз-
ные автоматические манипуляторы
и промышленные роботы портального
ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
и напольного типа, а также манипуля»
торы, непосредственно встраиваемые
в станки и работающие в сочетании
с указанными выше конвейерами. Кро-
ме того, в транспортных системах
устанавливают отсекатели, толка-
тели, кантователи, перегружатели,
подъемники и тому подобные устрой-
ства, конструкция которых описана
в т. 2 и в последующих главах насто-
ящего тома справочника.
Системы управления комплексами,
состоящими из нескольких автомати-
ческих линий, строятся по иерархи-
ческому; принципу. Каждая автома-
тическая линия имеет независимую
систему управления, которая в боль-
шинстве случаев строится на базе
программируемых командоаппаратов
(см. т. 2, гл. 7). Связи между отдель-
ными линиями в составе комплекса
осуществляются при наличии или от-
сутствии деталей на стыковых пози-
циях. Все программируемые командо-
аппараты соединены каналами связи
с ЭВМ второго уровня, осуществля-
ющей сбор, обработку, хранение и вы-
дачу информации о работе комплекса.
Иерархическое построение систем
управления комплексами с исполь-
зованием современных средств вы-
числительной техники позволяет
переходить от отдельных комплексов
к полностью автоматизированным про-
изводствам.
Повышение гибкости производства.
Современное машиностроительное
производство характеризуется рас-
ширением номенклатуры модифика-
ций базовых моделей выпускаемых
машин, что обеспечивает максималь-
ное удовлетворение запросов потре-
бителей, а также сокращением срока
выпуска машин в связи с их мораль-
ным старением.
В связи с этим перед станкостро-
ителями ставится задача создания гиб-
кого автоматизированного оборудова-
ния, обеспечивающего возможность
обработки определенного набора
деталей нескольких наименований.
Другой задачей является обеспечение
возможности обработки на автомати-
зированном оборудовании различных
вновь создаваемых деталей при
минимальных затратах на пере-
наладку.
В условиях серийного производства
в качестве автоматического обору-
дования наиболее широкое распро-
странение получили многоцелевые
станки с ЧПУ и с автоматической
сменой режущих инструментов. Гибкие
производственные системы компо-
нуются из отдельных многоцелевых
станков или технологических ячеек.
Поскольку многоцелевые станки
работают одним шпинделем, то для
обеспечения обработки деталей .не-
скольких наименований необходимо
иметь в памяти системы управления
соответствующее число программ
обработки и соответствующие наборы
инструментов в инструментальных
магазинах. Кроме того, должны быть
предусмотрены приспособления-спут-
ники, обеспечивающие возможность
базирования и зажима деталей всех
наименований.
При переходе на обработку новой
детали достаточно ввести в память
системы новую программу обработки,-
добавить недостающие инструменты
в инструментальные магазины и пере-
делать или изготовить новые при-
способления-спутники.
С целью повышения производи-
тельности в гибких производствен-
ных системах применяется много-
шпиндельная обработка. Многоцеле-
вые станки оснащают дополнитель-
ными магазинами с многошпиндель-
ными насадками. Однако размеры на-
садок, которые могут быть установлены
на многоцелевых станках, ограничены,
что позволяет размещать в насадках
не более четырех — шести шпинделей.
Для обработки корпусных деталей
относительно больших размеров
используют агрегатные станки с про-
дольно-поворотными столами, на
которых устанавливают четыре —
шесть многошпиндельных коробок.
С помощью таких станков можно вы-
полнять несколько последователь-
ных переходов обработки одной де-
тали или выполнять обработку различ-
ных деталей соответственно числу
шпиндельных коробок. В системах
линий для массового производства
можно использовать одношпиндель-
ные трехкоординатные модули с ЧПУ
и с инструментальным магазином.
В этих модулях перемещение по всем
14
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
трем координатным осям сообщается
шпинделю, а деталь во время обра-
ботки остается неподвижной.
Особенности проектирования авто-
матических комплексов. В проектиро-
вании автоматических комплексов,
включающих разнородное оборудо-
вание, участвуют, как правило, не-
сколько конструкторских организа-
ций. Организация, проектирующая
большую часть оборудования для ком-
плекса, выделяется в качестве голов-
ной. Эта организация является ответ-
ственной за разработку автоматиче-
ского комплекса в целом. Головная
организация получает заявку от
заказчика и на ее базе разрабатывает
техническое задание и предварительное
техническое предложение, которое
включает технологический маршрут
и планировку автоматического ком-
плекса. На базе этого предваритель-
ного технического предложения
разрабатывают заявки на встраива-
емое оборудование.
Каждая такая заявка должна со-
держать: чертеж заготовки и обрабо-
танной детали; требуемую произво-
дительность; план участка, на ко-
тором предполатается разместить
встраиваемое оборудование; данные
о системе подачи СОЖ, энергосистеме,
пневмосети, системе удаления струж-
ки; планируемый срок поставки встра-
иваемого оборудования (подробнее
об этих данных см. т. 2).
Кроме того, в заявке на встраива-
емое оборудование должны быть при-
ведены: а) эскизы загрузочной и
разгрузочной стыковых позиций
транспортной системы с указанием
положения детали, высоты загрузки,
датчиков наличия детали, крайних
положений подвижных элементов
транспортных устройств и др.; б) тре-
бования к степени автоматизации обо-
рудования, соответствующие анало-
гичным требованиям, принятым для
автоматического комплекса в целом;
к числу этих требований могут отно-
ситься: необходимость автоматиче-
ского удаления бракованных деталей
и автоматической подналадки или сме-
ны инструментов; перечень сигналов,
выдаваемых в систему управления ком-
плексом; желательное расположение
пультов управления и сигнальных
устройств; необходимая глубина
автоматической диагностики не-
исправностей; в) требования к аппарат-
ной базе электро- и гидропривода;
г) требования к цвету окраски обору-
дования с целью обеспечения единства
цветовой гаммы для комплекса в целом;
д) условия сдачи-приемки оборудо-
вания; е) порядок согласования
технической документации на встра-
иваемое оборудование.
На основании заявки организация-
субпроектант разрабатывает техни-
ческое предложение на встраиваемое
оборудование и согласовывает его
с головной конструкторской органи-
зацией. Имея согласованные техни-
ческие предложения на все встраива-
емое оборудование, головная конструк-
торская организация разрабатывает
техническое предложение на автомати-
ческий комплекс в целом и согласовы-
вает его с заказчиком. При необходи-
мости к процессу согласования при-
влекаются организации-субпроектан-
ты. В остальном процесс проектирова-
ния автоматических комплексов
мало отличается от процесса проекти-
рования автоматических линий.
2. КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТУПИЦ
И ТОРМОЗНЫХ БАРАБАНОВ
ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Техническая характеристика ком-
плекса. В качестве типового рассмо-
трим автоматизированный комплекс
для изготовления ступиц и тормозных
барабанов (рис. 1—3) грузовых авто-
мобилей.
Техническая характеристика комплекса
Производительность, компл./ч . . 65
Число:
единиц технологического обо-
рудования ..................... 30
конвейеров-накопителей . . 34
Установленная мощность электро-
двигателей, кВт............... 2300
Габаритные размеры, мм:
длина............................68 000
ширина...................... 37 250
высота....................... 4 500
Площадь, м2 ................... 2 533
Масса, т.......................1 300
Число:
обслуживающего персонала
в смену.......................... 30
высвобождаемых рабочих . . 400
Годовой экономический эффект,
тыс. руб...................... 800
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ
15
^70-д1Ъа после
<&1Тб^26 обработки 5 сбор?
Рис. 1. Ступица. Допуски круглости и профиля продольного сечения отверстий Д и
0,02 мм. Допустимый дисбаланс 700 г-см
Рис. 2. Барабан
16
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 3. Ступица и барабан в сборе
Конструктивные и технологические
особенности деталей. При общем сход-
стве назначения и конструкций сту-
пицы и тормозные барабаны грузовых
автомобилей- имеют существенные
конструктивные отличия, определя-
ющие особенности их обработки.
Ступицы по конструктивному
исполнению могут быть подразделены
на спицевые и дисковые. Обработка
спицевых ступиц на автоматизирован-
ном оборудовании сопряжена с труд-
ностями, обусловленными необходи-
мостью обработки прерывистых
наружных и торцовых поверхностей.
Спицевые ступицы, как правило,
имеют значительный дисбаланс и
нуждаются в балансировке. Конфигу-
рация спицевых ступиц не позволяет
осуществлять их межоперационное
транспортирование по приводным ро-
ликовым конвейерам. Все это требует
включения в состав комплекса обору-
дования для фрезерования и обтачи-
вания спиц, а также балансировки
ступиц, сложных шаговых конвей-
еров. Более предпочтительной в тех-
нологическом отношении является
обработка дисковых ступиц.
Ступица (см. рис. 1), обрабатываемая
на рассматриваемом комплексе, яв-
ляется спицевой. Наиболее ответ-
ственные поверхности детали — это
отверстия Д и предназначенные для
установки колец подшипников, торцы
Т и Ti этих отверстий, а также центри-
рующий поясок и торец Т3, сопря-
гаемые с тормозным барабаном. К точ-
ности размеров, формы и расположе-
ния этих поверхностей предъявляются
наиболее высокие технические тре-
бования. Заготовка ступицы — от-
ливка из ковкого чугуна марки
КЧ 37-12 (ГОСТ 1215—79); точ-
ность отливки — по классу II
(ГОСТ 1855—55), номинальные при-
пуски 3—4 мм без учета линейных
уклонов.
Для изготовления ступиц исполь-
зуют также отливки из высокопроч-
ного чугуна марки ВЧ 50-2
(ГОСТ 7293—79). Стальные ступицы
непригодны для обработки на ком-
плексной АЛ из-за трудностей уборки
стружки и низкой стойкости инстру-
мента.
Тормозные барабаны незначительно
различаются по диаметру тормозной
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ
17
поверхности — зеркала, который ко-
леблется в пределах 400—420 мм.
Наиболее целесообразной формой
барабана является полый цилиндр
с днищем и кольцевым выступом на
наружной поверхности. Наружная
поверхность барабана должна быть
обработана. Тормозные барабаны
с наружными ребрами для обработки
на комплексной АЛ не приспосо-
блены.
Тормозной барабан (см. рис. 2),
обрабатываемый на комплексе, со-
прягается со ступицей по поверх-
ностям Б и Т. Эти поверхности, а так-
же тормозная поверхность Д, обра-
батываются с одной установки, что
обеспечивает их концентричность.
Заготовка тормозного барабана —
отливка из серого чугуна СЧ 25
(ГОСТ 1412—79). Точность отливки —
по классу II (ГОСТ 1855—55), номи-
нальные припуски 4—6 мм без учета
уклонов, наибольший припуск 12 мм
на зеркале барабана. Большой при-
пуск и связанные с этим значительные
силы резания предъявляют повышен-
ные требования к качеству отливки,
особенно на отсутствие трещин.
Сборка ступиц с барабанами в усло-
виях автоматизированного производ-
ства предъявляет также повышенные
требования к качеству комплектующих
изделий — болтов, винтов, гаек, шпи-
лек.
Особое внимание должно быть
уделено точности размеров, качеству
резьбы, отсутствию заусенцев, ста-
бильности фасок, биению торцов ит. п..
Только при этом условии может быть
обеспечена стабильная работа авто-
матических сборочных устройств.
При механической обработке ступиц
и барабанов на предшествующих сбор-
ке операциях необходимо предусмо-
треть обработку отверстия барабана
и сопрягаемого с ним выступа ступицы
с допусками, которые обеспечивали бы
гарантированный зазор при сборке.
Приведенные на рис. 1 и 2 значения
допусков (отверстие диаметром
275+0’1 мм и выступ диаметром
275_0ji мм) следует признать неудач-
ными, так как они не исключают
возможности нулевого зазора. Прак-
тически необходимый зазор может быть
обеспечен в пределах заданных раз-
меров путем некоторого сужения ис-
пользуемых полей допусков.
Окончательная обработка ступиц
с тормозными барабанами в сборе
(обтачивание наружных поверхностей
спиц и растачивание зеркала) осуще-
ствляется на базе ранее запрессован-
ных в ступицу колец подшипников.
При этом технологическая база
совпадает с конструкторской, что обес-
печивает надежное получение требу-
емых геометрических параметров.
Из имеющегося опыта обработки
барабанов следует, что при чистовом
растачивании зеркала может быть ста-
бильно обеспечена шероховатость
поверхности Ra = 5 мкм. Для умень-
шения шероховатости должны быть
предусмотрены дополнительные фи-
нишные операции.
Технологический процесс, состав и
планировка оборудования. Комплекс
оборудования для обработки и сборки
ступиц и тормозных барабанов, пла-
нировка которого представлена на
рис. 4, содержит четыре технологи-
ческих участка: 1) механической
обработки ступиц; 2) механической
обработки барабанов; 3) сборки;
4) механической обработки ступиц
с тормозными барабанами в сборе.
В соответствии с делением на уча-
стки принята система нумерации тех-
нологических операций. Каждая
операция обозначена двузначным
числом, первая цифра которого пред-
ставляет собой номер технологи-
ческого участка, а вторая — порядко-
вый номер операции внутри участка.
Эта система сохраняется для обозначе-
ния технологического процесса
(табл. 2) и оборудования (табл. 3).
В связи с более низкой производи-
тельностью фрезерных автоматов
и токарных автоматических линий, по
сравнению с другим оборудованием
комплекса, они установлены в два
(операции 21, 22, 42) или три (опера-
ции 11, 12, 13) потока. При много-
поточном размещении предпочтитель-
ным является зеркальное исполнение
оборудования соседних потоков и рас-
положение его рабочими зонами друг
к другу. Тем самым обеспечиваются
более благоприятные условия для
обслуживания и создается возмож-
ность высвобождения персонала.
сю
Рис. 4. Планировка комплекса АЛ
Условные обозначения
-МН+ Колонны цеха
25 № операции
Придя зонная (, нулевая ") точна оборудования
— Граница подвала
Оператор(наладчик,контролер)
И Гидростанция
ten Электрошкары
fwz] Стенд инструментальный .
уО m Пульты управления
— Граница участка проездов
444-Н-4 Шаговый транспортер - накопитель ступиц
Приводной рольганг для барабанов и барабановсоступицами 6 сборе
IlllllfflUUll Мостик переходной
—1 Подвесной грузонесущий конвейер
Кран-укосина
Кран- балка
Монорельс с тельфером
[x] Тара для заготовок и деталей.
a Место перегрузки готовых уз- лов на грузонесущий конвейер
Ф* Место выхода из подвала магист- рального трубопровода СОМ.
Манипулятор консольный
U । f~H । Склад-накопитель ступиц
и Четановкадля отсосастружки и пыли
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
комплексна^ сис^ёма для иёёотоёлёнил ёараёан6ё ie
2. Технологический процесс обработки и сборки ступиц и тормозных барабанов
Условные обозначения
Жесткая оправка
Неподвижная ©пора
Подвижная опора
Зажим
Разжимная ©нравна или патрон
Рабочая подача суппорта
Ускоренный подвод и отвод суппорта
Выдержка суппорта на жестком упоре
№
опе-
рации
Содержание перехода
Схема обработки
12
Фрезерование наружных новерхн©*
стей и торцов пяти спиц
Черновая токарная обработка со сто-
роны отверстия под подшипник диа-
метром 135 мм
Черновая токарная обработка со сто-
роны отверстия под подшипник диа-
метром 150 мм
047410,5
047210,5
047210,4
1 риал. и,э 3/3210,/
'130,5+0,5
2й
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
ПроВолжеяие шёл. 2
№
опе-
рации
Содержание перехода
Схема обработки
12 Получистовая токарная обработка от-
верстий под подшипник
13 Чистовая токгрная обработка отвер-
стий под подшипники и поверхно-
стей под установку барабана
Контроль отверстий под подшипники
14 Сверление шести отверстий М16Х 1,5
до диаметра 14 мм и пяти отверстий
диаметром 16,5 мм до диаметра
.16 мм
Сверление шести отверстий Ml6X1,5
до диаметра 14 мм и пяти отверстий
М18Х 1,5 до диаметра 16 мм
Контроль наличия отверстий
Сверление шести отверстий М16х 1,5
до диаметра 13,8 мм и зенкерование
пяти отверстий диаметром 16,5 мм
до диаметра 18 мм (для последующе-
го образования фасок)
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЕТОТОЕЛЕНИЯ ЕАЕАЕАНОЕ £1
Продолжение пгйвл, 2
№
опе-
рации
Содержание перехода
Схема обработки
14
Досверливание шести отверстий
М16х 1,5 до диаметра 13,8 мм и пя-
ти отверстий М18х 1,5 до диаметра
15,75 мм
Контроль наличия отверстий
15 Зенкование фасок в шести отверстиях
Ml 6 X 1,5 и в пяти отверстиях
М18Х 1,5, притупление острых кро-
мок в пяти отверстиях диаметром
16,5 мм
Зенкование фасок в шести отверстиях
М16Х 1,5 и подрезка пяти бобышек
диаметром 28 мм
Зенкерование шести отверстий
М16.Х 1,5 до диаметра 14,6 мм и
пяти отверстий диаметром 16,5 мм
Зенкерование шести отверстий
М16Х1.5 до диаметра 14,6 мм и
пяти отверстий М18Х 1,5 до диаме-
тра 16,6 мм
Контроль наличия отверстий
22 коММкксНыЕ cnctEiaki АМоМАТиЧЁских линий
Продолжение табл. 2
№
опе-
рации
Содержание перехода
15
Нарезание шести отверстий М16Х 1,5
и пяти отверстий М18Х 1,5
Нарезание шести отверстий М16Х 1,5
16
17
Контроль наличия отверстий
Мойка и сушка ступицы
Выборочный контроль ступицы
18
Определение и устранение дисбаланса
приваркой балансировочных грузов
к двум соседним спицам
21
Черновая токарная обработка наруж-
ных поверхностей и отверстия ба-
рабана
Черновая токарная обработка наруж-
ных и внутренних поверхностей
барабана
125+0,25 1з±0,25
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 23
Продолжение табл. 2
№ опе- рации Содержание перехода
21 Чистовая токарная обработка вну- тренней поверхности (зеркала), от- верстия и торцов барабана
Контроль отверстия диаметром 275+0»1 мм
22 Сверление пяти отверстий
Контроль наличия инструментов
Зенкерование пяти отверстий
Растачивание фасок в пяти отверстиях с двух сторон
23 Мойка и сушка барабанов
24 Выборочный контроль барабанов
31 Раскатывание отверстий под подшип- ники
Запрессовка верхнего кольца под- шипника
Схема обработки
Ф15
1,5*55
\0,5*55
24
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 2
№ опе- рации Содержание перехода
31 Запрессовка нижнего кольца подшип- ника
Установка пяти болтов на спутник
32 Установка маслоуловителя на болты
Установка барабана на болты и масло- уловитель
Установка ступицы на болты и ба- рабан
Наворачивание пяти гаек на болты
Смазывание пяти отверстий под шпильки
Схема обработки
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЕ БАРАБАНОВ 25
Продолжение табл. 2
№
опе-
рации
Содержание перехода
Схема обработки
32 Завинчивание пяти шпилек в ступицу
41 Чистовая токарная обработка наруж-
ных поверхностей, ступиц
42
Чистовое растачивание зеркала бара-
бана
43
Мойка и сушка ступицы с барабаном
в сборе
44
Комплексный контроль геометриче-
ских параметров ступицы с бараба-
ном в сборе
45
Определение и устранение дисбаланса
приваркой балансировочных грузов
26
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 2
№ опе- рации Содержание перехода Схема обработки
46 Запрессовка манжеты Д i -1
3. Состав технологического оборудования
№ опе- рации Оборудование Модель Чис- ло
И Участок механической обработки ступиц Автомат фрезерный ГФ2200-С1 3
12 Автоматическая линия токарная: черновая ЛМО771 3
13 чистовая ЛМО772 3
14 Автоматическая линия: сверлильная ЛМО773 1
15 сверлильно-резьбонарезная ЛМО774 1
16 Моечно-сушильная машина 1560.НО.1 1
17 Стенд для выборочного контроля — 1
18 Автоматическая балансировочная линия с полуавто- ЛМО831 1
21 матической приваркой грузов Участок механической обработки барабане Автоматические линии токарные: черновые ►в ЛМО775 1
22 чистовые ЛМО808 (зеркальная) ЛМО776 1 1
23 Специальный сверлильный станок ЛМО809 (зеркальная) СМ1181 1 1
24 Моечно-сушильная машина 1560.НО.2 1
25 Стенд для выборочного контроля ,— 1
31 Участок сборки I Автоматическая линия: запрессовки колец подшипников в ступицы ЛМО778 1 .
32 1 сборки ступиц с барабанами 1 ЛМО779 1 1
41 Участок обработки ступиц с тормозными барабана Автоматические линии токарные: для обтачивания спиц lMh в сборе ЛМО781 1
42 для растачивания зеркала ЛМО782 1
43 Моечно-сушильная машина ЛМО783 (зеркальная) 1560.НО.2 1 1
44 Автомат для комплексного контроля 4935 1
45 Автоматическая балансировочная линия с полуавто- ЛМО832 1
46 матической приваркой грузов Специальный станок для запрессовки манжеты СМ1355 1
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 27
Для выявления источников возмож-
ных неполадок (снижение размерной
стойкости или поломка инструмента,
отказы зажимных или силовых уст-
ройств и т. п.)} приводящих к получе-
нию бракованных деталей, в условиях
многопоточной обработки каждый
поток оснащен устройством для мар-
кирования деталей условным обозна-
чением того или иного потока.
Каждый из трёх участков механи-
ческой обработки включает моечно-
сушильную машину (операции 16, 24,
43), состоящую из трех секций мойки,
обмыва пассивирующим раствором
и сушки горячим воздухом. Моечно-
сушильная машина для ступиц (опера-
ция 16) снабжена шаговым конвейером
перемещения деталей, остальные —
ленточными конвейерами.
Для выборочной проверки каче-
ства обработки деталей участки об-
работки ступиц и барабанов оснащены
стендами выборочного контроля
(операции 17 и 25) с наборами измери-
тельной оснастки. Измеряемая деталь
с помощью крана-укосины снимается
с соответствующего межоперацион-
ного конвейера и устанавливается на
стенд.
После проверки годные детали1
возвращаются на конвейер для пере-
дачи на дальнейшую обработку, бра-
кованные — удаляются в контейнер
брака для последующего вывоза. Места
съема деталей с конвейеров для вы-
борочного контроля в случае необхо-
димости могут быть использованы
в качестве позиций выгрузки ступиц
и барабанов на запасные части.
Комплекс расположен на участке
цеха с сеткой колонн 6 X 24 м. Тех-
нологическое оборудование разме-
щено преимущественно в пролетах
шириной 6 м, за исключением автома-
тической сборочной линии (опера-
ция 32), расположенной поперек про-
летов.
При этом обеспечивается наи*
более рациональное размещение
Каналов для удаления стружки и
СОЖ перпендикулярно подвалу
цеха. Уборка стружки осуществляется
методом гидросмыва. Хотя при этом
расход СОЖ возрастает, однако обес-
печивается большая свобода в разме-
щении оборудования, так как отпадает
необходимость располагать каналы
в одну линию, как при использовании
механических стружкоуборочных
конвейеров.
Подача заготовок к загрузочным кон-
вейерам-накопителям (перед опера-
циями 11 и 12) предусматривается
напольным колесным транспортом
по цеховому проездуа специальной
таре. Съем готовых детвлей — автома-
тический, с навеской на цеховой грузо-
несущий конвейер. Межоперационное
транспортирование обрабатываемых
деталей осуществляется конвейерами-
накопителями двух типов: шаговыми
конвейерами для перемещения ступиц
и приводными роликовыми конвей-
ерами для барабанов и барабанов
в сборе со ступицами. Для создания
необходимого задела деталей перед
сборочным участком предусмотрены на-
копители большой | вместимости —
пятирядный склад-накопитель сту-
пиц и приводной роликовый конвейер
большой протяженности — для бара-
банов.
Склад-накопитель оборудован
загрузочным и разгрузочным много-
местными портальными манипулято-
рами. Консольные манипуляторы
обеспечивают перекладку деталей
с одного шагового конвейера на другой,
а также загрузку и разгрузку деталей
на отдельных видах оборудования.
Доставка комплектующих изделий
(колец подшипников, болтов, гаек,
шпилек) на сборку (операции 31 и 32),
балансировочных грузов к позициям
сварки балансировочных линий
(операции 18 и 45), удаление шлама
от моечных машин (операции 16, 24
и 43), вывоз контейнеров с бракован-
ными деталями от стендов выбороч-
ного контроля (операции 17 и 25)
и автомата комплексного контроля
(операция 44) также осуществляются
напольным конвейером по предусмо-
тренным внутри участка местным про-
ездам. В отдельных местах, при пере-
сечении проезда приводными ролико-
выми конвейерами, последние обо-
рудованы открывающимися секциями,
обеспечивающими пропуск транс-
порта. При наличии достаточных про-
изводственных площадей целесооб-
разно по возможности предусматривать
проезды между всеми участками ком»
28
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 5. Фрезерный автомат (а) и схема взаимного положения фрезернь х шпинделей и де-
тали ((7)
плексной АЛ для облегчения обслужи-
вания и ремонта оборудования. Кроме
того, ремонтные участки могут обслу-
живаться цеховыми грузоподъемными
средствами (кран-балками). Вдоль
всех четырех сторон участка предусмо-
трены цеховые проезды шириной 4,5—
5 м.
Фрезерование наружных про-
фильных поверхностей спиц и их
торцов (операция 11) является первой
операцией в технологическом процессе
обработки ступицы и выполняется на
двухшпиндельном фрезерном автомате
ГФ2200-С1 (рис. 5). Фрезерование на-
ружных поверхностей спиц обусло-
влено значительными припусками,
прерывистой обрабатываемой поверх-
ностью большой длины. В качестве
инструмента применяют наборы
(блоки) специальных фрез 9, осна-
щенных неперетачиваемыми твердо-
сплавными пластинками. Ступица 11
перемещается транспортным устрой-
ство^, состоящим из штанг 3, движу-
щихся по роликам 13. Ролики уста-
новлены на подъемных рычагах 2,
связанных между собой тягой 1. На
штангах 3 смонтированы захваты 12,
служащие опорой при переносе дета-
лей.
Обрабатываемая ступица уста-
навливается в поворотное зажимное
приспособление 10 и сверху дополни-
тельно поджимается прихватом 8
с приводом от гидроцилиндра 5. Шпин-
дельная бабка 7 перемещается вперед,
лодводя блоки фрез в пол ожени щ
обеспечивающее резание детали при
повороте приспособления. При этом
одним блоком фрез обрабатываются
две спицы, другим — три. Фрезы
закрепляются на шпинделе механиз-
мом 6. Нижняя опора фрезерной оправ-
ки помещена в поворотном кронштейне
4 для удобства съема и установки
блока фрез.
Автоматическая линия ЛМО771
предназначена для черновой и получи-
стовой токарной обработки ступи-
цы (операция 12). В линию встроены
три вертикальных одношпиндельных,
токарных станка. Детали подаются
к линии конвейером-накопителем
после фрезерования по наружному
контуру спиц. Транспортное устрой-
ство линии состоит из поворотных
штанг с захватами, кулисного привода
перемещения штанг и механизма
подъема и опускания штанг. На всех
станках применены однотипные за-
жимные патроны (трехкулачковые,
клиновые, с наклонными пазами),
что позволяет при закреплении дета-
лей прижимать их к базовым торцам.
В связи с базированием ступиц по
поверхностям спиц предусмотрена ори-
ентация шпинделей с помощью меха-
низмов поворота и фиксации.
На первом станке деталь обрабаты-
вается со стороны отверстия диаметром1,
135 мм. В качестве баз служат поверх-
ности, обработанные на фрезерном
станке, — наружного диаметра и тор-
цов спиц. Станок имеет два суппорта.
Левый -— копировальный —- обтачи-
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ
Рис. 6. Токарный станок для ступицы (а) и кинематическая схема левого суппорта (б)
вает и растачивает деталь, осуществляя
врезание резцов по копиру. Правый
(крестовый) служит для подрезания
горца. После первого станка деталь
кантуется на 180° для последующей
обработки со стороны отверстия диа-
метром 150 мм.
Второй станок конструктивно вы-
полнен аналогично первому. Базами
для установки и закрепления детали
служат наружный диаметр 472 ±
Ч- 0,4 мм и торцы спиц, обработанные
па первом станке линии. Обработка
детали ведется двумя крестовыми суп-
портами.
Третий станок — получистовой, на
нем при одной установке детали обра-
батываются оба отверстия под под-
шипники и подрезаются их торцы.
Станок имеет один крестовый суппорт,
конструкция которого позволяет
чередовать горизонтальные и вер-
тикальные перемещения, что обеспе-
чивается промежуточными (убира-
ющимися) упорами.
Чистовая обработка ступицы (опе-
рация 13) выполняется на автомати-
ческой линии ЛМО772, состоящей из
двух параллельно работающих вер-
тикальных одношпиндельных токар-
ных станков класса точности В. У де-
талей, обработанных на станках ли-
нии, на отдельных позициях автомати-
чески контролируются основные
параметры с выдачей сигналов на авто-
подналадку резцов и отображением,
результатов контроля на цифровом
табло. Транспортное устройство
линии обеспечивает раздачу деталей
на тот или другой станок линии. Кон-
структивно транспортное устройство
аналогично устройству предыдущей
линии.
Для рассматриваемой линии был
создан специальный токарный станок
СМ782 (рис. 6), который имеет шпин-
дельную бабку 6 со шпинделем, смон-(
тированным на подшипниках высо-
кой точности. Деталь 8 зажимается
в самоцентрирующем патроне 7. При-
вод шпинделя осуществляется от
двухскоростного электродвигателя 2
через коробку скоростей, размещен-
ную отдельно от станка на подставке 1
и связанную со шпинделем клино-
ременной передачей. Предусмотрена
угловая ориентация шпинделя. На
верхней плоскости корпуса шпиндель-
ной бабки установлена стойка 3 с дву-
мя крестовыми суппортами — правым
4 и левым 5. Левый суппорт пред-
назначен для растачивания отверстий
30
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 7. Инструментальная наладка токарного станка (а) и циклы работы правого ((7) и ле-
вого (в) суппортов:
ZJ— быстрый подвод суппорта; II — обтачивание до диаметра 275_q j мм; III — подре-
зание торца Т3; IV — быстрый отвод суппорта; V — возврат суппорта в исходное положе-
ние; VI — быстрый подвод суппорта; VII — растачивание до диаметра 150ZoI89Omm рез-
цом 4; VIII — выдержка на промежуточном упоре; IX — подрезание торца Т резцом
4 и торца Ti резцом 3 последовательно; X — растачивание до диаметра 135ZqJo9O мм
резцом 3; XI — растачивание до диаметра 168+0’08 мм резцом /; XII — отвод суп-
порта в промежуточное положение с подрезанием торцаТ4 резцом 1; XIII — вертикаль-
ный отвод суппорта в исходное положение; XIV -— поперечный возврат суппорта в ис-
ходное положение
с подрезанием прилегающих торцов.
Привод вертикального перемещения
суппорта осуществляется гидро-
Цилиндром 13, а горизонтального пере-
мещения— цилиндром 16. Промежу-
точные положения суппорта обеспе-
чиваются выдвижными упорами —
вертикальным 9 и горизонтальным 14.
Крайние положения суппорта при его
горизонтальном перемещении регу-
лируются упорами 10 и 15, на которые
воздействует Клиновой толкатель 11
с приводом от шагового двигателя 12.
Этот механизм обеспечивает автопод-
наладку резца с дискретностью
мкм. Для обеспечения большей
точности перемещений суппорта
предусмотрено устранение зазоров
путем поджима суппорта к горизон-
тальным и вертикальным направля-
ющим с помощью гидроплунжеров.
Правый крестовый суппорт служит
для обтачивания наружной поверх-
ности и торца ступицы. По конструк-
ции направляющих и приводов суппорт
аналогичен левому, но в нем отсут-
ствуют промежуточные упоры, авто-
подналадка и поджим к направля-
ющим,
На рис, 7 приведены инструмен-
тальная наладка станка и циклы ра-
боты суппортов. Расточные резцы 3
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 31
и 4 помещены в цилиндрических встав-
ках 7, которые крепятся в оправке 8
с помощью шпилек 5 и поворотных
шайб 6. Оправка 8 с цилиндрическим
хвостовиком установлена в державке 9.
Настройка резцов на размер про-
водится на приборе вне станка, для
чего предусмотрен комплект взаимо-
заменяемых вставок. Резец И, пред-
назначенный для обтачивания и под-
резания поверхностей под установку
барабана, помещен во вставке 12,
положение которой относительно
державки 10 регулируется резьбовым
механизмом с лимбом. Все взаимо-
связанные поверхности ступицы 2
обрабатываются на станке за одну
установку. В отверстиях под под-
шипники оставляется припуск 0,02 мм
на последующую раскатку.
Крепежные отверстия в ступице (опе-
рации 14 и 15) обрабатываются на
автоматических линиях ЛМО773
и ЛМО774, связанных между собой
конвейером:накопителем. Создание
двух автоматических линий вызвано
необходимостью обеспечения проект-
ной производительности, так как
расчеты надежности показали» что одна
автоматическая линия с жесткой
связью между станками имела бы
низкий коэффициент технического
использования. Линии — бесспутни-
кового типа с подъемно-шаговым кон-
вейером. Привод перемещения кон-
вейера — гидравлический. Обрабаты-
ваемая деталь поступает к линии
ЛМО773 после окончательной токарной
обработки по шаговому конвейеру,
кантуется на 180° и устанавливается
на первую позицию линии. Перед
установкой детали на первый станок
линии она ориентируется в угловом
положении. Деталь обрабатывается
на двух вертикальных агрегатных стан-
ках. В каждом станке шпиндельная
коробка охватывает по две рабочих
позиции линии. Деталь в первом при-
способлении станка центрируется по
отверстию диаметром 150z§;8§| мм и
базируется в угловом положении по
контуру одной из спиц. Во всех после-
дующих приспособлениях базирова-
ние деталей осуществляется по
одному из обработанных отверстий.
Для обеспечения точности расположе-
ния отверстий кондукторные плиты
базируются непосредственно по от-
верстию диаметром мм в об-
рабатываемой детали. На линии
предусмотрен контроль наличия об-
работанных отверстий с помощью
подвижных щупов.
Автоматическая линия ЛМО774
содержит три агрегатных многошпин-
дельных вертикальных станка ана-
логичной конструкции.
Чертежом детали предусмотрено,
что резьбовые отверстия М16 X 1,5
должны выполняться с допуском 2НЪС
по ГОСТ 4608—81. Однако, несмотря
на принятые меры по повышению
точности и стабильности обработки
отверстий под резьбу и использование
специальных точных метчиков и
патронов, вероятность стабильного
получения резьб с натягом в произ-
водственных условиях невелика. Уве-
ренно можно гарантировать лишь по-
лучение резьбовых отверстий с до-
пусками 6/Л
Вследствие малого расстояния
между отверстиями М16 X 1,5 невоз-
можно разместить все 12 шпинделей
на одной позиции; поэтому обработка
этой группы отверстий осуществляется
в два перехода по шесть отверстий.
Для обеспечения точности располо-
жения отверстий под резьбу кондук-
торные плиты базируются по отвер-
стию диаметром 135z§,*gi| мм в об-
рабатываемой детали.
В рассматриваемом комплексе обо-
рудования балансировке подвер-
гаются вначале ступицы, а затем сту-
пица в сборе с тормозным барабаном.
В качестве примера рассмотрим авто-
матическую линию ЛМО831 для балан-
сировки ступицы (операция 18), изоб-
раженную на рис. 8. Линия имеет
специальный двухпозиционный ба-
лансировочный станок-автомат и
сварочную позицию для полуавтома-
тической приварки балансировочных
грузов (поз. 9, см. рис. 3). Ступица
поступает с шагового конвейера 13
на позицию I, откуда штанговым кон-
вейером 10 линии через промежуточ-
ную позицию II подается на позицию
статической балансировки автомата
12 (позиция /// линии) и устанавли-
вается на оправку, расположенную
на шпинделе. Дисбаланс определяется
автоматически при вращении шпин-
32 КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
деля. После остановки шпинделя в ори-
ентированном положении ступица
переносится конвейером 10 на пози-
цию IV. В соответствии с получен-
ными на предыдущей позиции дис-
балансами, ступица поворачивается
таким образом, чтобы две наиболее
легкие спицы находились со стороны
рабочего места оператора-сварщика.
На позиции V линии ступица кантова-
телем 11 поворачивается на 180°,
в результате чего создается возмож-
ность доступа к внутренним полостям
спиц при последующей приварке гру-
зов. На сварочной позиции линии (по-
зиция VI) деталь с помощью опроки-
дывателя наклоняется в сторону опе-
ратора для обеспечения удобства
установки и приварки грузов. Свароч-
ная позиция оборудована рабочей пло-
щадкой 1 с ограждением экраном 3.
На площадке размещен полуавтомат
для сварки в среде углекислого газа,
включающий механизм 2 подачи про-
волоки, контейнер газовой аппаратуры
5 и шкаф управления (выпрямитель) 4.
Здесь же находятся стенд 6 с ячейками
для балансировочных грузов трех
типоразмеров и табло 7, на которое
из запоминающего устройства выдается
в виде световых сигналов информация
о числе и размерах подлежащих при-
варке балансировочных грузов.
После приварки грузов ступица про-
ходит свободную позицию VII; на
позиции VIII кантователем 8' она
поворачивается в исходное положение
и на позиции IX перегружается на
шаговый конвейер 9. В состав линии
входят гидростанции, электрошкафы
и пульт управления 14. При началь-
ном дисбалансе детали до 7000 г-см
линия обеспечивает максимальный
остаточный дисбаланс 700 г-см.
Аналогичное устройство имеет
автоматическая линия ЛМО832 для
балансировки ступиц с тормозными
барабанами в сборе (операция 45).
Отличие этой линии от описанной
обусловлено возможностью приварки
КОМПЛЕКСНА^ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЁАРАЁАНОВ
Рис. 9. Станок для обработки барабана
грузов в любом месте на наружной
цилиндрической поверхности бара-
бана 8 (см. рис. 3). Позиция базиро-
вания снабжена устройством клейме-
ния для нанесения метки в месте
приварки груза. Кантование детали
на линии не проводится. Подача дета-
лей к линии и их транспортирование
на последующую операцию осуще-
ствляются приводными роликовыми
конвейерами.
Черновая и чистовая обработки тор-
мозного барабана (операции 21 и 22)
выполняются на участке из двух па-
раллельно работающих потоков, каж-
дый из которых состоит из двух авто-
матических линий (ЛМО775 и
ЛМО776, в параллельном потоке —
ЛМО808 и ЛМО809), соединенных кон-
вейером-накопителем с приводными
роликами и предназначенных соот-
ветственно для обработки наружных
и внутренних поверхностей барабанов.
Заготовки барабанов поступают на
первую линию в положении днищем
вверх, а при транспортировании на
вторую линию кантуются на 180°.
В линиях детали устанавливаются
в патроны двухшпиндельных вер-
тикальных токарных станков. Па-
троны трехкулачковые, клиновые,
с наклонными пазами, что обеспечи-
вает поджим барабанов к базовым
2 П/р А. И. Дащенко
торцам. Кулачки выполнены кача-
ющимися и снабжены твердосплав-
ными рифлеными пластинками, обес-
печивающими надежный зажим де-
тали в двух поясах, по шесть точек
зажима в каждом. Автоматические
линии выполнены на базе специальных
станков СМ1250 (рис. 9). На корпусе
шпиндельной балки 1 установлена вер-
тикальная стойка 2 с направляющими,
по которым перемещается платформа
подкатного стола 3 с приводом от
гидроцилиндра 4. На платформе рас-
положены четыре суппорта. Два вер-
тикальных суппорта 12 предназначены
для врезания режущего инструмента
под углом к направлению продольной
подачи и для сообщения рабочих
подач режущему инструменту. Каж-
дый из суппортов состоит из направля-
ющей плиты 13, жестко закрепленной
на платформе стола, и ползуна, пере-
мещающегося вертикально по напра-
вляющим этой плиты. На ползуне
имеются горизонтальные направля-
ющие, по которым перемещаются две
каретки с инструментами.
В каретках смонтированы оси с ро-
ликами 11, постоянно поджатыми ги-
дроцилиндрами к копирным линейкам
10, установленным на направляющей
плите суппорта. В начале вертикаль-
ного перемещения ползуна с помощью
34
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
копирных линеек осуществляется
«косое» врезание резцов в обрабатыва-
емую деталь, затем происходит вер-
тикальная подача. Крайние поло-
жения ползуна ограничиваются
регулируемыми упорами. Горизон-
тальные суппорты (правый 9 и левый
14) установлены на платформе стола.
Привод суппортов — гидравлический.
Установка суппортов на подкатном
столе позволяет освобождать рабочую
зону станка для транспортирования
деталей.
Шпиндели вращаются от отдельных
приводов главного движения, каж-
дый из которых состоит из электро-
двигателя 5 и коробки скоростей 6.
В кинематической цепи коробки ско-
ростей имеются сменные зубчатые ко-
леса и блок, переключаемый вручную,
чем обеспечиваются - девять ско-
ростей вращения шпинделя. Станок
снабжен механизмом угловой ориен-
тации шпинделя, что связано с необ-
ходимостью остановки кулачков па-
трона в положении, обеспечивающим
свободный захват детали транспорт-
ными штангами. Доворот шпинделя
осуществляется червячным редукто-
ром 7 с приводом от электродвигателя,
а фиксация — рычажным механизмом 8
с приводом от гидроцилиндра.
Крепежные отверстия в барабане
(операция 23) обрабатываются на
специальном агрегатном вертикаль-
ном пятнадцатишпиндельном ав-
томате СМ1181 с четырехпозиционным
поворотно-делительным столом. Ста-
нок (рис. 10) имеет станину /, на
которой смонтирована стойка 4
с силовым столом 5. На подвижной
части стола размещена шпиндельная
коробка 3 с инструментальной налад-
кой и кондукторной плитой. Приспо-
собления для крепления деталей уста-
новлены на поворотно-делительном
столе 2. Деталь 14 устанавливается
в приспособлении на платики 15 и
оправку 13. Тормозные барабаны пере-
носятся на приспособление станка
с помощью портального манипулятора,
на балке 7 которого размещены две
каретки 6 с захватами 8.
Изображения барабанов на рисунке
соответствуют их положению по
высоте при ранспортировании мани-
пулятором,т а также на приводных
роликовых конвейерах и в приспособ-
лении. С учетом достаточно высоких
требований к точности расположения
осей обрабатываемых отверстий (пози-
ционный допуск 0,1 мм), кондуктор-
ные втулки /7, по которым направля-
ются зенкеры, размещены в кондуктор-
ной плите 12, центрируемой с помощью
оправки 16 по отверстию диаметром
275+0’1 мм в обрабатываемой детали
14. Плита 12 выполнена «плавающей»
в горизонтальной плоскости и за-
креплена на основной кондукторной
плите 10 с помощью подпружиненного
штыря 9 с угловой фиксацией по
пальцу 11. «Плавание» плиты обеспе-
чивается с помощью радиальных за-
зоров в местах сопряжений. Практика
работы такого оборудования под-
твердила эффективность подобного
конструктивного приема.
На автомате имеется механизм кон-
троля целостности сверл, выполненный
в виде подводимых к вершинам сверл
щупов, размещенных на кондуктор-
ной плите.
Автоматическая линия ЛМО778
для раскатки отверстий под подшип-
ники и запрессовки наружных колец 1
и 2 (см. рис. 3) подшипников в сту-
пицу 3 (операция 31) состоит из трех
станков, оснащена транспортным уст-
ройством бесспутникового типа и
включает в себя гидростанции, элек-
трошкафы и пульты управления
(рис. 11). Ступица поступает на пози-
цию / автоматической линии с шаго-
вого конвейера 2 в предварительно
ориентированном положении и штан-
говым конвейером 1 линии перено-
сится на свободную позицию //, а за-
тем на приспособление раскатного
станка (позиция III). Станок вер-
тикального типа имеет станину 21
с установленной на ней стойкой 13.
На станине и стойке размещены верх-
ний 11 и нижний 19 гидравлические
силовые столы, причем нижний стол
снабжен специальным приводом,
состоящим из двух гидроцилиндров 20,
расположенных по обе стороны сала-
зок. На столах смонтированы силовые
бабки 12 и 18, в шпинделях которых
установлены многороликовые рас-
катки 14 и 15. Подача инструментов
обеспечивается ходом верхнего стола
вниз, а нижнего — вверх.
Рис. JO. Сверлильный автомат для обработки барабана
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 35
Рис. И. Линия для раскатки отверстий ступицы и запрессовки колец подшипников
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 37
Запрессовка верхнего кольца под-
шипника осуществляется на пози-
ции V, нижнего — па позиции VII.
Обе позиции оснащены общим порта-
лом 6. Позиция V оборудована поворот-
ным магазином 4 колец, загрузочным
лотком 5, механизмом 5 контроля
правильности ориентации колец,
установленным на загрузочном лотке,
силовым цилиндром 7, смонтирован-
ным на портале 6, и опорным приспо-
соблением 9. Очередное кольцо из
магазина 4 опускается в загрузочный
лоток 8 и гидроцилиндром 3 пере-
мещается по лотку на шаг, несколько
больший наружного диаметра коль-
ца. При этом кольцо, крайнее из
находящихся в лотке, оказывается под
пуансоном силового цилиндра 7. При
движении цилиндра вниз кольцо на-
девается на пуансон, отжимает опор-
ные рычаги лотка (на рисунке не
показаны) и при дальнейшем движении
вниз запрессовывается в верхнее от-
верстие ступицы. Сила запрессовки
контролируется датчиком, встроен-
ным в пуансон и содержащим набор
тарельчатых пружин. Если сила за-
прессовки окажется меньше мини-
мально предусмотренной, происходит
остановка линии. Бракованная деталь
должна быть помечена наладчиком
и в конце линии снята.
Правильность ориентации кольца
в лотке (основанием конуса вверх —
правильно, а основанием конуса
вниз — неправильно) проверяется с по-
мощью торцового бесконтактного
переключателя 10, установленного над
лотком. Переключатель срабатывает
только при экранировании его широ-
ким торцом кольца. В случае непра-
вильной ориентации кольцо гидро-
цилиндром сталкивается с лотка в спе-
циально установленную тару.
Кольца в магазине размещаются
стопками. После полной «выработки»
одной стопки магазин автоматически
поворачивается, подавая к загрузоч-
ному лотку очередную стопку колец.
Число позиций магазина — 10, общая
вместимость — 150 колец. По мере
выработки колец магазин заполняет
наладчик линии.
Аналогичным образом осущест-
вляется запрессовка второго (ниж-
него) кольДа подшипника на пози-
ции VII. Отличие состоит в том, что
силовой цилиндр установлен в станине,
а на портале размещен цилиндр про-
тиводавления, исключающий отрыв
ступицы от приспособления силой за-
прессовки.
На позиции VIII ступица поворачи-
вается на 18°, чем обеспечивается пра-
вильность ее ориентации на шаговом
конвейере 17, перпендикулярном оси
конвейера линии. Детали выдаются
на конвейер 17 кареткой 16 с пози-
ции IX.
Сборка ступиц с тормозными бара-
банами (операция 32) осуществляется
на автоматической линии ЛМО779
спутникового типа (рис. 12) с горизон-
тальным возвратом спутников, со-
стоящей из шести специальных сбо-
рочных станков. Транспортное устрой-
ство линии содержит межстаночный
конвейер 4 с гидроприводом 5 пере-
мещения спутников, а также конвей-
еры 6, 7 и 15 с электромеханическим
приводом возврата спутников. Фи-
ксация спутников на рабочих позициях
осуществляется гидроприводом.
Выбор спутниковой линии для вы-
полнения данной операции обусловлен
характером сборки, т. е. необходи-
мостью первоначальной установки
пяти болтов 6 (см. рис. 3), на которые
затем последовательно устанавли-
ваются собираемые детали. Оче-
видно, что указанные болты могут
перемещаться с позиции на позицию
только на приспособлении-спутнике.
Загрузка болтов на приспособле-
ние-спутник осуществляется на по-
зиции V линии. Болты из трубчатого
многоручьевого магазина опускаются
в отверстия шибера, который при своем
движении вперед перемещает болты
в сторону спутника. В конце хода
шибера болты проваливаются через
специально предусмотренные в под-
шиберном лотке отверстия в гнезда
спутника. Наличие пяти болтов про-
веряется специальным контрольным
устройством, после чего все механизмы
станка возвращаются в исходное по-
ложение, а спутник перемещается на
следующую позицию. На позиции VIII
производится установка на болты мас-
лоуловителя 4 (см. рис. 3). Масло-
уловители в многопозиционном ма-
газине расположены стопками и сори-
38
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
(ошЬнс/эдои) у-у
Fmc. 12. Линия сборки ступицы с барабаном
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 39
оптированы имеющимися них от-
верстиями на вертикальных оправках.
Захват манипулятора 11 (см. рис. 12)
опускается на верхний маслоулови-
тель, с помощью вакуумных присосок
снимает его со стопки, после чего ма-
нипулятор перемещается к спутнику
и опускает маслоуловитель на пять
болтов, ранее установленных на спут-
ник.
Дальнейшая сборка производится
па позиции XI. Поступающие по при-
водному рольгангу 8 тормозные бара-
баны одним захватом сдвоенного мани-
пулятора 9 переносятся на промежу-
точную позицию, снабженную устрой-
ством для автоматической угловой
ориентации барабана. Одновременно
второй захват манипулятора переносит
барабан, сориентированный на про-
межуточной позиции в предыдущем
цикле, на спутник. Предварительно,
до работы манипулятора 9, манипуля-
тор 10 перемещается в сторону спут-
ника, проверяет наличие и правиль-
ность положения болтов и возвращает-
ся в исходное положение. Аналогично
на позиции XIII происходит уста-
новка ступиц при помощи манипуля-
тора 13, поступающих с шагового
конвейера 14.
На позиции XVI выполняется уста-
новка на болты пяти гаек 5 (см. рис. 3)
и их завинчивание. Гайки (см. рис. 12)
из многопозиционного магазина по-
падают в ячейки шибера и подаются
в зону установки, где захватываются
за резьбовые отверстия подпружинен-
ными цангами специальных патронов
и поднимаются над шибером. Шибер
отводится в исходное положение, шпин-
дельный узел с вращающимися па-
тронами опускается, гайки навора-
чиваются на болты; при этом подпру-
жиненные цанги, упираясь в болты,
утапливаются в патроны. Каждый па-
трон снабжен индивидуальным
гидроприводом, отключающимся с по-
мощью реле давления при достиже-
нии требуемой силы затяжки гайки.
На позиции XVII расположено уст-
ройство для смазывания резьбовых
отверстий под шпильки, представля-
ющее собой вертикально перемеща-
ющуюся плиту с соплами. При посту-
плении детали на позицию плита
опускается, и через сопла в каждое
резьбовое отверстие подается порция
масла.
Установка и завинчивание шпилек
7 (см. рис. 3) на позиции XIX (см.
рис. 12) производится подобно уста-
новке гаек на позиции XVI. Отличие
состоит в использовании патронов
«Бильц», снабженных общим при-
водом. Далее спутник с собранным
изделием поступает на позицию XXII,
а затем по конвейерам 15, 6 и 7 — на
позицию I к началу автоматической
линии. Разгрузка с линии ступиц
с тормозными барабанами в сборе на
приводной роликовый конвейер 3
осуществляется манипулятором раз-
грузки 2 с позиции II. В том случае,
если какая-либо из гаек не была на-
винчена на болт из-за отсутствия или
плохого качества резьбы на болте или
гайке, перекоса болта и т. п., после
разгрузки ступицы с барабаном с ли-
нии болт остается на спутнике. По-
этому на позиции III перед позицией
установки болтов имеется механизм
контроля наличия болтов и съема их
со спутника.
Линия включает гидростанции,
электрошкафы, пульт управления,
укомплектована эстакадами 1 и 12
для обслуживания механизмов и
заполнения магазинов. Ее обслужи-
вают два наладчика.
Обтачивание наружной поверхно-
сти ступицы в сборе с тормозным
барабаном (операция 41) производится
на автоматической линии ЛМО781,
состоящей из двух параллельно работа-
ющих вертикальных одношпиндель-
ных токарных станков, связанных ме-
жду собой транспортным устрой-
ством. Деталь поступает на линию
тормозным барабаном вниз и в таком
положении перемещается конвейером
по линии. Базирование детали на
станке производится по поверх-
ностям запрессованных в ступицу под-
шипников. Барабан зажимается
трехкулачковым патроном рычажного
типа. Обтачивание детали произ-
водится с применением твердосплав-
ных неперетачиваемых пластинок
с помощью копировального суппорта.
На автоматических линиях ЛМО782
и ЛМО783 выполняется растачивание
зеркала барабана в сборе со ступицей
(операция 42). Обрабатываемые детали
40 КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ' ЛИНИЙ
а)
Рис. 13. Станок для обработки зеркала барабана в сборе (а) и механизм отвода и подналад-
ки резца (й)
поступают на линию и”выдаются с нее
в положении барабаном книзу, а об-
работка зеркала ведется сверху, по-
этому в начале и конце линии имеются
кантователи.
На рис. 13 приведен общий вид спе-
циального вертикального токар-
ного двухшпиндельного станка
ЛМО782-С01. На основании 13 станка
установлена вертикальная стойка 14
с направляющими, по которым пере-
мещается подкатной стол 5, уравно-
вешенный противовесом, размещен-
ным внутри стойки. На стойке имеются
две пинольные центровые бабки 28
с приводом от гидроцилиндров 9 и два
вертикальных суппорта 26, несущих
резцедержатели 27 с механизмами от-
вода и подналадки резца. Привод
перемещения суппортов осущест-
вляется от гидроцилиндров 25. На
передней грани основания станка за-
креплена двухшпиндельная бабка 2.
Привод каждого шпинделя осущест-
вляется от электродвигателя 12 через
трехступенчатый зубчато-ременный
редуктор 10. Доворот шпинделя в за-
данное угловое положение осуще-
ствляется механизмом 11 с приводом
от гидромотора, а фиксация — гидро-
цилиндром 1. Обрабатываемая де-
таль 6 устанавливается в зажимных
приспособлениях 5 с виброгасителями
10 (см. рис. 14) и центрируется цангой 7
(рис. 13). Отвод виброгасителей осу-
ществляется плитой 4 при помощи
зубчатореечного механизма 3. Рас-
точный резец 24 закреплен в державке
23, связанной с плитой 15, поворачи-
вающейся на оси 22. Плита поджата
подпружиненным штырем 21 к клину
16, который, перемещаясь винтом 18
при вращении резьбовой втулки 17
с лимбом, осуществляет подналадку
резца. Для отвода резца служит ги-
дроцилиндр 19, шток 20 которого
связан с плитой.
Обработка деталей на станке осу-
ществляется без использования СОЖ.
В качестве материала режущего ин-
струмента применяется минерало-
керамика. Режимы резания: v =
= 428 м/мин; s0 = 0,24 мм/об. Для
контроля обработки деталей в составе
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ 41
Рис. 14. Патрон
линии имеются контрольные позиции.
Данные измерений поступают на табло.
В случае брака детали цикл линии
автоматически прерывается.
Конструкция зажимного приспо-
собления приведена на рис. 14. Кор-
пус 18 патрона закреплен на шпинделе
19ДВ центре корпуса имеется штырь 13,
на нижней части которого закреплена
втулка 17, центрирующая ступицу 15
по кольцу 16 подшипника. Верхняя
часть штыря служит для центрирова-
ния цанги 12 пинольной бабки 11 при
базировании по верхнему кольцу 14
подшипника. Для очистки поверхно-
сти кольца от возможного попадания
стружки служат каналы 7, в которые
через центральное отверстие в шпин-
деле пинольной бабки подается сжатый
воздух. На корпусе патрона устано-
влено пять подпружиненных штырей
4, служащих опорной базой деталей
и выполняющих роль антивибровоз-
будителей в вертикальной пло-
скости.
По наружной поверхности патрона
на осях 5 закреплены пять рычагов 6
с грузами 3. При вращении патрона
рычаги под действием центробежной
силы отклоняются и антивибровоз-
будители, выполненные в виде кача-
ющихся на осях 8 корпусов 9, снаб-
женных резиновыми прокладками
10, обжимают поверхность барабана.
Контроль отвода рычагов антивибро-
возбудителей осуществляется от
отдельного реечно-зубчатого меха-
низма путем подъема плиты 1 с пятью
роликами 2.
Автомат 4935 комплексного кон-
троля тормозного барабана в сборе со
ступицей (рис. 15) предназначен для
сплошного контроля геометрических
параметров, обрабатываемых на ком-
плексной АЛ деталей (операция 44).
Он имеет станину 12 с конвейером
карусельного типа, стол 11 со шпин-
делем 10, измерительным устройством 1
и пультом управления 2, стол 8 с уста-
новочной|мерой 7, а также электро-
шкаф и две гидростанции. Подача
и отвод деталей осуществляются при-
42
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис.^]15. Автомат комплексного контроля
водными роликовыми конвейерами 4
и 6, для которых станина 12 служит
дополнительной опорой.
Деталь, подлежащая измерению,
поступает по конвейеру 6 и, пройдя
через механизм поштучной выдачи,
перемещается до жесткого упора под
захватом 5 конвейера (позиция /).
Каретка 9 с четырьмя парами захватов
опускается, захваты сводятся и охва-
тывают тормозной барабан с зазором
1—2 мм, после чего каретка подни-
мается, поворачивается на 90° против
часовой стрелки и вновь опускается.
При этом измеряемая деталь перено-
сится на приемные упоры измеритель-
ной позиции II. При правильном
предварительном базировании упоры
опускаются, деталь устанавливается
на шпиндель 10 и окончательно бази-
руется и зажимается на нем. К детали
подводятся измерительные наконеч-
ники индуктивных преобразователей,
и шпиндель с деталью поворачивается
на 1,5—2 оборота. Сигналы, соответ-
ствующие отклонениям измеряемых
параметров, поступают в электронную
схему автомата, в которой показания
по каждому параметру сравниваются
с заранее настроенными значениями.
Если все показания оказываются в до-
пустимых пределах, выдается коман-
да «Годная деталь», а в случае пре-
вышения хотя бы одной границы од-
ного из параметров — команда «Брак».
По окончании измерения происходит
отвод наконечников, разжим детали
и подъем ее на упорах в исходное
положение, из которого захваты кон*
вейера переносят ее на конвейер год-
ных деталей (позиция III). Если де-
таль в результате контроля признана
годной, упор 3 на роликовом конвей-
ере опускается, пропуская ее на даль-
нейшую обработку, а при получении
команды «Брак» упор не опускается,
и деталь остается под конвейером до
следующего цикла, когда захваты пере-
несут ее на конвейер брака (пози-
ция IV). Привод роликового кон-
вейера брака включается периоди-
чески по команде от автомата, после
подъема каретки с захватами в верхнее
положение. Бракованные детали
накапливаются на роликовом конвей-
ере и цеховым краном перегружаются
в тару. Роликовый конвейер годных
деталей является продолжением
конвейера загрузки, поэтому при не-
обходимости отключения ^автомата
каретка с захватами конвейера от-
водитсяетв верхнее положение, а упоры
роликовых конвейеров опускаются
ниже уровня роликов, после чего
детали могут идти мимо автомата.
Для наладки автомат переключа-
телем на пульте управления перево-
дится в режим «Наладка».
Контроль забракованных деталей
может осуществляться на автомате
повторным пропусканием их в цикло-
вом режиме с визуальным контролем
отклонений. При этом установка дета-
лей на загрузочный роликовый кон-
вейер должна осуществляться цехо-
выми грузоподъемными средствами.
комНлккснАя СИСТЕМА ЕЛЕ изготовления БАРАБАНОВ 43
Рис. 16. Шаговый конвейер
Шаговый конвейер. Для транспор-
тирования ступиц применены шаго-
вые конвейеры оригинальной кон-
струкции (рис. 16). Шаговый конвейер
имеет каркас 14 с опорными элемен-
тами 26 (позициями) для установки
транспортируемых деталей 19 и роли-
ками 25, на которых установлена
подвижная каретка 13. На каретке
смонтированы валики 24 с попарно
установленными подъемными рыча-
гами 23, которые при повороте валиков
24 поднимают детали 19 над позициями
с помощью призм 21. Поворот валиков
24 осуществляется кулачковым кри-
вошипно-шатунным механизмом, ко-
торый закреплен на подвижной ка-
ретке 13. Этот механизм содержит
червячный редуктор 7 с приводным
электродвигателем 22. На выходном
валу червячного редуктора смонти-
рованы кулачок 4 и кривошип 5 с ша-
туном 6. Второй конец шатуна 6
шарнирно закреплен в кронштейне 10,
установленном на каркасе 14, а кула-
чок 4 взаимодействует с роликом 8
приводного рычага, который с рыча-
гами 12, тягами 11 подвижной карет-
кой 13 образует многозвенный шар-
нирный параллелограмм. Верхние
концы рычагов 9 и 12 шарнирно свя-
заны с валиками 24 с помощью соба-
чек 15. В свою очередь, собачки снаб-
жены щупами 20, контролирующими
наличие деталей на позициях конвей-
ера. При отсутствии детали собачка
под действием противовеса 16 входит
в паз валика 24, а при нажатии детали
на щуп 20 — выходит из паза. Позиции
конвейера, сопрягающиеся с позици-
ями загрузки-разгрузки автоматиче-
ской линии, снабжены механизмами
блокировки в виде пневмоцилиндра 17,
который, воздействуя через толкатель
18 на цилиндрическую поверхность
противовеса 16, установленного на
собачке 15, выводит последнюю из
зацепления с валиком 24, исключая
возможность его поворота, независимо
от наличия детали на позиции. Для
уравновешивания массы привода,
расположенного асимметрично отно-
сительно оси подвижной каретки, на
нижней лапе червячного редуктора 7,
наиболее удаленной от оси конвейера,
закреплен кронштейн 3 с роликом 2,
контактирующим с опорной планкой 1,
установленной на каркасе 14 шагового
конвейера параллельно направлению
перемещения каретки 13.
При работе конвейера двигатель 22
через ременную передачу и червячный
редуктор передает вращение уста-
новленным на его выходном валу ку-
лачку 4 и кривошипу 5. При это^
кулачок через ролик 8 отклоняет
приводной рычаг 9 и связанные с ним
тягами 11 рычаги 12. Происходит
44
комплексные системы Автоматических линий
поворот валиков 24 (в случае их
зацепления с собачками 15) и устано-
вленных на них подъемных рычагов
23. Так как шатун 6, связанный с кри-
вошипом 5, вторым концом шарнирно
прикреплен к каркасу конвейера и
перемещаться не может, то переме-
щается подвижная каретка 13 с подъ-
емными рычагами 23. Поворот подъем-
ных рычагов относительно каретки
13 и ее одновременное продольное
перемещение обеспечивают движение
призм 21 по заданной траектории,
причем центры призм при подъеме
и опускании проходят|точно по цен-
трам опорных элементов 26 на пози-
циях конвейера, осуществляя подъем,
перемещение пропускание транспорти-
Рис. 17. Задание на проектирование подвода электроэнергии
№ точек подвода Координаты точек подвода Модель автомата, АЛ, транспортного устройства № операции
X, мм У, мм И, мм
1 9 200 20 600 1600 ТМ025-001
2 9 200 22 000 11
3 9 200 26 600 1600 ТМ025-001
4 9 200 28 000 И
, 5 9 200 32 600 1600 ТМ025-001
6 9 200 34 000 11
7 18 200 32 600 1600 ТМ025-002
8 18 200 26 600 1600 ТМ025-002
9 18 200 20 600 1600 ТМ025-002
10 28 000 35 900 1800 ЛМО771 12
11 28 000 29 900 1800 ЛМО771 12
КбМПгПЁксНАЯ СЙСТЁМА для иёМовлёнйя бараёанов 45
Продолжение табл.
№ точек подвода Вводной автомат Электродвигатели
Тип ТН ^отс Число Мощность, кВт Сила тока, А Мощность одного дви- гателя, кВт
А установ- ленная потреб- ляемая потреб- ляемая о й о К S <я с ю । л S ® о Л « ч <я л 3 3 мини- мальная
1 О А3718 160 1000 1 2,2 2,2 5 30 2,2 2,2
Z 3 А А3712 160 1000 1 2,2 2,2 5 30 2,2 2,2
5 А А3712 160 1000 1 2,2 2,2 5 30 2,2 2,2
О 7 А3712 160 1000 1 2,2 2,2 5 30 2,2 2,2
8 А3712 160 1000 1 2,2 2,2 5 30 2,2 2,2
9 А3712 160 1000 1 2,2 2,2 5 30 2,2 2,2
10 А3144 600 2800 19 192,2 170 350 1500 55 0,18
И А3144 600 2800 19 192,2 170 350 1500 55 0,18
руемых деталей. При правильном
выборе профилей кулачка 4 и щупов 20
конвейер работает плавно и бесшумно,
обеспечивая надежное позициониро-
вание деталей. При массе детали
50 кг электродвигатель мощностью
2,2 кВт способен обеспечить работу
конвейера вместимостью до 50 деталей.
Задания на проектирование строи-
тельной части комплекса и монтажный
чертеж. В создании комплекса кроме
разработчиков технологического обо-
рудования и транспортно-накопи-
тельных устройств принимают уча-
стие специализированные проектные
организации, разрабатывающие про-
екты строительной части комплекса,
в котором будет установлено оборудо-
вание. Задания на проектирование
строительной части составляет го-
ловной проектант комплекса и передает
заказчику, который, в свою очередь,
выдает их соответствующим проект-
ным организациям.
На основе опыта разработки ком-
плексов для обработки и сборки сту-
пиц и тормозных барабанов определи-
лась необходимость выдачи заданий
на проектирование следующих объ-
ектов: 1) системы каналов удаления
стружки и СОЖ; 2) системы маги-
стральных трубопроводов подачи
СОЖ; 3) подвода электроэнергии;
4) подвода сжатого воздуха и техни-
ческой воды; 5) балочных фундамен-
тов. В обоснованных случаях могут
выдаваться и другие задания.
Задания на проектирование специфи-
ческих коммуникаций моечно-сушиль-
ных машин (подвод и отвод нагретой
воды, подвод холодной воды, отвод
сточных вод и т. п.) представляет их
разработчик и обобщенным заданием
не оформляются.
Задания на проектирование строи-
тельной части (кроме задания на про-
ектирование балочных фундаментов)
разрабатываются на основании чер-
тежа планировки. Задания по пунктам
1 и 2 разрабатываются после согласо-
вания с заказчиком технических за-
даний на входящее в состав комплекса
оборудование и после утверждения
планировки и содержат сведения о
размещении каналов и магистральных
трубопроводов, требуемом расходе и
местах подвода СОЖ, количестве и
характеристике стружки, подлежа-
щей удалению. В случае изменений
размещения оборудования в ходе даль-
нейшего проектирования соответст-
вующей корректировке подлежат и
указанные задания. Задания по пунк-
там 3—5 могут быть составлены лишь
после завершения разработки рабочей
конструкторской документации на все
виды оборудования, в том числе и про-
ектируемые субпоставщиками.
В качестве примера на рис. 17 при-
ведено оформление задания на проек-
46
КОМПЛЕКСНОЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛйНИЙ
тирование подвода электроэнергии, а
на рис. 18 — оформление задания на
проектирование балочных фундамен-
тов.
Задание на подвод электроэнергии
включает схематическое обозначение
точек подвода, а также таблицу, со-
держащую ориентировочные коорди-
наты точек подвода и характеристики
вводных автоматов и электродвига-
телей. В задании приводятся необхо-
димые указания и особые требования
(при необходимости).
Задание на проектирование балочных
фундаментов представляет собой план
участка, занимаемого комплексом обо-
рудования, с упрощенными изобра-
жениями балочных фундаментов от-
дельных видов оборудования. На чер-
теже обозначены границы участка и
проездов, сетка колонн цеха, подвалы,
каналы гидросмыва стружки и ко-
лодцы для сброса ее в подвал и т. п.
В задании указаны расположение и
конструкция ограждений проездов, пе-
рекрытия каналов, приямки для под-
вода побудителей \ способы установки
на балочных фундаментах и на полу
цеха межлинейных транспортеров-на-
копителей, закладные элементы, не
входящие в состав фундаментов от-
дельных видов оборудования и т. д.
Задание включает таблицу, составлен-
ную по следующей форме:
рованной организации с учетом требо-
ваний настоящего задания.
2. Приямки, для подвода СОЖ к по-
будителям расположить, как указано
в настоящем задании.
3. Исходные данные на проектиро-
вание отдельных балочных фундамен-
тов смотреть в соответствующих раз-
делах заданий (согласно таблице) для
отдельных видов оборудования.
4. Крепление транспортно-накопи-
тельных устройств, не имеющих соб-
ственных фундаментов (задания на их
проектирование отсутствуют), осуще-
ствлять при монтаже согласно одному
из приведенных в данном задании ва-
риантов установки.
5. Отклонение от параллельности
двутавровых балок в пределах одного
фундамента не более 5 мм.
6. Отклонение двутавровых балок
от прямолинейности не более 5 мм.
7. Отклонения отметок отдельных
фундаментов от заданных значений
не более 5 мм.
8. При проектировании фундамен-
тов распределение нагрузок считать
равномерным.
9. Лотки для стока утечек СОЖ
с межлинейных конвейеров (на за-
дании затемнены) выполнить минималь-
ной глубиной 80 мм с уклонами 2 %
в сторону каналов.
10. Перекрытия каналов осущест-
№ позиций № чертежей заданий на проектирование фундаментов отдельных видов оборудования Координаты «нуле- вых» точек, мм
X Y
В задании имеются текстовые ука-
зания и пояснения следующего со-
держания.
1. Размещение, сечения, глубины и
уклоны каналов гидросмыва стружки,
а также колодцев для сброса стружки
в подвал выполнить в соответствии со
строительным заданием специализи-
1 Дополнительные сопла для подачи
СОЖ в стружкоуборочный канал, обеспе-
чивающие транспортирование стружки ме-
тодом гидросмыва.
вить решетчатыми металлическими щи-
тами, а участков под проездами —
сплошными.
Объединение в одном комплексе
различного оборудования для сов-
местной работы предъявляет к его увяз-
ке, монтажу и выверке особые требо-
вания, которые зачастую не могут быть
отражены на габаритном чертеже (пла-
нировке), и без того насыщенном боль-
шой информацией (см. рис. 4). В этих
случаях разрабатывается монтажный
чертеж.
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ
48
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ .АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Начало монтажа
' и выставка
Рис. 19. Монтажный чертеж комплекса
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРТЕРОВ 49
Приведенный на рис. 19 монтажный
чертеж комплекса отражает необхо-
димость проведения окончательной вы-
верки технологического оборудова-
ния для обработки ступиц и связанных
с ним шаговых конвейеров в порядке,
обозначенном на чертеже римскими
цифрами. Это обусловлено тем, что
вследствие постоянства шага конвейе-
ров расстояния между их крайними
позициями не подлежат регулирова-
нию, поэтому совпадение осей крайних
позиций конвейеров с осями соответ-
ствующих позиций сопрягаемого обо-
рудования может быть обеспечено
только последовательной выверкой.
Для расширения фронта работ мон-
таж и выверку оборудования пред-
лагается начать одновременно с опе-
раций 14 (в обе стороны) и 32. В ка-
честве замыкающего звена для компен-
сации неизбежных накопленных по-
грешностей предполагается использо-
вать консольный манипулятор шаго-
вого конвейера, соединяющего опера-
ции 16 и 18.
Предварительная выверка упомя-
нутого оборудования для обработки
ступиц (операции И—18, 31, 32)
и окончательная выверка всего осталь-
ного технологического оборудования
комплексной АЛ должны выполняться
относительно оси одной из колонн
по координатам так называемых нуле-
вых (привязочных) точек.
В качестве нулевых точек прини-
маются оси шпинделей, зажимных
позиций, углы наружных контуров
оборудования и т. п. При разработке
проектов оборудования, входящего в
комплексную АЛ, к нулевой точке
привязываются его крайние точки
(габариты), а также электрошкафы,
гидростанции, пульты управления.
Нулевую точку используют и для
привязки фундамента. Использование
указанных нулевых точек при разра-
ботке габаритного и монтажного чер-
тежей, заданий на проектирование ком-
муникаций и балочных фундаментов
существенно облегчает увязку оборудо-
вания, так как привязка автоматиче-
ской линии, станка и т. д. сводится
к заданию координат нулевой точки.
Монтажный чертеж сопровождается
таблицей координат нулевых точек
всего технологического оборудования
участка относительно оси базовой ко-
лонны. При необходимости он может
содержать указания о необходимости
переустановки элементов окружаю-
щего оборудования, не входящего в со-
став комплексной АЛ, о расположении
переходных мостиков, монтажа грузо-
подъемных устройств и т. п.
3. КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРТЕРОВ
МОСТОВ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
На рис. 20 показана схема разме-
щения оборудования производства кар-
теров задних, средних и передних мо-
стов грузовых автомобилей пяти наи-
менований, состоящего из трех авто-
матических комплексов оборудования
и рассчитанного на изготовление
360 тыс. картеров в год. Комплексы
обеспечивают выполнение всех опе-
раций механической обработки, а также
запрессовку колец и кожуха полуоси,
закалку ТВЧ и сварку (табл. 4).
На рис. 21, а показан эскиз обра-
батываемых деталей. Заготовка —
штамповочно-сварная из стального
листа; к средней части ее приварены
с двух сторон цапфы, кронштейны и
платики для крепления рессор и дру-
гих деталей. Картеры задних и средних
мостов отличаются только угловым
положением кронштейнов под рес-
соры. Имеется исполнение картеров
с фланцами вместо цапф (рис. 21, б).
Картер передних мостов по конструк-
ции аналогичен картерам с фланцами.
Различаются они тем, что картер пе-
редних мостов состоит из двух частей,
одна из которых, средняя, выполнена
литой из стали, а вторая — рукав
полуоси — выполнена в виде трубы
с фланцем, запрессована в расточку
средней части и сварена с ней.
Картеры задних и средних мостов
с цапфами обрабатываются на первом
комплексе (/, см. рис. 20). Комплекс
содержит: 1 — автоматическую ли-
нию токарной обработки; 2 — установ-
ку закалки с помощью ТВЧ; 3 — авто-
матическую линию для обработки
центральной части картера; 4 — авто-
матическую линию шлифования рука-
вов картера, включающую кругло-
50
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 20. Общий вид комплекса автоматических линий
КОМЙЛёКСНАД СЙСТЁМА для йздсговЛёйид ЙАРТЁРбЁ S1
д)
шлифовальные станки 5; 6 — автома-
тическую линию для обработки флан-
цев картеров; 7 — моечную машину.
Комплекс II предназначен для обра-
ботки картеров задних и средних мо-
стов с фланцами и содержит: 8 — авто-
матическую линию для обтачивания,
подрезки и растачивания фланцев;
9 — автоматическую линию для об-
работки' центральной части картера;
10 — автоматическую линию для окон-
чательной механической обработки
фланцев; 11 — моечную машину.
Комплекс III предназначен для об-
работки картера переднего моста и
содержит: 12 — автоматическую ли-
нию для обработки кожуха полуоси;
13 — гидрокопировальные автоматы
ЕМ441 и ЕМ442; 14 — специальный
круглошлифовальный автомат; 15 —
моечную машину; 16 — автоматиче-
скую линию для предварительной об-
работки фланцев картера переднего
моста; 17 — автоматическую линию для
обработки центральной части картера;
18 — автоматическую линию для окон-
чательной обработки фланцев картера
для запрессовки кожуха полуоси;
19 — моечную машину; 20 — установ-
ку для запрессовки кожуха полуоси
в картер переднего моста; 21 — уча-
сток сварки кожуха полуоси с карте-
ром; 22 — автоматическую линию для
обработки центральной части картера
в сборе; 23 — автоматическую линию
для обработки боковых поверхностей
картера в сборе; 24 — автоматическую
линию для окончательной обработки
фланцев картера в сборе; 25 — моеч-
ную машину.
Рассмотрим более подробно первый
комплекс, планировка оборудования
№
КОМПЛЕКСНЫЕ СЙСТЕМЬ! АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
4. Основные данные комплексов
Наименование оборудования Число оборудова- ния в комплексах
I II III
Автоматические линии Всего металлорежущих станков, в том числе входящих в ли- нии Вспомогательное оборудование Межоперационные транспортно-накопительные устройства 3 23 4 13 ' 3 27 2 4 7 54 5 15
которого показана на рис. 22. В начале
комплекса установлена автоматиче-
ская линия, выполняющая токарную
обработку цапф и фланцев.
Заготовку, поступающую по под-
весному конвейеру для обработки на
комплексе, устанавливает рабочий-опе-
ратор на шаговый цепной конвейер
четырехъярусного накопителя /. С по-
следней позиции конвейера переклад-
чиком заготовка подается в загрузоч-
ную позицию торцеобрабатывающего
станка 2. При неработающем станке
вертикальный цепной подъемник по-
дает заготовки последовательно к каж-
дому ярусу накопителя. Торцеобра-
батывающий станок 2 подготовляет
базы для дальнейшей обработки. На
нем фрезеруются торцы цапф и обра-
батываются центровые отверстия. За-
тем заготовка устанавливается на спут-
ник конвейера-накопителя 4 и вместе
с ним перемещается вдоль участка то-
карных гидрокопировальных стан-
ков 3 и 7, оснащенных портальными
манипуляторами 5 и 6. Манипулятор
снимает заготовку со спутника и пере-
носит ее в станок, а обработанную на
станке заготовку ставит на спутник.
Один манипулятор обслуживает два
станка поочередно. На станках 3
и 7 двумя гидрокопировальными суп-
портами проводится предварительное
обтачивание шеек цапф и по наружному
диаметру фланцев, а поперечными суп-
портами — подрезание торцов флан-
цев.
В конце накопителя 4 обрабатывае-
мая деталь снимается со спутника и
поступает на установку 8, на которой
шейки цапфы закаливаются. Далее
деталь передается на второй спутнико-
вый конвейер-накопитель 9 и на гидро-
копировальные станки 10 для чисто-
вой обработки фланцев диаметром
218,6 мм. После каждого станка преду-
смотрены контрольные устройства 11,
проверяющие, выполнена ли обра-
ботка, и предупреждающие появление
бракованных деталей. С автоматиче-
ской линии ЛАС1 обрабатываемая
деталь портальным автооператором 12
перегружается в приспособление-спут-
ник автоматической линии ЛМ592.
Она включает девять станков, выпол-
няющих различную обработку сред-
ней части картера в приспособлениях-
спутниках.
На рис. 23 показано базирование
детали в приспособлении-спутнике.
Картер 1 шейками диаметром 85,7 мм
устанавливается в призмы 2. В за-
жимной позиции линии ЛМ592 за-
готовка выравнивается и центрируется
специальным механизмом, фикси-
руется в четырех точках в горизон-
тальной плоскости опорами 3 и зажи-
мается за фланцы диаметром 218,6 мм
в тисках 4.
На АЛ выполняется последовательно
полная механическая обработка цен-
тральной части картера: растачива-
ние отверстия диаметром 340+0»2 мм
и подрезание торца усилительного
кольца, сверление, зенкерование, сня-
тие заусенцев с внутренней стороны
и нарезание резьбы М16Х 1,5 в восем-
надцати отверстиях, обработка двух
конических отверстий 1/4" в боковой
стенке и одного 1/8" в верхней стенке
картера, растачивание четырех лу-
нок до диаметра 340 мм картеров сред-
них мостов.
Особенностью компоновки линии
ЛМ592 является наличие двух рабочих
конвейеров 13 и 14 (см. рис. 22), рас-
kCtMfylEKCHAfl СИСТЕМА Ulfl ЬЕГоТоЕЛЕИЙр КАРТЕРОЁ
Рис. 23. Базирование детали в приспособ-
лении-спутнике
положенных параллельно и связанных
между собой поперечными конвейе-
рами 15. Такая компоновка позволяет
исключить конвейер возврата приспо-
соблений-спутников и обеспечивает до-
статочно удобную автоматическую за-
грузку и разгрузку линии и возмож-
ность встраивания ее в технологиче-
скую цепь оборудования комплекса.
Для повышения надежности АЛ
в автоматическом режиме работы и
облегчения обслуживания линии по-
зиции сверления, зенкерования й на-
резания резьбы в отверстиях оснащены
контрольными устройствами, сигнали-
зирующими и останавливающими ра-
боту линии в случае поломки режу-
щего инструмента. На рабочих кон-
вейерах предусмотрены свободные по-
зиции, обеспечивающие, при необхо-
димости, возможность загрузки и вы-
грузки обрабатываемых деталей с по-
мощью цеховых подъемно-транспорт-
ных средств. После окончания обра-
ботки манипулятор 16 снимает картер
с приспособления-спутника, развора-
чивает его на 90° и устанавливает на
шаговый конвейер-накопитель 17.
Конвейер-накопитель 17 осуществ-
ляет прием, накопление, транспорти-
рование и выдачу заготовок; при
этом он должен работать в нескольких
режимах с заполнением свободных
мест, образующихся при накоплении
и выдаче заготовок. Такой сложный
цикл работы для деталей массой 130 кг
хорошо обеспечивает комплект транс-
портных устройств, состоящий из пор-
тального автоматического манипуля-
тора 16, конвейера-накопителя 17,
портального автоматического манипу-
Ы
кбмЬЛёксныЁ cfactbMbi АЫоМлМвскйХ ЯййиЙ
лятора 19, конвейеров-накопителей 20
и 21, конвейера 22 и автоматического
манипулятора 23.
Конвейер-накопитель 17 представ-
ляет собой устройство, в котором
перемещение картера осуществляется
способом перекладки его из каждой
пары неподвижных призм в следующую
пару. Картеры свободно лежат на не-
подвижных призмах, закрепленных на
равном расстоянии на плоской поверх-
ности станины. Внутри станины уста-
новлена подвижная рама с поворот-
ными рычагами и призмами, переме-
щающаяся возвратно-поступательно.
Число поворотных рычагов равно
числу неподвижных призм. Возвратно-
поступательное перемещение рамы осу-
ществляется с помощью шатунно-
кривошипного механизма, поворот ры-
чагов — от кулачкового механизма.
Оба механизма приводятся одним
электромеханическим приводом. При
повороте рычаги поднимают картеры
над неподвижными призмами и, пере-
мещаясь вместе с подвижной рамой,
переносят картеры к следующей паре
неподвижных призм. Накопление кар-
теров происходит путем отключения
поворота рычагов упорами с собач-
ками при наличии детали на последую-
щей позиции.
Автоматический манипулятор 19 —
сдвоенный, портального типа, с че-
тырьмя передвижными каретками, со-
единенными попарно, переносит кар-
теры с двух разгрузочных позиций
накопителя 17 на две позиции стенда 18
для балансировки и, одновременно,
отбалансированные картеры — на кон-
вейер-накопитель 20. Каждая пара
кареток движется по своим направляю-
щим независимо от другой, чем обес-
печивается раздельная загрузка раз-
ных позиций балансировочного стенда.
На стенде 18 оператор вручную наве-
шивает на торец усилительного кольца
картера противовесы, предназначен-
ные для устранения неуравновешен-
ности средней части картера, которая
может вызвать его вибрацию при ш^ -
фовании цапф.
Конвейеры-накопители 20 и 21 по
конструкции и принципу работы ана-
логичны конвейеру-накопителю 17.
Конвейер-накопитель 20 предназна-
чен для накопления картеров перед
шлифовальными станками 24t Всего
на участке установлено три шлифоваль-
ных станка, работающих параллельно
и выполняющих с высокой точностью
шлифование шеек диаметром 75, 85
и 158 мм двух цапф одновременно.
Каждый шлифовальный станок обслу-
живается своим портальным автомати-
ческим манипулятором 25, снимающим
заготовки с конвейера-накопителя 20
и выгружающим шлифованные детали
на конвейер-накопитель 21. В связи
с тем, что на участке установлены три
станка 24, обслуживаемые тремя мани-
пуляторами 25, конвейеры-накопи-
тели 20 и 21 состоят из трех частей —
трех коротких конвейеров. Каждый
имеет собственный привод и может на-
капливать детали перед позицией за-
грузки или пропускать их дальше
к следующему конвейеру независимо.
Для передачи картеров между корот-
кими конвейерами предусмотрены ка-
чающиеся рычажные перекладчики,
снимающие детали с последней пози-
ции предыдущего конвейера и уклады-
вающие их на первую позицию после-
дующего.
С последней позиции конвейера-
накопителя 21 картеры автоматиче-
ским портальным манипулятором 23
переносятся на загрузочную пози-
цию линии ЛМ593. Манипулятор 23
имеет одну каретку, конструкция ко-
торой, а также подвесок и механизма
захвата, аналогичны конструкции со-
ответствующих узлов манипулятора 16.
На загрузочной позиции линии
ЛМ593 оператор, обслуживающий эту
линию, снимает с картера противовес
и ставит его на конвейер 22, возвра-
щающий противовесы двумя потоками
к двум позициям балансировочного
стенда 18, и картер накопителем, уста-
новленным непосредственно перед ли-
нией, переносится к рабочим пози-
циям.
Линия ЛМ593 — бесспутникового
типа. Обрабатываемые детали из од-
ной рабочей позиции АЛ в другую пере-
мещаются на двух штангах, имеющих
только возвратно-поступательное
движение. Для ориентации и удержа-
ния от опрокидывания при переме-
щениях картер помещен между двумя
парами штырей, жестко закрепленных
на штангах. Фиксирование и зажим
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 55
картеров в рабочих позициях осуществ-
ляются на призмах, расположенных
над обрабатываемыми деталями. Эти
движения выполняются установлен-
ными в каждой позиции линии подъ-
емно-зажимными механизмами, сни-
мающими картеры со штырей и при-
жимающими их к базовым призмам.
Линия включает десять горизонталь-
ных двусторонних станков: два ра-
сточных, четыре сверлильных, один
фрезерный, два резьбонарезных и один
для запрессовки колец. Имеется также
автоматически работающий магазин
колец, питающий два запрессовщика.
Линия выполняет следующую обра-
ботку: сверление и зенкерование от-
верстий во фланцах, зачистку зау-
сенцев на выходе из этих отверстий,
нарезание резьбы на цапфах, фрезеро-
вание пазов на цапфах, калибрование
резьбы после фрезерования пазов и
запрессовку двух колец на цапфы.
Линия имеет автоматическую загрузку
и разгрузку и снабжена двумя накопи-
телями (до и после линии). Предусмо-
трена обработка без переналадки че-
тырех картеров различного исполне-
ния.
После запрессовки колец картер кан-
туется на 180° вокруг продольной оси
усилительным кольцом вниз и в таком
положении перемещается к моечной
машине 26. Затем по конвейеру-на-
копителю 27 картер перемещается к по-
зиции 28, где оператор с помощью кран-
балки 29, снимает его и устанавливает
либо на подвесной цеховой конвейер,
либо на контрольную позицию 30,
в которой окончательно обработан-
ный картер проверяется по всем пара-
метрам. Все оборудование комплекса
работает с применением СОЖ, служа-
щей не только для смазывания и ох-
лаждения инструмента, но и для смыва
и очистки базовых и зажимных эле-
ментов приспособлений и механизмов
станков. СОЖ поступает из обще-
цеховой системы. Уборка стружки и
СОЖосуществляется конвейерами, рас-
положенными в траншеях под стан-
ками и подающими стружку и СОЖ
к люкам, через которые они поступают
в подвальное помещение. Там стружка
отделяется от СОЖ и собирается в ем-
кости, а СОЖ тщательно очищается
и возвращается в цеховую систему.
Все оборудование комплекса имеет
автономную систему электроуправле-
ния. Центральные пульты управления
и электрошкафы размещены рядом
с управляемым оборудованием. Там же
расположены и гидростанции. В систе-
мах электро- и гидроуправления пре-
дусмотрены необходимая последова-
тельность работы механизмов, связи
между ними и блокировки, исключаю-
щие выдачу необработанных деталей,
установку двух деталей на одну по-
зицию и другие аварийные ситуации.
Для упорядочения замены режущего
инструмента на всех АЛ установлены
инструментальные шкафы, оснащен-
ные приспособлениями для настройки,
ячейками для хранения инструментов
и счетчиками циклов, подающими сиг-
нал на смену инструмента после ис-
течения установленного ресурса ра-
боты.
4. КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
ТИПА ВАЛОВ
Особенности построения. В АЛ обра-
ботка валов имеет особенности, за-
ключающиеся в следующем: а) при
обработке используется разнообраз-
ное по технологическому назначению
станочное оборудование, связанное об-
щей транспортной системой (например,
в АЛ для обработки детали — поворот-
ного кулака применяют токарные,
шлифовальные, агрегатные и другие
металлорежущие станки); б) доля не-
металл орежущего технологического
оборудования в АЛ такого типа огра-
ничена.
В табл. 5 приведены основные опе-
рации, выполняемые в комплексах
АЛ для обработки валов. Анализ
встройки в АЛ неметаллорежущего
оборудования показал, что исполь-
зуются две схемы. Первая — для вы-
полнения операций АЛ обслуживают
общецеховые установки (например, для
получения заготовок и их правки, вы-
полнения операций термической обра-
ботки и др.). Вторая—с использова-
нием агрегатов, встроенных в АЛ
по ходу технологического процесса.
Среди операций, выполняемых в со-
ставе АЛ для обработки валов, следует
предусмотреть мойку и контрольные
56
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
5. Технологические операции, выполняемые на неметаллорежущем оборудовании АЛ
для обработки валов
Технологическая операция Обрабатываемая деталь
Накатывание резьбы и шлицев; упрочняющая ротационная обработка Раскатывание отверстий Удаление заусенцев шлицев, пазов, кромок зубьев Мойка и сушка деталей после технологических операций Закалка с помощью ТВЧ Продувка отверстий перед нарезанием резьбы Сборочно-сварочная напрессовка колец сальни- ков Правка заготовки Дефектоскопия Поворотный кулак. Полуось зад- него моста. Вагонная ось Балка передней оси Валы различных типов Валы различных типов Вилка карданного вала. Задние и средние мосты в сборе Вилка карданного вала Картеры заднего и среднего мо- стов. Задний и средний мосты в сборе Полуось заднего моста. Распре- делительный вал Вагонная ось
6. Технические требования к заготовке
Параметры Зубчатые венцы Шлицевой венец IV
I II III
Модуль, мм Число зубьев Угол, °: наклона зубьев профиля исходного контура 4,5 21 17 20 4,25 19 20 5,0 12 20 4 14 30
операции (после полной механической
обработки и мойки) на контрольных
автоматах. Для снятия заусенцев в ли-
нию встроены электрохимические уста-
новки, снабженные устройствами для
автоматизации загрузки и выгрузки
обрабатываемых деталей. Операции
термической обработки, специфические
для данной детали, выполняются на
установках, встроенных в АЛ, напри-
мер установках для обработки ТВЧ.
Сборочные работы в АЛ для обработки
валов выполняются достаточно редко,
так как валы используются в качестве
комплектующих элементов при сборке
узлов на специальных сборочных опе-
рациях. Только в отдельных случаях
выполняются предварительная сборка,
например перед сваркой (картера зад-
него и среднего мостов), и напрессовка
колец сальников (задние и средние
мосты в сборе).
Комплекс автоматических линий для
обработки промежуточного вала ко-
робки передач. Комплекс состоит из
двух линий I и II (рис. 24): первая
линия предназначена для обработки
вала до термической обработки, после
чего вал передается в термический цех
на цементацию и закалку. Кроме опе-
рации термической обработки в терми-
ческом цехе производится зачистка
центров и правка вала. Окончатель-
ная обработка вала выполняется на
второй линии. Обрабатываемая деталь
(рис. 25) (промежуточный вал коробки
передач) — вал-шестерня сложной кон-
струкции, у которой точность зубча-
тых венцов должна соответствовать
7-й степени точности по ГОСТ 1643—81.
Материал — сталь 15ХГН2ТА. Твер-
дость термически обработанной де-
тали HRC 58—62. Заготовка изготов-
ляется методом горячей штамповки и
проходит в заготовительном цехе изо-
термический отжиг. Твердость заго-
товки НВ 156—207. Технические тре-
бования к заготовке приведены в табл.6.
Масса заготовки 23,3 кг; коэффициент
использования металла 0,81.
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ &
Рис. 25. Промежуточный вал коробки пере-
дач:
а — обрабатываемая деталь; б — готовая
деталь
Станки в АЛ связаны системой гра-
витационных конвейеров и порталь-
ных загрузочных устройств, обеспе-
чивающих гибкую межагрегатную
связь вследствие накопления полуфаб-
рикатов на конвейерах перед станками.
Система гравитационных приводных
конвейеров представляет собой набор
унифицированных элементов, узлов и
устройств для межстаночного транс-
портирования и накопления заготовок,
для разделения общего транспортного
потока на различное число потоков
(в зависимости от числа параллельно
работающих станков) и для соедине-
ния нескольких потоков в единый,
для выделения детали из транспорт-
ного потока с целью передачи ее на
станок и т. д. Загрузка заготовок с кон-
вейера на станки и выгрузка полу-
фабрикатов со станка на конвейер
осуществляются портальными загрузоч-
ными устройствами — манипулято-
рами.
В табл. 7 приведен технологический
процесс обработки вала. Он составлен
исходя из максимального припуска на
58
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
7. Технологический процесс обработки промежуточного вала
Операция
Оборудование,
режимы обработки
Схема обработки
Фрезерование двух
торцов
Двусторонний фрезер-
ный станок; v=
= 98 м/мин; sQ =
= 1 мм/об
Фрезерно-центро-
вальная двух
торцов
Фрезерно-центроваль-
ный станок
Токарная
Токарно-копировальный
станок; v= 100-4-
-4-120 м/мин; sQ =
= 0,2-4-0,35 мм/об
Одновременное зу-
бодолбление вен-
цов IV и III (см.
рис. 25)
Зубодолбежный станок;
v = 49 м/мин; sKp =
= 0,28/0,25 мм/ход;
sBp = 0,03 мм/ход;
пход= 315 ход/мин
Мойка деталей
Моечная машина
Черновое фрезеро-
вание зубьев
прямозуб-ого вен-
ца II и спираль-
ного венца I (см.
рис. 25)
Чистовое фрезеро-
вание зубьев
прямозубого вен-
ца II и спираль-
ного
рис.
венца I (см.
25)
Мойка
деталей
Зубофрезерный станок;
v = 40 м/мин; п =
= 110 об/мин; $об =
= 3,5 мм/об
Зубофрезерный станок;
v = 60 м/мин; п =
= 165 об/мин; $об =
= 6 мм/об
Моечная машина
Фрезерование шпо-
ночных пазов и
обработка резь-
бовых отверстий
Агрегатный станок, фре-
зерование: v =
= 16 м/мин; sQ —
= 0,265 мм/об; свер-
ление:и= 12,2 м/мин;
s = 0,144 мм/об
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 59
Продолжение табл. 7
Операция Оборудование, режимы обработки Схема обработки
Снятие фасок с зубьев резцами Шевингование зубьев венцов I — III (см. рис. 25) Маркировка Мойка деталей Контроль Термическая обра- ботка, зачистка центровых отвер- стий, правка ва- ла Обдирочное шли- фование шеек и торцов Чистовое шлифова- ние шеек и тор- цов Хонингование зубьев трех вен- цов абразивны- ми хонами (вы- полняется после- довательно на трех станках) Мойка деталей Зубофасочный станок; v = 53,4 м/мин Зубошевинговальный станок; v = 90 м/мин; $черН = 90,2 мм/мин; s4HCT= 45,1 мм/мин. Число ходов (черно- вых/чистовых) 4/2 Моечная машина Выполняется в терми- ческом цехе вне АЛ Т орцекруглошл ифо- вальный станок; v = = 32 м/с; sM = = 1,25 мм/мин Торцекруглошлифо- вальный станок; v = — 32 м/с; SM = = 0,025 мм/мин Зубохонинговальный станок Моечная машина А
дЖЛП- HHHrfk)
ВиВД В <МиГ ТГ b-l 'НО'
ц/г 1 । । । । Illi
обработку по наружной поверхности
вала и на торцы.
Некоторые операции выполняются
вне АЛ. К ним относятся: окончатель-
ный контроль шеек вала и измерение
межосевого расстояния зубчатых вен-
цов, обкатка зубчатых венцов с эта-
лонными зубчатыми колесами, оконча-
тельная мойка готовой продукции.
Краткая характеристика комплекта
АЛ для обработки промежуточного
вала:
Производительность, шт/ч .... 31
Количество оборудования:
металлорежущего..........30
моечного ................. 4
зачистного ............... 1
Обслуживающий персонал:
операторов.................... 15 *
наладчиков ............. 11 ♦
Площадь, м2 ......... . 1740 *
* Показатели приведены с учетом обоа
рудования, эксплуатируемого вне АЛ,
60
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Комплекс автоматических линий для обра-
ботки вагонных осей. Комплекс АЛ (рис. 26)
предназначен для механической обработки
сложной, крупногабаритной детали повышенной
точности — вагонной оси (рис. 27). По своим
геометрическим характеристикам вагонная ось
относится к симметричным ступенчатым валам.
Основными частями, определяющими служеб-
ное назначение вагонной оси, являются шейки
под роликовые подшипники и предподступич-
ные и подступичные части (несущие элементы
колесной пары в сборе). Поверхности вагон-
ной оси сопрягаются переходными поверхно-
стями и разгружающими канавками,' обра-
зующими плавные переходы. Точность обрабо-
танных поверхностей должна быть 8—9-го ква-
литета, параметр шероховатости поверхности
Ra = 2,54-1,25 мкм. Масса готовой детали
400 кг. Материал — сталь 40. Заготовка по-
лучается на станках поперечно-винтового про-
ката. Коэффициент использования металла
равен 0,82. В некоторых случаях используют
поковки, имеющие существенно большие при-
пуски и коэффициент использования метал-
ла 0,78.
АЛ состоит из десяти взаимосвязанных уча-
стков. Обработка ведется на двух параллель-
ных технологических цепочках с фронтальным
расположением оборудования. Для обеспече-
ния гибкой межагрегатной связи в линию
встроены магазины-накопители.
Участок / (см. рис. 26) состоит из двусто-
ронних агрегатных, токарных и фрезерных
станков, предназначенных для обработки тор-
цов и концов оси, в том числе для подго-
товки баз. На участке II выполняется черно-
вая токарная гидрокопировальная многоин-
струментная обработка средней части оси,
на участке III — обработка шеек, предподсту-
пичных и подступичных частей. На участке IV
на двусторонних агрегатных станках выпол-
няются сверлильно-резьбонарезные и центро-
вальные операции. Токарные станки участка
V обеспечивают чистовую обработку оси.
На участке VI производится шлифование
подступичных частей оси. Технологические
операции на участках V и VI обеспечивают
подготовку поверхностей оси под обкатывание.
На участке VII выполняется ротационная
обработка шеек подступичной и средней
частей оси. Обкатывание шеек осуществляется
четырнадцатью роликами, установленными
на суппортах один против другого. Пять пар
роликов предназначены для одновременного об-
катывания средней и под ступичных частей
оси, первая и седьмая пары обрабатывают
шейки. На рис. 28 показана схема обкаты-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 61
вания криволинейных и предпод-
ступичных поверхностей оси роли-
ками. В процессе обработки сила
обкатывания изменяется по заданной
программе. Участок VIII (см. рис. 26)
служит для токарной обработки и об-
катывания переходных поверхностей,
прорезки канавок. На участке /X
выполняются предварительные шлифо-
вальные операции: под резьбу пред-
подступичной части и шеек одновре-
менно, а также накатывание резьбы
1М110Х4 на специальном резьбо-
накатном автомате. Участок X служит
для окончательного шлифования шеек
и выполнения контроля обработанной
оси на специальном автомате. Контро-
лируются резьба 1М110Х4, диаметры
шеек, разъемы предподступичной и
подступичных частей, конусообраз-
пость, овальность и другие, всего 42
параметра.
Работа АЛ начинается с подачи за-
готовок осей из складского помещения
па приемный стеллаж подготовительно-
го участка. При освобождении места на
стеллаже подается сигнал на выдачу
заготовок (стеллаж рассчитан на восемь
осей). Со стеллажа заготовки автома-
тически загружаются на поперечный
роликовый конвейер, откуда с помощью
шагового конвейера передаются на
обработку торцов и базовых конусов.
С целью создания промежуточных
заделов (примерно на восемь деталей)
между станками предусмотрены на-
клонные лотки-накопители. По окон-
чании обработки торцов и базовых ко-
нусов деталь подается на загрузчик
пресса для клеймения.
Оператор набирает клеймо, соответ-
ствующее маркировке на средней части,
в специальной кассете и включает
пресс для клеймения. Этой операцией
завершается обработка оси на участке I
линии (см. рис. 26).
Конвейером-распределителем поток
полуфабрикатов делится на две неза-
висимые цепочки, в каждую из кото-
рых детали поступают с помощью ро-
ликового конвейера, передающего их
к магазину-накопителю. Здесь детали
либо останавливаются для загрузки
в магазин, либо продолжают движение
к загрузчику трехсуппортного токар-
ного гидрокопировального станка для
обработки средней части. Загрузка
Рис. 27. Вагонная ось
в магазин или движение детали осу-
ществляется по команде от токарных
станков: если они заняты и подходит
деталь, то подается команда на загрузку
магазина; при отсутствии детали на
подводящем конвейере магазин выдает
деталь для обработки. Такая система
связи можду станками и магазинами
принята для всей линии.
После черновой обработки средней
части детали поступают на подземный
конвейер и переносятся под проездом
цеха на операцию черновой обработки
шеек, предподступичных и подступич-
ных частей, а затем последовательно
поступают к сверлильно-нарезным и
центровальным станкам для окончатель
Рис. 28. Схема обкатывания криволиней-
ных поверхностей оси:
I — отвод каретки в исходное положение;
II — отвод суппортов; III, V, VI — под-
вод суппортов; IV — рабочая подача ка-
ретки; VII — рабочая подача суппортов;
VIII — исходное положение каретки;
IX — зона снижения подачи; X — упроч-’
ненный слой
62
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
8. Технологический процесс обработки вагонной оси
Операция Оборудование, режимы обработки Схема обработки
Зачистка заусенцев Снятие окалины Обтачивание базовых конусов с двух сто- рон вращающимися резцовыми головка- ми при неподвижной заготовке Обтачивание концов заготовки Обтачивание первых базовых конусов Фрезерование торцов Обтачивание цилин- дрической части, фа- ски и вторых базо- вых конусов Фрезерование пазов под стопорные план- ки Черновое обтачивание средней части Черновое обтачивание шейки, предподсту- пичной и подступич- ной частей Чистовое обтачивание средней части Чистовое обтачивание шейки, предподсту- пичной и подступич- ной частей Выполняются в за- готовительном це- хе Двусторонний агре- гатный станок; v = 21,8 м/мин; sQ = 0,8 мм/об Двусторонний агре- гатный станок; v = 21,8 м/мин; sQ= 1,8 мм/об Двусторонний агре- гатный станок; v — 69 м/мин; $0 = 0,5 мм/об Фрезерный автомат; v= 100 м/мин; sQ = 1,1 мм/об Двусторонний агре- гатный станок; v = 23 м/мин; So — 1,1 мм/об Фрезерный автомат; v= 120 м/мин; sQ == 0,15 мм/об Токарный гидроко- пировальный ста- нок; v = 70 м/мин; $0 = 1,0 мм/об Токарный гидроко- пировальный ста- нок, V == = 89,3 м/мин; $0= 1,46 мм/об Токарный гидроко- пировальный ста- нок; V = = 86,6 м/мин; s0 = 1,64 мм/об Токарный гидроко- пировальный ста- нок; с = 95 м/мин; s = 1,53 мм/об life—ПГ'Т ~Т~1
L
1
_ZLL .
Esh
•онж
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛ Я ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 63
Продолжение табл. 8
Операция
Оборудование,
режимы обработки
Схема обработки
Обработка крепежных
отверстий под сто-
порные планки
Сверление и зенкеро-
вание центрового
отверстия и зенкова-
ние предохранитель-
ного конуса
Маркирование
Двусторонний агре-
гатный станок;
сверление: v =
= 14,9 м/мин;
sQ = 0,12 мм/об
Двусторонний агре-
гатный станок;
сверление; v =
= 1 1,3 м/мин;
s = 0,11 мм/об
Накатывание шеей,
подступичных и
средних частей
Накатные станки;
v = 67, 8 м/мин;
s = 0,8 мм/об
Чистовая проточка пе-
реходных поверхно-
стей и прорезка ка-
навок, обтачивание
фасок
Накатывание разгру-
жающей канавки и
переходных поверх-
ностей
Токарный гидроко-
пировальный ста-
нок; v= 85 м/мин;
sQ — 0,3 мм/об
Накатный станок;
v= 52,8 м/мин;
s ~ 0,47 мм/об
Накатывание резьбы
Резьбонакатный ста-
нок
Бесцентровое шлифо-
вание врезанием под-
ступичной части
с одной стороны
^Бесцентровое шлифо-
' вание врезанием под-
ступичной части
с другой стороны
ы
^Обдирочное и чистовое
бесцентровое шлифо-
। вание шейки, пред-
подступичной части
и торца с одной сто-
роны
Обдирочное и чистовое
бесцентровое шлифо-
вание шейки, пред-
подступичной части
и торца с другой сто-
роны
Бесцентровый круг-
л ©шлифовальный
станок; v =
= 34 м/с; —
= 0,5 мм/мин
Бесцентровый круг-
гл ©шлифовальный
станок, v=
= 34 м/с; SqpjQT =
= 0,5 мм/мин
Бесцентровый круг-
л ©шлифовальный
станок; v =
= 34 м/с; s4HCT =
= 0,3 мм/мин
Бесцентровый круг-
л ©шлифовальный
станок; v =
= 34 м/с; 5ЧИСТ =
= 0,3 мм/мин
64
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 8
Операция Оборудование, режимы обработки Схема обработки
Мойка и сушка Автоматический кон- троль Дефектоскопия Мойка годных деталей Шестипозиционный контрольный ав- томат. Метрологи- ческие показате- ли автомата см. табл. 9 —
ной обработки баз и к токарным гидро-
копировальным автоматам для чисто-
вой обработки средней части и концов
оси. После стабилизации температуры
осей шлифуются подступичные части
на двух последовательно установлен-
ных автоматах. Затем оси переме-
щаются подземным поперечным кон-
вейером, поворачиваются на 180° и
последовательно поступают на накат-
ные станки для упрочняющей обра-
ботки, на токарные гидрокопироваль-
ные станки для точения переходных
поверхностей и прорезки канавок и
на накатные станки для обкатывания
переходных поверхностей.
Перед бесцентровым шлифованием
каждого конца оси под резьбу, шлифо-
ванием шейки и предподступичной
части также производится стабилиза-
ция температуры на специальном обо-
рудовании. Заключительными опе-
рациями технологического процесса
механической обработки оси являются
накатывание резьбы 1М110Х4 и окон-
чательное шлифование шеек с одновре-
менным шлифованием торца предпод-
ступичной части. Между этими опе-
рациями для устранения следов СОЖ
ось подвергается промывке с последую-
щим обдувом воздухом.
Сплошной контроль основных гео-
метрических параметров вагонных
осей проводится на специальном кон-
трольном автомате, установленном в
термостатированном помещении. Авто-
мат связан транспортными системами
с АЛ и с участком сборки колесных
пар. Перед поступлением на контроль-
ный автомат оси выдерживаются в те-
чение 13 мин в промежуточном мага-
зине, что обеспечивает выравнивание
их температуры по сечению. После кон-
троля годные оси направляются на
позицию магнитной дефектоскопии, а
отбракованные — для повторной про-
верки. Затем годные детали пере-
даются отводящим конвейером на уча-
сток сборки колесных пар.
В табл. 8 приведен технологический
процесс обработки вагонной оси. Он
охватывает полную механическую об-
работку, упрочнение, контроль гео-
метрических параметров и дефектоско-
пию. Благодаря значительным габа-
ритным размерам обрабатываемой де-
тали технологический процесс имеет
ряд особенностей: обработка на боль-
шинстве операций одновременно с двух
сторон; концентрация операции, на-
пример бесцентровое шлифование не-
скольких поверхностей одновременно
на станках с адаптивным управлением;
автоматическое измерение основных
параметров оси и сортировка на раз-
мерные группы.
Краткая характеристика комплекса АЛ
для обработки вагонной оси
Производительность, тыс. шт/год 125
Число оборудования (всего) ... 42
Занимаемая площадь, м2 .... 2940
Установленная мощность электро-
двигателей, кВт............... 2836
Комплекс автоматических линий для
обработки штоков патрона телескопи-
ческой стойки передней подвески авто-
мобиля. Комплекс АЛ (рис. 30) имеет
линию / до термической обработки,
после чего вал передается на терми-
ческую обработку; после термиче-
ской обработки ведется его окончатель-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 65
9. Метрологические показатели шестипозиционного контрольного автомата
для вагонных осей
№ позиций автомата (рис. 29) Операции и контроли- руемые параметры Номи- нальный контро- лируе- мый раз- мер, мм Допуск на изго- товле- ние, мм Число направ- лений измере- ний Допу- стимая погреш- ность
авто! та, : иа- мм
I Загрузка вагонной оси в ав- томат
II Ширина резьбовой канавки Длина предподступичной ча- сти 8 76 1 ±1 1 1 0,1 0,2
Диаметр предподступичной части со стороны шейки 165 4-0,2 4-0,12 1 0,007
Диаметр предподступичной части со стороны канавки 165 4-0,2 4-0,12 1 0,007
Конусообразность предпод- ступичной части 165 0,03 1 0,003
Диаметр зарезьбовой канав- ки 90 — 0,87 1 0,08
Занижение переходной по- верхности на шейке 0,25 4-0,2 — 0,1 1 0,03
Занижение переходной по- верхности на предподсту- пичной части 0,25 4-0,25 — 0,2 1 0,03
III Максимальный приведенный (ПР) и минимальный соб- ственно средний (НЕ) диа- метр резьбы 1М110Х4 107, 402, 107, 112 1 0,03
Овальность шейки — 0,015 При не- 0,003
Огранка шейки — 0,008 прерыв- ном !вра- щении 0,003
Биение шейки относительно предподступичных частей — 0,1 При не- прерыв- 0,01
Огранка подступичной части — 0,02 ном вра- 0,004
Овальность подступичной части — 0,05 щении 0,005
IV Наружный диаметр резьбы 110 — 0,42 1 0,04
Длина шейки 179 — 2 1 0,01
Конусообразность шейки — ±0,015 1 0,002
Конусообразность подсту- пичной части — 0,05 1 0,005
Расстояние между торцами предподступичных частей 1836 ± 1 1 0,10
Средний диаметр шейки в первом сечении с сорти- ровкой годных деталей на три группы Средний диаметр шейки во втором сечении с сорти- ровкой годных деталей на три группы 130 4-0,52 4-0,25 (интер- вал сор- тировки 0,009) 1 При р сти те? туры j и авт< 5 °C 0,0035 >азно- лпера- щтали эм ат а 10 °C 0,007
Средний диаметр подступич- ной части с сортировкой годных деталей на пять групп 95 — 0,08 (интер- вал сор- тировки 0,016) 1 0,005 0,0095
Клеймение номера группы шейки и подступичной ча- сти с обеих сторон — — — — —
V Выгрузка — — — — —
3 П/р А. И. Дащенко
в) z' г)
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 29. Схема контроля вагонных осей по позициям контрольного автомата:
а — позиция II; б — позиция III; в — позиция IV; г — позиция V
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 67
Рис. 30. Схема комплекса АЛ для обработки штоков патрона телескопической стойки
передней подвески автомобиля
ная обработка на второй линии II.
Обрабатываемая деталь —вал
(рис. 31, б). Материал — сталь 45;
твердость НВ 174—217. Заготовкой
(рис. 31, а) служит-мерный холодно-
тянутый пруток с твердостью НВ 174—
217.
АЛ с гибкой связью сложной струк-
туры имеет на некоторых операциях
параллельные технологические по-
токи. Штучная заготовка вручную
загружается оператором в автомати-
ческий магазин 1 (см. рис. 30), затем
с помощью штангового конвейера 2
заготовка по команде от рихтовочного
автомата 3 поступает на его рабочую
позицию с одновременной выгрузкой
отрихтованной заготовки. После уста-
новки заготовки на рабочую пози-
цию рихтовочного автомата (от кон-
вейера) дается команда на перемеще-
ние вращающихся рихтовочных роли-
ков друг к Другу, в результате чего
происходит процесс правки заготовки.
По окончании обработки ролики от-
ходят в исходное положение и дают ко-
манду на конвейер заготовок, и цикл
повторяется. Отрихтованные заготовки
с помощью системы конвейеров 4
поступают в рабочую зону бесцентро-
вого круглошлифовального автомата 5,
на котором проводится обдирочное
шлифование наружной цилиндриче-
ской поверхности. Заготовки конвейе-
ром подаются в магазин 6 и далее штан-
говым конвейером передаются в рабо-
<9
Рис. 31. Шток патрона телескопической стойки передней подвески;
о — заготовка; б — готовая деталь
68
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
чую зону двух одношпиндельных то-
карно-револьверных автоматов 7, на
которых обрабатывается хвостовик
штока.
На токарные автоматы штоки по-
ступают с передней стороны шпин-
деля в цанговый патрон. После окон-
чания обработки штоки выталки-
ваются из шпинделя и передаются в на-
копитель 8 и далее на следующую опе-
рацию.
Затем штоки поступают в кантова-
тель 9 для поворота на 180° и в токар-
ный автомат 10 для предварительной
обработки хвостовика штока с другой
стороны. Далее штоки поступают в на-
копитель 11 и из него на следующую
пару токарных автоматов 12 для про-
резки канавок. После окончания опе-
рации по команде токарных автома-
тов 12 конвейеры загружают новые
заготовки. При этом обработанные
детали выталкиваются и поступают
в магазины 13. Из магазинов штоки
загружаются в приспособление фре-
зерного автомата 14 для фрезерова-
ния лысок. Обработанные штоки по-
ступают в поперечный конвейер 15
для объединения двух параллельных
потоков в один. После поперечного
конвейера штоки попадают в моечно-
сушильный автомат 16, в котором осу-
ществляется горячая струйная промыв-
ка штоков и очистка их от частиц
абразива, масла и стружки, а затем
в следующей камере осушиваются
теплым воздухом, подаваемым вентиля-
тором через калорифер, встроенный
в автомат.
При выходе из моечно-сушильного
автомата штоки штанговым и попереч-
ным конвейерами передаются на уча-
сток для выдачи на термическую обра-
ботку. Эта операция осуществляется
в термическом цехе.
После термической обработки штоки
по конвейеру поступают в автоматиче-
ский магазин 17. Из магазина штоки
цепным уконвейером 18 передаются
на бесцентровый круглошлифоваль-
ный автомат 19, на котором прово-
дится первая получистовая обработка
наружной цилиндрической поверх-
ности. Далее штоки поступают на по-
перечный конвейер 20\ их поток раз-
дваивается на параллельно-работаю-
щие автоматы: токарный 21 и кругло-
шлифовальный 25. На первой паре
одношпиндельных токарных автома-
тов 21 происходит токарная обработка
хвостовика и накатка резьбы М12-6.
На токарные автоматы штоки за-
гружаются с передней стороны шпин-
деля в цанговый патрон. После окон-
чания операции по команде токарных
автоматов 21 конвейеры загружают
новые заготовки. При этом обработан-
ные детали выталкиваются и посту-
пают в магазины 22. Из магазинов
штоки поступают на вторую пару то-
карных автоматов 21 для обтачива-
ния уступа (диаметром 12 мм) хвосто-
вика. Обработанные штоки с помощью
кантователя 23, встроенного в штанго-
вый конвейер, поворачиваются на 180°
для обработки противоположного хво-
стовика штока. На следующей паре то-
карных автоматов 21 происходит обта-
чивание хвостовика и накатка резьбы
М8Х 1-6. После обработки штоки по-
ступают в магазины-накопители, а из
них на токарные автоматы для оконча-
тельной обработки хвостовика штока.
После обработки на токарных станках
штоки моются в моечной позиции 24
конвейера, чтобы удалить остатки масла
после токарной операции. Затем штоки
поступают на пару параллельно ра-
ботающих автоматов 25, на которых
шлифуются шейки под поршень.
В круглошлифовальном автомате де-
таль базируется в специальном лю-
нете и зажимается плавающим патро-
ном. Только после автоматического
контроля правильности базирования
начинается рабочий цикл обработки.
По команде от прибора активного кон-
троля, дающего сигнал по достижении
заданного размера, отходит шлифоваль-
ный круг, деталь освобождается, и
подается команда конвейеру на за-
грузку нового штока, который при
поступлении на рабочую позицию
станка выталкивает через шпиндель
обработанный шток. Обработанные
штоки поступают на поперечный кон-
вейер 26 для объединения двух парал-
лельных потоков в один. Затем детали
штанговым конвейером подаются в ав-
томатический магазин 27.
Из магазина штоки конвейером по-
даются на рабочие позиции бесцентро-
вошлифовальных автоматов 28 и 29,
предназначенных для второго полу-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАЛОВ 69
10. Технологический процесс обработки штока патрона телескопической стойки
Операция
Оборудование,
режимы обработки
Схема обработки
Шлифование
наружной
поверхности
Токарная
(с переднего
суппорта)
Токарная
(с переднего
и заднего
суппортов)
Токарная
(с переднего
суппорта)
Автомат для правки;
1,9 м/мин; Ид =
= 30 об/мин
Бесцентровый кругло-
шлифовальный авто-
мат; v = 35 м/с;
sM= 2,3 м/мнн
Специальный токарно-
револьверный авто-
мат; v = 32,5 м/мин;
so6 “ 0,03 мм/об
Специальный токарно-
револьверный авто-
мат; ^д= 32,5 м/мин;
so6 — 0,027 ч-
4-0,04 мм/об
Специальный токарно-
револьверный авто-
мат; Уд = 26 м/мин;
5об~ 0,02 мм/об
70
КОМПЛ ЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 10
Операция Оборудование, режимы обработки
Ф}сзерная Фрезерный автомат; — 3 0 м/мин; sz = = 0,08 мм/зуб
Мойка —
Термическая обработка Праика Выполняются на обору- довании термическо- го цеха вне АЛ
Шлифование наружной поверхности Бесцентровый кругло- шлифовальный авто- мат; v = 35 м/с; sM = = 2,3 м/мин
Токарная (с переднего и заднего суппортов) Специальный токарно- револьверный авто- мат; уд~ 22,0 ч- 4- 17, 5 м/мин; = = 0, 025 4-1,75 мм/об
Токарная (с переднего суппорта) Специальный токарно- револьверный авто- мат; 31,8 м/мин; — 0,04 мм/об
Токарная (с переднего и заднего суппортов) Специальный токарно- револьверный авто- мат; ^д= 28,6 м/мин; sQ = 24,5 мм/об
Схема обработки
Комплексные лйНиИ дл$ изГоГовленйя Деталей валов ft
Продолжение табл. 10
Операция
Оборудование,
режимы обработки
Схема обработки
Токарная
(с переднего
и заднего
суппортов)
Специальный токарно-
револьверный авто-
мат; ^д= 31,8 м/мин;
sQ — 0,05 мм/об
Мойка
Шлифование Круглошлифовальный
шейки автомат; v= 35 м/с;
sM= 1,54-0,7 мм/мин
Шлифование
наружной
поверхности
(за четыре
перехода
на четырех
станках)
Бесцентровый кругло-
шлифовальный авто-
мат; v == 35 м/с; s —
= 2,3 м/мин
Мойка
Контроль
ная
чистового и чистового шлифования со-
ответственно. На этих операциях обес-
печивается получение заданной точ-
ности диаметра цилиндрической по-
верхности и подготовляют поверхности
под последующую доводочную опе-
рацию.
При выходе из автомата 29 с помо-
щью цепного конвейера штоки сле-
дуют на шлифовально-доводочные авто-
маты 30 и 31 отделки наружной
цилиндрической поверхности мелко-
зернистыми кругами.
Окончательно обработанные детали
поступают в моечно-сушильный агре-
гат 32, где штоки очищаются от ча-
стиц абразива, масла и стружки. Вы-
мытая деталь осушивается теплыми
струями воздуха. После моечно-су-
шильного агрегата штоки поступают на
накапливающий поперечный конвейер,
с которого вручную контролеры сни-
мают их и производят визуальный
и выборочный контроль по всем' пара-
метрам.
Годные штоки складируются
в специальную тару и направляются
на дальнейшую обработку вне линии
на гальванический участок для хро-
мирован ня.
?2
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
а)
О)
Рис. 32. Коленчатый
вал V-образного восьмицилиндрового двигателя
В АЛ учет поступивших на обработку
заготовок, а также обработанных што-
ков осуществляется счетчиками, уста-
навливаемыми в начале и конце каж-
дой линии. Электрические импульсы,
поступающие на счетчики, одновре-
менно поступают в диспетчерский пункт
цеха. В конце АЛ при переполнении
деталями специальных накопителей,
устанавливаемых перед контрольным
пунктом, подается звуковая сигнали-
зация. В табл. 10 приведен техноло-
гический процесс обработки штока.
Краткая характеристика комплекса АЛ
для обработки штоков
Производительность, тыс. шт/год 600
Число оборудования.............. 25
Обслуживающий персонал:
наладчиков ................. 10
операторов .................. 1
Площадь, м2.................... 360
5. КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Некоторые конструктивные и тех»
нологические особенности коленчатых
валов. Коленчатый вал в двигателях
внутреннего сгорания, воспринимая
силы от шатунов, преобразует воз-
вратно-поступательное движение порш-
ней, связанных с шатунами, во враща-
тельное движение. Во время работы
двигателя коленчатый вал передает
крутящий момент к трансмиссии и не-
которым механизмам, подвергаясь при
этом крутильным колебаниям и из-
гибающим нагрузкам.
Особенностями коленчатого вала яв-
ляются: сложная конфигурация, вы-
сокие требования к точности обра-
ботки (в особенности шатунных и ко-
ренных шеек), недостаточная жест-
кость, значительные, неравномерные
припуски, неуравновешенность. Поэ-
тому . коленчатый вал является наи-
более трудоемкой для изготовления
деталью двигателя. Его изготовляют
с высокими требованиями к параме-
трам шероховатости, и точности рас-
положения и формы коренных и ша-
тунных шеек, а также угла между
коленами. За редким исключением ко-
ленчатые валы изготовляют цельными.
Составные коленчатые валы приме-
няют в случае замены коренных и ша-
тунных подшипников подшипниками
качения. Коленчатый вал имеет перед-
ний конец, шатунные и коренные
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛл ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 73
г)
Рис. 33. Варианты 'конструкции передних концов коленчатого вала
шейки, противовесы и хвостовик. Кон-
струкция и размеры его зависят от
числа и расположения цилиндров дви-
гателя, числа коренных и шатунных
шеек, размещения шатунов.
Стальные коленчатые валы получают
методом ковки или штамповки в много-
ручьевых штампах с последующей
обрезкой, скручиванием и правкой
на специальных прессах. Материалом
для них служат стали 45, 40Х, 30Г2,
50Г, а для дизельных двигателей —
высоколегированные стали 18Х2Н4МА,
40ХН2МА.
Чугунные/коленчатые валы полу-
чают литьем из высокопрочного чу-
гуна, модифицированного магнием, пер-
литного ковкого чугуна, легированного
никельмолибденового чугуна. На
рис. 32, а показан коленчатый вал
V-образного восьмицилиндрового ди-
зельного двигателя (/—5 обозначены
коренные шейки, a DK1—DK5 и /К1—
/к5 — соответственно диаметр и длина
этих шеек; 6—9 обозначены шатунные
шеики, .Рртч Dтут4- ^ш1 соответ-
ственно диаметр и длина этих шеек;
I—VIII обозначены противовесы). На
рис. 32, б показан возможный угол
взаимного расположения шатунных
шеек в зависимости от принятой кон-
струкции коленчатого вала. Передний
конец коленчатого вала имеет ступен-
чатую форму для обеспечения возмож-
ности установки на нем шкива привода
вентилятора, распределительной ше-
стерни, маслоотражающего устрой-
ства.
На рис. 33 показаны разновидности
исполнения передних концов: ступен-
чатый, с внутренней резьбой, шпоноч-
ными пазами и шлицами (рис. 33, а);
ступенчатый, с внутренней и наруж-
ной 1 резьбой, шпоночными пазами и
конической 2 посадочной поверхно-
стью (рис. 33, б); ступенчатый, с вну-
тренней резьбой, шпоночными пазами
(рис. 33, в); ступенчатый, с шпоноч-
ным пазом, наружной резьбой и сим-
метрично расположенными лысками 3
(рис. 33, г); фланцевый гладкий, с тор-
цовыми резьбовыми отверстиями
(рис. 33, б); фланцевый с буртом, тор-
цовыми резьбовыми отверстиями и
74
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 34. Варианты конструкции задних концов и противовесов
расточкой 4 под подшипник
(рис. 33, е). Задний конец коленчатого
вала чаще имеет фланец для установки
маховика, а также винтовую нарезку,
имеющую направление, обратное на-
правлению вращения коленчатого
вала, и служащую благодаря этому
уплотнением, сгоняющим масло в дви-
гатель. В торце фланца, как правило,
имеется расточка под подшипник пер-
вичного вала коробки передач.
На рис. 34 показаны разновидности
исполнения задних концов: фланце-
вый гладкий, с наружной резьбой 1
для сгона масла, расточкой под под-
шипник и осевыми отверстиями
(рис: 34, а); фланцевый гладкий, с рас-
точкой под подшипник и осевыми кре-
пежными отверстиями (рис. 34, б);
фланцевый с буртом, открытой наруж-
ной резьбой 2, расточкой под подшип-
ники и осевыми крепежными отвер-
стиями (рис. 34, в); фланцевый, с за-
крытой наружной резьбой 3 и осе-
выми крепежными отверстиями
(рис. 34, г). Для разгрузки коренных
подшипников от центробежных сил
и моментов, возникающих от этих
сил, служат противовесы, которые
отковываются или отливаются за одно
целое со щеками коленчатого вала.
Противовесы изготовляют: с обработан-
ными радиусными поверхностями
(рис. 34, б); с обработанными прива-
лочными поверхностями (рис. 34, е)
и неподвергаемые механической обра-
ботке (рис. 34, ж). Коренные и шатун-
ные шейки коленчатого вала выпол-
няют одинакового диаметра; шатунные
шейки обычно имеют меньший диаметр.
Коренные и шатунные шейки шлифуют;
при этом допуск на диаметр должен
быть выдержан в пределах 6—10 мкм,
отклонение от круглости и цилиндрич-
ности до 3 мкм, параметр шерохова-
тости Ra — 0,63 мкм, отклонение от
параллельности осей коренных и ша-
тунных шеек 6—8 мкм.
Для смазывания коренных шеек
масло подается из общей магистрали,
расположенной в блок-картере двига-
теля; к шатунным шейкам масло под-
водится от коренных шеек по каналам,
просверленным в коленчатом вале (см.
рис. 32, а). Кроме конструктивных
способов повышения прочности колен-
чатого вала, заключающихся в при-
дании ему наиболее рациональной
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 75
I
Рис. 35. Варианты конструкции упрочняющей обработки коренных и шатунных шеек
формы для распределения напряже-
ний, применяют также технологиче-
ские способы. Это термическая обра-
ботка вала — закалка ТВЧ коренных
и шатунных шеек с последующим низ-
котемпературным отпуском, азотиро-
вание, а также местное наклепывание
путем накатки роликами галтелей и
обжатия краев маслоподводящего от-
верстия стальным шариком. На рис. 35
показаны варианты упрочняющей об-
работки коренных и шатунных шеек:
закалка коренной • шейки в зоне 1
(рис. 35, а)\ закалка коренной шейки
в зоне 5 (рис. 35, б; максимальная глу-
бина закаленного слоя в зоне 3 —
0,1 мм, в зоне 4 — 0,3 мм; закаленный
слой в зоне 2 не допускается; здесь
проводится упрочняющая накатка гал-
тели роликом); закалка шатунной
шейки в зоне 10 (рис. 35, в); закалка
шатунной шейки в зоне 6 (рис. 35, а;
максимальная глубина закаленного
слоя в зоне 7 — 0,1 мм, в зоне 8 —
0,3 мм; закаленный слой в зоне 9
не допускается).
Технологический процесс обработки
коленчатого вала среднего габарита
(длиной 800—1200 мм и диаметром опи-
санной окружности 200—280 мм) раз-
бивается на несколько групп операций.
I группа — операции черновой лез-
вийной обработки, включающие: под-
готовку баз коленчатого вала; черно-
вое обтачивание концов; черновую
обработку коренных шеек; черновую
обработку шатунных шеек.
II группа — операции чистовой лез-
вийной обработки, включающие: под-
готовку баз (при необходимости); чи-
стовое обтачивание концов вала; полу-
чистовую обработку коренных шеек;
получистовую обработку шатунных
шеек; обработку масляных каналов
и грязесборников; электрохимическую
обработку масляных каналов. Между
операциями I и II группы, в случае
нестабильной подготовки структуры
металла вала при изготовлении по-
ковки (штамповки) выполняют вы-
сокотемпературный отпуск.
III группа — операции предвари-
тельной шлифовальной обработки,
включающие: подготовку баз — раста-
чивание центровых отверстий и калиб-
рование поводковых баз; получисто-
вое шлифование концов вала; полу-
чистовое шлифование коренных шеек;
получистовое шлифование шатунных
шеек; калибрование галтелей корен-
ных шеек.
Между операциями II и III группы
выполняют термическую обработку
вала — закалку ТВЧ коренных и ша-
тунных шеек с последующим низко-
температурным отпуском. Для азо-
тируемых коленчатых валов между
операциями II и III группы выпол-
няют второй высокотемпературный
отпуск.
IV группа — операции окончатель-
ной шлифовальной обработки, вклю-
чающие: алмазное растачивание цен-
тровых отверстий; чистовое шлифо-
вание коренных шеек; чистовое шлифо-
вание шатунных шеек; чистовое шли-
фование концов вала; обработку ба-
зовых элементов и поверхностей на
76
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
коленчатом вале, шпоночных пазов,
отверстий под штифты и крепежные
болты, нарезание наружных и внутрен-
них резьб и т. п.
V группа — финишные и контроль-
ные операции, включающие: слесар-
ную обработку и подсборку колен-
чатого вала (опиловку и зачистку
заусенцев, установку заглушек, тру-
бок и т. п.); балансирование вала;
суперфинишную и полировальную об-
работку; магнитную дефектоскопию;
сплошной контроль основных пара-
метров; консервацию.
Операции подготовки баз коленча-
того вала выполняют на автоматиче-
ских линиях агрегатного типа (см.
ниже описание системы автоматиче-'
ских линий для обработки коленча-
тых валов). Базами служат: центро-
вые отверстия (центровые фаски),
торцы вала, а также лыски на противо-
весах или расположенные вне центров
поводковые отверстия. В качестве ре-
жущего инструмента используют
твердосплавные фрезы и резцовые го-
ловки с твердосплавными резцами,
а также сверла, зенкеры, цековки и
метчики из быстрорежущих сплавов.
Режимы резания при фрезерова-
нии: Урез = 1204-145 м/мин; sz =
;= 0,054-0,1 мм/зуб; при работе ин-
струментом из быстрорежущего спла-
ва: Урез = 124-25 м/мин; s — в за-
висимости от вида обработки.
Токарная обработка концов колен-
чатого вала. Черновое и чистовое
обтачивание концов вала проводят
на гидрокопировальных автоматах с
многорезцовой наладкой. При этом
обработка концов из-за низкой жест-
кости вала и больших съемов —ьраз-
дельная (отдельно передний, отдельно
задний конец вала). Базирование вала
при черновой обработке осуществ-
ляется в центрах с приводом повод-
ковым патроном за необработанный
конец, при чистовой — с установкой
люнета под среднюю коренную шейку.
Режимы резания при черновом обта-
чивании: Урез = 604-85 м/мин; s =
= 0,44-0,6 мм/об; при чистовом обта-
чивании Урез до 130 м/мин, s =
= 0,24-0,4 мм/об. При обработке ис-
пользуются резцы с пластинами из
твердого сплава Т5КЮ и Т14К5.
Черновое и чистовое обтачивание
коренных и шатунных шеек колен-
чатого вала. К способу предваритель-
ной обработки коленчатых валов предъ-
являют высокие требования ввиду их
низкой собственной жесткости, слож-
ной формы и значительных припусков
на обработку. Предварительную обра-
ботку коренных и шатунных шеек
перед закалкой и шлифовальной обра-
боткой выполняют обтачиванием или
фрезерованием.
Обтачивание коренных и шатунных
шеек выполняют на токарных станках
с центральным приводом или на двух-
местных токарных станках с двусто-
ронним приводом. При этом, как пра-
вило, проводится многорезцовая об-
работка шеек и концов валов. Однако
при относительной простоте режу-
щего инструмента и наладки станка,
возможности максимальной концен-
трации операций, применение токар-
ной обработки зависит еще от партии
обрабатываемых коленчатых валов, их
длины, конструкции, заготовки (при-
пусков под обработку) и имеет неко-
торые существенные недостатки. Так,
затруднено использование твердо-
сплавного инструмента из-за его низ-
кой стойкости. Многие коленчатые
валы, особенно среднего габарита,
не обладают достаточной жесткостью
для восприятия относительно высо-
ких окружных сил при обтачивании
с большими скоростями. Вследствие
этого возникают вибрации,^приводя-
щие к низкой точности и большим
параметрам шероховатости обрабаты-
ваемых поверхностей, а также преж-
девременному выходу инструмента из
строя. Под центральный привод не-
обходимо предварительно обработать
базы, а для этого специально преду-
сматривают приливы на противове-
сах, т. е. усложняется конфигурация
поковки, увеличивается объем фре-
зерных работ. Кроме того, при обра-
ботке коленчатого вала на станке
с центральным приводом происходит
его искривление из-за колебания до-
пуска на размер, связывающий ось
центров вала и поверхности под цен-
тральный привод. Фрезерование шеек
коленчатых валов, как способ обра-
ботки, практически устраняющий не-
достатки токарной обработки, полу-
чило наибольшее распространение в
Комплексные линии для изготовления Коленчатых валов 77
автоматических линиях для произ-
водства коленчатых валов среднего
габарита. Применяют два способа фре-
зерования шеек коленчатого вала:
ротационное (наружное); охватываю-
щее (вихревое).
Ротационное фрезерование корен-
ных и шатунных шеек проводят на
круглофрезерном станке КУ-335. Ко-
ленчатый вал подают на станок с пред-
варительно проточенным фланцем и
хвостовым концом и просверленными
с - обеих сторон центровыми отвер-
стиями. Для точного позициониро-
вания вала на нем обрабатывается
также одна из плоских поверхностей
и шейка под люнет. При фрезерова-
нии коренных шеек фреза подводится
на ускоренном ходу к шейке вала, ко-
торый неподвижен, включается рабо-
чая подача и происходит врезание
фрезы в шейку вала до заданного раз-
мера. После достижения заданного
размера начинается медленное вра-
щение коленчатого вала, и за один
полный оборот его происходит обра-
ботка коренной шейки. Дисковая
фреза оснащена пластинами из твер-
дого сплава. Блоком из набора фрез
выполняют одновременно фрезерова-
ние нескольких коренных шеек. Ро-
тационное фрезерование шатунных
шеек проводится в копировальном
режиме: фреза движется вслед за ша-
тунной шейкой, совершающей круго-
вое движение (рис. 36).
Охватывающее фрезерование мо-
жет осуществляться тремя способами.
На рис. 37 показан способ охваты-
вающего фрезерования, при котором
коленчатый вал в процессе обработки
шатунной шейки 3 совершает круго-
вое движение. Вращающаяся фреза 1
передвигается по пути 5 синхронно
с поворотом шейки 3, которая дви-
жется по траектории 4. Синхронность
движения обеспечивается с помощью
гидравлической, электрической или
механической системы копирования;
2 — промежуточное положение фрезы
в процессе движения. Недостаток
этого способа — вращение коленча-
того вала в процессе обработки —
устраняется при охватывающем фрезе-
ровании с применением систем ЧПУ.
С помощью делительного приспособ-
ления станка коленчатый вал повора-
Рис. 36. Схема ротационного фрезерования
шатунных шеек в копировальном режиме:
1 — многолезвийная дисковая фреза; 2 —
фрезеруемая шатунная шейка; 3 — проме-
жуточное положение фрезы; 4 — траекто-
рия движения шатунной шейки в процессе
фрезерования; 5 - путь фрезы в процессе
фрезерования
чивается для обработки шатунной
шейки так, чтобы центр обрабатывае-
мой шатунной шейки и центр колен-
чатого вала были расположены в од-
ной плоскости. Коленчатый вал за-
жимается приспособлением и в те-
чение процесса фрезерования остается
неподвижным. Вращающаяся фреза об-
водится вокруг шатунной или корен-
ной шейки, производя ее обработку;
При этом приспособление, в котором
установлена фреза, перемещается по
Рис. 37. Схема охватывающего фрезерова-
ния при круговом движении коленчатого
вала
78
КОМПЛ ЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
Рис. 38. Схема охватывающего фрезерова-
ния с применением системы ЧПУ:
1 — промежуточное положение фрезы; 2 —
траектория обкатки фрезы вокруг шейки
коленчатого вала; 3 — фреза; 4 — шейка
направляющим в поперечном и верти-
кальном направлениях. На рис. 38
показан такой способ фрезерования
с управлением от системы ЧПУ.
Недостаток данного способа охваты-
вающего фрезерования, заключаю-
щийся в наличии зазоров в направляю-
щих каретки, которая передвигается
в процессе обработки по обеим ко-
ординатам и реверсирует для полу-
чения кругового движения, устра-
няется при третьем, получившем ши-
рокое распространение, способе.
Корпус 1 (рис. 39, а) с установлен-
ным в нем эксцентрично ротором 2,
на котором закреплена фреза 3, раз-
мещается в стойке 4, совершающей
поперечное перемещение. Эксцентри-
ситет 5 выбран так, что за один оборот
корпуса 1 режущие кромки вращаю-
щейся фрезы 3 обрабатывают шейку
коленчатого вала. По этому способу
обрабатываются коленчатые валы на
станке КУ-436. В исходном положе-
нии стойка 4 установлена против об-
рабатываемой шейки 6 так, что ось
ротора проходит через ось коленча-
того вала, который расположен на
станке. Обрабатываемая шейка шатун-
ного подшипника и центр коленча-
того вала расположены в горизонталь-
ной плоскости. Стойка перемещается
сначала ускоренно, а затем со ско-
ростью рабочей подачи, пока ось
корпуса 1 не совпадет с центром обра-
батываемой шейки (рис. 39, б). Фреза,
вращаясь, врезается в шейку до до-
стижения нужного диаметра. После
этого стойка 4 останавливается и за-
жимается, и затем включается круго-
вая подача (рис. 39, в). Вследствие
круговой подачи корпуса 1 фреза 3
обкатывается вокруг шейки (рис. 39, а)
и, совершив полный оборот (рис. 39, д),
заканчивает обработку шейки. Стойка
освобождается от зажима и возвра-
щается в исходное положение
(рис. 39, е).
Шлифование коренных и шатунных
шеек коленчатых валов проводят на
шлифовальных станках-автоматах. На
шлифовальных станках с несколь-
кими кругами предварительно и окон-
чательно шлифуют коренные шейки,
если конструкция коленчатого вала
это позволяет (галтели вала не зака-
лены; шероховатость торцов заплечи-
ков Rz = 40 мкм; на галтелях допус-
каются радиусные переходы как следы
профиля круга при шлифовании на
разных этапах или галтели имеют
поднутрение). Скорость шлифова-
ния (у = 45 м/с) регулируется по
мере изнашивания круга. Правка осу-
ществляется алмазным роликом по
копирной линейке. При этом съем
абразива — 0,06 мм. Диаметральные
размеры и кону сообразность кон-
тролируются с помощью приборов
активного контроля.
Если галтель закалена и требова-
ния к геометрии и параметрам шеро-
ховатости заплечиков высоки, станки
с несколькими кругами применяют
только для предварительного шлифо-
вания. Окончательное шлифование ко-
ренных шеек производят на станках-
автоматах с одним кругом.
Соосно расположенные шатунные
шейки коленчатых валов рядных дви-
гателей шлифуют на двухбабочных
станках-автоматах с двумя шлифо-
вальными кругами, рядом располо-
женные шатунные шейки — на одно-
бабочных шлифовальных станках
с двумя кругами; несоосно располо-
женные шатунные шейки коленчатых
валов V-образных двигателей — на
станках-автоматах с одним кругом.
Обработка прямых и наклонных мас-
ляных каналов, обработка грязесбор-
ников. Обработку прямых и наклон-
КОМ ПЛ ЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 79
Рис. 39. Схемы охватывающего фрезерования с эксцентрично расположенным ротором,
оснащенным фрезой
ных масляных каналов и грязесбор-
ников выполняют на автоматических
линиях агрегатного типа. Сверление
выполняют сверлами из стали Р18
(ГОСТ 19265—73) со скоростями ре-
зания Урез = 12-7-18 м/мин и подачей
s = 40-4-80 мм/мин. При обеспече-
нии подачи СОЖ в инструмент под
давлением 5 МПа маслоподводящие
отверстия обрабатывают однолезвий-
ным твердосплавным сверлом по ме-
тоду глубокого сверления. При этом
сверление проводят на более высоких
режимах (урез = 85 м/мин; s-—
~ 140 мм/мин). Параметр шерохо-
ватости поверхности снижается, увод
обработанных отверстий уменьшается.
Система автоматических Линий для
механической обработки коленчатого
вала средних размеров. Коленчатый
вал дизельного двигателя (см.
рис. 32, а) — V-образный восьми-
цилиндровый; угол взаимного распо-
ложения шатунных шеек (см.
рис. 32, б) — 90°; заготовка — по-
ковка массой 96 кг; твердость
НВ 248—286; длина обработанного
коленчатого вала 79О,5_о>7 мм; диа-
метр описанной окружности 258_0 ?6мм.
Упрочняющая обработка шатунных и
коренных шеек — закалка шеек ТВЧ
и упрочняющая обкатка галтелей ро-
ликами (см. рис. 35, б и г).
Заготовки поступают уложенными
в ориентированном положении в спе-
циальные кассеты 1 (рис. 40), откуда
транспортируются на загрузочную по-
зицию подъемно-перемещающего кон-
вейера 2.
Подъемно-перемещающий конвейер
(рис. 41) предназначен для межстаноч-
ного транспортирования и накопле-
ния заготовок коленчатых валов, а
также передачи их в смежное техно-
логическое или транспортное оборудо-
вание. Привод конвейера осуществ-
ляется от электродвигателя 1 через
редуктор 2, на выходном валу которого,
выходящего на обе стороны редуктора,
установлены: на одной стороне криво-
шип 5, перемещающий через рычажно-
кулисный механизм 4 штангу 5; экс-
центрик 6, перемещающий посредст-
вом рычажно-кулисного механизма 7
программную штангу 8', на другой
стороне — кулачок 9, осуществляю-
щий через рычажный механизм 10
подъем и опускание штанги 5.
При движении программной штанги 8
вперед (по направлению перемещения
заготовок коленчатых валов) для слу-
чая, когда ощупывающий рычаг Ц
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
сРис. 40. Структурная схема САЛ для механической^обработки коленчатого вала средней величины
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
00
Рис. 41. Конструктивно-кинематическая схема подъемно-перёмещающего конвейера
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 83
поднят (отсутствует на позиции заго-
товки коленчатого вала), ролик 12,
установленный на планке 13, упирается
в скос нижней части ощупывающего
рычага 11, стоящего на упоре, вслед-
ствие чего происходит поворот рыча-
гов 14 и 15, смонтированных на про-
граммной штанге 8 с определенным
шагом (300 мм) и образующих вместе
с планкой 13 параллелограммы.
На рычагах 14 установлены роли-
ки 16, которые при повороте рыча-
гов 14 поднимаются при движении
подъемно-перемещающей штанги 5 со
смонтированными на ней призмами 17,
скос нижней части которых наталки-
вается на поднятый ролик 16, вслед-
ствие чего призмы 17 поворачиваются
на своих осях и устанавливаются вер-
тикально. При достижении подъемно-
перемещающей штанги крайнего зад-
него положения происходит подъем
ее под действием рычажного меха-
низма 10. Призмы поднимают заготовки
коленчатых валов из гнезд опоры 18
и переносят на один шаг вперед. В пе-
реднем положении подъемно-пер сме-
щающая шанга опускается, а колен-
чатые валы, находившиеся на приз-
мах, укладываются в гнезда опоры 18.
При движении подъемно-перемещаю-
щей штанги назад установленные на
призмах ролики 19 направляются на
упоры 20, установленные на станине
конвейера. Происходит поворот призм
в исходное положение.
В случае, когда в гнезде опоры 18
коленчатого вала имеется деталь, ро-
лик 12 проходит под ощупывающим
рычагом 11, не задевая его и, ролик 16
не поднимается, ввиду чего.призмы 17
не поднимутся и коленчатые валы пере-
мещаться не будут.
В начале и конце конвейера (или
в середине) на позициях «призма»
и «выдача деталей» установлены пнев-
моцилиндры 21—23, управляющие по-
ложением ощупывающего рычага 11,
что дает возможность в нужный мо-
мент держать позицию загрузки кон-
вейера не занятой заготовкой, и на-
оборот, в позиции выгрузки — задер-
жать заготовку на необходимое время.
Для передачи заготовок коленчатых
валов с конвейера на конвейер между
ними установлена каретка перегрузки
24, которая может перемещаться на
роликах 25 по направляющим 26
под действием пневмоцилиндра 27.
Подъемно-пер вмещающая штанга
предыдущего конвейера укладывает
деталь на имеющиеся у каретки лапы
28, а после перемещения каретки
призмы подъемно-пер емещающей
штанги другого конвейера снимают
деталь и укладывают ее на первую
позицию опор 18.
В конвейер может быть встроен подъ-
емник 29, предназначенный для подъ-
ема деталей на определенную высоту,
а также для ее поворота на 90° (для
случая переориентации при загрузке
в станок) и на 180° (в случае брака).
Привод подъема и поворота осуществ-
ляется от пневмоцилиндров 30 и 31.
Конвейером 2 (см. рис. 40) начи-
нается автоматическая линия 3, со-
стоящая из трех агрегатных станков.
На двух позициях первого агрегат-
ного станка одновременно фрезеруют
(на первой предварительно, а на вто-
рой окончательно) торцы коленчатого
вала — маховиковый и демпферный
(рис. 42, а). Обработка проводится
фрезами, оснащенными пластинами из
твердого сплава. На втором станке
84
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИ fa
Рис. 43. Схема обработки концов коленчатого вала
центровыми сверлами (рис. 42, б)
одновременно сверлят центровые от-
верстия в маховиковом и демпферном
концах коленчатого вала. На третьем
станке (рис. 42, в) на первом противо-
весе одновременно фрезеруют две ра-
диальные базы.
По подъемно-перемещающему кон-
вейеру коленчатые валы поступают
на АЛ, состоящую из двух специаль-
ных токарных гидрокопировальных ав-
томатов 4 мод. МР402 (см. рис. 40),
двух специальных токарных гидроко-
пировальных автоматов 8 мод. МР403,
на которых соответственно выполняют
обтачивание демпферного и маховико-
вого концов коленчатого вала (рис. 43).
Деталь зажимается в трехкулачковом
патроне; точение проводят резцами, ос-
нащенными пластинами из твердого
сплава, с охлаждением 5 %-ным вод-
ным раствором Укринол-1.
Загрузку валов заготовок на станки
МП402 и МП403 и выгрузку с них
обработанных валов производят спе-
циализированными средними промыш-
ленными роботами 5 и 7 (рис. 40),
имеющими манипуляторы с двумя зах-
ватными устройствами. Манипулятор 5
захватным устройством снимает с по-
зиции, которой заканчивается авто-
матическая линия 5, вал-заготовку и,
в зависимости от поступившего сиг-
нала, транспортирует ее к правому
или левому автомату 4. Здесь разгру-
жающее устройство манипулятора сни-
мает обработанный вал со станка и
поднимает его, затем каретка мани-
пулятора перемещается по траверсе
так, что ее загрузочное устройство
с валом-заготовкой совмещается с ра-
бочей зоной автомата 4. Загрузочное
устройство опускает заготовку на ли-
нию центров станка; заготовка фикси-
руется базирующим приспособлением;
захват устройства разжимается и под-
нимается. Верхнее положение устрой-'
ства дает сигнал на работу автомата 4>
а каретка манипулятора — на пере-
мещение к позиции выгрузки на кон-
вейер 6. Разгружающее устройство
манипулятора укладывает вал, про-
шедший обработку, на конвейер 6
и после подъема дает разрешение на
перемещение каретки манипулятора
к конвейеру линии 3 за валом-заготов-
кой. Загрузка и выгрузка деталей с ав-
томатов 8 проводится аналогично.
Коленчатые валы с подготовленными
базами подъемно-перемещающим кон-
вейером 9 передаются на АЛ чернового
фрезерования коренных и шатунных
шеек, которое осуществляют методом
охватывающего фрезерования-' на де-
сяти станках 12 КУ-436. В линии
установлено пять станков КУ-436-11
левого исполнения и пять станков
КУ-436-12 правого исполнения.
На рис. 44 показан общий вид авто-
мата КУ-436. На станине 2 (см.
рис. 44) с прямоугольными направляю-
щими установлены сани 5 и 10 (ле-
вые и правые) с фрезерными стойками:
4 — левой и 11 — правой. Сани пере-
мещаются вдоль станины от коробок
подач 1 и 13, которые установлены на
торцах станины 2. Стойки 4 и 11
перемещаются по верхним направляю-
щим саней 5 и 10 от коробок подач 15,
которые установлены на торцах са-
ней. Конечным звеном передачи про-
дольных и поперечных перемещений
являются шариковые винтовые пары
качения.
На передних направляющих ста-
нины установлены передняя (веду-
щая) 3 и задняя 12 бабки. Заднюю
бабку можно вручную перемещать по
станине. Привод вращения фрезы осу-
ществляется от электродвигателя 16
переменного тока мощностью 75 кВт
через цилиндрические зубчатые пере-
дачи. Привод круговой подачи осу-
ществляется от коробок круговых по-
'КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 85
дач 6 и 9 от электродвигателя мощ-
ностью 4,8 кВт через червячную пару
и цилиндрические зубчатые колеса.
Для крепления обрабатываемого ко-
ленчатого вала служат гидромехани-
ческие зажимные патроны 7 и 8.
Поворот коленчатого вала для обра-
ботки очередной шатунной шейки, т. е.
вращение шпинделя передней бабки 3,
осуществляется от электродвигателя
постоянного тока через червячную
пару, смонтированных в корпусе
бабки. При обработке коленчатый вал
дополнительно зажимается в люнете.
Зажим осуществляется через систему
рычагов от гидроцилиндра. Рядом со
станком установлена его гидростан-
ция 14. Через короб 17 с помощью
гибких шлангов осуществляется под-
вод электропитания и масла к узлам
станка.
Кинематическая схема автомата
(рис. 45) содержит пять основных ки-
нематических цепей: главного при-
вода 1 (вращение фрезы), привода 2
поворота коленчатого вала, привода 3
продольного перемещения саней, при-
вода 4 круговых подач (вращение кор-
пуса) и привода 5 поперечного пере-
мещения стойки. С помощью винта 6
и гайки вручную перемещается зад-
няя бабка.
Краткая техническая характеристика
станка КУ-436
Диаметр D, мм (см. рис. 39)
Радиус кривошипа, мм . . .
Диаметр шатунных шеек, мм
Диаметр коренных шеек, мм
Диаметр фрезы, мм:
для шатунных шеек . .
для коренных шеек . . .
Частота вращения , фрезы,
об/мин....................
Пределы изменения круго-
вых подач, об/мин . . . .
Скорость резания, м/мин:
при обработке шатунных
шеек..................
при обработке коренных
шеек..................
Скорость поперечного уско-
ренного хода, мм/мин:
стойки ...............
саней ................
Мощность привода, кВт:
главного .................
круговых подач . . . .
продольного перемеще-
ния ..................
280
60
81’8—0,2
84-0 4
97_0,2 -
10°-0,3
320
336
122
0,23—2,30
122,6
129
5 000
5 000
75
4,8 '
4,8
§6
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 45. Кинематическая схема автомата КУ-436
поперечного перемеще-
ния ...................
поворота коленчатого
вала...................
Габариты станка, мм:
длина .....................
ширина ................
высота..................
Масса (примерно),
кг.....................
4,8
1,0
6 500
3 600
2 530
55 000
Распределение валов-заготовок меж-
ду станками проводится конвейером 11
(см. рис. 40) и промышленными робо-
тами 10, а сбор обработанных валов —
конвейером 13. Предпочтение при рас-
пределении заготовок отдается по-
следней паре станков 14.
На рис. 46 показана последователь-
ность обработки коренных (к. ш)
и шатунных (ш. ш) шеек коленчатого
вала на станке-автомате КУ-436. На
рис. 46, а схематически показан ко-
ленчатый вал, обозначены его корен-
ные и шатунные шейки, противовесы
2—9, фрезы 1 и 10 для охватываю-
щего фрезерования, находящиеся по
стойками и санями в исходном поло-
жении над патронами бабок.
Фреза 10 для Охватывающего фре-
зерования коренных шеек имеет две-
надцать зубьев, расположенных по
внутреннему диаметру 336 ± 0,05 мм.
Фреза 1 для охватывающего фрезеро-
вания шатунных шеек имеет также
двенадцать зубьев, расположенных по
внутреннему диаметру 320 + 0,05 мм.
На позиции конвейера 11 (см.
рис. 40), с которой проводится за-
грузка автомата, коленчатый вал под-
нимается подъемником-переориента-
тором 29 (см. рис. 41) до 1690 мм с по-
воротом на 90°, чтобы сориентировать
его параллельно оси центров автомата.
С подъемника-переориентатора де-
таль-заготовка снимается захватными
устройствами промышленного ро-
бота 10 (см. рис. 40) и транспорти-
руется к левому или правому авто-
мату КУ-436. Транспортирование де-
тали осуществляется к автомату, цикл
обработки которого близок к завер-
шению.
По окончании цикла обработки
левая и правая стойки расходятся,
занимая исходное положение над па-
тронами бабок. При этом освобождается
зона обработки, куда промышленным
роботом и доставляется деталь.
После загрузки вал зажимается ба-
зирующими элементами — центрами и
патронами, и начинается обработка
шеек. Правые сани со стойкой, в ко-
торой расположена фреза 10 (см.
рис. 46, а), передвигаются на уровень
первой коренной шейки (рис. 46, б).
Фреза приводится во вращение. При
продольной подаче фрезы противо-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 87
Рис. 46. Схемы перемещения саней автомата КУ-436 с фрезами и углового положения ко-
ленчатого вала при последовательной обработке щек противовесов, коренных и шатунных
шеек
вес 2 фрезеруют на пути L±
(рис. 47, а), а первую коренную шей-
ку — методом врезания до нужного
диаметра на пути L2- При круговой
подаче фрезы обрабатывают первую
коренную шейку до диаметра L3 с до-
пуском — 0,3 мм. При втором пере-
ходе правые сани со стойкой переме-
щаются на уровень второй коренной
шейки (см. рис. 46, в) и только при
продольной подаче обрабатывают щеки
противовесов 3 и 4, а методом вреза-
ния — вторую коренную шейку. При
круговой подаче фрезеруют коренную
шейку до диаметра L3 с допуском
—0,3 мм (см. рис. 47, а). Проводится
радиальная переориентация колен-
чатого вала с целью совмещения оси
первой шатунной шейки с осью цен-
тров фрезерного приспособления. При
третьем переходе (см. рис. 46, г)
на уровень первой шатунной шейки
перемещаются левые сани с фрезой 7
(см. рис. 46, а), на уровень третьей
коренной шейки — правые сани. При
продольной подаче с правой стойки
88
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 47. Схемы обработки щек противовесов,
коренных и шатунных шеек
фрезеруют щеки противовесов 5 и 6
на пути Lt (см. рис. 47, б), методом
врезания на пути L2 — третью корен-
ную шейку, а методом круговой по-
дачи — до диаметра L3. При продоль-
ной подаче с левой стойки фрезеруют
щеки противовеса 2 и 3 (см. рис. 46, а)
на пути L4 (см. рис. 47, в), методом
врезания на пути L5 — первую шатун-
ную шейку, а методом круговой по-
дачи — до диаметра L6 с допуском —
—0,4 мм. На рис. 46, д показано поло-
жение коленчатого вала после пере-
ориентации, при котором обрабаты-
вают четвертую коренную шейку (см.
рис. 46, а), вторую шатунную - шейку,
щеки противовесов 7 и 8 и щеки про-
тивовесов 3 и 4.
На рис. 46, е дана схема обработки
пятой коренной шейки и третьей ша-
тунной шейки после очередной пере-
ориентации коленчатого вала. Одно-
временно обрабатывают щеку противо-
веса 9 (см. рис. 46, а) и щеки противо-
весов 6 и 7. На рис. 46, ж приведена
схема обработки четвертой шатун-
ной шейки также после переориен-
тации коленчатого вала. Одновре-
менно обрабатывают щеки противо-
весов 8 и 9 (см. рис. 46, а).
Деталь, прошедшая обработку, до-
ставляется промышленным роботом на
позицию выгрузки, находящуюся на
отводящем конвейере 13 (см. рис. 40),
где забирается подъемником-пере-
ориентатором, переориентируется на
90° и укладывается на конвейер. Над
отводящим конвейером установлен
контрольно-измерительный автомат 15,
р который деталь подается подъем-
ником-переориентатором 29 (см.
рис. 41), встроенным в отводящий кон-
вейер. Бракованная деталь по команде
контрольно-измерительного автомата
15 (см. рис. 40) поворачивается подъ-
емником-переориентатором на 180°, в
таком положении укладывается на
конвейер, передается на позицию про-
мышленным роботом 16, которым сни-
мается с конвейера и увозится в мага-
зин брака 17. По такой схеме работают
все участки данной системы автомати-
ческих линий. Если деталь обрабо-
тана в пределах допуска, подъемник-
переориентатор опускает ее на кон-
вейер, и она подается на следующую
технологическую операцию: чернового
и чистового шлифования третьей ко-
ренной шейки под люнет.
Шлифование методом врезания про-
водят на двух круглошлифовальных
автоматах 18 (см. рис. 40) с охлажде-
нием 3 %-ным водным раствором Ук-
ринол-1 на скоростях резания 50 м/с.
Базирование детали осуществляется
в центрах. Цикл работы станка —
автоматический с применением при-
бора активного контроля; регулиро-
вание врезных подач бесступенчатое.
На двух токарных многорезцовых авто-
матах 19 МК8501 проводят черновое
обтачивание шести противовесов с до-
пуском ±0,2 мм и одновременно про-
тачивают двенадцать фасок на них
(рис. 48). Коленчатый вал базируется
в центрах с использованием в каче-
стве осевой базы щеки противовеса 8
(см. рис. 46, а). Цилиндрические по-
верхности обрабатываются одновремен-
но шестью резцами, установленными
Комплексные линий для изготовления Коленчатых валов
в двух блоках. Для обработки фасок
применяют двенадцать фасочных рез-
цов, также смонтированных в двух
блоках, установленных на двух ка-
чающихся суппортах. Обработка ве-
дется без охлаждения. Схема загрузки
станков 18 й 19 аналогична загрузке
станков 4 и 8.
Вся система автоматических линий,
кроме печей 22 и 45 высокотемператур-
ного отпуска, работающих в течение
суток непрерывно, работает в две
смены. Поэтому перед печью и после
нее с помощью промышленного ро-
бота 20 и системы магазинов 21 соз-
даются емкости, обеспечивающие ра-
боту печей в третью смену. Высоко-
температурный отпуск вала прово-
дят при 500 °C в течение 4,4 ч. На
стенде 23 выборочно контролируют дис-
баланс предварительно обработанного
коленчатого вала. На автоматической
линии 24, состоящей из агрегатных
станков, с двух сторон рассверливают,
зенкеруют и растачивают центровые
отверстия, а также обтачивают перед-
ний (демпферный) конец коленчатого
вала. На позиции 25 контролируют
расположение центровых отверстий;
обработанные в пределах допуска валы
с помощью специализированного про-
мышленного робота 26 с электромеха-
ническим приводом транспортируют
на АЛ чистового фрезерования. На
восьми станках 28 проводят чисто-
вое фрезерование цилиндрических по-
верхностей первой, второй, четвертой
и пятой коренных шеек; первой, вто-
рой, третьей и четвертой шатунных
шеек, а также щек противовесов, за-
плечиков и галтелей. Допуск при чи-
стовом фрезеровании коренных и ша-
тунных шеек —0,2 мм; щек противо-
весов ±0,1 мм; заплечиков — 1 мм.
Схема обработки такая же, как на стан-
ках КУ-436 при предварительном фре-
зеровании.
Конвейер 27 работает как распреде-
литель запаса деталей, конвейер 29 —
как отводящий. В процессе транспор-
тирования детали маркируются с ука-
занием даты выпуска. На позиции 30
контролируется точность обработки.
На двух специальных гидрокопиро-
вальных токарных автоматах 31 про-
водят чистовую токарную обработку
заднего конца коленчатого вала, на
Рис.48. Схема обработки противовесов /— 8
позиции 32 — контролируют точность
обработки. Вал передают на автома-
тическую линию 33 из шести агрегат-
ных станков для ступенчатого свер-
ления прямых маслоподводящих ка-
налов в коренных и шатунных шейках.
На линии 38 из девяти агрегатных стан-
ков осуществляют ступенчатое свер-
ление наклонных маслоподводящих ка-
налов. Промышленный робот передает
вал на конвейер 34. Конвейер такого
типа, в отличие от подъемно-переме-
щающего конвейера, на котором валы
могут накапливаться на всей трассе,
накапливает их только на части трассы,
а на'остальной части вал перемещается
ускоренно на однопозиционной каретке.
Каретка передвигается по направляю-
щим с помощью цепного реверсивного
привода. С конвейера 34 коленчатый
вал передается на агрегаты: 35 для
притупления острых кромок по кон-
туру щек противовесов, 36 для про-
мывки, 37 для электрохимического
полирования прямых масляных кана-
лов и 39 для промывки, прокачки
маслоподводящих каналов и нейтрали-
зации после химического полирова-
ния. Азотированные коленчатые валы
трехпозиционным промышленным ро-
ботом транспортируют на автоматиче-
скую линию 44. Коленчатые валы,
подлежащие термической обработке,
передаются с подъемно-перемещающего
конвейера на конвейер с кареткой.
Далее на установках 41 и 42 на трех
позициях осуществляют поверхностную
90
Комплексные системы [-автоматических линий
закалку ТВЧ всех коренных и шатун-
ных шеек, а также поверхности зад-
него конца коленчатого вала; также
проводится низкотемпературный от-
пуск.
На контрольном автомате 43 кон-
тролируют биение третьей коренной
шейки. Конвейер с кареткой и промыш-
ленный робот 40 передают вал на авто-
матическую линию 44 из четырнад-
цати агрегатных станков. На ней свер-
лят (ступенчато) наклонные отверстия,
фрезеруют выемки на корпусах про-
тивовесов, зенкеруют наклонные от-
верстия, протачивают канавки в нак-
лонных отверстиях, обрабатывают
грязесборники, включая поверхности
под заглушки. Вал передают в печь 45
высокотемпературного отпуска со своей
системой промышленных роботов и
магазинов на входе и выходе. Коленча-
тый вал, прошедший операцию высо-
котемпературного отпуска, с помощью
промышленного робота 46 с электро-
механическим приводом передается на
автоматическую линию 47 из семи аг-
регатных станков. На линии зенке-
руют и растачивают конические по-
верхности центровых отверстий перед-
него и заднего конца вала, растачи-
вают отверстие под подшипник в перед-
нем конце вала и прорезают канавки,
обрабатывают выточку в заднем конце
вала, сверлят, зенкеруют и разверты-
вают поводковое отверстие в заднем
конце вала. Проверив биение третьей
коренной шейки на позиции 48, вал
передают на АЛ, состоящую из десяти
станков 49 для предварительного шли-
фования заплечиков, галтелей и ко-
ренных шеек. Загрузку и разгрузку
станков проводят промышленные ро-
боты 50, а распределение валов-за-
готовок и сбор обработанных валов —
конвейеры 51 и 52. Последовательно
шлифуют третью, пятую, четвертую,
вторую и первую коренные шейки.
Автоматический цикл включает пе-
реходы: шлифование заплечиков на
форсированной подаче, на черновой
подаче, выхаживание, шлифование на
форсированной подаче, на чистовой
подаче, выхаживание, шлифование на
доводочной подаче, выхаживание. Ско-
рость шлифования — 50 м/с. Прокон-
тролировав на контрольном автомате
53 взаимное расположение коренных
шеек, вал передают на операцию чи-
стовой токарной обработки цилиндри-
ческих поверхностей противовесов и
фасок, которую осуществляют на двух
токарных многорезцовых автоматах 54.
Схема обработки аналогична показан-
ной на рис. 48. На двух следующих
специальных токарных гидрокопиро-
вальных автоматах 55 (см. рис. 40)
проводят токарную обработку перед-
него конца коленчатого вала и транс-
портируют его на следующую техно-
логическую операцию — предваритель-
ное шлифование заплечиков, галтелей
и шатунных шеек. Шлифование осу-
ществляется на восьми круглошлифо-
вальных автоматах 56. Загружают и
разгружают станки—роботы 58, а рас-
пределяют валы-заготовки и соби-
рают обработанные валы — конвейеры
57 и 59. Автоматический цикл предва-
рительного шлифования шатунных
шеек на автомате ЛТ2-21 включает
следующие переходы: шлифование за-
плечиков на форсированной подаче,
на черновой подаче, выхаживание,
шлифование на чистовой ’ подаче, вы-
хаживание, шлифование на микро-
подаче, выхаживание.
Чистовое шлифование осуществ-
ляется с применением следящего лю-
нета и измерительно-управляющего
устройства. Диаметр шлифовального
круга 1060 мм, скорость шлифоваль-
ного круга 50—60 м/с, мощность
электродвигателя 22 кВт. По мере
изнашивания круга до 750 мм поддер-
живается постоянная скорость реза-
ния. Шлифовальный круг правится
вращающимся алмазным роликом с по-
мощью гидравлического правильного
прибора. После проверки на кон-
трольно-измерительном автомате 60
взаимного расположения шатунных
шеек коленчатый вал транспортируется
на автоматическую линию 61 из двух
агрегатных станков, на которых про-
водится чистовое (алмазное) растачи-
вание отверстий под подшипники и
центрирующих фасок на переднем и
заднем концах коленчатого вала. На
трех двухбабочных круглошлифоваль-
ных автоматах 62 одновременно шли-
фуют первую и пятую коренные шейки.
После контроля диаметров первой
и пятой коренных шеек и положения
пятой коренной шейки на контрольно.
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ 91
измерительном автомате 63 коленчатый
вал транспортируется на операцию
окончательного шлифования шатунных
шеек на восьми автоматах 64. Шли-
фуются последовательно четвертая,
третья, вторая и первая шатунные
шейки на скорости 60 м/с с теми же
восьмью переходами, что и на стан-
ках 56. После контроля диаметров и
расположения шатунных шеек на кон-
трольно-измерительном автомате 65 ко-
ленчатый вал с помощью промышлен-
ного робота 66 с электромеханическим
приводом, конвейера с кареткой и
портального манипулятора передается
на автоматическую линию 68, состоя-
щую из семи агрегатных станков.
Здесь осуществляются сверление и
нарезание резьбы в крепежных от-
верстиях переднего и заднего концов
вала. На линии контролируется по-
ломка инструмента и одновременно
предварительно очищаются отверстия
по обоим торцам. Промышленным ро-
ботом 67 и конвейером коленчатый вал
передают в моечно-сушильную ма-
шину 69, где промывают отверстия и
каналы, моют, сушат и охлаждают
коленчатый вал, а также транспорти-
руют его на следующую операцию.
На девяти круглошлифовальных ав-
томатах 70 осуществляется оконча-
тельное шлифование коренных шеек.
Шлифуются последовательно третья,
пятая, четвертая, вторая и первая
коренные шейки, каждая в девять
переходов со скоростью 50 м/с. На
контрольно-измерительном автомате 71
проверяется биение третьей коренной
шейки, диаметры всех коренных шеек,
их взаимное расположение; коленча-
тый вал транспортируется на АЛ из
четырех торцекруглошлифовальных
автоматов.
На двух автоматах 72 проводится
одновременное шлифование цилиндри-
ческой и торцовой поверхностей зад-
него (маховикового) конца коленча-
того вала. На двух автоматах 73
обрабатываются цилиндрическая и тор-
цовая поверхности переднего (демпфер-
ного) конца коленчатого вала. Оба
автомата осуществляют шлифование
на форсированной подаче, на черновой
подаче, выхаживание; шлифование на
чистовой подаче, выхаживание; шли-
фование на доводочной подаче, выха-
живание. Далее на автоматической ли-
нии 74 из трех агрегатных станков
фрезеруются шпоночные пазы на перед-
нем и заднем концах коленчатого вала,
а также' развертываются торцовые от-
верстия под штифты; вал транспорти-
руется к моечно-сушильной машине 75.
Вал, отверстия в торцах, масляные
каналы промываются и осушаются.
Состав моющей жидкости: 32 г поташа,
1000 г воды, 52 г ТПФ Na, 10 г мона-
этанол амина.
На специальных автоматах 77 и 79
зачищаются заусенцы в пересечении
каналов, по периметру шпоночных
пазов, притупляются кромки выходов
масляных каналов на поверхности ко-
ренных и шатунных шеек. Электроли-
том служит 15 %-ный раствор NaNO3.
Далее коленчатый -вал транспортируе-
тся на автомат 81 для динамической ба-
лансировки, где измеряют дисбаланс
детали в двух плоскостях и доводят
ее до нормы путем удаления металла
и дополнительного сверления в про-
тивовесах.
Отбалансированный коленчатый вал
транспортируется на участок слесар-
ной обработки. На слесарных столах 83
снимаются заусенцы в балансировоч-
ных отверстиях, заусенцы по пери-
метру шпоночных пазов в местах вы-
хода грязесборников, притупляются
острые кромки заплечиков коренных
и шатунных шеек и т. д. Затем колен-
чатый вал транспортируется в моечно-
сушильную машину 85, в которой его
промывают, прокачивают торцовые от-
верстия и масляные каналы, суша г
и охлаждают до температуры 20° ±
± 5 °C. Далее трехпозиционный про-
мышленный робот 89 транспортирует
валы на конвейеры, питающие два
параллельно работающих двухпози-
ционных суперфинишных автомата 88.
На первой позиции автомата осуще-
ствляют суперфинишную обработку
галтелей коренных и шатунных шеек,
на второй позиции — коренных и ша-
тунных шеек, а также поверхность
на заднем конце вала. Суперфиниши-
рование проводят доводочными бру-
сками с числом двойных ходов осцил-
ляции 835 в минуту. Трехпозиционный
промышленный робот 87, передает валы
на полирование, которое проводится
на двухпозиционном полировальном
92
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
автомате 86. На первой позиции авто-
мата полируются торцы заплечиков
пятой коренной шейки; на второй по-
зиции полируются цилиндрические по-
верхности коренных и шатунных шеек.
Полирование проводят полировальной
лентой с осциллирующим движением.
Коленчатый вал перед операцией ма-
гнитной дефектоскопии моют и сушат
в моечно-сушильной машине 84. На
установке 82 магнитного контроля
коленчатый вал намагничивают, обра-
батывают суспензией и в свете ультра-
фиолетовой лампы проверяют отсут-
ствие трещин. Перед операцией окон-
чательного контроля на контрольном
автомате 78 коленчатый вал промы-
вают в машине 80 моющей жидкостью
того же состава, сушат и охлаждают
до 20° ±5 °C.
Проконтролированный по 48 пара-
метрам коленчатый вал транспорти-
руют в машину 76 для консервации
пятипроцентным раствором Укринол-1,
обеспечивающей защиту его от кор-
розии в течение 24 ч.
6. КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ
Некоторые конструктивные и тех-
нологические особенности распредели-
тельных валов. Распределительный вал
двигателя внутреннего сгорания полу-
чает движение от коленчатого вала
и передает его толкателям для свое-
временного открытия и закрытия кла-
панов в определенной последователь-
ности. Обеспечивая правильное про-
текание рабочего цикла в цилиндрах,
распределительный вал является одной
из основных деталей газораспредели-
тельного механизма. Распределитель-
ный вал имеет кулачки, размещение
которых определяется расположением
клапанов, заданными фазами газо-
распределения и порядком работы дви-
гателя.
В связи с непрерывным увеличением
мощности и быстроходности двигателей
внутреннего сгорания растут требова-
ния к точности и долговечности рабо-
чих поверхностей распределительного
вала. От качества изготовления его
во многом зависит долговечность дви-
гателей и их бесшумность.
На рис. 49, а—в показаны два
распределительных вала. Распредели-
тельные валы автомобильных и трак-
торных двигателей нежесткие, но долж-
ны быть изготовлены с высокой сте-
пенью точности. Отклонение от цилин-
дричности опорных шеек пятиопорного
вала допускается не более 0,005 мм.
Обрабатываются опорные шейки по
6-му квалитету точности с шерохова-
тостью поверхности Ra = 0,63-г
КОМПЛ ЕКСНЫЕ линии дли ИЗГОТОВЛЕНИЯ валов
93
4-0,32 мкм. Допустимое отклонение
профилей кулачков от теоретических
размеров не должно превышать на
разных участках кулачка ±0,015 мм—
±0,04 мм, а биение затылков всех
кулачков относительной общей оси
опорных шеек — 0,025 мм. Шерохо-
ватость рабочих поверхностей кулач-
ков не должна превышать Ra = 0,63±
±0,32 мкм. Отклонение осей симметрии
всех кулачков относительно шпоноч-
ного паза ±30'. Биение поверхностей
крайних опорных шеек при проверке
на призмах не должно . превышать
0,015 мм.
Производство заготовок. Среди рас-
пределительных валов двигателей вну-
треннего сгорания основную группу
составляют валы длиной 300—1200 мм
с диаметром опорных шеек 40—120 мм.
Изготовляют их из сталей различных
марок (в основном из сталей 45 и
18ХГТ) с применением термической
обработки и отпуска до твердости
HRC 52—62, а также из высокопроч-
ного чугуна и чугуна легированного
специального с термической обработ-
кой в процессе изготовления до твер-
дости HRC 52—58.
Заготовки стальных распределитель-
ных валов получают штамповкой в мно-
горучьевых штампах с последующей
обрезкой и правкой на специальных
прессах. Заготовки чугунных распре-
делительных валов получают литьем.
Стальные заготовки (штамповки) рас-
пределительных валов изготовляют из
мерных прутков периодического про-
ката по маршруту: на кривошипных
штамповочных прессах с предвари-
тельной вальцовкой; на молотах из
периодического поперечно-винтового
проката; на молотах из обычного про-
ката; на молотах с предварительной
высадкой фланца на ГКМ.
Изготовление заготовок валов мето-
дом горячей штамповки из периодиче-
ского поперечно-винтового проката поз-
воляет снизить нормы расхода металла
и получить заготовку с меньшими
припусками под механическую обра-
ботку.
Нормализацию штампованных заго-
товок проводят в печах непрерывного
действия. Для снижения деформации
заготовки располагают вертикально
в подвесках, которые подаются в печи.
Заготовки штампуют на кривошипном
горячештамповочном прессе с загруз-
кой первой позиции автоматическим
перекладчиком и выгрузкой заготовок.
Обрезка облоя и горячая правка штам-
пованных заготовок выполняются на
однокривошипном обрезном прессе
КА9038, а правка заготовок — на
пресс-автомате.
Обработка резанием распределитель-
ных валов осуществляется по следу-
ющей схеме: фрезерование и центрова-
ние двух торцов вала; правка вала
(количество правок принимается в за-
висимости от конструкции распредели-
тельного вала); обтачивание переднего
и заднего концов вала; прорезка меж-
кулачковых канавок; правка вала;
обтачивание опорных шеек вала; прав-
ка вала; шлифование опорных шеек
вала; обтачивание профиля кулачков;
правка вала; растачивание центров;
шлифование профиля кулачков; мойка;
закалка ТВЧ опорных шеек и кулач-
ков; правка вала; растачивание цен-
тров; окончательное шлифование опор-
ных шеек; фрезерование шпоночного'
паза; электрохимическое снятие заусен-
цев; правка вала; окончательное шли-
фование профиля кулачков; полирова-
ние профиля кулачков; проверка вала
на отсутствие трещин (магнитная де-
фектоскопия); мойка и сушка вала;
правка вала; окончательный контроль.
Система автоматических линий для
обработки распределительного вала.
Краткая характеристика распредели-
тельного вала восьмицилиндрового ди-
зельного двигателя (рис. 50): „число
кулачков— 16, опорных, шеек;—5;
длина 708 мм; массе 6,5 кг. Заготов-
ка — штампованная II группы точно-
сти по ГОСТ 7505—55 (рис. 51)< мате-
риал — сталь 18ХГТ (ГОСТ 4543—71);
термическая обработка — нормали-
зация до НВ 167—217; масса 16,1 кг.
На рис. 52 показана структурная
схема системы автоматических линий.
Заготовки подаются на линию предва-
рительной токарной обработки в кас-
сете 2, откуда оператор укладывает
их в ориентированном положении на
цепной конвейер /. Конвейером-пере-
кладчиком заготовки перемещаются на
автоматизированный участок, который
состоит из двустороннего четырехшпин-
дельного горизонтального фрезерно-
94
КОМПЛ ЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 50. Распределительный вал восьмицилиндрового дизельного двигателя с порядком
работы цилиндров 1—5 —4 —2 —6 — 3 — 7 — 8:
а — конструктивная схема вала; размеры: 17,5 мм — для всех кулачков; 23 мм — для
четырех опорных шеек; R3 — для всех опорных шеек кулачков; б — схема взаимного
расположения впускного и выпускного кулачков одного цилиндра; в — схема углового
расположения выпускных кулачков всех цилиндров; г — схема углового расположения
впускных кулачков всех цилиндров; д — схема нумерации цилиндров двигателя; I —
выпускной кулачок; II — направление вращения; III — впускной кулачок; IV — ось
симметрии шпоночного паза
центровального агрегатного станка 3,
конвейера-перекладчика, контрольного
устройства, двух гидростанций, стан-
ции смазывания. Электрооборудование
размещается в электрошкафах. -ЭД
Вал-заготовка поступает на первую
и вторую’позиции станка 5, на которых
ориентируется в радиальном направле-
нии по профилю крайнего кулачка.
Затем'ее перемещают на третью пози-
цию станка 3 и укладывают в само-
центрирующие тиски, установленные
на силовом столе. В тисках^заготовка
ориентируется в осевом направлении
2)о>. 2 ?/3.
Рис. 51. Заготовка распределительного вала восьмицилиндрового дизельного двигателя
с порядком работы цилиндров 1 — 5 —4 —2 —6—3—7—8 (а) и схема взаимного расположе-
ния кулачков (&)
72 Я 70 69 68 67 66 65 65 63 62 61 60 59 58 57 56
Рис. 52. Структурная схема системы АЛ для изготовления распределительного вала
КОМПЛЕКСНЫЕ линии для ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛОВ
co-
on
96
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 53. Схемы обработки распределительного вала:
а — фрезерование торцов и сверление центровых отверстий; б — обработка первой и вто-
рой опорных шеек; в — обработка третьей, четвертой, пятой опорных шеек, бурта и хво-
стовика; г — обработка межкулачковых канавок
по третьей шейке и зажимается. Стол
перемещается мимо фрезерных бабок
и. сверлильных головок — третья и
четвертая позиции станка 3, в которых
фрезеруются торцы и сверлятся цен-
тровые отверстия (рис. 53, а). Фрезе-
рование проводится торцовыми фре-
зами диаметром 100—160 мм, осна-
щенными пластинами из твердого спла-
ва с механическим креплением; свер-
ление — центровочными сверлами, за-
крепленными в быстросменных патро-
нах. На четвертой7позициистанка 3
(см. рис. 52) обработанный "распреде-
лительный вал отжимается, подни-
мается и переносится конвейером-пере-
кладчиком на пятую позицию стан-
ка 3, в которой центровые отверстия
промываются 3—5 %-ным раствором
Укринол. Во время транспортирования
вала силовой стол возвращается на
третью позицию — в исходное поло-
жение. На шестой позиции станка 3
производится контроль центровых от-
верстий. Мимо свободных седьмой и
восьмой позиций вал передается на
перемещающую часть подводящего кон-
вейера 5 и с помощью подъемника 4
укладывается на спутник. Дальнейшее
транспортирование распределитель-
ного вала, включая операцию токарной
обработки фасок на кулачках (пози-
ция 43), проводится с помощью спут-
ников на приводных роликовых кон-
вейерах. Конвейеры имеют два уровня
транспортирования: верхний, по кото-
Комплексные линии для изготовления валов
№
рому транспортируют спутники с рас-
пределительными валами, и нижний,
но которому свободные спутники воз-
вращаются в начало конвейера. Опу-
скание свободных спутников в конце
конвейера с верхнего уровня на ниж-
ний и подъем их на верхний уровень
в начале конвейера осуществляют подъ-
емиики-опускатели с приводом от ги-
дравлического цилиндра (позиции 4,
16, 17, 24, 25, 33, 35, 40).
Подача деталей к группе автоматов,
производящих одну и ту же техноло-
гическую операцию (позиция 10), осу-
ществляется с помощью дополнитель-
ной ветви 13 конвейера, транспортиру-
ющей спутники только на верхнем
уровне. При этом спутники с распреде-
лительным валом с основной ветви
конвейера 5 перемещаются на дополни-
тельную ветвь 13 конвейера перегружа-
телем 12 с механическим приводом че-
рез цепную передачу. Перед каждой
загрузочной позицией спутник оста-
навливается с помощью специального
механизма-отсекателя.
Спутник — плита, армированная
снизу термообработанными планками.
На плите закреплены призмы, на кото-
рые укладывают распределительный
вал. Передвигается спутник по при-
водным роликам конвейеров со ско-
ростью 6 м/мин. С помощью поворота
спутника на 180° происходит пере-
ориентация вала на конвейере. Меха-
низм поворота спутника имеет гидрав-
лический привод. По конвейеру 5
спутник с распределительным валом,
у которогр на предыдущих операциях
обработаны торцы и центровые отвер-
стия, транспортируется до загрузочной
позиции следующей технологической
операции — токарной обработки пер-
вой и второй опорных шеек (рис. 53, б).
На этой позиции он задерживается
отсекателем, и промышленный робот 7
(см. рис. 52) переносит его в зону мно-
горезцового токарного автомата 6.
Вал-заготовка устанавливается в цен-
трах; привод осуществляется от па-
трона. Обработка производится рез-
цами с охлаждением 3—5 %-ным вод-
ным раствором Укринол-1; скорость
резания 70—80 м/мин; подача 0,3 мм/об.
Промышленный робот 7 снимает
обработанный вал, устанавливает на
станок заготовку, а обработанный вал
4 П/р А. И. Дащенко
транспортирует ю конвейеру 5, укла-
дывает его на призмы спутника, кото-
рый передвигается по . конвейеру до
отсекателя, задерживающего его на
позиции многорезцового токарного ав-
томата 9. Осуществляется токарная
обработка третьей, четвертой и пятой
опорных шеек, хвостовика и бурта
(рис. 53, в). Базирование вала и ре-
жимы резания те же, что и на преды-
дущей операции. Промышленным ро-
ботом 8 проводится выгрузка обрабо-
танного вала и загрузка подошедшего
вала-заготовки. Далее обрабатываются
межкулачковые канавки (рис. 53, г)
на трех параллельно работающих мно-
горезцовых токарных автоматах 10.
На станине автомата МК 8921 уста-
новлены четыре задних суппорта, пе-
ремещающихся в поперечном направ-
лении. Распределительный вал обра-
батывается за два перехода. Автомати-
чески подводятся сначала суппорты 2
и 3, проводится обработка межкулач-
ковых канавок между второй и четвер-
той опорными шейками. После отвода
суппортов 2 и 3 подводятся суппорты 1
и 4 и обрабатываются остальные меж-
кулачковые канавки. Обработка ве-
дется в патронах широкими резцами
с применением 3—5 %-ного водного
раствора Укринол-1. Распределитель-
ный вал в процессе обработки поддер-
живается тремя люнетами за вторую,
третью и четвертую опорные шейки.
Подачу валов-заготовок на три
многорезцовых токарных автомата 10,
сбор от них обработанных валов и
передачу на следующую технологиче-
скую операцию осуществляют три про-
мышленных робота 11 (см. рис. 52).
Отсекатели по вызову автоматов 10
пропускают спутник с валом-заготов-
кой на позицию загрузки каждого из
них, что исключает вынужденные про-
стои. Вал, обработанный на первом
автомате 10, выгружается на спутник,
стоящий на конвейере 5. Это облегчает
контроль или осмотр, так как кон-
вейер 5 находится вблизи зоны ра-
боты наладчика. С конвейера 5 спут-
ник с обработанным валом перегружа-
телем 12 транспортируется на допол-
нительную ветвь 13 конвейера 5. По
ней он движется до перегружателя 15,
который транспортирует его обратно
на конвейер 5.
98
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 54. Схемы обработки распределительного вала:
а — растачивание центровой фаски со стороны хвостовика и чистовое обтачивание второй
опорной шейки; б — растачивание центровой фаски со стороны первой опорной шейки
и чистовое обтачивание третьей и четвертой опорных шеек; в — одновременное шлифова-
ние всех опорных шеек
Аналогично с помощью перегружа-
теля 14 транспортируются валы, обра-
ботанные на втором автомате 10.
Валы, обработанные на третьем авто-
мате 10, перегружаются роботом 11
на свободный спутник, стоящий на
конвейере 5. Собранные таким образом
на конвейере 5 спутники с валами,
обработанными на всех трех автома-
тах 10, следуют до отсекателя, который
задерживает их на позиции загрузки
многорезцового токарного автомата 19.
После загрузки вала-заготовки робо-
том 18 на автомат 19 свободный спут-
ник опускателем 16 перегружается
на нижнюю ветвь конвейера 5, по ко-
торой транспортируется к его началу,
и поднимается на верхний уровень
подъемником 4.
На многорезцовом токарном автома-
те НТ-217 (позиция 19, рис. 52) раста-
чивается центровая фаска со стороны
хвостовика и обтачивается опорная
шейка Д2 (рис. 54, а). Содержание
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛД ИЗЕ0Т0ВЛЕНИД ВАЛОВ
99
перехода, типовое для данной операции
па автомате НТ-217, следующее: за-
грузить заготовку промышленным ро-
ботом; подвести и зажать пиноль, па-
трон и люнет; подвести поперечный и
продольный суппорты и обточить опор-
ную шейку; отвести поперечный суп-
порт; отвести продольный суппорт;
подвести наклонный суппорт и расто-
чить центровое отверстие; отвести на-
клонный суппорт; разжать и отвести
люнет, патрон и пиноль; выгрузить
обработанный вал промышленным ро-
ботом.
Обработанный вал перегружается
промышленным роботом 18 (см.
рис. 52) на свободный спутник, стоя-
щий в начале конвейера 23. Этот спут-
ник был поднят с нижнего уровня кон-
вейера на верхний подъемником 17.
На позиции загрузки автомата 20,
осуществляющего следующую техно-
логическую операцию, спутник с ва-
лом-заготовкой задерживается отсе-
кателем. Промышленный робот 21 вы-
гружает обработанный на автомате 20
распределительный вал и загружает
его валом-заготовкой.
На многорезцовом токарном авто-
мате 20 растачивают центровое отвер-
стие со стороны опорной шейки Д
и обтачивают опорные шейки Д4 и Д3
(см. рис. 54, б). Переходы аналогичны
описанным для -автомата НТ-217. Об-
работанный распределительный вал на
спутнике транспортируется по кон-
вейеру 23 (см. рис. 52) к позиции за-
грузки шлифовального автомата 27.
В зоне конвейера 23 установлен пере-
ходной мостик 22. Промышленный
робот 28 снимает вал-заготовку со
спутника и загружает ее на автомат 27,
а свободный спутник перемещается
опускателем 24 на нижний уровень
конвейера 23, движется к его началу,
где поднимается подъемником 17 на
верхний уровень и загружается очеред-
ным валом, обработанным на авто-'
мате 19.
На шлифовальном станке 27 шли-
фуют одновременно все пять опорных
шеек (см. рис. 54, в). Вал зажимается
в центрах; поджим осуществляется
центром задней бабки. Шлифовальная
бабка подводится на ускоренном ходу
к распределительному валу; s конце
ускоренного хода включается враще-
4*
ние детали, а затем механизма вреза-
ния. Осуществляется черновая подача
шлифовальных кругов, выхаживание,
затем включается чистовая подача и
подводятся люнеты. Происходит шли-
фование на чистовой подаче, в конце
которой включается микроподача. По
команде от измерительного устройства
шлифование заканчивается. Круги пра-
вятся автоматически при отведенной
шлифовальной бабке. Операция шли-
фования занимает 35—40 с.
Распределительный вал с шлифован-
ными опорными шейками перегружает-
ся промышленным роботом 28 (см.
рис. 52) на свободный спутник, подня-
тый подъемником 25 с нижнего уровня
конвейера 26 на верхний уровень
транспортирования. Автоматы 29 и 31
загружаются и разгружаются соответ-
ственно промышленными роботами 30
и 32. Опускатель 33 перемещает сво-
бодные спутники на нижний уровень.
На многорезцовом токарном автома-
те 29 проводится токарная обработка
хвостовика, подрезка торца бурта,
прорезка канавки. Деталь базируется
в центрах и зажимается в патроне
(рис. 55, а). Обработка ведется при
частоте вращения 727 об/мин со ско-
ростью резания 81—123 м/мин и пода-
чей 0,15—0,125 мм/об в зависимости
от перехода. Охлаждение — 3—5 %-
ным водным раствором Укринол-1.
На многорезцовом токарном автома-
те 31 обрабатываются фаски всех
опорных шеек. Деталь базируется в
центрах, зажимается в патроне и
поддерживается люнетом (рис. 55, б).
Обработка ведется при частоте враще-
ния 727 об/мин, со скоростью резания
125 м/мин и подачей 0,07 мм/об;
охлаждение — 3—5 %-ным водным ра-
створом Укринол-1.
Распределительный вал подхваты-
вается шаговым конвейером-переклад-
чиком с гидравлическим приводом.
Он перекладывает вал с позиции на по-
зицию в автоматической линии 34
(см. рис. 52) агрегатного типа. При
перемещении по позициям распредели-
тельный вал устанавливается в приз-
мах, расположенных через шаг вдоль
направляющих. С приемной позиции
штанга конвейера переносит вал на
позицию ориентации, на которой он
ориентируется в радиальном и осевом
100
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
Рис. 55. Схемы обработки распределительного вала:
а — токарная обработка хвостовика, торца бурта, прорезка канавки; б — обработка
фасок опорных шеек; в — фрезерование шпоночного и технологического пазов, клеймение;
г — обтачивание кулачков; д — обработка фасок на кулачках
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛОВ
101
направлениях. Далее вал зажимается в
приспособлении и перемещается к фре-
зерной бабке, которая двумя фрезами
обрабатывает шпоночный и технологи-
ческий пазы (рис. 55, в). Наличие
пазов после обработки контролируется
на следующей позиции. На втором
автомате линии обработанные пазы за-
чищаются от заусенцев; на третьем
автомате осуществляется клеймение
(маркировка товарного знака завода-
изготовителя и номера вала). Конвейер-
перекладчик линии 34 (см. рис. 52)
осуществляет подачу обработанного
вала на перемещенный подъемником 35
свободный спутник конвейера 37, обес-
печивающего заготовками четыре авто-
мата 41 (осуществляющие одну и ту же
технологическую операцию) и авто-
мат 43 для следующей технологической
операции. Транспортирование спут-
ников на участке четырех автоматов 41
осуществляется с помощью вспомога-
тельной ветви конвейера 38, перегру-
жателей 36 и 39, а также четырех
промышленных роботов 42. Промыш-
ленный робот 44 обслуживает авто-
мат 43, а опускатель 40 перемещает
свободные спутники на нижний уро-
вень транспортирования конвейера 37.
На четырех многорезцовых токарных
автоматах 41 в три перехода обтачи-
вают кулачки (см. рис. 55, г). Цикл
работы автоматический: загрузка вала
заготовки промышленным роботом; под-
жим вала к базе и ориентация; зажатие
патронов; быстрый подвод суппортной
группы к валу; рабочая подача первого
перехода; быстрый отвод суппортной
группы; быстрый подвод суппортной
группы к валу; рабочая подача вто-
рого перехода; быстрый отвод суппорт-
ной группы; быстрый подвод суппорт-
ной группы к валу; рабочая подача
третьего перехода; быстрый отвод суп-
портной группы в исходное положение;
отжим патронов; отвод поджима к базе;
разгрузка обработанного вала; за-
грузка заготовки вала.
Специальная суппортная группа рас-
положена на нижней плите, которая
перемещается по направляющим ка-
ретки, перпендикулярно линии цен-
тров автомата. Число суппортов равно
числу обрабатываемых кулачков. Каж-
дый суппорт несет один качающийся
резцедержатель с резцом. Резцы со-
вершают сложное Движение, сумми-
рующееся из возвратно-поступатель-
ного профилирующего движения и
качательного движения резцедержа-
теля, что позволяет сохранить постоян-
ный угол резания. Вдоль оси каретки
проходит вал, несущий два копира
поперечной подачи суппортной группы.
Три роликовых люнета закреплены на
передних направляющих станины. Об-
работка ведется с применением 3—
5 %-ного водного раствора Укринол.
На многорезцовом токарном автома-
те 43 обрабатывают фаски на кулач-
ках. Обработку осуществляют в один
переход, но поочередно левых и пра-
вых фасок (см. рис. 55, д).
При втором, более прогрессивном
варианте технологического процесса
обработки кулачков и фасок точение
заменяется фрезерованием. Распреде-
лительный вал (заготовка) зажимается
в патронах за крайние опорные шейки.
Подводятся люнеты. Поочередно фре-
зеруются все кулачки (одновременно
профиль и фаски). Инструмент — фре-
за с неперетачиваемыми поворотными
пластинками из твердого сплава. За-
тылок и профиль кулачка фрезеруются
с разной скоростью, что обеспечивает
постоянный съем металла в процессе
фрезерования. Благодаря оснащению
автомата для фрезерования кулачков
ЧПУ профиль кулачка не задается
копиром, а программируется. Это обес-
печивает быструю переналадку при
смене профиля кулачка.
Распределительный вал транспорти-
руется на станки 46 (см. рис. 52),
на которых предварительно шлифует-
ся профиль всех шестнадцати кулачков
(рис. 56, а). Шлифование проводится
на полуавтоматическом цикле методом
копирования. Копиры, число которых
соответствует числу кулачков, уста-
новлены на шпинделе передней бабки.
Вал располагается в центрах с под-
жимом к базе и ориентируется по
шпоночному пазу. Под вторую и
четвертую опорную шейки подводятся
люнеты. Скорость шлифования по-
стоянная — 45 м/с, частота вращения
шлифовального круга—1150 об/мин,
снимаемый припуск — 0,35 мм. На
рис. 52 показана схема участка из
шести станков 46 и подвесного цепного
конвейера 45, несущего валы-заготовки
102
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. Е6. Схемы шлифования распределительного вала:
а — предварительное шлифование профиля кулачков; б — операция правки; в — шли-
фование первой и второй опорных шеек; г — шлифование третьей и четвертой опорных
шеек; д — шлифование пятой опорной шейки, бурта и хвостовика
и обработанные детали. Перегрузку
валов с конвейера 45 на станки и со
станков на конвейер осуществляют
вручную операторы. Валы с шлифован-
ными кулачками, пройдя моечную
машину 51, отправляются на терми-
ческую обработку (цементацию). При
втором, более прогрессивном построе-
нии данного участка, детали транспор-
тируются на спутниках. Со спутников
на станки валы перегружаются про-
мышленными роботами.
Загруженные на подвесной кон-
вейер 47 после цементации распредели-
тельные валы перегружают на кон-
вейер 48, который транспортирует их
для закалки ТВЧ кулачков и опорных
шеек на автомате 49. На агрегате 50
проводится отпуск после закалки.
Распределительной вал на спутниках
1583
1100
Рис. 57. Общий вид по-
воротного устройства:
1 — гидроцилиндр пово-
рота; 2 — гидробак; 3 —
станина; 4 — гидропа-
нель; 5 — электрошкаф;
6 — гидроцилиндр подъ-
ема; 7 — колонна; 8 —
рука; 9 — подъемник
конвейера 51 (см. рис.
52); 10 — конвейер (см.
позицию 53 на рис. 52)
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЛ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВАЛОВ
О
со
Ю4
КОМПЛЕКСНЫЕ 'СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 58. Кинематическая схема поворотно-
го устройства
транспортируют по конвейеру 51 до
поворотного устройства 52. Поворот-
ное устройство снимает распредели-
тельный вал с помощью руки (рис. 57)
с подъемника 9 конвейера 51 (см.
рис. 52) и кладет его на конвейер 10
(см. рис. 57) (53 на рис. 52). Кинема-
тическая схема поворотного устрой-
ства приведена на рис. 58. После тер-
мической обработки распределитель-
ный вал на прессе 54 (см. рис. 52)
подвергается правке (см. рис. 56, б).
На одноплунжерных прессах правка
проводится поочередно в нескольких
сечениях. На автоматическом много-
позиционном многоплунжерном прес-
се ПО118Ф2с автоматической загруз-
кой правка занимает примерно 50 с;
точность правки 0,025 мм.
На автомате 55 (см. рис. 52) одновре-
менно растачиваются два центровых
отверстия вдоль образующей конуса
центрового отверстия. Базирование
осуществляется по наружным шейкам
в патроне и люнете высокой точности.
Это обеспечивает соосность обрабаты-
ваемых отверстий, постоянство угла
образующей растачиваемой конической
поверхности. Биение поверхностей от-
носительно базовых шеек — не более
0,05 мм. Охлаждение подводится одно-
временно к двум концам вала.
Распределительный вал с центрами,
подготовленными для окончательной
обработки, на спутниках транспорти-
руется на- операции шлифования опор-
ных шеек и хвостовика. Загрузка авто-
матов, как и на описанных выше опе-
рациях, проводится промышленными
роботами.
На автомате 56 шлифуют опорные
шейки левой стороны распределитель-
ного вала (первую и вторую). Вал
базируется в центрах, поддерживается
люнетом, ведется патроном (см.
рис. 56, в). Шлифование осуществляет-
ся двумя кругами диаметром 800 мм;
скорость шлифования 32 м/с; припуск
порядка 0,3 мм. Время шлифования
37 с, выхаживания — 3 с. Шлифование
ведется с активным контролем.
На автомате 57 шлифуют опорные
шейки правой стороны распредели-
тельного вала (третью и четвертую;
рис. 56, г). При втором, более про-
грессивном варианте технологии шли-
фование опорных шеек распредели-
тельного вала, кроме хвостовика, ве-
дут на многокруговых шлифовальных
автоматах с базированием в центрах,
с приводом от патрона, с применением
следящего люнета, при активном кон-
троле. На торцекруглошлифовальном
автомате 58 одновременно шлифуют
пятую опорную шейку и хвостовик
распределительного вала (рис. 56, д).
Шлифование проводится в центрах с
осевым позиционированием и актив-
ным контролем кругом диаметром
700 мм; скорость шлифования 32 м/с;
припуск по диаметру 0,25 мм, по тор-
цу— 0,1 мм; время шлифования —
33 с, выхаживания — 3 с.
На участке 59 фрезеруется шпоноч-
ный паз и сверлится отверстие для
смазывания. Вал зажимается по опор-
ным шейкам в тисках. При сверлении
отверстий за базу принимают профиль
седьмого кулачка, при фрезеровании—
пятого кулачка. Обработанные на уча-
стке 59 валы оператор подвешивает
на цепной подвесной конвейер 60,
который обслуживает десять стан-
ков 61. На них окончательно шли-
фуются все шестнадцать кулачков. Ско-
рость шлифования 45 м/с, частота
вращения шлифовального круга
1150 об/мин, припуск 0,25 мм. Время
шлифования всех кулачков — пример-
но 8,25 мин. Деталь базируется в цен-
трах с поджимом к базе; люнеты под-
водятся ко второй и четвертой опор-
ным шейкам. Шлифование проводится
методом копирования, при постоянной
скорости вращения распределитель-
ного вала в течение всего оборота.
Установку заготовок на станки и
КОМПЛЕКСНЫЕ линии для ИЗГ0Т0ВЛ ЕНИЯ гильз
105
съем обработанных деталей осуществ-
ляет оператор.
При другом технологическом про-
цессе шлифование проводится с пере-
менной скоростью вращения вала в те-
чение всего оборота. При этом дости-
гается постоянный съем металла. Ско-
рость вращения задается программой;
профиль получается в результате ко-
пирования по сменному кулачку. Прав-
ка — алмазными роликами; в процессе
шлифования осуществляется гидро-
очистка шлифовального круга. Вал при
шлифовании устанавливается в цен-
трах и зажимается в патроне, а под-
держивается — люнетами. Черновое
и чистовое шлифование кулачков —
с одной установки. В процессе шлифо-
вания ведется активный контроль.
Загрузка и выгрузка автоматизиро-
ваны.
После окончания шлифовальных опе-
раций распределительный вал уста-
навливается на спутники и транспор-
тируется на койвейере 64. Промыш-
ленный робот 63 обслуживает два
полировальных автомата 62. Полиро-
вание опорных шеек и кулачков про-
водится абразивной полировальной
лентой. Вал базируется в центрах и
ведется патроном.
При более прогрессивном технологи-
ческом процессе полирование заме-
няется суперфинишной обработкой на
автомате ЗА874. Деталь базируется
в центрах и ведется поводком за отвер-
стие в фланце вала. Обработка осу-
ществляется абразивными брусками,
которые поджимаются к обрабатывае-
мым поверхностям. При черновом су-
перфинишировании к обрабатываемой
поверхности поджимаются по диаметру
два бруска (черновой и чистовой).
При чистовом суперфинишировании
черновой брусок отводится.
Режимы обработки
Частота вращения шпинделя,
об/мин:
черновая обработка 67
чистовая обработка . . . 135
Частота осциллирования, дв.
ход./мин:
черновая обработка . . . 400
чистовая обработка . . . 200
Ход осциллирования, мм ... 4
Давление брусков на поверх-
ность опорных шеек, кПа:
черновая обработка , . , 200; 400
чистовая обработка . . . 400; 200
Сила прижима брусков к по-
верхности кулачков, Н. . . 10
Параметр шероховатости по-
верхности Да, мкм:
опорной шейки (до обра-
ботки 0,8) ........... 0,5
кулачков (до обпаботки
0,8) ........\ . . . 0,5
Припуск (на диаметр), мкм. . 0,015
Распределительный вал промывает-
ся в моечной машине 65 и транспорти-
руется к автомату 66, на котором
контролируется с целью проверки
отсутствия трещин. Для проведения
контроля распределительный вал об-
рабатывается ферромагнитным по-
рошком. В моечной машине 67 вал
промывается и транспортируется по
конвейеру на позицию загрузки авто-
мата 70, на котором осуществляется
контроль размеров опорных шеек.
Обслуживает автомат 70 промышлен-
ный робот 69. Забракованные контроль-
ным автоматом 70 распределительные
валы он выгружает на конвейер 68
для определения возможности исправ-
ления брака. Годные распределитель-
ные валы промышленный робот 69
выгружает на спутник и транспорти-
рует по конвейеру 73 на позицию за-
грузки контрольного агрегата 71. На
нем распределительный вал ориенти-
руют по шпоночному пазу и контро-
лируют кулачки. Работа проводится
в полуавтоматическом цикле.
Проверенные и изготовленные в пре-
делах допуска детали оператор пере-
дает^ на многоплунжерный пресс 72
правки и затем отправляет годные
детали на сборку.
7. КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ
Гильзы двигателей внутреннего сго-
рания — одни из наиболее массовых
деталей типа тел вращения. Конструк-
ции гильз различны по конфигурации,
размерам, однако имеют общие -осо-
бенности — тонкие стенки, что обус-
ловливает их невысокую радиальную
жесткость, при высоких технических
требованиях к точности, геометриче-
ским параметрам и шероховатости,
особенно поверхности отверстия. В ка-
честве материала для изготовления
гильз используют сталь и чугун раз-
106
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 59. Заготовки (айв) и обработанные
гильзы (й и г) с жидкостным охлаждением
личных марок, как правило, легиро-
ванные молибденом, хромом и другими
присадками. Наибольшее применение
нашли гильзы, изготовленные из ле-
гированного чугуна с последующей
термической обработкой после пред-
варительной механической обработки.
Конструкции гильз различаются по
способу их охлаждения в двигателях
внутреннего сгорания: «мокрые» гиль-
зы с жидкостным охлаждением и
«сухие» гильзы с воздушным охлажде-
Рис. 60. Заготовка (а) и обработанная гиль-
за Щ) с воздушным охлаждением
нием. На рис. 59 и 60 показаны гильзы
диаметрами 92 и 120 мм с жидкостным
охлаждением и диаметром 105 мм с воз-
душным охлаждением, окончательно
обработанные, и их заготовки.
Гильзы, изготовленные из серого
легированного чугуна твердостью НВ
196—240, отливают в песчаные формы
с земляным или корковым стержнем,
а также центробежным способом. Гиль-
зы, отливаемые в песчаные формы, не
имеют отбела, являются наименее на-
пряженными и склонными к дефор-
мациям. Гильзы, отливаемые центро-
бежным способом, склонны к отбели-
ванию, особенно наружная поверх-
ность, и подвержены значительным
напряжениям и деформациям после
обработки. Вместе с тем литье в песча-
ные формы более трудоемко, чем литье
центробежным способом. Обрабаты-
ваемость гильз, отлитых центробежным
способом, затруднена из-за отбелов,
что существенно снижает стойкость
резцов, вызывает необходимость допол-
нительной обработки (механической
и термической).
Группу гильз из серого легирован-
ного чугуна подвергают закалке до
твердости HRC 42—50. Эта группа
гильз получила широкое распростра-
нение в автомобильных и тракторных
двигателях внутреннего сгорания оте-
чественных и зарубежных конструк-
ций. Закалка гильз — с нагревом ТВЧ
(поверхности отверстий) или объемная.
Гильзы с закаленной поверхностью
отверстия имеют значительные вну-
тренние напряжения и после допол-
нительной термической обработки при
отпуске. Эти напряжения вызывают
существенные деформации гильзы как
при термической обработке, так и
при снятии припуска на последующих
операциях технологического процесса.
Для таких гильз требуется «выстой»
сцелью стабилизации деформаций перед
финишными операциями и окончатель-
ным контролем. Возможность умень-
шения деформации после закалки за-
висит от равномерности закаленного
слоя, сохранения этой равномерности
при дальнейшей обработке и обеспече-
ния равномерного снятия закаленного
слоя. Эти положения трудно выпол-
нить. При объемной закалке напряже-
ния в гильзе получаются меньшими,
Комплексные линии для изготовления гильз
10t
по при этом возникают большие де-
формации и не обеспечивается полу-
чение необходимой твердости отвер-
стия гильзы.
При получении отливок гильз раз-
личными способами их качество опре-
деляется следующими основными па-
раметрами: отсутствием раковин на
поверхности и внутри; однородностью
металла; размерной и геометрической
точностью; структурой металла и фор-
мой графита; твердостью.
В зависимости от способа подготовки
металла, вида и качества литейной
формы, режима охлаждения формы
и отливки обеспечивается получение
отливок с различными параметрами.
При литье в разовую песчаную форму,
набиваемую методом встряхивания,
обеспечивается точность размеров на-
ружной поверхности профильной • от-
ливки до 3 мм и разностенность до
2,5 мм. Отклонения геометрических
параметров меньше, а размерная точ-
ность отверстия гильзы выше при
применении коркового стержня, так
как при остывании, из-за податливости
коркового стержня не возникает боль-
ших напряжений в отливке. Кроме
того, хорошая газопроницаемость кор-
кового стержня способствует умень-
шению образования раковин на по-
верхности отверстия отливки. В гори-
зонтальных песчаных формах дефект-
ный слой отливки образуется в верх-
ней ее части, что вызывает необходи-
мость некоторого увеличения припуска
по наружной поверхности гильзы.
Центробежный способ литья обуслов-
ливает сбор шлаковых включений и
газовых пузырей в металле на вну-
тренней поверхности отливки. Соз-
дается дефектный слой, для удаления
которого требуется увеличенный при-
пуск на механическую обработку. При
центробежном способе литья себестои-
мость отливок более низкая, а условия
труда литейщиков лучше. При разных
способах центробежного литья каче-
ство получаемых отливок разное.
Гильзы двигателей с воздушным
охлаждением на наружной поверхно-
сти имеют ребра для увеличения по-
верхности охлаждения и повышения
жесткости. Вместе с тем наличие ребер
на наружной поверхности не допускает
транспортирования «столба» гильз.
Метод получения отливки, ее форма
существенно влияют на технологиче-
ский процесс, выбор баз при обработ-
ке, систему транспортирования и дру-
гие условия, необходимые для созда-
ния автоматических линий. Поэтому
все вопросы получения заготовок долж-
ны быть согласованы проектантами
автоматических линий для механиче-
ской обработки и контроля с заказ-
чиками на первоначальных стадиях
проектирования.
Производство гильз цилиндров дви-
гателей внутреннего сгорания осу-
ществляется как на поточных, так
и на автоматических линиях.
Поточные линии состоят из ряда
последовательно расположенных уча-
стков параллельно работающих стан-
ков одной модели для выполнения опре-
деленной операции. Участки соедине-
ны попарно подвесным цепным конвейе-
ром, по которому транспортируются
заготовки и обработанные на данной
операции гильзы. Транспортирование
литых заготовок, полностью обрабо-
танных гильз, а также перевозка
гильз на участок термической обработ-
ки и возврат гильз на последующую ме-
ханическую обработку осуществляют-
ся в кассетах с помощью электроподъ-
емника и ручных тележек. Отдельные
участки в поточных линиях автомати-
зированы.
В массовом производстве более эф-
фективно применять автоматические
линии.
Для механической обработки гильз
с отверстием диаметром 92 мм создана
система из девяти автоматических ли-
ний МЕ436Л1А ... МЕ444Л1. В ка-
честве заготовки используют отливку
из специального чугуна твердостью
НВ 230—250. Требования к отливке,
поступающей на обработку (см.
рис. 59, а): торцы должны быть чи-
стыми; допускаются литейные дефекты
в пределах половины припуска на
механическую обработку; абразивные
включения не допускаются; микро-
структура — мелкопластинчатый пер-
лит; отбел не допускается; биение
торца Т относительно оси отверстия
гильзы не более 1 мм.
Размеры заготовки (высота, наруж-
ный и внутренний диаметры, разнс-
стенность) перед обработкой ее на
108
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Операции.
Рис. 61. Схемы токарной обработки на автоматических линиях МЕ436Л1А, МЕ437Л1А
и МЕ439Л1
КОМПЛЕКСНЫЕ линии для изготовления гильз
109
11. Обозначения пластин для резцов, применяемых на токарных операциях
в автоматических линиях МЕ436Л1А, МЕ437Л1А, МЕ439Л1
Резец № позиции (рис. 61) Операции
.. 07 11
Обточиой 1 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Расточный 1 6/15 (ТУ 4819-1 13—76) 6/15 (ТУ 4819-113 — 76) —
Подрезной 1 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Пр сточной 1 — 6/15 (ТУ 4819-1 13—76) —
Обточкой 2 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Расточный 2 6/15 (ТУ 4819-1 13—76) 6/15 (ТУ 4819-1 13 — 76) —
Подрезной 2 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) — 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Проточной 2 — 6/15 (ТУ 4819-113 — 76) —
Фасочный 2 6/15 (ТУ 4819-1 13—76) — —
Г а л тельный 2 — — Напайной резец
Обточной 3 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Расточный 3 6/15 (ТУ 4819-113—76) — —
Подрезной 3 — —, 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Подрезной 3 — — 01 1 13-160408 (ГССГ 19044—80)
Фасочный 3 — 6/15 (ТУ 4819-1 13 — 76) —
Обточиой 4 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80) 12113-150400 (ГОСТ 19070—80)
Обточной 4 — — 030 113-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Зенкер 4 Напайной — —
Обточной 5 — — ,030 1 13-150416 (ГОСТ 19051 — 80)
Подрезной 5 — 030 1 13-150416 (ГОСТ 19051 — 80) —
Фасочный 5 — — 6/15 (ТУ 4819-113 — 76)
Расточка головки 5 Нап айн ой нож
автоматической линии подвергают вы-
борочному контролю с помощью уни-
версальных измерителей. Визуально
контролируют отсутствие абразивных
включений; твердость проверяют на
приборе.
Технологический процесс обработки
гильз в системе автоматических линий
МЕ436Л1А, МЕ437Л1А и МЕ439Л1
начинается с токарной обработки. Схе-
ма токарной обработки приведена на
рис. 61.
Операции 06, 07, 11 выполняются
на шестишпиндельных горизонтальных
токарных автоматах 1Б290П-6К, осна-
щенных специальными наладками в со-
ответствии с .выполняемыми перехода-
ми операций на каждой позиции авто-
матов. Инструменты — резцы, осна-
щенные неперетачиваемыми пластина-
ми (канавочный резец — напайной) из
твердого сплава ВК6; типы пластин
в соответствии со схемой обработки
[№ позиции в -таблице и на схеме
обработки (см. рис. 61) одинаковые]
указаны в табл. 11. Обработка ведется
на режимах, указанных в табл. 12,
с применением в качестве смазочно-
110 КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
12. Режимы резания при обработке деталей на автоматических линиях МЕ436Л1А,
МЕ437Л1А, МЕ439Л1 (время на операцию— 31,6 мин)
Операция и переход Получаемый размер, мм Скорость резания, м/мин Подача
мм/об мм/мин
Токарная (06) 1. Обточить Расточить Подрезать торец 2. Обточить Расточить Подрезать торец Расточить фаску 3. Обточить Расточить 4. Проточить Зенкеровать 5. Расточить Токарная (07) 1. Обточить Расточить Подрезать торец Прорезать канавку 2. Обточить Расточить Прорезать канавки 3. Обточить 4. Обточить 5. Расточить Подрезать торец Токарная (11) 1. Обточить Подрезать торец 2. Обточить Проточить канавку 3. Обточить Подрезать торцы 4. Обточить 5. Обточить Расточить фаску 108 90,7 108 104 89,1 104 95,3 112 88,7 112 90,85 91,3 123 88,8 123 112 120,5 90,85 120,5 111 109 91,3 120,5 119,5 101 111 99,5 100,8 111 106 119,32 91,2 59,3 49,8 59,3 57,1 49 57,1 52,4 61,5 48,7 61,5 50 50,2 67 49 67 62 66 50 66 61 60 50 66 71 66 68 61 62 68 65 73 56 0,5 0,5 0,16 0,5 0,5 0,16 0,5 0,5 0,5 0,5 1,38 1,38 0,53 0,53 0,176 0,053 0,53 0,53 0,053 0,53 0,53 0,53 0,176 0,3 0,12 0,3 0,05 0,3 0,077 0,58 0,05 0,3 87,5 87,5 28 87,5 87,5 28 87,5 87,5 87,5 87,5 241 241 93 93 34,5 9,3 93 93 9,3 93 93 93 . 34,5 59 23 59 9,8 59 15 114 9,8 59
охлаждающей жидкости 3—4 %-ного
раствора Укринол-1. Стружка уда-
ляется совместно со смазочно-охлажда-
ющей жидкостью в проем пола на
специальный конвейер цеховой систе-
мы стружкоудален ия.
Базирование на операции 06 осуще-
ствляется по наружной поверхности
и торцу в самоцентрирующемся патро-
не, а на операциях 07 и 11 — по
отверстию и торцу в самоцентриру-
ющихся оправках.
Операционный контроль осуществ-
ляют на приборах ручного контроля
наладчики, обслуживающие автомати-
ческие линии. В автоматической ли-
нии МЕ439Л1 выборочно контролируют
основные параметры предварительно
обработанной гильзы (рис. 62). На
приборе КР226М 1.00.00-02 по схеме I
контролируют два наружных диаметра;
на приборе КР226М1.00.000-01 по
схеме II — высоту, расстояние между
торцами, отклонение от параллельно-
сти торцов и Т3, и Т2\ на приборе
КР226М 1.00.000-03 по схеме III —
размер и овальность трех наружных
поверхностей; на приборе мод.
КР229М1.00.000 по схеме IV — биение
поверхности Д3 относительно поверх-
ности Д1 не более 0,2 мм и биение
поверхности диаметром 104+1’° мм от-
носительно поверхности Дг не более
0,3 мм. Аналогично осуществляют
контроль и на других автоматических
линиях для обработки гильз.
Выборочный контроль, вместо авто-
матического контроля на данных авто-
матических линиях, целесообразен из-
за невысокой стоимости ручных при-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ
111
Рис. 62. Схемы выборочного контрольна автоматической линии7МЕ439Л 1 ®
боров контроля и занимает незначи-
тельное время у наладчиков, обслужи-
вающих автоматические линии; кроме
того измеряемые параметры — невы-
сокой точности, стабильно выдерживае-
мые токарными автоматами.
Объем и частота выбора контроли-
руемых гильз зависят от надежности
процесса обработки на конкретный
период времени и определяются в про-
цессе эксплуатации. На автоматиче-
ской линии МЕ437Л1А после мойки
предусмотрен сплошной визуальный
контроль, выполняемый операторами-
контролерами, для выбраковки гильз
с литейными дефектами (порами, ра-
ковинами, трещинами и т. п.). При
эксплуатации автоматических линий в
процессе наладки оборудования вслед-
ствие ошибочной настройки режущего
инструмента или несвоевременной его
замены и других причин могут быть
получены гильзы с отклонениями от
параметров операционного чертежа.
Гильзы с отклонениями от параметров
операционного чертежа подразделяют
па исправимый или неисправимый
брак. К исправимому браку относят
гильзы с отклонениями, позволяющи-
ми провести повторную обработку
с целью устранения дефекта на обо-
рудовании данной линии или после-
дующих автоматических линий. Для
токарных автоматических линий обра-
ботки гильз исправимый брак не дол-
жен превышать 2—2,5 %, а неиспра-
вимый — не выше 0,04—0,06 %. Не-
исправимый брак, связанный с литей-
ными дефектами и выявляемый на
линиях для товарной обработки, учтен
в объеме (не свыше]7 % от производи-
тельности) выпуска гильз на токарных
автоматических линиях,
Операция 13Дрис. 63) выполняется
в автоматической линии МЕ440Л4 на
специальных бесцентрово-шлифоваль-
ных автоматах 442С10, оснащенных спе-
циальной наладкой. Шлифование двух
поясков диаметрами 119 и 110 мм
обеспечивается с размерной точностью
0-,05 мм, овальностью не'более 0,03 мм
и разностью отклонений от номиналов
между размерами поясков не более
0,025 мм в любом диаметральном сече-
нии при максимальном съеме припуска
0,37 мм; шлифовальные круги —
ПП600Х 16X305 24А25С17К5, веду-
0пера цис/
Рис. 63. Схемы обработки на автоматиче-
ских линиях МЕ440Л4, МЕ441Л1А,
МЕ441Л2А, МЕ442Л1А, МЕ442Л2А,
МГ444Л1
112
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
13. Режимы резания в автоматических линиях МЕ440Л4, МЕ441Л1А, МЕ441Л2А,
МЕ442Л1А, МЕ442Л2А, МЕ444Л1
Номер опе- рации Операция Модель автомата Получаемый размер, мм 73' £ ” s н к О О g О £ к о'л S S со § Подача Время на операцию, с
мм/об мм/мин
13 Шлифовальная 442С10 118,3 (50) 6; 2 17
15 Расточная ОС-6162А 91,97 420 0,08 116 47,5
19 Хонинговальная СС-310А 92 13 — — 24,8
21 Токарная: ВС-400 44,38
обточить пояски 118,35 218 о, 1 58
подрезать торцы 110 203 0,05 29
23 Шлифовальная 442С10 118 (50) — 6; 1,6; 28
0,4
25 Хонинговальная СС-311А 92 10 — — 26
щий круг — ПП400Х 16X203 15А16ТВ
(ГОСТ 2424—83); правка алмазом в
оправе 3908-0209 (ГОСТ 22908—78).
В качестве смазочно-охлаждающей
жидкости используют 3—4 %-ный вод-
ный раствор Укринол-1 или НГЛ-205.
Режимы шлифования приведены в
табл. 13. Необходимость шлифования
поясков и точность их обработки обус-
ловливаются технологическим процес-
сом — созданием базы для последу-
ющего алмазного растачивания. Вы-
борочный контроль поясков осуще-
ствляется на приборе ручного контро-
ля; шероховатость поверхностей пояс-
ков проверяют визуально по эталону.
Операция 15 выполняется на автома-
тической линии МЕ441Л1А на спе-
циальных четырехшпиндельных авто-
матах. Одновременно обрабатываются
четыре гильзы. Гильза базируется
в специальном патроне по пояску диа-
метром 110 мм и узкому торцу. От-
верстие диаметром 91,97 мм растачи-
вается с точностью ±0,04 мм; при этом
обеспечивается овальность и конусо-
образность поверхности отверстия
0,025 мм. Обработка ведется за два
перехода: при ходе резцовой оправки
вниз — предварительное растачивание
с максимальным съемом 0,4 мм на
сторону, а при ходе резцовой оправки
вверх — окончательное растачивание
с максимальным съемом 0.06 мм. В рез-
цовой оправке установлено два резца:
один для предварительного, второй
для окончательного растачивания.
Резцы оснащены зерном типа эльбора,
что позволяет работать с высокими
скоростями резания. В качестве сма-
зочно-охлаждающей жидкости ис-
пользуется 3—4 %-ный водный раствор
Укринол-1 или НГЛ-205. Качество об-
работки выборочно контролируют на
четырех приборах ручного контроля.
Контролируют диаметр отверстия, бие-
ние пояска диаметром НО мм относи-
тельно отверстия (0,1 мм), отклонение
от прямолинейности образующей от-
верстия, биение образующей поверх-
ности отверстия относительно базового
торца.
Операция 19 выполняется в автома-
тической линии МЕ441Л2А на спе-
циальных двухшпиндельных вертикаль-
ных хонинговальных автоматах. Гильза
базируется и зажимается по наружной
поверхности с помощью специальной
эластичной мембраны, на наружные
стенки которой воздействует давление
сжатого воздуха. Внутренние стенки
мембраны плотно обжимают наружную
поверхность гильзы и благодаря рав-
номерному зажиму по всей базовой
поверхности обеспечивают зажим до-
статочной силы без деформации тонких
стенок гильзы. Хонингование ведется
до достижения диаметра 92±g;gg на
каждом шпинделе по командам авто-
матических приборов активного кон-
троля. Овальность и конусообразность
поверхности отверстия — 0,03 мм, от-
клонение от прямолинейности на дли-
не 120 мм от базового торца — не
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДДЯ ИЗГОТОВЛЕНИИ гильз
113
более 0,007 мм. Давление брусков на
обрабатываемую поверхность — в пре-
делах 1200—1400 кПа. Алмазные бру-
ски 2768-0051-1-АС 80/63-100-М 1 75 X
X 6Х4Х2-Р25. Одна хонинговальная
головка оснащается семнадцатью бру-
сками. В качестве смазочно-охлажда-
ющей жидкости применяют масло мар-
ки ВИ-4. Качество обработки контро-
лируют на приборах ручного контроля.
Операция 21 выполняется на авто-
матической линии МЕ441Л2А на спе-
циальных двухшпиндельных отделоч-
но-обточных горизонтальных токарных
автоматах ВС-400. Гильза базируется
и зажимается по отверстию специаль-
ной оправкой. При обработке обеспе-
чивается овальность поверхности пояс-
ков не более 0,05 мм; их биение отно-
сительно отверстия — не более 0,05 мм,
отклонение от параллельности обра-
зующих поверхностей отверстия и
поверхности Д2 на длине 100 мм —
не более 0,02 мм, биение торца Т2
относительно торца Т\ и отверстия —
не более 0,02 мм. Все пять резцов
(проходных для протачивания поясков,
подрезного для подрезки торца Т2,
подрезных для чернового и чистового
подрезания торца 7\) имеют режущую
часть из материала типа эльбора,
что позволяет получить высокую точ-
ность при больших скоростях резания.
Качество обработки выборочно кон-
тролируют на приборах ручного кон-
троля (рис. 64): диаметр и овальность
поясков по схеме I на приборе
КР226М1.00.000.04; высоту гильзы,
размер между торцами и биение тор-
ца Т2 относительно торца 7\ по схе-
ме II на приборе КР227М1.00.000.03;
биение торца и пояска относительно
поверхности отверстия по схеме III
на приборе КР307М.00.000; отклоне-
ние от параллельности образующих
поверхностей пояска и отверстия по
схеме IV на приборе КР235М1.00.000.
Операция 23 выполняется на авто-
матической линии МЕ442Л2А на спе-
циальных бесцентр ово-шлифовальных
автоматах 442С10, оснащенных специ-
альной наладкой. При шлифовании
обеспечиваются: диаметры 100ig;^5 и
И8-о,О5 мм, отклонение от параллель-
ности образующих поверхностей Д2
и Д± не более 0,02 мм на длине 100 мм.
Операция 23 аналогична операции 13.
Рис. 64. Схемы выборочного контроля на
автоматической линии МЕ441Л2А
Операция 25 выполняется на автома-
тической линии МЕ444Л1 на спе-
циальных двухшпиндельных верти-
кально-хонинговальных автоматах
СС-311А. Базирование и зажим гильз,
инструмент и условия хонингования
аналогичны операции 19. Окончатель-
но хонингование осуществляется до
достижения диаметра 92+о»о4: мм на
каждом шпинделе по командам авто-
матических приборов активного кон-
троля.
На автоматических линиях обеспе-
чивается выполнение всех требований
чертежа (см. рис. 59, б) и технических
требований, основные из которых:
овальность и конусообразность отвер-
стия Д1 на длине 120 мм от торца 7\
не более 0,02 мм; за пределами ука-
занной длины допускается увеличение
овальности и конусообразности отвер-
стия Дх до 0,01 мм; отверстие Д1
измеряют в трех сечениях; конусооб-
разность определяют в плоскости наи-
меньшего диаметра отверстия Д1г из-
меренного у торца Tlf причем меньшее
основание конуса должно находиться
у этого торца;
отклонение от прямолинейности
образующей отверстия Д1 при кон-
троле в четырех точках по длине обра-
зующей (отклонение двух средних то-
чек от двух крайних) не более 0,007 мм
на длине 120 мм от торца Т3;
114
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
биение опорного торца Т2 относи-
тельно торца не более 0,015 мм
и относительно отверстия гильзы
не более 0,02 мм;
биение поверхности Д2 относительно
поверхности Д± не более 0,15 мм;
отклонение от параллельности по-
верхностей Д± и Д2 не более 0,02 мм
на длине 100 мм;
на поверхности диаметром 106+1’°мм
допускаются уступы в пределах до-
пуска на диаметр.
Принятый технологический процесс
обеспечивает надежное получение всех
параметров гильз, оговоренных черте-
жом. Для обеспечения заданной точ-
ности и удовлетворения требований
к оборудованию, встраиваемому в ав-
томатические линии, были созданы
специальные автоматы для обработки
гильз на базе выпускаемого оборудо-
вания. Модели этих автоматов указаны
при описании технологического про-
цесса.
Расчет необходимого оборудования
проведен исходя из номинального го-
дового фонда времени при двухсмен-
ной работе и времени обработки на
каждой операции, т. е. времени цикла.
Коэффициенты использования обору-
дования для системы автоматических
линий приняты исходя из опыта ра-
боты при поточном и автоматическом
производстве гильз на действующих
заводах.
Структурные схемы автоматических
линий механической обработки по-
строены по принципу параллельно-по-
следовательной компоновки входящего
оборудования. Оборудование, выпол-
няющее разные технологические опе-
рации, разделяется промежуточными
накопителями, компенсирующими раз-
ницу производительности предыдущих
и последующих участков при измене-
нии режима их работы. Технологиче-
ское оборудование, выполняющее одну
операцию, обслуживается одним ма-
гистральным конвейером и связано
с ним промежуточными конвейерами,
являющимися дополнительными емко-
стями на пять—десять деталей. Нали-
чие промежуточных конвейеров обес-
печивает независимую работу авто-
матов, выполняющих одну операцию.
Транспортная система автоматически
распределяет гильзы между парал-
лельно работающими автоматами на
каждой операции, собирает их после
обработки, передает на последующую
обработку и накапливает между опе-
рациями.
На рис. 65 представлена структур-
ная схема системы из девяти автома-
тических линий для механической
обработки гильз с отверстием диаме-
тром 92 мм. Автоматические линии
имеют последовательно-параллельную
компоновку. Перемещение гильз в си-
стеме автоматических линий осуществ-
ляется с помощью конвейеров с при-
водными роликами. Гильзы устанав-
ливают вручную, широким торцом
вниз, на приводной конвейер-загружа-
тель 1. По всей трассе транспортной
системы гильзы перемещаются в вер-
тикальном положении.
Автоматическая линия МЕ436Л1А
состоит из восьми шестишпиндельных
токарных автоматов 4, объединенных
транспортной системой. На автомати-
ческой линии выполняется одна тех-
нологическая операция — токарная об-
работка наружных и внутренних по-
верхностей гильзы со стороны узкого
торца. С конвейера-загружателя 1
гильзы автоматически, по мере осво-
бождения трассы транспортирования
от гильз, направляются через привод-
ной конвейер 2 на конвейер-распреде-
литель 7. В случае переполнения кон-
вейера-распределителя 7 гильзы на-
правляются в магазин 3. При отсут-
ствии гильз на конвейере 2 гильзы
выдаются на конвейер-распределитель
из магазина 3; магазин 3 таким обра-
зом регулирует равномерность поступ-
ления гильз. По командам токарных
автоматов конвейер-распределитель 7
выдает гильзы на поперечные конвейе-
ры 6, с которых гильзы с помощью
загружателей 5 подаются в загрузоч-
ную зону токарных автоматов. Обра-
ботанные гильзы с помощью загружа-
телей 5 опускаются и поступают на
нижнюю ветвь поперечных приводных
конвейеров 6, а затем на нижнюю от-
водящую ветвь конвейера-распредели-
теля 7 и направляются через подъем-
ник 9 в транспортную систему автома-
тической линии МЕ437Л1А.
В транспортной системе всех авто-
матических линий гильзы перемещают-
ся на широком торце; трасса распре-
МЕ43БЛ1А МЕ437Л1А МЕ439Л1
МЕ440Л4 МЕ441Л1А МЕ441Л2.А
41 4Z 43 44 45 45 47 45 49 50 51 5Z 53 54 55 56 57 58
МЕ442.Л1А МЕ442.Л2.А МЕ444Л1
Рис. 65. Структурная схема системы автоматических линий для механической обработки гильз с отверстием диаметром
92 мм
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ
116
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИН
деления (подача заготовок) располо-
жена на высоте 800 мм от уровня
пола; отводящая трасса (после обра-
ботки) — на высоте 500 мм от уровня
пола.
Автоматическая линия МЕ437Л1А
состоит из восьми шестишпиндельных
токарных автоматов 12, моечного авто-
мата 15. На автоматической линии
осуществляется токарная обработка
наружных и внутренних поверхностей
гильзы со стороны широкого торца
и промывка гильзы от прилипшей
стружки. Заготовки, поступившие из
автоматической линии мод. МЕ4361Л1 А,
направляются конвейером-распреде-
лителем 11 к токарным автоматам 12.
При переполнении транспортера-рас-
пределителя 11 гильзы направляются
в магазин 10 и выдаются из него при
перерывах в поступлении гильз с авто-
матической линии МЕ436Л1А. Подача
гильз к каждому токарному автомату 12
и отвод гильз осуществляется попереч-
ным конвейером 14 и загружателем 13.
После токарной обработки гильзы
направляются конвейером-распредели-
телем 11 и поперечным конвейером 18
в моечную машину 15. После промывки
гильзы поступают на конвейер 16.
С конвейера 16 гильзы вручную сни-
мают и загружают в кассеты для
отправки на операцию искусственного
старения. После искусственного старе-
ния гильзы загружают на конвейер /7;
далее они направляются конвейером 17
в магазин 19.
Автоматическая линия МЕ439Л1 со-
стоит из восьми шестишпиндельных
токарных автоматов 20 и транспортной
системы. На автоматической линии
выполняется одна технологическая опе-
рация — чистовая токарная обработка
наружных и внутренних поверхностей
со стороны узкого торца. Из мага-
зина 19 заготовки конвейером-распре-
делителем 23 направляются на по-
перечные конвейеры 22 и загружате-
лями 21 подаются к токарным автома-
там 20. После токарной обработки
гильзы по нижней отводящей трассе
конвейера 23 направляются к подъем-
нику 24 и далее в транспортную си-
стему автоматической линии МЕ440Л4.
Автоматическая линия МЕ440Л4 со-
стоит из трех параллельно работающих
шлифовальных автоматов 27 и транс-
портной системы. На автоматической
линии выполняется одна технологи-
ческая операция — шлифование двух
поясков. Заготовки конвейером-распре-
делителем 29 направляются на попе-
речные конвейеры 26, обслуживающие
три шлифовальных автомата. В случае
переполнения конвейера-распределите-
ля лишние гильзы, поступающие с пре-
дыдущей автоматической линии, на-
правляются в автоматический мага-
зин 25, который начинает работать на
прием гильз. При задержке поступле-
ния гильз с предыдущей автоматиче-
ской линии магазин автоматически
переключается на выдачу и снабжает
автоматы гильзами. После обработки
на шлифовальных автоматах гильзы
поступают на отводящий конвейер 28
и отводящую трассу конвейера-распре-
делителя 29, а затем через подъем-
ник 30 направляются на последующую
автоматическую линию МЕ441Л1А.
Автоматическая линия МЕ441Л1А
состоит из девяти участков 32, на ко-
торых окончательно растачиваются от-
верстия гильзы, и транспортной си-
стемы. В начале автоматической линии
расположен магазин-накопитель 31,
обеспечивающий гибкую связь между
данной и предыдущей автоматичес-
кими линиями. Заготовки, поступаю-
щие из магазина-накопителя 31 на кон-
вейер-распределитель 34, механизма-
ми 33 поворачиваются на 180° и пере-
даются на участки 32.
После растачивания отверстий гиль-
зы (после поворота на 180°) попадают
с помощью механизмов выгрузки на
отводящую трассу конвейера-распре-
делителя 34, который направляет их
в подъемник 35. Подъемник, подняв
гильзы на необходимую высоту, на-
правляет их через проезд на автомати-
ческую линию МЕ441Л2А.
Автоматическая линия МЕ441Л2А
состоит из шести хонинговальных авто-
матов 38 и транспортной системы. За-
готовки, поступившие с предыдущей
автоматической линии, конвейером-
распределителем 39 направляются к за-
гружателям 37. Если конвейер-распре-
делитель 39 заполнен заготовками, то
после поступления с предыдущей авто-
матической линии заготовки накапли-
ваются в магазине 36. После получи-
стового хонингования гильзы конвей-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛ Е ИЗГОТОВЛЕНИЕ гильз
117
ром 39 направляются в автоматическую
линию МЕ442Л1А через подъемник 40.
Автоматическая линия МЕ442Л1А
состоит из восьми токарно-обточных
автоматов 44, на которых обтачиваются
поясок и юбка и подрезаются торцы,
и транспортной системы. Заготовки,
поступившие с предыдущей автомати-
ческой линии, конвейером-распредели-
телем 42 направляются на подводящие
ветви конвейера 45 загрузки. Подъем-
ник 43 поднимает гильзы с роликового
конвейера 45 загрузки на уровень
загрузки в зону автооператора автома-
та 44. После обработки на этих авто-
матах гильзы отводящими ветвями
конвейера 45 загрузки передаются на
конвейер-распределитель 42, который
по отводящей трассе передает их на
автоматическую линию МЕ442Л2А.
При переполнении транспортной си-
стемы автоматической линии заготовки
накапливаются в магазине 41.
Автоматическая линия МЕ442Л2А
состоит из пяти шлифовальных авто-
матов 49 и транспортной системы.
Заготовки, поступающие с автоматиче-
ской линииМЕ442Л1А, попадают в кон-
вейер-распределитель 47. Конвейеры 4$
загрузки подают заготовки на обра-
ботку в автоматы. Обработанные гиль-
зы поступают в отводящий конвейер 50,
который направляет гильзы на отво-
дящую трассу конвейера-распредели-
теля 47; затем гильзы через подъем-
ник 51 поднимаются и подаются на
автоматическую линию МЕ441Л1. При
переполнении транспортной системы
автоматической линии МЕ442Л2А за-
готовки накапливаются в магазине 46.
Автоматическая линия МЕ444Л1 со-
стоит из шести хонинговальных авто-
матов 54, одного моечно-сушильного
автомата 58 и транспортной системы.
Заготовки, поступающие с предыдущей
автоматической линии, приводным кон-
вейером-распределителем 55 направ-
ляются к загружателям 53, обслужи-
вающим хонинговальные автоматы 54,
па которых осуществляется чистовое
хонингование отверстия гильзы. После
обработки гильзы поступают на кон-
вейер-распределитель 55 и подъем-
ник 56, который передает их на кон-
вейер 57 к моечно-сушильному автома-
ту 58. Для накопления и выдачи
гильзы между автоматическими ли-
ниями МЕ442Л2А и МЕ444Л1 служит
автоматический магазин 52. После
промывки и сушки гильзы направляют-
ся через специальный участок в от-
дельно расположенную автоматическую
линию контроля гильз. В каждой авто-
матической линии установлено два—
четыре стенда 8 для установки при-
боров ручного контроля.
Оборудование автоматических ли-
ний монтируют в последовательности,
определенной технологическим процес-
сом, согласно планировке каждой авто-
матической линии. Устанавливают кон-
вейер-распределитель 7 автоматиче-
ской линии МЕ436Л1А и подъемник 9
с выверкой их по осям относительно
колонн и уровню; предварительно
расставляют технологическое оборудо-
вание; устанавливают поперечные кон-
вейеры 6 с загружателями 5 и прово-
дят их стыковку с конвейером-распре-
делителем 7; стыкуют технологическое
оборудование с поперечными конвейе-
рами; выполняют стыковку магазина 3
с конвейером-распределителем 7. С
подъемником 9 стыкуют конвейер-
распределитель 11 автоматической ли-
нии МЕ437Л1А. Далее монтаж осуще-
ствляют в указанной выше последова-
тельности. Подливку технологическо-
го и транспортного оборудования це-
ментным раствором производят после
проверки на свободное прохождение
(без заклинивания) гильз по всей
трассе каждой автоматической линии.
Пуск и управление технологическим
и транспортным оборудованием осу-
ществляются непосредственно с пуль-
тов управления. Вначале включают
технологическое, а затем транспортное
оборудование. Пульты управления тех-
нологического оборудования оснащены
необходимым числом кнопок, обеспечи-
вающих работу оборудования в нала-
дочном, полуавтоматическом и автома-
тическом режимах. При полуавтомати-
ческом режиме необходимо нажимать
на кнопку «Пуск» после завершения
работы оборудования по полному цик-
лу. Оборудование для транспортирова-
ния имеет два режима работы — на-
ладочный и автоматический. В нала-
дочном режиме все необходимые дви-
жения выполняются при получении
сигналов от кнопок на пульте управ-
ления. При этом исключается возник-
118
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
новение аварийной ситуации из-за
нарушения последовательности подачи
команд. На пультах управления пре-
дусмотрены кнопки для аварийного
останова оборудования. Оборудование
автоматических линий снабжено све-
тофорами, сигнализирующими о ре-
жиме его работы. Внешняя электри-
ческая связь технологического обору-
дования со смежным оборудованием
автоматической линии минимальная.
При отсутствии заготовок на подво-
дящей ветви и при переполнении обра-
ботанными гильзами отводящей ветви
п .перечных конвейеров или загрузоч-
ных устройств происходит задержка
автоматического цикла работы техно-
логического или транспортного обору-
дования. На каждой автоматической
линии обработанные гильзы учитывают
электрические счетчики, установлен-
ные на конвейерах.
Техническое обслуживание техноло-
гического и транспортного оборудова-
ния при эксплуатации автоматических
линий осуществляют наладчики. За
каждым наладчиком закреплено опре-
деленное оборудование в соответствии
с руководством по эксплуатации. В обя-
занности наладчиков входит: наладка
и обеспечение стабильности работы
оборудования по заданному техноло-
гическому процессу; обеспечение на-
дежной работы механизмов загрузки
и поперечных конвейеров, относящихся
к конкретному оборудованию; своевре-
менная замена режущего инструмента;
операционный контроль качества
гильз, обрабатываемых на оборудова-
нии; уборка оборудования после окон-
чания работы в конце каждой смены.
Кроме основных производственных
рабочих, обслуживающих автоматиче-
ские линии, предусмотрены вспомога-
тельные рабочие. К вспомогательным
рабочим относятся дежурные слесари
и электрики, юстировщики и смазчики,
поддерживающие в технически исправ-
ном состоянии закрепленное за ними
оборудование в процессе работы. Вспо-
могательные рабочие контролируют со-
стояние механизмов и своевременно
устраняют мелкие неисправности; ре-
гулируют узлы и механизмы в соот-
ветствии с требованиями, изложенными
в руководствах по эксплуатации кон-
кретного оборудования.
Число вспомогательных рабочих и их
занятость при обслуживании каждой
автоматической линии определено ру-
ководством по эксплуатации этой ав-
томатической линии. Вспомогательные
рабочие заняты на каждой автомати-
ческой линии определенное время:
дежурный слесарь — до 5 ч, дежурный
электрик — до 2 ч, смазчик — до 2 ч,
юстировщик — до 0,5 ч. Наладчики,
вспомогательные рабочие и другой
обслуживающий персонал обязаны со-
блюдать правила техники безопасности,
оговоренные в руководствах по эксплу-
атации данной автоматической линии
и входящего в нее оборудования. Про-
чие категории вспомогательных рабо-
чих, а также ИТР и МОП входят в со-
став цеховых служб, и их число опре-
деляется заказчиком автоматической
линии. Заказчик должен обеспечить:
своевременную поставку инструмента
к оборудованию автоматической линии
и наличие оборотного фонда инстру-
мента, где это необходимо; нормаль-
ную работу централизованной цирку-
ляционной системы подачи смазочно-
охлаждающей жидкости, включая под-
держание концентрации раствора и
степени очистки; подачу сжатого воз-
духа в сеть под давлением не менее
0,4 МПа 8—10-го класса загрязненно-
сти по ГОСТ 17433—80 (сжатый воз-
дух для пневматических приборов
ручного контроля должен быть не
ниже 7-го класса загрязненности);
своевременное поступление смазочных
и вспомогательных материалов; орга-
низацию ремонтных служб; организа-
цию служб ОТК и др.
Технические характеристики авто-
матических линий для обработки гильз
с отверстием диаметром 92 мм приве-
дены в табл. 14.
Система из десяти автоматических
линий МЕ723ЛО ... МЕ732ЛО пред-
назначена для механической обработки
закаленных гильз с отверстием диа-
метром 120 мм для дизельных двигате-
лей. Автоматические линии механиче-
ской обработки имеют параллельно-
последовательную структурную схему
построения. Все технологическое обо-
рудование, предназначенное для вы-
полнения одной операции, размещено
с двух сторон магистрального конвейе-
ра-распределителя, на котором по верх-
КОМПЛЕКСНЫЕ линии для ИЗГОТОВЛЕНИЯ гильз
119
14. Технические характеристики автоматических линий для обработки гильз
с отверстием диаметром 92 мм
Пар аметр МЕ436Л1А МЕ437Л1А МЕ439Л1А МЕ440Л4 МЕ441Л1А МЕ441Л2А МЕ442Л1А МЕ442Л2А МЕ444Л1
Такт выпуска, с 7,9 8,45 8,53 8,63 8,7 8,63 8,86 8,96 9,03
Производительность, шт/ч Число установленного обору- дования: 456 426 422 417 414 412 406 402 399
технологического 8 9 8 3 9 6 3 5 7
транспортного 21 25 19 7 13 11 20 8 1 1
Масса оборудования, т 180,7 175 185 120 174 63 98,2 89,6 65,7
Установленная мощность, кВт 280 280 350 150 125 145 170 232 150
Расход СОЖ, л/мин 1500 2300 2400 1200 1800 600 1000 600 600
Расход сжатого воздуха, м3/ч Габаритные размеры, м: — — 10 15 15 15 10 10 2
длина 23 27 22 20 30,8 19,1 23 29 28
ширин'а И И И 11 И 11 10,5 1 1 И
высота 4 4 2,4 4 5,5 4,6 4 4 4
Число производственных ра- бочих в одну смену 4 4 4 3 4 2 3 2 3
Номер выполняемой операции 06 07 1 1 13 15 19 21 23 25
ней трассе осуществляются прием по-
ступающих заготовок и их распределе-
ние на автоматы, а по нижней трассе —
прием гильз, прошедших обработку, и
передача их на следующую автомати-
ческую линию (операцию).
Транспортная связь между маги-
стральным конвейером-распределите-
лем и автоматами осуществляется про-
межуточными роликовыми конвейера-
ми, верхняя трасса которых исполь-
зуется для поступления заготовок,
нижняя — для отвода обработанных
деталей. Перед каждым промежуточ-
ным конвейером и на его верхней
трассе предусматривается промежуточ-
ное накопление гильз (до 10 шт.).
В автоматических линия,х для межопе-
рационного задела предусмотрены ав-
томатические магазины вместимостью,
обеспечивающей 0,5 ч работы автома-
тической линии. В автоматических
линиях до операции 27 (см. с. 120)
используют автоматические магазины
гравитационного типа, а после этой
операции — горизонтальные магазины
цепного типа, обеспечивающие транс-
портирование деталей без соударений.
Передачу деталей с отводящей ветви
магистрального конвейера-распреде-
лителя на магистральный конвейер-
распределитель следующей автомати-
ческой линии осуществляет подъемник
через магазины гравитационного или
цепного типа.
Заготовки (отливки) загружаются
в автоматический магазин первой авто-
матической линии МЕ723ЛО. Гильзы,
прошедшие получистовую обработку
отверстия в автоматической линии
МЕ726ЛО, поступают на участок, на
котором они ориентированно уклады-
ваются в кассеты-поддоны с последу-
ющей загрузкой на цеховой подвесной
конвейер. Цеховым конвейером гильзы
направляются для термической обра-
ботки, после чего они тем же конвейе-
ром с прежней ориентацией возвра-
щаются на участок, на котором вы-
гружаются и передаются на автомати-
ческую линию МЕ727ЛО для дальней-
шей обработки.
После обработки на автоматической
линии МЕ728ЛО гильзы передаются
на участки искусственного старения и
далее в автоматическую линию
МЕ729ЛО, затем линии МЕ730ЛО,
МЕ731ЛО, МЕ732ЛО.
После полной механической обра-
ботки на автоматической линии
МЕ732ЛО гильзы направляются на
автоматическую линию контроля и
120
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
15. Технические характеристики автоматических линий для обработки гильз
с отверстием диаметром 120 мм
Параметр МЕ723ЛО МЕ724ЛО 1 МЕ725ЛО МЕ726ЛО МЕ727ЛО МЕ728ЛО ! МЕ729ЛО ! . МЕ730ЛО МЕ731ЛО МЕ732ЛО
Такт выпуска, с Производительность, шт/ч Число установленного обо- рудования: технологического контрольного транспортного Масса оборудования, т Установленная мощность, кВт Расход СОЖ, л/мин Расход сжатого воздуха, м3/ч Габаритные размеры, м: длина ширина высота Число производственных рабочих в смену Номер выполняемой опе- рации 8,8 405 6 6 10 110 590 1200 60 22,3 И 4 4 01 8,82 405 8 8 И 120 780 1600 60 24 11 4 5 03 8,83 405 6 6 9 90 590 1200 60 20,2 11 4,6 3 05 8,8 403 6 6 9 108 590 1200 60 20,0 И 4 4 07 9,27 388 8 1 1 97 332 1600 60 23,9 11 2,5 4 25 9,28 388 7 7 11 33 100 1100 60 22,6 10,8 5,5 3 27 9,28 388 5 13 55 270 600 60 20,9 10,8 5,1 3 31 9,30 386 8 5 20 127 180 750 68 36,1 24 3,5 3 33 и 35 9,37 381 8 21 141 370 960 130 31,4 10,8 3,2 4 39 9,37 381 i 1 7 12 69 320 600 60 29,8 10,8 5,1 3 43
далее на моечно-сушильный автомат.
Затем цеховым подвесным конвейером
гильзы направляются на сборку.
Кроме технологического и транспорт-
ного оборудования автоматические ли-
нии оснащены различными загрузоч-
ными устройствами, столами для раз-
мещения приборов ручного контроля,
инструментальными стендами, переход-
ными лестницами и т. п. Для удобства
обслуживания токарных автоматов (при
замене режущего инструмента и дру-
гих действиях) предусмотрены под-
ставки высотой 600 мм, расположенные
вдоль зоны обслуживания токарных
автоматов. Управление технологиче-
ским и транспортным оборудованием
осуществляется непосредственно с соб-
ственных пультов управления. Пульты
управления оснащены необходимым
числом кнопок, обеспечивающих рабо-
ту оборудования в наладочном, полу-
автоматическом и автоматическом ре-
жимах. Оборудование для транспорти-
рования гильз имеет два режима рабо-
ты — наладочный и автоматический.
Все оборудование автоматических ли-
ний снабжено светофорами, сигнализи-
рующими о режиме его работы. Учет
обработанных гильз проводится элек-
трическими счетчиками. Техническое
обслуживание осуществляется налад-
чиками, за которыми закреплено опре-
деленное технологическое и транспорт-
ное оборудование. Помимо основных
производственных рабочих предусмо-
трены вспомогательные рабочие: де-
журные слесари и электрики, юстиров-
щики и др. Подача смазочно-охлажда-
ющих жидкостей осуществляется от
цеховой централизованной циркуля-
ционной системы, не входящей в по-
ставку автоматических линий. Удале-
ние стружки также централизованное—
по каналам для отвода смазочно-ох-
лаждающих жидкостей. Технические
характеристики автоматических линий
для обработки гильз с отверстием
диаметром 120 мм приведены в табл. 15.
Заготовка, поступающая на автома-
тическую линию МЕ723ЛО (см.
рис. 59, в) отливается из специального
чугуна, легированного никелем, мар-
ганцем, медью, хромом; твердость НВ
187—241, абразивные включения и
отбелы не допускаются, разностен-
ность не более 1 мм. На переходных
кромках торцов допускаются сколы
КОМПЛЕКСНЫЕ линии дли изготовления гильз
121
не более 2 мм. Биение торца 7\ отно-
сительно наружной цилиндрической
поверхности не более 0,5 мм.
Гильза, обработанная окончательно
на автоматической линии МЕ732ЛО,
показана на рис. 59, г. Твердость
гильзы HRC 45—50, в зоне бурта —
не более II КС 25; овальность и кону-
сообразность поверхности Д при из-
мерении в сечениях I—/, II—II,
III—III не более 0,025 мм; вне зоны
сечений в направлении торцов допу-
скается плавное увеличение диаметра
отверстия с допуском до 0,051 мм,
а овальности и кону сообрази ости — до
0,035 мм; бочкообразность и седло-
образность поверхности Д при изме-
рении в сечениях I—/, II—II, III—
III не более 0,012 мм; биение поверх-
ностей Д2 и Д3 относительно поверх-
ности Д не более 0,08 мм; при этом
разность значения биения поверхно-
стей Д2 и Д3 при измерении одной
плоскости не более 0,03 мм; микрогео-
метрия поверхности Д — редкая сетка
впадин глубиной 2,5—7,5 мкм с пло-
щадками между ними, с высотой не-
ровностей 0,5—1,5 мкм; суммарная
площадь площадок должна составлять
1/2—2/3 площади поверхности Д; на
поверхности рубашки диаметром
136_х 0 допускаются уступы в преде-
лах ’допуска на размер; другие
технические требования — по
ОСТ 37.001.236—81.
На каждой автоматической линии
выполняется одна технологическая опе-
рация механической обработки (на
линии МЕ730ЛО — две).
Операция 01 — растачивание отвер-
стия, подрезание узкого торца и сня-
тие внутренней фаски — выполняется
на автоматической линии МЕ723ЛО
на специальных двухшпиндельных то-
карных автоматах МЕ271СО. Опера-
тивное время 30,6 с.
Операция 03 — обтачивание наруж-
ных поверхностей и снятие наружной
фаски на узком торце — выполняется
на автоматической линии МЕ724ЛО
на специальных двухшпиндельных то-
карных автоматах МЕ270СО. Опера-
тивное время 40 с.
Операция 05 — обтачивание наруж-
ных поверхностей, конуса и подреза-
ние узкого торца — выполняется на
автоматической линии МЕ725ЛО на
специальных двухшпиндельных токар-
ных автоматах МЕ270СО. Оператив-
ное время 29,5 с.
Операция 07 — растачивание отвер-
стия и выточки, подрезание широкого
торца и снятие внутренней фаски —
выполняется на автоматической линии
МЕ726ЛО на специальных двухшпин-
дельных токарных автоматах МЕ27ICO.
Оперативное время 30,15 с.
Операция 25 — шлифование поясков
диаметрами 137,95_0)05, 134,45 +
± 0,05 мм и конуса — выполняется
на автоматической линии МЕ727ЛО
на специальных круглошлифовальных
бесцентровых автоматах ВШ636КН1.
Оперативное время 48,5 с.
Операция 27 — растачивание отвер-
стия диаметром 119,85+0>05 мм и снятие
внутренней фаски со стороны узкого
торца — выполняется на автоматиче-
ской линии МЕ728ЛО на специальных
вертикальных трехшпиндельных отде-
лочно-расточных автоматах ОС85ЮА.
Оперативное время 34,7 с.
Операция 31 — черновое хонин-
гование отверстия диаметром
119,95+ 0’04 мм •— выполняется в авто-
матической линии МЕ729ЛО на спе-
циальных вертикальных двухшпин-
дельных автоматах СС-384. Оператив-
ное время 26,5 с.
Операция 33 — растачивание выточ-
ки диаметром 134+0’16 мм, протачива-
ние галтели, протачивание пояска
диаметром 146_0 16 мм и двух торцов
бурта — выполняется на автоматиче-
ской линии МЕ730ЛО на специальных
вертикальных двухшпиндельных отде-
лочно-обточных автоматах ВК-800. Опе-
ративное время 26,4 с.
Операция 35 — полирование кону-
са, внутренних фасок и притупление
кромок — выполняется на автоматиче-
ской линии МЕ730ЛО на специальных
восьмипозиционных автоматах
ДШЛ-16.001. Оперативное время 12 с.
Операция 39 — черновое и чистовое
шлифование пояска диаметром
137,5zg;g§ мм и прилегающего торца
бурта, шлифование пояска диаметром
134z§;3§ мм — выполняется на авто-
матической линии МЕ731ЛО на спе-
циальных круглошлифовальных авто-
матах МЕ252СО, оснащенных специаль-
ной наладкой. Оперативное время
38 с.
122
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Операция 43 — чистовое хонингова-
ние отверстия диаметром 120+ 0’03 мм —
выполняется на автоматической линии
МЕ732ЛО на специальных вертикаль-
ных двухшпиндельных автоматах
СС-385. Оперативное время 31,5 с.
Система из трех автоматических ли-
ний МЕ929Л30, МЕ929Л40, МЕ929Л41
предназначена для механической обра-
ботки ребристых цилиндров с отвер-
стием диаметром 105 мм. Автоматиче-
ские линии для механической обработ-
ки ребристых цилиндров имеют после-
довательную структурную схему по-
строения. В системе из трех автома-
тических линий размещено оборудова-
ние для выполнения всех операций
механической обработки; при этом на
каждой операции установлено только
по одному станку. Система представ-
ляет собой набор из девяти станков-
автоматов и одного автомата для про-
межуточной мойки, встроенных после-
довательно и соединенных конвейера-
ми. Все станки разделены автоматиче-
скими магазинами-накопителями вмес-
тимостью 50 деталей. Структурными эле-
ментами каждой автоматической линии
являются технологический автомат,
конвейер, магазин, подъемник, кан-
тователь, ориентатор. Каждый автомат
имеет конвейер для подачи заготовок
на рабочие позиции и отвода обрабо-
танных деталей. С конвейера на рабо-
чие позиции и обратно детали перено-
сятся автоматическим оператором авто-
мата. Подъем-опускание, ориентация
вокруг вертикальной оси и кантование
вокруг горизонтальной оси выполняют-
ся специальными механизмами. Вну-
тристаночный транспорт — флажко-
вого (шагового) типа; в нем детали
отделены друг от друга. Межстаночные
конвейеры — роликового типа. На
каждом из конвейеров одновременно
находится лишь одна деталь, которая
следует по вызову из магазина в авто-
мат, либо от автомата в магазин. Таким
образом, детали нигде не контактируют
друг с другом, что исключает их
сцепляемость по ребристой поверх-
ности и сколы ребер. Каждый магазин
может работать в одном из трех режи-
мов: перемещения детали напроход,
загрузки детали в магазин и выдачи
детали из магазина. На операциях 01,
03, 07, 09, 13, 15 ребристый цилиндр
расположен широким торцом вниз,
на операциях 05, 11, 17, 19—широким
торцом вверх. Так как система из
трех автоматических линий имеет на
каждой операции только один автомат,
то для выполнения заданной программы
устанавливаются несколько систем, де-
тали от которых поступают в одну
автоматическую линию для мойки,
сушки, визуального и автоматического
контроля. На этой автоматической
линии ребристые цилиндры переме-
щаются в спутниках, диаметр которых
больше диаметра ребристых цилиндров
для исключения их контакта. В системе
предусмотрена обработка с соответ-
ствующей переналадкой двух ребри-
стых цилиндров, близких по размеру
и конфигурации. Один цилиндр имеет
литые крепежные отверстия, поэтому
на операции 11 автомат 1С821 отклю-
чается.
Некоторые требования к заготовке:
материал — специальный чугун, ле-
гированный кремнием, марганцем, хро-
мом, никелем; структура по
ГОСТ 3443—77; твердость НВ 207—
249, твердость ребер НВ 207—300;
смещение по линии разъема формы не
более 1 мм; разностенность диаме-
трально расположенных стенок не
более 3 мм; раковины и пористость,
кроме особо оговоренных, трещины,
местная рыхлость, посторонние вклю-
чения не допускаются; на обрабаты-
ваемых поверхностях не допускаются
заливы, заусенцы, раковины глубиной
более половины припуска на механи-
ческую обработку; для снятия вну-
тренних напряжений ребристые ци-
линдры до механической обработки
должны быть подвергнуты термиче-
ской обработке (искусственному ста-
рению).
Некоторые требования к готовому
ребристому цилиндру: на поверхно-
сти Д2 (см. рис. 60) допускается спи-
ральная царапина от инструмента глу-
биной не более 0,2 мм; разностенность
диаметрально расположенных стенок
в горизонтальных сечениях не более
2 мм; овальность и конусообразность
поверхности Д не более 0,02 мм; на
участке К2 поверхности Д допускается
увеличение диаметра сверх допуска
на 0,03 мм; цилиндры сортировать
на три размерные группы.
КОМПЛЕКСНЫЕ линии для ИЗГОТОВЛЕНИЯ гильз
123
16. Технические характеристики автоматических линий для обработки гильз
с отверстием диаметром 105 мм
Параметр МЕ929Л30 МЕ929Л40 МЕ929Л41
Такт выпуска, с 60,7 61,2 61,8
Производительность, шт/ч 62,7 60 58
Число установленного оборудования:
технологического 3 2 4
контрольного 3 2 5
транспортного 18 12 19
Масса оборудования, т 50 50 47
Установленная мощность, кВт 184 58 192
Расход СОЖ, л/мин 600 650 460
Расход сжатого воздуха, м3/ч 25 25 50
Габаритные размеры, м:
длина 21,2 20,3 32,4
ширина 4,0 4,0 4,0
высота 3,4 4,2 5,1
Число производственных рабочих в смену 2 1 2
В системе автоматических линий
МЕ929Л30 выполняется девять опе-
раций механической обработки и одна
операция промывки.
Операция 01 — черновое растачи-
вание отверстия диаметром 104,2 мм
на специальном вертикальном двух-
шпиндельном автомате 1С820.
Операция 03 — подрезание торцов,
обтачивание пояска диаметром 127 мм,
снятие наружной фаски, обтачивание
юбки диаметром 122 мм и растачива-
ние фаски на специальном токарном
вертикальном двухшпиндельном авто-
мате МЕ270С0.026.
Операция 05 — подрезания торца
ребра и широкого торца, обтачивание
юбки и верхнего пояска, протачивание
галтели на специальном токарном вер-
тикальном двухшпиндельном автомате
МЕ270С0.027.
Операция 07 — промывка от струж-
ки на специальном моечно-сушиль-
ном автомате.
Операция 09 — растачивание от-
верстия диаметром 104,85 мм и фаски
па специальном вертикальном трех-
шпиндельном отделочно-расточном ав-
томате ОС2777ВО450.
Операция 11 — сверление четырех
отверстий диаметром 12 мм, зенкеро-
вание паза диаметром 50 мм, зенкеро-
вание четырех отверстий диаметром
16+0’43 мм, растачивание фаски 0,4 ±
ч- 0,2X45° на пазе диаметром 50 мм
на специальном четырнадцатишпинде-
льном сверлильно-расточном авто-
мате 1С821.
Операция 13 — черновое хонинго-
вание отверстия диаметром 105 мм
на специальном хонинговальном верти-
кальном двухшпиндельном автомате
МЕ283С2.011.
Операция 15 — чистовое хонинго-
вание отверстия диаметром 105 мм
на специальном хонинговальном верти-
кальном двухшпиндельном автомате
МЕ283С2.012.
Операция 17 — подрезание торцов,
обтачивание поясков диаметрами 120
и 116 мм, обтачивание наружной фа-
ски на специальном токарном верти-
кальном двухшпиндельном отделочно-
обточном автомате ВК-976.
Операция 19 — окончательное хо-
нингование отверстия диаметром 105 мм
на специальном хонинговальном вер-
тикальном двухшпиндельном авто-
мате МЕ284С2.
Система автоматических линий
МЕ929Л обеспечивает механическую
обработку ребристого цилиндра в со-
ответствии с размерами и техническими
требованиями, указанными на чер-
теже, согласованном с заказчиком ав-
томатических линий.
Технические характеристики авто-
матических линий для обработки
гильз с отверстием диаметром 105 мм
приведены в табл. 16.
124
КОМПЛ ЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
В-В
Рис. 66. Поршни, обрабатываемые на комплексных автоматических линиях:
а — легкового автомобиля «Жигули»; б — легкового автомобиля «Волга»; в — грузового
автомобиля
8. КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕЙ
Общие сведения о поршнях и
обработке. Изготовляемые на АЛ порш-
ни автомобильных и тракторных дви-
гателей по форме и размерам разли-
чаются существенно. Однако во всех
поршнях общими конструктивными
элементами являются днище, головка
с тремя—пятью канавками под порш-
невые кольца, юбка и отверстие под
поршневой палец, расположенное
в бобышках внутренней полости юб-
ки. Наличие в поршнях общих эле-
ментов позволяет в основном создать
типовой технологический процесс с ис-
пользованием при обработке вспомо-
гательных баз, подготовляемых вна-
чале.
На рис. 66 представлены поршни
обрабатываемые в комплексных АЛ. Не-
обходимые сведения по выбору тех-
нологического процесса обработки
поршней на АЛ и особенности их про-
ектирования см. т. 2 справочника.
Для поршней автотракторных бы-
строходных двигателей применяют
алюминиевый сплав по ГОСТ 2685—75.
Для тихоходных двигателей использу-
ют чугун.
В крупносерийном и массовом про-
изводстве заготовками поршней яв-
ляются отливки, получаемые литьем
в кокиль на полуавтоматах, обеспе-
чивающих при изготовлении высокую
производительность и малые припуски
на обработку (1,2—1,5 мм на сторону).
Режимы резания при обработке пор-
шней из алюминиевых сплавов ука-
заны в табл. 17. Режимы устанавливают
в зависимости от характеристики алю-
миниевого сплава, конструкции и раз-
мера поршня, его жесткости, матери-
ала и принятой стойкости инстру-
мента, а также от типа используемого
оборудования и его мощности.
Поршни обрабатываются на авто-
матических линиях в основном рез-
цовыми блоками с неперетачиваемыми
пластинками из твердого сплава
ВК6М, а также сверлами, зенке-
рами, развертками, фрезами, осна-
щенными пластинками из твердого
КОМПЛЕКСНЫ Е ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГ0Т0ВЛ ЕНИЯ ПОРШНЕЙ 125
17. Режимы резания при обработке поршней из алюминиевых сплавов
Вид обработки Переход Скорость резания, м/мин Подача, мм/об
Обтачивание наружной поверхности го- ловки и юбки Подрезание торцов днища и юбки Прорезание канавок под поршневые кольца Занижение в нерезистовой вставке и прорезка канавки Обработка отверстия под поршневой палец Растачивание камеры сгорания Растачивание технологического пояска Растачивание стопорных канавок в от- верстии под палец Подгонка по массе Фрезерование выемки в юбке, углубле- ний Черновой Чистовой Черновой Чистовой Черновой Чистовой Черновой Чистовой Черновой Чистовой Черновой Чистовой Черновой Чистовой 170—470 116—410 115 — 440 115—380 115—440 115—380 55—65 55—65 120—270 160—420 150—240 220—380 200—270 125—380 130—200 270—410 250—270 0,3—0,8 0,15-0,7 0,15—0,6 0,1 — 0,5 0,07—0,1 0,05—0,08 0,06—0,2 0,06—0,2 0,1 — 0,15 0,04—0,06 0,15—0,2 0,05—0,15 0,1 — 0,15 0,06—0,1 0,04—0,07 0,25—0,3 0,07 — 0,1 (на зуб)
Примечание. Наибольшие значения скорости резания и подач отно- сятся к автоматическим линиям при обработке твердосплавным инструментом.
сплава указанной марки. Для про-
фильного окончательного обтачива-
ния юбки и растачивания отверстия
под палец применяют алмазные рез-
цы.
Общие сведения об автоматических
линиях. Поршни автотракторных дви-
гателей, выпускаемые в больших ко-
личествах, изготовляют на АЛ, объ-
единенные в комплексы.
Автоматические линии, как правило,
комплектуют из прогрессивных, спе-
циально спроектированных высокопро-
изводительных автоматов. На этих
автоматах поршни обрабатываются
с высокими режимами резания сов-
ременным взаимозаменяемым инстру-
ментом, с подачей обильного охла-
ждения. На заводах встречаются та-
кже АЛ для выполнения отдельных
операций обработки поршней, в ко-
торых используются универсальные
и специализированные станки, до-
полнительно оснащенные устройства-
ми для загрузки-выгрузки. Такие АЛ
по производительности и качеству
обработки обычно уступают АЛ из
специальных станков.
Автоматические линии в основном
предназначены для изготовления од-
ного типа поршней. В отдельных слу-
чаях обрабатываются поршни различ-
ных размеров. Имеются линии для
обработки поршней нескольких ти-
пов, незначительно различающихся по
форме и размерам. В этом случае
поршни (по типам) выпускаются пар-
тиями, с частичной переналадкой
металлорежущего оборудования.
По структурному построению комп-
лексы состоят из самостоятельно дей-
ствующих АЛ, на стыке которых уста-
новлены спиральные магазины-на-
копители гравитационного типа (вме-
стимостью на 1—2 ч работы линий),
обеспечивающие сокращение нало-
женных простоев при кратковремен-
ных остановках оборудования. Обо-
рудование в каждой АЛ обрабатывает
заготовки последовательно или парал-
лельно-последовательно.
В процессе обработки поршни пере-
мещаются транспортными устройст-
вами по операциям главным образом
на торце днища—юбкой, обращенной
вверх. В качестве транспортных уст-
ройств в АЛ с жесткой связью из аг-
регатных станков для сверлильно-
расточных и фрезерных операций,
подгонки массы в основном применяют
шаговые конвейеры. На АЛ с гибкой
связью для токарной обработки, рас-
126
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 67. Пневматический многомерный при-
бор для контроля размеров головки и кана-
вок поршня
тачивания отверстия под палец и
других операций используются эле-
ваторные подъемники (с подвесками
на цепи), а также наклонные лотки и
спиральные спуски с роликовыми опо-
рами, на которых перемещение порш-
ней осуществляется гравитационным
способом. Для перемещения поршней
на большие расстояния (между лини-
ями) применяют приводные ролико-
вые конвейеры. Для межоперацион-
ных заделов используют спиральные
магазины, установленные около подъ-
емников.
В АЛ стружка удаляется цеховыми
конвейерами (винтовыми, ершовыми
Рис. 68. Схема черновой обработки поршня
автомобиля «Жигули» на шестипозици-
онном агрегатном станке с поворотным
столом
и др.) или гидросистемами, смонти-
рованными под оборудованием.
При обработке поршней с нерезисто-
вой вставкой стружка алюминия и
нерезистовой вставки удаляется раз-
дельно. Смазочно-охлаждающая жид-
кость обычно подается от централизо-
ванной циркуляционной системы. В ка-
честве охлаждающей жидкости при-
меняют 4—6 %-ный раствор Укринол
для обработки алюминия и 8—10 %-
ный для обработки нерезиста.
В процессе обработки поршней в ав-
томатических линиях (как и в поточ-
ном производстве) проводится выбо-
рочный и сплошной контроль. Вы-
борочный контроль в объеме 5—15 %
от выпуска (в зависимости от сложности
и точности обработки) обычно осу-
ществляется на пневматических или
пневмоэлектрических многомерных
приборах, специально -спроектирован-
ных для проверки поршней (рис. 67).
После предварительной обработки про-
исходит сплошной контроль поршней
на отсутствие трещин, раковин и
других дефектов отливок. После об-
работки предусмотрены сплошной
контроль основных параметров и сор-
тировка на размерные группы, про-
водимые на контрольных автоматах,
встроенных в линии. К этим парамет-
рам относятся диаметр наружной по-
верхности юбки и диаметр отверстия
под поршневой палец.
Комплекс автоматических линий для
обработки поршней автомобилей «Жи-
гули». Заготовки поршня (см. рис. 66)
получаются литьем в кокиль на полу-
автомате, установленном в литейном
цехе. На шестипозиционном полу-
автомате с поворотным столом (рис. 68)
осуществляют черновую обработку:
отрезание прибыли, подрезание тор-
ца, первое и второе обтачивания на-
ружной поверхности. Загрузка двух
заготовок на патроны полуавтомата
происходит на позиции 1 вручную,
а выгрузка обработанных поршней на
позиции 6 — автоматически. На станке
обработка выполняется вращающи-
мися резцовыми головками без вра-
щения заготовок (по две на позиции).
Затем автоматически контролируют
толщину дна и массу, а также осущест-
вляют искусственное старение заго-
товки в печи,
Комплексные линий для йзготовлейия Поршней 127
Рис. 69. Комплекс автоматических линий для обработки поршней автомобиля
Заготовки поршней поступают в АЛ
механического цеха в контейнерах 24
(рис. 69), откуда оператор вручную
укладывает их на наклонный прием-
ный лоток подъемника 1, посредством
которого заготовки через магазин 2
следуют на 13-позиционную АЛ 3,
состоящую из трех агрегатных стан-
ков, связанных шаговым конвейе-
ром. На этой линии зенкеруют с двух
сторон отверстие под поршневой па-
лец со снятием фасок, фрезеруют пло-
скости бобышек и снимают наружную
фаску на выступах юбки, сверлят,
снимают фаски и развертывают два
технологических отверстия в бобыш-
ках, сверлят центровое отверстие в тор-
це бобышки днища, сверлят четыре от-
верстия для смазывания поршневого
пальца в бобышках. Обработанные
поршни по лотку поступают на стол 4\
контролер проверяет наличие про-
сверленных отверстий и отсутствие
дефектов обработки. Затем через подъ-
емник 5 и магазин 6 поршни переда-
ются на восьмишпиндельный гори-
зонтальный токарный автомат 23, на
котором одновременно обрабатыва-
ются по два поршня. На рис. 70 при-
ведена схема токарной обработки пор-
шня. Заготовка в патроне устанавли-
вается фиксаторами по двум техноло-
гическим отверстиям в бобышках от-
верстия под палец и по центровому от-
верстию бобышки днища с осевым под-
жимом от центра. Для надежной пе-
редачи вращения заготовки в патроне
предусмотрен выступ, входящий (с не-
большим зазором) в пазы, располо-
женные во внутренней полости заго-
товки. По этому выступу также пред-
варительно ориентируется заготовка
при автоматической загрузке в авто-
мат. На автомате 23 (см. рис. 69)
предварительно и окончательно об-
тачивается поверхность головки и
юбки, окончательно подрезается дни-
ще и торец юбки, предварительно и
окончательно прорезаются канавки под
поршневые кольца. Обработанные пор-
шни по лотку передаются на стол 22
для выборочного контроля диаметров
головки и юбки, а также ширины ка-
навок. Затем поршни через подъем-
ник 21, магазин и наклонные лотки
поступают на две (параллельно ра-
ботающие) 22-позиционные АЛ 20, со-
стоящие (каждая) из двух многошпин-
дельных агрегатных станков, на кото-
рых окончательно растачивается в два
перехода отверстие под палец и обта-
чивается поверхность юбки. С помощью
подъемника 7 поршни подаются в ма-
шину 8 для мойки и обдувки и далее на
стол 9 для выборочного контроля диа-
метров отверстия и юбки.
Проверенные поршни через подъем-
ник 10 и магазин поступают на 14-
позиционную АЛ 19 для отрезки бо-
бышки на днище и подгонки массы
с допуском ±2 г, для чего поршень
вначале взвешивается, а затем с при--
ливов бобышек удаляется слой ме-
талла. В конце АЛ происходит раска-
тывание отверстия под палец для
снижения шероховатости поверхности.
На столе 18 контролируют диаметр
отверстия под палец и массу поршня.
128
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Поз. ЕН, ТШТ
Загрузи а - вь/грузка
Поз. I,JT
Рис. 70. Схема токарной обработки поршня
автомобиля «Жигули» на восьмишпиндель-
ном горизонтальном автомате (одновремен-
но обрабатывается по две детали)
С помощью подъемника 11, магазина
и лотка поршни передаются на уста-
новку 17 для лужения поверхности
юбки, а затем в термоконстантное по-
мещение.
Здесь поршни через подъемник 16
поступают в магазин 15 для стабили-
зации температуры, а затем на стол 14
для сплошного контроля отсутствия
внешних дефектов и выборочного конт-
роля правильности обработки головки
канавок под поршневые кольца. Че-
рез лоток поршни следуют в контроль-
ный автомат 12 для сплошного конт-
роля и сортировки на размерные груп-
пы по диаметрам юбки и отверстия под
палец с одновременным клеймением
групп. Изготовленные поршни укла-
дывают вручную в контейнеры 13
для отправки на сборку двигателя.
Комплекс АЛ обслуживают пять на-
ладчиков, три оператора и четыре кон-
тролера в смену.
Комплекс автоматических линий для
обработки поршней автомобилей «Вол-
га» . Заготовки поршня (см. рис. 66)
после отрезки прибыли на фрезерно-
отрезных станках и искусственного
старения в печи поступают на комп-
лекс АЛ для механической обработки
и лужения, состоящий из пяти линий
(рис. 71). Заготовки из контейнера
вручную укладывают на ленточный
конвейер 1; через подъемник 2 они
следуют на вертикальный шестишпин-
дельный роторный токарный автомат 3
для чернового обтачивания поверх-
ности головки, юбки и подрезки дни-
ща с проточкой бобышки для центро-
вого отверстия. На рис. 72 представлен
общий вид такого автомата, а на рис. 73
приведена схема черновой обработки
поршня и патрона для зажима заго-
товки поршня. Поршни передаются
на дисковый стол 4 (см. рис. 71) для
контроля отсутствия раковин и дру-
гих дефектов. Через подъемник 5
поршни непосредственно или с захо-
дом в магазин 6 поступают на АЛ 7
для сверлильно-фрезерных операций.
На этой линии выполняются: зен-
керован и е отверстия под (палец, фре-
зерование плоскости грузовых при-
ливов и торцов выступов юбки, зен-
керование, сверление и развертывание
двух технологических отверстий в бо-
бышках, сверление центрового отвер-
стия в бобышке днища, сверление че-
тырех отверстий в головке для выхода
фрез, фрезерование двух прорезей
в головке.
Обработанные поршни через подъ-
емник 8 и магазин 9 (или минуя его)
поступают на два параллельно рабо-
тающих вертикальных шестишпин-
дельных роторных автомата 10 для
окончательного обтачивания головки,
прорезания канавок под поршневые
кольца и предварительного обтачива-
вания юбки. Затем поршни через ло-
тки и подъемник 11 поступают на два
вертикальных шестишпиндельных ро-
торных автомата 12 для окончательного
алмазного обтачивания юбки по сло-
жному профилю (с помощью копира);
далее поршни через подъемник 13
передаются на следующую АЛ.
Комплексные линии для изготовления поршней 129
Рис. 71в Комплекс автоматических линий для обработки поршней автомобиля «Волга»
На линии, состоящей из четырех
автоматов, связанных лотками и подъ-
емниками 16 и 18, осуществляются:
на двухшпиндельном автомате 14 рас-
тачивание отверстия под палец, про-
тачивание стопорныхТканавок и фре-
зерование бобышки на днище; на авто-
мате 15 поршни взвешиваются и под-
гоняется их масса’ путем снятия лиш-
него металла с грузовых приливов;
па автомате 17 с помощью электро-
5 П/р А. И. Дащенко
химической обработки удаляются за-
усенцы, появившиеся в местах пере-
хода обработанных поверхностей; на
автомате 19 осуществляется лужение
поверхности юбки. Перед лужением и
после него поршни в автомате подвер-
гаются операции обезжиривания и
мойки. В процессе обработки поршни
перемещаются на вращающихся
валках, расположенных над ван-
нами.
130
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 72. Общий вид шестишпиндельного
вертикального роторного токарного автома-
та для обработки поршней:
1 — механизм ориентации; 2 — цилиндр
разжима; 3 — силовая головка; 4 — зажим-
ной патрон; 5 — вращающаяся колонна;
6 — механизм подачи поршня в патрон; 7 —
станина; 8 — неподвижная колонна; 9 —
устройство контроля наличия поршня в па-
троне; 10 — ротор разгрузки; И — двух-
суппортная группа; 12 — приемный лоток
с механизмом ориентации поршня; 13 —
ротор загрузки
На следующей АЛ, состоящей из
двух параллельно работающих че-
тырехшпиндельных автоматов 21 и
других автоматов, связанных лот-
ками и подъемниками 20 и 23, про-
исходит: алмазное растачивание от-
верстия под палец в два перехода, на
машине 22 — промывка, на трех-
шпиндельном автомате 25 — раскаты-
Рис. 73. Схема обработки поршня автомо-
биля «Волга» на шестишпиндельном вер-
тикальном роторном автомате
вание отверстия под палец, а на авто-
мате 24 — окончательная мойка и
сушка поршней.
Перед раскатыванием на автомате
измеряется диаметр отверстия под
палец, и поршень, в зависимости от
полученного фактического размера по-
ступает на одну из трех вращающихся
роликовых раскаток, различающихся
на т/3 поля допуска на диаметр от-
верстия.
После промывки и сушки поршни
подъемником 26 передаются в мага-
зин 27, расположенный, как и конт-
рольные автоматы, в термоконстант-
ном помещении, для стабилизации
температуры. Через подъемники 26
и 30, лотки и спиральный спуск^ЗР
поршни поступают в автомат 28 для
контроля диаметров юбки и отверстия
под палец; на днище проводится клей-
мение одной из пяти размерных групп
по диаметру юбки и одной из четырех
групп — по диаметру отверстия. Сор-
тированные по диаметру юбки поршни
по лоткам передаются на стол 32 %ля.
визуального контроля отсутствия вне-
шних дефектов, рассортировки по 20
группам и укладки поршней в наклон-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕЙ 131
Рис. 74. Комплекс автоматических линий для обработки поршней грузового автомобиля
ные лотки двух магазинов-распредели-
телей групп 33 и 34. Контрольный
автомат 31 предназначен для работы
в случае выхода из строя автомата 28,
а также для перепроверки забрако-
ванных поршней. Контрольные авто-
маты обслуживают два комплекса сме-
жных АЛ для механической обработки,
и поршни со смежного комплекса по-
ступают на контроль по подъемнику 30.
Консервация и упаковка поршней
в бумагу осуществляются партиями
по размерным группам. При пропуске
одной из групп (порядок выдачи
поршней устанавливает оператор) пор-
шни из магазина-распределителя 33
или 34 через подъемник 35 или 36
следуют в автомат 37 для консервации,
а далее — в роторный автомат 38
для упаковки в бумагу. Готовые пор-
шни по лотку выдаются на конвейер 39
для укладки в контейнеры. При не-
обходимости поршни (без консервации)
могут, минуя автомат 37, поступать
5*
непосредственно на автомат 38 для
упаковки.
Комплекс АЛ обслуживают один-
надцать наладчиков, два оператора
и шесть контролеров в смену.
Комплекс автоматических линий для
обработки поршней грузовых авто-
мобилей. Поршень дизельного двига-
теля грузового автомобиля отлича-
ется от поршней бензиновых двигате-
лей автомобилей «Жигули» и «Волга»
более сложной конструкцией. В за-
готовке имеется залитая в металл
нерезистовая вставка. Заготовка пор-
шня (см. рис. 66,в) получается литьем
в кокиль. На комплекс АЛ заготовка
поступает после отрезки литников и
искусственного старения в печи. За-
готовки по две вручную из контейнера
загружают на восьмипозиционный аг-
регатный станок с поворотным . сто-
лом (рис. 74), на котором последова-
тельно осуществляются: центрование
отверстия под камеру сгорания, чер-
132
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
новое подрезание днища и обтачивание
головки, протачивание канавки над
нерезистовой вставкой, черновое
растачивание камеры сгорания, полу-
чистовое подрезание днища. Маршрут
обработки поршней приведен в табл. 18.
После автоматической разгрузки со
станка 1 поршни с помощью подъем-
ника 2 и лотка через спиральный ма-
газин 3 следуют на 28-позиционную
АЛ 4 для второго получистового под-
резания днища и обтачивания головки
(поз. 1, табл. 18), зенкерования отвер-
стия под палец (поз. 6), фрезерования
радиусной выемки на торце юбки
(поз. 8),-чернового обтачивания юбки
(поз. 10), растачивания технологи-
ческого пояска в юбке (поз. 12), свер-
ления двух технологических отверстий
в бобышках и двух отверстий в днище
(для базирования и передачи вращения
поршню при обработке на оп. 3,
поз. 14), получистового растачивания
камеры сгорания со снятием техно-
логической конусной фаски (поз. 16),
контроля герметичности камеры сго-
рания (поз. 18), сверления шести
маслоотводящих отверстий в головке
(поз. 23, 25, 27). Обработанные пор-
шни с помощью подъемника 5 и лот-
ков через магазины 6 передаются на
две параллельно работающие 18-пози-
ционные АЛ 7, каждая из которых
состоит из пяти двухшпиндельных
вертикальных токарных автоматов, с
верхним расположением шпинделей,
связанных шаговым конвейером. На
каждом автомате обрабатываются по
два поршня. На первом автомате про-
тачивается наружная поверхность не-
резистовой вставки и предварительно
прорезается канавка под поршневое
кольцо (поз. 7). На втором автомате
окончательно прорезается канавка и
обтачивается поверхность головки
(поз. 9). На третьем автомате предва-
рительно обтачивается поверхность
юбки (поз. 11). На четвертом авто-
мате предварительно (поз. 13), а
на пятом автомате — окончательно
(поз. 15) прорезаются две другие ка-
навки под поршневые кольца. При
обработке поршни базируются по под-
пружиненному центру, фиксирующему
поршень по конусной фаске камеры
сгорания, с поджимом его к патрону
торцом днища (от досылателя — снизу
вверх). Для предотвращения проскаль-
зывания при вращении поршня в пат-
роне предусмотрены два выступа, вхо-
дящих в технологические отверстия
на днище поршня. Через подъемник 8
и магазин 9 поршни передаются на се-
мипозиционный автомат 10 для про-
верки надежности сцепляемости не-
резистовой вставки с металлом от-
ливки. С помощью подъемника 11
и лотков через магазин 12 поршни по-
ступают на 17-позиционную АЛ 13
для фрезерования углублений под
головки клапанов последовательно в
три перехода (поз. 7, 9, 11). На этой
линии в конце происходит окончатель-
ное фрезерование радиусной выемки
на торце юбки (поз. 16).
С помощью подъемника 14, лотко-
вой системы 15 с распределительными
устройствами (стрелками) 16, верх-
него цепного конвейера 19 и магази-
нов 17 поршни поступают на один-
надцать двухшпиндельных (семипо-
зиционных) вертикальных автомата 18,
работающих в АЛ параллельно, для
окончательного алмазного обтачива-
ния поверхности юбки по сложному
профилю. Обработанные на автоматах
поршни поступают на нижний цепной
конвейер 20 и через подъемник 21
на лотковую систему со стрелкой 22
и в магазины 23. Поршни передаются
на две параллельно работающие 18-
позиционные АЛ 24, каждая из кото-
рых состоит из четырех двухшпиндель-
ных станков, связанных шаговым кон-
вейером.
На этих линиях проводится: пред-
варительное (поз. 3) и окончательное
(поз. 4) растачивание камеры сгора-
ния, окончательное растачивание
в юбке с двух сторон выточек и сто-
порных канавок в отверстии под па-
лец (поз. 5), алмазное растачивание
в два перехода отверстия под палец
(поз. 11). Обработанные поршни по
лоткам и подъемнику 25 следуют в ма-
шину 26 для первой мойки и затем
через подъемник 27 и магазин 28
в 15-позиционную машину 29 для
взвешивания и подгонки массы порш-
ня (поз. 6), а также для раскатывания
отверстия под палец (поз. 11). Поршни
через подъемник 30, лоток и магазин 31
передаются в 11-позиционную маши-
ну 32 для электрохимического удале-
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛ Я ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕЙ 133
18. Маршрут обработки поршней грузовых автомобилей
на автоматических линиях
Оборудование
Восьмипозиционный ]агрегатный станок с поворотным столом для черновой обра-
ботки наружной 'поверхности головки, юбки, дна и растачивания камеры
сгорания
2 28-позиционная линия для подрезки дна и юбки, растачивания отверстия под
палец, пояска в юбке и камеры сгорания, обработки четырех технологических
и шести маслоотводящих отверстий, фрезерования выемки в юбке
18-позиционная линия для обтачивания наружной поверхности головки и юбки
занижения вставки, прорезки канавок под поршневые кольца
4 Семипозиционный автомат для проверки сцепляемости нерезистовой вставки
в отливке
134
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 18
Оборудование
Поз 7
Поз. 11
Поз 76
5
17-позиционная линия для фрезерования углублений на торце днища под го-
ловки клапанов
6
7
Вид А
Поз. Ь
Семипозиционный автомат для
юбки по сложному профилю
окончательного обтачивания поверхности
18-позиционная линия для окончательного растачивания
отверстия под палец
8
Машина для промывки
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕЙ 135
Продолжсние табл. 18
Машина для промывки и сушки
12 Магазин для стабилизации температуры
Машина для коллоидно-графитового покрытия наружной поверхности юбки
11-позиционный агрегат для обработки днища в размер от оси отверстия под
палец и клеймения
136
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
ния заусенцев в местах перехода об-
работанных поверхностей и далее в ма-
шину 33 для мойки и сушки. Через
подъемник 34 и лоток поршни пере-
даются в термоконстантное помещение
для контроля.
В лотковом накопителе 35 темпе-
ратура поршней стабилизируется: в ав-
томате 36 контролируются диаметры
головки, юбки и отверстия под па-
лец, а также расстояния от оси от-
верстия под палец до днища и откло-
нение от перпендикулярности оси юб-
ки к торцу днища и оси отверстия под
палец. Годные поршни через подъем-
ник 37 и магазин 38 передаются в ма-
шину 39 для коллоидно-графитового
покрытия юбки и далее — на сборку
двигателя. Последней операцией яв-
ляется обработка (подгонка) днища
проволочной щеткой для получения
поршней, разделенных на четыре раз-
мерные группы по расстоянию от
оси отверстия под палец до днища.
После подгонки и контроля на днище
клеймится номер группы. Данная опе-
рация проводится на 11-позиционной
машине, установленной вне АЛ. Ком-
плекс обслуживают 28 наладчиков,
2 оператора и 4 контролера в смену.
Анализ работы АЛ для обработки
поршней показывает, что принятый
технологический процесс, оборудова-
ние и компоновка линий в целом обе-
спечивают заданную производитель-
ность и качество выпускаемых изде-
лий при запроектированном числе
обслуживающего персонала. Однако
при проектировании новых АЛ следует
учесть следующие рекомендации, поз-
воляющие повысить показатели ли-
ний.
При выборе технологических вспо-
могательных баз у поршней диаметром
в основном до 100 мм (бензиновые
двигатели) с вырезанной юбкой (см.
рис. 66, а и б) используют специ-
ально обработанные плоскости при-
ливов бобышек отверстия под палец
и два технологических точно обрабо-
танных отверстия на этих бобышках,
а также центровое отверстие в бобы-
шке днища. У поршней диаметром
ПО—150 мм и выше (дизельные дви-
гатели) со сплошной юбкой вспомо-
гательной базой обычно является тех-
нологический поясок открытого тор-
ца юбки и центровая бобышка (или
отверстие) на днище (с внутренней
стороны). Для угловой ориентации
служат два отверстия, выполненных
на обработанных плоскостях бобышек
отверстия под палец. Использование
указанных технологических баз поз-
воляет обеспечить соосность головки
и юбки, а также перпендикулярность
сторон канавок под поршневые кольца
к оси поршня. В ряде случаев для
поршней с камерой сгорания, распо-
ложенной на днище по оси поршня,
вспомогательной базой является тех-
нологическая конусная фаска на пере-
сечении камеры сгорания с торцом
днища, которая впоследствии удаля-
ется. Необходимая ориентация заго-
товки по оси шпинделя проводится
по утопающему подпружиненному цен-
тру патрона. Данный способ базиро-
вания позволяет фрезеровать радиус-
ную выемку на торце юбки и углубле-
ния под клапаны на днище до оконча-
тельного обтачивания юбки. Однако
ориентация заготовки на разных опе-
рациях по утопающему центру не
всегда обеспечивает требуемые от-
клонения от соосности поверхностей
головки и юбки и биение внутренних
поверхностей канавок головки отно-
сительно оси поршня. Это происхо-
дит в связи с тем, что при установке
на патрон торец днища поршня, кос-
нувшись опор, не всегда позволяет
сдвинуть поршень и установить его
точно по оси шпинделя. Поэтому
установка заготовки по технологи-
ческому пояску открытого торца юбки
предпочтительна, так как более ста-
бильно обеспечивает точность обра-
ботки.
Черновая обработка наружной ци-
линдрической поверхности головки,
юбки и днища поршня на шести-
или восьмипозиционных агрегатных
станках с поворотным столом без вра-
щения деталей предопределяет полу-
чение разностенности стенки юбки
не менее 0,4 мм. В этом отношении
целесообразно осуществлять черновую
обработку на станках с вращением
детали, что может снизить разностен-
ность до 0,1—0,15 мм.
В целях стабильного обеспечения от-
клонения от перпендикулярности тор-
ца днища и торцов канавок под порш-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
137
невые кольца к оси поршня дизель-
ного двигателя и от соосности го-
ловки и юбки окончательное обтачи-
вание головки и юбки с калибровкой
канавок и подрезанием днища необ-
ходимо проводить за один установ
детали на станке.
Использование в АЛ прогрессивных
специальных станков является вполне
оправданным. Для черновой, получи-
стовой и окончательной токарной об-
работки поршней наиболее прогрес-
сивными высокопроизводительными
моделями станков являются: для об-
работки поршней диаметром до 100 мм—
шестишпиндельные вертикальные ро-
торные автоматы, а для обработки
поршней диаметром 100—150 мм и
более — двухшпиндельные верти-
кальные автоматы. Верхнее распо-
ложение шпинделей у этих автоматов
позволяет максимально упростить за-
грузку и выгрузку поршней и создать
благоприятные условия для защиты
базирующих элементов, особенно от
мелкой стружки, что в целом способ-
ствует сокращению вспомогательного
времени и общих простоев.
Компоновка многопозиционной АЛ
с жесткой транспортной связью для
выполнения многих операций (на-
пример, в комплексе АЛ для обработки
поршней грузовых автомобилей) при-
водит к значительным наложенным
простоям при смене инструмента на
одной позиции. Целесообразно боль-
шие АЛ разбивать на отдельные уча-
стки с организацией между ними меж-
операционных заделов в магазинах.
Применение гравитационного спо-
соба перемещения поршней на финиш-
ных операциях приводит к образова-
нию на наружных поверхностях за-
боин. Поэтому на линиях после окон-
чательной обработки головки и юбки
следует отказаться от транспортных
устройств и магазинов гравитацион-
ного типа, а использовать для пере-
мещения поршней приводные роли-
ковые конвейеры, приспособления-
спутники и кассетные магазины.
В процессе обработки целесообра-
зно поршни перемещать в основном на
днище юбкой, обращенной вверх. При
таком расположении поршня созда-
ются наиболее благоприятные усло-
вия для транспортирования, а также
для автоматической загрузки порш-
ней в станки и выгрузки их после об-
работки.
9. ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ
Линии для обработки штоков. Для
механической обработки штоков гидро-
цилиндров создано несколько перена-
лаживаемых систем автоматических ли-
ний. Штоки гидроцилиндров с диа-
метрами 28, 40, 50 и 63 мм имеют
длину 317—1263 мм. Форма штоков
всех диаметров и длин идентичная.
Концы штоков гидроцилиндров одного
диаметра выполнены одинаковыми.
Требования к параметрам шерохова-
тости поверхностей, геометрической и
размерной точности также аналоги-
чны (рис. 75). Заготовки штока вы-
полняют из прутка путем разрубки
на прессе в определенный размер;
материал — сталь 45 (ГОСТ 1050—74)
твердостью НВ 229. На краях наруж-
ной поверхности заготовок допуска-
ется след от разрубки длиной 30 мм,
глубиной не более 3 мм и скол по
торцам глубиной до 3 мм. Общее число
обрабатываемых деталей всех типораз-
меров — 21. Одна система автомати-
ческих линий для обработки деталей
всех типоразмеров технически и эко-
номически нецелесообразна вследствие:
необходимости создания сложной
транспортно-загрузочной системы
для передачи различных по длине и
диаметру штоков от одной группы ав-
томатов к другой, параллельных
и перекрещивающихся транспортных
связей, сложной системы распределе-
ния обрабатываемых деталей по не-
скольким автоматам, выполняющим
одну операцию;
сложности и большого объема пере-
наладки автоматов, так как требуется
не только перестановка инструмен-
тальных наладок и механизмов, но
и смена инструментальных наладок и
приспособлений для зажима обрабаты-
ваемых деталей;
сложности и увеличения объема
переналадки транспортно-загрузоч-
ных устройств цз-за необходимости
138
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 76. Схемы предварительной обработки
штоков гидроцилиндров
Рис. 75. Заготовки и обработанные штоки
гидроцилиндров
замены захватных устройств и регу-
лирования большого числа транспорт-
ных средств;
увеличения (в несколько раз) ча-
стоты переналадки оборудования и
времени на переналадку, что снижает
полезный годовой фонд времени ра-
боты оборудования;
снижения коэффициента использо-
вания оборудования из-за увеличения
наложенных простоев и неиспользо-
вания части оборудования при обра-
ботке некоторых штоков;
усложнения системы управления ав-
томатическими линиями и организа-
ции работ для обслуживания автома-
тических линий при эксплуатации,
включая организацию работ по пере-
наладке;
усложнения организации и проведе-
ния ремонта оборудования.
Технически и экономически целесо-
образно создать несколько систем ав-
томатических линий, объединив в груп-
пу детали (штоки с одинаковым диа-
метром), обрабатываемые в одной си-
стеме автоматических линий. Учиты-
вая, что у штоков одного диаметра при
разной длине одинаковые размеры и
форма присоединительных поверхно-
стей, для обработки штоков с диамет-
рами 28, 40, 50 и 63 мм созданы само-
стоятельные переналаживаемые авто-
матические линии. Такое разделение
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ НОМПЛ ЕКСНЫЕ ЛИНИИ
139
19. Технические характеристики оборудования переналаживаемых автоматических линий
для обработки штоков гидроцилиндров
Параметр Модели станков
КЛ70 ЕМ473 КЛИЗ К Л 79 МЕ297С2 ХШ-1
Размеры обрабатываемых деталей, мм: диаметр 20—200 22—250 20— 200 20— 200 20—80 16—70
длина 170 — 300— 170 — 170 — 300— 280—
2000 1400 2000 2000 1 270 1 300
Частота вращения шпин- 140 — 125 — 112 180— 1 100 1 340
деля, об/мин Число шпинделей 1400 2 1250 1 2 250 2 2 1
Установленная мощность, 27,87 22 17 17 39 23,7
кВт Габариты, мм: длина 4000 2792 3500 3500 2 975 5 640
ширина 2400 1450 1425 1425 3 220 2 800
высота 2040 2060 1520 1520 2 155 2 600
Масса, кг 6000 4800 6000 6000 12 000 10 200
штоков позволило: создать типовой
технологический процесс с оптималь-
ным числом оборудования; свести к ми-
нимуму время и объем переналадки
оборудования и транспортных уст-
ройств; сократить частоту' перенала-
док; повысить коэффициент исполь-
зования оборудования; упростить
транспортную систему; упростить си-
стему управления автоматическими
линиями; упростить обслуживание ав-
томатических линий при эксплуатации,
организацию и проведение ремонта обо-
рудования (при ремонте одной системы
остальные работают); получить наи-
больший экономический эффект.
Технологический процесс механи-
ческой обработки штоков гидроци-
линдров одинаков во всех системах
переналаживаемых автоматических
линий для штоков всех типоразмеров.
Разработанный технологический про-
цесс обеспечивает обработку штоков
в соответствии с заданными чертежом
размерами и техническими требовани-
ями и может быть использован для
обработки аналогичных деталей с вне-
сением необходимых изменений в на-
ладку автоматов и транспортные уст-
ройства. Технические характеристики
оборудования переналаживаемых АЛ
приведены в табл. T9. На рис. 76
даны схемы обработки штоков диа-
метром 40 мм и длиной 390—690 мм,
осуществленные на автоматической ли-
нии МЕ774ЛО.
Центровально-подрезная операция
01 выполняется на специальном дву-
стороннем двухшпиндельном гори-
зонтальном центровально-подрезном
автомате КЛ70. Обрабатываемая де-
таль базируется по наружной цилинд-
рической поверхности и зажимается
в самоцентрирующихся тисках. При-
вод тисков электромеханический. Ин-
струмент — центровые сверла из
быстрорежущей стали и резцовые го-
ловки, оснащенные пластинами из
твердого сплава Т5К10. Сверление
центровых отверстий и подрезание тор-
цов осуществляются одновременно с
двух сторон.
Токарная операция 03 выполняется
на специальном многорезцовом гидро-
копировальном горизонтальном токар-
ном автомате ЕМ473-8Л03Н2. Обра-
батываемая деталь базируется в цент-
рах; передний центр плавающий, вра-
щение обрабатываемой детали осу-
ществляется специальным патроном.
Инструмент — резцы с неперетачи-
ваемыми пластинками (ГОСТ 19062—80
и ГОСТ 19052—80) из твердого сплава
Т5К10. Токарная обработка прово-
дится с трех суппортов по заданному
циклу. Цикл работы левого копиро-
вального суппорта Г. ускоренный под-
вод каретки и суппорта, обтачивание
146
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 77. Схемы окончательной обработки
штоков гидроцилиндров
поверхности П до диаметра 36 мм на
длине 28 мм, ускоренный отвод и под-
вод суппорта, ускоренный подвод ка-
ретки, обтачивание части поверхности
Р до размера 41,2_0j15 мм, быстрый
отвод суппорта. Цикл работы правого
копировального суппорта 2: ускорен-
ный подвод суппорта; обтачивание
поверхности П до диаметра 31 мм,
поверхности Н до диаметра 39_0>2 мм;
протачивание фасок и канавки; об-
тачивание части поверхности Р (для
деталей длиной 390 и 440 мм поверх-
ность Р обрабатывается только одним
левым суппортом). Цикл работы кре-
стового суппорта 3\ быстрый подвод,
обтачивание поверхности П начисто
до диаметра 28,7_0,07 мм, быстрый
отвод. Время работы правого и кре-
стового суппортов совмещено с вре-
менем работы левого суппорта. На
рис. 76 быстрые подводы и отводы
суппортов на операциях 03 и 05 изо-
бражены штриховыми линиями, а ра-
бочие ходы суппортов — сплошными
линиями.
Токарная операция 05 выпол-
няется на токарном автомате
мод. ЕМ473-8ЛО5Н2 аналогично опе-
рации 03. Обрабатывается поршневая
часть штока и необработанная часть
поверхности Р. Левый суппорт 4,
правый суппорт 5 и крестовый суп-
порт 6 работают по тому же циклу,что
и соответствующие суппорты на опе-
рации 03 с изменением длины хода
и копировальных устройств.
Резьбонакатная операция 06 вы-
полняется на специальном двусто-
роннем горизонтальном резьбонакат-
ном автомате КЛИЗ. Обрабатываемая
деталь базируется по наружной ци-
линдрической поверхности одного из
торцов и зажимается в самоцентри-
рующихся тисках. Инструмент —
специальные резьбонакатные голов-
ки 7'. Накатные головки установлены
на шпинделях силовых головок.
Фрезерная операция 07 выполняет-
ся на специальном двустороннем двух-
шпиндельном горизонтально-фрезер-
ном автомате КЛ79. Обрабатываемая
деталь базируется по наружной ци-
линдрической поверхности и в осе-
вом направлении — по одному из тор-
цов. Инструмент для обработки паза—
— полукруглая фреза 8 (2262-0054,
ГОСТ 9305—69) из быстрорежущей ста-
ли и для обработки лысок — набор 9
из двух фрез (2245-0017 и 2245—0018,
ГОСТ 6469—69), оснащенных пла-
стинами из твердого сплава Т15К6.
Обработка на операциях 01, 03,
05, 06, 07 ведется со смазочно-охла-
ждающей жидкостью — 5—10 %-ный
водный раствор эмульсола Укринол-1.
Степень очистки СОЖ от механиче-
ских примесей — не ниже 0,1 %.
Контроль качества и анализ химиче-
ского состава смазочно-охлаждающей
жидкости должны осуществляться еже-
дневно. СОЖ подается из централи-
зованной циркуляционной системы.
Дальнейшая обработка проводится
на автоматической линии МЕ775ЛО
по схемам обработки, показанным на
рис. 77.
Шлифовальные операции 09, 11,
13 выполняются на специальных бес-
центрово-шлифовальных автоматах
МЕ297С2 методом «напроход». Бази-
рование детали по наружной цилиндри-
ческой поверхности — на ноже и ве-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
141
дущем круге. Ведущий круг наклонен
относительно ножа на угол осв,к для
создания осевой подачи обрабатывае-
мой детали. Транспортным устрой-
ством, подающим детали в зону обра-
ботки, обеспечивается разрыв между
деталями около 100 мм. При прохож-
дении детали в зоне шлифовального
круга проводится черновое (до раз-
мера 4О,8_о>1 мм, параметры шерохо-
ватости Ra’= 2,5 мкм), получистовое
(до размера 40,55_0>05 мм, параметры
шероховатости Ra ’= 1,25 мкм, от-
клонение от прямолинейности поверх-
ности 0,08 мм) и чистовое (до размера
4О,3_о,оз мм; параметр шероховатости
Ra = 0,63 мкм, отклонение от пря-
молинейности поверхности 0,07 мм)
шлифование. Правка шлифовального
и ведущего кругов осуществляется
периодически алмазами в оправе
3908-0209. Шлифовальные круги при
черновом и получистовом шлифовании
ПП600Х 200X305 24А40СМ16К5, при
чистовом — ПП600Х 200Х 305
24А25СМ16К5 (в наборе из двух штук).
Ведущие круги ПП400Х200Х 225
(1 шт.) и ПП400Х 150Х 225 (2 шт.),
16А16ТВ (в наборе из трех штук).
Один набор шлифовальных кругов
в процессе резания обрабатывает около
30 000 деталей и изнашивается до
минимально допустимого диаметра
340 мм. Правка шлифовального круга
после обработки 80—120 деталей оп-
ределяется окончательно при эксплу-
атации автомата.
Токарная операция 17 выполняется
па специальном токарном многорез-
цовом автомате ЕМ473-8Л17Н2. Обра-
батываемая деталь базируется и за-
жимается в двух цангах по наружной
цилиндрической поверхности и в осе-
вом направлении — по торцу. Проре-
зание канавок с одновременным под-
резанием торца ведется с поперечного
суппорта двумя поперечными резцами
из быстрорежущей стали Р18.
Шлифовальная операция 19 выпол-
няется на специальном круглошлифо-
вальном автомате ХШ-1-67НЗ. Обра-
батываемая деталь базируется в па-
троне и жестком люнете по поверх-
ности, прошлифованной на опера-
ции 13, и в осевом направлении —
по торцу. При шлифовании обеспечи-
вается диаметр 32_0j062 мм с биением
относительно базы 0,07 мм. Шлифова-
ние ведется врезанием вначале на
черновой, а затем на чистовой подаче.
Подвод шлифовального круга к обра-
батываемой детали происходит на фор-
сированной подаче. Шлифовальный
круг — ПП750Х 50X305
24А40СМ16К5.Правка круга осущест-
вляется алмазом в оправе 3908-0266
(ГОСТ 22908—78) после шлифования
десяти деталей. В процессе шлифова-
ния круг изнашивается до минимума
допустимого диаметра 61 мм после
обработки 2060 деталей.
Шлифовальная операция 21 выпол-
няется на специальном бесцентрово-
шлифовальном автомате МЕ297С2
аналогично операции 13. Операция
обеспечивает диаметр 4OZo’os мм>
параметр шероховатости поверхности
Ra = 0,63 мкм, отклонение от пря-
молинейности поверхности 0,07 мм.
Для всех шлифовальных операций
в качестве смазочно-охлаждающей жид-
кости используется 2—3%-ный водный
раствор Укринол-1, подаваемый из
централизованной циркуляционной си-
стемы со степенью очистки 0,03%.
Моечная операция 23 выполняется
на специальном моечном автомате.
Обрабатываемая деталь перемещается
приводными роликами и подвергается
обмыву струями раствора, подаваемого
насосом из специального бака через
спрейерные установки. В качестве
моющего раствора применен водный
раствор Олинол (можно применять
и другие растворы). Операция пред-
назначена для удаления с поверхности
штоков шлама перед операцией об-
катки.
Операция 25 — обкатка поверхности
диаметром 40 мм на специальном
автомате МЕ775Р10. Обкатка осуще-
ствляется методом «напроход» тремя
роликами, равномерно расположенны-
ми по окружности. Сила обкатки
создается специальным нажимным ко-
нусом, прижимающим ролики к де-
тали. Необходимая осевая подача об-
рабатываемой детали обеспечивается
поворотом роликов на определенный
угол относительно оси детали. Обкатка
ведется с применением специальной
смазочно-охлаждающей жидкости. Па-
раметр шероховатости поверхности
142
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
20. Режимы резания в переналаживаемой автоматической линии
обработки штоков гидроцилиндров
№ операции Наименование операции Модель автомата Скорость резания, м/мин (м/с) Подача, мм/об (мм/мин) Время операции, с
01 Центровально-подрезная: сверлить центровые отверстия подрезать торцы КЛ70 21 55 0,05 (40) 0,05 (20) 69,5
03 (05) Токарная: начерно начисто ЕМ473 1 13 73 0,35 (280) 0,3 (240) 77,6—89,1
06 Резьбонакатная КЛИЗ 9,8 2 (224) 42
07 Фрезерная: лысок паза КЛ79 157 35 0,06 (204) 0,05 (108) 38,3
09 Ш л ифов аль н ая: МЕ297С2 (35) (1300) 41 — 54,9
11 черновая получистовая (35) (1350) 39,5—52,9
13 чистовая (35) (1400) 38,1 — 51
17 Токарная: подрезать торец и про- точить канавки ЕМ473 •64 0,06 (30) 40
19 Шлифовальная шейки: на черновой подаче на чистовой подаче ХШ-1 (50) (50) (0,8) (0,2) 71,1
21 Шлифовальная, оконча- тельная МЕ297С2 (35) (1300) 41 — 54,9
25 Обкатная МЕ775Р10 198 (2500) 15,8—23
после обкатки Ra = 0,32 мкм. Режи-
мы резания, применяемые в автомати-
ческих линиях для обработки штоков,
приведены в табл. 20.
Структурная схема переналаживае-
мых автоматических линий для меха-
нической обработки штоков гидроци-
линдров принципиально одинакова со
структурной схемой непереналажива-
емых автоматических линий. Автоматы
в автоматической линии расположены
в порядке выполнения технологиче-
ских операций, а вдоль линии автома-
тов размещен продольный конвейер
для перемещения штоков от автоматов
к автоматам. Конвейер одновременно
является накопителем штоков для
создания межоперационного задела.
На рис. 78 показана схема перемеще-
ния штоков по конвейеру и загрузки
их в станок. Продольный конвейер 12
состоит из верхнего 9 и нижнего 11
роликовых путей, расположенных друг
над другом, образующих ходовую
часть. По верхнему 9 роликовому пути
перемещаются спутники (плитки) 8
с обрабатываемыми штоками 6, а
по нижнему 11 роликовому пути
спутники 8 без штоков возвраща-
ются в зону загрузки. Спутники вы-
полнены в виде плиток с двумя при-
крепленными к плиткам призмами 7,
в которых установлены штоки. Тран-
спортирование спутников со штоками
диаметрами 50 и 63 мм проводится
роликами, расположенными с шагом
114,3 мм, а спутников со штоками ди-
аметрами 28 и 40 мм — с шагом 82,5 мм.
Конвейер оснащен электромеханиче-
ским приводом валиков, на которых
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
143
Рис. 78. Схемы перемещения штоков гидро-
цилиндров по конвейеру и загрузки в станок
надеты ролики, отсекателями для ос-
тановки спутников и их выдачи по
командам от автоматов, устройствами
для контроля наличия спутников и
обрабатываемых деталей. Ролики 9
свободно надеты на приводные вали-
ки 10 и приводятся в движение вслед-
ствие сил трения между роликом и ва-
ликом. Спутники перемещаются по
роликовому пути при вращении ро-
ликов, на которые они опираются.
Таким образом возможна остановка
спутника в любом месте конвейера
без выключения привода валиков. Оста-
новка спутников в необходимых мес-
тах и пропуск их по одному осущест-
вляется отсекателями и происходит
при подаче соответствующего сигнала
от одного из автоматов. Распределение
заданной номенклатуры штоков по
признаку обработки штоков одного
диаметра в одной системе автоматиче-
ских линий в сочетании с перемещением
штоков в спутниках позволило изба-
виться от необходимости переналадки
транспортной системы для перемеще-
ния штоков от автомата к автомату.
Перенос штоков с призм 7 спутника
в автомат 3 и обработанного штока из
автомата 3 на призмы 7 спутника вы-
полняется загрузочным механизмом 13
портального манипулятора. Порталь-
ный манипулятор имеет две стойки
5, на которых закреплена траверса 4
с направляющими, по которым пере-
мещается каретка 14, несущая два
144
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
загрузочных механизма 13 е захва-
тами 15 для переноса штоков. Один
захват служит для переноса заготовок
штока от конвейера к автомату, вто-
рой — для переноса обработанного на
этом автомате штока к конвейеру и
установки штока на призмы спутника.
Захват штока 2 максимальной длины
и штока 1 минимальной длины осуще-
ствляется в одном месте относительно
станка, т. е. загрузочный механизм
не требует регулирования при пере-
ходе на обработку другого штока.
Длину траверсы портала и высоту ее
установки выбирают с учетом обеспе-
чения загрузки-выгрузки конкретного
автомата и обеспечения нормального
обслуживания автомата при эксплу-
атации автоматической линии с соблю-
дением правил техники безопасности.
Каретка перемещается по траверсе от
электромеханического привода, а за-
хваты — гидроцилиндрами.
На рис. 79 представлена структур-
ная схема системы переналаживае-
мых автоматических линий МЕ774ЛО
и МЕ775ЛО для обработки штоков
диаметром 40 мм, длиной 390, 440,
510, 590, 690 мм. Электрошкафы, ги-
дростанции и переходные мостики че-
рез продольный конвейер не показаны.
Номера технологических операций ука-
заны в скобках, стрелками указано
направление движения штоков в ав-
томатической линии. В начале про-
дольного конвейера 3 расположена
станция 2 подъема спутника, осущест-
вляющая передачу спутника 1 с ни-
жнего яруса на верхний ярус роликов
конвейера с помощью платформы под
воздействием пневмоцилиндра. Здесь
заготовки штока загружаются на при-
змы спутника, поднятого с нижнего
яруса. После загрузки спутник начи-
нает движение по верхнему ролико-
вому пути, а подвижная платформа
подъемной станции 2 опускается для
подъема следующего спутника. Спут-
ник перемещается до отсекателя 4,
у которого останавливается в ожидании
вызова от одного из двух, центроваль-
но-фрезерных автоматов 6. Постепен-
но верхний роликовый путь заполня-
ется спутниками, накапливая штоки
перед выполнением каждой операции.
В целях обеспечения нормальной
работы автоматической линии и с уче-
том того, что конвейер одновременно
является подводящим и отводящим,
задел создается перед первым автома-
том, обеспечивая работу двух парал-
лельно работающих автоматов. После
поступления команды на подвод спут-
ника к портальному манипулятору 5
одного из центровально-фрезерных ав-
томатов 6 спутник перемещается на по-
зицию под портальный манипулятор и
останавливается отсекателем. Заго-
товка штока поднимается захватом за-
гружателя, а на ее место укладыва-
ется обработанный шток; отсекатель
освобождает путь спутнику, и спут-
ник перемещается к следующей паре
токарных автоматов 7, которые обслу-
живают портальные манипуляторы 8.
После токарной обработки одного кон-
ца штока портальный манипулятор
переносит шток на спутник, и спутник
перемещается продольным конвей-
ером на станцию 9 поворота, у кото-
рого он останавливается. Поворотная
станция поднимает спутник со штоком и
поворачивает его на 180° для обработки
второго конца штока на токарных ав-
томатах 10. В автоматы 10 штоки за-
гружает портальный манипулятор 11.
Аналогично с помощью портального
манипулятора 13 шток подается на
резьбонакатный автомат 12, а с по-
мощью портального манипулятора
15 — на фрезерный автомат 14. После
обработки на автоматической линии
МЕ774ЛО штоки перемещаются к пор-
тальному манипулятору 16\ спутник
останавливается отсекателем, и зах-
ватом загружателя портального ма-
нипулятора шток снимается с при-
змы спутника. Освобожденный от што-
ка спутник перемещается на станцию
17 опускания. С помощью платформы
и гидроцилиндра спутник опускается
на нижний ярус приводных роликов
и возвращается по ним к началу
автоматической линии для подъема
на верхний ярус и загрузки в него
новой заготовки штока.
Портальный манипулятор 16, ос-
нащенный одним устройством захвата,
перемещает шток к автоматической
линии МЕ775ЛО к конвейеру 19\
при этом манипулятор поворачивает
шток на 90° для придания ему про-
дольного положения вдоль трассы
перемещения, необходимого для об-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
145
Рис. 79. Структурная схема системы переналаживаемых автоматических линий МЕ77 4ЛО
и МЕ775ЛО для обработки штоков диаметром 40 мм
работки на бесцентрово-шлифоваль-
ных автоматах. Если роликовый кон-
вейер 19 не может принять шток вслед-
ствие его занятости другими, ранее
загруженными штоками, то порталь-
ный манипулятор переносит шток к ма-
газину 18, оставляет в нем шток, и
каретка с захватом возвращается к про-
дольному конвейеру для переноса сле-
дующего поступившего штока. Мага-
зин 18 имеет конвейер, переносящий
штоки на один шаг при их поступле-
нии, т. е. работает на прием штоков
при остановках шлифовальных авто-
146
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
матов. При остановках автоматической
линии МЕ774 и непоступлении што-
ков с продольного конвейера 3 мага-
зин начинает перемещать штоки в про-
тивоположном направлении, выдавая
их на позицию загрузки; с помощью
захватов портальный манипулятор пе-
реносит штоки к конвейеру 19, т. е.
магазин работает на выдачу штоков.
Поступивший на конвейер 19 шток
приводными роликами со скоростью
6 м/мин перемещается вперед; у кон-
ца конвейера шток останавливается и
перегружается на подводящий кон-
вейер 20. Конвейер 20 оснащен при-
водными роликами, на которых шток
перемещается со скоростью рабочей
подачи 1300 мм/мин в зону первого
чернового бесцентрово-шлифовального
автомата 21. После обработки шток
попадает на отводящий конвейер 22
и перегружается на подводящий кон-
вейер получистового бесцентрово-
шлифовального автомата 23', далее
шток обрабатывается на чистовом бес-
центрово-шлифовальном автомате 24.
Скорость подачи подводящих конвей-
еров повышается, и у автомата 23
она составляет 1350 об/мин, а у авто-
мата 24 — 1400 об/мин, с тем чтобы
исключить воздействие одного штока
на другой. После шлифования на авто-
мате 24 штоки подаются на позицию
захвата манипулятором 26. Загрузоч-
ное устройство портального манипуля-
тора 26 переносит шток к продольному
конвейеру 27 (если конвейер 27 занят
другими штоками, то шток загружа-
ется в магазин-накопитель 25), пред-
варительно повернув шток на 180°,
и укладывает шток на призмы спут-
ника, находящегося на позиции за-
грузки. Спутник со штоком начинает
перемещаться по продольному кон-
вейеру 27. Шток последовательно по-
ступает на обработку с помощью пор-
тального манипулятора 28 на токар-
ный автомат 29, а с помощью порталь-
ного манипулятора 30 — на кругло-
шлифовальный автомат 31. Шток, об-
работанный на круглошлифовальном
автомате, поступает на позицию раз-
грузки под портальный манипулятор 32
и переносится загружателем порталь-
ного манипулятора на конвейер 33
с предварительным поворотом на 180°.
Если подводящий конвейер 34 занят
другими штоками, то загружатель
портального манипулятора переносит
шток в магазин-накопитель 35, анало-
гичный магазину 18. После оконча-
тельного шлифования на бесцентрово-
шлифовальном автомате 36 шток отво-
дящим конвейером 37 передается в мо-
ечную машину 38 проходного типа.
После промывки от шлама шток, не
останавливаясь, перемещается при-
водными роликами в автомат 39 для
накатывания, а затем роликовым тран-
спортером передается в магазин 40,
в котором накапливаются окончательно
обработанные штоки. Из магазина 40
штоки периодически снимает оператор.
Структурная схема других перена-
лаживаемых автоматических линий для
обработки штоков диаметрами 50 и
63 мм отличается только меньшим чис-
лом станков на операциях 01 и 19
в связи с другой программой выпуска.
Переналадка автоматов в автомати-
ческих линиях сводится к перемеще-
нию зажимных приспособлений и суп-
портов в необходимое положение для
установки и обработки штока опреде-
ленной длины на конкретном станке.
Переналаживаются станки, выполня-
ющие операции 01, 03, 05, 06, 07,
17 и 19. На остальных операциях
переналадка не требуется, так как
в одной автоматической линии обра-
батываются штоки одного диаметра;
на операциях 09, 11, 13, 21, 25 поверх-
ности наибольшего диаметра штока
обрабатываются напроход. Перена-
ладка осуществляется в наладочном
режиме работы автоматов.
Центровально-фрезерный (операция
01), резьбонакатный (операция 06)
и фрезерный (операция 07) автоматы
переналаживаются в следующем по-
рядке. При нажатии на пульте управ-
ления на кнопку «Головки назад»
каретки с инструментом отводятся
в исходное положение и закрепляются
путем затяжки винтов. Винты фикса-
ции тисок ослабляются и при нажатии
кнопок «Вперед левая головка» и
«Вперед правая головка» тиски пере-
мещаются на необходимый размер для
данного штока с контролем по линей-
ке относительно оси автомата. Фикси-
рующие винты тисок закрепляются,
а винты на каретках ослабляются.
При нажатии кнопок каретки переме-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
147
21. Технические характеристики переналаживаемых автоматических линий
для обработки штоков гидроцилиндров
Параметр МЕ772 МЕ773 МЕ774 1 МЕ775 МЕ780 МЕ781
Размеры обрабатываемой детали, мм:
диаметр 32 (см. 28 (см. 45 (см. 40 (см. 68 (см. 63 (см.
рис. рис. рис. рис. рис. рис.
75, а) 75, б) 75, в) 75, г) 75, д) 75, е)
длина 325— 317 — 398— 390— 771 — 763 —
Число обрабатываемых дета- лей, шт. Масса обрабатываемых дета- 485 4 477 698 5 690 1271 1263 4
2,05— 1,5-2,3 4,99 — 3,77 — 21,95— 17,6 —
лей, кг 3,26 8,74 6,82 36,9 30,6
Среднечасовая производи- тельность, шт/ч 56 54 56 54 28 27
Число установленного обо- рудования, шт. в том числе: 17 31 17 31 15 29
технологического 8 9 8 9 ' 7 8
транспортного 9 22 9 22 8 21
Масса оборудования, т 50 100 50 100 58 90
Установленная мощность, кВт 230 400 230 400 200 360
Расход СОЖ, л/мин Габариты, м: 900 1700 900 1700 800 1500
длина 36,2 53,2 36,2 53,2 33,5 48,7
ширина 8,3 9,0 8,3 9,0 8,8 10
высота 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8
Число производственных рабочих в смену 6 4 6 4 5 4
щаются в новое исходное положение,
соответствующее длине обрабатывае-
мого штока. Правильность перена-
ладки целесообразно проверять по
эталонной детали в наладочном ре-
жиме. Время переналадки одного ав-
томата не более 60 мин.
Переналадка токарных автоматов
сводится только к перемещению упо-
ров управления, копировальной карет-
ки и задней бабки на длину, необхо-
димую для обработки каждого
штока.
Переналадка круглошлифовального
автомата (операция 19) на шлифова-
ние штока другой длины проводится
в следующем порядке: с помощью
соответствующих кнопок на пульте
управления вначале пиноль передней
бабки, а затем пиноль задней бабки
отводятся в исходное положение. Лю-
нет, находящийся со стороны передней
бабки, перемещается в такое положе-
ние, чтобы губками пинолей люнетов
можно было зажать новый шток на
расстоянии 2—3 мм от торцов его
базы. На призмы люнетов укладыва-
ется обрабатываемый шток и зажима-
ется пинолями. С помощью кнопки
пиноль передней бабки перемещается
в крайнее переднее положение; перед-
няя бабка передвигается в сторону
задней бабки таким образом, чтобы
патрон кулачками мог зажать обраба-
тываемую деталь. С помощью кнопки
подводится пиноль задней бабки; пи-
ноли люнетов отводятся в исходное
положение. С помощью кнопок в ра-
бочую зону вводится щуп прибора
осевой ориентации для проверки пра-
вильности его работы. Осуществля-
ется осевая ориентация обрабатывае-
мой детали и, при необходимости,
ориентация штока относительно шли-
фовального круга. При перемещении
стола щуп отводится в исходное поло-
жение. Обрабатываемая деталь зажи-
мается в люнетах, и в наладочном ре-
жиме проводится пробное шлифование.
Стол автомата закрепляется. Соответ-
ственно обрабатываемой детали уста-
навливается продольный ход загружа-
теля портального манипулятора.
Технические характеристики пе-
реналаживаемых автоматических ли-
ний приведены в табл. 21.
148
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Линии для обработки колец под-
шипников. Для шлифования колец
подшипников создано несколько пере-
налаживаемых автоматических ли-
ний, по структурной схеме аналогич-
ных непереналаживаемым автоматиче-
ским линиям. Создание перенелажива-
емых линий вызвано недостаточной
программой выпуска подшипников од-
ного типа для оптимальной загрузки
оборудования автоматической линии.
Возможность объединения группы
колец для обработки на одной пере-
налаживаемой автоматической линии
обусловливалась близостью размеров,
геометрических форм и технических
требований к требованиям обрабаты-
ваемых колец. При этом учитывался
объем, частота переналадок оборудо-
вания и условия компоновки автомати-
ческой линии транспортно-загрузоч-
ными устройствами. Дополнительное
введение бункеров и магазинов для
хранения и накопления колец различ-
ных типов и применение многоручье-
вых подъемников, хотя и удорожает
первоначальную стоимость автомати-
ческой линии, в процессе эксплуатации
окупается и обеспечивает экономиче-
ский эффект в результате экономии
времени переналадок и увеличения
времени использования оборудования.
В переналаживаемых автоматических
линиях для обработки колец подшип-
ников выполняется в основном от двух
до пяти операций, осуществляемых,
как правило, напроход. В начале та-
кой автоматической линии устанавли-
вается один или несколько бункеров
для засыпки в них произвольно колец
после термической обработки вне ав-
томатической линии. Между различ-
ными операциями и в конце автомати-
ческой линии устанавливаются мага-
зины для накопления колец одного
типа в ориентированном положении
в каждом магазине. Кольца могут
выдаваться из автоматической линии
в специальную цеховую тару или
в ориентированном виде — в кассеты;
лотковая система может быть подсоеди-
нена к другим переналаживаемым или
непереналаживаемым автоматическим
линиям для дальнейшей обработки
колец в них. Режимы резания, техно-
логический процесс и оборудование,
используемое в переналаживаемых ав-
томатических линиях, аналогичны при-
меняемым в непереналаживаемых ав-
томатических линиях для механиче-
ской обработки колец.
В переналаживаемой автоматической
линии МЕ856ЛО обрабатываются на-
ружные кольца подшипников 7206А
и 7506А с наружным диаметром 62 мм,
шириной 14 и 17 мм. Выполняемые
операции: черновое и чистовое шлифо-
вание торцов на двусторонних торце-
шлифовальных автоматах 3344АЕ, ос-
нащенных наладками 3344АЕО. 195 и
3344АЕО. 196, черновое, получистовое
и чистовое шлифование наружного
диаметра на бесцентрово-шлифоваль-
ном автомате Л297С2, оснащенном
наладками Л297С1.02.000.00-02 и
Л297С1.02.000.00-03. На автомате
3344АЕ переналадка минимальная и
сводится только к установке одного
шлифовального круга и направляющей
щеки на заданный размер кольца,
а на автомате мод. Л297С2 переналадка
не требуется, так как обрабатываемые
кольца имеют одинаковый диаметр.
Транспортная система не перенала-
живается, так как каждое кольцо
транспортируется по своему лотку
или одному из двух каналов подъем-
ника. Магазины-накопители индиви-
дуальные для каждого кольца. При
переходе на обработку другого кольца
подключается соответствующий лоток,
соединяющий магазин-накопитель
с подъемником. В начале автоматиче-
ской линии одно из колец загружа-
ется в один траковый бункер. После
обработки на автоматической линии
кольца выдаются из магазинов-на-
копителей через подъемник в специаль-
ную тару или на следующую автомати-
ческую линию.
Для колец подшипников созданы и
другие переналаживаемые автомати-
ческие линии, в том числе для обра-
ботки двух конических колец — пере-
налаживаемая автоматическая линия
МЕ857 (табл. 22).
В переналаживаемой автоматиче-
ской линии МЕ761ЛО обрабатывается
три типа колец шариковых подшип-
ников 6-180508, 6-180308, 6-150308.
Выполняемые операции: черновое и
чистовое шлифование торцов одновре-
менно наружного и внутреннего ко-
лец подшипника одного типа на дву-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
149
22. Технические характеристики переналаживаемых автоматических линий
для обработки колец подшипников
1 Параметр 1 МЕ761ЛО МЕ856ЛО МЕ857ЛО
Размеры обрабатываемых деталей, мм: диаметр ширина Число обрабатываемых деталей, шт. Действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч Годовой выпуск, тыс. шт. Среднечасовая производительность, шт/ч Число установленного оборудования, шт.: технологического транспортного Масса оборудования, т Установленная мощность, кВт Расход СОЖ, л/мин Расход сжатого воздуха, м3/ч Габариты, м: длина ширина высота Число производственных рабочих в сме- ну 52,4—90 23 6 3443 4650 1350 5 19 118 303 2700 40 20,6 14 4,5 4 62 14— 17 2 3492 2470 728 5 15 69,3 291,4 1550 45 21,1 10,8 4,5 3 72 15—19 2 3492 1610 461 5 15 69,3 291,4 1550 45 21,1 10,8 4,5 3
сторонних торцешлифовальных авто-
матах мод. 3344АЕ, оснащенных на-
ладками 3344АЕ.171 и 3344АЕ.172;
черновое и чистовое шлифование на-
ружных колец на бесцентрово-шлифо-
вальных автоматах мод. Л297С2, осна-
щенных наладками Л297С1.02.000.00-02
и Л297С1.02.000.00-02. Ширина колец,
обрабатываемых на автоматической ли-
нии, 23 мм. Диаметры наружных ко-
лец 80 и 90 мм; диаметры внутренних
колец 52,4 и 56 мм. На торцешлифо-
вальных автоматах мод. 3344АЕ при
обработке внутреннее кольцо находит-
ся в отверстии наружного кольца.
При переналадке на обработку комп-
лекта из двух колец с одного диаметра
наружного кольца на другой регули-
руется зазор между направляющими
линейками, образующими трассу сле-
дования колец между шлифовальными
кругами. Бесцентрово-шлифовальные
автоматы Л297С2 в данной автомати-
ческой линии не переналаживаются,
так как кольца разных диаметров об-
рабатываются на отдельных автома-
тах. При втором чистовом проходе
кольца диаметром 80 мм регулируется
положение кромки шлифовального
круга соответственно обрабатываемому
размеру.
На рис. 80 приведена структурная
схема переналаживаемой автоматиче-
ской линии МЕ761. Направление пе-
ремещения колец указано стрелками.
В начале автоматической линии уста-
новлено четыре траковых бункера:
6 — для наружных колец диаметром
90 мм подшипника 6-180308 или
6-150308 и 5 — для наружных колец
диаметром 80 мм подшипника
6-180508, 3 — для внутренних колец
диаметром 56 мм подшипника
6-180308 или 6-150308; 2 — для вну-
тренних колец диаметром 52,4 мм под-
шипника 6-180508. Во время выдачи
колец из двух бункеров в два других
бункера загружаются заготовки ко-
лец подшипника другого типа. На-
ружные и внутренние кольца из бун-
керов 3 и 6 (или 2 и 5) по гравитацион-
ным лоткам поступают в двухручье-
вой подъемник /, в котором внутреннее
кольцо вставляется в отверстие на-
ружного, и комплект колец поднима-
ется и направляется по лотку к тор-
цешлифовальному автомату 8 мод.
3344АЕ, а затем через один из двух
ручьев (каждый ручей для своего комп-
лекта колец) подъемника 11 ко вто-
рому торцешлифовальному авто-
мату 13. Одновременно через торце-
150
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
13
15
Н
-2*г
26
27
80. Структурная схема переналажи-
22
23
Рис.
ваемой автоматической линии МЕ761
12
11
□I
шлифовальные автоматы проходят коль-
ца подшипников одного типа. Кольца с
прошлифованными торцами поступают
к шестиручьевому подъемнику /5.
В подъемнике /5 кольца промыва-
ются. По двум ручьям поднимаются
комплекты из двух колец, затем после
отделения внутреннего кольца от на-
ружного кольца по четырем ручьям
(два ручья для каждого типа под-
шипника) они расходятся каждое по
своему направлению. Внутренние
кольца подшипников поступают в один
из магазинов 18 или 21, накаплива-
ются в них и затем с помощью подъем-
ника 17 или 20 выдаются в специаль-
ную кассету 16 (или 19) или непосред-
ственно в следующую автоматическую
линию. Наружные кольца диаметром
90 мм подъемником 15 направляются
в магазин-накопитель 22 и с помощью
подъемника 23 направляются на опе-
рацию чернового шлифования по на-
ружному диаметру в бесцентрово-шли-
фовальном автомате 24. Через двух-
ручьевой подъемник 25, имеющий уст-
роиство для промывки, кольца по-
ступают в магазин-накопитель 26. По-
сле заполнения магазина 26 кольцами
подъемник 23 отключается, и кольца
из магазина-накопителя 26 через подъ-
емник 25 вновь поступают на автомат
24 для чистового шлифования и затем
выдаются в специальную кассету 28
или в следующую автоматическую ли-
нию. Кольца подшипника 6-150308
проходят ориентацию по канавке в ори-
ентаторе 27. Возможность исполь-
зования одного бесцентрово-шлифо-
вального автомата Л297С2 для двух
операций обусловлена программой вы-
пуска подшипников 6-180308 и
6-150308, равной программе выпуска
подшипника 6-180508, наличием ма-
газинов и совмещением времени вто-
рого перехода на бесцентрово-шлифо-
вальном автомате 24 с временем обра-
ботки других колец на торцешлифо-
вальных и бесцентрово-шлифоваль-
ных автоматах. Наружные кольца
диаметром 80 мм накапливаются в ма-
газине 14 и подъемником направля-
ются на последовательно расположен-
ные бесцентрово-шлифовальные авто-
маты 12 и 10 и через двухручьевой
подъемник 9, имеющий устройство
для промывки, поступают в магазин 7.
Затем кольца выдаются в специальную
кассету 4, в которой они переносятся
на следующие автоматы для дальней-
шей обработки. Для этой автоматиче-
ской линии характерно наличие боль-
шого числа бункеров, магазинов и
подъемников, что позволяет полнее
использовать возможности высокопро-
изводительных торцешлифовальных
автоматов и совмещать время обработ-
ки разных колец на бесцентрово-шли-
фовальных автоматах.
Автоматические линии для обработки
шпилек. Система автоматических ли-
ний МЕ926ЛО1 ... МЕ926ЛО7 пред-
назначена для механической обработки
шпилек трех типов (рис. 81) для креп-
ления деталей дизельного двигателя.
Заготовки (рис. 81, а) для шпилек
штучные из калиброванного холодно-
тянутого прутка, из стали 40Х2Н2МА
(ГОСТ 7417—75) твердостью
HRC 33—37. Поверхность заготовки
должна быть чистой, без трещин, не-
металлических включений, волосовин
и окалины; допускаются отдельные
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
151
мелкие царапины, раковины, вмятины
а пределах допуска на диаметр. Шпиль-
ки после обработки в автоматических
линиях МЕ926ЛО1 ... МЕ926ЛОЗ име-
ют форму и размеры, указанные на
рис. 81, б. На цилиндрической по-
верхности допускаются следы (глуби-
ной до 0,1 мм) от зажима в тисках
фрезерно-обточных автоматов, а та-
кже «безразмерные» следы от наконеч-
ников измерительных приборов и тран-
спортирования. После автоматической
линии МЕ926ЛОЗ шпильки поступают
на оборудование для раскатки. Про-
цесс раскатки позволяет повысить ко-
эффициент использования металла; при
этом шпильки удлиняются, а поверх-
ности, на которые действуют раскат-
ные ролики, принимают окончатель-
ную форму по диаметру 18,8 мм. Со-
ответственно уменьшается съем ме-
талла при механической обработке.
Окончательно обработанные шпильки
в автоматических линиях МЕ926ЛО4 ...
МЕ926ЛО7 приведены на рис. 81, в.
Допустимое биение поверхности М
относительно поверхностей Т и Р
не более 0,04 мм; оно контролируется
после окончательного шлифования ше-
ек до накатки резьб.
Принятый технологический процесс,
указанный в табл. 23, и выбранное
оборудование обеспечивают получение
шпилек трех типов с заданными чер-
тежом размерами в соответствии с пре-
дъявляемыми к шпилькам технически-
ми требованиями. Система из де-
вяти автоматических линий обеспечи-
вает заданную программу для каждой
шпильки, удобство эксплуатации и
минимальное время на переналадку.
Система состоит из четырех перенала-
живаемых и пяти непереналаживаемых
автоматических линий с учетом опти-
мальной загрузки оборудования, ис-
пользования оборудования, не тре-
бующего переналадки при обработке
шпилек трех типов одного диаметра, и
целесообразного распределения шпи-
лек по отдельным автоматическим ли-
лиям для исключения переналадок.
Вместе с тем диапазон обрабатываемых
шпилек или других обрабатываемых
деталей может быть изменен в пределах
возможностей оборудования, встроен-
ного в систему автоматических ли-
ний, с некоторым изменением оснастки,
Рис. 81. Заготовки и шпильки, обработан-
ные на автоматических линиях МЕ926Л
№ шпиль- ки L ' C-L D Сг Аз
18-ЗА 211 208 18,5 260 106
18-2А 228 226 18,5 284 130
17-2А 321 319 20,5 465 —
инструмента, отдельных частей тран-
спорта, которые потребуется вновь
изготовить. Конкретное число вновь
изготовляемой оснастки, инструмента
и других устройств определяется при
согласовании технического задания
на новые изделия, форма и требования
к которым должны быть близки к форме
и требованиям к деталям, обрабаты-
ваемым на действующих автоматиче-
ских линиях. Проектирование и из-
готовление дополнительных устройств
152
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
23. Технологический процесс и режимы резания, принятые в системе
автоматических линий для механической обработки трех типов шпилек
№ опе- рации Наименование операции Скорость резания, м/мин (м/с) Подача, мм/об (мм/мин) Время опера- ции, с
01 Шлифовальная: черновая (35) (2200) 6,92
03 получистовая (35) (2200) 6,24
05 чистовая (35) (2200) 6,92
07 Фрезерно-обточная: торцов 187 0,08 (298) 30,2
конусов 64 0,1 (5,6) 30,2
09 Токарная, проточить шейку 67 0,3 (274) 31,8
011 Токарная, проточить две шейки Шлифовальная врезная трех шеек: предварительно 67 0,2 (182) 28,5
013 (35) (Ю) 28,3
015 окончательно (35) (Ю) 28,3
017 Сверлильная, отверстия диаметром, мм: 9 11 0,07 (28) 30,6
4 5 0,06 (34) 30,6
021 Резьбонакатная — 1,5 16
023 » — 2,0 16
025 Шлифовальная, вершин резьб (35) (Ю) 23,4
и инструмента для конкретных дета-
лей в автоматических линиях массо-
вого производства гораздо дешевле
проектирования широкодиапазонной
автоматической линии, так как нельзя
заранее учесть все варианты новых
конструкций деталей и применяемый
материал.
На рис. 82 представлена структур-
ная схема системы автоматических
линий для обработки шпилек трех ти-
пов (номера операций указаны в скоб-
ках). Заготовки шпилек одного типа
загружают ориентированно в чашу
магазина 1, который имеет сменные
чаши для установки шпилек с различ-
ной длиной в заданном диапазоне.
Шаговым конвейером 2 заготовки шпи-
лек перемещаются к цепному конвей-
еру 3 и подаются им в первый бесцен-
трово-шлифовальный автомат 4 мод.
МЕ297С2 для чернового шлифования
наружной цилиндрической поверх-
ности. Конвейером 5 шпильки переда-
ются ко второму бесцентрово-шлифо-
вальному автомату 6 для получистового
шлифования. Приводным роликовым
конвейером 7 шпильки забираются
после обработки в автомате 6 и пере-
даются на шаговый конвейер 8, кото-
рый предназначен для создания раз-
рыва между штоками бесцентрово-
шлифовальных автоматов. С конвей-
ера 8 штоки цепным конвейером 9
подаются в бесцентрово-шлифовальный
автомат 10 для чистового шлифова-
ния и отводятся из автомата приводным
конвейером 11 на шаговый конвейер 12.
Три бесцентрово-шлифовальных ав-
томата необходимы для обеспечения
съема припуска до 1,5 мм. Автомати-
ческая линия МЕ926ЛО1 неперенала-
живаемая, так как шлифование ве-
дется методом «напроход», а наружный
диаметр всех шпилек одинаковый.
Поперечным конвейером 13 шпильки
18-ЗА или 18-2А направляются в ма-
газин 14 переналаживаемой автома-
тической линии МЕ926ЛО2, а шпильки
17-2А — в магазин 15 непереналажи-
ваемой автоматической линии
МЕ926ЛОЗ. Производительность авто-
матической линии МЕ926ЛО1 в 2 раза
выше производительности автоматиче-
ской линии МЕ926ЛО2 или МЕ926ЛОЗ
и поэтому обеспечивается подача за-
готовок с одной автоматической линии
попеременно на две последующие ав-
томатические линии, не вызывая при
нормальной работе их простоя из-за
ожидания заготовок. В автоматической
линии МЕ926ЛО2 или МЕ926ЛОЗ осу-
ществляется фрезерование торцов и
протачивание конусов на фрезернр-
7 2 J f jF 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
45 44 43 42 41' 40
Рис. 82. Структурная схема системы автоматических линий МЕ926Л для обработки шпилек
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМ ЫЁ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
154
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
обточных автоматах 17 и 22 мод.
КЛ165, работающих параллельно на
одной операции. Передача шпилек
к автоматам 17 и 22 осуществляется ша-
говыми конвейерами 16 и 21 и при-
водным конвейером 20, а отвод —
приводным конвейером 19. В рабочую
зону автоматов 17 и 22 шпильки пода-
ются и выгружаются специальными
подъемниками-перекладчиками 18 и
23. При переходе на обработку шпи-
лек другого типа перестанавливаются
упоры управления; транспортная си-
стема не перестраивается. Шпильки,
обработанные на автоматической ли-
нии МЕ926ЛО2, поступают в сменные
чаши 24 для последующей передачи
их цеховыми средствами в магазины
участка раскатки шпилек. Автомати-
ческая линия МЕ926ЛОЗ работает
аналогично, только без переналадки,
так как на ней обрабатываются шпиль-
ки одного типа. После раскатки шпиль-
ки 18-ЗА или 18-2А, загруженные
в сменные чаши, устанавливаются
в магазины 25 для двух переналажи-
ваемых автоматических линий
МЕ926ЛО4 и конвейерами 26 последо-
вательно направляются к специальным
одношпиндельным гидрокопироваль-
ным токарным автоматам 27 и 28.
На автомате 27 протачивается одна
шейка, а на автомате 28 — две шейки.
Шаговыми конвейерами шпильки по-
следовательно подаются на бесцент-
рово-шлифовальные автоматы 29 и
30 для шлифования трех шеек предва-
рительно, а затем окончательно. Про-
шлифованные шпильки шаговым кон-
вейером передаются на специальный
агрегатный сверлильный автомат 31,
на котором они зенкуются с двух
сторон до диаметра 9 мм и у них свер-
лится отверстие диаметром 4 мм. В ав-
томатической линии МЕ926ЛО4 пе-
реналаживаются: транспортная си-
стема на длину шпильки (перемеще-
нием планок, ограничивающих зону
транспортирования), установка ин-
струмента на токарном автомате, по-
ложение шлифовальных кругов на
б есцен тр ов о-шл ифов а л ьн ом автом ате,
упоры приспособлений па свер-
лильном автомате. Поперечным кон-
вейером 32 и шаговым конвейе-
ром 33 шпильки подаются в специаль-
ный моечный автомат 34, в котором
они промываются от шлама и загряз-
нений; конвейеры перемещают шпиль-
ки в контрольный автомат 35. На
контрольном автомате проверяется раз-
мер и конусообразность крайних шеек
(под резьбу), а также размер средней
шейки. Автомат может переналажива-
ться (в зависимости от длины контро-
лируемой шпильки и расположения
контролируемых поверхностей) в оп-
ределенных пределах. Накатывание
резьбы последовательно на одной, а
затем на другой шейке осуществляется
на специальных резьбонакатных авто-
матах 36 и 38. Между автоматами 36
и 38 расположено устройство 37 для
поворота шпильки на 180° для обра-
ботки второю конца. После накаты-
вания резьбы шпильки промываются
от масла в специальном моечном авто-
мате 39 проходного типа и конвейером-
распределителем 40 подаются на два
бесцентрово-шлифовальных автома-
та 41 и 42 для шлифования вершин
резьб. Конвейер 43 подает шпильки
в моечный автомат 44, после чего
шпильки поступают на стол 45. Контро-
лер осматривает готовую продукцию
и выборочно, на приборах ручного
контроля, проверяет отдельные вы-
ходные параметры окончательно обра-
ботанной шпильки. В автоматической
линии МЕ926ЛО5 переналадке по дли-
не шпильки подлежат: конвейеры,
в которых шпильки перемещаются
в поперечном положении, положение
кругов и некоторых упоров, а также
контрольных устройств. Автоматиче-
ские линии МЕ926ЛО6 и МЕ926ЛО7 не-
переналаживаемые, так как они пред-
назначены только для обработки
шпильки 17-2А. Эти линии выполняют
те же операции, что и автоматические
линии МЕ926ЛО4 и МЕ926ЛО6, кроме
операции сверления (которая не тре-
буется).
Рассмотренная система автоматиче-
ских линий МЕ926ЛО1 ... МЕ926ЛО7
показывает, что в некоторых случаях,
при правильно сгруппированных на-
борах деталей, предназначенных для
обработки на линиях одной системы,
целесообразно создавать систему, со-
стоящую как из переналаживаемых,
так и из непереналаживаемых автома-
тических линий. Повышается не только
коэффициент использования оборудо-
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
155
*4. Технические характеристики автоматических линий для обработки шпилек
Модели системы автоматических линий МЕ761
Параметр ЛО1 ЛО2 ЛОЗ ЛО4 ЛО5 ЛО6 ЛО7
Обрабатываемые детали: 18-ЗА,
номер 18-ЗА, 18-ЗА, 17-2А 18-ЗА, 17-2А 17-2А
18-2А, 17-2А 18-2А 18-2А 18-2А
число наименований 3 2 1 2 2 1 1
Число автоматических линий 1 1 1 2 1 2 1
Действительный годовой фонд 3660 3660 3725 3650 3650 3725 3725
времени оборудования, ч
Среднечасовая производитель- ность, шт/ч Число установленного обору- 292 147 143 147 147 143 143
дования, шт.:
технологического 3 9 2 5 7 3 7
транспортного 9 9 8 9 23 7 23
контрольного — — — — 1 — 1
Масса оборудования, т 35 16 15 33,9 40,5 25,7 40,5
Установленная мощность, кВт Расход СОЖ, л/мин: 203 76 76 178 178 152,4 178
СОЖ 1900 180 180 650 200 500 200
моющего раствора — — — 990 — 990 —
Габариты, м:
длина 16,5 14,9 14,8 24,5 17,3 18,2 17,3
ширина 5,9 5,95 3,4 6,5 1 1,5 6,5 11,5
высота 3,0 4,5 4,5 2,8 2,8 2,8 2,8
Число производственных рабо- 1 1 1 2 2 1 2
чих в смену
вания, но и производительность в ре-
зультате уменьшения времени пере-
наладки или исключения переналадки
и сокращения частоты переналадок.
Технические характеристики автома-
тических линий для обработки шпилек
приведены в табл. 24.
10. НЕСИНХРОННЫЕ
КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Станочные автоматические линии
создаются, как правило, на базе
синхронных транспортных устройств,
т. е. с «жесткой» транспортной связью.
Работа станков, узлов и механизмов
в таких линиях сблокирована строго
по функциональной циклограмме. Ха-
рактерной особенностью таких «сбло-
кированных» линий является то, что
отказ одного элемента (механизма,
детали, инструмента) приводит к от-
казу и останову всей линии в целом.
Поэтому в линию встраивают обычно
це более 10—12 станков,
Несинхронные полуавтоматические
линии строят на базе транспортных
устройств с «плавающими» приспосо-
блениями-спутниками. В таких линиях
спутники могут независимо друг от
друга транспортироваться и накапли-
ваться перед каждой рабочей пози-
цией, обеспечивая тем самым возмож-
ность независимой (несинхронной) ра-
боты автоматов.
Практически коэффициент исполь-
зования таких линий при достаточной
вместимости накопителей почти не за-
висит от числа встроенного оборудо-
вания. Производительность и надеж-
ность указанных линий на 10—30 %
выше производительности и надеж-
ности аналогичных линий сблокиро-
ванного исполнения.
При создании автоматических ли-
ний и систем для деталей, требующих
наличия приспособлений-спутников
в процессе их межстаночного транспор-
тирования и закрепления в позициях
обработки, определились следующие
три направления.
1. Расчленение комплекта технологи-
ческого оборудования на небольшие
группы и включение его в линии сбло-
156
КОМПЛЕКСНЫ Е СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
Рис.83. Структурно-компоновочные схемы:
а — синхронной линии; б — несинхронной
системы из двух сблокированных линий
кированного исполнения. Число стан-
ков в каждой линии определяется в за-
висимости от требуемой производи-
тельности и от уровня надежности
оборудования и режущего инструмента.
Приспособления-спутники вместе с об-
рабатываемыми деталями передаются
из одной линии в другую с помощью
транспортно-накопительных устройств
вместимостью 10—20 спутников каж-
дый. Это обеспечивает повышение на-
дежности и производительности обору-
дования, так как при синхронной ра-
боте каждой группы станков сами ли-
нии работают независимо друг от
Друга.
2. Создание несинхронных линий на
базе транспортно-накопительного уст-
ройства «с плавающими» приспособле-
ниями-спутниками. В таких линиях
все станки работают независимо друг
от друга, что обеспечивается автоном-
ной системой их управления и воз-
можностью независимого транспорти-
рования и накопления между станками
по 5—10 приспособлений-спутников
с обрабатываемыми деталями. Вмести-
мость накопителей определяется в за-
висимости от требуемой производи-
тельности линии и от уровня надеж-
ности и производительности станков.
3. Объединение всего комплекта
технологического оборудования в ав-
томатизированные комплексы с помо-
щью транспортно-накопительных уст-
ройств. В такие комплексы могут
входить синхронные и несинхронные
линии. Технологическое оборудование
в них может работать последовательно
(в один поток) или последовательно-
параллельно (в несколько потоков).
Несинхронная комплексная система
из двух сблокированных линий спутни-
кового типа для обработки картера
руля автомобиля МАЗ состоит из 22
станков, работающих в составе двух
сблокированных линий спутникового
типа. Для обработки аналогичной де-
тали автомобиля ЗИЛ ранее была из-
готовлена одна автоматическая линия
спутникового типа, в состав которой
входили 23 агрегатных станка, на
которых установлено 127 режущих
инструментов. Одна из особенностей
таких линий — наличие конвейера
для возврата приспособлений-спут-
ников. С целью рационального исполь-
зования производственной площади
конвейер возврата был использован
в качестве рабочего и на нем установ-
лены станки (рис. 83, а).
Опыт эксплуатации линии показал,
что надежность и производительность
ее является недостаточными. Поэто-
му при проектировании комплексной
системы был принят вариант, состоя-
щий из двух несинхронно работающих
линий (рис. 83, б). Транспортная си-
стема комплекса для обработки картера
руля представляет собой прямоуголь-
ник, большие стороны которого —
унифицированные транспортные уст-
ройства со штангами для перемещения
приспособлений-спутников. На конвей-
ерах в линии имеется 22 агрегатных
станка, содержащих 127 режущих
инструментов. В конце каждого кон-
вейера имеются накопители 1 и 2
приспособлений-спутников с установ-
ленными на них заготовками. Малые
стороны прямоугольника — транспорт-
ные конвейеры цепного типа, переда-
ющие спутники с заготовками из одной
линии в другую. Загрузка и разгрузка
приспособлений-спутников автомати-
зированы.
Состав оборудования каждого участ-
ка (сблокированной линии) выбран
с таким расчетом, чтобы производи-
тельности их, определенные с учетом'
времени цикла, надежности и числа
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛ ЕКСНЫЕ ЛИНИИ
157
Рис. 84. Структурно-функциональная схема несинхронной комплексной станочной си-
стемы; цифры на схеме указывают вместимость накопителя (число деталей, шт.)
оборудования и инструмента, были
примерно равны. Вместимость каж-
дого накопителя рассчитана на 20
спутников. Эти параметры являются
оптимальными для удовлетворения
требований заказа.
Благодаря расчленению сблокиро-
ванной линии на два участка и обе-
спечению их несинхронной работы на-
дежность и производительность комп-
лекса стала на 35 % выше по сравне-
нию с надежностью и производитель-
ностью эксплуатирующейся автомати-
ческой линии для обработки аналогич-
ного картера руля.
Несинхронная комплексная система
с приспособлениями-спутниками для
обработки картера редуктора грузо-
вого автомобиля. Комплекс предна-
значен для полной механической об-
работки картера заднего моста авто-
мобиля УАЗ. Картер представляет
собой сложную корпусную деталь,
обрабатываемые поверхности которой
расположены в многих плоскостях,
а максимальное позиционное откло-
нение отверстий составляет ±0,025 мм.
Полная обработка включает следую-
щие операции: фрезерование, раста-
чивание, подрезание, сверление, зен-
ксрование, развертывание, раскаты-
вание, нарезание резцб, цекование,
снятие заусенцев, тонкое растачива-
ние, запрессовку кольца подшипника,
мойку и сушку готовых деталей
(табл. 25).
Структурно-функциональная схе-
ма комплекса представлена на рис. 84.
Комплекс состоит из пяти несинхрон-
ных участков, в начале которых уста-
новлен восьмипозиционный агрегат-
ный станок с поворотным столом, под-
готавливающий предварительные по-
верхности для базирования картера на
приспособлении-спутнике, а в конце
комплекса — машина для мойки и
сушки готовых деталей. Три участка
имеют п ар а л л ел ьн о-п осл едов ател ьн о
работающие станки и транспортные
потоки; два участка — только после-
довательно работающие станки. Агре-
гатный станок соединен с первым участ-
ком конвейером-накопителем ролико-
вого типа. С этого конвейера пред-
варительно обработанные заготовки
промышленным роботом типа РБ-231
(рис. 85) загружаются в приспособле-
ния-спутники, перемещающиеся по
Рис. 85. Промышленный робот РБ-231 про
изводства НРБ
158
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
25. Технологический процесс обработки картера заднего моста автомобиля УАЗ
№ стан- ка Выполняемые технологические операции и переходы Эскиз
1 Черновое и чистовое фрезерование трех базовых платиков, сверле- ние, зенкерование и развертыва- ние двух базовых отверстий 1 / -f н
2 Черновое зенкерование отверстий в горловинах, черновое подреза- ние торцов и плоских поверх- ностей —о
3 Черновое зенкерование отверстия в горловине, черновое подреза- ние плоских поверхностей L~
4 Черновое зенкерование отверстия в горловине, черновое подреза- ние плоских поверхностей 1 X
5 Черновое растачивание отверстия, подрезание торца и обтачивание фланца - --
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
159
Продолжение табл. 25
№ стан- ка Выполняемые технологические операции и переходы Эскиз
6 Получистовое зенкерование отвер- стий и получистовое подрезание плоских поверхностей 8 <—
7, 8 Чистовое подрезание плоских по- верхностей, растачивание ка- навки й к -
9 Сверление восьми отверстий в боль- шом фланце и снятие в них фа- сок
10 Зенкерование восьми отверстий в большом фланце и подрезание торца горловины
И Развертывание двух отверстий, на- резание резьбы в двух отвер- стиях
160
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 25
№ стан- ка Выполняемые технологические операции и переходы Эскиз
12 Получистовое зенкерование отвер- стий, получистовое подрезание 1
фланца, растачивание канавки
13, 14 Получистовое растачивание отвер- стий Е =м!
i2ZZZ2222
15, 16, 17, 18, 19 Чистовое растачивание отверстий, чистовое подрезание торцов ка- навок и торца малого фланца
ESS3
20 Раскатывание поверхности отвер- стий Е я
21 Запрессовка наружного кольца подшипника в отверстие детали - —4"
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
161
Продолжение табл. 2 5
№ стан- ка Выполняемые технологические операции и переходы Эскиз
22 Цекование трех бобышек и снятие фасок в этих отверстиях, сверле- ние одного отверстия в малом фланце
23 Цекование трех бобышек и снятие фасок в этих отверстиях, сверле- ние одного отверстия
24 Сверление шести отверстий в ма- лом фланце, сверление наклон- ного отверстия в конусной по- верхности —
25 Зенкерование шести отверстий в малом фланце и наклонного отверстия в конусной поверх- ности —
26 Нарезание резьбы в шести отвер- стиях малого фланца, снятие заусенцев в наклонном отвер- стии конусной поверхности 1
6 П/р А. И. Дащенко
162
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Продолжение табл. 25
№ стан- ка Выполняемые технологические операции и переходы Эскиз
27 Нарезание резьбы в наклонном от- верстии, цекование наклонной площадки в малом фланце
28 Сверление наклонного отверстия, фрезерование двух технологиче- ских приливов
29 Снятие фасок в шести отверстиях большого фланца, сверление на- клонного отверстия
30 Сверление одного отверстия в гор- ловине и снятие в нем фаски, сверление наклонного отверстия в конусной поверхности
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
163
Продолжение табл. 25
№ стан- ка Выполняемые технологические операции и переходы Эскиз
31 Зенкерование наклонного отвер- стия,. снятие заусенцев в отвер- стии горловины
32 Снятие заусенцев в наклонном отверстии
33 Нарезание резьбы в наклонном от- верстии, сверление отверстия в горловине и снятие в нем фаски
34 Сверление отверстия в горловине и снятие в нем фаски 1
35 Снятие заусенцев в отверстии гор- ловины
6*
164
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 86. Участок линии с межстаночным
конвейером
конвейеру-накопителю первого участ-
ка. Робот может быстро перенастраи-
ваться при изменении технологического
процесса. Он имеет шесть независимых
движений (показаны стрелками). Ско-
рость горизонтального перемещения
и подъема руки — 0,9144 м/с, враще-
ния — 90%, горизонтального пере-
мещения робота — 0,4572 м/с. Точ-
ность позиционирования при пере-
мещении руки ±0,76 мм, при враще-
нии ±1,52 мм.
После загрузки в приспособление-
спутник заготовка со спутником про-
ходит через все станки трех первых
участков, а после перегрузки заго-
товки на спутник четвертого участка
приспособление-спутник возвращается
в накопитель по кратчайшему пути
Рис. 87. Приспособление-спутник для пе-
ремещения обрабатываемых деталей на пер-
вом — третьем участках комплекса
конвейером возврата роликового типа,
расположенным ниже уровня рабочего
конвейера.
Из накопителя приспособление-спут-
ник с заготовкой поступает на первый
станок линии, а после обработки —
на конвейер-накопитель, соединяющий
следующий станок (рис. 86). Приспо-
собление-спутник 1 с установленной
на нем заготовкой 2 подается ролико-
вым конвейером 3 до отсекателя 4,
который открывается и пропускает
спутник на позицию 5. Загрузочное
устройство станка представляет собой
поворотную штангу 6 с захватами
7—10, которые охватывают спутники
и перемещают: захваты 9 и 10 — в ста-
нок 12, а захваты 7 и 8 — на конвейер-
накопитель 11. Спутник на станке
фиксируется, а обрабатываемая деталь
со спутником зажимается механиз-
мами приспособления станка. Осу-
ществляется обработка детали, штан-
га 6 поворачивается и возвращается
в исходное положение. Спутник по
конвейеру-накопителю перемещаются
до отсекателя следующего станка 13
и далее.
Если какой-либо станок в автомати-
ческой линии будет остановлен для
смены режущего инструмента либо
для устранения неисправностей, то
предыдущие и последующие станки
будут продолжать работать, так как
спутники будут заполнять конвейер-
накопитель перед остановленным стан-
ком и забирать спутники из накопи-
теля после неработающего станка.
Число спутников принимают рав-
ным примерно половине вместимости
всех конвейеров-накопителей. Первые
три участка комплекса имеют 220 спут»
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
165
ников; на станках и в накопителях
для них есть 420 мест; кроме того,
имеется 70 мест на конвейере воз-
врата спутников. На четвертом и пятом
участках имеется 94 спутника и для
них есть 174 места, а ка конвейере
возврата — 34 места.
Конструкция приспособлений-спут-
ников проста. Они представляют собой
плиту для транспортирования обра-
батываемых деталей. На рис. 87 пред-
ставлена конструкция приспособления-
спудника для обработки детали на
первых трех участках. Обрабатываемая
деталь 1 устанавливается на спутник 2
на базовые пальцы 3. Зажимные эле-
менты в спутнике отсутствуют. Стрел-
ками показаны места зажима, причем
силы зажима на каждом станке выби-
рают в зависимости от обработки и
исключающими деформацию детали.
После обработки детали на третьем
участке и запрессовки кольца подшип-
ника обрабатываемая деталь промыш-
ленным роботом перегружается на
спутник (рис. 88). Деталь 1 устанавли-
вается на базовые пальцы 2, смонтиро-
ванные в корпусе спутника 3. На
этом спутнике заканчивается вся по-
следующая обработка.
Несмотря на относительно большое
число спутников, необходимых для
нормального функционирования ком-
плекса, их стоимость составляет менее
2 % от стоимости всего оборудования.
На третьем участке комплекса вы-
полняются отделочные операции. Для
достижения высокой точности необ-
ходимо исключить влияние погреш-
ностей изготовления и базирования
спутников. Это достигается особен-
ностями конструкции приспособления
(рис. 89), установленного на станках
(рис. 90). Обрабатываемая деталь 1
(см. рис. 89), поступившая в станок
со спутником 2, базируется на стацио-
нарном приспособлении 3 с помощью
выводных пальцев 4, входящих в точ-
ные отверстия, обработанные на втором
участке комплекса, и прижимается
плоской поверхностью большого флан-
ца к базовому кольцу 5 гидроцилин-
дром 6. При этом обрабатываемая
деталь при базировании выводными
пальцами 4 отрывается от опорных
платиков спутника 2, но остается на
базовых пальцах спутника. Таким об-
Рис. 88. Приспособление-спутник для пере-
мещения обрабатываемых деталей на чет-
вертом— пятом участках комплекса
Рис. 89. Приспособление для базирования
и закрепления обрабатываемых деталей на
станках
Рис. 90. Компоновка расточных станков
166
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис.91. Конструктивный элемент ролико-
вого конвейера
разом, обрабатываемая деталь, на-
ходясь на спутнике, оказывается одно-
временно базированной и зажатой на
стационарном приспособленйи 3. Такое
конструктивное решение станка пол-
ностью исключает влияние погреш-
ностей изготовления и базирования
спутника на точность изготовления
деталей. После окончания обработки
пальцы 4 выводятся из обрабатывае-
мой детали 1 и последняя остается на
пальцах спутника 2. Спутник с де-
талью перемещается из станка на кон-
вейер-накопитель и далее к следую-
щему станку.
Межстан очные кон в ейер ы-н а коп ите-
ли представляют собой приводные ро-
ликовые конвейеры.
Обрабатываемая деталь 1 (рис. 91)
со спутником 2 перемещаются при
вращении роликов 3 валом 4, несущим
Звездочку 5. При останове спутника 2
ролики 3 останавливаются, а вал 4
со звездочкой 5 продолжают вращать-
ся. Общая длина конвейеров-нако-
пителей для всего комплекса состав-
ляет 215 м. Спутники перемещаются
в один-два потока и более по^ломанои
линии, что позволяет рационально
использовать производственную плоа
щадь и создавать оптимальную функ-
ционально-компоновочную структуру
комплекса.
Конструкторские решения и схемы
управления комплекса имеют высокую
степень унификации. Все станки; пред-
ставляющие собой автоматы, работают
по единой принципиальной схеме, а
конвейеры-накопители включены по-
стоянно.
Затраты на накопители между стан-
ками окупаются благодаря повышению
коэффициента использования комплек-
са оборудования. Производительность
каждой линии (участка) комплекса
на 30 % выше производительности
аналогичных линий сблокированного»
исполнения. Отсутствие жесткой связи
между станками позволяет уменьшить
затраты на монтажные работы и уве-
личить число вариантов возможных
компоновок и выбора оптимальной
компоновки при проектировании ком-
плекса.
Выполнение станков с автономными
системами управления значительно рас-
ширяет технологические возможности
линий в процессе эксплуатации. Время
цикла обработки-'одной детали 39 с,
проектная '-производительность ком-
плекса 85Тшт/ч при коэффициенте
использования 0,92. В комплексе име-
ется 41 рабочая позиция, в том числе
29 агрегатных станков, пять отделочно-
расточных станков, один сборочный
автомат, три моечные машины и три
промышленных робота для загрузки,
перегрузки и разгрузки обрабатывае-
мых деталей. На станках комплекса
установлены 172 режущих инструмен-
та. Контроль точности растачивания
отверстий и контроль поломки всех
стержневых инструментов (сверл, зен-
керов, разверток и метчиков) осуще-
ствляются автоматически с помощью
контрольных устройств. Комплекс об-
служивают в смену семь наладчиков
и один оператор, загружающий заго-
товки в первый станок комплекса.
Оптимальное число оборудования, ме-
ста установки и вместимости накопи-
телей задела, надежность и производи-
тельность проектируемых несинхрон-
ных автоматических Линий И комплек-
сов определяются методом статистиче-
ского моделирования их работы на
ЭВМ.
Для обработки аналогичной детали
был изготовлен комплекс оборудова-
ния* состоящий из шести участков
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
167
Рис. 92. Структурно-компоновочная схема
комплекса из синхронных линий
синхронных линий и четырех станков,
связанных с линиями роликовыми
конвейерами-накопителями (рис. 92).
Для обеспечения требуемой производи-
тельности комплекс состоит из трех
параллельных линий оборудования.
В начале каждой линии имеется станок
с поворотным столом для предвари-
тельной обработки базовых платиков
и отверстий.| На автоматических ли-
ниях сблокированного исполнения осу-
ществляется предварительное и полу-
чистовое обтачивание фланца и отвер-
стий, предварительное и окончательное
фрезерование поверхностей разъема
крышек подшипников, сверление от-
верстий и нарезание крепежной резьбы
для крышек подшипников, монтаж
крышек подшипников, предваритель-
ная обработка отверстий под подшип-
ники, окончательная обработка тор-
цовой поверхности большого фланца,
многошпиндельная обработка всех от-
верстий и резьб с контролем отверстий
перед нарезанием резьб, сверление и
развертывание двух базовых отверстий
в большом фланце для; базирования
детали при последующей обработке.
На следующих линиях детали бази-
руются по большому фланцу и двум
базовым отверстиям; при этом це-
куются площадки с задней стороны
большого фланца, осуществляются по-
лучистовая обработка отверстий под
подшипники и зубчатое колесо, окон-
чательная обработка отверстий под
подшипники и зубчатое колесо с под-
резанием торца, нарезание резьб
М145Х1,5. Окончательная обработка
отверстий проводится за один установ
детали с помощью отделочно-расточных
головок, имеющих систему активного
168
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
26. Техническая характеристика комплексов
Показатель Комплекс
несинхрон- ный синхронный
Производительность (технически возможная), шт/ч Коэффициент технического использования Число Станков Масса, т Установленная мощность, кВт Габариты (длинах ширина), м Занимаемая площадь, м2 85 0,92 36 590 930 43Х 22,65 974 70 0,7 65 700 1250 55Х 48 2640
контроля. В конце комплекса перед
мойкой раскатываются и измеряются
отверстия под подшипники с сортиров-
кой картеров мостов на восемь групп
точности. Затем детали промываются
и -сушатся в трехсекционной машине
непрерывного действия, а на послед-
ней позиции осуществляется выбороч-
ный контроль готовых деталей.
Технические характеристики ком-
плексов приведены в табл. 26.
Несинхронная комплексная система
на базе транспортно-накопительных
систем бесступникового типа для об-
работки крышек коренных подшипни-
ков. Комплекс предназначен для пол-
ной механической обработки крышек
коренных подшипников двигателя ком-
байна четырех типоразмеров (рис. 93).
Комплекс включает 20 единиц тех-
нологического оборудования,соединен-
ного в автоматическую систему гра-
витационными лотковыми конвейера-
ми-накопителями, обеспечивающими
несинхронную работу всех станков
в параллельно-последовательных про-
изводственных потоках.
Структурная схема комплекса по-
казана на рис. 94. Технологические
процессы обработки крышек приве-
дены в табл. 27. Производительность
комплекса — 420 шт/ч, причем выпуск
деталей одного наименования состав-
ляет 240 шт/ч, трех других — по
60 шт/ч каждого. Первый участок
включает четыре протяжных станка
непрерывного действия. Подаваемые
для обработки крышки в пределах
группы отличаются габаритными раз-
мерами и некоторыми другими кон-
структивными особенностями. Из на-
копителя по лотку транспортной си-
стемы крышки поступают в любой
последовательности независимо от ти-
поразмера. Перед каждым станком
установлено автоматически действу-
ющее устройство, которое сортирует
заготовки по типоразмерам и подает
их на загрузку по запросу станка.
В каждом станке на непрерывно дви-
жущейся цепи установлены зажимные
приспособления для обрабатываемых
деталей каждого типа.
В состав комплекта двигателя входят
четыре крышки одного наименования
и по одной крышке трех других наиме-
нований, что обусловливает необходи-
мость выпуска крышек в разных коли-
чествах при общей производительности
комплекса 420 шт/ч. Поэтому на каж-
дом протяжном станке установлены
соответствующие зажимные приспо-
собления, что обеспечивает обработку
деталей четырех наименований в за-
данном объеме выпуска.
Для обеспечения функционирования
гравитационного конвейера-накопите-
ля после каждого протяжного станка
(а далее — и других станков) установ-
лены механизмы для подъема обраба-
тываемых деталей, которые затем по
роликам лотка перемещаются под дей-
ствием собственной силы тяжести к по-
следующему станку. После обработки
на четвертом протяжном станке крыш-
ки сортируются и направляются на
многошпиндельные агрегатные станки
для обработки отверстий. Для повы-
шения производительности обработка
крышек одного наименования прово-
дится в три потока на трех параллельно
работающих станках 8—10. Крышки
НЕСИНХРОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ЛИНИИ
169
Рис. 93. Крышка коренного подшипника двигателя комбайна
27. Технологические процессы обработки крышек коренных подшипников
Номер станка Операция
1 2 3 4 8 — 13 Протягивание боковой поверхности крышек Протягивание другой боковой поверхности крышек Протягивание площадок под головки болтов Протягивание поверхностей разъема, замка и полуокружности Сверление, снятие фасок, зенкерование, развертывание отверстий и
14, 15 16 17, 18 19 нарезание резьбы Фрезерование пазов, зенкерование отверстий Шлифование плоской поверхности разъема Калибрование замка Сверление и развертывание четырех отверстий
20 Мойка деталей
8
Рис. 94. Структурная схема несинхронного комплекса для Обработки крышек коренных подшипников:
1—4 — горизонтальные протяжные станки непрерывного действия; 5 — подъемник обрабатываемых деталей; 6 — устройство для
сортировки деталей; 7 — конвейер-накопитель деталей: 8 — 15 и 19 — агрегатные многошпиндельные станки-автоматы; 16 — шлифо-
вальный станок; 17 и 18 — вертикально-протяжные станки; 20 — моечная камера
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
Несинхронные комплексные линии
171
трех других наименований обрабаты-
ваются на станках 11—13 каждая
в своем потоке.
Учитывая конструктивные особен-
ности крышек разных наименований
и заданный объем их выпуска, фрезе-
рование пазов и зенкерование отвер-
стий ведут в два потока на двух парал-
лельно работающих станках 14 и 15.
Конструктивные особенности крышек
и высокая производительность шлифо-
вального станка 16 позволяют обра-
батывать плоскости разъема в один
поток. С учетом особенностей обра-
ботки деталей различных типоразмеров
и производительности протяжных стан-
ков возвратно-поступательного дей-
ствия осуществляется их сортировка
и обработка в два потока на станках
17 и 18. На станке 19 проводится
многошпиндельная обработка четырех
отверстий только в крышках одного
наименования. В конце комплекса все
детали поступают в одном потоке
в моечную камеру, затем на контроль
и сортировку.
Все станки комплекса имеют авто-
номные системы управления, автома-
тическую загрузку и выгрузку обра-
батываемых деталей.
Основные особенности комплекса
следующие: автоматизация всех тех-
нологических операций обработки; ав-
томатизация передачи обрабатываемых
деталей между технологическим обо-
рудованием; отсутствие переналадки
оборудования для обработки деталей
четырех типоразмеров; автоматическое
распознавание необходимых деталей
и адресование их в зону загрузки для
обработки на всех протяжных и агре-
гатных станках; высокая надежность
и производительность из-за наличия
накопителей между станками комплек-
са; несинхронная работа технологи-
ческого оборудования; полное исполь-
зование технологических возможностей
и производительности технологическо-
го оборудования вследствие обеспече-
ния его несинхронной работы и опти-
мального числа потоков на каждой
операции.
При условии автоматизации обра-
ботки указанных деталей и обеспече-
ния -заданной производительности на
базе автоматических линий сблокиро-
ванного исполнения потребовалась бы
организация производства в четыре
потока.
Наличие накопителей между стан-
ками требует дополнительных затрат.
Однако эти первоначальные затраты
невелики по сравнению с тем значи-
тельным выигрышем, который полу-
чается в результате повышения коэф-
фициента использования всего ком-
плекса оборудования. Производитель-
ность каждой линии (участка) на
20—30 % выше производительности
аналогичных линий сблокированного
исполнения.
Отсутствие жесткой связи между
станками не требует точной установки
станков по шагу, что позволяет умень-
шить затраты на монтажные работы и
увеличить число вариантов возмож-
ных компоновок при проектировании.
Выполнение станков с автономными
системами управления, независимыми
от общего управления линиями, зна-
чительно расширяет технологические
возможности линий в процессе эксплуа-
тации, так как при изменении кон-
струкции обрабатываемой детали пред-
ставляется возможным изменить тех-
нологический процесс обработки путем
уменьшения или увеличения числа
станков, а также изменения последо-
вательности выполнения технологиче-
ских операций.
Принцип построения несинхронных
автоматических систем на базе транс-
портно-накопительных устройств по-
зволяет увеличить выпуск автомати-
ческих линий вследствие поставки
станкостроительными заводами стан-
ков-автоматов с автономным управле-
нием, а заказчиками — конвейеров-
накопителей.
Основное правило при определении
необходимой производительности
встраиваемого оборудования и числа
потоков — примерно равные уровни
технической производительности стан-
ков (сблокированных линий) между
накопителями задела в потоке. Как
показывают результаты моделирования
функционирования комплексных си-
стем и несинхронных линий, повышен-
ная производительность оборудования
в начале или в конце потока суще-
ственных результатов не дает.
Оптимальное число единиц оборудо-
вания, места установки и вместимость
172 комплексные системы автоматических Ли^ий
накопителей задела, надежность и
производительность проектируемых не-
синхронных автоматических линий и
комплексов определяются методом ста-
тистического моделирования их ра-
боты на ЭМВ. Несинхронная работа
технологического оборудования и
наличие ветвящихся потоков расши-
ряют возможности автоматизации
различных технологических опера-
ций, позволяют вести одновременную
обработку деталей нескольких типо-
размеров и сборку узлов.
Создание несинхронных автоматиче-
ских станочных систем с ветвящимися
потоками является перспективным на-
правлением при автоматизации мас-
сового и крупносерийного производ-
ства, так как при этом обеспечивается
полное использование потенциальных
возможностей всего технологического
оборудования в результате рациональ-
ного построения технологических про-
цессов обработки и сборки деталей
и принятия оптимальных структурно-
компоновочных решений.
11. ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ
СИСТЕМЫ ДЛЯ МАССОВОГО
И крупносерийного
ПРОИЗВОДСТВА
Термины и определения. Класси-
фикация. Гибкая автоматизированная
линия (ГОСТ 26228—84) является раз-
новидностью гибких производствен-
ных систем (ГПС). По организацион-
ной структуре ГПС разделяются на
следующие уровни (рис. 95): гибкий
производственный модуль (ГПМ), гиб-
кая автоматизированная линия (ГАЛ),
гибкий автоматизированный участок
(ГАУ), гибкий автоматизированный
цех (ГАЦ), гибкий автоматизированный
завод (ГАЗ).
Рис. 95. Организационная структура ГПС
В ГПС может быть встроено авто-
матизированное технологическое 'Обо-
рудование, которое при необходимости
можно приспосабливать к изменяю-
щимся условиям производства при ми-
нимальном участии обслуживающего
персонала.
В общем случае в ГПС автоматизи-
рованы следующие функции: управле-
ние циклом работы оборудования (при-
менение системы ЧПУ, программируе-
мого командоаппарата и др.); загрузка,
разгрузка и межоперационное транс-
портирование закрепленных деталей,
контроль точности и режимов обра-
ботки деталей, технического состояния
станков, инструментов, транспортной
системы, подналадка и замена ин-
струментов; периодическая переналад-
ка станка при переходе на обработку
другой детали, диспетчеризация и уп-
равление производством.
На традиционных АЛ решены во-
просы комплексности обработки, авто-
матизации управления циклом работы
оборудования, загрузки, разгрузки и
межоперационного транспортирования,
контроль качества обработки, диспет-
черизация и управление производ-
ством. За рабочим оставлены функции
контроля производства, диагностики
технического состояния оборудования
и инструментов, технического обслу-
живания и устранения отказов, а
также переналадки оборудования при
переходе на обработку другой детали
(если последняя функция не выпол-
няется автоматически).
Развитие ГПС массового и крупно-
серийного производства коснулось в
первую очередь автоматизации функ-
ций переналадки оборудования, ав-
томатизации смены инструментов (в от-
дельных случаях) и диагностики тех-
нического состояния оборудования.
Процесс обслуживания АЛ нельзя
назвать безлюдным, однако тенден-
ция сокращения численности обслу-
живающего персонала относится и
к АЛ.
Для условий массового и крупно-
серийного производства стоимость АЛ
имеет первостепенное значение, а при-
менение ГПС в несколько раз повышает
стоимость оборудования. Для ГПС,
которые эффективно применяют вме-
сто традиционных АЛ, характерны:
^ИВКЙЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЕ! .
более широкое применение средств
вычислительной техники для управле-
ния работой оборудования, в том числе
его переналадки, а также связь си-
стем управления отдельным оборудо-
ванием в единую систему — автомати-
зированный комплекс, управляемый
от ЭВМ;
использование на отдельных рабо-
чих позициях револьверных головок
со сменными одиночными инструмен-
тами или инструментальными блоками,
сменных шпиндельных коробок для
многоинструментной обработки;
включение в состав АЛ унифициро-
ванных узлов, оснащенных системами
ЧПУ, обеспечивающими координатные
перемещения по одной-двум осям, а
также определенных участков транс-
портной системы, имеющих перемен-
ный цикл работы и т. д.;
использование переналаживаемых
механизмов в составе традиционного
оборудования; например, в агрегатных
станках используют шпиндельные ко-
робки, у которых ряд шпинделей по-
движны в осевом и радиальном на-
правлениях относительно корпуса
и т. д.
ГАЛ относятся к специализирован-
ным ГПС, созданным для Выполнения
определенных производственных тре-
бований в течение известного периода
времени. Эти требования реализуются
в виде определенного технологического
процесса и оборудования, имеющего
большую концентрацию операций.
ГАЛ — гибкая производственная
система, состоящая из нескольких гиб-
ких производственных модулей (ГПМ),
объединенных автоматизированной си-
стемой управления, в которой тех-
нологическое оборудование располо-
жено в принятой последовательности
технологических операций. Для ком-
плектации ГАЛ обработки корпусных
деталей используют как традиционное
оборудование (агрегатные и специаль-
ные станки), так и станки с ЧПУ, в том
числе многооперационные станки с ин-
струментальными магазинами и уст-
ройством смены приспособлений.
В ГАЛ для обработки деталей типа
тел вращения встраивают станки с
ЧПУ, обладающие системами контроля
размеров инструмента и обрабатывае-
мых деталей, состояния инструмента
и процесса обработки, а также систе-
мами автоматической замены изношен-
ного инструмента, опознавания заго-
товок для различных деталей и их
сортировки, смены кулачков у за-
жимных патронов и т. д.
ГПМ — гибкая производственная си-
стема, состоящая из единицы техноло-
гического оборудования, оснащенная
ЧПУ и средствами автоматизации тех-
нологического процесса, автономно
функционирующая, осуществляющая
многократные циклы и имеющая воз-
можность встраивания в систему более
высокого уровня.
Отличие ГПМ от другого оборудо-
вания, встраиваемого в ГАЛ, — повы-
шенная гибкость при переходе на об-
работку других деталей и более высо-
кий уровень автоматизации, обеспе-
чивающий работу с минимальным уча-
стием обслуживающего персонала.
ГАЛ применяют для обработки груп-
пы подобных деталей. Технологиче-
ский процесс строят таким образом,
чтобы операции, связанные с перена-
ладкой оборудования, выполнялись на
определенных станках или позициях
ГАЛ. Переналаживаемое оборудование
оснащают системами ЧПУ, устрой-
ствами автоматической смены инстру-
ментов и другими механизмами.
Транспортные системы ГАЛ обес-
печивают поступление потока заго-
товок, проходящего через рабочие
зоны технологического оборудования.
Как правило, требуется синхронизация
работы по времени всего оборудова-
ния, которая обеспечивается выбором
режимов резания и в отдельных слу-
чаях промежуточных накопителей
заделов. ГАЛ должна сохранить пре-
имущество традиционных АЛ приме-
нительно к комплексности обработки
детали, что обеспечивается включе-
нием технологического оборудования,
различного по назначению.
Системой ГАЛ для комплексной об-
работки называют совокупность АЛ,
установленных в последовательности
технологического процесса обработки,
соединенных автоматическими транс-
портными устройствами и взаимосвя-
занной системой управления, а также
обладающих возможностью переналад-
ки полностью или части рабочих по-
зиций линий при переходе на обработку
1?4
КОМПЛЕКСНЫЕ ЁЙСТЕМЫ аёТоматйческйх ЛйййЙ
Поел едовательноегт операций
Материал детали
Направление обработки _
^ормы обрабатываемых поверхностей
Точки позиционирования и зажима заготовки
Число позиций обработки
Рис. 96. Факторы сходства обрабатываемых деталей и гибкости оборудования для их
обработки
других деталей, в том числе не преду-
смотренных на стадии ее проектиро-
вания. __
ГАЛ могут входить в „ состав! ГАЦ
и ГАЗ для изготовления комплекта
изделий основного производства. ГАЛ
отличается от традиционных перена-
лаживаемых (или непереналаживае-
мых) АЛ тем, что на стадии их про-
ектирования предусматривают кон-
структивные и технологические меро-
приятия, обеспечивающие возможность
обработки новых модификаций дета-
лей, конструкции, материал и требо-
вания к точности обработки которых
аналогичны известным требованиям.
На рис. 96 приведены основные
факторы, определяющие сходство об-
рабатываемых деталей и необходимую
гибкость АЛ для возможности их
обработки.
Классификация. Встраиваемое обо-
рудование или ГАЛ различаются по
признакам гибкости.
Гибкость применения относительно
заданной номенклатуры обрабатывае-
мых деталей — способность обрабаты-
вать в данный период времени любую
деталь из закрепленных за оборудо-
ванием. В этом случае тип детали
фиксируется датчиком опознавания,
расположенным в начале ГАЛ. После
распознавания заготовки для изготов-
ления соответствующей детали датчик
выдает в систему управления команды
на последовательное формирование ра-
бочих циклов оборудования и транс-
портной системы, включение в работу
необходимых инструментов, регулиро-
вание положения кулачков, захватов
промышленных роботов и других эле-
ментов системы.
Гибкость приспосабливания относи-
тельно новой детали: 1) возможность
обработки в процессе эксплуатации
ГАЛ без существенных переделок но-
вых аналогичных деталей, конструк-
ция которых не была предусмотрена
на стадии проектирования; 2) воз-
можность внесения изменений в кон-
струкцию обрабатываемой детали в про-
цессе эксплуатации ГАЛ.
Гибкость технологического маршру-
та — способность изменения последо-
вательности или величины перемеще-
ний при выполнении различных тех-
нологических операций.
Гибкость технологического маршру-
та определяется гибкостью транспорт-
ной системы. На традиционных АЛ
транспортная система может реализо-
вать только один маршрут, проходя-
щий через все позиции и направленный
только в одну сторону. АЛ, имеющая
рабочие позиции А, В, С, D, Е, пока-
зана на рис. 97, а. Транспортная си-
стема с максимальной гибкостью
(рис. 97, б) может обеспечить все воз-
можные связи в обоих направлениях.
Применительно к ГАЛ гибкость
технологического маршрута является
дорогостоящей и имеет ограниченное
применение. Поэтому транспортные си-
стемы ГАЛ только в отдельных случаях
создаются с ограниченной гибкостью
технологического маршрута (двумя,
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫ Е СИСТЕМЫ
175
реже — тремя-четырьмя маршрутами;
рис. 97, в). Гибкость технологического
маршрута чаще используется в ГАЛ
для возможности переадресации об-
работки данной детали на станок
дублер (в пределах линии), если станок,
предполагаемый для выполнения дан-
ной операции, отказал.
Гибкость функционирования — спо-
собность обеспечения работы отдель-
ных единиц оборудования в составе
АЛ при переменной длительности цик-
ла обработки различных деталей в ре-
зультате межоперационного накопле-
ния их в транспортной' системе.
Гибкость производства относительно
объема выпуска — возможность изме-
нения объемов выпуска каждого типа
деталей, из изготовляемых на ГАЛ.
Идеальным было бы, чтобы каждая ГПС
обладала указанными признаками гиб-
кости, однако стоимость такой системы
была бы недопустимо высокой. Исходя
из функционального назначения каж-
дая система в большей мере должна
обладать одними признаками, но усту-
пать по другим признакам.
Поэтому каждый из признаков гиб-
кости ГПС может быть оценен по
трем уровням: высокому В, среднему
С, низкому Н.
Ниже приведены показатели гиб-
кости оборудования применительно к
ГАЛ.
Гибкость Уровень
гибкости
Применения ..................... С
Приспосабливания ............... В
Технологического Маршрута Н
Функционирования ............... С
Производства.................... В
При выборе конструктивных реше-
ний конкретной ГАЛ необходимо опре-
делять рациональную, т. е. экономи-
чески оправданную, степень гибкости
оборудования.
По данным фирмы «Диаг», в авто-
мобильной промышленности ФРГ при
переходе на обработку новой детали
в традиционных АЛ используется толь-
ко 5—40 % старого оборудования,
а в ГАЛ — 50—80 %. На основании
накопленного опыта фирма приводит
график затрат при определении ра-
ционального уровня гибкости обору-
дования (рис. 98).
Рис. 97. Схемы реализации технологических
маршрутов на АЛ
Затраты на создание ГАЛ в 1,5—
2 раза превышают затраты на тради-
ционные АЛ, используемые в машино-
строении. Однако себестоимость об-
работки деталей на них не должна
превышать себестоимости обработки
в массовом производстве и быть зна-
чительно ниже (на 40 %) себестоимо-
сти обработки на станках с ЧПУ.
По степени автоматизации перена-
ладки различают линии с ручной и
автоматической переналадкой. Линии
с автоматической переналадкой могут
быть снабжены механизмами для оп-
ределения типа обрабатываемой дета-
ли, поступающей на линию. Для этого
в приспособления устанавливают дат-
Рис. 98. Затраты при определении рацио-
нального уровня гибкости оборудования:
1 — расходы на достижение гибкости обо-
рудования, закладываемые при его созда-
нии; 2 — расходы на обеспечение гибкости
(переналадка станков и инструментов); 3 —
суммарная кривая затрат, необходимых для
создания гибкого производства; 4 — опти-
мальный уровень гибкости производства;
5 — эффективный уровень гибкости произ-
водства
176
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 99. Выпуск на ГАЛ деталей трех моди-
фикаций
чики, определяющие тип детали; в за-
висимости от типа детали осуществля-
ется включение соответствующих ра-
бочих органов. Для обеспечения раз-
ного хода рабочих органов служат
дополнительные датчики. На линиях
из агрегатных станков при обработке
деталей разной длины, на торцах
которых выполняются одинаковые опе-
рации, применяют переталкиватели,
предназначенные для совмещения тор-
цов различных деталей в одной пло-
скости.
На линиях из станков с ЧПУ и с уп-
равлением от ЭВМ переналадка ин-
струментов и режимов обработки, из-
менение ходов рабочих и транспортно-
загрузочных органов выполняются ав-
томатически, а переналадка зажимных
приспособлений — вручную или авто-
матически.
При наличии автоматической пере-
наладки полностью обеспечиваются
требования гибкости применения и
снимаются требования к экономически
эффективной партии деталей, подле-
жащих обработке. Практически при
автоматической переналадке выгодна
обработка на ГАЛ даже отдельной
детали, если предусмотрена ее обра-
ботка. Некоторые ГАЛ не имеют авто-
матических устройств для переналад-
ки. Ее выполняют вручную. Останов
АЛ для переналадки должен занимать
относительно короткое время, так как
в противном случае будет неизбежна
остановка производства из-за отсут-
ствия дублирующего оборудования.
Требования к длительности простоев
современного оборудования ГАЛ при
переналадке снижены до 1—2 ч, ча-
стота переналадок — 2—4 раза в ме-
сяц.
Возможность одновременной или по-
следовательной обработки на ГАЛ
различных однотипных деталей обус-
ловливаются ограничениями следую-
щих параметров: максимального га-
барита, конфигурации и материала
обрабатываемой детали; точности об-
работки; числа технологических опе-
раций и их последовательности; годо-
вого выпуска деталей.
В условиях АЛ требования обеспе-
чения гибкости в части приспособляе-
мости относительно новой детали по-
являются относительно редко: несколь-
ко раз за время ее эксплуатации.
Поэтому для переналадки оборудо-
вания на обработку новой или модер-
низируемой детали должна быть про-
ведена значительная подготовительная
работа.
Область применения. В связи с со-
кращением срока выпуска изделий
в ряде отраслей промышленности тра-
диционные АЛ, рассчитанные на вы-
пуск одного изделия постоянной кон-
струкции, имеют срок окупаемости
около десяти лет и более и без пере-
наладки не могут быть полностью ис-
пользованы. Как показывает практика,
за этот период необходимо изготовить
несколько модификаций деталей.
На рис. 99 показан пример организа-
ции выпуска детали трех модифика-
ций — А, Б и В. При этом в момент
проектирования АЛ модификации об-
рабатываемой детали Б и В не из-
вестны. Конструктор может только
прогнозировать тенденции изменения
обрабатываемой детали и потребность
в ней. В случае проектирования новых
модификаций обрабатываемых деталей
необходимо обеспечивать максималь-
ное приближение их конструкций к
конструкции детали, принятой за ба-
зовую.
Неоправданно широкий диапазон из-
менений обрабатываемых деталей мо-
жет привести к созданию гибкого, но
дорогого и неэффективного оборудо-
вания, технические возможности ко-
торого не будут использованы в про-
цессе эксплуатации. Поэтому заказчик
ГАЛ должен разработать стратегию
выпуска новых изделий и их деталей
на ближайшие 10—15 лет. Наличие
этой информации позволит проекти-
ровать ГАЛ с необходимой и достаточ-
ной степенью гибкости.
График, показывающий область при-
менения различных типов автоматизи-
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
177
рованного оборудования, в том числе
ГАЛ, приведен на рис. 100.
Для обработки одной детали или
нескольких типов деталей стабильной
конструкции с большой производи-
тельностью нет необходимости созда-
вать ГАЛ. В практике автоматизации
массового и крупносерийного произ-
водства будут применяться традици-
онные АЛ. Возможны два варианта
использования ГАЛ: АЛ неперенала-
живаемая, но в процессе эксплуатации
ее необходимо перестроить на выпуск
нового или модифицированного изде-
лия; АЛ переналаживаемая: ее можно
перестроить на выпуск новых изделий,
не предусмотренных при проектиро-
вании.
Типовые обрабатываемые детали.
При оценке ГАЛ важным является
возможность обработки деталей одного
семейства х. Детали, отнесенные к од-
ному семейству, для обработки должны
иметь сходный технологический про-
цесс, реализованный с применением
общего по габаритным и точностным
параметрам оборудования.
На рис. 101 изображены блоки ци-
линдров скоростных дизельных дви-
гателей, обрабатываемые с помощью
системы ТАЛ групповой обработки:
блок, головка и картер двигателя
с предкамерным зажиганием без гильз
(рис. 101, а); блок, головка, картер
двигателя с предкамерным зажиганием
с гильзами (рис. 101, б); блок, головка
и картер двигателя прямого впрыска
трплива с гильзами (рис. 101, в).
Все три типа блоков двигателей раз-
личаются длиной расточек цилиндров.
На базе модификаций блоков трех
типов можно собирать двигатели семи
типов: трехцилиндровый с предкамер-
ным зажиганием с гильзами (рис. 101,
г) и прямого впрыска топлива с гиль-
зами (рис. 101, б); четырех цилиндро-
вый с предкамерным зажиганием без
гильз (рис. 101, е), с предкамерным
зажиганием с гильзами (рис. 101, ж),
прямого впрыска топлива с гильзами
(рис. 101, з); шестицилиндровый с пред-
камерным зажиганием с гильзами
1 Под семейством понимается группа
деталей с функционально-конструктивны-
ми отличиями, имеющих сходный техноло-
гический процесс по точностным параме-
трам и общие Ограничения по габаритам.
Число поди:рикои.ий
Рис. 100. Область применения ГАЛ
(рис. 101, ц), прямого впрыска топлива
с гильзами (рис. 101, к}.
Блоки обрабатывают последователь-
но партиями. При смене типа обра-
батываемых деталей с помощью уст-
ройств автоматического распознава-
ния, расположенных перед каждой
линией, происходит включение или
°)
Рис. 101. Блоки цилиндров скоростных ди-
зельных двигателей, обрабатываемые на
ГАЛ
178
КОМПЛ ЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 102. Комплект корпусных деталей ко-
робок скоростей грузовых автомобилей
отключение соответствующих рабочих
позиций.
Если несколько конструктивно не-
подобных семейств деталей могут быть
изготовлены на одном и том ’же обо-
рудовании при определенном измене-
нии технологического процесса, то
такой подход характеризует группо-
вую технологию. Принципиальное от-
личие такого подхода заключается
Рис. 103. Шпиндель, смонтированный в по-
воротном блоке шпиндельной коробки
в том, что идея «семейства неподобных
деталей» основывается не на форме
самих деталей, а на общности техноло-
гических процессов, используемых для
их изготовления.
На рис. 102 приведено несколько
семейств корпусных деталей коробок
скоростей грузрвых автомобилей, об-
рабатываемых на одной ГАЛ. Наи-
больший размер обрабатываемой де-
тали — 600 мм. Комплект деталей
состоит из главного корпуса (рис. 102,
а), промежуточного корпуса (рис. 102,
б) и задней крышки (рис. 102, в), из-
готовленных из чугуна, а также из
алюминия (рис. 102, г). Все модифи-
кации корпусов и крышек (всего
32 типоразмера) могут обрабатываться
одновременно в любой последователь-
ности, что обеспечивается системой
р аспозн ав ан ия п р исп особл ен ий-спут-
ников с определенными обрабатывае-
мыми деталями.
Конструкции узлов и механизмов
ГАЛ, обеспечивающие переналадку.
Для ГАЛ характерны агрегаты с от-
носительно узкими и более широкими
возможностями переналадки. В первом
случае агрегат имеет традиционную
систему управления и ограниченные
перемещения инструмента в шпин-
дельной коробке, во втором—ЧПУ и
возможность перемещения инструмен-
тов в заданном пространстве, либо
полную замену шпиндельной коробки.
Детали, у которых координаты одного
или нескольких отверстий совпадают,
а у других — не совпадают, обраба-
тываются с помощью шпинделей -12
(рис. 103), смонтированных в поворот-
ных блоках 8, которые, в свою оче-
редь, установлены в корпусе много-
шпиндельной коробки 6 на игольчатых
подшипниках 9. По оси блока смонти-
рован валик 2 с зубчатыми колесами
7, 3 и 7. Колесо 1 находится в зацеп-
лении с колесом 5. Электродвигатель
коробки приводит во вращение коле-
со 5 и все шпиндели, обрабатывающие
отверстия, расположенные соосно в де-
талях двух типов. Колесо 3 находится
в зацеплении с колесом 4, располо-
женным на шпинделе 12.
На выступающем из многошпиндель-
ной коробки переднем конце поворот-
ного блока имеется зубчатый сектор 13,
находящийся в зацеплении с рей-
Ёйёкйё йройзвоАс^ёённь/ё tuctEMtt
i?0
Рис. 104. Шпиндель, подвижной в осевом направлении относительно корпуса коробки
кой 14, связанной со штоком гидро-
цилиндра. При перемещении штока
из крайнего переднего положения в зад-
нее и наоборот блок 8 поворачивается
в соответствующем направлении, а
шпиндель занимает положение для
обработки отверстия в различных де-
талях.
Крайние положения поворотного
блока определяются наладкой упо-
ров 11 на его наружном торце. При
повороте блока эти упоры взаимодей-
ствуют с неподвижными упорами 10
на передней крышке многошпиндель-
ной коробки. Колесо 7 служит для
привода во вращение других шпин-
делей, смонтированных в поворотном
блоке, если их нельзя соединить с ко-
лесом 3.
Если при обработке разных деталей
часть шпинделей должна быть соот-
ветственно отключена и включена,
то в шпиндельной коробке устанавли-
вают шциндели специальной конструк-
ции (рис. 104). Шпиндель 11 смонтиро-
ван в подшипниках скольжения 10,
которые находятся во втулке 8, уста-
новленной в корпусе 5 шпиндельной
коробки на подшипниках 9. Втулка
и шпиндель приводятся во вращение
зубчатым колесом 6, кинематически
связанным с приводным электродви-
гателем. Крутящий момент на шпин-
дель и втулку передается шпонкой 7.
Хвостовики шпинделя установлены на
двух упорных и одном радиальном
шарикоподшипниках в муфте 3, кото-
рая перемещается по скалкам, жестко
связанным с задней плитой 4 шпин-
дельной коробки. Муфта соединена
со штоком гидроцилиндра 1, при-
крепленного к кронштейну 2. Послед-
ний жестко связан с задней плитой
с помощью четырех неподвижных
штанг (на рисунке не показаны).
При поступлении детали на рабочую
позицию, которая не должна обраба-
тываться находящимся в шпинделе
инструментом, гидроцилиндр сдвигает
шпиндель в холостое (крайнее левое)
положение на величину, равную глу-
бине резания.
Силовые агрегаты АЛ, обеспечива-
ющие гибкость, имеют программиро-
ванное перемещение по одной — трем
координатным осям, револьверные го-
ловки с горизонтальной или верти-
кальной осью вращения на четыре—
шесть позиций. Силовые столы имеют
программированное перемещение по
одной координатной оси, а крестовые
столы — по двум. Силовые бабки осна-
щают устройствами смены шпиндель-
ных коробок или многопозиционной
револьверной бабкой с многоинстру-
ментными головками. На рис. 105
показана гамма узлов с ЧПУ. В их
числе силовые узлы с шестишпиндель-
ной револьверной головкой, одношпин-
дельные узлы для фрезерных, свер-
лильных и расточных работ, сменные
многошпиндельные коробки и др. Си-
ловой агрегат 1 (рис. 105, а) движется
по трем координатным осям. На боко-
вой стороне стойки можно смонтиро-
вать различные силовые бабки —
сверлильную 2, шпиндельную револь-
верную 3 и т. д.
Силовой агрегат (рис. 105, б) дви-
жется по трем координатным осям;
он имеет горизонтальный шпиндель 5
или шестишпиндельную револьверную
головку 4 (более мощную, чем в при-
веденном выше силовом агрегате, для
выполнения фрезерных и расточных
операций). Возможна совместная ра-
бота этого агрегата с механизмом ав-
томатической смены инструмента, что
расширяет его технологические воз-
можности.
iso
КОМПЛЕКСНЫЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИНИЙ
Рис. 105. Гамма специальных узлов с ЧПУ
Силовой агрегат с одним вертикаль-
ным шпинделем 7 или шестишпиндель-
ной револьверной головкой 6 показан
на рис. 105, в. В этой конструкции
предусмотрена возможность совмест-
ной работы с механизмом автоматиче-
ской смены инструмента.
Силовой агрегат для выполнения
сравнительно малонагруженных опе-
раций вертикальной обработки —
сверления 9 и нарезания резьбы 8
приведен на рис. 105, г.
Рабочим элементом силового агре-
гата 11 (рис. 105, д) с программным
управлением перемещением по одной
координате служит многошпиндельная
коробка 19.
Малогабаритная шестишпиндельная
револьверная бабка (рис. 105, е) слу-
жит для установки шести различных
(при необходимости одинаковых) ин-
струментов 12, что позволяет на одной
позиции вести обработку последова-
тельно шести поверхностей одной де-
тали или шести различных деталей.
Поворот и установка шпиндельной
револьверной головки в определенное
положение осуществляются с помощью
делительного механизма с электро-
механическим приводом 14, а время
поворота бабки на определенный угол
составляет 1 с. Привод подачи бабки
с инструментом — от электродвига-
теля 13 постоянного тока.
Сверлильно-фрезерно-расточный мо-
дуль с ЧПУ (рис. 106) имеет шпин-
дель, перемещающийся по трем коор-
динатным осям. Модуль оснащен ин-
струментальным магазином 5 с числом
позиций инструмента до 25. На боко-
вой станине 1 смонтирован крестовый
стол 2, на котором, в свою очередь,
установлена портальная стойка 3. По
направляющим последней в верти-
кальном направлении (ось Y) переме-
щается шпиндельная бабка 4. Модуль
ГиЬкйё ^роизводс^вёниЬв систвМы
181
может быть использован в составе
ГАЛ или отдельного станка. Приме-
нение контурной трехкоординатной си-
стемы ЧПУ позволяет осуществлять
не только позиционирование шпин-
деля при обработке отверстий, но и
его подачу по криволинейному кон-
туру для выполнения фрезерных опе-
раций.
Переналадка зажимных приспособ-
лений для обработки аналогичных
деталей может осуществляться их по-
зиционированием вдоль или поперек
оси ГАЛ или путем перекомпоновки
приспособления путем введения до-
полнительных элементов, например
фиксаторов. В отдельных случаях до-
пускается переналадка ГАЛ на обра-
ботку .другой детали путем установки
новых зажимных приспособлений или
целого комплекта приспособлений-
спутников.
Автоматически переналаживаемые
приспособления установлены на АЛ
для обработки блоков цилиндров двух
типов (А и В), различающихся поло-
жением базовых отверстий (рис. 107,
а). Фиксаторы а и а' являются соот-
ветственно основным и вспомогатель-
ным при обработке заготовки А, а
фиксаторы b и Ь' — при обработке
заготовки В.
Выбор фиксатора осуществляется на
основании сигнала, полученного от
устройства, ощупывающего заготовку.
По соответствующей команде с по-
мощью гидроцилиндра 1 через систему
передач, состоящую из реек и зубча-
того колеса, происходит выдвижение
фиксатора в необходимое положение.
Аналогично от гидроцилиндра 2 со-
ответственно отводятся в нерабочее
положение фиксаторы b и Ь'.
В условиях ГАЛ переналадка при- .
способлений может выполняться край-
не редко и в этом случае экономически
нецелесообразно автоматизировать про-
цесс переналадки. На специальном
станке проводится финишная обработ-
ка больших и малых отверстий шатунов
нескольких типов. Заготовки имеют
разные расстояния между большим и
малым отверстиями. Переналадку при-
способления 1 (рис. 107, б) при пере-
ходе на обработку детали 2 другого
типа осуществляют вручную. Шпин-
дель S6 расположен в таком положении,
Рис. 106. Сверлильно-фрезерно-расточный
модуль
чтобы расстояние между шпинделями
S2 и S6 составило а расстояние
между шпинделями и S6—L2. Та-
ким же образом в соответствующих
положениях находятся шпиндели для
обработки больших отверстий (S7—
S9). Для обработки, например, за-
готовки В переналадка на обработку
другой детали осуществляется путем
поворота и фиксирования в определен-
ном положении зажимного приспособ-
ления, т. е. переналадка происходит
практически мгновенно. Использова-
ние нескольких шпинделей, предна-
значенных для обработки больших и
малых отверстий, позволило обраба-
тывать два вида шатунов с разными
расстояниями между большим и ма-
лым отверстиями.
Рис. 107. Переналаживаемые зажимные
приспособления
к.бмМЁКСНЬ1Ё СЙСЁЕМЫ автоматических лйний
Рис. 108. Схемы переналадки транспортных систем ГАЛ обработки тел вращения
Особенности переналадки узлов и
механизмов ГАЛ для обработки тел
вращения. Переналадка транспортной
системы ГАЛ имеет свои особенности.
На рис. 108, а показана схема пере-
наладки транспортной системы обра-
ботки колец железнодорожных под-
шипников (/ — приводные ролики
транспортной системы; 2 — обрабаты-
ваемая деталь). Переналадка осуще-
ствляется регулированием направля-
ющих штанг 3. Время переналадки
одной секции транспортной системы —
10 мин.
На рис. 108, б и в показан разрез
по конвейеру ГАЛ для обработки двух
валов. Перемещение обрабатываемых
деталей 6 с позиции на позицию осу-
ществляется собачкой 3. Положение
обрабатываемой детали на транспорт-
ной системе определяется регулируе-
мыми базирующими призмами 2 и 5,
а фактические ее габариты — боковыми
ограничителями 1 и 4, настраиваемыми
на конкретный размер. Переналадка
транспортной системы осуществляется
регулированием положения призм, и
ограничителей.
ГАЛ для обработки корпусных дета-
лей и тел вращения. В ГАЛ для обра-
ботки корпусных деталей включают ре-
зервные позиции, которые могут быть
использованы в случае, если в кон-
струкцию или технологию обработки
деталей вносятся какие-либо измене-
ния, не предусмотренные ранее. При
этом на резервных позициях, уже
оснащенных устройствами для уста-
новки и зажима заготовки, могут
быть размещены дополнительные си-
ловые и другие узлы с инструменталь-
ной наладкой, обеспечивающие вы-
полнение дополнительных технологи-
ческих операций.
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
183
f58W
Рис. 109. ГАЛ с резервными позициями:
1 — инструментальный шкаф; 2 — гидростанция; 3 — смазочная станция; 4 — конвейер;
5 — контрольное устройство; 6 — специальный агрегатный станок; 7 — резервные по-
зиции
Обобщение опыта использования ре-
зервных позиций в традиционных АЛ
из агрегатных станков позволило ре-
комендовать следующее число резерв-
ных позиций в зависимости от общего
числа рабочих позиций на ГАЛ:
Число До 10 10—20 20
рабочих и более
позиций
Число 1 — 2 2—3 3—5
резервных
позиций
На рис. 109 в качестве примера при-
ведена схема одной из АЛ, входящих
в систему линий для изготовления
блока цилиндров. Система линий со-
стоит из 20 линий, из которых пять
линий имеют резервные позиции. Число
резервных позиций в этих АЛ — одна-
две. Расположение резервных позиций
в системе АЛ и в .отдельной линии
определяется прогнозом изменения тех-
нологического процесса обработки,
связанного с изменением конструкции
обрабатываемой детали.
ГАЛ для обработки деталей типа
тел вращения компонуются, как пра-
вило, из специализированных и спе-
циальных станков, характеризуемых
ограниченным числом одновременно ра-
ботающих инструментов. На этих ли-
ниях можно изготовлять детали не-
скольких модификаций. Станки пред-
назначены для выполнения технологи-
ческих операций при обработке дета-
лей в довольно широком диапазоне
их размеров и режимов резания. По-
скольку годовая программа выпуска
многих деталей типа тел вращения
(колец подшипников, клапанов, гильз,
поршней и др.) значительная, а их
конструктивные параметры стабильны.
АЛ для обработки таких деталей пере-
налаживаются в процессе эксплуата-
ции, как правило, не часто. Однако
рост выпуска продукции на таких АЛ
происходит постепенно. Поэтому це-
лесообразно на этих АЛ обеспечить
гибкость выпуска продукции, посте-
пенно увеличивая число резервных
параллельно работающих единиц тех-
нологического оборудования. АЛ в
этом случае строят следующим обра-
зом. В первый период эксплуатации,
исходя из заданной программы вы-
пуска, ГАЛСстроят из технологически
необходимого оборудования. Однако
при росте программы выпуска преду-
смотрена возможность установки на
соответствующих операциях дополни-
тельного числа станков.
ГАЛ с использованием переналажи-
ваемых силовых узлов (рис. НО)
предназначена для фрезерования по-
верхности крепления головки блока
и масляного картера, а также для фре-
зерования и протягивания постели
крышек коренных подшипников. Она
184
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
е)
Рис. ПО. Система ГАЛ для обработки блока цилиндра:
а — для чернового фрезерования: 1, 15 — кантователи деталей; 2, 4, 7, 9, 10, 12 — 14 —
холостые позиции; 3, 6, 8, 11 — рабочие позиции: 5, 16, 17, 18 — фрезерные головки;
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
188
имеет 14 позиций (две — загрузочно-
разгрузочные, четыре — рабочие, во-
семь — нерабочих) и комплектуется
конвейером с транспортными штангами
и направляющими планками под за-
готовки. Детали поступают на линию
из литейного цеха. Загрузочная 1 и
разгрузочная 15 позиции оснащены
кантователями и контрольными уст-
ройствами наличия заготовок. Детали
от загрузочного конвейера поступают
на кантователь, который поворачивает
их на 90°, затем укладывает на на-
правляющие планки линии, откуда
транспортные штанги перемещают де-
тали на холостую позицию 2. При
следующем ходе конвейера деталь по-
ступает на позицию 3, в которой после
зажима осуществляется черновое фре-
зерование поверхности крепления мас-
ляного картера и постели крышек
коренных подшипников. После обра-
ботки деталь разжимается и переме-
щается на холостую позицию 4, в ко-
торой оператор может проконтроли-
ровать фактические размеры детали.
Деталь поступает через холостые
позиции 7—9—10 на рабочие позиции
6—8—11, в которых осуществляется
черновая обработка поверхности креп-
ления головки блока, чистовое фрезе-
рование поверхности крепления масля-
ного картера, получистовое и чистовое
фрезерование под протягивание по-
стели крышек коренных подшипни-
ков. При выходе с позиции 11 деталь
через позиции 12—14 подается на
позицию 15, в которой кантователь
поворачивает ее на 90°.
Система линий обрабатывает в ос-
новном блоки цилиндров машины мод.
2105. При необходимости по распоря-
жению диспетчерской службы завода
система переналаживается на обра-
ботку блоков машин мод. 2101 или
2103 (число переналадок — две-три в
месяц). При переналадках система
линий освобождается от предыдущей
детали; на тех же позициях, где это
необходимо, заменяется инструмент,
заменяются отдельные контрольные
щупы, регулируются упоры-ограничи-
тели хода силовых узлов, переключа-
ется тумблер на пульте программи-
руемого командоаппарата, который
включает программу управления цик-
лами работы линий для обработки
необходимой детали. Время перена-
ладки составляет 2—2,5 ч, включая
время на освобождение системы линий
от предыдущей детали и выполнение
перечисленных операций перена-
ладки.
• Для сокращения времени операций
переналадки на заводе проведена ра-
бота по унификации блоков цилиндров
машин мод. 2101, 2103 и 2105.
Примером ГАЛ, имеющей компонов-
ку, аналогичную традиционным АЛ,
с включением только отдельных узлов,
оснащенных устройствами для пере-
наладки с различной степенью авто-
матизации, является линия, показан-
ная на рис. 111, а. Линия предназна-
чена для обработки корпусов мотор-
редукторов четырех типоразмеров (ма-
териал отливки — чугун СЧ- 15). Про-
изводительность линии (100 тыс. кор-
пусов различных редукторов в год)
рассчитана с учетом переналадки при
переходе от обработки деталей одного
типоразмера на другой 1 раз в не-
делю. Время переналадки, выполняе-
мой двумя операторами и двумя на-
ладчиками, — 4 ч. Линия состоит из
10 станков, связанных общим кон-
вейером. Обработка и транспортиро-
вание деталей осуществляются на спут-
никах четырех типоразмеров. Для об-
работки деталей каждого из четырех
габаритов на линии имеется 23 спут-
ника каждого типа.
б — для чистовой фрезерной обработки: 1 — кантователь; 2 — холостая позиция; 4 —
рабочая позиция; 3, 5 —11 — фрезерные головки; в — для сверлильной обработки торцо-
вых поверхностей: 1 — кантователь деталей; 2 — холостая позиция; 3 — рабочая пози-
ция; 4, 6, 8, 10, 13, 15, 17, 19 — сверлильные и резьбонарезные головки; 5, 7, 9, 11, 12,
14, 16, 18 — контрольные головки; а — для сверлильной обработки на боковых поверх-
ностях: 1 — кантователь деталей; 2 — холостая позиция; 3 — рабочая позиция; 4, 6
9, 10 — сверлильные головки; 5, 7, 8 — контрольные головки; д — для сверлильной
обработки на боковых поверхностях: 1, 12 — кантователи деталей; 2 — холостая пози-
ция; 3 — рабочая позиция; 4, 6, 8, 9, 11, 13, 16, 17, 19, 21 — сверлильные и резьбо-
нарезные головки; 5, 7, 10, 14, 18, 20 — контрольные головки; е — для растачивания:
1,7 — кантователи деталей; 2 — холостая позиция; 3 — рабочая позиция; 4 — 6, 8 — 10 —
расточные головки
186
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
Рис. 111. ГАЛ для обработки корпусов ре-
дукторов:
а — планировка линии: 1 — загрузочная
позиция; 2 — разгрузочная позиция; 3 —
опрокидыватель; 4 — поворотный стол
(поворот детали на 90°); 5 — контрольные
позиции (стрелка внизу показывает направ-
ление движения детали; стрелка вверху —
возврат спутников); 6 — двусторонний го-
ризонтальный станок с расточной и под-
резно-расточной бабкой;7, 8 — односторон-
ние горизонтальные станки с расточными
бабками; 9, 10 — односторонние агрегат-
ные станки со сменными многошпиндель-
ными коробками; 11, 12 — чистовые рас-
точные станки; 13 — односторонний верти-
кальный станок; 14, 15 — двусторонний
вертикально-горизонтальный и односторон-
ний наклонный станки; б — переналажи-
ваемый агрегатный станок (поз. 9)
На рис. 111, б показана компоновка
станка 9 (см. рис. 111, а), на котором
использован силовой стол 1 (см.
рис. 111, б) с делительно-поворотным
устройством 2, четырьмя шпиндель-
ными коробками 3, каждая из которых
соответствует обрабатываемой детали
определенного размера. При перена-
ладке линии на обработку другой де-
тали на станке достаточно повернуть
устройство со шпиндельными короб-
ками. Станок 10 (см. рис. 111, а)
имеет аналогичную конструкцию. При
механизированной переналадке выпол-
няются следующие работы: 1) смена
режущего инструмента на станках 6
(левая и правая головки), 7, 9, 10,
11, 12 (правая головка), 13 (см.
рис. 111, а)', 2) изменение частоты вра-
щения шпинделей на станках 6 (пра-
вая головка), 7, 9, 10, 11', 3) регулиро-
вание винтов жесткого упора на стан-
ках 6 (на планшайбе), 8 (на головке),
9, 10, 12^14, 15', 4) поворот стола от
гидромотора с закрепленными на нем
шпиндельными коробками на станках
9 и 10\ зажим поворотного стола в оп-
ределенном положении осуществляется
механическим ключом от кнопки; ско-
рости рабочей подачи и длина рабочего
хода силовых узлов станков изменя-
ются автоматически; 5) спутники, под-
лежащие замене, опускаются подъем-
ником, расположенным в середине
конвейера возврата, на одну из двух
ветвей магазина; перемещение спут-
ников осуществляется поворотной
штангой с храповыми собачками, име-
ющей гидравлический привод. После
складирования всех отработавших
спутников аналогично, но в обратном
порядке, в работу запускаются новые
спутники. Управление всеми движе-
ниями транспортных устройств при
переналадке осуществляет наладчик
с пульта управления.
На рис. 112 показана система" ГАЛ
для последовательной обработки от-
дельными партиями выпускных кол-
лекторов девяти типоразмеров извест-
ной конструкции и других, пока еще
неизвестных моделей, относящихся к
семейству коллекторов и по габаритам
подходящих для данного оборудова-
ния. Изменение конструкции обраба-
тываемых на ГАЛ деталей может
касаться следующих элементов: числа
фланцев для присоединения к головкам
цилиндров, а также расстояний между
этими отдельными фланцами; простран-
ственных углов и положения централь-
ного фланца; числа и размещения кре-
пежных отверстий в центральном флан-
це. На коллекторах всех типов обра-
батываются поверхности фланцев, кре-
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
187
Рис. 112. Система ГАЛ для обработки выпускных коллекторов
пежные отверстия и задние поверх-
ности прилегания винтов к фланцам
для присоединения к цилиндрам, по-
верхность фланца и резьбовые от-
верстия на центральном фланце. Вся
обработка распределяется между дву-
мя синхронными ГАЛ, связанными
транспортным устройством 3. Бесспут-
никовая ГАЛ 1 имеет двенадцать по-
зиций. За первый установ обрабаты-
ваются присоединительные фланцы ци-
линдров и некоторые крепежные от-
верстия на деталях всех типов, а
также центральный фланец на кол-
лекторе одного типа, у которого по-
верхность для присоединения цилин-
дров расположена перпендикулярно
плоскости фланцев. В некоторых по-
зициях в зависимости от типа обра-
батываемого коллектора силовые го-
ловки останавливаются или включают-
ся в цикл обработки. Другие головки,
которые (в зависимости от типа из-
делия) должны обрабатывать отвер-
стия с различным расположением, и
соответствующие контрольные устрой-
ства, предупреждающие поломку ин-
струмента, установлены на автомати-
ческих поворотных устройствах. При
изменении поперечной подачи (на-
пример, при фрезеровании) соответ-
ствующие каретки шпиндельных го-
ловок оснащают устройствами ЧПУ.
Спутниковая ГАЛ 2 имеет семь рабо-
чих позиций для обработки за второй
установ центрального фланца только
деталей тех типов, у которых присоеди-
нительная поверхность образует от-
носительно плоскости фланца цилин-
дра угол, отличающийся от прямого.
Обработка на этой ГАЛ включает
сборочную операцию — автоматиче-
ское ввертывание шпилек в отверстия
центрального фланца. Загрузка и раз-
грузка в приспособление-спутник осу-
ществляется автоматически. Обраба-
тываемые детали транспортируются в
автоматически переналаживаемых при-
способлениях-спутниках.
Для ГАЛ 2 характерно наличие ав-
томатически позиционируемых в угло-
вом и, поперечном направлениях за-
жимных приспособлений для закреп-
ления заготовок на базах. Заготовки
базируются и закрепляются присоеди-
нительными фланцами, относительно
которых осуществляется позициониро-
вание при смене типа обрабатываемой
детали. Благодаря запрограммирован-
ной установке каждого зажимного
приспособления заготовка находится
в пределах участка обработки ГАЛ и
всегда в вертикальном положении,
параллельном направлению переме-
щения силового органа, а также
в одном и том же поперечном положе-
нии перед соответствующими пози-
циями обработки. Такой метод уста-
новки различных обрабатываемых де?
талей обеспечивает всегда одинаковое
их рабочее положение, благодаря чему
трудоемкость переналадки снижается,
188
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Управление системой- ГАЛ основано
на использовании систем ЧПУ и про-
граммируемых командоаппаратов. При
переналадке заранее устанавливается
необходимая программа в соответствии
с типом обрабатываемой детали.
В использовании сменных шпин-
дельных коробок для автоматизации
крупно- и среднесерийного производ-
ства имеются две тенденции.
I. Установка сменных шпиндельных
коробок на станках, например с по-
воротным столом или линейным на-
копителем, для использования при
переходе на обработку другой детали
или совмещения нескольких последо-
вательных операций за время цикла.
Последнее возможно, если выполняе-
мые в этом цикле операции не яв-
ляются лимитирующими.
II. Одношпиндельные и многошпин-
дельные коробки в соответствии с тех-
нологическим процессом обработки де-
тали автоматически подаются, закреп-
ляются и после окончания обработки
снимаются с силового узла, деталь
во время обработки остается на одной
и той же рабочей позиции. Производи-
тельность таких ГАЛ (при оснащен-
ности их двумя-тремя силовыми уз-
лами) не превышает 5—12 деталей
в час, поэтому они наиболее эффектив-
ны в условиях среднесерийного про-
изводства.
Компоновочные схемы агрегатного
автоматического оборудования со смен-
ными шпиндельными коробками раз-
личаются большим разнообразием схем
хранения, транспортирования и смены
шпиндельных коробок.
На агрегатных станках с неавтома-
тизированной сменой шпиндельных ко-
робок (рис. 113, а) взаимозаменяемые
шпиндельные коробки 2 подаются на
силовой узел /, который осуществляет
рабочую подачу для сверлильно-резь-
бонарезной обработки деталей. Станки
предназначены для обработки деталей
большого габарита, имеющих значи-
тельное число крепежных и других
отверстий. Переналадка станка за-
ключается в смене коробки, находя-
щейся на станке, с помощью грузо-
подъемных устройств. Коробки ме-
няются относительно редко (1—3 раза
в месяц). Основное достоинство по-
добных станков — простота конструк-
ции и управления.
На агрегатных станках (рис. 113, б)
шпиндельные коробки 3 монтируются
на делительно-поворотном столе /,
установленном на силовом столе 4.
Деталь располагают на рабочем сто-
ле 2. Из-за значительной массы шпин-
дельных коробок число их на станках
такого типа не превышает четырех.
На станках такой компоновки ведут
в основном сверлильно-резьбонарез-
ную обработку и лишь в отдельных
случаях — растачивание. Станки мо-
гут работать в виде ГПМ и в составе
ГАЛ, осуществляя обработку дета-
лей с одной или двух сторон.
На рис. 113, в приведен агрегатный
станок со сменными шпиндельными
коробками на поворотном кольцевом
столе. В зависимости от размеров
шпиндельных коробок 3 и диаметра
кольцевого стола 4 число шпиндель-
ных коробок может достигать 12.
В центре поворотного стола монти-
руется привод 5 главного движения
шпиндельных коробок. На силовом
столе 1 расположены рабочий стол 2
и поворотный стол 6 для установки
деталей и обеспечения возможности
их обработки с четырех сторон.
В барабанных станках со сменными
шпиндельными коробками (рис. 113, г)
шпиндельные коробки расположены
в магазинах. Магазины бывают ба-
рабанного типа с числом коробок от
четырех до шести или цепного типа
с числом коробок до десяти с каждой
стороны. Наличие большого числа
коробок и высокой точности повторяе-
мости их фиксации позволяет выпол-
нять сверлильно-резьбонарезные, рас-
точные, фрезерные операции (при уста-
новке рабочего стола с перемещением
обрабатываемой детали в поперечном
направлении относительно подачи).
Компоновка станка, показанная на
рис. 113, г, позволяет также обраба-
тывать детали под углом к горизон-
тальной оси при использовании гори-
зонтальных и наклонных силовых сто-
лов.
В ГАЛ со сменными шпиндельными
коробками, транспортируемыми по ба-
зе (рис. 113, д), обрабатываются детали
нескольких наименований. Комплекты
шпиндельных коробок / хранятся на
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
189
Рис. 113. Схемы компоновки агрегатного автоматического оборудования со сменными
шпиндельными коробками
складе 2. Основная особенность линий
этой компоновки — осуществление
движения подачи силовым узлом 3.
Деталь устанавливается на рабочий
стол 4.
Склад коробок, представляющий со-
бой систему конвейеров, переклад-
чиков, кантователей и других механиз-
мов, обеспечивает независимый выбор
шпиндельных коробок и подбор ком-
плекта коробок, необходимых для об-
работки соответствующей детали. Под-
бор комплекта коробок осуществляется
автоматически по программе, зало-
женной в систему управления линией.
Коробки устанавливаются на транс-
портной системе склада в определенной
последовательности.
В случаях компоновок станков, при-
веденных на рис. 113, г и д, рабочий
стол для базирования и закрепления
деталей выполняется в различных ис-
полнениях. При выполнении линией
только сверлильно-резьбонарезных и
расточных операций рабочий стол мо-
жет быть поворотным, что позволяет
обрабатывать детали с разных сторон.
Для облегчения загрузки первая по-
зиция двухпозиционного рабочего сто-
ла является рабочей, а вторая —
загрузочно-разгрузочной; в случае
трехпозиционного стола вторая по-
190
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
зиция может быть загрузочной, а
третья — разгрузочной. При выпол-
нении на линии фрезерных операций
в качестве рабочего используется ко-
ординатносиловой стол с поворотным
устройством для осуществления дви-
жения подачи детали на обработку
с разных сторон.
В ГАЛ со сменными шпиндельными
коробками, транспортируемыми по
нижней плоскости (рис. 113, е), дви-
жение подачи и установочные дви-
жения получает деталь 4, закреплен-
ная на крестовом столе 5. Комплект
шпиндельных коробок 1 располагается
на роликовом конвейере 2 непрерыв-
ного действия в порядке технологиче-
ского маршрута обработки. На сило-
вом узле 3 входной вал шпиндельной
коробки через муфту входит в зацеп-
ление с приводом главного движения,
причем во время обработки шпиндель-
ная коробка остается неподвижной.
ГАЛ мод. ПАСМА-1 (рис. 114) ком-
понуется на базе узлов агрегатных
станков и АЛ и предназначена для
автоматической обработки разнотип-
ных корпусных деталей в условиях
среднесерийного производства. При-
нятая компоновка при смене обраба-
тываемых деталей в случае заблаго-
временного изготовления приспособ-
лений и новых шпиндельных коробок
и при перепрограммировании систем
управления позволяет быстро перена-
ладить линию. Линия обеспечивает
механическую обработку отверстий
(сверление, зенкерование, развертыва-
ние, снятие фасок, нарезание внутрен-
ней резьбы) в корпусных деталях
четырех наименований (семи типораз-
меров) винтовых компрессоров: блока
цилиндров, камеры всасывания, ка-
меры нагнетания и крышки. Материал
обрабатываемых деталей — чугун СЧ 21
твердостью НВ 170—229. На линию
подаются отливки массой 60—130 кг
с подготовленными базами. Произ-
водительность — 4800 комплектов
(19 200 деталей) в год при коэффи-
циенте технического использования
kT. и — 0,8.
В комплект узлов ПАСМА-1 входят:
1) силовой стол 7 с угольником, осна-
щенным приводом главного движения,
и механизмом фиксации и зажима 1
товдадных коробок 9^ 2) секции 3
транспортной системы для перемеще-
ния в горизонтальном положении
шпиндельных коробок 6 по замкнутой
прямоугольной траектории и пооче-
редной установки их на угольник
силового стола; поворотные столы 5
с приводными роликами, установлен-
ными в местах изменения направления
движения шпиндельных коробок, кан-
тователей 2 и 8 для поворота шпин-
дельных коробок 9 вокруг горизон-
тальной оси перед их установкой
в рабочую позицию и после снятия
с нее; перегружатели для, перемеще-
ния шпиндельных коробок из канто-
вателя в рабочую позицию и с рабочей
позиции в кантователь; 3) система
складирования 4 шпиндельных коро-
бок, включая набор секций с привод-
ными роликами и транспортную те-
лежку для доставки коробок со склада
на транспортную систему и обратно
(на рисунке не показана); 4) поворот-
ный делительный стол 11, на котором
установлены приспособления для фик-
сации и зажима обрабатываемых де-
талей; 5) устройство для уборки струж-
ки.
К числу специальных узлов от-
носятся приспособления для зажима
и фиксации обрабатываемых деталей,
установка для контроля целостности
режущих инструментов и комплект
шпиндельных коробок 9.
В зависимости от требований тех-
нологии на линии может быть различ-
ное число шпиндельных коробок.
Маршрут их транспортирования может
изменяться. Для обработки всех де-
талей компрессоров требуется 26 мно-
гошпиндельных коробок. Коробки, не-
обходимые для обработки одной де-
тали, располагаются на транспортной
системе; остальные хранятся на ав-
томатизированном складе. Транспорт-
ная система имеет прямоугольную
форму в плане. Система имеет два
контура: большой, обеспечивающий
транспортирование 6—12 шпиндель-
ных коробок, и малый, обеспечиваю-
щий транспортирование шести и менее
шпиндельных коробок.
Обработка детали 10 проводится
на второй позиции трехпозиционного
поворотного стола, на котором уста-
новлены приспособления для зажима
обрабатываемых деталей, Первая и
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
191
Рис. 114'. ГАЛ мод. ПАСМА-1
192 КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 115. Схема транспортной системы Г ПЛ
из станков с ЧПУ
третья позиции — загрузочная 13 и
разгрузочная 12. С помощью цеховых
подъемно-транспортных механизмов
оператор загружает заготовки и вы-
гружает детали.
При переходе на обработку другой
партии деталей замену шпиндельных
коробок на транспортной системе осу-
ществляет оператор с пульта управле-
ния посредством механизированной те-
лежки и секций автоматизированного
склада шпиндельных коробок. Пере-
стройка режимов работы транспортной
системы, изменение режимов резания
и циклов работы силового узла и
приспособления осуществляются с цен-
трального пульта управления пово-
ротом переключателя. Базовые эле-
менты приспособления переналажи-
вают вручную.
Управление работой всех механизмов
линии осуществляется с помощью про-
граммируемого командоаппарата. На
линии имеется центральный пульт,
а также наладочные пульты. Перена-
лаживаемую автоматическую линию
ПАСМА-1 обслуживают наладчик и
оператор.
Техническая характеристика ГАЛ
Число:
шпинделей
электродви-
гателей
Мощность, кВт
Габарит, мм . .
Масса (со вспо-
могательным
оборудовани-
ем), кг ... .
298
25
48
22 300Х 10 800Х 2800
109 400
ГАЛ с транспортной системой и
возможностью изменения последова-
тельности выполнения операций. На
рис. 115 показана схема транспортной
системы ГАЛ из станков с ЧПУ для
обработки корпусных деталей. Деталь
вместе с приспособлением-спутником
перемещается по роликовым привод-
ным конвейерам 2 и 7 вдоль линии
станков, а в поперечном направле-
нии — по ответвлениям 6 к отдельным
станкам типа агрегатных, обрабаты-
вающих центров и др. Загрузка про-
водится непосредственно на станки.
Все станки установлены в один ряд.
Станки 4 имеют горизонтальную ось
вращения инструмента, два из них
(Б) объединены для обработки детали
с двух сторон одновременно. В центре
расположен вертикальный станок 5
для обработки отверстий в верхней
плоскости детали. Приспособление-
спутник на позиции А получает за-
дание — адрес тех или иных станков.
Если операция выполняется на не-
скольких станках, то приспособление-
спутник получает два или три адреса.
Если один станок загружен, поворот-
ный стол направляет деталь на попе-
речный конвейер другого станка. На
позиции Б спутник загружается и
движется вместе с деталью по продоль-
ному участку В конвейера к моечной
машине 3. С выходного участка деталь
может быть подана на любой из стан-
ков по соответствующему адресу. По-
воротные столы 1 и считывающие
устройства подают команду на поворот
стола. Если станок занят, то считыва-
ющее устройство не позволяет столу
повернуться, т. е. пропускает деталь
дальше по входному участку до сво-
бодного станка, у которого стол пово-
рачивается, и деталь проходит на
поперечный конвейер. По окончании
операции спутник с деталью по по-
перечному конвейеру снова попадает
на выходной участок для выбора
станка, выполняющего следующую опе-
рацию. В таких системах при переходе
на обработку новой детали вручную
переналаживают приспособления-
спутники, а в некоторых случаях их
полностью заменяют. Переналадка при-
способлений-спутников не влечет за
собой переналадку самой транспорт-
ной системы. Направление движения
потока деталей изменяется по коман-
дам, записанным в памяти системы
управления с использованием ЭВМ.
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
193
28. Затраты времени (ч) на переналадку оборудования АЛ
i 1 2 ' / 3 4 5
1 2 3 4 4 2 5 1 2 3 4 3 5 6 1 2 3 1 2 1 4 2 5 1
Особенности построения ГАЛ для
обработки деталей типа тел вращения.
ГАЛ для обработки тел вращения
строят из станков с ЧПУ, управляе-
мых от ЭВМ, на базе традиционных
компоновок. Применение станков с
ЧПУ связано с их легкой переналажи-
ваем остью при переходе на обработку
аналогичных деталей, а также воз-
можностью работать во вторую и
третью смены с минимальным участием
персонала.
В качестве транспортно-загрузочной
системы используют конвейеры раз-
личных типов, промышленные роботы
и набор вспомогательного оборудова-
ния (тары-накопители и т. п.).
Выбор оптимальной последователь-
ности переналадки АЛ. В целях мини-
мизации времени простоев решается
задача определения порядка обра-
ботки различных деталей на линии.
Поиск ведется методом прямого пере-
бора для нахождения оптимального
варианта, чтобы время на переналадку
(т. е. время простоя оборудования из-за
переналадки) было наименьшим.
Пусть заданы затраты времени Cfj
на переналадку оборудования АЛ с об-
работки f-й деталй на обработку /-й
детали.
Решение задачи сводится к мини-
мизации функции
п п
2 2
t=l /=1
при п ___
£хг,-=1; /=!,«;
п
2 ха ~ 1 ’ i = i, tv,
/=1
7 П/р А. И. Дащенко
( 1, если линия переналажива-
ется с обработки i-й детали на
обработку /-й детали;
xij —
О, если переналадка осущест-
вляется в последовательности,
отличной от переналадки Z-й
детали на обработку /-й детали.
Выбор оптимального ва-
рианта последователь-
ности переналадки АЛ
при п 5. В табл. 28 в качестве
примера приведены затраты времени на
переналадку АЛ при переходе с об-
работки i-й детали на обработку /-й
детали при п = 5.
Затраты времени на переналадку
оборудования при переходе с обра-
ботки второй детали на обработку
четвертой детали составляют 1 ч,
с обработки пятой детали на обработку
второй детали — 3 ч и т. д. Данные
для выбора оптимального варианта
переналадки для п = 5 представлены
в табл. 29..
Принято, что во всех случаях обра-
ботка ведется, начиная с первой де-
тали. Все 24 варианта последователь-
ности переналадки разбиты на четыре
группы в зависимости от того, какая
деталь будет обрабатываться послед-
ней. При выборе лучшего варианта
по результатам графы 4 варианты
рассматриваются попарно: 1 и 2; 3 и
4, ..., 21 и 22, 23 и 24.
Существуют две оптимальные по-
следовательности переналадки дета-
лей: 1, 2, 5, 4, 3, 1 и 1, 2, 4, 5, 3, 1.
В обоих случаях затраты времени на
переналадку составляют по 8 ч.
Выбор оптимальной структуры тех-
нологического процесса и схем ГПС
194
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
29. Данные для выбора оптимального варианта переналадки при п = 5
Группа Вариант Исходные варианты, включающие обработ- ку четырех деталей Суммарное время на | переналадку для ис- I хрдных вариантов, ч Исходные варианты с минимальными вре- менами переналадки Варианты, включаю- щие обработку всех пяти изделий Суммарное время на переналадку по ва- риантам 6-й графы, ч Варианты, включаю- щие обработку деталей и возвращение ее в ис- ходное положение(пер- вая деталь) Суммарное время на переналадку по ва- риантам 8-й графы, ч
1 2 3 4 5 6 7 8 9
I 1 2 3 4 5 1, 3, 4, 2 1, 4, 3, 2 1, 3, 5, 2 1, 5, 3, 2 1, 4, 5, 2 1 1 7 12 9 7 1, 4, 3, 2 1, 5, 3, 2 1, 4, 5, 2 1, 4, 3, 2, 5 1, 5, 3, 2, 4 1, 4, 5, 2, 3 9 10 13 11 О 10
II 6 7 8 9 10 11 12 1, 5, 4, 2 1, 2, 4, 3 1, 4, 2, 3 1, 2, 5, 3 1, 5, 2, 3 1, 4, 5, 3 1, 5, 4, 3 9 4 13 6 13 6 6 1, 2, 4, 3 1, 2, 5, 3 1, 4, 5, 3 1, 5, 4, 3 1, 2, 4, 3, 5 1, 2, 5, 3, 4 1, 4, 5, 3, 2 1, 5, 4, 3, 2 9 8 9 9 111^111 13
III 13 14 15 16 17 18 1, 2, 3, 4 1, 3, 2, 4 1, 2, 5, 4 1, 5, 2, 4 1, 3, 5, 4 1, 5, 3, 4 10 9 8 11 8 1, 3, 2, 4 1, 2, 5, 4 1, 5, 3, 4 1, 3, 2, 4, 5 1, 2, 5, 4, 3 1, 5, 3, 4, 2 10 6 12 to II 1^1 1 8
IV 19 20 21 22 23 24 1, 2, 3, 5 1, 3, 2, 5 1, 4, 2, 5 1, 2, 4, 5 1, 3, 4, 5 1, 4, 3, 5 13 10 9 4 8 9 1, 3, 2, 5 1, 2, 4, 5 1, 3, 4, 5 1, 3, 2, 5, 4 1, 2, 4, 5, 3 1, 3, 4, 5, 2 11 6 8 to 1 1 1 1 СП 8
для серийного производства. Задачи
проектирования процессов обработки
и выбора схем построения ГПС для
серийного производства значительно
сложнее указанных задач для мас-
сового производства. Широкое рас-
пр остр ан ен ие агр егатн о-м оду л ьн ого
принципа построения систем, примене-
ние сменных многошпиндельных коро-
бок, переналаживаемых манипулято-
ров и роботов для загрузки, транспор-
тирования и разгрузки деталей,
использование программируемых кон-
троллеров (ПК) для управления рабо-
той оборудования и компьютеров —
для управления процессом в целом —
создают условия эффективного исполь-
зования метода высокой концентрации
операций в серийном производстве,
одновременно усложняя задачу поиска
оптимальных вариантов технологиче-
ских процессов и схем построения ГПС.
Рациональная структура процесса,
определяемая степенью концентрации
операций в этих условиях, существенно
зависит от программы выпуска каждой
детали в группе. Расчеты, проведен-
ные для одной группы из десяти кор-
пусных деталей, показывают (рис. 116),
что при небольших программах наи
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
195
Рис. 116. Зависимость (а) рационального уровня концентрации операций от годовой
программы выпуска группы деталей.
Варианты: б — с одношпиндельными станками типа ОЦ; в — с многошпиндельными стан-
ками типа ОЦ; г — с многопозиционными станками
более эффективной является обра-
ботка деталей на одношпиндельных
станках типа ОЦ (многооперационных
станках) с низкой степенью концен-
трации операций. С увеличением про-
грамм выпуска деталей возрастает и
оптимальный уровень концентрации
операций. Наиболее эффективным ока-
зывается применение многошпиндель-
ных обрабатывающих центров (МОЦ)
(при готовой программе выпуска Nj ~
— 130 тыс. деталей) и многопозицион-
ных станков (при Nj = 475 тыс. де-
талей).
Таким образом при выборе опти-
мальной структурной схемы ГПС для
конкретной группы деталей с заданной
годовой программой выпуска необ-
ходимо:
7*
1) разработать групповой технологи-
ческий маршрут обработки деталей
и необходимое множество вариантов
структурно-компоновочных схем ГАЛ,
различающихся степенью концентра-
ции операций;
2) оценить эффективность вариантов
и разработать метод оптимизации для
технологического проектирования гиб-
ких систем.
Исходной информацией, как и в слу-
чае массового производства, являются
чертежи деталей и технологические
маршруты их обработки. Групповой
технологический маршрут состоит из
элементарных технологических опера-
ций, необходимых для обработки дета-
лей группы. Множество вариантов
структурно-компоновочных схем ГАЛ
196
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
или ГАУ генерируется по групповому
технологическому маршруту на основе
классификации структурных схем аг-
регатного оборудования по степени
концентрации операций. Разработан-
ная система классификации ГПС по
этому признаку является развитием
приведенной в т. 1 справочника общей
классификации и содержит все прин-
ципиально различающиеся варианты
схем построения станочных систем,
которые разделены на три класса:
KI — однопозиционные станки, позво-
ляющие осуществить первую степень
концентрации операций (одно- и много-
стороннюю обработку деталей в одной
позиции одним или несколькими ин-
струментами последовательно, парал-
лельно, параллельно-последовательно);
КП — многопозиционные станки (ав-
томатические линии с жесткой связью
между станками) — вторая степень
концентрации операций, осуществляе-
мая при последовательном или па-
раллельно-последовательном объедине-
нии на станке или станочной линии
позиций обработки детали; КШ —
автоматические системы из многопо-
зиционных станков или линий с гиб-
кими связями — третья степень кон-
центрации операций. В результате
использования этой классификации для
группы деталей может быть получено
до сотни вариантов структурных схем
станочных систем.
Необходимость учета большого числа
параметров при оценке каждого ва-
рианта (заданных программ выпуска
и качества деталей, станкоемкости,
трудоемкости, себестоимости их об-
работки, производительности, надеж-
ности, гибкости и стоимости оборудо-
вания, режимов резания, технических
характеристик агрегатных узлов и др.),
трудность получения объективной ин-
формации об этих параметрах на стадии
проектирования, наличие многих кри-
териев для оценки эффективности ва-
риантов и недостаточная проработан-
ность зависимостей этих критериев
от определяющих параметров делают
трудоемким детальное рассмотрение и
сравнение эффективности даже не-
большого числа вариантов. Для реше-
ния задачи оптимизации в этих усло-
виях использован метод направленного
поиска, который является развитием
изложенного в т. 1 справочника метода
выбора схем построения жестких (не-
переналаживаемых) систем. Метод на-
правленного поиска включает: а) алго-
ритм «ветвления», т. е. разбиение ис-
ходного множества вариантов на под-
множества, каждое из которых при
необходимости разбивается на более
мелкие подмножества и т. д.; б) ме-
тодику оценки «перспективности» каж-
дого из подмножеств и выбора под-
множества, которое с наибольшей ве-
роятностью содержит оптимальный ва-
риант.
В качестве критерия эффективности
вариантов также используются при-
веденные затраты на годовой выпуск
продукции, вычисленные с разной
степенью приближения в зависимости
от того, на каком этапе «ветвления»
проводится оценка эффективности. Для
этого по определенному правилу вы-
бирают вариант-представитель (наибо-
лее эффективный из вариантов под-
множества) и вычисляют приведенные
затраты, которые являются нижней
оценкой затрат по в_ем вариантам
подмножества/ Перспективным для
дальнейшего анализа считается то
подмножество, для которого нижняя
оценка приведенных затрат является
наименьшей. Кроме того, для приня-
тия объективного решения необходимо,
чтобы нижняя оценка одного и того же
варианта изменялась только в сторону
увеличения при возрастании числа
шагов оптимизации. Это достигается
более детальной проработкой вариан-
тов-представителей подмножеств на
каждом последующем шаге. Допол-
нительные факторы должны в меньшей
степени влиять на приведенные за-
траты по сравнению с основными,
учтенными на предыдущих шагах оп-
тимизации.
Групповая обработка вызывает сле-
дующие особенности функционирова-
ния станочной системы: а) станочная
система для обработки группы деталей
сложнее станочной системы для об-
работки подгруппы деталей или любой
детали из группы; б) время циклов и
загрузки отдельных станков зависит
от вида обрабатываемой детали, что
приводит к увеличению простоев стан-
ков из-за несинхронности их работы
и неучастия в обработке некоторых
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
197
деталей (если отсутствует склад и про-
цесс построен по поточному методу);
в) необходима переналадка станочной
системы при смене вида обрабатывае-
мой детали.
Эти особенности требуют учета до-
полнительных факторов при вычисле-
нии приведенных затрат на обработку
всех деталей группы и более сложного
расчета действительно нижних оценок
для каждого подмножества вариантов.
В частности, для объективного сравне-
ния конкурирующих вариантов для
каждого варианта необходимо решить
частные задачи, такие как выбор
партии деталей и частоты переналадок,
последовательности запуска деталей,
минимизирующей затраты времени на
переналадку и др.
Рассмотрим этапы метода направлен-
ного поиска.
Этап 1. В соответствии с классифи-
кацией схем множество О0 (рис. 117)
возможных вариантов структуры про-
цесса и схем станков разбивают на
три класса: G1, G2, G3. Выбирают ва-
рианты-представители каждого класса
с максимальной концентрацией опе-
раций и вычисляют приведенные за-
траты на годовой выпуск деталей
группы по самым приближенным фор-
мулам (см. ниже, первый уровень
оценок), исходя из 100 % надежности
станков, отсутствия потерь времени
на переналадку и затрат на инстру-
мент.
При подсчете трудоемкости об-
работки каждой детали и капиталь-
ных затрат исходят из простейших
компоновок станочной системы, не
учитывая стоимости тех элементов
структурно-компоновочных схем, ко-
торые не используются при обработке
данной детали (силовые головки, одно-
позиционные станки, отдельные пози-
ции многопозиционных станков и т. п.).
Это позволяет получить действитель-
ные нижние оценки приведенных за-
трат для каждого класса схем.
При подсчете числа станков на каж-
дой станочной операции необходимо
учесть снижение их загрузки из-за
несинхронности работы и незанятости
обработкой некоторых деталей груп-
пы. Для этого,годовой фонд времени
Fj распределяют между деталями груп-
пы в соответствии со станкоемкостями
их обработки и годовыми программами
выпуска.
Приведенные затраты на обработку
всех деталей группы в течение года
могут быть подсчитаны как сумма при-
веденных затрат на обработку каждой
из деталей в течение времени
На основе сравнения оценок эффек-
тивности вариантов каждого класса
выбирают перспективный класс схем
ГПС (рис. 118, первый шаг).
Этап 2. Перспективный класс раз-
бивают на три подкласса, соответст-
вующие последовательной, параллель-
ной и параллельно-последовательной
обработке деталей. Определяют ва-
рианты-представители подклассов.
Приведенные затраты рассчитывают
по формуле (4) [второй уровень оце-
нок], по которой более точно вы-
числяют трудоемкость обработки де-
талей и число станков вследствие
учета их собственных простоев из-за
отказов механизмов и замены инстру-
ментов, а также потерь времени на
переналадки. При этом последние рас-
считывают приближенно, исходя из
минимальных затрат времени на одну
наладку станка для обработки дан-
ной детали (Т'^л .у), числа L наладок
в течение года, - определяемого пар-
тией и годовой программой данной
детали. Таким образом, на втором шаге
вместо формул (1)—(3) используем
формулы (4)—(6).
В результате сравнения вариантов
по приведенным затратам выбирают
перспективный подкласс схем (рис. 118,
второй шаг).
Этап 3. Для каждого варианта в пер-
спективном подклассе определяют
число параллельных потоков (р 1),
необходимых для обработки всех де-
талей группы, которую разбивают
на подгруппы Пъ П2, Пр с числом
деталей п^, п2, ..., пр в каждой под-
группе.
Детали в подгруппах объеди-
няют таким образом, -чтобы обеспе-
чить равномерность загрузки оборудо-
вания по потокам, а также максимально
упростить компоновку станочной си-
стемы для обработки деталей под-
групп. Приведенные затраты на обра-
ботку группы деталей подсчитывают
Уис. 118. Схема поиска оптимального варианта
КОМПЛ ЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
ГИБКИЕ ЙРОЙЗВОДСТВЁНН ЫЕ СИСТЕМЫ
139
как сумму приведенных затрат на
обработку деталей каждой из подгрупп.
р
3 = 2 з/.
1=\
Приведенные затраты рассчитывают
по точным формулам (7)—(11) [третий
уровень оценок], рассматривая ком-
поновки станков, необходимые для
обработки деталей подгруппы, и оп-
ределяя их число с учетом потерь вре-
мени из-за отказов оборудования, за-
мены инструментов, ожидания налад-
чиков, наложения простоев, перенала-
док станков. При этом подсчиты-
вают по формуле (10), а Тнал^- опреде-
ляют с учетом оптимальной последова-
тельности запуска деталей подгруппы
в обработку.
Трудоемкость обработки деталей на-
ходят по формуле (8), учитывающей
фактическое время занятости станоч-
ника обслуживанием станков и актив-
ным наблюдением за его работой.
Кроме того, в приведенные затраты
включают заработную плату наладчи-
ков и стоимость инструмента.
Таким образом
(6 ф р) ЗстТфц +
м
+ -£»ин ijASn -р У1, (Еп 4- а) Аi -К
Первый уровень оценок
L — 1
(2)
= Г=Ь 2..............(3)
Второй уровень оценок
Вариант структурно-компоновоч-
ной схемы, для которого приведенные
затраты минимальны (рис. 118, тре-
тий шаг), является оптимальным при
условии, что все оценки, полученные
на первом и втором этапах, для дру-
гих вариантов оказываются выше.
В противном случае необходимо вер-
нуться к тем подмножествам вариан-
тов, которые имеют меньшие ниж-
ние оценки эффективности, и уточ-
нить их по формулам второго и треть-
его этапов.
Расчетные формулы для каждого
из трех уровней оценок представлены
следующим образом.
j = 1 L i = 1
M
+ (£н + а)-^2
(4)
Xl * * * * ВИ (Bo6 ij 4~ #ин ij 4“ ^нал //)’
T, M1 + XM .
кем + ys;-,-)
Fj = -57-^-F»’ (5
2V/0+W
/=i
_____ max mr .
200
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
а г vb-o + Wi ,
а° - [ р-. j +1-
= ™Г, 2....паИ’ (6)
LT'
нал tj
*anii = Ы.Т'И •
Третий уровень оценок
3uOnt)= х
КП1
/ м
х (6 4" ₽) ^(^фо’^ст 4~
2 &Ц — (ВоЪЦ--^ ^ингУ + Boij) Y,‘
ТфН —
(Ж~* ^<ВЗГ\
1 + ЪРЛ .
fij
(8)
_^-(1 + им
L W(i + ^M
кп1
(9)
m ____ max гр
1 J — i=l, 2, ..., Ml И’
[ ^(1+ ,
L Fj (^Т’нал ij) ]
(10)
_ max ..
ai — j g П^Ы’
P
3nl = E 31П(^)- (П)
1=1
Здесь i — номер станочной операции
(номер станка); / — номер детали;
М — число станочных операций для
полной обработки группы деталей;
п — число деталей в группе; Nj —
годовая программа выпуска /-й де-
тали (шт.); Рд — действительный го-
довой фонд времени работы системы,
мин; Fj — часть годового фонда вре-
мени, отводимая на обработку /-й
детали, мин; Ti}- (T.j) — время цикла
f-го станка, имеющего групповую ком-
поновку, при обработке /-й детали,
мин/шт; Tj (ТУ) — такт выпуска /-й
детали гибкой технологической си-
стемой (для обработки только /-й
детали), мин/шт; — число станков
i-го вида (простейшей компоновки)
для обработки /-й детали в течение вре-
мени Вд; at — число станков Ого
вида для обработки группы деталей
в течение времени Тд; fij — коэффи-
циент многостаночного обслужива-
ния; Тф^- (Тф-у) — трудоемкость об-
работки /-й детали на i-м станке,
имеющем групповую (простейшую) ком-
поновку, мин/шт; Aij — стоимость од- '
ного станка Ого вида в простейшей
компоновке, предназначенной для об-
работки только /-й детали, руб.;
Ai — стоимость одного станка Ого
вида в групповой компоновке, руб.;
3j — приведенные затраты на обра-
ботку годовой программы выпуска
/-Й детали в течение времени Fj, руб.;
Ен = 0,154-0,20 — нормативный ко-
эффициент эффективности капитало-
вложений; а = 0,143 — коэффициент
амортизационных отчислений; 6 =
= 1,15 — коэффициент заработной
платы с начислениями; р — общие
накладные расходы в долях заработ-
ной платы, включающие расходы на
текущий ремонт оборудования; Hf —
стоимость годовой эксплуатации ин-
струмента на Ом станке, руб.; 5Н —
заработная плата наладчика, руб/мин;
Л = 1,3ч-1,6— коэффициент, учи-
тывающий занятость наладчика пред-
варительной наладкой инструментов
и наблюдением за работой станка;
(S^O’) — сУмма удельных (от-
несенных к 1 мин работы станка)
потерь времени на устранение отказов
механизмов Воб Z/-(^Вф), заменУ ин"
струментовВин Z/. (В^-у), ожидание на-
ладчиков BQij (Вфу) при обработке /-й
детали на Ом станке в групповой (про-
ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕНН ЫЕ СИСТЕМЫ
201
Рис. 119. Синтез схем и результаты их оценки на первом и втором шаге оптимизации.
Варианты: а — № 9; б — № 21; в — № 25; г — № 20; д — № 21
стейшей) компоновке; Тнал (Гйал z/)-
потери времени на одну наладку i-ro
станка на обработку /-й детали, оп-
ределяемые по групповой (простей-
шей) компоновке; ГЦ — Гя подгруппа
деталей; Р — число подгрупп;
3 (ГЦ) — приведенные затраты на об-
работку l-й подгруппы деталей, руб.;
3 — приведенные затраты на обра-
ботку всей группы деталей; у — коэф-
фициент возрастания простоев АЛ;
L—число переналадок за год.
Рис. 120. Синтез вариантов схем на третьем шаге оптимизации.
Варианты: а — № 25; б — № 21
202
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Рис. 121. Гибкая система из двух переналаживаемых агрегатных станков для обработки
десяти корпусных деталей:
1,2 — многопозиционные агрегатные станки; 3 — роботы; 4, 5 — палеты с заготовками
и готовыми деталями; 6 — магазины с режущими инструментами; 7 — тележка с элек-
тромагнитным управлением; 8 — склад заготовок; 9 — штабелер
Рассмотрим пример решения задачи
выбора схемы гибкой станочной си-
стемы для группы из десяти деталей —
корпусов спидометров и тахометров
различных автомобилей, подобных по
конструкции и технологии обработки.
При отыскании оптимального реше-
ния методом направленного поиска
рассмотрим шесть из нескольких де-
сятков возможных вариантов струк-
турно-компоновочных схем построе-
ния станочной системы (на рис. 116
их 43), причем только три варианта
проработаем детально. Последователь-
ность решения задачи выбора схем и
оценки приведенных затрат на каж-
дом из этапов поиска приведена на
рис. 119 и 120; оптимальным оказался
вариант системы (рис. 121) из двух
многопозиционных переналаживае-
мых станков, каждый из которых пред-
назначен для обработки одной из двух
подгрупп деталей. На эти две под-
группы в процессе поиска была раз-
бита исходная группа деталей. Раз-
биение было проведено таким образом,
чтобы максимально упростить компо-
новки станков для обработки каждой
из подгрупп, а также обеспечить
равномерную загрузку оборудования.
' Сравнение эффективности предло-
женного варианта с действующим дано
в табл. 30. Применение метода на-
правленного поиска позволяет резко
сократить число вариантов построе-
ния станочных систем, которые необ-
ходимо анализировать, требует точ-
ной оценки только двух-трех вариан-
тов, близких к оптимальному, позво-
ляет накапливать и обобщать опыт
предыдущих решений с целью типи-
зации технологических процессов.
30. Два варианта обработки десяти корпусных деталей
Параметры сравнения Действующий вариант Опти- мальный вариант
Агре- гатные станки Универ- сальные станки В сумме
Число необходимых станков 8 5 13 2
Условная стоимость оборудования, руб. 159 000 6000 165 000 55 000
(без средств автоматизации) Число операторов, обслуживающих стан- 6 5 11 1
ки
Себестоимость обработки, руб. 21 705 975 22 680 7 387
Площадь, занятая оборудованием, м2 80 20 100 20
Глава 2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
Особенности автоматизации произ-
водства отливок. Технологический про-
цесс получения отливок состоит из
операций, большая часть которых осу-
ществляется не над отливкой, а над
металлической шихтой, жидким ме-
таллом, формовочной и стержневой
смесями, над стержнем и формой.
Отливки разного наименования можно
изготовлять из одного сплава в фор-
мах одинакового размера. Формы и
стержни для этих отливок можно
соответственно делать из одних и
тех же формовочных и стержневых
смесей. Поэтому можно создать еди-
ное поточное приготовление шихты,
смесей, форм, стержней при много-
номенклатурном (многопредметном) по-
точном производстве отливок.
Многие из операций обработки от-
ливок проводятся без непосредствен-
ного контакта отливки и инструмента.
К таким операциям относятся выбивка
отливок, отделение их от смеси, уда-
ление стержней из отливки, очистка
отливок от пригара, окраска мелких
отливок. При этих операциях не тре-
буется точная ориентация отливок
в пространстве, и одни и те же машины
без переналадки могут осуществлять
указанные операции над отливками
разного наименования, в том числе и
групповую одновременную их обра-
ботку.
Таким образом, возможность авто-
матизации процесса производства от-
ливок, целесообразность и методы авто-
матизации для большинства переделов
литейного цеха не зависят от серий-
ности производства, а определяются
мощностью (числом отливок в год)
технологического потока отливок и
степенью его однородности. Степень
однородности потока отливок характе-
ризуется переделами, в которых изме-
няются состав сплава, размер, конфи-
гурация, масса отливок разного наиме-
нования, входящих в данный поток.
Чем однороднее поток отливок, тем
больше возможность создания мощных
единых потоков на всех переделах
Литейного производства. Исключе-
нием являются операции по зачистке
отливок, при которых целесообраз-
ность автоматизации, схема и кон-
струкция автоматических линий и
устройств определяются требованиями
к обработке данной отливки.'
В табл. 1 приведены главные и вспо-
могательные признаки, по которым
целесообразно группировать потоки
на каждом переделе. Постоянство
главного признака является обязатель-
ным условием его формирования, по-
стоянство вспомогательных — жела-
тельным условием. Для автоматиче-
ских линий одни признаки могут из-
меняться в некоторых пределах по
времени (марка сплава, состав стерж-
невой смеси, размеры стержневого
ящика, габариты отливок); другие
признаки для данного оборудования
должны быть строго постоянными
(размер форм). В таблицу не включена
операция приготовления смеси, так
как смесеприготовительные установки
становятся частью автоматических фор-
мовочных линий.
Длительное время работают авто-
матические линии, на которых выпол-
няются операции отдельных переде-
лов технологического процесса. К ком-
плексным линиям, обслуживающим
одно отделение, относятся автомати-
ческие линии для получения отливок.
Они выполняют следующие разнород-
ные операции: изготовление и сборку
форм, их заливку, охлаждение и вы-
бивку отливок; в состав линии входит
также автоматическая смесеприготови-
тельная система.
В ряде случаев объединению двух
смежных автоматических установок в
линию препятствуют либо необходи-
мость визуального контроля качества
продукции, либо большая длитель-
ность одного процесса. Первое от-
носится к операциям осмотра (и за-
чистки) стержней, восковых моделей,
отливок, второе — к процессу плавки
металла в печах периодического дей-
ствия.
204
Ав^оматй'чёскиё литейн'ыё л'н’нй’й
L Признаки группирования технологических потоков
(литье в разовые песчаные формы)
Операци я Главный признак Вспомогательный признак
Плавка сплавов Тип сплава Наличие или отсутствие модифицирования Температура заливки
Изготовление ' форм, за- ливка, выбивка Размер форм Масса отливки Количество стержней Конфигурация отливки
Изготовление стержней Состав стержневой смеси Размер стержневого ящика Толщина стенок стержня
Очистка от пригара Габариты отливок Толщина стенок отливки
За-чистка отливок Конфигурация отливки Наименование отливки
В передовых литейных цехах мас-
сового и крупносерийного производ-
ства создаются автоматические участки
и автоматизированные технологиче-
ские комплексы, в которых приме-
няются АСУ ТП. Почти все существую-
щие автоматические линии и комплексы
могут быть использованы в гибком
автоматизированном производстве. В
автоматических плавильных и смесе-
приготовительных линиях имеются до-
заторы, которые позволяют исполь-
зовать новые составы сплавов и сме-
сей. Автоматические литейные линии
и комплексы для литья под дав-
лением перестраиваются на вы-
пуск новой продукции путем за-
мены модельных плит и пресс-
форм. Для успешной работы та-
ких линий в единичном и мелко-
серийном производстве необходимо до-
полнить их автоматическими транс-
портными . системами подачи модель-
ных плит к формовочным автоматам
со .склада по заданной программе.
Оснастка формообразующих агрега-
тов автоматических линий и участков —
модельные плиты, стержневые ящики,
пресс-формы, кокили — не перенала-
живаются, а заменяются, что является
особенностью технологического про-
цесса, а не линии. В единичном и мел-
косерийном производстве следует ис-
пользовать комбинированную осна-
стку, состоящую из типовых элементов
(координационные модельные плиты,
наружные корпуса стержневых ящи-
ков и т. п.) и элементов, образующих
рабочий контур оснастки.
Автоматические линии и комплексы
в подавляющем большинстве состоят
из однопозиционных и многопозицион-
ных стационарных технологических ма-
шин. Известен один тип литейных ро-
торных машин — карусельные кокиль-
ные машины. Принцип роторной ма-
шины может быть использован при
разработке зачистных автоматов для
мелких отливок. В литейных цехах
работают следующие автоматические
линии: автоматические литейные (фор-
мовочно-сборочно-заливочно-выбив-
ные), автоматические смесеприготови-
тельные, автоматические литья под
давлением, автоматические очистные.
Наибольший интерес представляют
первые линии, так как их применяют
при литье в песчаные формы, а этим
методом изготовляется около 80 %
всех отливок (по массе).
Автоматические литейные линии.
Автоматические литейные линии ис-
пользуют для получения отливок мас-
сой до 250—500 кг преимущественно
из черных сплавов в сырых разовых
формах; реже на этих же линиях из-
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИЙ
2. Размеры опок (формовка в парных опоках) или форм в плоскости разъема
(формовка безопочная), мм
Линии основного ряда Линии дополнительного ряда
Длина Ширина Высота Длина Ширина Высота
ч । га К К О л я ч га га § 2 к га ' К S л к ч к л 2 S R , га я к о л Я Ч га га 2 2 к га Я К л К Ч К га 2 2
500 630 800 1000 1250 1600 4 00 5С0 630 800 1000 1250 150, 200 260, 250 250, 300 300, 350 350, 400 400, 450 550 700 900 1100 1300 1700 450 550 700 900 1100 1500 450 550 700 900 1100 1250 350 450 550 700 900 1100 100 125 150 200 250, 300 300, 350 125 150 200 ~ 250 300, 450 350, 500 250 300 350 400 450, 500 500, 600
готовляют отливки из алюминиевых
сплавов. В ряде случаев это оказалось
рентабельнее, чем литье в кокиль тех
же отливок (в 4—5) раз снизилась стои-
мость оснастки, в 5—7 раз увеличилась
производительность).
На автоматических литейных ли-
ниях выполняются операции: изготов-
ления полуформ, простановки стерж-
ней, сборки форм, заливки форм метал-
лом, затвердевания и частичного ох-
лаждения отливок, отделения отливок
от смеси. Отливки с линии поступают
на участок охлаждения и затем подвер-
гаются финишной обработке.
Проектирование линии следует на-
чинать с выбора размеров форм. Раз-
меры форм должны соответствовать
ГОСТ 22096—76 (табл. 2). Анализ ав-
томатических линий для опочной фор-
мовки, выпущенных в последнее де-
сятилетие, показывает, что размер
форм увеличивается минимальная пло-
щадь поверхности форм, изготовляе-
мых на линиях, находится в пределах
0,8—1 м2. Это позволяет на одних
и тех же линиях получать мелкие и
средние отливки, иметь в цехе линии
одного типоразмера, при производстве
мелких отливок увеличивать произ-
водительность формовочного автомата
(по числу отливок): с увеличением
размера формы несколько увеличи-
вается такт автомата, но резко воз-
растает число отливок, получаемых
в одной форме. Та же тенденция на-
блюдается и для ^линий безопочной
формовки, Созданы линии для опок
размером 950X700 мм. Вместе с тем
с увеличением размера опок возрастает
высота опоки (из-за необходимости
обеспечить получение в одной опоке
мелких и средних отливок и увеличе-
ния прочности формы). Это приводит
к увеличению расхода формовочной
смеси (но не исходных формовочных
материалов) на единицу массы отливки.
Кроме того, приходится применять
смеси с повышенной сырой прочно-
стью.
Автоматические литейные линии для
форм с площадью, меньшей 0,8—1 м2,
целесообразно применять в цехах со
стабильными потоками мелких отли-
вок; при этом принципиальные схемы
линии и формовочного автомата долж-
ны обеспечить высокую производи-
тельность линии, чтобы сделать ее
конкурентоспособной с линией для
форм большей площади. Последнему
условию удовлетворяют линии без-
опочной формовки.
Для упрощения конструкции прес-
совых элементов механизмов уплот-
нения и конструкции выбивных агре-
гатов опоки шириной до 800 мм (а
иногда и более широкие) делают без
крестовин. Это также приводит к не-
обходимости увеличения как проч-
ности смеси, так и давления подпрес-
совки.
В табл. 3 приведены данные о раз-
мерах опок, применяемых на механи-
зированных линиях для получения
отливок, получаемых в одной форме.
Коэффициент использования объема
формы (т/м3)
q
206
Автоматические литейные линии
3. Размеры опоки, средняя масса годных отливок, полученных s одной форме
Класси- фикация отливок Размеры опок Средняя высота формы, мм Коэффициент использования объема формы, т/м3 Максимальная Средняя масса годных
масса с в форме меси i, кг
на труп- в свету, отливок
пы по массе, мм £ н в форме, кг
кг л ° л сб
к к к „ к к к к к к
ч >> ч 5 ч >>
tt tt ч tt С кеч tt 1- КС Ч
Безопочная формовка с вертикальным разъемом
<10 I I 500X 400 I 200 1 200 I 0,1 1 0,1 I 68 1 68 1 4
<20 | | 600X 450 | | 300 1 300 | | 0,1 1 0,1 1 138 | 138 1 8
Крупносерийное и массовое производство > отливок в опоках
<50 800Х 700 500 600 0,125 0,10 476 561 35
10—100 1000Х 800 600 700 0,125 0,1 1 816 952 60
20— 150 1200Х 1000 700 800 0,13 0,11 1428 1632 110
50—250 1400Х 1000 800 1000 0,15 0,11 1904 2380 170
100—500 1600Х 1200 900 1100 0,18 0,15 2938 3590 320
Серийное производство отливок в опоках
<20 500Х 400 300 400 0,17 0,13 102 136 10
20—100 800Х 700 600 700 0,15 0,13 371 666 50
50—150 1000Х 800 700 800 0,16 0,14 952 1088 90
50—250 1200Х 1000 800 1000 0,17 0,13 1632 2040 160
100—500 1400Х 1000 900 1100 0,20 0,16 2142 2618 250
100— 1000 1600Х 12’00 1000 1200 0,21 0,18 3264 3917 400
где q — масса годных отливок, т;
1/ф — объем формы, м3.
Масса смеси рассчитана без учета
объема, занимаемого металлом, при
средней плотности формы 1700 кг/м3.
Формовочные автоматы линий. На
формовочных автоматах выполняются
следующие операции: установка опоки
над моделью, установка опоки на мо-
дельную плиту, засыпка смеси, пред-
варительное уплотнение, окончатель-
ное уплотнение, съем полуформы с мо-
дели, удаление полуформы из автомата.
При безопочной формовке отсутствуют
две первые операции. При пескодув-
ном (пескострельном) методе уплот-
нения засыпка совмещается с предва-
рительным уплотнением. В прессо-
вых автоматах нет предварительного
уплотнения. Часто съем полуформы
с модели совмещается с обратным хо-
дом прессового механизма. Все осталь-
ные операции выполняются последо-
вательно.
Методы уплотнения смеси. Точность
отливки, полученной в сырой песча-
ной форме, качество ее поверхности,
предельная масса отливки при про-
чих равных условиях зависят от от-
носительной плотности (отношения аб-
солютной плотности к предельной для
данной смеси) всех частей формы.
Распределение плотности по частям
формы, ее минимальное значение за-
висят от метода уплотнения формы.
Методы уплотнения подразделяются
на статические (прессование) и ди-
намические. В первых сжимающие
напряжения в смеси нарастают мед-
ленно, поэтому скорость деформации
смеси мала (0,02—0,03 м/с). При ди-
намических методах время приложе-
ния нагрузки не превышает 0,1—0,3 с;
сжимающие напряжения быстро уве-
личиваются, а затем уменьшаются.
Поэтому при динамических методах
процесс уплотнения зависит не только
от пластических свойств смеси (как
при прессовании), но и от вязких
свойств; в процессе уплотнения су-
щественную (а иногда и определяю-
щую) роль играют силы инерции.
При прессовании смесь сжимается
в опоке между модельной плитой и
прессовой головкой. На автоматиче-
ских линиях для прессования приме-
няют плоскую плиту, многоплунжер-
ную головку, решетку, профильную
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
207
плиту, диафрагменную, роторную, ло-
пастную головки.
При применении любой из головок
(кроме прессовой плиты) плотность
смеси -над моделью приближается к
плотности смеси в верхней части около-
модельного столба, однако в самих
околомодельных столбах плотность
уменьшается по мере удаления от
верхней части модели. В прессовых
формовочных машинах наиболее часто
применяют прессование плоской пли-
той и многоплунжерной головкой.
Первый способ используют для полу-
чения полуформ по моделям высотой
до 100 мм, второй — для получения
полуформ по более высоким моделям.
При обоих способах отношение рас-
стояния между двумя соседними мо-
делями или между моделью и стенкой
опоки к высоте модели должно быть
больше 0,8—1. Хорошие результаты
получаются при прессовании полу-
форм решеткой; при этом контр л ад
формы получается плоским, чего не
бывает при применении многоплунжер-
ной головки.
Давление прессования на современ-
ных формовочных машинах равно
0,8—4 МПа. При увеличении давле-
ния прессования свыше 1—1,5 МПа
несколько увеличивается нижнее зна-
чение плотности смеси в форме, од-
нако относительный разброс плот-
ности в различных участках полу-
формы (отношение плотностей в наи-
более и наименее уплотненных частях
формы) при этом изменяется незначи-
тельно. Вместе с тем при увеличении
давления прессования необходимо при-
менять более жесткую оснастку и
опоку и более мощные прессовые^ме-
ханизмы.
Работа, затрачиваемая при уплот-
нении форм прессованием, меньше,
чем работа, затрагиваемая при уп-
лотнении тех же форм другими мето-
дами. Прессовые формовочные ма-
шины работают без шума, ударов и
вибрации, однако из-за того, что
полуформы уплотняются неравно-
мерно, прессовые машины используют
только для изготовления мелких, а
иногда и средних отливок. Формы для
средних и крупных отливок изготов-
ляют комбинированными методами,
при которых предварительное уплот-
нение осуществляется одним из ди-
намических методов, а окончательное—
прессованием.
В формовочных автоматах исполь-
зуют следующие методы динамиче-
ского уплотнения: встряхиванием,
ударом, прессово-ударное, импульс-
ное, пескодувное и пескометное. При
уплотнении встряхиванием стол ма-
шины с модельной плитой, стоящей на
плите опокой и засыпанной в опоку
смесью разгоняется при движении
вниз; стол ударяется о станину и резко
изменяет направление своего движе-
ния. В слоях смеси при этом возни-
кают инерционные силы, которые уп-
лотняют полуформу. Смесь уплот-
няется за 10—50 ударов стола. Метод
уплотнения ударом (высокоскорост-
ное прессование) разработан в СССР.
Смесь уплотняется прессовой (удар-
ной) плитой, которая со скоростью
5—8 м/с ударяет о поверхность рыхлой
смеси, находящейся в опоке. При
правильно подобранной массе плиты
смесь уплотняется за один удар.
Прессово-ударное уплотнение (уп-
лотнение встряхиванием с одновремен-
ным прессованием) является комбина-
цией статического и динамического уп-
лотнений, при которой в процессе
прессования смеси по столу машины
(обычно снизу) наносят периодические
удары бойком; в результате в смеси
возникают кратковременные напря-
жения сжатия, накладывающиеся на
статические напряжения, действую-
щие в смеси постоянно при прессо-
вании.
При импульсном уплотнении смесь
уплотняется под воздействием потока
сжатого воздуха (воздушно-импульс-
ный метод) или газа, образующегося
при быстром сгорании газовых сме-
сей (взрывное уплотнение). Основным
определяющим фактором является бы-
стрый (в течение 0,01—0,1 с) рост дав-
ления газа или воздуха в замкнутом
объеме над смесью. Газ с большой ско-
ростью фильтруется через смесь; чем
дальше от места входа газа в смесь
лежит слой, тем меньше в нем давле-
ние газа. В результате перепада дав-
ления, скоростного напора филь-
трующегося газа и возникающей при
движении смеси силы инерции в слоях
формы появляются значительные ежи-
208
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
мающие напряжения, которые уплот-
няют смесь. При пескодувном (песко-
стрельном) уплотнении сжатый воздух
подается в герметичную пескодувную
(пескострельную) головку, в которой
находится формовочная смесь. Снизу
головки расположено вдувное отвер-
стие. Сжатый воздух с большой ско-
ростью выходит через вдувное отвер-
стие, захватывая с собой смесь. Смесь
попадает в опоку, прижатую снизу
к головке; одновременно смесь уплот-
няется. Механизм уплотнения тот же,
что и при импульсном 'процессе.
При пескометном уплотнении смесь
отдельными порциями-пакетами выб-
расывается вращающимися лопат-
ками головки пескомета в опоку,
стоящую на модельной плите. Скорость
пакета равна 25—50 м/с. Головку
непрерывно перемещают относительно
опоки, и смесь постепенно заполняет
опоку. При ударе пакета о нижележа-
щий слой смеси пакет уплотняет смесь,
находящуюся в этом слое, и уплот-
няется сам. На автоматических ли-
ниях применяют пескометы, ширина
ковша которых (а значит и длина
пакета смеси) равна ширине опоки.
В большинстве формовочных машин,
входящих в состав автоматических
линий, применяют уплотняющий ме-
ханизм, позволяющий получить лю-
бой из четырех методов уплотнения:
прессово-ударный, встряхивание с по-
следующим прессованием, прессова-
ние, встряхивание с последующим прес-
сово-ударным уплотнением. Выбор
того или иного метода зависит от но-
менклатуры отливок.
Для изготовления форм небольшого
размера применяют пескодувно-прес-
совый метод уплотненияДпри котором
пескодувным методом заполняют
опоки смесью и предварительно уплот-
няют формы, а прессованием — окон-
чательно уплотняют формы. Качество
формы, полученной этим методом, вы-
сокое; недостатком метода является
большой расход воздуха, затрачивае-
мого в основном на транспортирова-
ние смеси. Поэтому пескодувно-прес-
совый метод целесообразно применять
при уплотнении форм, которые имеют
части, незаполняемые смесью при
обычной (гравитационной) ее засыпке.
Это относится, например, к формам,
у которых модельные плиты при за-
полнении смесью расположены верти-
кально. Хорошие результаты дает
пескодувно-импульсно-прессовый ме-
тод, при котором в конце процесса за-
полнения опоки в пространство над
смесью подается порция сжатого воз-
духа. При этом увеличивается плот-
ность смеси в замодельной (по отно-
шению к вдувному отверстию) зоне
формы; последнее способствует полу-
чению равномерной плотности после
прессования сложных форм.
К перспективным относится импульс-
ный метод уплотнения. Формовочные
машины, в которых применяется этот
метод, имеют высокую производитель-
ность, работают без шума, потребляют
малое количество энергии. При уплот-
нении достигается высокая плотность
смеси у модели, в промежутках между
соседними моделями и между моде-
лями и стенками опок. При съеме
полуформы с модели требуется мень-
шее усилие, чем при других методах
уплотнения. При формовке можно
применять деревянные модели. Для
изготовления крупных опочных форм
следует применять воздушно-импульс-
ное уплотнение при давлении воздуха
в ресивере 7—10 МПа или взрывное
уплотнение. Максимальное давление
сжатого воздуха или продуктов сго-
рания над смесью равно 1,4—1,8 МПа.
После уплотнения верхний рыхлый
слой полуформы (30—60 мм) срезается.
Мелкие и средние формы целесообразно
изготовлять импульсно-прессовым ме-
тодом при давлении в ресивере 0,6—
0,7 МПа. Максимальное давление воз-
духа над смесью 0,4—0,5 МПа, дав-
ление прессования 0,5—0,7 МПа. Ре-
комендации по выбору метода уплот-
нения приведены в табл. 4.
Засыпка смеси. Формы можно за-
полнять смесью как пескодувным (пе-
скострельным) методом, так и методом
свободной засыпки смеси из располо-
женной над опокой емкости. В за-
висимости от компоновки машины при
свободной засыпке дозатор может быть
расположен неподвижно над пози-
цией засыпки и тогда он является ча-
стью бункера со смесью, или можно
использовать передвижной дозатор,
перемещающийся из-под бункера на
позицию засыпки. В последнем слу-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
209
4. Рекомендуемые технологические процессы изготовления разовых объемных форм
на автоматических литейных линиях
Тип производства Классификация от- ливок на группы по массе, кг Способ изготовления форм Тип форм Размер ф В свету орм, мм Высота Модельная оснаст- ка
С 20 Прессование плоской плитой, многоплун- жерной головкой,ре- шеткой; р = 1 4- 4-1,5 МПа Опочная 500Х 400 630Х 500 800Х 630 150 200 250
Массо- вое, круп- носе- рийное < 100 Пескодувн о-прессовый; р = 3 4-4 МПа Безопоч- ная, ма- лостерж- невая 500Х 400 900Х 700 До 300 » 500 Метал- личе- ская
< 500 Прессово-ударный с прессованием мно- гоплунжерной го- ловкой; р = 14- 4-1,5 МПа; импульс- но-прессовый, р = = 0,74-1 МПа Опочная 800‘Х 630 1000Х 800 1250Х 1000 1600Х 1250 250—350 300—350 350—400 400—450
Мелко- серий- ное, единич- ное < 500 Импульсное уплотне- ние со срезанием рыхлого слоя Опочная 630Х 500 800Х 630 1000Х 800 1250Х 1000 1600Х 1250 200—250 250—300 300—350 350—400 400—450 Пласт- массо- вая, Дере- вянная
чае дозатор следует снабжать жалю-
зийным затвором, открывающимся
после остановки дозатора над пози-
цией засыпки. При применении короб-
чатого дозатора без затвора форма
заполняется смесью неравномерно и,
что особенно важно, плохо запол-
няются объемы формы, находящиеся
на стыке модельной плиты и верти-
кальной стенки модели, противопо-
ложной направлению движения доза-
тора. Рыхлота кромок формы не устра-
няется даже при высоком давлении
прессования из-за возникновения
«арочного эффекта» в смежных более
плотных объемах формы и наличия
трения смеси о стенку модели и мо-
дельную плиту. Рыхлота уменьшается
при снижении скорости дозатора, од-
нако при этом производительность
машины также снижается. Поэтому
бункер целесообразно располагать не-
посредственно над позицией засыпки.
На многопозиционных автоматах, на
которых можно прижать опоку к
устью бункера, дозатором является
сама опока. Данный метод может
быть использован на автоматах других
типов, хотя при этом потребуется увели-
чить вертикальный ход стола с опокой.
Перед засыпкой смеси целесообраз-
но разрыхлять ее, так как комочки,
образовавшиеся в бункере или при
транспортировании и попавшие на
поверхность модели, не разрушаются
полностью из-за того же «арочного
эффекта», что ухудшает качество по-
верхности отливки.
210
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
Съем полуформ с модели. В формо-
вочных машинах применяют два ме-
тода вытяжки, т. е. съема полуформы
с модели: без кантовки полуформы
(штифтовым или рамочным механиз-
мом) и после ее кантовки (поворотным
или перекидным столом). В первом
случае форма располагается над мо-
дельной плитой и поэтому сила тяжести
выступающих частей формы и силы сцеп-
ления смеси с моделью способствуют
отрыву этих частей от формы. Во вто-
ром случае формы располагаются под
модельной плитой и силы тяжести
выступающих частей компенсируют
действие сил сцепления; поэтому ве-
роятность отрыва выступающих ча-
стей уменьшается. Второй метод ис-
пользуют в машинах для изготовле-
ния нижних полуформ, в которых
обычно и располагаются выступаю-
щие части формы. Однако конструкция
таких машин сложнее, чем конструк-
ция машин со съемом первого типа,
а производительность ниже.
На большинстве формовочных ав-
томатов современных линий исполь-
зуют первый метод съема, что позво-
лило резко упростить их конструкцию
и увеличить надежность. Однако при
этом методе съема формы должны иметь
высокую прочность. Для повышения
прочности формы уплотняются при
повышенном давлении прессования,
а для их изготовления применяют смеси
с сырой прочностью на сжатие 0,2—
0,25 МПа, что примерно в 4—5 раз
превышает прочность смесей, исполь-
зуемых на обычных механизированных
линиях. Однако плотность и прочность
формы должны быть высокими
также для повышения точности от-
ливок и для обеспечения целост-
ности формы при сборке и транспорти-
ровании.
При использовании второго метода
съема полуформа после уплотнения
вместе с модельной плитой снимается
со стола уплотняющего механизма,
в сборе кантуется и подается на пози-
цию съема, расположенную рядом
с позицией уплотнения. Приемный стол
опускается. При этом полуформа сни-
мается с модели. Модельная плита
возвращается в исходное положение.
Такой метод позволяет использовать
смеси с обычной сырой прочностью
на сжатие (0,05—0,06 МПа). Авто-
маты, работающие по этому принципу,
имеют низкую производительность и
из-за наличия дополнительных меха-
низмов — меньшую конструктивную
надежность, чем автоматы первой
группы.
Для увеличения производительности
в формовочных автоматах конструк-
ции ВНИИлитмаша одновременно на-
ходятся две модельные плиты. В то
время, как одна плита устанавливается
на позицию уплотнения, вторая по-
ступает на позицию вытяжки.
Формовочные автоматы. Основной
тип работающих формовочных авто-
матов — однопозиционные проход-
ные, реже встречаются двухпозицион-
ные (сдвоенные) челночные, иногда
однопозиционные челночные (под чис-
лом позиций понимается число мо-
дельных плит, находящихся одновре-
менно в работе). Цикловая (теорети-
ческая) производительность однопо-
зиционных автоматов достигает 190—
250 полуформ в час. В них отсутствуют
"сложный привод перемещения кару-
сели или тележки и механизмы их
торможения и фиксации, что увели-
чивает надежность автомата. В чел-
ночных однопозиционных автоматах
улучшается схема агрегатирования и
упрощается их обслуживание, однако
производительность таких автоматов
обычно ниже производительности ана-
логичных однопозиционных, так как
на перемещение челночного стола с по-
луформой требуется больше времени,
чем на перемещение более легких
взаимно несовместимых органов ма-
шины (например, дозатора, импульс-
ной головки или прессовой плиты).
Двухпозиционные челночные авто-
маты производительнее однопозицион-
ных. К достоинствам этих автоматов
относится также то, что на них могут
одновременно формоваться верхняя и
нижняя полуформы, что может быть
использовано в линиях небольшой
производительности.
Карусельные формовочные автоматы
(трех- и четырехпозиционные) исполь-
зуются редко. При проектировании
таких автоматов легче разместить
технологические агрегаты, проще
ввести дополнительные технологиче-
ские операции, однако эти автоматы
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИЙ
211
занимают большую площадь, имеют
сложный привод карусели, который
должен обеспечить ее разгон, тормо-
жение и фиксацию, что уменьшает
надежность автомата. Окончательный
выбор того или иного типа автомата
может быть сделан только после со-
поставления всех вариантов, завися-
щих от выбранного технологического
процесса. Сказанное относится к ав-
томатическим линиям, работающим
в массовом, крупносерийном и час-
стично мелкосерийном производстве.
Большинство современных опочных
формовочных автоматов имеют устрой-
ство для смены модельных плит в про-
цессе рабочего цикла (без остановки
автомата, обычно в момент удаления
готовой полуформы и установки опоки).
При изготовлении форм для получе-
ния отливок одной группы не тре-
буется переналадки автомата или дру-
гих механизмов линии, поэтому воз-
можная частота смены модельных
плит в основном зависит от четкости
организации производства (от до-
ставки новых модельных плит к ма-
шине и уборки использованных, по-
дачи нового комплекта стержней).
На рис. 1 приведена схема одно-
позиционного проходного прессового
рычажного автомата, установленного
на автоматических линиях ИЛ-225.
Формы на автомате уплотняются прес-
сованием при давлении 4 МПа. Авто-
мат состоит из пресса и загрузочного
устройства. На нижней плите 1 пресса
укреплены четыре колонны 10, свя-
занные сверху плитой 12. На верхней
плите установлен пневматический прес-
совый цилиндр 14, шток поршня ко-
торого связан с рычажным механиз-
мом 11. Нижние концы рычагов ме-
ханизма 11 шарнирно соединены с под-
вижной плитой 9, на которой закреп-
лена прессовая' колодка 8. Между
подвижной 9 и нижней 3 плитами на
круглых колоннах 7, движущихся
в направляющих верхней и нижней
плит, укреплена наполнительная
рамка 6. Механизм перемещения на-
полнительной рамки расположен
в верхней плите. Он состоит из двух
рабочих цилиндров 2 и двух цилин-
дров обратного хода, штоки поршней
которых через зубчатую передачу свя-
заны с колоннами 7. Цилиндры обрат-
27 20
Рис. 1. Однопозиционный проходной прес-
совый рычажный формовочный автомат
ного хода укреплены на верхней
плите 12 рядом с соответствующими
цилиндрами 2. В нижней плите 1
размещены механизмы 3 съема формы,
обдува и опрыскивания модели. Ниж-
няя плита 1 пресса скреплена с осно-
ванием 21, на котором установлен
бункер 15. Под бункером расположен
коробчатый дозатор 16, который пере-
мещается по горизонтали пневматиче-
ским цилиндром 19. Под дозатором
имеются створки 17. При необходи-
мости освободить бункер от смеси не-
обходимо повернуть рукоятку сто-
пора (на схеме не показан). Под тя-
жестью смеси створки 17 выпустят
смесь через отверстие в станине.
На основании расположен также ре-
сивер 13. Под цилиндром дозатора
установлен цилиндр 20, служащий
для выкатывания из автомата модель-
ной плиты при ее замене (замена плит
проводится при остановке автомата).
При работе автомата толкатель,
расположенный на участке подающего
роликового конвейера, проталкивает
пустую опоку 5 по полозьям наполни-
тельной рамки 6. Одновременно мо-
дельная плита 4 обдувается и опрыски-
вается. Рабочие цилиндры 2 опускают
колонны 7 с наполнительной рамкой 6,
и опока устанавливается на модель-
ную плиту 4. центрируясь по штырям.
Верхний уровень наполнительной
рамки 6 оказывается ниже дозатора 16,
212
АьтомАтй^ёскйе литейные линий
Рис. 2. Однопозиционный проходной формовочный автомат
Дозатор, заполненный смесью, што-
ком поршня цилиндра 19 переме-
щается в положение над наполнитель-
ной рамкой. При этом шибер 18, со-
единенный с дозатором, перекрывает
отверстие бункера. Смесь заполняет
опоку и наполнительную рамку, после
чего дозатор с остатком смеси возвра-
щается в исходное положение.
Сжатый воздух направляется в верх-
нюю полость прессового цилиндра 14,
и шток его поршня через механизм 11
опускает подвижную плиту 9. Прес-
совая колодка 8 входит в наполнитель-
ную рамку и уплотняет смесь. В конце
хода при достаточном количестве
смеси давление на прессовой колодке
достигает 4 МПа.
При обратном ходе прессового порш-
ня плита 9 поднимается. Штыри про-
тяжного механизма 3 перемещают
вверх полуформу; происходит вы-
тяжка модели. Цилиндры обра/ного
хода поднимают колонны 7 и напол-
нительную рамку 6. Вместе с напол-
нительной рамкой в исходное поло-
жение перемещается полуформа. Оче-
редная опока выталкивает готовую
полуформу из полозьев наполнитель-
ной рамки 6 на роликовый конвейер
линии. При уплотнении смеси в опоке
с размером в свету 920X600 мм для
получения заданного давления прессо-
вания необходимо усилие прессова-
ния, равное 2 МН. Рычажный меха-
низм, применяемый на автомате, хотя
и усложняет его конструкцию, поз-
воляет получи ль необходимое- усилие
при использовании пневматического
привода. Цикловая производитель-
ность автомата — 190 полуформ в час.
На однопозиционном проходном
формовочном автомате1 линии 750-01
(рис. 2) уплотнение может осуществ-
ляться одним из четырех методов:
прессованием, встряхиванием с по-
следующей подпрессовкой, прессово-
ударным методом (прессованием с од-
новременным встряхиванием), встря-
хиванием с последующим доуплот-
нением прессово-ударным методом.
Обычно используется последний метод
уплотнения. Автомат состоит из ста-
нины 1, ударного (встряхивающего)
механизма 3, прессового цилиндра 7
с многоплунжерной головкой 11, до-
затора 8, механизма 5 опускания и
подъема опоки (полуформ) 10. Доза-
тор и прессовый цилиндр установлены
на тележке 6, перемещающейся по
направляющим, закрепленным на ко-
лоннах 2. Опоки по кромочному роли-
ковому конвейеру попадают под зах-
ват, установленный на тележке 6.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛЙТЁЙНЫВ ЛИНИЙ
Тележка перемещается в крайнее пра-
вое положение; одновременно вправо
перемещается прессовый цилиндр 7,
дозатор 8 со смесью и опока 10. Устье
бункера 9 при этом перекрывается
шибером, соединенным с дозатором.
Опока 10 устанавливается на кромоч-
ный роликовый конвейер меха-
низма 5. Одновременно модельная
плита 12 обдувается сжатым воздухом
и опрыскивается из сопл, установлен-
ных на перемещающейся стойке за-
хвата опок. Затем кромочный конвейер
механизма 5 опускается; вместе с ним
опускается опока 10, которая центри-
руется на модельной плите 12 с по-
мощью штырей.
С помощью цилиндра 13, смонтиро-
ванного на тележке 6, открываются
жалюзи затвора дозатора, и смесь
заполняет опоку. Тележка 6 возвра-
щается в крайнее левое положение,
многоплунжерная головка И устанав-
ливается над опокой. Поршень прессо-
вого цилиндра 7 начинает опускаться
вместе с многоплунжерной головкой.
Одновременно (или с некоторым за-
позданием) начинает работать удар-
ный (встряхивающий) механизм 5;
происходит процесс уплотнения смеси.
По истечении заданного времени удар-
ный механизм выключается, прессо-
вый поршень поднимается; одновре-
менно (но с меньшей скоростью) под-
нимается и кромочный конвейер ме-
ханизма 5; происходит вытяжка мо-
дели. При входе очередной опоки на
кромочный конвейер механизма 5 го-
товая полуформа выталкивается из
автомата.
Давление прессования на автомате
достигает 1,2 МПа; при прессовании
используется многоплунжерная го-
ловка. Автоматы аналогичной кон-
струкции выпускаются для изготов-
ления форм в опоках с размерами
в свету от 1100X750 мм до 1500Х
1100 мм; цикловая производитель-
ность автомата соответственно 280—
225 полуформ в час. На формовочном
автомате имеется челночное устрой-
ство 4 для смены модельных плит
в рабочем цикле.
Двухпозиционный челночный фор-
мовочный автомат линии Л-450 по-
казан на рис. 3. На центральной (об-
щей) позиции автомата опока 1 уста-
навливается на модельную плиту 2,
засыпается смесью, и с модели сни-
мается готовая полуформа. На край-
них (одинаковых) позициях смесь уп-
лотняется.
На раме машины размещены круг-
лые направляющие, по которым сколь-
зит челночная тележка 3. На тележке
смонтированы держатели — опоры для
Двух модельных плит, а также две
протяжные рамки, над которыми на
четырех стойках укреплены наполни-
тельные рамки. Протяжные рамки мо-
гут двигаться вдоль вертикальных
направляющих, укрепленных на те-
лежке 3.
Перед подачей пустых опок гидро-
цилиндр механизма 7 поднимает про-
тяжную плиту, находящуюся в дан-
ный момент на центральной позиции
машины. Пустая опока 1 с конвейера
подается на протяжную плиту, уста-
навливается под наполнительной рам-
кой и фиксируется в определенном
положении цилиндрами-фиксаторами.
Цилиндр подъемного механизма 7 опус-
кает протяжную рамку, и опока уста-
навливается на модельную плиту 2.
Одновременно опускается наполни-
тельная рамка и дозатор 4 с формовоч-
ной смесью. Модельная плита обду-
вается и опрыскивается разделитель-
ным составом. Затем затвор челюст-
ного дозатора 4 открывается, проис-
ходит заполнение опоки формовочной
смесью. Затвор дозатора закрывается,
и дозатор поднимается специальными
цилиндрами. Модельная тележка 3
со стоящей на ней опокой, заполнен-
ная смесью, перемещается вправо,
а на центральную позицию машины
подается готовая полуформа, ранее
уплотненная на крайней левой по-
зиции машины. Подъемный меха-
низм 7 поднимает протяжную рамку:
происходит съем готовой полуформы
с модели. В этот момент включаются
два вибратора; модельная плита начи-
нает вибрировать. Готовая полуформа
поднимается до загрузочного роли-
кового конвейера, и при подаче в ав-
томат новой опоки готовая полуформа
выталкивается на приемный конвейер.
При этом наполнительная рамка сре-
зает смесь, выступающую за контрлад
опоки. На центральной позиции все
операции повторяются.
214
АМОМАТЙЧЁСЙИЁ ЛИЁЁЙНЫЁ ЛИНИЙ
Рис. 3. Двухпозиционный челночный формовочный автомат
В то время, когда на центральной
позиции устанавливают опоку, за-
сыпают в нее смесь и снимают готовую
полуформу, на правой крайней по-
зиции автомата происходит уплотне-
ние полуформы. Стол уплотняющего
механизма 8 поднимается, снимает
модельную плиту с опокой и напол-
нительной рамкой с тележки, смесь
упирается в плунжеры многоплунжер-
ной головки 6, закрепленной на тра-
версе 5. Начинается процесс уплот-
нения смеси. После уплотнения мо-
дельная тележка перемещается в ле-
вое положение, и все операции на
центральной и левой позициях авто-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
215
мата повторяются. На автомате можно
одновременно уплотнять формы по
четырем модельным плитам (по двум
комплексам), для чего имеется замк-
нутая в горизонтальной плоскости
трасса 9 циркуляции модельных ком-
плектов. Цикловая производительность
автоматов описанного типа зависит
от размера форм и для опок размером
1100X750 составляет 240 полуформ
в час.
Для мелкосерийного и единичного
производства с более частой сменой
модельных плит могут быть исполь-
зованы многопозиционные автоматы
с «плавающей» оснасткой. В таких
автоматах модельные плиты на спе-
циальных платформах-спутниках пе-
ремещаются периодически с позиции
на позицию. Спутники не имеют же-
сткой связц между собой и переме-
щаются по прямоугольной трассе.
Обычно на одной стороне прямоуголь-
ника последовательно выполняются
все технологические операции, осталь-
ные три стороны служат для возврата
модельной плиты в исходное положе-
ние и для смены модельных плит.
Прямоугольная трасса обычно замк-
нута в горизонтальной плоскости, од-
нако имеются автоматы с вертикально-
замкнутой транспортной трассой. По-
явление формовочных проходных авто-
матов с плавающей оснасткой, од-
нако, не означает невозможности ис-
пользования однопозиционных про-
ходных и двухпозиционных челноч-
ных автоматов в цехах единичного
производства при дальнейшем разви-
тии конструкции этих автоматов. На
многих автоматах этого типа модель-
ные плиты не крепятся к столу авто-
мата и могут заменяться в процессе
рабочего цикла; таким образом, все
эти автоматы относятся к группе авто-
матов с плавающей оснасткой.
Транспортные средства автоматиче-
ских литейных линий. Охлаждение
отливок. В автоматической литейной
линии транспортные средства не только
связывают все автоматы в единую
систему, но одновременно выполняют
функции технологического оборудо-
вания, так как на конвейерах проис-
ходит охлаждение отливок в форме до
температуры выбивки. Длину конвейе-
ров на участке охлаждения выбирают
в зависимости от времени, необходи-
мого для охлаждения отливки.
На автоматических линиях исполь-
зуют тележечный цепной конвейер
непрерывного и периодического дей-
ствий, роликовый конвейер, транспорт-
ные тележки.
Средняя скорость транспортирова-
ния (м/мин)
v = NT/(Ж),
где N — производительность линии,
форм/ч; Т — шаг форм или шаг плат-
форм конвейера, м; i — число форм
на платформе (для тележечного кон-
вейера обычно i = 1). Основные пара-
метры горизонтально-замкнутого кон-
вейера стандартизованы (табл. 5).
Длина участка охлаждения (м)
/0 = vto/60,
где t0 — время охлаждения отливки
в форме до выбивки, ч. Время охлаж-
дения отливок в формах до выбивки
для различных сплавов приведено
в табл. 6. В табл. 6 приведены данные
для полых отливок со стержнями.
При прочих равных условиях отливки
без стержней остывают быстрее. Вы-
бивка из форм отливок при более вы-
сокой температуре допускается для
серийного и массового производства,
так как в этом случае конструкцию
отливок и технологию их изготовле-
ния можно отработать. Для мелко-
серийного и единичного производства
при расчетах время охлаждения от-
ливок в форме рекомендуется прини-
мать по данным для средних темпера-
тур выбивки. Время охлаждения отли-
вок в форме до более низких темпера-
тур (цифры в скобках) принимают для
отдельных сложных отливок, склонных
к короблению и образованию трещин,
и для отливок из высокопрочного
чугуна.
Длина остальных участков конвейера
и его общая длина определяются по
планировке линии. При использова-
нии тележечного конвейера периоди-
ческого действия упрощаются меха-
низмы для установки полуформ, сборки
форм, съема формы с конвейера для
выбивки, так как все эти операции про-
водятся при неподвижном конвейере.
Однако такие конвейеры обладают су-
щественными недостатками: велики ди-
216
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
5. Основные параметры горизонтально-замкнутых тележечных литейных конвейеров
Размер платформы, мм Шаг платформы, мм Г рузоподъ- емность плат- формы, кг Наименьшие радиусы пово- ротов в гори- зонтальной плоскости, мм Скорость движения, м/мин
Ширина Длина
650 800 1250
500 800 1000 500 1250 2,0—9,5
1000 1260 1000
650 800 500 1250
800 1000 500 1250
650 1000 1600 2,0—9,5
1000 1260 500 1000
1000 1600
1250 1600 1000 1250
800 1000 1000 1600
1000 1260 1000 1600
800 2000 2000 2,0—7,5
1250 1600 1000 1250
2000 2000
1600 2000 2000 1600
1000 1260 2000 2000
1250 1600 ; 2000 2000
1060 4000 2500 1,5—6,0
1600 2000 2000 1600
4000 2500
2000 2600 4000 2000
1250 1600 4000 2500
1600 2000 4000 2500
1200 8000 3150 1,2—'6,0
2000 2600 4000 2000
8000 3150
2500 3260 8000 3150
6. Время охлаждения отливок в формах до выбивки при естественном охлаждении
Размер опоки в свету, мм Класси- фикация отливок на груп- пы по массе, кг Макси- мальная масса отливки в форме, кг Расчетный интервал температу- ры выбив- ки отливок из форм, °C Время охлаждения отливок в формах (ч) при толщине стенки, мм
20 30 50
Отливки из серого и высокопрочного чугунов
500Х 400 (без опок) < 10 10 700—600 (500) 0,14—0,19 (0,25) 0,20—0,25 (0,39) 0,25—0,36 (0,54)
500Х 400 < 20 20 700—600 (500) 0,16—0,21 (0,31) 0,27—0,38 (0,57) 0,36—0,51 (0,76)
800Х 700 20—100 100 700—600 (500) 0,31 — 0,47 (0,7) 0,56—0,84 (1,27) 0,75—1,13 (1,7)
1000Х 800 50—150 150 700—600 (500) 0,40—0,55 (0,83) 0,7— 1,0 (1,5) 0,9— 1,3 (2,1)
1200Х 1000 50—250 250 600—500 (400) 0,77—1,23 (2,0) 1,3—2,0 (3,7) 1,7—2,7 (4,9)
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
217
Продолжение табл. 6
Разг, ер опоки в свету, мм Класси- фикация отливок па груп- пы по массе, Макси- мальная масса отливки в форме, кг Расчетный интервал температу- ры выбив- ки отливок 1.3 фсгом, °C Время охлаждения отливок в формах (ч) при толщине стенки, мм
20 30 50'
14G0X 1С00 100— 500 500 600—500 (400) 1,0—1,6 (2.8) 1,78—2,84 (5,1) 2,5—3,9 (7,1)
1600Х 1200" 100— 1000 1000 Отлг 500—400 (300) вки из ковко го чугуна 4,1 — 7,4 (12,5) 5,6—10,0 (17,0)
500 X 4СО 900Х 600 < 10 10 700—600 (500) 0,15—0,2 (0,27) 0,22—0,27 (0,42) —
600Х ОСО 900Х 600 < 20 20 700—600 (500) 0,2—0,27 (0,39) 0,33—0,42 (0,7) —
800X 700 10С0Х 800 50 50 700—600 (500) 0,33—0,42 (0,66) 0,53—0,66 (1,0) —
1200Х 1000 20—100 100 700—600 (500) 0,5—0,7 (КО) 0,7— 1,0 (1,5) —
1400Х 1000 50—250 250 Отливк 700—600 (500) и из углерод! 0,65—0,90 (1,4) истой стали 1,3— 1,6 (2,6)
500Х 400 (без опок) с ю 10 700 — 600 (500) 0,17—0,27 (0,42) 0,35—0,5 (0,8) 0,45—0,7 (1,2)
500Х 400 < 20 20 700—600 (500) 0,23—0,35 (0,52) 0,42—0,63 (0,95) 0,57 — 0,85 (1,6)
800Х 700 20—100 100 700—600 (500) 0,5—0,75 (1,2) 0,95-1,4 (2,1) 1,2— 1,8 (2,7)
1000Х 800 50—250 250 700—600 (500) 0,65—0,9 (1,4) 1,2—1,8 (2,7) 1,4 — 2,25 (3,75)
1200Х 1000 50—250 250 650— 550 (450) 1,0— 1,6 (2,6) 1,9—2,9 (4,7) 2,4—3,7 (6,0)
1400Х 1000 100—500 500 Отливк 650—550 (450) и из легирова 1,4—2,2 (3,7) 1нной стали 2,4 —4,0 (7,2) 3,4 —5,3 (9,2) ,
500Х 400 (без опок) 10 10 650—550 (4 50) 0,21 — 0,34 (0,5) 0,42—0,63 (0,95) 0,57—0,95 (1,6)
500Х 400 < 20 20 650-550 (450) 0,29—0,43 (0,72) 0,52—0,79 (1,3) 0,7—1,25 (2,3) '
8С0Х 700 20—100 100 600—500 (400) 0,76—1,2 (2,0) 1,4—2,1 (3,8) 1,8—3,0 (5,3)
1000Х 800 50— 150 150 600—500 (400) 0,9— 1,4 (2,3) 1,75—2,7 (4,4) 2,25—3,75 (6,2)
1200Х 1000 50—250 250 550—450 (400) 1,5—2,6 (3,0) 2,8—4,5 (5,6) 3,8—6,4 (8,2)
1400Х 1000 100—500 500 550—450 (400) 2,7—3,5 (4,5) 4,0—7,2 (8,6) 5,3—9,2 (12,0)
218
автоматические литейные линий
намические нагрузки в узлах привода
и деталях самого конвейера (время раз-
гона, движения и остановки 120—
130 тележек с формами составляет
7—8 с), большие динамические на-
грузки испытывают строительные кон-
струкции здания. Кроме того, время,
в течение которого конвейер неподви-
жен, обычно меньше времени, потреб-
ного для заливки форм по принятой
технологии. Для того чтобы залить
форму из стационарного устройства,
необходимо либо увеличить проход-
ное сечение литниковой системы, что
сократит время заливки, либо удли-
нить время, в течение которого кон-
вейер неподвижен. Первый способ
приводит к уменьшению коэффициента
выхода годного, а иногда к появле-
нию брака, второй — к снижению про-
изводительности линии. Существует
и третий способ — создание буфер-
ной чаши в форме, но для его осу-
ществления необходимо увеличить вы-
соту формы (а значит и расход смеси)
и применить в заливочном механизме
дозатор.
При использовании тележечного кон-
вейера непрерывного действия меха-
низмы установки, сборки и съема
форм, заливочные механизмы имеют
устройства, позволяющие им совер-
шать челночные движения относитель-
но конвейера. Условия работы такого
конвейера значительно лучше усло-
вий работы конвейера периодического
действия.
С увеличением производительности
линии растет скорость конвейера. Сле-
довательно, увеличивается общая длина
конвейера и площадь, занимаемая ли-
нией. В целях ее уменьшения в по-
следнее время на автоматических ли-
ниях применяют пространственный те-
лежечный конвейер, который под не-
большим углом (а = 64-7°) может
подниматься на 1—2 м над уровнем
пола. Это позволяет на операции ох-
лаждения расположить участки одного
и того же конвейера один над другим.
Тележечный конвейер прост по кон-
струкции, надежен в работе, однако
жестко связывает между собой от-
дельные участки линии. Остановка
любого оборудования линии приводит
к остановке всей линии. При недоста-
точно высокой надежности оборудо-
вания общая надежность линии резко
падает.
Одним из методов повышения фак-
тической производительности является
применение линий с несинхронными
потоками (с гибкими связями). В та-
ких линиях между смежными авто-
матами устанавливают накопители.«Из-
делия» формовочной линии — полу-
формы и опоки имеют большие габа-
риты. Из накопителя готовые полу-
формы должны.выдаваться в той после-
довательности, в какой они туда по-
ступали, иначе произойдет подсушка
и осыпание полуформ, долгое время
находившихся в накопителе, т. е. на-
копители должны быть только проход-
ными. Наиболее часто в качестве на-
копителей применяют приводные ро-
ликовые конвейеры, каждый ролик
которых снабжен фрикционной муф-
той. Скорость транспортирования, ко-
торую могут обеспечить эти кон-
вейеры, должна быть выше средней
технологически необходимой скорости
потока [т. е. скорость, получаемая
при делении шага опок (длины опоки
по наружному контуру) на такт работы
линии]. Так, на линии ИЛ-225, где
впервые был использован этот прин-
цип, длина опоки равнялась 1118 мм,
а такт линии 0,333 мин; тогда средняя
скорость потока равна 3,35 м/мин.
Скорость же транспортирования на
указанной линии равна 6—10 м/мин.
В этом случае роликовые конвейеры
являются накопителями опок или форм.
При нормальной работе линии роли-
ковые конвейеры между смежными
машинами заполнены опоками не-
полностью. В случае кратковремен-
ной остановки одной из машин пред-
шествующая и последующая машины
продолжают работу: первая заполняет
опоками (формами) свободный участок
конвейера, установленного за ними,
а вторая использует опоки (формы),
стоящие на секции конвейера, находя-
щегося перед ними. Работа без оста-
новки может продолжаться до тех
пор, пока первый роликовый кон-
вейер не будет полностью заполнен
опоками или пока на втором не оста-
нется опок. Так как во время простоя
машины число опок на последующем
участке роликового конвейера умень-
шается, то опоки, вновь вышедшие из
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙИ ЫЕ ЛИНИИ
219
машины, после начала ее работы долж-
ны пройти больший путь до соприкос-
новения с опоками, ранее сошедшими
с этой машины. Поэтому скорость
транспортирования должна быть
больше, чем средняя технологически
необходимая скорость потока.
Таким образом, кратковременная
остановка одного агрегата не вызовет
простоя всей линии, и суммарное время
простоя линии равно сумме простоев
одного агрегата. Наличие фрикцион-
ного привода позволяет останавли-
вать опоки (формы) в любом месте кон-
вейера без остановки всего потока.
Однако при использовании таких на-
копителей увеличивается площадь, за-
нимаемая линией; на участках за-
ливки и охлаждения требуется исполь-
зовать подопечные плиты.
Площадь линии может быть суще-
ственно уменьшена при разветвлении
потока на участках охлаждения, что
также легко осуществить на ролико-
вом конвейере. Для той же цели ис-
пользуют транспортные тележки, не
связанные между собой цепью и пере-
мещающиеся по рельсовому пути. До-
стоинством роликового конвейера и
транспортных тележек является также
то, что отдельные их секции приво-
дятся в действие не строго одновре-
менно. В результате резко умень-
шаются динамические нагрузки, пере-
даваемые на строительные конструкции.
В некоторых случаях опоки и формы
между отдельными позициями линии
перемещаются по роликовому конвейе-
ру (или реже — по склизу) с помо-
щью толкателя. При использовании
пневмотолкателей для предотвраще-
ния удара формы (полуформы) и ее
разрушения при резкой остановке
применяют либо специальные пневмо-
рычажные толкатели, либо тормозные
гидроцилиндры, работающие парал-
лельно или последовательно с пневмо-
толкателем, либо тормоза, в шток
которых упирается форма в конце
своего хода.
Механизмы для кантования полу»
форм, простановки стержней, заливки,
выбивки. Привод механизмов линии.
На большинстве линий модельная
плита при формовке располагается
под формой. Поэтому после извлече-
ния моделей верхняя полуформа на-
ходится в рабочем положении, ниж-
няя же должна быть повернута на
180° относительно горизонтальной оси.
Однако обычно кантуют обе полу-
формы, что позволяет оператору ви-
зуально контролировать состояние
как нижней, так и верхней полуформ.
Перед сборкой верхняя полуформа
кантуется вторично. В редких случаях
верхнюю полуформу не кантуют, а
осматривают ее с помощью зеркала.
Для кантовки используют барабанный
кантователь.
На литейных линиях стержни про-
ставляют вручную. Однако на одних
линиях стержни проставляют непо-
средственно в нижнюю полуформу,
на других — в кондуктор, часто с ва-
куумными присосками. Далее кон-
дуктор манипулятором, а иногда вруч-
ную, накладывают на лад нижней полу-
формы и все стержни одновременно
устанавливают в полуформу. Послед-
ний метод применяют либо при боль-
шом числе стержней в одной полу-
форме, либо при отсутствии достаточ-
ного места на участке простановки
стержней, либо при малом времени,
отводимом на простановку.
На современных автоматических
формовочных линиях применяют три
метода заливки: ручную, дистанцион-
ную или автоматическую. Ручная за-
ливка не отличается от заливки на ме-
ханизированных линиях. При ди-
станционной заливке ковш устанавли-
вают на тележку, которая при заливке
сцепляется с тележкой конвейера.
Оператор с пульта регулирует ско-
рость подачи металла и дает команду
на прекращение заливки. Пульт мо-
жет располагаться как на тележке,
так и вне ее. Во многих случаях ковш
снабжен индукционным нагревателем.
При автоматической заливке скорость
подачи регулируется по заранее уста-
новленной программе или по уровню
металла в чаше формы; количество
металла, подаваемого в форму, дози-
руется.
Ориентировочно время заливки для
чугунных отливок (с)
т3 —
где 6 — наиболее часто встречающаяся
толщина отливки, мм; т — масса от«
ливкщ кг.
220
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
Выбивка форм состоит из удаления
кома с отливкой из опоки и из отделе-
ния отливки от смеси. Первой опера-
ции на литейных безопочных линиях
нет. При выбивке форм без крестовин
ком удаляется как до разъединения
полуформ, так и после их разъедине-
ния. В последнем случае отливка при-
нудительно оставляется в нижней
полуформе, а так как отливку покры-
вает тонкий слой смеси, то увеличи-
вается скорость охлаждения отливки,
что позволяет несколько уменьшить
время охлаждения.
Основной метод удаления кома из
опоки — выдавливание кома плоской
плитой в окно рамы, на которой стоит
опока. Механизмы, в которых ком уда-
ляется таким методом, имеют высокую
производительность, работают бес-
шумно. Для удаления смеси со стенок
опоки раму, на которой стоит опока,
подвергают вибрации; однако при этом
резко увеличивается шум.
Опоки с крестовинами перед уда-
лением кома всегда разъединяют.
На линии Л-450 (КВ-301) ком с от-
ливкой выдавливается без разруше-
ния вверх, затем толкателем по столу
перемещается на пластинчатый кон-
вейер для дальнейшего охлаждения.
На конвейере вплотную Друг к Другу
устанавливаются три кома. Шаг кома
примерно в 2 раза меньше шага теле-
жек литейного конвейера, поэтому ско-
рость охлаждающего конвейера в 6—
7 раз меньше скорости литейного кон-
вейера. Такое решение позволяет зна-
чительно сократить площадь линии,
существенно уменьшает парк опок,
однако оно возможно только при ис-
пользовании высокопрочных смесей.
Мелкие и средние отливки отделяются
от смеси на вибрационных выбивных
решетках или в решетчатых барабанах.
Для полного разрушения комьев
смеси, чтобы смесь полностью прошла
через решетку, общая длина решеток
должна быть равна примерно 6 м
(на линиях используются обычно вы-
сокопрочные смеси). Однако из-за за-
клинивания отливок между ребрами
решетки на последних могут образо-
ваться трудноустраняемые завалы от-
ливок, поэтому при проектировании
линии предпочтение следует отдать
барабанам, в которых образование та-
ких завалов исключено. Барабаны
последних моделей имеют две стенки,
между которыми подается воздух.
Воздух, проходя через смесь, охлаж-
дает ее и в какой-то мере обеспыливает.
В механизмах современных автомати-
ческих линий применяют как пневмо-,
так и гидроприводы. Пневмопривод
работает от цеховой сети сжатого воз-
духа при давлении 0,6—0,7 МПа.
Он проще в обслуживании, чем гидрав-
лический, мало подвержен влиянию
пыли, имеет только трубопроводы для
подвода воздуха; утечка воздуха че-
рез различные неплотности не счи-
тается аварией. Однако силовые меха-
низмы из-за сравнительно низкого
давления получаются громоздкими, что
относится в первую очередь к прессо-
вым механизмам. Скорость движения
механизмов регулируется плохо и
поэтому приходится устанавливать раз-
личные гидравлические тормозные
устройства. Линии с гидроприводом
могут успешно эксплуатироваться в
литейных цехах. Этому способствует
и общее повышение уровня обслужи-
вания, без чего вообще невозможна
эксплуатация современных автомати-
ческих линий. Надежность работы ги-
дропривода увеличивается при при-
менении некоторых дополнительных
мер: использовании специальной ги-
дроаппаратуры, установки гидростан-
ций в закрытых помещениях, в которых
вентилятор создает незначительное
избыточное давление воздуха. По-
видимому, на линиях целесообразно
использовать одновременно оба при-
вода; для создания больших усилий —
гидропривод, в остальных случаях —
пневмопривод.
Технологическая надежность авто-
матической литейной линии, а в ряде
случаев тип конструкции ее агрега-
тов, зависят от прочности формовоч-
ной смеси, применяемой на линии, от
стабильности этой прочности и дру-
гих свойств смеси. Поэтому автомати-
ческая линия должна иметь в своем
составе автоматическую смесепригото-
вительную систему. В отдельных слу-
чаях при применении нескольких оди-
наковых линий, потребляющих малое
количество смеси, можно одну смесе-
приготовительную систему использо-
вать для обслуживания двух линий.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ Л ИТ ЕЙН Ы Е ЛИНИИ
221
В состав смесеприготовительной си-
стемы входят: смеситель периодиче-
ского или непрерывного действия с до-
заторами или питателями соответ-
ственно, разрыхлители, устройства для
раздачи смеси по бункерам над формо-
вочными автоматами, установка пере-
работки (восстановления) отработан-
ной смеси, состоящая из сит, магнит-
ных железоотделителей, гомогенизато-
ров, охладителей. Все элементы со-
единяются ленточными конвейерами
и элеваторами в замкнутую систему.
На надежность литейной линии
влияет способность смесеприготови-
тельной системы поддерживать задан-
ные свойства готовой смеси при вре-
менной остановке линии. Формовоч-
ная смесь, например, не должна при
этом оставаться на ленточном конвейе-
ре, так как она подсыхает и ее свой-
ства изменяются. При длительных оста-
новках линии не следует оставлять
на конвейерах и отработанную смесь,
так как это может привести к тому,
что смесь полностью потеряет влагу.
Такая смесь потребует существенного
изменения режима смешивания.
В остальном тип (конструкция) от-
дельных элементов системы смесе-
приготовлен ия (если они обеспечивают
заданные свойства смеси и их стабиль-
ность) не влияет на компоновку авто-
матической литейной линии или на
конструкцию ее машин.
Компоновка автоматических литей-
ных линий. Компоновка автоматиче-
ской линии определяется выбранным
технологическим процессом (безопоч-
ная, опочная формовка), типом формо-
вочного автомата, временем охлаж-
дения отливки в форме, типом литей-
ного конвейера. Схема компоновки
зависит также от расположения фор-
мовочных автоматов относительно ли-
тейного конвейера. При расположе-
нии автоматов вне конвейера облег-
чается подача к ним модельных плит
и их обслуживание. Вместе с тем та-
кое расположение приводит к увели-
чению площади, занимаемой линией,
удлиняет конвейер и усложняет его
привод. На большинстве линий фор-
мовочные автоматы располагаются
внутри конвейера.
На рис. 4 приведены схемы компо-
новки безопочных линий (условные
Рис. 4. Схемы компоновки безопочных ли-
ний
обозначения, используемые на рис. 4—
10, приведены в табл. 7).
Литейные безопочные линии суще-
ственно отличаются от остальных авто-
матических линий. Отсутствие дорого-
стоящих опок не только резко удешев-
ляет первоначальные и эксплуатацион-
ные затраты, но и резко упрощает
многие механизмы линии. Это относит-
ся к выбивным установкам, в которых
нет механизма удаления кома из
опоки и механизма съема опоки с кон-
вейера для выбивки, отсутствуют транс-
портные средства для возврата опок
к формовочным машинам, что, кроме
того, упрощает схему линии (нет «за-
мыкания» линии). Линии надежны в ра-
боте и имеют высокую производитель-
ность. На линии используются только
высокопрочные смеси с сырой проч-
ностью на сжатие свыше 0,2—0,25 МПа.
У безопочных линий для получе-
ния отливок в формах с вертикаль-
ным разъемом (линии 1 и 2) вследствие
более полного использования объема
формы (с каждой стороны"кома имеется
отпечаток и каждая последующая форма
является половиной для предыдущей)
и отсутствия зазоров между формами
площадь, отводимая на охлаждение
отливок, минимальная, поэтому пло-
щадь, занимаемая такой линией, в 4—5
раз меньше, чем площадь, занимаемая
линией для опочных форм тех же раз-
меров.
Увеличение прочности смеси и не-
которые конструктивные усовершен-
ствования транспортной системы поз-
волили создать автоматические ли-
нии, изготовляющие формы размером
950X700 мм. При увеличении размера
222
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
7. Условные обозначения оборудования литейных безопочных линий
Автомат, механизм Условное обозначение Автомат, механизм Условное обозначение
Формовочный автомат для изготовления безопоч- ных полуформ с гори- зонтальным разъемом Формовочный автомат для изготовления безопоч- ных форм с вертикаль- ным разъемом Формовочный автомат для изготовления нижних полуформ Формовочный автомат для изготовления верхних полуформ Челночный формовочный автомат для изготовле- ния верхних и нижних полуформ Карусельный формовоч- ный автомат для изго- товления верхних и ниж- них полуформ Двухпозиционный пово- ротный формовочный ав- томат для изготовления верхних и нижних полу- форм Кантователь Распаровщик опок Механизм для очистки опок или конвейера | БВН | | н ] | в | f~ вн\ | НВ | (ви) I к | |) р 1 J О | Перестановщик опок, форм или толкатель Сборщик форм Механизм для выбивки от- ливок Механизм для перекладки подопочных плит Линии со «скользящей» оснасткой Установка для поверх- ностной подсушки полу- форм Барабан для разрушения форм Механизм для прорезки литниковой чаши Участок заливки Грузоукладчик Тележки для перестанов- ки форм | п | | ~с | | ПС | I /~5 | | /7 | | Г |
формы прочность смеси (при прочих
равных условиях) должна изменяться
прямо пропорционально высоте формы,
а не площади формы. Поэтому при
проектировании новых линий целесо-
образно увеличивать площадь формы
путем увеличения длины формы. Не-
достаток указанных линий — неудоб-
ство проставления стержней в вер-
тикально стоящую форму и усложне-
ние самих стержней (обычно увеличи-
вается знаковая часть). Указанные
автоматические линии целесообразно
использовать для получения мелких
и, возможно, средних отливок, изго-
товляемых без стержней или с малым
их числом. Безопочные линии широко
применяют для получения отливок
в формах с горизонтальным разъемом
(линия 3). Предельная масса отливок,
получаемых в таких формах, и пре-
дельный размер самих форм зависят
от прочности формовочной смеси. Пре-
дельная масса отливок может быть
увеличена при применении жакетов,
надеваемых на форму при заливке
металла и его затвердевании.
На линии 1 (рис. 4) применяется
проходной однопозиционный формо-
вочный автомат и автоматический
стержнеукладчик, на линии 2 — ка-
русельный автомат, что облегчает про-
становку стержней.
На рис. 5 приведены схемы компо-
новок линий с расположением опоч-
ных формовочных автоматов между
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНЙИ
223
Рис. 5. Схемы компоновки автоматических
литейных линий с расположением формо-
вочных автоматов между ветвями гори-
зонтально-замкнутого тележечного кон-
вейера или над ним
ветвями конвейера или над литейным
конвейером. На линиях 1—3 верхние
и нижние полуформы изготовляются
двумя автоматами соответственно, на
линиях 4—7 — последовательно од-
ним автоматом (во всех случаях сборка
форм проводится на литейном конвейе-
ре). На линии 1 ком выдавливается из
опоки и остывает на специальном
конвейере. На линиях 6 и 7 установ-
лены формовочные автоматы с пла-
вающей оснасткой; при этом на ли-
нии 7 автомат расположен не рядом
с конвейером, а над ним, что упро-
щает транспортирование опок и полу-
форм около формовочных автоматов.
На всех указанных линиях исполь-
зуют тележечный цепной горизон-
тально-замкнутый конвейер.
Схемы компоновки линий, в которых
формовочные автоматы расположены
вне литейного конвейера, приведены
на рис. 6. На линиях /, 2 и 8 применяют
автоматы для раздельного изготовле-
ния верхних и нижних форм, на ли-
ниях 3—7 и 9 верхние и нижние полу-
формы последовательно выдаются од-
ним и тем же формовочным автоматом;
при этом на линиях 4 и 9 используют
двухпозиционный челночный автомат,
а на линиях 5 и 6 установлены по два
автомата, каждый из которых изготов-
ляет обе полуформы. На линиях 8 и 9
формовочные автоматы расположены
в торце литейного конвейера. Такая
компоновка удобнее в том случае,
когда плавильное и формовочное от-
деления расположены в параллельных
пролетах и в цехе установлена одна
литейная линия. В остальных случаях
размещение участка заливки в сере-
дине линии увеличивает путь транс-
портирования жидкого металла. На
всех линиях формы собираются вне
конвейера.
Линии с расположением формовоч-
ных автоматов между ветвями кон-
вейера занимают меньшую площадь,
чем аналогичные линии с автоматами,,
расположенными вне конвейера. В ли-
ниях первого типа обычно меньше
транспортных механизмов. Однако на
линиях второго типа удобнее обслужи-
вать механизмы линии.
На рис. 7 приведены схемы компо-
новки линий, в которых в качестве
транспортного средства используют
вертикально-замкнутый конвейер.
Вертикально-замкнутый конвейер
применяют только для транспорти-
рования опок малого размера. Линии
1—3 оснащены формовочными ав-
томатами для раздельного изготовле-
ния верхних и нижних полуформ;
линии 4—7 — автоматами для после-
довательного изготовления верхних
224
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
Рис.6. Схемы компановки автэматических литейных линий” с ' расположением формовоч-
ных автоматов вне горизонтал.нэ-замкнутэго конзейеэа
и нижних полуформ. На линии 1
применяют двусторонние нижние
опоки, на линии 2 — односторонние.
На линиях 1 и 2 формы собирают вне
конвейера, на линии 3 — на конвейере.
На линии 4 формовочные автоматы
расположены с двух сторон* конвейер а,
на линии— с одной стороны. Линии
6 и 7 оснащены формовочными автома-
тами с плавающей оснасткой, линия 7,
кроме того, — установкой для поверх-
ностной подсушки полуформ.
Схемы компоновки автоматических
линий с двухветвевой системой при-
7
литейных линий с вертикально-замкнутым
ароматические литейные линий
225
Рис. 8. Схемы компоновки автоматических литейных линий с двухветвевой системой при-
водных роликовых конвейеров
водных роликовых конвейеров по-
казаны на рис. 8. На линиях 1 и 2
установлены однопозиционные про-
ходные автоматы, на линии 3 — чел-
ночный двухпозиционный автомат,
на линиях 4—6 — карусельные ав-
томаты.
Компоновки линий с многоветвевой
системой приводных роликовых кон-
вейеров приведены на рис. 9. На этих
линиях можно изготовлять формы для
крупных отливок, требующих дли-
тельного охлаждения. При частой сме-
не модельных плит можно группиро-
вать формы, требующие разного вре-
мени охлаждения, на различных
ветвях роликового конвейера; раз-
деление форм по ветвям позволяет
J
Рис. 9. Схемы компоновки автоматических литейных линий с многоветвевой системой
приводных роликовых конвейеров
8 П/р А. И. Дащенко
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИЙ
Рис. 10. Схемы компоновки автоматических
литейных линий с тележечным конвейером
и системой приводных роликовых конвейе-
ров
также более рационально использо-
вать площадь цеха. На линиях 1 и 2
верхние и нижние полуформы изго-
товляют на разных автоматах, а на
линиях 3—7 — последовательно на
одном и том же автомате. Линия 3
снабжена однопозиционным проход-
ным формовочным автоматом; линия
4 — двухпозиционным поворотным
автоматом; линия 5 — челночным ав-
томатом. На линиях 6—7 установлены
формовочные автоматы с плавающей
оснасткой. Линии 4, 5 и 7 имеют
один участок заливки; формы разде-
ляются на потоки после заливки. На
остальных линиях формы делятся на
' потоки до заливки.'
На рис. 10 приведены схемы компо-
новки линий с литейными горизон-
тально- (линия 1) или вертикально-
(линия 2) замкнутыми конвейерами
и с системой многоветвевых роликовых
конвейеров-накопителей. Надеж-
ность линий зависит не только от схемы
компоновки, но и от надежности ра-
боты оборудования.
Технико-экономические показатели
автоматических литейных линий,
так же как показатели других автома-
тических линий разделяются на четыре
группы: показатели качества, произ-
водительности, надежности и эконо-
мической эффективности. Методику
определения показателей см. т. 1,
гл. 3.
Показателем качества отливок яв-
ляется точность их геометрических
размеров и колебания массы отливок.
Производительность автоматической
линии оценивается числом годных
форм (а не отливок), изготовленных,
залитых и выбитых в час.
В табл. 8 приведены коэффициенты
&т. и технического использования обо-
рудования литейных линий, пред-
ставляющих отношение суммарной
наработки /Сум оборудования к про-
должительности его эксплуатации,
состоящей из времени работы, времени
8. Значения &т и, рДр и механизмов автоматических литейных линий
Механизм ^т. и Рпр Т^, мин
Формовочный автомат:
многопозиционный 0,88—0,92 0,09—0,14 5,4—8,4
однопозиционный 0,90—0,94 0,07—0,11 4,2—6,6
Механизм выбивки:
выбивная решетка 0,90—0,98 0,02—0,11 1,2—6,6
прошиватели 0,89—0,95 0,05—0,12 3,0 —7,2
Механизм сборки форм:
на литейном конвейере 0,94—0,97 0,03—0,07 1,8—4,2
стационарные 0,95—0,98 0,02—0,05 1,-2— 3,0
Кантователи 0,94—0,98 0,02—0,07 1,2—4,2
Распаровщики 0,90—0,98 0,02—0,11 1,2—6,6
Грузоукладчики 0,90—0,96 0,04—0,1 1 2,4—6,6
Конвейеры:
литейные 0,92—0,99 0,01 — 0,09 0,6—5,4
шаговые 0,90—0,98 0,02—0,11 1,2-6,6
приводные 0,998—0,999 0,001 — 0,002 0—0,1
Сталкиватели 0,991 — 0,994 0,006—0,009 0,4—0,5
Пневмоцилиндры 0,994—0,998 0,002—0,006 0,1-0,4
Гидроцилиндры 0,992—0,995 0,005—0,008 0,3—0,5
Электроприводы 0,998—0,999 0,001 — 0,002 0—0,1
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
227
9. Такт (с) автоматических литейных линий
Тип однопоточных линий
s о Размер опок в плане или форм
5m в плоскости разъема, мм
s м
С параллельным изготовлением
нижних и верхних полуформ
на отдельных формовочных
автоматах
С последовательным изготов-
лением нижних и верхних
полуформ на одном формо-
вочном автомате
С одновременным изготовле-
нием нижних и верхних по-
луформ на одном формовоч-
ном автомате
1
2
3—5
6
1
2
3—5
6
1
2
3—5
6
16
12
10
8
32
25
22
18
14
12
10
8
20
19
18
12
42
38
36
24
18
16
14
12
24
22
19
16
50
44
38
30
20
18
16
14
45
36
40
30
96
80
70
60
/рем ремонтов и времени /Обс техниче-
ского обслуживания:
&т.и ~ ^сум/(^сум + ^рем + ^обс)-
Там же даны значения относительного
простоя рПр механизма и времени Тв
простоев, приходящихся на 1 ч его
работы. Приведенные данные поз-
воляют рассчитать производитель-
ность линий.
Фактическая производительность
линии зависит от простоев по органи-
зационно-техническим причинам.
Время этих простоев зависит не только
от бесперебойной работы смежных уча-
стков, но и от простоев самой линии
по техническим причинам (собствен-
ных). При простое линии происходят
изменения свойств формовочной смеси
и жидкого металла, которые могут
повлечь за собой новые простои линии.
В табл. 9 приведен такт для линий
различных типов.
На рис. 11, а показан общий вид
автоматической безопочной линии
7058 для изготовления отливок в фор-
мах с вертикальным разъемом. Линия
имеет формовочный автомат 1 и литей-
ный конвейер 2. Автомат снабжен
пескодувной головкой 3 (рис. 11, б),
под которой расположена формовочная
камера 5. В торцах формовочной ка-
меры находятся модельные плиты:
левая шарнирно закреплена на по-
8*
движной раме 9, правая — на основном
плунжере 7 прессового гидромеханизма
6. При изготовлении формы сжатый
воздух из ресивера 4 поступает в пе-
скодувную головку 3, захватывает
находящуюся в ней смесь и через
вдувное отверстие транспортирует
смесь в камеру 5. Происходит запол-
Рис. 11. Автоматическая литейная безопоч-
ная линия:
а — автоматическая линия; б — схема пе-
скодувно'Прессового формовочного автома»
та
228
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
Рис. 12. Автоматическая литейная линия 750-01
некие камеры и предварительное уплот-
нение смеси. Далее форма прессуется
правой моделью, и смесь уплотняется
окончательно. Затем плунжер 8
перемещает подвижную раму 9 влево,
левая модель вытягивается из фор-
мы, после чего модельная плита по-
ворачивается на шарнире и занимает
горизонтальное положение. Плун-
жер 7 движется влево и моделью вы-
талкивает форму из камеры. Форма
перемещается по первой части литей-
ного конвейера — склизу до упора
в ранее изготовленные формы и вместе
с новой формой горизонтальная стопка
форм перемещается на один шаг. Перед
выдачей очередной формы в пред-
шествующую проставляют стержни.
Стержни проставляют вручную либо
непосредственно в форму, либо в гнезда
стержнеукладчика, который затем
автоматически устанавливает стержни
в форму. По мере продвижения формы
заливаются металлом из ковша с ди-
станционным управлением. Отливки
охлаждаются и в конце литейного
конвейера сбрасываются на выбив-
ную решетку или в барабан.
Большая часть горизонтальной
стопки перемещается второй частью
литейного конвейера — ленточным или
шаговым конвейером периодического
действия, который движется одно-
временно с перемещением всей стопки
плунжером. Это позволяет исключить
действие сил трения смеси о стол
и, следовательно, уменьшить силы для
перемещения и соответственно сжи-
мающие напряжения, возникающие
в смеси.
В автомате имеется гидроаккумуля-
тор 10, подающий в цилиндр прессо-
вого механизма 6 дополнительное ко-
личество жидкости в период ее макси-
мального расхода — при быстром
перемещении плунжера 7 влево.
Автоматическая литейная линия
750-01 (рис. 12) для средних отливок
имеет два проходных однопозиционных
автомата 4, тележечный горизонтально-
замкнутый литейный конвейер 9
непрерывного действия и два выбивных
механизма 3. Выбитые опоки посту-
пают в формовочные автоматы 4. Пра-
вый (на чертеже) автомат 4 изготовляет
нижние полуформы, левый — верх-
ние. Метод уплотнения форм — прес-
сово-ударный (встряхивание с одно-
временным прессованием). Нижняя
полуформа попадает в кантователь 5
и поворачивается на 180° вокруг го-
ризонтальной оси, затем — в меха-
низм 6 установки нижней полуформы
на конвейер. Верхняя полуформа, вый-
дя из автомата, проходит по приводному
роликовому конвейеру 7 и попадает
в механизм 8 сборки форм. Механизм
6 установки полуформ и механизм 8
сборки совершает возвратно-поступа-
тельное движение относительно
литейного конвейера и при установке
нижней полуформы на конвейер и
сборки форм движутся со скоростью,
равной скорости конвейера. На уча-
стке конвейера, расположенном ме-
жду механизмами 6 и 8 в нижнюю полу-
форму проставляются стержни. На
участке 12 форма заливается металлом,
затем охлаждается. Охлажденная
форма подходит к механизму 1 съема
верхней полуформы (распаровщику).
Верхняя полуформа снимается с ниж-
ней; при этом отливка с небольшим
слоем смеси принудительно оставляет-
ся в нижней полуформе. Нижняя
полуформа с отливкой доставляется
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
229
Рис. 13. Автоматическая литейная линия Л-450 (КВ-301)
конвейером к механизму 2, и полу-
форма снимается с конвейера. Меха-
низмы 1 и 2 съема также совершают
челночные движения отйосительно
конвейера. При съеме полуформ они
движутся со скоростью, равной ско-
рости конвейера. Таким образом, за-
хваты в момент съема полуформ
остаются неподвижными относительно
платформы конвейера. После съема
полуформы по кромочному роликовому
конвейеру подаются в выбивные ме-
ханизмы 3, в которых осуществляется
прошивка полуформ плоской плитой
(без вибрации). Ком смеси (из нижней
полуформы вместе с отливкой) падает
на виброрешетки, расположенные на
первом этаже цеха. Происходит отде-
ление отливок от смеси; отливки с по-
мощью накопителя передаются в ко-
роб подвесного толкателя конвейера
для охлаждения.
Из выбивных механизмов как верх-
няя, так и нижняя опоки без кантовки
передаются в формовочный автомат.
Нижняя опока двусторонняя и может
быть установлена на модельную плиту
любой стороной, для чего опока имеет
двойной комплект центрирующих
втулок со стороны как верхнего, так
и нижнего лада. Верхние опоки имеют
один рабочий лад, со стороны которого
установлены два штыря для центровки
с нижней опокой и две втулки для
посадки на модельную плиту.
Формы при заливке не нагружаются,
так как на линии применяют опоки
повышенной жесткости, которые
соответственно имеют большую массу,
чем обычные.
На свободном участке литейного
конвейера установлена щетка 10
для очистки тележек конвейера. Фор-
мовочные автоматы снабжены уст-
ройствами 11 для смены модельных
плит в течение рабочего цикла. Ли-
тейный конвейер состоит из 234 те-
лежек.
Автоматическая линия Л-450
(КВ-301) с конвейером периодиче-
ского действия состоит из конвейера 1
(рис. 13), челночных двухпозиционных
формовочных автоматов 12 и 13, ме-
ханизма 5 для выбивки отливок. Ниж-
ние и верхние опоки по роликовому
конвейеру подаются на центральные
позиции автоматов 12 и 13 соответ-
ственно. Готовая нижняя полуформа
поворачивается на 180° вокруг гори-
зонтальной оси в кантователе 17 и
попадает в перекладчик 14, который
ставит ее на неподвижный конвейер 1.
Одновременно верхняя полуформа
без поворота попадает в сборщик 16
форм, который устанавливает верхнюю
полуформу на нижнюю. На участке 15
в нижнюю полуформу проставляют
стержни. С помощью механизма 2 на
форму устанавливают груз, затем
с заливочных станций 3 проводится
заливка форм металлом, и при дальней-
шем движении конвейера формы охла-
ждаются.
Охлажденная форма доставляется
конвейером к перекладчику 4 форм
с литейного конвейера на бортовой
роликовый конвейер механизма вы-
бивки 5, где из опок выдавливается ком
с отливкой без его разрушения. Ком
специальным устройством подается
на одну из четырех ветвей пластинча-
того конвейера 6, на котором отливка
дополнительно охлаждается. В конце
конвейера установлена выбивная
решетка 7, на которой отливка от-
деляется от смеси. Выбитые опоки
перемещаются на следующую позицию
19, где дополнительно прошиваются
плитой с резиновой щеткой для очи-
стки стенок от остатков формовочной
смеси. Перекладчик 8 переставляет
опоки на продольный конвейер 9,
230
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЛИНИИ
Рис. 14. Автоматизированная литейная ли-
ния КЛ 91265 СМ
который доставляет опоки (в сборе)
к механизму 10. Опоки разъединяются,
и нижняя опока попадает сначала
в кантователь 17, а затем в формо-
вочный автомат. Верхняя опока про-
должает движение по роликовому кон-
вейеру 9; перекладчик 11 переставляет
опоку на поперечный конвейер, и опока
подается в формовочный автомат.
По роликовым конвейерам опоки
и полуформы перемещаются с помощью
гидротолкателей. На позиции опоки
и формы фиксируются с помощью
пневмофиксаторов, горизонтальные
конические штыри которых входят во
втулки, имеющиеся на торцовых стен-
ках опок. Тележки литейного кон-
вейера очищаются от смеси щетками
18. Формовочные автоматы оснащены
тележками 20 для смены модельных
плит.
Автоматизированная линия
КЛ 91265 СМ (рис. 14) предназначена
для литейных цехов с серийным произ-
водством. В состав линии входят два
автоматических формовочных блока 4
и более. Поступающие по роликовому
конвейеру выбитые опоки стаскивате?
дем 5 в сборе подаются на роликовый
конвейер одного из формовочных бло-
ков. Далее опоки поступают на подъ-
емный стол, который попеременно (сна-
чала верхнюю опоку, затем нижнюю)
подает их 'в формовочный автомат 6.
Опоки устанавливаются на модельную
плиту; в опоку последовательно за-
сыпаются облицовочная и наполни-
тельная смеси, полуформа уплотняется
встряхиванием с прессованием. По-
переменно изготовляются две полу-
формы: верхняя и нижняя. В то время
как одна полуформа уплотняется, дру-
гая вместе с модельной плитой посту-
пает на позицию вытяжки, где они
кантуются, после чего полуформа сни-
мается с модельной плиты. Полуформы
верха и низа (ладом вверх) пере-
мещаются шаговым конвейером 7, на
котором проводится отделка полуформ
и в нижнюю полуформу проставляют
стержни. Полуформы поочередно
поступают в механизм 8 сборки. Гото-
вая форма механизмом 9 устанавли-
вается на тележки конвейера 1.
Перед заливкой на форму специаль-
ным подвесным конвейером 2 укла-
дывают грузы. После заливки и охла-
ждения формы сталкиваются с литей-
ного конвейера на выбивную уста-
новку 10, с которой выбитые опоки
поступают в сборе на роликовый кон-
вейер 11. Роликовый конвейер пере-
мещает опоки к формовочным блокам
и одновременно является транспорт-
ным накопителем опок. Неиспользо-
ванные опоки перемещаются к уста-
новке 3 возврата, которая передает их
на свободные тележки конвейера.
В линии ИЛ 225 (линии с гибки-
ми связями) все ^механизмы соедине-
ны между собой секциями привод-
ного роликового конвейера. Верхняя
и нижняя полуформы, изготовленные
на соответствующих формовочных ав-
томатах (см. рис. 1), поступают в
сборщик форм. Собранная форма ус-
танавливается на подопечную плиту;
в неподвижную форму заливают ме-
талл. Затем форма, двигаясь по ро-
ликовому конвейеру, охлаждается и
подается на выбивное устройство, где
ком смеси вместе с отливкой выдав-
ливаются из опоки. После разборки
опоки поступают в соответствующий
формовочный автомат?
Глава 3. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Автоматические линии горячей штам -
повки. Структура и состав автоматиче-
ских линий определяются при раз-
работке технического задания (рис. 1)
в зависимости от исходных данных
и результатов технико-экономических
исследований различных вариантов.
На первой ступени автоматизации
создают технологические автоматизи-
рованные линии для основных под-
разделений кузнечного производства:
заготовительного, штамповочного,
отделочного. При сохранении поточ-
ной организации производства тра-
диционные и новые виды универсаль-
ного и специализированного техно-
логического оборудования оснащают-
ся встраиваемыми или автономными
транспортными средствами и при-
способлениями, а также средствами
контроля технологических пара-
метров и работы машины. Функции
контроля, управления, наладку и
замену инструмента, а также отдель-
ные ручные операции выполняют ква-
лифицированные рабочие.
В табл. 1 и 2 представлено техноло-
гическое оборудование, используемое
на первой ступени автоматизации.
К новым видам специализированного
штамповочного оборудования отно-
сятся многоползунные прессы (ги-
дравлические, гидромеханические,
гидровинтовые горизонтальные с двумя
ползунами и механические).
Перспективны прессы с различными
типами приводов ползунов. На-
пример, для сжатия разъемных матриц
используют ползуны с гидравлическим
приводом, а для деформирующих пу-
ансонов — с механическим.
Молоты с электрогидравлическим
приводом обладают технологическими
возможностями паровоздушных штам-
повочных молотов и гидравлических
прессов. На них можно штамповать
поковки с использованием заготови-
тельных молотовых переходов с регу-
лируемой энергией удара за каждый
ход бабы и применять, например,
операции прямого и обратного вы-
давливания. Пониженная скорость
падающих частей этих молотов отра-
жается на производительности штам-
повки. Широкая универсальность
молотов позволяет компоновать тех-
нологические линии из двух-четырех
однотипных молотов при их, раз-
личном технологическом использо-
вании (например, для заготовительной
формовки, основной штамповки
в одном-двух ручьях, обрезки заусен-
цев и прошивки).
Горизонтально-ковочные машины
с горизонтальным разъемом матриц
применяют для производства поковок
цилиндрической удлиненной формы
из штучных заготовок. В отличие от
ГКМ с вертикальным разъемом матриц
усилие зажимного ползуна у них
составляет 1,5—1,75 усилия главного
ползуна, что позволяет выполнять опе-
рации прямого, обратного и комбини-
рованного выдавливания, а также от-
крытую штамповку зажимным пол-
зуном. Эти ГКМ не приспособлены
для штамповки поковок из прутка
и поковок типа колец.
На второй ступени автоматизации
создают автоматические технологи-
ческие линии на базе специализиро-
ванного и автоматизированного
основного оборудования, а также ав-
томатов, укомплектованных автома-
тическими вспомогательными устрой-
ствами и системами, манипуляторами
и роботами, исключающими исполь-
зование ручного труда. Оператор
выполняет функции контроля, упра-
вления, наладки и замены инстру-
мента.
Автоматизированное оборудование
приведено в табл. 3. Наибольшее
применение находят автоматизиро-
ванные КГШП, ГКМ, ковочные валь-
цы, электровысадочные машины.
Для изготовления поковок массового
производства используют специали-
зированные автоматы. Автоматы
имеют средства манипулирования,
встроенные в привод. Большинство
автоматов обладают высоким быстро-
232
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Рис. 1. Исходные данные и содержание технического задания на проектирование автома-
тических линий и комплексов
действием, что обеспечивает высокую
производительность (до 200 шт/мин).
Конструктивная сложность автоматов
и систем их управления, взаимосвя-
занность в работе различных механиз-
мов и средств активного контроля об-
условливают значительные затраты
времени на их наладку. Коэффициент
их использования по времени не
превышает 0,6.
К автоматам динамического дей-
ствия относятся горизонтальные
молоты с двумя ударными массами
и ковочно-штамповочные машины.
Пруток в них подается через проход-
ной индуктор и захватывается манипу-
лятором. При нанесении легких ударов
манипулятор обеспечивает перемеще-
ние полуфабриката при предваритель-
ном формообразовании (процессы
типа протяжки). Затем с помощью
специальных штампов обеспечивается
окончательная формовка поковок.
Ползуны размещены в общей'станине,
установленной на демпфирующей
прокладке. При подаче отштампован-
ной поковки манипулятором спе-
циальные ножи отделяют поковку от
прутка.
При изготовлении поковок мас-
сой до 1,5 кг обеспечивается произ-
водительность до 10 шт/мин.
1. Универсальное штамповочное и формообразующее оборудование
Оборудование Усилие Р, МН; энергия Э, МДж; масса М, т, падающих частей Ход рабочего органа, м Скорость рабочего органа в момент начала деформи- рования, м/с Масса поковки, кг, характерный размер Произво- дитель- ность, шт/ч Рабочее простран- ство (ширинах глу- бинах высота), м Габариты (ширинах глуби- нах высота), м; масса М, т
Молоты штамповоч- ные Паровоздушные Паровоздушные бес- шаботные Электр©гидравличе- ские Высокоскоростные бесшаботные Прессы Винтовые с приво- дом: гидравлическим дугостаторным Г орячештамповоч- ные: кривошипные кривошипные двойного дей- ствия о •-Ю --О СО ° сч ? 2 ю 2 ю ю ° со I ю О tQ <—। _1 О СЧ СЧ 1, чф СО т 'ф — 1 'ф 1 ю I I Т .1. со2 О ю2 О 2о 22 2 2 г-н О со —< о —< чф чф О г-ч О О II II II II II II II II II II II II СЪ СТ) Оч Оч 1 — 1,6 0,6—1,8 0,2—0,8 0,2—0,5 0,4—1,5 0,2—1,2 0,2—0,6 0,3—0,12 5-8 2—5 1—1,2 8—20 1—1,5 1-1,5 0,5—0,6 0,5—0,6 0,2 — 360 0,3 — 300 0,2—80 0,1 — 8 0,5—150 0,1—15 0,2—150 0,1 — 10 200—15 220—20 200—100 50—5 300—10 400—50 300—30 200—30 (0,4х 0,4х 0,2) — Д,ЗХ 1,8Х 0,6) . (0,75х 1,3X0,35) — (1,2Х 2Х 0,6) (0,4Х 0,4х 0,2) — (U3X 1,8Х 0,6) (0,2Х 0,2х 0,3) — (0,7Х 0,8Х 0,5) (О,67Х 0,63Х 0,45) — (2,5Х 2,2Х 1,8) (0,4х 0,45х 0,2) — (1,6X 1,8Х 0,8) (0,6Х 0,8х 0,56) — (3,2Х 2,6Х 1,8) (0,8Х 1,8Х 0,6) — (1,2 X 1,2Х 0,8) (1,3x2,7X4,4) — (2,8Х 5,5X9,0); М = 20-7-920 (без шабота) (2,2X3X3,7) — (4,2Х4,8Х 8) (1,8 X 1,8X3) — (2,8X5,5X7); М = 20 4-120 (без шабота) (1,5Х 3,0Х 2) — (4,1X7,3X4,4); М = 64-60 (1,8X3X4,0) — (5,0Х 6,0Х 10,5); м = 30 4-11 оо (1,3X2,1X2,6) — (3,5X4,2X8); М = 4 4-150 (2,5X3,0X4,6) — (8,OX 10Х 12); М = 404-1400 (2,8X3,5X5) — (5,2Х 6,0Х 9,0); М 404-200
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ 233
Продолжение табл. 1
Оборудование Усилие Р, МН; энергия Э, МДж; масса М, т, падающих частей Ход рабочего органа, м Скорость рабочего органа в момент начала деформи- рования, м/с Масса поковки, кг, характерный размер Произво- дитель- ность, шт/ч Рабочее простран- ство (ширинах глу- бинах высота), м Габариты (ширинах глуби- нах высота), м; масса М, т
Машины горизон- тально-ковочные с разъемом матриц Вертикальным Горизонтальным Прессы гидравличе- ские Штамповочные Многоплунжерные Вальцы ковочные Одно- и двухклеть- евые Р = 1,64-13,5 Р = 4 4-13,5 Р= 12,54-50 Р = 1,64-25 Р = 0,124-3,15 Главного ползуна 0,2—0,7; зажимно- го ползу- на 0, 08 — 0,35 Главного ползуна 0,3—0,5; зажимно- го ползу- на 0,1 — 0,25 0,5—1,25 Диаметр валков 70— 690 мм 0,5—0,6 0,5—0,6 0,05—0,1 0,05—0,1 Наибольший диаметр 3 0— 180 мм 500— 100 500—100 60—10 30—8 Согласно штампо- вочному оборудо- ванию Матрицы (0,12X 0,28Х 0,32) — (0,35х 1,0Х 1,3); пуансоны (0,06Х 0,2 X 0,25) — (0,ЗХ 1,2Х 1,8) Матрицы (0,5х 0,4Х 0,4) — (0,8Х 0,7Х 0,6) Межосевое расстоя- ние 0,125—1 (2, IX 2,8Х 1,6) — (7,1 X 10,3X5,0); М = 13,2 4-425 М = 604-400 (8,2Х 7,ЗХ 5,2) — (10,5Х 14,8X4,5); М = 95 4-550 ' (2,5X5,2X5) — (12Х 12Х 8) (1,6X2,0Х 1,3)- (4,2X6,0X3,5); М = 4 4-70
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Продолжение табл. 1
Оборудование Усилие Р, МН; энергия Э, МДж; масса М, т, падающих частей Ход рабочего органа, м Скорость рабочего органа в момент начала деформи- рования, м/с Масса поковки, кг, характерный размер Произво- дитель- ность, шт/ч Рабочее простран- ство (ширинах глу- бинах высота), м Габариты (ширинах глуби- на X высота), м; масса М, т
Для поперечно-кли- новой вальцовки круговые и сег- ментные Для поперечно-кли- новой вальцовки плоскоклиновые Станы Для раскатки колец Для накатки зубьев колес и звездочек Сферодвигательные установки Машины Радиально-обжим- ные Электровысадочные •"о ’'U *'0 l'U ’'U ”0 ’'U II II II II II II II О О ООО — О о О о 1— — .1. 7 7 7 -1- -1- -1- Т ’1 1 о сп а о си о Ш СО Диаметр валков 400— 800 мм 0,5—2,5 0,3—1,0 1,2—0,4 0,2— 1,6 Частота враще- ния вал- ков 6 — 120 об/мин Частота враще- ния 50— 3 00 об/мин Число обжатий 1800— —630 за 1 мин 5- 10-6 — 1 О-4 Наибольший диаметр 25—80 мм Наибольший диаметр 15— 1 00 мм; длина 50—630 мм 0,3— 12 500 Наружный диаметр 24 — 600 мм; шаг 3—25,4 мм Наибольший диаметр 50—500 мм Наибольший диаметр 4,0— 120 мм Площадь высаженного сечения 100 — 6000 мм2 1500—700 200— 100 20—200 30—100 Размеры кареток (0,ЗХ 1,2) — (0,8X2,7) (1,3X 2,2Х 2,2) — (2,6Х 3,0Х 2,7); М = 4 4-20 (2,5Х 2,8Х 2,5) — (4Х 6,7Х 4,4); М = 10-^60 (1,5Х ЗХ 20) — (6,5Х 26Х 5) (1,5Х 4,4Х 3,6) — (4,2Х 5,2Х 3,6); М = 4 4-30 М = 1,54-10 (1,6Х 3,7Х 1,4) — (И,0Х 15,ОХ 2,8) (1,0Х 2,8Х 1,2) — (3,5Х 7,0Х 3,2); М = 2 4-60
Автоматические линии штамповки
2. Оборудование для нагрева, заготовительных и отделочных операций кузнечного производства
Оборудование Определяющий параметр Назначение Производитель- ность Габариты (по фрон- ту X глубинах вы- сота), м; масса М, т
Печи Г азовые Толкательные Карусельные Конвейерные для норма- лизации и изотермиче- ского отжига Нагреватели Индукционные проходные Контактные сопротивле- нием Индукционные Прессы Обрезные Под печи, м (ширинах X длина) (2,0x5) — (3,7X6,5); (2,5x6,5) — (6X6,5) Под печи, м (2x4,5) — (2X6) Под печи, м (диаметр X X ширина) (4Х 1) — (7,ЗХ 1,8) Под печи, м (0,8X5,5) — (2,8Х 10) Мощность 900—1900 кВт; частота тока 50 Гц Мощность 100—3 00 кВт, частота тока, 50 Гц Мощность 250—3500 кВт, частота тока 50— 10 000 Гц Усилие 1,6—16 МН Нагрев прутков до 400—600 °C для резки на заготовки диа- метром 50—130 мм, длиной до 6 м Нагрев штучных заготовок под штамповку (диаметром до 90 мм) Нагрев штучных заготовок (под штамповку) диаметром 100— 250 мм Термическая обработка поковок Нагрев прутков до 400—600° С для резки на заготовки диаме- тром 80—230 мм Нагрев штучных заготовок (под штамповку) диаметром 10— 60 мм Нагрев штучных заготовок, прутков, проволоки (под штам- повку) Диаметром 20— 160 мм Обрезка и правка поковок 4,5—9 т/ч; 7— 16 т/ч 3,5—5,5 т/ч 1,0—8,5 т/ч 0,5—5 т/ч З—Ю т/ч 0,2—0,6 т/ч 0,5—3,5 т/ч В соответствии с оборудова- нием (5,0X7,2)- (6,5Х 8,0); (7, 0Х 7,6) — (7,0Х 11,0) (2,5Х 5,8Х 2,2) — (2,5X7,5X2,5) (4,8Х 4,8X3)- (8X8X4) (2X8X4) — (5х 15X5) 5X17X3,5; М=30 (1,5х 2,5Х 2) — (2,5Х 4Х 2,2); М = 2 4-5 (0,2Х 2Х 0,5) — (0,6Х 5Х 0,8) (1,6Х 2,4Х 3,6) — (4,6Х 5,0Х 9); М = 15-ь125
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Продолжение табл. 2
Оборудование Определяющий параметр Назначение Производитель- ность Габариты (по фрон- ту X глубинах вы- сота), м; масса М, т
Чеканочные кривошипно- коленные Хладноломы Пресс-ножнипы Агрегаты закалочно-от- пускные С подвижным конвейером Дробеметные установки Периодического действия Проходные Галтовочные барабаны Усилие 1 — 40 МН Усилие до 20 МН Усилие 1,0—25 МН Под закалочной печи (м) (2Х 5)—(ЗХ 8) Масса поковок 2—-20 кг Масса поковок 20— 120 кг Масса поковок до 15 кг Чеканка и правка поковок Разрезка проката на заготовки Разрезка проката на заготовки Термическая обработка поковок То же Очистка поковок от окалины То же » 1500—500 шт/ч До 200 шт/ч 1600— 180 шт/ч 0,5—2 т/ч 2 — 7 т/ч 1 — 3 т/ч 1 — 8 т/ч 0,2—0,5 т/ч (IX IX 1,8)- (3,5Х 2,5Х 3,5); М = 10 4-60 (IX 1,5Х<2,5) — (2Х 3,2х 4); М - 14-100 (2,0Х 8,7Х 2) — (5,0Х 17,4Х 5,2) (2Х ЗОХ 3) — (ЗХ 35Х 4) (2,5Х 40Х 3,5) — (4Х 50Х 4,5) (ЗХ 5,2Х 4,8) — (2,5Х 8,7Х 5,7); М = 8 4-12 (1,5Х 1,5х 2,7) — (5,4Х 5,8X6,1); М = 0,8 ч-Ю (1,5Х4,ЗХ 1,3) — (1,8X 4,8Х 1,7)
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
3. Автоматы, автоматизированное штамповочное и формообразующее оборудование
Оборудование Определяющий параметр Тип и масса М поковок, кг Производи- тельность, шт/ч Г абариты (по фронтух глу- бинах высота), м; масса М, т
Машина
Радиально-обжимная горизон- Наибольший диаметр Оси, валы, трубы длиной 0,16 — Число (0,8Х 2,7Х 1,5) —
тальная и вертикальная прутка 4— 120 мм 2 м обжимов 1800—630 за 1 мин (2,2Х 6,6Х 2,5)
Ковочно-штамповочная Энергия 2—8 МДж С удлиненной осью; М — 0,2 4-6 300— 100 М = 104-50
Автоматизированная горизон- Усилие 2,5—13,5 МН Типа стержня с утолщением 600— 100 (4,6 X 6) —(6 X 9)
тально-ковочная с перекладчи- ком
Электровысадочная автоматиче-
ская:
горизонтальная Усилие 40—630 кН Полуфабрикаты под штамповку 40—475 кг/ч (1,25Х 3,ЗХ 1,8) — (3,4Х 6,0Х 2,3); М = 4 4-20
вертикальная Усилие 20— 160 кН То же 1 0— 1 00 кг/ч Наружный диаметр 3—10,5 мм; М = 1 4-5
Раскаточная автоматическая Усилие 0,1 — 5 МН Кольца 150—300 На базе универ- сальных машин
Молот горизонтальный с двумя ударными массами Энергия 4—6 МДж С удлиненной осью; М = 0,6 4-15 500— 150 (6,3 X 30,5Х 1,5) — (ЗОХ 71Х 3)
Пресс Кривошипный горячештамповоч- ный:
для штамповки выдавлива- нием автоматизированный Усилие 7— 10 МН Поковки типа клапанов автомо- бильных двигателей, колец подшипников; М — 0,02 4-0,6 700— 1500 На базе универ- сальных кгшп
с перекладчиком автомати- зированный Усилие 16—63 МН Поковки типа цапф, зубчатых колес, колец, фланцев; М = 20 Кольца подшипников; М = 0,3 4- 4-4 600—200 То же
Двухкривошипный специальный Усилие 4/0,63 МН; 6,3/1,0 МН 360—200 —
Гидравлический двойного дей- ствия Усилие 0,63/0,63 МН То же; М = 0,3 4-4 240—160 На базе универ- сальных прессов
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Продолжение табл. 3
Оборудование Определяющий параметр Тип и масса М поковок, кг Производи- тельность, шт/ч Г абариты (по фронтуХ глу- бинах высота), м; масса М, т
Автомат горячештамповочный вертикальный Автомат горячештамповочный С вертикальным расположением рабочих позиций С горизонтальным расположе- нием рабочих позиций Многоползунный с механическим приводом Автомат специальный То же Вальцы Ковочные консольные двух- клетьевые автоматические Многоклетьевые автоматические Поперечно-клиновые валковые автоматические Ковочные для поперечно-клино- вой вальцовки валково-сег- ментные автоматические Ковочные для поперечно-клино- вой вальцовки плоскоклиновые автоматические Усилие 1,6—20 МН Усилие 1 — 20 МН Усилие 0,4 — 25 МН ]Усилие 0,1 — 0,3 МН Усилие 16 МН Усилие 0,12—1 МН; диаметр валков 200—600 мм Усилие 0,63 МН; диа- метр валков 180 мм Усилие 0,45—0,80 МН Усилие 0,1 — 0,63 МН; диаметр валка 400— 800 мм Усилие 1 — 5 МН Втулки, стержни с утолщения- ми, болты, гайки; М = 0,1 4-6 Круглые поковки типа колец, фланцев, зубчатых колес; М = 0,02-4-8 Круглые поковки типа колец, фланцев, зубчатых колес; М = 0,02 4-10 Поковки арматуры из латуни и бронзы; М = 0,02-4-0,8 Поковки плоских двусторонних гаечных ключей Пятиколенный кривошипный вал диаметром 35 мм Полуфабрикаты под штамповку Поковки и полуфабрикаты под штамповку Полуфабрикаты под штамповку Поковки, полуфабрикаты под штамповку Оси, пальцы шаровые, валы; М 0,5 4-2,5 2500—800 3000—800 8000—1000 300— 100 1000—1500 10 700—180 500 900—600 1500—600 200— 100 М = 21 4-280 (2Х4Х 1,2) — (10Х 20Х 2,85); М = 20 4-280 (1,6х 3,0Х 1,8) — (9,5Х 15X6); М = 304-250 3,4Х 7,5Х 3,3; М = 99 2,6Х 4, 1Х 3,8 (1,7Х2Х 1,25) — (3,4X3,8X2,1); М = 4,9-4-39 2,6Х 15,7Х 3,8; М = 83 (2,7Х 6,7Х 2,2) — (3,2Х 12,1X4); М = 16,34-46,5 (2,4Х 1,ЗХ 2,3) — (2,6Х 3,0Х 2,8); М = -45-4-185 (2,5Х 2,8х 2,5) — (4,0X4,6X4); М = 10 4-60
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
240
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Наибольшее распространение полу-
чили автоматы с механическим при-
водом для штамповки осесимметрич-
ных поковок типа колец, шестерен,
фланцев, гаек, болтов и т. п. Их под-
разделяют на вертикальные и гори-
зонтальные. Для изготовления по-
ковок типа колец, шестерен и фланцев
используют горизонтальные автоматы
двух типов: с горизонтально и вер-
тикально расположенными рабочими
позициями. Эти автоматы имеют ре-
гулируемое число ходов в минуту,
которое определяется массой и фор-
мой поковок. Число ходов автоматов
с усилием от 2 до 15 МН составляет
до 120 в минуту. Нагретый до опти-
мальной температуры конец прутка
подается в рабочую зону автомата
механизмом подачи прутка, выпол-
ненным в виде приводных роликов,
и досылается до переднего жесткого
переналаживаемого упора. Пруток
прижимается к переднему упору и от
него с помощью механизма отрезки
отрезается заготовка. Этот же ме-
ханизм обеспечивает подачу заго-
товки на первую позицию для осадки.
Использование шлифованного про-
ката и отрезка нагретой заготовки
с прижимом прутка позволяют дози-
ровать объем заготовки с относительно
высокой точностью, обеспечивающей
возможность последующей штамповки
в закрытых ручьях без специальных
компенсационных полостей для из-
быточного металла. Штамповка осу-
ществляется главным ползуном за
три перехода с последующей прошив-
кой наметки в поковке по оси симме-
трии. Исходные заготовки перемещают-
ся с одной позиции на другую меха-
низмом переноса, у которого можно
регулировать как время срабатывания
в период одного цикла штамповки, так
и перемещения каретки поперечной
подачи. Захваты клещей при замене
инструмента легко демонтируются.
Все элементы привода механизма пере-
носа обеспечены устройствами пред-
охранения от перегрузок.
На третьей ступени автоматиза-
ции автоматические комплексные ли-
нии предназначены для выполнения
всех или большинства операций куз-
нечного производства,! которые до-
полняются операциями обработки
резанием, сварки и др. В качестве
основного в комплексах используют
автоматическое оборудование или (и)
автоматы, вспомогательные устрой-
ства, кантователи, манипуляторы
и роботы, средства активного контро-
ля, адаптивного автоматического
управления, наладки и замены инстру-
мента. Характерным является ис-
пользование систем числового про-
граммного управления для пере-
наладки манипуляторов и роботов.
Операторы контролируют и вы-
являют не предусмотренные или
аварийные неполадки. Манипуляторы
к универсальным ковочным вальцам
исключают необходимость примене-
ния тяжелого физического труда, по-
вышают производительность валь-
цовки и последующей штамповки
в 1,5—2 раза. На валу ведущего валка
вальцев смонтированы зубчатое колесо
и водило, которые обусловливают воз-
вратно-поступательное движение тя-
ги, качательные движения кривошип-
ного вала продольной подачи и поворот
зубчатого колеса привода поперечной
подачи. Пневмоцилиндр включения
в приводе поперечной подачи обеспечи-
вает поворот ходового винта только
в одном направлении в период рабочей
части цикла. Обратное движение по-
перечной подачи совершается при от-
ключенном пневмоцилиндре управле-
ния и подаче сжатого воздуха в пнев-
моцилиндр обратного хода. Захватный
орган совершает возвратно-поступа-
тельные движения продольной по-
дачи и поворотные движения под дей-
ствием пневмоцилиндра поворота.
Губки захватного органа приводятся
от пневмоцилиндра.
При штамповке поковок на криво-
шипных горячештамповочных прессах
(КГШП) используют манипуляторы
грузоподъемностью до 250 кг. Про-
дольная подача каретки (до 2 м)
обеспечивается гидродвигателем через
реечную передачу, установленную
на платформе. С помощью гидроци-
линдра платформа может опускаться
и подниматься на 15° относительно оси
закрепления для номинального рас-
положения губок захватного органа
относительно поковки. В каретке рас-
положен гидроцилиндр привода гу-
бок, который обеспечивает их взаим-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
241
4. Технические характеристики роботов
Характеристики S LO сТ £ о О) 'ф Д LO сч £ МА2.5Ц0601 МА2.5Ц4203 О) о & LO оГ МА2,5Ц2201 МА2,5Ц4601 МА2,5Ц4602 si СО Д LO оГ к
Грузоподъемность, кг Грузоподъемность одной руки, кг Число рук Число степеней подвижности (не считая захватов) Погрешность позиционирова- ния, мм Перемещение руки, мм: наибольшее горизонталь- ное (выдвижение) наибольшее вертикальное наибольшее поперечное Поворот руки в горизонтальной плоскости, 0 Средняя скорость (м/с) переме- щения заготовки максималь- ной массы для соответству- ющего исполнения: горизонтальная вертикальная поперечная угловая, °/с Угол поворота схвата, 0 Скорость вращения схвата, °/с Число точек позиционирования для перемещения руки: горизонтального вертикального поворота поперечного Тип исполнительных приводов Система программного управ- ления Высота над уровнем пола, мм Нижний уровень загрузки обо- рудования, мм Наибольшие габаритные раз- меры манипулятора, мм: слева направо спереди назад Масса, кг: манипулятора (без СПУ) СПУ (не более) агрегатного робота 2,5 0,83 3 4 ± 0,1 500 125 90 1,2 0,5 120 180 180 2 2 2 1100 905 560 520 280 120 400 2,5 1,25 2 • 4 ± 0,1 630 125 90 1,2 0,5 120 180 180 2 2 2 950 800 660 520 275 120 395 2,5 2,5 1 2 ± 0,1 630 125 1,2 0,5 2 2 ц 930 800 560 520 200 120 320 2,5 1,25 2 4 ± 0,1 630 125 90 1,2 0,5 120 180 180 3 2 3 Пнев иклов 950 800 560 520 340 120 460 2,5 2,5 1 4 ± 0,1 800 300 500 90 1,2 1,2 0,5 120 2 2 2 2 матич ая (у: 1370 1300 560 1500 340 120 460 2,5 2,5 1 3 ± 0,1 800 125 500 1,2 0,5 0,5 2 2 2 еский ЦМ-6Е 1200 1160 560 1500 340 120 460 2,5 2,5 1 5 ± 0,1 800 125 500 90 1,2 0,5 0,5 120 180 180 3 2 3 2 ;з) 1200 1160 560 1500 340 120 480 2,5 1,25 2 4 ± 0,1 630 125 500 180 1,2 0,5 0,5 120 2 2 2 2 1210 1000 560 1500 340 120 460 2,5 1,25 2 4 ± 0,1 630 300 90 1,2 1,2 120 180 180 3 2 3 1200 . 1140 560 520 280 120 400
ное сближение для удержания поковки
и ее поворота относительно общей оси.
На одной из комплексных линий ис-
пользуется пять одинаковых мани-
пуляторов такого типа. Два из них
установлены у боковых стоек пресса
и через проемы в стойках обеспечивают
перекладку заготовки из ручья в ручей
и удаление поковки. Три других ис-
пользуются соответственно с обрез-
ным прессом, скручивающей машиной
и правочным прессом.
Применение роботов модульного
типа позволяет рационально компо-
новать конструкции из стандартных
узлов. Каждый узел обеспечивает дви-
жение в одной системе координат.
В качестве приводов отдельных мо-
дулей, ^'используются электродвига-
тели постоянного тока. Каждый из
модулей может комплектоваться
датчиками обратной связи. Электри-
ческие коммуникации построены на
основе разделения контактов на во-
242
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
74
• 7J
12 3
О
9
72
Рис. 2. Автоматическая линия разрезки прутков на
штучные заготовки:
1 — стеллаж; 2 — привод отсекателя; 3 — отсека-
тель прутков; 4, 9 — приводные ролики, 5 — захват-
ный орган; 6 — привод захватного органа; 7 — зуб-
чатая передача; 8 — цепь; 10 — червячная пе-
редача; 11 — электродвигатель; 12 — штамп; 13 —
индукционный нагреватель; 14 — поддерживающие
ролики
семь групп. Каждый модуль имеет
входные и выходные разъемы, свя-
занные стандартными соединитель-
ными кабелями. Система позволяет
соединять модули в любой последова-
тельности. Представителем серийно
выпускаемых роботов модульного
типа является робот РПМ-25 грузо-
подъемностью 25 кг.
Роботы агрегатного типа изгото-
вляются грузоподъемностью до 10 кг.
Из унифицированных агрегатных
узлов можно компоновать более
ста модификаций промышленных ро-
ботов различного функционального
назначения. Технические характери-
стики роботов приведены в табл. 4.
Из технологического оборудования,
представляемого в табл. 1—3, а также
кантователей, манипуляторов и ро-
ботов, можно компоновать автомати-
ческие линии и комплексы в любых
сочетаниях. Разработка новой линии
должна основываться на анализе
типовых освоенных линий, состав
которых приведен в табл. 5.
Автоматические линии заготови-
тельного отделения имеют стеллаж,
нагреватель прутков (не исполь-
зуется при разрезке проката из кон-
струкционных сталей диаметром до
120 мм), роликовый конвейер и пресс-
ножницы (или универсальный пресс).
Серийно изготовляют автоматизи-
рованные стеллажи СА13, СА17, СМ9
с роликовыми конвейерами для подачи
круглого проката диаметром 40—
150 мм, длиной до 6 м. Для нагрева
прутков используют проходные полу-
методические газовые механизиро-
ванные печи, газовые печи специаль-
ные секционные, индукционные про-
ходные нагреватели. При использо-
вании автоматизированных стелла-
жей, нагревателей и роликовых кон-
вейеров применяют пресс-ножницы
или универсальные прессы, которые
работают в автоматическом режиме без
специального оснащения.
На рис. 2 представлена типовая
автоматическая линия разрезки
прутков (с подогревом) на штучные
заготовки. Прутки поступают со
стеллажа на конвейер под действием
силы тяжести при срабатывании от-
секателя. Захватный орган зажимает
пруток и при срабатывании пневмо-
привода подает его к приводным ро-
ликам, которые перемещают пруток
через проходной индукционный на-
греватель и вторую пару роликов до
переднего упора. При воздействии
прутка на передний упор включается
пресс. Пресс работает практически
в режиме единичных ходов или автома-
тически.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
243
5. Состав типовых автоматических технологических линий
Основное, заготовительное и отделочное оборудование Обрабатываемые заготовки Производи- тельность, шт/ч Габариты, м
Пресс-ножницы усилием 1 — 10 МН; стеллаж; роликовый конвейер Прутки диаметром 20— 100 мм 3000— 1000 (3,7Х 8,7) — (5,5Х 10)
Пресс-ножницы усилием 1 — 25 МН; печь газового нагрева; стеллаж, роликовый конвейер Прутки диаметром 20—250 мм 3000—500 (5,7Х 9)- (7Х 12)
Пресс-ножницы (универсальный пресс) усилием 0,4—2,5 МН; индукционный нагреватель; стеллаж, роликовый конвейер Прутки диаметром 12—40 мм 5000—2000 (1,5 X 15) — (ЗХ 18)
Вальцы клиновые; индукционный нагреватель; бункер Полуфабрикаты под штамповку, поковки 500—300 (1,7 X 10) — (3,2Х 15)
Радиально-обжимные машины; индукционный нагреватель; стеллаж Поковки типа осей (монолитные, из труб) — (IX 10) — (1,2Х 15)
Горизонтальный молот с двумя ударными массами; нагрева- тель; бункер Ковочно-штамповочный автомат; индукционный нагреватель; стеллаж Поковки с удли- ненной осью 500— 150 (6,ЗХ 30,5) — (ЗОХ 71)
То же 300— 100 (5Х 15) — (8Х 20)
Горячештамповочный пресс уси- лием 7—16 МН; автоматизиро- ванный индукционный нагре- ватель; бункер Поковки типа кла- панов, колец, подшипников массой 0,08— 1,5 кг 1500—800 (5Х 10) — (8х 25)
Горячештамповочный пресс уси- лием 16—50 МН; индукцион- ный нагреватель; бункер Зубчатые колеса, фланцы, шату- ны, цапфы мас- сой 1,5—25 кг 500— 150 (5Х 15)- (80Х 20)
Горячештамповочный пресс уси- лием 25—40 МН; автоматиче- ские ковочные вальцы; бункер, правочный пресс Зубчатые колеса, шатуны, цапфы массой 1,5— 15 кг 500— 150 (5Х 15) — (10Х 20)
Двухкривошипный пресс усилием 4/0,63 (6,3/1,0) МН, стеллаж; нагреватель; кольцераскатный стан; универсальный пресс уси- лием 3,15 МН Кольца подшипни- ков массой 0,5 — 2 кг 360—200 9Х 25
Горизонтально-ковочная машина усилием 6,0—8,0 МН автомати- зированная с вертикальным разъемом матриц;., индукцион- ный нагреватель; бункер Валы, оси массой 3—8 кг 500— 150 (3X6)- (5Х 10)
Горизонтально-ковочная машина усилием 2,5—13,5 МН автома- тизированная с горизонталь- ным разъемом матриц; индук- ционный нагреватель; бункер Оси, валы цапфы 400— 100 (5x8) — (8Х 15)
Горячештамповочный автомат усилием 4,0—25 МН; нагрева- тель; стеллаж, конвейер Зубчатые колеса кольца, фланцы массой 0,08— 8 кг 3000— 1000 (7X20) — (20X 45)
Гидравлический пресс двойного действия усилием 0,63/0,63 МН; индукционный нагреватель; стан кольцераскатный; универ- сальный пресс усилием 2,5 МН Кольца подшипни- ков массой 0,3— 4 кг 240— 160 10,7Х 35
Стан для накатки зубьев шесте- рен; нагреватель; накопитель Зубчатые колеса с модулем 6— 12 мм, диаметром до 600 мм 100—20 (10Х 15) — (18Х 25)
Чеканочный пресс усилием 1,6— 4 МН автоматизированный; бункер Чеканка, правка 1500—500 (4X6) — (6Х 8)
244
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМЙОВКИ
г~т
Рис. 3. Автоматическая линия АЛ4:
1 — бункер; 2 — загрузочное устройство;
3 — нагреватель; 4 — механизмы управле-
ния; 5 — ковочные вальцы; 6 — молот
Автоматические линии штамповоч-
ного отделения имеют как минимум
формообразующую машину и нагре-
ватель. Наибольшее число единиц обо-
рудования в одной линии не превы-
шает пяти [формообразующие машины
(основная и вспомогательная), на-
греватель, обрезной пресс, бункер
или стеллаж]. В автоматических штам-
повочных линиях используют: 1) уни-
версальные машины при обеспечении
транспортных операций в пределах их
рабочего пространства роботами
(манипуляторами), а между маши-
нами — конвейерами, склизами;
2) автоматизированные машины, ав-
томаты и стандартные средства автома-
тизации для транспортирования за
пределами машин (перекладчики,
кантователи, манипуляторы, конвей-
еры); 3) автоматизированные машины
и автоматы при обеспечении транспорт-
ных операций вне машин с помощью
роботов; 4) комбинацию вариан-
тов 1—3.
По заказам изготовляют типовые
комплектующие элементы для штам-
повочных автоматических линий:
устройства для механизированной
подачи на осадочный ручей штампа
заготовок диаметром 35—160 мм, дли-
ной 175—375 мм; автоматические пере-
кладчики круглых поковок к КГШП
усилием 16—40 МН с шагом 220—
420 мм; установки для подачи смазоч-
ного материала.
На рис. 3 приведена компоновка
автоматической линии АЛ4 для
производства поковок двусторонних
гаечных ключей размерами (8 X
X 10)—(10 X 12) мм.
Исходные штучные заготовки ори-
ентируются в бункере и подаются
к проходному индукционному нагрева-
телю, в котором нагреваются до необ-
ходимой температуры. На входе
в приемную часть ковочных вальцев
фотопироме1р отбраковывает некон-
диционные заготовки. Подача заго-
товок к валково-сегментным ковочным
вальцам С3136 и их включение обес-
печиваются автоматически. По кон-
вейеру и склизу вальцованная за-
готовка поступает в приемник шибер-
ного устройства, а отходы отделяются
в тару. При первом цикле срабатыва-
ния вальцев шиберную подачу загото-
вок включает оператор с пульта упра-
вления молотом; последующие вклю-
чения осуществляются автоматически.
Шибер сдвигает исходную заготовку
в ручей штампа. После возвращения
шиберного устройства и очередной его
загрузки включается молот, который
обеспечивает штамповку поковки.
При движении шибера для подачи
очередной заготовки поковка стал-
кивается со штампа и сдувается сжа-
тым воздухом в лоток выгрузки. Про-
изводительность штамповки соста-
вляет 1800 шт/ч. Линия занимает
площадь 8,3 X 5,5 м.
На рис. 4 приведена компоновка трех
роботизированных линий. В первом
случае (рис. 4, а) роботы распола-
гаются у боковых стоек КГШП. Пер-
вый робот захватывает заготовку с кон-
вейера, переносит ее на первую по-
зицию штамповки и удерживает в про-
цессе осадки, переносит и оставляет
полуфабрикат на второй позиции штам-
повки. Второй робот захватывает от-
штампованную поковку и удаляет
ее в тару. Достоинством такого рас-
положения роботов является удобный
доступ к штампам с фронта пресса,
возможность визуального контроля ра-
боты инструмента и роботов при штам-
повке, переход на работу в наладоч-
ном режиме с пультов управления
или на ручную работу (при выключе-
нии роботов).
Во втором случае (рис. 4, б) один
из роботов расположен по фронту
пресса. Этот робот имеет две руки,
что сокращает число точек позициони-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
245
Рис. 4. Автоматические штамповочные линии:
1 — нагреватель; 2 — конвейер подачи заготовок; 3 — пресс; 4 — первый робот; 5 —
второй робот; 6 — конвейер удаления поковок; 7 — обрезной пресс; 8 — привод шибера
удаления обрезанных поковок; 9 — рычажный механизм удаления облоя; 10 — кон-
вейер удаления некондиционных заготовок
рования. Первой рукой он захваты-
вает исходную заготовку, переносит ее
на первую позицию и удерживает
в период осадки. Второй рукой робот
захватывает осаженную заготовку
и переносит ее на позицию удаления
из штампа. Второй робот обеспечивает
перенос поковки на конвейер подачи
к обрезному прессу. Три других робота
обслуживают обрезной пресс.
При применении в линиях только
роботов требуется синхронизация
действия всех элементов линии, каж-
дый из которых имеет индивидуальный
привод. Чем больше число структур-
ных элементов в таких линиях, тем
ниже предельно допустимая их
загрузка по времени.
Линия третьего типа (рис. 4, в)
оснащена двумя роботами, располо-
женными по фронту и вдоль фронта
пресса. Первый робот захватывает за-
готовку, удерживает ее при осадке
и перекладывает из одного ручья в дру-
гой. На последней операции робот
оставляет поковку, которая поддержи-
вается специальным устройством до
момента ее захвата вторым роботом.
Последний переносит поковку в обрез-
ной штамп. Удаление облоя и поковок
обеспечивается соответственно меха-
ническим сбрасывателем, связанным
с ползуном пресса, и шибером с пнев-
моприводом. Наиболее перспектив-
ным является рациональное сочета-
ние роботов с манипуляторами.
Автоматическая штамповочная ли-
ния, представленная на рис. 5, со-
держит три машины (для осадки, штам-
повки в одном ручье и обрезки по-
ковок); шиберное устройство для
подачи заготовки на позицию осадки;
манипулятор для удержания заготовки
при осадке и ее удаления на конвейер;
навесной манипулятор для подачи за-
готовки в ручей штампа; робот для
удаления отштампованной поковки
и укладки ее в обрезной штамп; мани-
пулятор для удаления облоя и по-
ковки.
246
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Рис. 5. Автоматическая штамповочная линия:
1 — исходная заготовка; 2, 6 — конвейеры; 3 — привод шибера подачи заготовки; 4 —-
пресс; 5 — первый робот; 7 — манипулятор; 8 — пресс; 9 — второй робот; 10 — пресс;
И — манипулятор
Для крупносерийного и массового
производства поковок автоматические
штамповочные линии разрабатывают
в основном на базе автоматизирован-
ных машин и автоматов. Высокое бы-
стродействие этих машин обусловли-
вает применение в качестве транспорт-
ных средств механических устройств
типа роликовых подач, кантователей,
перекладчиков, траковых и ролико-
вых конвейеров, манипуляторов и т. п.
На рис. 6 приведена компоновка
автоматических штамповочных линий
на базе кривошипных горячештампо-
вочных ' автоматизированных прессов.
Наиболее простым является ва-
риант компоновки (рис. 6, а), включа-
ющий автоматический бункер штуч-
ных заготовок, нагреватель и пресс,
связанные механическими транспорт-
ными средствами. Заготовка, по-
даваемая по конвейеру в рабочее про-
странство пресса, ориентируется и
захватывается механическим пере-
кладчиком грейферного типа. Штам-
повка выполняется за три-четыре пере-
хода. На специальной позиции в штам-
пе обрезается облой, который уда-
ляется перекладчиком за пределы
КГШП. Отштампованная поковка
под действием силы тяжести падает
на конвейер Jh удаляется в тару.
Комплексные линии (рис. 6, б) со
стеллажами и пресс-ножницами
используются с КГШП, оснащенными
перекладчиками, кинематически свя-
занными с прессом. Производитель-
ность линий до 32 шт/мин; применяют
их в основном для поковок массой до
1 кг. К комплексам рассмотренного
типа относятся автоматические ли-
нии на базе гидравлических прессов
Л408, которые выпускаются отече-
ственной станкоинструментальной
промышленностью для производства
колец подшипников. В этих линиях
после штамповочного пресса пред-
усмотрены горизонтальные раскат-
ные машины. Для некоторых разно-
видностей линий за раскатными
машинами устанавливают механи-
ческий пресс для калибровки колец.
Комплексная автоматическая ли-
ния (рис. 6, в), содержащая обрезной
пресс, предусматривает штамповку
поковок из штучных исходных заго-
товок. Производство комплексов
типа КО4079844 на базе КГШП уси-
лием 16—40 МН с перекладчиками
освоено отечественной промышлен-
ностью. Линии используют на заво-
дах автомобильной промышленности.
Производительность линий, пред-
ставленных на рис. 6, определяется
стойкостью штампов, быстродей-
ствием перекладчиков и нагревателей.
К автоматическим штамповочным
линиям, широко используемым в ма-
шиностроении, относятся линии на базе
горячештамповочных автоматов. Они
имеют автоматический стеллаж для
размещения прутков, роликовый
конвейер для подачи прутков в про-
ходной индукционный нагреватель
и автомат. Линия оснащена сред-
ствами активного контроля наличия
прутков на стеллаже, роликовом кон-
вейере, индукторе, температуры
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
247
и сил деформирования. Наибольшая
производительность линий этого типа
120 шт/мин. На линии изготовляются
поковки типа зубчатых колес, флянцев
и крестовин кардана массой до 8 кг.
Автоматические линии отделочного
отделения кузнечного, производства
компонуются из автоматизированных
машин. Закалочно-отпускные агре-
гаты и печи (нормализационные и для
изотермического отжига) имеют
средства транспортирования поковок
в пределах нагревательных устройств
различного типа и ванн для охлажде-
ния поковок. Они саморазгружаются.
При загрузке поковок на поддоны
и конвейеры часто используют ручной
труд.
Дробеметные современные уста-
новки являются автоматизирован-
ными машинами. Их изготовляют пе-
риодического и непрерывного дей-
ствия.
Для правки и чеканки поковок ис-
пользуются автоматизированные ли-
нии на базе чеканочных прессов. На
них применяют шиберные устройства
для подачи поковок в рабочее про-
странство и удаления их за пределы
пресса. Сложность автоматизации
правки, чеканки и контроля поковок
заключается в том, что эти операции
характеризуются малыми затратами
времени, что даже в условиях массо-
вого производства обусловливает
изготовление поковок нескольких
наименований каждой машиной.
Поковки, изготовляемые на авто-
матических комплексах, приведены
в табл. 6.
Условно можно выделить автома-
тические комплексы для получения
полуфабрикатов или изделий с исполь-
зованием разнообразных операций,
из которых только часть характерна
для кузнечного производства, а также
комплексы для получения полу-
фабрикатов и поковок повышенной
точности. К первому типу можно от-
нести комплексы для производства
обода маховика и пружин грузовых
автомобилей, а ко второму типу —
комплексы для производства полуосей,
шатунов, клапанов и коленчатых
валов автомобилей.
Автоматизированный комплекс из-
готовления колец с наружными диа-
Рис. 6. Автоматические штамповочные ли-
нии на базе кривошипных горячештампо-
вочных прессов:
1 — бункер; 2 — индукционный нагрева-
тель; 3 — конвейер подачи нагретых загото-
вок; 4 — пресс; 5 — конвейер подачи поко-
вок; 6 — стеллаж; 7 — роликовый кон-
вейер; 8 — пресс-ножницы; 9 — обрезной
пресс
метрами 434i| и 415i| мм из прутков
прямоугольного сечения 30 X 24 мм
и 45 X 20 мм гибкой, стыковой свар-
кой и горячим калиброванием исполь-
зуется в автомобильной промышлен-
ности. Кольца изготовляют из го-
рячекатаного проката сталей 35
и 20. Длина комплекса (рис. 7) около
20 м; занимаемая площадь 180 м2.
Прутки длиной 1165—1270 мм укла-
дывают в специальную тару грузо-
подъемностью до 3 т, исключающую
относительные смещения прутков
по~длине более чем на 10 мм. Тара
248
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
6. Поковки, изготовляемые на автоматических комплексах
Поковка Основные операции Произво- дитель- ность, шт/ч
Коленчатый вал, балка передней оси массой до 120 кг Шатуны массой до 2 кг Клапаны двигателя мас- сой до 0,3 кг Обод маховика Кольца конических под- шипников массой до 1,5 кг Зубчатые колеса, фланцы Вилки кардана, кресто- вины массой до 8 кг Кулачки, поворотные цапфы массой до 25 кг Полуоси грузового авто- мобиля массой до 10 кг Крестовина кардана мас- сой до 1 кг Ниппели массой до 0,2 кг Пружины подвески Траки гусеничных машин массой до 3 кг Стойка массой до 23 кг Вальцовка, штамповка, обрезка, скручива- ние, правка, термическая обработка, очи- стка, балансировка валов Вальцовка, штамповка, обрезка, термическая обработка, правка, контроль Штамповка, термическая обработка, очистка, йравка, контроль, обработка резанием Навивка, сварка, калибрование, термическая обработка, очистка Разрезка труб, штамповка, термическая об- работка, обработка резанием Штамповка, обрезка, термическая обработка, очистка, контроль Штамповка, термическая обработка, очистка Штамповка, обрезка, термическая обработка, очистка, контроль Штамповка, термическая обработка, кон- троль Разрезка прутков, штамповка, термическая обработка Штамповка, термическая обработка, кон- троль, обработка резанием Навивка, термическая обработка, очистка, контроль, окраска (покрытие) Разрезка заготовок, штамповка, обрезка, правка Штамповка, термическая обработка, очистка До 80 » 1200 » 2000 350 До 2000 » 1200 » 500 » 200 400 240 1500 500 350 20
20500
Рис. 7. Автоматизированный комплекс изготовления обода маховика:
1 — тара с заготовками; 2 — гидравлический подъемник; 3, 5, 8 — 10, 14 — конвейеры;
4 — гибочная машина; 6 — сварочная машина; 7 — пульт управления; И — пневмоуст-
ройство для загрузки колец; 12 — индукционный нагреватель; 13 — фрикционный пресс;
15 — охладительная камера; 16 — дробеметная установка; 17 — пульт управления
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
249
с прутками устанавливается погруз-
чиком на специальную платформу,
огражденную проволочной сеткой
и дверью. Блокирующие устройства
вводят в действие линию после пра-
вильной установки тары на платформу
и закрытия двери. Гидравлический
подъемник с магнитными захватами
с помощью гидромотора поднимает
прутки из тары и перемещает их на
позицию разгрузки к цепному кон-'
вейеру поперечной подачи. После
олускания подъемника прутки пере-
мещаются на конвейер продольной
подачи в рабочее пространство гибоч-
ной машины. Прутки захватываются
консольными роликами машины и за-
гибаются в кольца заданного диа-
метра. Кольца сбрасываются на кон-
вейер и подаются на два других кон-
вейера с помощью разделительного
устройства. В сварочных машинах
кольца зажимаются с помощью ги-
дравлических захватов, а торцы
прутков приводятся в соприкосновение»
Нагрев по месту сварки завершается
прочным соединением торцов. После
сварки кольца охлаждаются водой.
Машина отключается, и полуфабрикат
удаляется на позицию снятия заусенца
(грата) по месту сварки.
Ленточными конвейерами кольца
подаются к пневматическому устрой-
ству для загрузки в индукционный
нагреватель шахтного типа. В • индук-
ционном нагревателе мощностью
500 кВт при напряжении 1000 В и
частоте тока 1000 Гц за время подъема
на позицию разгрузки кольца нагре-
ваются до 900 °C. Они загружаются
в штамп фрикционного пресса с номи-
нальным усилием 3,15 МН и макси-
мальным ходом ползуна 300 мм. По-
лезное число ходов составляет до 32
за 1 мин. Внедрением стального стерж-
ня обеспечивается пластическая де-
формация колец в радиальном напра-
влении и калибрование их размеров.
Формообразование завершается прав-
кой колец в торец. Гидравлическими
выталкивателями кольца удаляются
из штампа и конвейером подаются
в охладительную камеру. С помощью
промежуточных транспортных уст-
ройств кольца поступают в камеру
дробеметной установки, где двумя
аппаратами (мощность электродвига-
теля привода каждого 14,7 кВт) об-
рабатываются дробью. Специальные
приспособления вращают кольца
относительно сопловых отверстий
дробеметов. Коллектор обеспечивает
выгрузку шести колец одновременно.
Производительность автоматизирован-
ного комплекса 300 шт/ч; он управ-
ляется двумя операторами.
Автоматизированный комплекс
(рис. 8) для производства стремянок
грузового автомобиля массой 1,2—
2,1 кг числом более 2 млн. шт в год
имеет общую длину 76 м и занимает
площадь около 450 м2. Стремянки
изготовляют из калиброванного
круглого проката диаметром 18—
30 мм; они имеют П-образную форму
и резьбу на концевых элементах дли-
ной 50—75 мм. Прокат длиной 2,5—
6 м из стали 40Х с допускаемой кри-
визной до 2 мм/м укладывается в пач-
ках на стеллаж. Максимальная грузо-
подъемность стеллажа 5 т. Прутки
с платформы стеллажа автоматически
по одному подаются на роликовый
конвейер; приводные ролики за-
хватывают пруток и перемещают в ра-
бочее пространство пресс-ножниц
усилием 0,35 МН. Сигналом для по-
дачи очередного прутка является про-
хождение торца разделяемого прутка
мимо контролирующих прижимных
роликов. Немерные концевые отходы
при разрезке прутков удаляются
в тару. При номинальном числе ходов
ползуна пресса 80 за 1 мин производи-
тельность разрезки прутков длиной
550—840 мм составляет около
20 шт/мин. Заготовки поднимаются
конвейером и ориентированно пере-
мещаются по лотку в камеру магнит-
ного контроля. Две ветви конвейера
работают независимо друг от друга,
а контролирующее наличие заготовок
устройство автоматически изменяет
такт подачи при отсутствии очередной
заготовки на одной из ветвей конвей-
ера. В специальном устройстве на
входе в камеру магнитного контроля
заготовки захватываются пневмати-
ческими зажимами, намагничиваются
и опрыскиваются люминесцирующей
жидкостью. Степень намагничивания
контролируется, а отклонения от нор-
мы фиксируются световой сигнали-
зацией. После размагничивания за-
250
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
готовки поступают на два поста ви-
зуального контроля. В специальных
приспособлениях заготовки медленно
поворачиваются, продолжая пере-
мещаться на конвейерах. Заготовки
с дефектами вручную удаляют из
транспортного устройства. Каче-
ственные заготовки поступают в уста-
новку обработки резьбы, в которой они
зажимаются и обрабатываются по
торцу (снимаются фаски). Специаль-
ными головками на заданной длине
накатывается резьба. Такт обработки
составляет около 5 с.
Конвейером заготовки подаются
в бункер индукционного нагревателя
карусельного типа, обеспечивающего
нагрев средней части длиной 200—
260 мм до 1100 °C за время их пере-
мещения в рабочей зоне индуктора.
Производительность высокочастот-
ного нагревателя (10 тыс. Гц) при
напряжении 1000 В до 540 кг/ч. Авто-
номным устройством заготовки по-
даются в рабочее пространство гидра-
влического пресса, на котором выпол-
няется горячая гибка. Пресс усилием
до 2,50 МН работает при давлении
жидкости до 25 МПа и обеспечивает
при ходе 500 мм скорость перемещения
ползуна до 180 мм/с. Отштампованные
заготовки охлаждаются воздушно-
водяной смесью до 200 °C.
Нагрев под закалку до 860 °C с по-
следующим охлаждением в масле и
нагрев для отпуска до 550—600 °C
обеспечиваются в закалочно-отпуск-
ном газовом агрегате проходного типа.
Детали после отпуска охлаждаются
в специальной проходной ванне цир-
кулирующей проточной водой.
Завершающей операцией является
правка стремянок на специальной ма-
шине. Загрузка деталей в машину
и их удаление осуществляются меха-
низмами типа шагающая балка. За-
жатые в кулачковые патроны детали
деформируются усилием до 90 Н для
обеспечения заданного расстояния
между концами. Геометрические
параметры деталей контролируются
автоматически на специальной уста-
новке. Годные детали и детали с де-
фектами укладываются в различную
тару.
Специализированный автоматиче-
ский комплекс для изготовления пру-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
251
жин имеет замкнутый цикл производ-
ства. Комплекс имеет четыре участка
(рис. 9): получения заготовок и их
термической обработки; очистки и
упрочняющей дробеметной обработки;
контроля и сортировки; окраски или
нанесения покрытий. Первый участок
полностью автоматизирован, а отдель-
ное оборудование связано механиче-
скими перекладчиками и загрузчи-
ками. На второй участок полуфабри-
каты подаются с помощью подвесного
конвейера. Третий и четвертый уча-
стки объединяются единым подвес-
ным конвейером с ручной загрузкой
и разгрузкой полуфабрикатов.
Пружины изготовляют из стальной
проволоки диаметром 13,6—12,9 мм,
длиной 2,9—3,4 м. Размеры пружин:
внутренний диаметр 90 мм; длина
в свободном состоянии 352 мм; число
витков 7,5. Требуемая точность за-
готовок пружин и удаление обезугле-
роженного . слоя обеспечиваются
правкой и последующим бесцентровым
шлифованием (рис. 10, а). Прутки
укладываются на приемный стол
(рис. 10, б) автоматического стеллажа
и по одной штуке перемещаются на
подающие ролики. При достижении
ограничивающего упора прутки за-
хватываются поперечными шнеками
подачи в газовую печь (рис. 10, в),
в которой они нагреваются до опти-
мальной температуры. Со штоков
прутки попадают на приводные ролики
продольной подачи. Специальный
конвейер имеет устройство для за-
грузки заготовок в автоматическую
навивочную машину (рис. 10, г). После
навивки пружины попадают на стол
перегружателя, с наклонной площадки
которого они захватываются захва-
тами механического кантователя
(рис. 10, б). Последний подает пру-
жины в приемное устройство барабана
закалочного агрегата (рис. 10, в). Пру-
жины фиксируются по длине и диа-
метру в специальном приспособлении,
что исключает их поводку при закалке
в масле. С помощью наклонного кон-
вейера пружины извлекаются из за-
калочной ванны и по наклонному
лотку поступают к позиции автомати-
ческой загрузки в отпускной агрегат
(рис. 10, ж), Пневматическим устрой-
ством пружины перемещаются с лотка
12 3k 5 6 10 11 12 15 1k 15
7 3 9
Рис. 9. Автоматизированный комплекс для
производства пружин:
1 — стеллаж: 2 — газовая печь; 3 — нави-
вочный автомат; 4 — закалочный агрегат;
5 — отпускной агрегат; 6, 8, 17 — подвес-
ные конвейеры; 7 — дробеметные камеры;
9 — участок контроля жесткости; 10 —
16 — камеры соответственно для сушки,
грунтовки, сушки, нанесения порошка,
спекания порошка, маркировки и окраски
пружин
на накопитель. После поступления
восьми пружин накопитель автома-
тически поворачивается и укладывает
полуфабрикаты на ленточный кон-
вейер газовой отпускной печи.
После отпуска пружины пере-
мещаются подъемником к люлькам
подвесного конвейера для подачи
к дробеметным камерам (рис. 10, з).
Из дробеметных камер пружины по-
ступают на автоматические установки
для контроля жесткости. Пружины
с допустимыми отклонениями от номи-
нала («мягкие» и «жесткие) вручную
вешают на крюки подвижного конвей-
ера, а пружины с низкой и высокой
жесткостью — отбраковываются. Пру-
жины поступают в камеры грунтовки,
нанесения и сушки покрытия
(рис. 10, и). Затем «мягкие» и «жесткие»
пружины окрашиваются в различные
цвета (рис. 10, к).
’ Создание автоматизированных ком-
плексов, включающих все основные
подразделения, является одним из
’главных направлений развития куз-
нечно-штамповочного -- производства
в машиностроении. Одной из основных
проблем создания таких комплексов
является выбор основных и создание
специальных видов различного тех-
нологического оборудования, способ?
ных синхронно работать в общей
линии. Это обусловливает в ряде слу-
чаев создание комплексов, в кото-
рых, например, несколько автомати-
зированных машин или технологи-
ческих линий штамповочного под?,
разделения «обслуживаются» значи-
252
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
тельно меньшим числом машин и ли-
ний заготовительного и отделочного
подразделений.
При разработке технического
проекта автоматизированного ком-
плекса следует использовать освоен-
ную номенклатуру автоматизирован-
ных и автоматических машин и линий,
что существенно сокращает сроки про-
ектирования, изготовления и освоения,
а также затраты на создание ком-
плексов. В преобладающем большин-
стве автоматизированные комплексы
создают для производства поковок
и заготовок массового потребления
одной или весьма ограниченного чисЛа
разновидностей. Переналадка авто-
матических комплексов требует зна-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
253
Рис. 11. Автоматизированный комплекс изготовления полуосей грузового автомобиля:
1 — роликовый конвейер для размещения заготовок в таре; 2 — индукционный проход-
ной нагреватель; 3 — ГКМ усилием 6,3 МН; 4 — поворотный стол; 5 — индукционный
нагреватель; 6 — ГКМ усилием 20 МН; 7 — охладительная камера; 8 — устройство для
навешивания поковок на подвесной конвейер; 9 — нормализационная печь; 10 — дробе-
метная камера; 11 — перегружатель поковок; 12 — устройство для съема поковок с кон-
вейера и укладки их на роликовый конвейер; 13 — главный пульт управления; 14 —
правильно-рихтовочные машины; 15 — роликовый конвейер; 16 — охлаждающая камера
чительного времени и обусловливает
большие потери в производстве.
На рис. 11 представлена компоновка
автоматизированного комплекса для
производства заготовок полуосей
грузового автомобиля. Исходные
заготовки общей массой до 3,5 т в спе-
циальной таре устанавливаются на
конвейер. Магнитными шайбами за-
готовки переносятся на накопитель,
питающий цепной конвейер подачи
заготовок через индукционный про-
ходной нагреватель мощностью 650 кВт
(напряжение 1000 В, частота тока
1000 Гц). На длине около 150 мм от
торца заготовка нагревается до 1250 °C
и поступает на позицию загрузки
ГКМ усилием 6,3 МН с горизонталь-
ным разъемом матриц. Перекладчик
переносит заготовку из ручья в ручей,
где за два перехода высаживается
утолщение для шлифованного конца,
а по периметру обрезается заусенец.
Так как штамповка осуществляется от
заднего упора, то применение откры-
того ручья в качестве окончательного
обеспечивает гарантированную об-
щую длину полуфабриката вне зависи-
мости от точности исходных заготовок
по длине. Это обеспечивает устойчи-
вые условия штамповки большего
фланца поковки на ГКМ усилием
20 МН с горизонтальным разъемом
матриц за четыре перехода. Поковки
поворачиваются на 180° на поворотном
столе и нагреваются на длине 350 мм
в проходном индукционном нагрева-
теле мощностью 1250 кВт до темпера-
туры штамповки. Полуфабрикаты
перемещаются в рабочем пространстве
ГКМ перекладчиком. На цепном кон-
вейере поковки перемещаются через
охлаждающую камеру, в которой их
температура снижается до 300 °C
для обеспечения стабильности меха-
нических свойств при последующей
термической обработке.
Специальное подъемное устройство
навешивает поковки на подвески кон-
вейера, перемещающего их через про-
ходную электрическую нормализа-
ционную печь. По выходе из печи
поковки на воздухе охлаждаются при-
мерно до 500 °C, после чего попадают
в камеру водяного охлаждения, где
их температура снижается до 100—
150 °C. Перекладчик поковок пере-
вешивает поковки с конвейера терми-
ческой обработки на конвейер дробе-
метной обработки. Поковки обраба-
тываются дробью в проходной дробе-
метной камере и поступают на пози-
цию перегрузки на горизонтальный
конвейер. В правильно-рихтовочной
машине роликами обеспечивается
прямолинейность стержневой части
поковки и перпендикулярность фланца
продольной оси. Поковки контроли-
руются и укладываются в специальную
тару. Производительность . комплекса
до 300 шт/ч, занимаемая площадь
около 900 м2; обслуживает его 13 опе-
раторов. Каждая технологическая
линия комплекта может управляться
автономно.
На рис. 12 представлена компоновка
автоматизированного комплекса, рас-
считанного на производство 2 млн.
поковок в год. Комплекс включает
две линии штамповки (на рисунке
показана одна) и две линии термиче-
ской обработки, а также участок кон-
троля размеров, массы и наличия де-
фектов.
254
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Рис. 12. Автоматизированный комплекс изготовления поковок шатунов двигателей вну-
треннего сгорания:
1 — вибрационный бункер; 2 — индукционный нагреватель; 3 — ковочные вальцы с ма-
нипулятором; 4 — автоматизированный КГШП усилием 31,5 МН; 5 — калибровочный
пресс усилием 2,5 МН; 6 — дробеметная камера; 7 — агрегат термической обработки;
8 — вибролоток; 9 — участок контроля массы и размеров поковок; 10 — участок маг-
нитного контроля
Исходные заготовки диаметром
75 мм и длиной 190 мм средствами
напольного транспорта подвозятся
и высыпаются в бункер с виброподъем-
ником. В проходном индукционном
нагревателе заготовки нагреваются
до температуры штамповки и раздели-
тельным устройством поочередно
подаются к одному из двух автоматизи-
рованных ковочных вальцев с диа-
метрами валков 460 мм. Обработанные
полуфабрикаты конвейерами подают-
ся в рабочую зону КГШП, где ориен-
тирующее устройство обеспечивает
их захват захватными органами пере-
кладчика. Штамповка выполняется
за три формоизменяющих перехода
(разгонка, предварительная и окон-
чательная штамповки) и два раздели-
тельных (прошивка отверстия и об-
резка облоя по контуру) перехода.
Перед прессом расположена рельсо-
вая тележка, на столе которой смон-
тирован комплект штампов, готовый
к замене на изношенный. Тележка
располагает гидроустройством для
установки вставок в пакет. Конвей-
ером поковка передается к калибро-
вочному прессу, средства автоматиза-
ции которого (типа «шагающая балка»)
Рис. 13. Автоматизированный комплекс для производства поковок клапанов автомобиль
1 — бункер; 2 — индукционный нагреватель; 3, 7, 15 — конвейеры; 4,5 — автоматизи-
роконвейер; 11 — закалочная печь; 12 — закалочная ванна; 13 — моечная камера;
20 — автомат для обрезки стержней поковок; 21 — 27 — устройства соответственно для:
машина; 32 — контрольный автомат
Автоматические линии штамповки
Ш
обеспечивают захват и перенос по-
ковки в пределах рабочего простран-
ства, а затем в бункер-накопитель
дробеметной камеры. При перемещении
поковки охлаждаются сжатым воз-
духом до 200—300 °C. Дробеметная
установка периодического действия
работает в автоматическом режиме.
Из дробеметной установки пластин-
чатым конвейером поковки переносят-
ся к бункерному загрузочному устрой-
ству термического агрегата. Терми-
ческая обработка (закалка и отпуск)
проводится с нагревом поковок в печах
с нейтральной атмосферой.
По завершению термической об-
работки поковки вибролотком подают-
ся к автоматическим устройствам для
взвешивания и контроля поковок ша-
тунов. После контроля поковки
автоматически намагничиваются, по-
ливаются люминесцирующей жид-
костью и транспортируются в за-
темненную камеру визуального кон-
троля поковок. Некачественные
поковки удаляются в отдельную тару.
Площадь, занимаемая комплексом,
3,6 тыс. м2; производительность 650—
720 шт/ч. Комплекс обслуживает 12
операторов.
На базе использования КГШП соз-
даны и успешно эксплуатируются ав-
томатизированные комплексы для
горячей штамповки поковок авто-
мобильных клапанов (рис. 13). Штуч-
ные заготовки, получаемые разрезкой
прутков на автоматизированной тех-
нологической линии, доставляются
в специальной таре с открывающимся
дном и загружаются в одну из секций
поворотного бункера. В каждой сек-
ции бункера размещены заготовки
определенного размера, соответству-
ющие поковкам клапанов, изготовля-
емых на одном из прессов комплекса.
По сигналу бункера индукционного
нагревателя бункер с заготовками
поворачивается вокруг вертикальной
оси таким образом, что его секция
с заготовками размещается над люль-
кой шахтного подъемника. Дно бун-
кера открывается, и заготовки высы-
паются в люльку, которая подни-
мается к конвейеру подачи исходных
заготовок. Люлька опрокидывается
и высыпает заготовки на конвейер,
который доставляет их к бункеру
нагревателя. Бункер с помощью ши-
бера с приводом от пневмоцилиндра
поштучно подает заготовки в индук-
тор. Нагретые заготовки поступают
в наклонную трубу, по которой сме-
щаются к приемному устройству ши-
берной подачи КГШП. Исходная sa-
il ых двигателей:
рованные КГШП; 6 — подземный конвейер; 8 — перегружатель; 9 — бункер; 10 — виб-
14 — отпускная печь; 16, 17, 28 — бункера-накопители; 18, 19 — бункера-дозаторы;
очистки поковок от окалины, их мойки и сушки; 29, 31 — подъемники; 30 — правильная
256
Автоматические линий штамповки
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 /4 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Рис. 14. Автоматизированный комплекс для производства поковок массой до 120 кг:
Л 12, 18 — транспортные конвейеры; 2 — устройство для подачи заготовок к ин-
дуктору; 3 — индуктор; 4 — ковочные вальцы; 5, 7, 9 — манипуляторы; 6 — КГШП;
8 — обрезной пресс; 10 — скручивающая машина; 11 — правочный пресс; 13 — накопи-
тель; 14 — ванна; 15 — газовая печь; 16 — камера термостабилизации; 17 — устройство
для съема поковок; 19 — дробеметные камеры; 2 0 — камера магнитного контроля; 21 —
участок контроля размеров и твердости; 22 — установка для укладки поковок в тару;
23 — склад поковок; 24 — кран-штабелер; 25 — дробеметные камеры; 26 — установка
для навески поковок на конвейер; 27 — камера охлаждения поковок водой до 50—100 °C;
28 — камера воздушного охлаждения поковок до 300—350 °C; 29 — отпускная печь
готовка, полуфабрикат и поковка
переносятся в рабочем пространстве
КГШП встроенным перекладчиком. Ав-
томатически обеспечивается смазыва-
ние штампов графито-масляной
смесью. По склизу отштампованные
поковки попадают на подземный пла-
стинчатый конвейер периодического
действия и далее к бункерам-накопите-
лям, из которых с помощью вибро-
конвейера равномерно рассыпаются
на конвейере закалочной печи. На-
гретые поковки охлаждаются в зака-
лочной ванне, а затем после мойки
попадают в отпускную печь. Поковки
промываются и через бункера-
накопители и дозаторы поступают к ав-
томату для обрезки стержня поковки.
После очистки от окалины, мойки
и сушки поковки попадают в правйль-
ную машину. Заключительной яв-
ляется операция контроля геометри-
ческих размеров поковки, которая
выполняется в специальном автомате.
Каждый из КГШП усилием 10 МН
обеспечивает производство 6—8 тыс.
поковок в смену. Комплекс обслужи-
вает десять операторов. Создание
КГШП усилием до 160 МН позволило
разработать и освоить несколько авто-
матизированных комплексов, которые
можно использовать в качестве прото-
типов при разработке технических
проектов производства крупных по-
ковок различных типов (рис. 14).
Исходные штучные заготовки в таре
грузоподъемностью 3 т размещены на
роликовом конвейере. Автоматически
загрузочным устройством заготовки
извлекаются из тары и подаются к ин-
дукционным нагревателям. Нагрев
производится в семисекционном на-
гревателе. токами промышленной и вы-
сокой (1000 Гц) частоты. Автомати-
ческий пирометр обеспечивает уда-
ление в тару некондиционных загото-
вок. Нагретые заготовки подаются
к ковочным вальцам. Манипулятор
поворачивается вокруг вертикальной
оси, перемещается к прессу и уклады-
вает полуфабрикат в первый ручей
штампа КГШП. После выполнения
первой операции один из манипулято-
ров через проем в левой стойке пресса
захватывает полуфабрикат и укла-
дывает его во второй ручей штампа.
Другой манипулятор через проем
в правой стойке пресса захватывает
полуфабрикат и переносит его в окон-
чательный ручей штампа. Отштампо-
ванная поковка тем же манипулятором
укладывается на конвейер, который
переносит ее к обрезному прессу.
Другой манипулятор укладывает
заготовку в ручей обрезного штампа,
откуда поковка попадает на следующий
конвейер, а облой переносится на
другую позицию штампа, разрезается
и падает по склизам в тару. Четвертый
и пятый манипуляторы укладывают
поковки соответственно на загрузоч-
ную позицию скручивающей машины
или правочного пресса. Манипулятор
укладывает поковку на тележку кон-
вейера для подачи к подвижному
конвейеру. Специальный подъемник
обеспечивает навеску поковок на
конвейерные тележки. Поковки по-
даются в накопитель, в котором они
охлаждаются на воздухе до 200 °C.
Через камеру охлаждения водой
поковки подаются конвейером на
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
257
Рис. 15. Автоматизированная штамповочная линия комплекса наказе кривошипного
горячештамповочного пресса усилием 120 МН:
1 — ковочные вальцы; 2 — манипулятор; 3 — КГШП усилием 120 МН; 4, 6, 9, 12 — ма-
нипулятор; 5, 8, 11 — конвейеры; 7 — обрезной пресс; 10 — выкрутная машина; 13 —
правочный пресс
участок визуального контроля. По-
ковки контролируются и навешиваются
на другой конвейер. Дефектные и под-
лежащие исправлению поковки уда-
ляются с участка контроля тельфером
в специальную тару. После исправле-
ния часть поковок возвращается на
конвейер. Каждая навеска конвейера
имеет шесть позиций. Две параллель-
ные ветви конвейера подают поковки
к газовой печи, в которой одновре-
менно размещаются 30 навесок (180 по-
ковок). Через каждые 10 мин из печи
подаются две навески, температура на-
грева поковок на которых соответ-
ствует температуре закалки (около
1100 °C). Окунанием на 3—7 мин
в водяную или масляную ванну по-
ковки охлаждаются.
Отпуск поковок проводится в газо-
вой печи, которая имеет четыре зоны,
температура в которых 600—900 °C.
Одновременно в печи размещается 60
навесок (360 [поковок). В проходной
камере поковки охлаждаются возду-
хом до 300—350 °C, а затем в другой
камере — водой до 50—100 °C.
С помощью специальной установки
поковки навешиваются на конвейер
подачи в дробеметные камеры. После
очистки поковки снимаются с конвей-
ера и подаются в камеры контроля
поковок. Последующие установки
9 П/р А. И. Дащенко
предназначены для измерения твер-
дости и контроля геометрических пара-
метров поковок коленчатых валов
и балок передней оси. Готовые поковки
размещаются в специальной таре. Кра-
ны-штабелеры укладывают тару
с поковками на складе в определенной
последовательности. Линию обслужи-
вают 25 операторов. Производитель-
ность комплекса 72 шт/ч.
На рис. 15 представлена штамповоч-
ная часть линии. Линия оснащена
современными средствами обслужива-
ния, автоматизированными устрой-
ствами смены штампов, световой и
звуковой сигнализацией, телеви-
зионными средствами контроля ра-
ботоспособности отдельных частей
и механизмов.
Автоматические линии холодной ли-
стовой штамповки. Холодной листовой
штамповкой получают детали слож-
ной формы при достаточной их проч-
ности, жесткости и малой массе. При
этом экономно расходуется материал
и достигается высокая производитель-
ность оборудования, особенно при
автоматизации производственных про-
цессов. Классификация основных
операций холодной листовой штам-
повки приведена на рис. 16.
Разделительные операции характе-
ризуются тем, что при их выполнении
258
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Рис. 16. Классификация основных опера-
ций холодной листовой штамповки
изменяются только геометрические
размеры детали в плоскости; эти опе-
рации сопровождаются образованием
отходов. При формоизменяющих
операциях геометрические размеры
детали изменяются не только в пло-
скости, но и в пространстве; отходы
при этом не образуются. При комби-
нированной штамповке в одном штампе
совмещаются две технологические
операции или несколько.
Штамповку осуществляют на раз-
личных прессах универсального или
специального назначения. Наиболь-
шее распространение получили ме-
ханические кривошипные прессы
(открытые — одно- и двухкривошип-
ные, закрытые — одно-, двух- и четы-
рехкривошипные, простого и двой-
Рис. 17. Структурная схема А К:
1 — исходная заготовка; 2 — механизм по-
дачи; 3 — технологическая машина; 4 —
удаляющее устройство для деталей; 5 —
удаляющее устройство для отходов; 6 —
устройство для накопления (складирова-
ния) деталей; 7 — устройство для склади-
рования или отвода отходов; 8 — устрой-
ство для смены штампов; 9 — устройство
для перемещения заготовок по позициям
штамповки
ного действия), пресс-автоматы (одно-
и многопозиционные, универсально-
гибочные, дыропробивные, а также
специальные).
Для гидравлических листоштампо-
вочных прессов характерно постоянное
усилие в любой точке по ходу пол-
зуна. Они нечувствительны к пере-
грузке и могут быть выполнены мно-
госторонним приложением ? усилия
для формовки изделия.
Однопереходная и комбинирован-
ная штамповка осуществляется на
автоматических комплексах (АК);
структурная схема АК приведена на
рис. 17. Многопереходная штамповка
выполняется на автоматических ли-
ниях (АЛ), создаваемых на базе много-
позиционного пресса, либо несколь-
ких технологических машин, объ-
единенных транспортными средствами.
По технологическому назначению
АК (АЛ) разделяются на заготови-
тельные, штамповочные и комбини-
рованные. В качестве исходной за-
готовки можно использовать ленту,
лист, полосу. В штамповочных ли-
ниях и АК используют также штучные
заготовки^
На комбинированных линиях, кроме
штамповочных операций, выполняют
сборку, сварку, механическую обра-
ботку и т. п. В качестве комбиниро-
ванных часто используют линии
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
259
7. Структурные схемы и область применения типовых поточных линий
холодной листовой штамповки
Структурная схема
Характеристика линии и область применения
Последовательное расположение прессов
Механизированная, с несинхронным потоком
деталей и гибкой связью между прессами
(с промежуточными накопителями). Много-
номенклатурная. Для серийного производ-
ства
Полуавтоматическая, с синхронным потоком
деталей и гибкой связью между прессами;
с ограниченными накопителями’на стороне
загрузки. Для серийного производства де-
талей трех—пяти наименований
Автоматическая, с синхронным потоком де-
талей, жесткой связью между прессами и
с программным управлением
Фронтальное расположение прессов
Механизированная, с несинхронным потоком
деталей и гибкой связью между прессами.
Многономенклатурная. Для мелкосерий-
ного производства
Механизированная, с синхронным и несин-
хронным потоком деталей. Многономенкла-
турная. Для серийного производства
Автоматическая, с синхронным потоком дета-
лей и жесткой связью между прессами.
Для массового производства деталей одно-
го—трех наименований
Смешанное расположение прессов
Автоматическая, с синхронным потоком дета-
2 1 I 1 лей и с жесткой связью между прессами. Для деталей сложной формы, получаемых
^|]L-v=HZr^ •о на многопозиционном пресс-автомате. Для массового производства деталей одного-
трех наименований
9*
260
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Продолжение табл. 7
Структурная схема
Характеристика линии и область применения
Комбинированные линии
Автоматическая профилировочно-штамповоч-
ная для изготовления деталей в движу-
щейся ленте. Переналаживаемая с ПУ.
Для серийного и массового производства
холодногнутых деталей
Автоматическая, специальная, с ветвящимися
потоками для штамповочно-сварочных ра-
бот и контроля готовых деталей. Для мас-
сового производства деталей одного наиме-
нования
Примечание. 1 — пресс; 2,3 — накопители; 4 — пульт управления;
5 — многопозиционный пресс-автомат; 6 — правильная машина; 7 — специаль-
ный пресс-автомат; 8 — профилировочный станок; 9 — моечная машина; 10 —
автомат для снятия заусенцев; И — автомат для правки; 12 — сборочно-свароч-
ные автоматы; 13 — калибровочные машины.
роторного типа. Структурные схемы
типовых АЛ приведены в табл. 7.
Холодная листовая штамповка —
высокопроизводительная операция.
Листовые детали, как правило, имеют
малую жесткость, что затрудняет их
позиционирование и транспортирова-
ние. Наиболее рациональна штам-
повка деталей из лент. При этом методе
транспортным средством является
сама лента. Для массового и крупно-
серийного производства прогрессив-
ным является метод изготовления де-
талей на многопозиционных пресс-
автоматах из ленты или штучной
заготовки. Мелкие детали изгото-
вляют на высокопроизводительных
универсально-гибочных автоматах.
При мелкосерийном и единичном про-
изводстве применяют быстропере-
налаживаемые комплексы с программ-
ным управлением на базе координатно-
револьверных и пробивных прессов,
универсальных прессов, оснащенных
промышленными роботами, а также
обрабатывающие штамповочные цен-
тры (ОШЦ), в которых автоматически
изготовляются детали, а также вы-
полняются все операции для замены
инструмента, переналадки техноло-
гической машины и средств автомати-
зации в соответствии с программой,
заложенной в систему управления.
В зависимости от типа производства
выбирают исходную заготовку. Для
массового и крупносерийного произ-
водства предпочтительно использо-
вать ленту. Из ленты штампуют мелкие
и средние детали при толщине исход-
ной заготовки до 10 мм. Если деталь
невозможно или экономически нецеле-
сообразно изготовлять из ленты, при-
меняют заготовки из полос и листа
(в том числе фасонные). Для автомати-
ческой подачи таких заготовок необ-
ходимо обеспечить стабильную точ-
ность их геометрических размеров,
а также аккуратное формирование
пачек этих заготовок. Транспортные
средства не должны изменять форму
пачки заготовок, поэтому рекомендует-
ся транспортировать заготовки в таре.
Технологические процессы изготовле-
ния деталей на одном АК (АЛ) должны
быть^одинаковыми для всех деталей
(например, вытяжка на прессе двой-
ного действия и доделочные операции
на прессах простого действия; после-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
261
8. Размеры и размещение люков для сбора отходов
Крупные и средние прессы
Крупные прессы
Типы прессов
Размеры стола
пресса слева
направо, м
Размеры, м
Крупные
Средние
2,5—3
До 2,5
0,6—0,8
1,5—2,5
1—2
0,2—0,6
0,2—0,5
0,15—0,3
0—0,5
0—0,5
0—0,5
Примечания: 1. Размеры а и b уточняют по габаритам пакетируемых
отходов. 2. От стола пресса на расстоянии 2b не должно быть несущих конструк-
ций перекрытия подвала (или межэтажпого перекрытия).
довательная штамповка в ленте; много-
позиционная штамповка и т. п.). Опе-
рации обрезки по контуру следует
концентрировать на одних и тех же
позициях (прессах) для всей номен-
клатуры закрепленных за АК (АЛ)
деталей. Отрезка отходов должна обес-
печивать беспрепятственное их уда-
ление от линии. Размеры кусков от-
ходов при штамповке крупных деталей
не должны превышать 350—500 мм.
Наиболее рационально удалять «не-
деловые» отходы через люки
(табл. 8), расположенные с фронта
и тыла пресса.
В ряде случаев целесообразно раз-
делить обрезку по контуру на две
операции (и более): на одной удаляют
часть отходов, а на другой — все
остальное. Этот прием используют при
большом скоплении отходов на одной
операции, препятствующем их на-
дежному удалению, если в отходе про-
биваются технологические отверстия
для фиксирования детали на позициях
обработки; когда необходимо оставить
место под захваты транспортиру-
ющих механизмов. При разделении
операций обрезки повышается надеж-
ность удаления отходов, так как
исключается их зависание на инстру-
менте, что характерно для разрезки
отходов на приставных ножах (осо-
бенно при их плохой пригонке к ма-
трице или затуплении). Однако, если
к деталям предъявляются повышенные
требования, этот метод неприемлем,
так как обеспечить точное совмещение
резов в двух штампах (или более)
практически невозможно.
«Деловые» отходы следует удалять
на отдельных операциях. Это позво-
ляет упростить конструкцию меха-
низмов для удаления и сбора отходов,
а также создает благоприятные усло-
вия для удаления неделовых отходов.
Разрезку заготовок при многоштучной
штамповке на отдельные детали целе-
сообразно проводить на последней
штамповочной операции.
При многопереходной штамповке
следует стремиться к закреплению
за АК (АЛ) деталей, для обработки
которых используется одинаковое
число операций. Возможны варианты,
когда на АК (АЛ) штампуются одно-
временно две детали в последователь-
ных потоках. Для этого АК (АЛ)
оснащают двумя комплектами меха-
низмов для подачи исходных заготовок
и удаления готовых деталей.
В круносерийном и массовом
производстве иногда целесообразно
разделять совмещенную штамповку
на простые операции. Эго позволит
обеспечить стабильность технологи-
262
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
ческого процесса, что при некотором
увеличении капитальных затрат
(лишние позиции, прессы) может дать
положительный эффект.
Позиционирование деталей в АК (АЛ)
имеет -большое значение. Наиболее
распространенной является фиксация
деталей в штампах и на холостых
позициях по наружному или внутрен-
нему контуру. В тех случаях, когда
это невозможно или трудно сделать,
можно использовать конструктивные
отверстия или пазы в деталях.
Для деталей, получаемых вытяж-
кой, гибкой и т. п., возможна фикса-
ция по образуемой ими форме. В слу-
чаях, когда фиксация по контуру,
отверстиям или форме затруднена или
невозможна, предусматривают спе-
циальные технологические отверстия
или рельефы. Если технологическое
отверстие выполнено в отходе, следует
стремиться, чтобы этот отход удалялся
на последней штамповочной операции,
что сохранит неизменной базу для
обработки.
При подаче заготовок (лент, полос)
на шаг точность позиционирования
обеспечивается точностью механизма
подачи либо подправкой заготовки
в штампе с помощью шаговых ножей,
ловителей, приводных упоров и до-
сылателей. При этом механизм подачи
должен освободить ленту (полосу) для
возможности ее смещения относительно
штампа. Ленту или полосу направляют
по оси штампа специальными напра-
вляющими (лучше роликовыми),
правильность позиционирования про-
веряют датчиками, встроенными
в штамп. Штучные заготовки позици-
онируют в штампе с помощью за-
гружающих устройств (например, ро-
ботов, механических рук, автоопера-
торов, грейферов) либо с помощью
специальных устройств и механизмов,
встроенных в штамп (упоров, «соба-
чек», приводных досылателей, клинь-
ев-досылателей). Во всех случаях не-
желательно изменять базу позици-
онирования при перемещении
детали в АК (АЛ).
Транспортирование деталей по
АК (АЛ) должно обеспечивать сохран-
ность позиционирования на рабочих
и холостых позициях при максималь-
ной скорости перемещения деталей.
Полуфабрикаты, имеющие плоскую
форму в месте разъема верхней и ниж-
ней частей штампа и без выступающих
вниз частей, можно транспортировать
механизмами, перемещающими де-
тали в одной плоскости: шиберными,'
клещевыми, валковыми, грейфер-
ными (одно- и двухкоординатными).
В остальных случаях необходимо
дополнительное вертикальное пере-
мещение детали, которое может вы-
полняться либо подъемниками, встро-
енными в штамп, либо механизмами,
предназначенными для этого. К ним
относятся двухкоординатные (с вер-
тикальным перемещением линеек)
и трех координатные грейферы, авто-
операторы, промышленные роботы
и т. п.
Следует стремиться избегать изме-
нения положения детали в простран-
стве (поворотов в вертикальной и
горизонтальной плоскостях) и изме-
нения высоты перемещения детали
на рабочих и холостых позициях.
В случае необходимости такие опера-
ции могут выполняться специальными
механизмами (кантователями, устрой-
ствами разворота детали в горизон-
тальной плоскости) либо транспорти-
рующими механизмами (автооперато-
рами и промышленными роботами).
Для АЛ, оснащенных специальными
механизмами, эти операции следует
концентрировать на одних и тех же
участках для всех деталей. Законы
движения транспортирующего меха-
низма должны обеспечивать наивыс-
шую возможную скорость, при которой
сохраняется заданная точность по-
зиционирования деталей. Поэтому
широкое использование нашли ме-
ханизмы с синусоидальным законом
перемещения исполнительных звень-
ев, а также с двойным кривошипно-
шатунным исполнительным механиз-
мом.
Оборудование, используемое в АК
(АЛ), работает в тяжелых условиях:
время его непрерывной работы больше,
производительность выше, чем у не-
автоматизированного; отсутствует
постоянный контроль состояния обо-
рудования. Рекомендуется применять
как универсальные технологические
машины, так и специальные. Уни-
версальное оборудование оснащают
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
263
9. Время переналадки (ч) АЛ
Тип АК(АЛ) Число прессов в линии
11 1 2 1 3 1 4 1 6
Число наладчиков
2 41 hl 2 4 2 1 4 61 4I 6
АЛ на базе многопозиционных прессов усилием, кН, не более: 1 000 (число позиций 8) 6 000 (число позиций 8) 20 000 (число позиций 8) АЛ для штамповки деталей: крупных средних мелких Комбинированная АЛ 2 6 10 7 ^lll III 1^11 III 3 1 6 8 2,6 8 5 4,5 1,3 111 11 8 6 6 4
средствами подачи и удаления загото-
вок, полуфабрикатов и отходов штам-
повки, системой быстрой смены штам-
пов и устройствами для ускорения
переналадки пресса и средств авто-
матизации. Оно может быть исполь-
зовано для производства деталей ши-
рокой номенклатуры. Однако время
переналадки таких АК (АЛ) значи-
тельно.
Специальное оборудование проек-
тируют для выпуска изделия одного
наименования (например, линии для
штамповки гаек, шайб-звездочек,
роторные и роторно-конвейерные
линии и т. п.); его производительность
и коэффициент использования выше,
чем у универсального.
Время переналадки действующих
АЛ, построенных на базе универсаль-
ного оборудования, приведено
в табл. 9. Время переналадки АК
(при обслуживании двумя наладчи-
ками) на базе пресса усилием
1000 кН — не более 1,5 ч; усилием
2500 кН — 2 ч; усилием 6300 кН —
3,5 ч; усилием св. 8000 кН — 5 ч.
Время переналадки заготовительных
АЛ составляет 1,5 ч при резке на нож-
ницах и 2 ч при вырубке на прессе.
Созданы конструкции АК и ОШЦ,
на переналадку которых затрачивается
до 5—15 мин независимо от размеров
и мощности машин. Это достигается
комплектацией машин высокоточ-
ными приводами с программным упра-
влением для замены и крепления
инструмента и выполнения регулиро-
вочных работ, применением быстро-
разъемных соединений пневмо-,гидро-,
электролиний, широким использова-
нием ЭВМ в системе управления.
Штампы, используемые в АК (АЛ),
также работают с повышенными на-
грузками. Повышение надежности
штампов достигается путем более точ-
ного их изготовления, применением
прецизионных направляющих эле-
ментов качения (шариковых втулок),
высоколегированных и твердосплав-
ных рабочих частей. Важную роль
играет система смазывания трущихся
элементов штампа, которую иногда
объединяют с автоматической системой
для смазывания пресса жидкими сма-
зочными материалами. Кроме кон-
структивных требований, к штампам
предъявляются требования, обеспе-
чивающие их быструю смену и при-
способленность работы с транспорти-
рующими механизмами. С этой целью
используют унифицированные мон-
тажные платы для всех штампов,
обслуживающих АК (АЛ), имеющие
стандартные места для фиксирования
и быстрого закрепления на столе и
ползуне пресса. Высоты загрузки и
выгрузки деталей в различных штам-
пах должны быть одинаковыми. Для
этого используют встроенные в штамп
подъемники. Иногда на подъемниках
осуществляют предварительную или
окончательную фиксацию детали.
Штампы оснащают различными ме-
ханизмами для уточнения и проверки
правильности позиционирования в них
264
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
деталей (упорами, ловителями, при-
водными подправщиками, датчиками
положения детали и т. п.). Высота
штампов в закрытом состоянии [ис-
пользуемых в одном АК (АЛ) ] должна
быть одинаковой. Это сократит время
на наладку пресса.
Система управления А К (АЛ) долж-
на обеспечить их бесперебойную работу
и объективную информацию о техно-
логическом процессе. Быстродей-
ствие прессового оборудования,
опасность нахождения людей около
рабочей зоны обусловливают опре-
деленные требования к системам упра-
вления, блокировкам и информации.
АК (АЛ) должны быть оснащены
защитными устройствами, исключа-
ющими возможность доступа человека
в рабочую зону при их работе. Вклю-
чение АК (АЛ) должно сопровождаться
звуковым или световым сигналом. При
отказах или по окончании работы
также должен выдаваться сигнал.
Управление желательно сосредото-
чить на едином центральном пульте
управления (ЦПУ). При этом каждая
единица оборудования должна иметь
индивидуальный пульт для осущест-
вления наладочных работ. Для АЛ
штамповки крупногабаритных дета-
лей и для комбинированных линий,
когда их габариты не позволяют ви-
деть всю линию с одного места, реко-
мендуется делать два ЦПУ или более,
разбивая линию на функциональные
участки. Часто этот прием исполь-
зуют в заготовительных АЛ, уста-
навливая один ЦПУ на участке подачи
исходного материала, а другой — на
участке получения (стапелирования,
намотки ленты) заготовок.
Для АК производства мелких и сред-
них деталей информацию о технологи-
ческом процессе, исправности средств
автоматизации и системы управления
сосредоточивают на ЦПУ. Для круп-
ных линий целесообразнее эту инфор-
мацию рассредоточить по основным
технологическим машинам (прессам),
оставляя на ЦПУ общую информацию
об отказах данной единицы оборудо-
вания.
При сложных системах АЛ, состо-
ящих из большого числа технологи-
ческих машин и участков, система
управления должна обеспечивать
возможность автономной работы
участка в автоматическом режиме вне
линии. Это позволяет не только от-
ладить работу участка, но и произ-
водить на нем детали «в задел» при
неисправных других участках. С этой
целью в схеме управления предусма-
тривают режимы работы участка в со-
ставе линии и работы участка (пресса
с околопрессовой автоматизацией)
индивидуально. Все необходимые бло-
кировки при индивидуальной работе
должны быть сохранены.
Контроль качества штампованных
деталей на АК (АЛ) складывается из
операций контроля размеров исходных
заготовок, наличия и положения
полуфабрикатов на рабочих позициях,
удаления деталей и отходов, цело-
стности инструментов, технологиче-
ского усилия и размеров готовых
деталей. При штамповке из штучных
заготовок перед установкой пачек этих
заготовок в загрузочное устройство
проверяется высота пачки, ее размеры
в плане (точность укладки заготовок
в пачке). У крупногабаритных загото-
вок (например, полос для штамповки
лонжерона автомобиля) контроли-
руют длину, ширину, а также тол-
щину. При подаче тонколистовых за-
готовок на первую штамповочную опе-
рацию проверяют отсутствие сдвоен-
ных заготовок; в многопозиционных
пресс-автоматах — наличие и пра-
вильность положения полуфабрика-
тов в захватах грейфера; в АЛ для
крупных листовых деталей — точность
позиционирования заготовок и полу-
фабрикатов в штампе; при штамповке
из ленты — совпадение осей ленты
и штампа, а также точность ее подачи
по шагу.
Удаление полуфабрикатов, деталей
и отходов из штампов и прессов кон-
тролируется. Целостность инстру-
ментов проверяют чаще всего при
пробивке отверстий и вырубке пазов,
что особенно важно при одновременной
пробивке большого числа отверстий
(например, в лонжеронах автомобиль-
ных рам). Контроль технологического
усилия позволяет оценить качество
протекания технологического про-
цесса (степень износа инструментов,
достаточность смазывания), что кос-
венным образом позволяет диагности-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
265
10. Стойкость штампов (тыс. ударов)
Штамп Толщина материала, мм
Св. 0,5 до 1 Св. 1 до 2 Св. 2 до 6
Пробивной 40—45 35—40 18—20
Вырубной 45—50 35—40 15—20
Обрезной 35—40 25—30 12—15
Совмещенный, последовательный — 18—20 14—16
Вытяжной, формовочный — 25—30 18—22
Гибочный, правочный — 30—35 20—25
Калибровочный, чеканочный — 20—22 1 16—18 1
ровать качество детали. Для автома-
тизации контроля используют дат-
чики различного типа. Наиболее
широко применяют контактные и бес-
контактные конечные выключатели.
Последние предпочтительны, так как
при отсутствии контакта с деталью
(особенно при ее малой массе) надеж-
ность их действия повышается. Тол-
щина исходной заготовки и отсутствие
сдвоенных заготовок проверяют также
с помощью электрических или индук-
тивных датчиков; иногда используют
радиоизотопные методы контроля.
При удалении из штампа мелких
деталей пневмосдувом находят при-
менение акустические датчики, выда-
ющие сигнал при ударе их удаленной
деталью. Наличие отверстий (целост-
ность инструментов) проверяет встроен-
ный в АЛ контрольный автомат, кото-
рый снабжен комплектом щупов, за-
ходящих в эти отверстия. В гидравли-
ческих прессах фактическое давление
измеряется при рабочей операции.
В механических прессах для этих
целей используют тензодатчики, опре-
деляющие растяжение станины или
стягивающих ее стержней. Однако
надежность этого метода недостаточно
высока.
Качество готовых деталей контроли-
руют в основном выборочно. При
этом визуально проверяют внешний
вид детали (отсутствие рванин, вмя-
тин, царапин, заусенцев и т. п.);
геометрические параметры проверяют
путем сравнения с эталонной деталью,
шаблонами, а также с помощью уни-
версальных средств измерения (ка-
либров, штангенциркуля, линеек
и т. п.).
При штамповке заготовок из тонких
листов точность укладки их в пачку
должна находиться в пределах ±2—
5 мм (при размерах листа в плане до
1000X1200 мм).
Если технические средства загото-
вительного отделения не могут обес-
печить нужную точность заготовок,
следует модернизировать заготовитель-
ные комплексы. Промежуточное хра-
нение и транспортирование заготовок
должно обеспечивать сохранность фор-
мы пачек (рулонов). Для этого реко-
мендуется использовать специальную
тару, кассеты и т. п. В экономически
оправданных случаях полезно уста-
навливать заготовительный комплекс
непосредственно перед АЛ, что исклю-
чит промежуточное хранение и транс-
портирование заготовок.
Удаление отходов от АЛ должно
быть увязано с общецеховой системой
их переработки. Неделовой отход наи-
более удобно удалять подпольными
конвейерами. В таких системах ис-
пользуют конвейеры с металлическим
полотном.
Система удаления готовых деталей
от АК (АЛ) должна обеспечить, с одной
стороны, бесперебойность работы АК
(АЛ), а с другой — возможность
автоматизации на последующих опера-
циях обработки. В этом случае также
широко используются специальная
тара и поддоны, подвесные конвейеры
со специальными подвесками. Мелкие
детали собирают навалом в стандарт-
ную тару, а в местах их дальнейшей
обработки (сборки, сварки и т. п.)
используют автоматические бункерно-
загрузочно-ориентирующие устройства.
Для организации быстрой перена-
ладки АЛ необходимо предусмотреть
не только быструю смену штампов,
но и мероприятия, направленные на
быструю замену и наладку средств
266
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
Рис. 18. Исходный материал, заготовки и технологические машины, применяемые для их
производства
автоматизации. В этих целях целесооб-
разно оснащать средства автоматиза-
ции быстросменными приспособления-
ми — захватами, грейферными линей-
ками, фиксирующими элементами и
т. п., заранее налаженными на работу
с изделием данного наименования.
Приспособления окрашивают в раз-
личные яркие цвета и хранят на стел-
лажах, установленных вблизи АК
(АЛ).
Снабжение АЛ подробной информа-
цией о протекании технологического
процесса позволяет предупреждать от-
казы и сокращать время на их отыска-
ние и устранение. Автоматизированный
учет причин простоев АЛ позволяет
более точно планировать планово-
предупредительный ремонт.
Структура работы и простоев АК
(АЛ) следующая:
Распре-
деление
времени,
%
Транспортирование заготовок
и полуфабрикатов.............. 35
Штамповка..................... 25
Переналадка (с заменой штам-
пов) ......................... 10
Отсутствие металла............ 10
Отказы:
средств автоматизации и
штампов................... 15
прессов................... 15
Особое внимание следует уделять
профилактическому обслуживанию
штампов. Быстроизнашиваемые инстру-
менты следует заменять не по выходе
их из строя (из-за затупления, поломок
и т. п.),а после отработки установлен-
ного ресурса. Ориентировочная стой-
кость различных штампов приведена
в табл. 10. Мойку, осмотр и текущий
ремонт штампов рекомендуется выпол-
нять сразу же после их снятия с АЛ —
до отправки на место хранения.
Заготовительные АК {АЛ) разли-
чаются по виду перерабатываемого
исходного материала — листов или
лент. Существуют также комбиниро-
ванные АК, на которых могут быть
переработаны как листы, так и ленты.
Исходный материал, заготовки и
технологические машины, используе-
мые для их производства, приведены
на рис. 18.
АК для разрезки листов рациональ-
но использовать в производствах с от-
носительно небольшой серийностью,
а также для получения заготовок из
листов большой толщины, которые не
поставляются в виде рулонов. При по-
лучении заготовок из листа, в том
числе и из полосы, кроме операций
разделения заготовки требуются опе-
рации по перемещению заготовки,
в том числе: установка пачек заготовок
на рабочую позицию, штучное отделе-
ние листов от пачки, укладка их на
стол перед прессом или ножницами,
подача листов к штампу или ножам
по определенной программе, обеспечи-
вающей рациональную разрезку листа.
Полученные заготовки и отходы не-
обходимо рассортировать, уложить в
пачки и вывести за пределы АК (АЛ).
В зависимости от типа производства
(единичное, серийное, массовое), на-
личия площадей на предприятии могут
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
2Й7
Рис. 19. АК для разрезки листов и стапе-
лирования заготовок:
1 — тележка загрузки пачки листов; 2 —
листозагрузчик; 3 — гидравлические нож-
ницы с наклонным ножом; 4 — тележка вы-
грузки заготовок; 5 — стапелер; 6 — гидро-
станция; 7 — электрошкаф; 8 — ЧПУ;
9 — заталкиватель листа .
быть использованы АК с различными
ступенями автоматизации, т. е. могут
быть автоматйзированы либо все, либо
часть операций по перемещению ме-
талла.
На рис. 19 показан АК для раз-
резки листов на прямоугольные заго-
товки.
В табл. 11 приведено оборудование
серийно выпускаемых АК для раз-
резки листов. Фасонные заготовки вы-
рубаются из листов (полос) в штампах
на АК с использованием в качестве
основной технологической машины
кривошипных прессов простого дей-
ствия. По функциональному составу
средств автоматизации эти АК анало-
гичны комплексам с ножницами. При
получении узких полос из листа на
ножницах с наклонным ножом форма
заготовки часто искажается. Это за-
трудняет автоматизацию дальнейшей
работы, так как при работе с автомати-
ческими полосоподавателями к полосе
Рис. 20. А К для многорядной разрезки ли-
стов на полосы:
1 — стапелер; 2 — роликовый конвейер;
3 — правильная машина; 4 — листозагруз-
чик; 5,7 — заталкиватели листа; 6 — на-
правляющие и удерживающие ролики; 8 —
тележка загрузки пачки листов; 9 — при-
жимные ролики; 10 — многодисковые нож-
ницы
предъявляются высокие требования по
допуску плоскостности. Для разрезки
листов на АК дисковыми ножницами
(рис. 20) требуются меньшие капиталь-
ные затраты; в таких АК проще ре-
шается вопрос удаления отходов, так
как боковые кромки немерного листа
могут быть порезаны кромкокроши-
телем; в этом случае не требуется
специальных устройств для их от-
сортировки от основных заготовок.
В заготовительных отделениях це-
хов с крупносерийным и массовым про-
изводством находят применение АЛ
для получения заготовок из рулонов,
что объясняется их компактностью и
удобством для хранения, экономией
металла на 5—10%, относительно
простой автоматизацией подачи руло-
нов в технологическую машину. Про-
изводительность таких АЛ значитель-
но выше, чем у штамповочных, и бла-
годаря этому одна раскройная линия
может обеспечить заготовками 3—10
штамповочных линий. Получили рас-
пространение АЛ разрезки ленты с ши-
риной до 2000 мм и толщиной до 4 мм.
В качестве технологической машины
могут использоваться ножницы с на-
клонным ножом (при разрезке на
штучные заготовки), либо многоди-
сковые ножницы (при разрезке на
ленты), либо пресс (при вырубке фа-
сонных заготовок).
Для получения прямоугольных и
трапециевидных заготовок используют
линии со сдвоенными поворотными нож-
ницами с наклонным ножом (рис. 21),
268
АВТОМАТИЧЕСКИЕ лйнии ШамповКй
И. Оборудование А К для разрезки листов
Модель А К Наибольшие размеры подаваемых полос, мм Подъем- ный стол Меха-' низм от- деления листов от пачки Ролико- вый кон- вейер
Толщина Ширина Длина
АКНК 3414.03 2,5 1250 2500 СП 15 Р12
АЦНК 3418.03 6,3 1000 2000 СП 15 — Р12
АКНЦ 3418В.1.02 6,3 2300 3000 — МВЛ-5 —
АКНА3218.03 6,3 3000 4000 — МП-14 Р14
АКНА3218.04 6,3 3000 4000 — — Р14
АКНК3421.01 12 2000 4000 — — Р18
АКНА3221.04 12 3000 4000 — — Р14
АКН3222.03 16 3000 4000 — МП-14 Р14
АКН3222.04 16 3000 4000 — — Р14
КОН6 32 2500 8000 — УЗ-4 —
каждая часть которых может повора-
чиваться на угол до 30°, обеспечивая
косой рез заготовки.Для подачи заго-
товки в этих линиях применен валко-
вый механизм подачи с приводом от
малоинерционного электродвигателя с
изменяемой частотой вращения. Управ-
ление подачей осуществляется от ЭВМ
в соответствии с заданным шагом по-
дачи, отсчет которого осуществляется
специальным устройством (измеритель-
ным роликом). Отрезанные заготовки
стапелируются на двухпозиционном
стапелирующем устройстве.
Комбинированная автоматическая
линия (рис. 22) позволяет получать
из широкого рулона прямоугольные
заготовки и ленту. В этой линии уста-
новлены кривошипные и многодиско-
вые ножницы. Последние оснащены
валковым механизмом подачи загото-
вок, который работает синхронно с ди-
сковыми ножами, и механизмом возвра-
та ленты. При получении прямоуголь-
ных заготовок исходная заготовка
подается валковым механизмом к кри-
вошипным ножницам, отрезается и
поступает в стапелер. При получении
лент на многодисковых ножницах они
по поворотному устройству попадают
под эти ножницы, проходят под ком-
пенсационной петлей, правильной ма-
шиной, рулоноразматывателем и по-
падают в натяжное устройство, кото-
рое осуществляет торможение лент,
что необходимо для их плотной на-
Рис. 21. Линия для получения прямоугольных и трапециевидных заготовок из рулонов:
1 — загрузочная тележка; 2 — рулоноразматыватель; 3 — прижимной механизм рулоно-
разматывателя; 4 — правильное устройство; 5 — компенсационная петля; 6 — механизм
шаговой подачи; 7 — сдвоенные листовые ножницы; 8 — наклоняемый конвейер; 9 —
магнитный конвейер; 10 — стапелер
Автоматические линии штамповки
Механизм подачи листа в ножницы Ножницы Конвейер Сортиро- вочная тележка Механизм разделения и сбора заготовок и отходов Габариты, мм
НК3414 ТЛ-88А ТС-1А 2 150Х 8 600Х 1 375
— НК3418 ТЛ-88 ТС-1 — 2 760Х 9 100Х 1 590
МПЛ-5 НЦ3418В — — УРС-5 8 400Х 1 100Х 2 850
— НА3218 — Т-5 — 4 230Х 9 500Х 2 730
— НА3218 — Т-5 — 4 230Х 9 5С0Х 2 730 |
— НК3421 ТЛ-90 — УРС-4 3 750Х 7 870Х 1 625
— НА3221 — Т-5 — 4 650Х 5 600Х 2 170
— Н3222 — Т-5 — 5 630Х И 000Х 2 730
— Н3222 — Т-5 — 5 650Х 6 200Х 2 460
УП-10 НА3025 — — УВ-10 20 400Х 9 320Х 3 020
мотки. Протаскивание лент через на-
тяжное устройство осуществляется на-
матывающим устройством Возможное
рассогласование скоростей компенси-
руется с помощью петли, находящейся
под компенсационной петлей неразре-
занного материала. На линии можно
осуществлять как отдельную разрезку
исходной заготовки на листы или
ленты, так и совмещать оба этих
процесса.
В табл. 12 приведены технические
характеристики некоторых АЛ для
получения заготовок из рулонов.
Комбинированная АЛ (рис. 23) пред-
назначена для работы как с полосами,
так и с лентами толщиной до 4 мм при
ширине 400—1000 мм. При использо-
вании полосы полрсоподаватель уста-
наливают над петлевой ямой и отводят
по рельсовому пути при использовании
рулона.
А К для штамповки заготовки из
лент. Транспортным средством для
перемещения заготовки в АК для
штамповки из лент является сам
штампуемый материал. На этих АК
могут выполняться вырубка заготовки,
последовательная штамповка, штампов-
ка в совмещенных штампах и т. п.
АК создаются на базе универсальных
открытых и закрытых одно- и двух-
кривошипных прессов, быстроходных
вырубных и перфорационных прес-
сов, прессов-автоматов с нижним при-
водом, универсально-гибочных автома-
тов и др. В зависимости от принятого
технологического процесса и геометри-
ческих размеров ленты состав АК
может изменяться (рис. 24). Так при
Рис. 22. Комбинированная АЛ для разрезки рулонов на прямоугольные заготовки и ленту:
1 и 4 — прижимные ролики; 2 — наматывающее устройство; 3 — натяжное устройство;
5 — рулоноразматыватель; 6 и 8 — заправочные столы; 7 — правйльная машина; 9 —
верхняя петля (рулон); 10 — нижняя петля (ленты); И — валковый механизм; 12 —
многодисковые ножницы; 13 — ножницы с наклонным ножом; 14 — стапелер; 15 — уст-
ройство для поворота лент; 16 и 17 — поддерживающие роликовые конвейеры
§70
Автоматические Линии ШтамИовКй
12. Технические характеристики АЛ для получения заготовок из рулонов
Наи- большая скорость 1 подачи, , м/с о Ifl й Й СО <&> сб с£> | СО | СО со III о r-t со юьоео^о ООО
Производи- | тельность, шт/мин 1 ими £ ООО И оЮ СОЮ Ю to Ф 3 S 9 R р, р, Pi О 1 1 1 II СО со о о о >—rt'~ О О ОЮ ООО С£>
Точность шага подачи, мм СО _ to оо I 00 00 Ю Ю 04 О 1 До О О | | | Л -н+1 +1+1 -Н+1
Шаг подачи, мм оооо оо оо OtOOO О < оо ОО —> со ОО Illi II 1 1 1 ОООО ОО ОО ООО о о tftf СО СО СО СО to
I Размеры (мм) обрабатываемого материала Наи- большая масса рулона, т ОООО ОО о to О> СО о СЧ —< СЧ СЧ С+CS —Н CN со
Внутренний диаметр рулона 470—630 470—630 470—870 470—870 610—762 600—700 470—720 610—700 475—530
Наруж- ный диаметр рулона оооо оо ооооо ОООО ОО ООООО СООООО ООО 004000 _ _ _ СЧ -Н ,-4 с+ —
Толщина 0,5—2,5 0,4—2,5 0,65—2 0,5—2,5 0,5—2,5 0,6—2,5 0,8—2,5 0,8—2,5 <4 2,5 До 2
К СО 2 м s a s яда Д Ч s ° а \о и 1600 1600 1800 2000 2000 2000 1600 1600 2000 500 1250
Тип и модель АЛ Для резки на нож- ницах 13.29.803 Л-224 Л-116 13.29.801 Для вырубки на прессе 13.29.103 PL4-450 Для продольного роспуска Л-109 Л-117 лк Для разрезки полос Комбинированная
образовании ленты-высечки
АК могут комплектоваться
ножницами для ее резки
или наматывающими устрой-
ствами, а при полной раз^
резке ленты в штампе —
устройствами удаления отхсн
дов (склизами, пневмосду-
вом).
При штамповке узких
лент могут использоваться
только механизмы подачи и
неприводные рулоноразма-
тыватели, но периодическое
натяжение ленты механиз-
мом подачи снижает точ-
ность подачи материала.
АК, приведенный на рис.
25, предназначен для по-
следовательной штамповки
в ленте. Он оснащен бы-
строходным пресс-автоматом,
валковым механизмом пода-
чи толкающего типа и нож-
ницами для резки отходов.
На правильной машине
смонтированы приспособле-
ния, облегчающие отделение
торца ленты и его заправку.
Рулоноразматыватель снаб-
жен прижимным роликом.
Пресс оснащен механизмом
для быстрой смены штампов
с роликовым конвейером.
Обрабатывающий центр
(рис. 26) представляет со-
бой полностью автомати-
зированный комплекс для
последовательной штамповки
из ленты. Он снабжен двумя
магазинами: 1 — Для вось-
ми кассет с лентами, свер-
нутыми в рулоны, и И —
для хранения шести штам-
пов. Смена штампов, замена
кассет с заготовками и сор-
тировка отштампованных де-
талей проводятся автомати-
чески. При замене загото-
вок автоматически измеря-
ются их ширина и толщина.
Концы ленты заправляют-
ся в правильную машину,
валковый механизм подачи
и сварочный автомат. Пода-
ваемая лента сваривается
с остатком ленты в штампе;
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
271
Рис. 23. Комбинированная АЛ для вырубки заготовок из лент или полос:
1 — рулоноразматыватель; 2 — прижимной ролик; 3 — погрузочная тележка; 4 — «зуб»
для отслоения первого витка от рулона; 5 — моечная машина; 6 — правйльная машина;
7 — подставка; 8 — петлевая яма; 9 и 10 — заправочные столы; 11 — стойка с фотореле;
12 — роликовая проводка; 13 — пресс; 14 и 15 — валковые механизмы подачи с при-
водом от пресса; 16 — смазочное устройство; 17 — валковый механизм подачи с индиви-
дуальным электроприводом (для удаления полосы-высечки); 18 — ножницы; 19 — поло-
соподаватель
Рис. 24. Схемы АК для штамповки
заготовок из рулонов с механизма-
ми:
а — клиноножевым с приводом от
пресса и неприводным рулонораз-
матывателсм; б — валковым с при-
водом от пресса, правйлыюй маши-
ной и ножницами для отходов; в —
клещевым с приводом от пресса,
правйльно-разматывающим и нама-
тывающим устройствами, г — кле-
щевым с индивидуальным приводом
и приводным рулоноразматывателем д — с приводным рулоноразматывателем, мо-
ечной машиной, правйльной машиной и многопозиционным прессом-автоматом
272
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
шов зачищается. Для разрезки
концов рулона по окончании штам-
повки и под сварку предусмотрены
ножницы 13 и 8. Замена штампа
осуществляется специальным меха-
низмом с исходной позиции мага-
зина. При этом выполняется' коррек-
тировка закрытой высоты пресса. Все
штампы стандартизированы по габари-
там hjtio высоте подачи материала.
Управление центром осуществляет-
ся от ЭВМ, позволяющей держать
в памяти информацию о 100 штампах
и 10 кассетах. Вводными параметра-
ми для нее являются число наименова-
ний деталей, число деталей в партии,
число ходов ползуна в минуту, закры-
тая высота штампа, шаг подачи заго-
товки, число кассет в магазине, число
деталей, собираемых в тару, номер
Рис. 26. Обрабатывающий центр для последовательной штамповки в ленте:
/и 11 — магазины; 2 — правйльная машина; 3 — пульт управления; 4 — плиты крепле-
ния штампов; 5 — пресс; 6 — конвейер для деталей; 7 — конвейер для отходов; 8 —
ножницы и сварочная головка; 9 — валковый механизм подачи; 10 и 12— столы-проводки;
13 — ножницы с валками размотки; 14 — кассета с рулоном
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
273
штампа, ширина и толщина материала,
длина его петли, регулирование пра-
вильной машины, давление воздуха
в пневмоцилиндре, подача и количе-
ство эмульсионного раствора, ток свар-
ки, усилие прижима и раскрытие ме-
ханизма валковой подачи.Имеется две
программы: для пробной штамповки
после смены штампов и для автомати-
ческой штамповки. Время от оконча-
ния штамповки одной детали до начала
штамповки другой составляет 4—6 мин.
В табл. 13 приведены основные тех-
нические характеристики АК для штам-
повки заготовок из рулонов.
А К для штамповки заготовок из
полос. При штамповке заготовок тол-
щиной свыше 4 мм широкое примене-
ние находят АК для штамповки из
полосы.
В цехах с серийным и единичным
производством эти АК применяются
и при изготовлении заготовок толщи-
ной менее 3 мм.
В типовой состав такого АК входят:
полосоподаватель, механизм подачи
полос в штамп, пресс, устройства для
удаления отштампованных деталей и
ножницы для резки отходов. Длина
полос, как правило, не превышает
1,5—2 м для тонкого листа и 3—4 м
для толстого листа.
В состав обрабатывающего центра
для штамповки заготовок из полосы
(рис. 27) входят: пресс с автоматически
регулируемой закрытой высотой и
блоком крепления штампов, магазин
штампов с устройством загрузки штам-
пов в пресс, магазин для пачек полос
и полосоподаватель, валковый меха-
низм двусторонней подачи с индиви-
дуальным приводом и программируе-
мым шагом подачи, ножницы для резки
полосы-высечки на отходы. Все опера-
ции по переналадке центра и штам-
повке деталей осуществляются авто-
матически. Управление ведется от
ЧПУ. Технические характеристики
центров для штамповки заготовок из
полосы приведены в табл. 14.
А К для штамповки из штучных за-
готовок. При штамповке мелких дета-
лей широкое распространение полу-
чили АК, оснащенные шиберными и
револьверными загрузочными меха-
низмами, а также механическими ру-
ками, штамповочными роботами. Все
Рис. 27. Обрабатывающий центр для штам-
повки заготовок из полосы:
1 — магазин заготовок; 2 — магазин штам-
пов; 3 — пресс; 4 — блок крепления штам-
пов; 5 — ЧПУ; 6 — ножницы для резки
полосы-высечки; 7 — валковый механизм
двусторонней подачи; 8 — полосоподава-
тель
эти АК оснащены накопителями заго-
товок, либо входящими в конструкцию
питателя (как у шиберных), либо
в виде самостоятельных узлов.
На рис. 28 показаны схемы приме-
нения роботов в однопрессовых АК.
В табл. 15 приведены технические ха-
рактеристики АК на базе открытых
прессов простого действия длй штампов-
ки из штучных заготовок.
АЛ листовой штамповки Л АЛ для
многопереходной штамповки разде-
ляются на однопрессовые, в которых
на одном прессе выполняется много-
позиционная штамповка, и поточные
(многопрессовые), в которых операции
осуществляются на отдельных прессах.
Однопрессовые АЛ листовой штам-
повки создаются на базе многопози-
ционных пресс-автоматов или на базе
универсальных прессов, оснащенных
грейферными механизмами. По видам
используемых заготовок эти АЛ пред-
назначены для штамповки из рулонов,
из штучных заготовок, а также для
штамповки как из рулонов, так и из
штучных заготовок.
На многопозиционных пресс-автома-
тах могут изготовляться разнообраз-
ные по форме детали, в том числе де-
тали, для которых требуется несколь-
ко переходов с применением прижима
заготовки. С этой целью прессы осна-
щают пневмоподушками, отдельными
для каждой позиции штамповки. При
использовании универсальных прес-
13. Технические характеристики АК для штамповки заготовок из рулонов
Модель Механизм подачи Тип привода механизма подачи Произво- дитель- ность, шт/мин Шаг подачи, мм Точность шага подачи, мм Размеры заготовок, мм Усилие пресса, кН Г абариты компенсатора
Ширина Толщина в плане, мм
АКК 2120-3 Ролико- От пресса 170 15—63 ±0,1 15—63 0,3— 1,4 100 6 000Х 2 500
АКК 2122-3 клиновой 120 15 — 63 ±0,10 15 — 63 0,3—1,4 160 6 000Х 2 500
АКК 2124-4 120 40—100 ±0,15 20—100 0,3—1,5 250 5 900Х 2 500
АКК 2126-3 100 50—160 ±0,15 50—160 0,3—1,5 400 5 900Х 2 500
АКК 2128-3 90 50—160 ±0,15 ' 50—160 0,3—1,5 630 5 900Х 2 500
АКК 2122-2 Клещевой Индиви- 120 До 100 ± 0,1 10—63 0,1—1,4 160 5 900Х 2 500
АКК 2124-3 дуальный 120 До 100 ±0,1 10—100 0,1—1,8 250 5 900Х 2 500
АКК 2126-2 пневматиче- 100 90—160 ± 0,16 10—160 0,1—1,8 400 5 900 X 2 500
АКК 2128-2 ский 90 До 160 ± 0,16 10—200 0,1—1,8 630 5 900Х 2 500
Н.80.21 Клещевой Индиви- 45—60 20—630 ±0,1 125—630 До 2,5 2 000—6 300 5 185X6 000 *
Н.80.23 дуальный 36 — 60 20—800 ±0,1 150— 1250 » 2,5 3 150—8 000 5 850 X 6 500 *
Н.80.25 гидравличе- 34—60 20—800 ±0,1 150—1600 » 2,5 5 000—15 000 5 850Х 6 500 *
ский
АКК 2320-1 Валковый С приводом 170 10—100 ±0,1 20—63 0,3—1,4 100 6 000Х 2 500
АКК 2322-1 от пресса 120 10—100 ± 0,1 20—63 0,3— 1,4 160 6 000Х 2 500
АКК 2124 120 20—100 ± 0,25 10—100 — 250 7 075Х 2 380
АКК 2326 100 10— 160 ± 0,5 10—160 — 400 6 480Х 2 200
АКК 2328-1 90 10— 160 ± 0,75 10—140 — 630 6 100Х 2 010
АКК 2330-1 75 До 250 — 250 0,5—2,5 1 000 8 450Х 2 360
РС-10 50—90 300 ± 0,2 До 250 0,3—2 1 000 9 470Х 2 100
РС-20 20—40 400 ±0,2 » 500 0,3—2 2 000 9 580Х 2 100
PDC-20 20—40 300 ± 0,2 » 300 0,3—2 2 000 —
PDA-20H 20—40 400 ±0,2 » 300 0,5—4 2 000 12 000Х 2 500
Марк II Валковый Индиви- 50—150 0—200 — 50—300 0,5—2,3 2 000 —
дуальный
электропри-
вод
* Без пресса.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
автоматические Линии штамповки
216
14. Технические характеристики центров для штамповки заготовок из полосы
Модель Параметры пресса Шаг подачи полосы, мм Размеры обрабаты- ваемой полосы, мм Число, шт.
Усилие, кН Ход ползуна, мм Число ходов, 1/мин 1 Толщина Ширина Длина Высота пачек полос в мага- зине, мм Число пачек по- лос в магазине Число штампов в магазине
К 2128 ФЗ Марк III 630 1100 71 ПО 63 36—65 40— 160 50— 240 0,5—5 1 — 3,2 46—160 100— 240 1200— 2000 До 1830 160 150 16 3 16 6
15. Технические характеристики А К для штамповки из штучных заготовок
Тип и модель механизма загрузки заготовок Усилие пресса, кН Производи- тельность АК, шт/мин Размеры заготовки (длинах ширина), мм
Шиберный питатель ПШ-1 Револьверный питатель РП-20 Механическая рука МР-1 Робот ПРЦ-1 160 400 400—1000 1000 120 0 20—40 6 (12Х 35) —(90X 90) 0125±О,25 160Х 160 (250Х 250) —(500Х 500)
Примечание. Толщина заготовок не менее 0,5 мм.
сов, оснащенных грейферным механиз-
мом и имеющих одну общую подушку
для всего стола пресса, изготовление
таких деталей затруднено, а в случае
ограничений для встраивания прижима
в штамп — невозможно.
Детали, имеющие в процессе штам-
повки плоскую поверхность в месте
разъема верхней и нижней частей
штампов, изготовляют на прессах,
оснащенных грейферным механизмом,
линейки которого перемещаются в од-
ной плоскости (двухкоординатным грей-
ферным механизмом). Если форма де-
тали в плоскости разъема простран-
ственная, то на каждой позиции дол-
жен осуществляться подъем детали
выше зеркала штампа. Это может быть
Рис. 28. Схемы применения роботов в однопрессовых АК:
а — съем крупногабаритной детали из штампа и укладка ее на конвейер; б — укладка
в штамп и сброс готовых деталей; в — загрузка в штамп длинномерных деталей; г —
перекладка деталей по ручьям штампа; 1 — робот; 2 — пресс; 3 — конвейер; 4 — подъ-
емный стол
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИЙ ШТАмНоВКИ
Рис. 29. АЛ на базе многопозиционного пресса для
штамповки заготовок из рулонов:
осуществлено либо подъемниками^
встроенными в штамщ либо трехкоор-
динатным грейферным механизмом.
На АЛ с многопозиционными прес-
сами могут изготовляться детали раз^-
нообразных размеров. При использо-
вании рулонов первой операцией яв-
ляется отделение штучной заготовки,
С целью повышения коэффициента
использования материала применяется
многорядная вырубка заготовок. Обыч-
но устройства для этого выполняются
либо на специальном ползуне, либо на
консоли основного ползуна, за пре-
делами станины. Подача ленты в АЛ
на первую позицию штамповки может
осуществляться перпендикулярно
фронту пресса или вдоль фронта;
последняя компоновка более благо-
приятна, но при этом отсутствует воз-
можность установки ножниц для резки
ленты-высечки и необходима разрезка
отходов ленты при вырубке заготовки.
Типовой набор средств автоматиза-
ции в таких АЛ аналогичен АК для
штамповки из лент. Детали, изготов-
ляемые при малом числе операций, ча-
сто штампуют по две одновременно. При
этом пресс снабжают двумя комплек-
тами средств автоматизации для по-
дачи заготовок на первую и одну из
центральных позиций.
На рис. 29 показана АЛ с многопо-
зиционным пресс-автоматом, имеющая
отдельный ползун для вырубки, и
восьмью позициями штамповки.
В табл. 16 приведены краткие техни-
ческие характеристики многопозицион-
ных пресс-автоматов.
На поточных АЛ листовой штампов-
ки детали транспортируются: уложен-
ными на линейки транспортирующего
механизма; висящими на вакуумных
присосах, смонтированных на раме
(эти способы наиболее применяемы
для деталей с малой жесткостью);
в захватах, которые могут распола-
гаться с двух противоположных сто-
рон детали или с одной ее стороны
(последний способ применяется для
деталей с большой жесткостью).
Для межоперационного транспорти-
рования детали используются меха-
низмы: общие для всех прессов линии;
общие для двух соседних прессов ли-
нии и индивидуальные для каждого
пресса линии.
АвТОМАТИЧЁСКИЁ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
16. Краткие характеристики многомозициоиных пресс-автоматов
Модель Номиналь- ное усилие, кН Число ходов ползуна 1 в минуту | Ход ползуна, мм Число позиций штам- повки, включая вы- рубную Расстояние между по- | зициями, ММ 1 Глубина вытяжки, мм Ширина ленты или размер штучной заго- товки, мм Макси- мальный диаметр заготов- ки при в ырубке, мм
на глав- ном пол- зуне на вы- рубном ползуне о о я и 03 ч выруб- ного одноряд- ной двухряд- ной
А6122А А6124А А6126В А6128А А6130А А6132 АА6134 АА6136 АА6138 АА6140 К-04.014.346 160 250 400 630 1 000 1 600 2 500 4 000 6 300 10 000 40 000 400 700 1000 1600 2500 60—140 50—120 40—90 30—80 25—65 20 — 40 18—36 16—32 12—25 10—25 6—10 100 125 160 200 250 280 320 360 400 450 630 60 60 60 60 60 8 10 10 10 8 8 8 8 8 8 6 80 100 130 170 210 250 300 400 35 40 60 80 100 100 110 120 140 160 115 150 170 210 300 400 500 630 630 630 500Х X 850 70 90 120 160 200 235 265 330 60 75 90 100 160 235 265 330
В линиях первого типа можно ис-
пользовать двух- или трехкоординат-
ные грейферные механизмы.
На рис. 30 показана АЛ на базе
С-образных однокривошипных прес-
сов, соединенных общим двухкоорди-
натным грейферным механизмом, с пе-
ремещением линеек в горизонтальной
плоскости. Отделение заготовок от
пачки и передача их в грейферные ли-
нейки выполняется листозагрузчиком.
В линии такого типа можно встраивать
двухкривошипные С-образные прессы,
на которых устанавливается по не-
скольку штампов, использовать за-
крытые прессы, в которых детали пере-
даются через боковые окна. При этом
прессы располагают фронтом паралле-
льно линии. Если прессы не обслужива-
ются с боковых сторон, то их можно
устанавливать вплотную друг к другу.
АЛ используют для штамповки за-
готовок из рулонов, подача которых
осуществляется перпендикулярно
фронту первого пресса. На АЛ та-
кого типа изготовляются детали, сход-
ные с деталями, штампуемыми на
двухкоординатных многопозиционных
прессах. Однако в эти, линии можно
встраивать чеканочные прессы, что
позволяет осуществлять операции прав-
ки, чеканки и калибрования. К до-
стоинству таких АЛ следует отнести
удобство обслуживания и смены штам-
пов.
На рис. 31 показана линия с общим
для всех прессов двухкоординатным
грейферным механизмом с вертикаль-
ным перемещением линеек, предназна-
ченная для изготовления крупногаба-
Рис. 30. АЛ из С-образных прессов с общим грейферным механизмом:
1 — листозагрузчик; 2 — грейферные линейки
Рис. 31. Поточная АЛ с общим грейферным механизмом для всех прессоЕ:
1 — листозагрузчик; 2—механическая рука; 3 — грейферные линейки; 4 — кантователь
Рис. 32. Поточная АЛ с грейферными механизмами, общими для двух соседних прессов:
1 — листозагрузчик; 2, 4 — грейферные линейки; 3 — кантователь
-Л
Рис. 33. АЛ с индивидуальными транспортными средствами для каждого пресса:
1 — листозагрузчик; 2 — загрузочный автооператор; 3 — разгрузочный автооператор; 4 и 5 — шаговые конвейеры
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТЛМЙОВКЙ
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
279
ритных деталей с использованием прес-
са двойного действия в начале линии
и поточным расположением прессов
в линии. Штампы второго и последу-
ющих прессов имеют прорези для
линеек грейферного механизма. Вы-
полнить такие прорези в вытяжном
штампе первой операции нельзя, по-
этому детали удаляются из него ме-
ханической рукой, которая соединена
с линейками грейферного механизма.
Для кантовки детали после вытяжки
используется кантователь 4. Укладка
заготовки в первый пресс осуществ-
ляется листозагрузчиком.
Основным преимуществом линий с об-
щим для всех прессов грейферным ме-
ханизмом является: возможность из-
готовления деталей практически любых
размеров и транспортирования деталей
с малой жесткостью; возможность уста-
новки на одном прессе нескольких
штампов. К недостаткам следует от-
нести: необходимость такой установки
прессов с шагом, кратным шагу хода
линеек, большую трудоемкость замены
линеек при переналадке линии и
большие их массы, что ограничивает
скорость их перемещения и произво-
дительность линии в целом.
АЛ с транспортирующими меха-
низмами, общими для двух соседних
прессов, показана на рис. 32. В этой
линии перемещение деталей осуществ-
ляется линейками, которые при гори-
зонтальном ходе поступают под де-
таль, поднятую над зеркалом штампа,
встроенным в него подъемником; при
движении вверх линейки снимают де-
таль с подъемника, а затем укладывают
на неподвижные линейки или на
подъемник следующего штампа. Воз-
можен вариант, когда подвижные ли-
нейки грейферного механизма не со-
вершают вертикального движения. Тог-
да подъемник штампа за один цикл
работы пресса совершает два цикла:
первый для подъема детали над штам-
пом для пропуска линеек с последу-
ющим опусканием на них детали, вто-
рой — для снятия с линеек вновь
прибывшей детали и опускание ее
на штамп. В этих АЛ не требуется
выполнять прорези в штампах, зна-
чительно облегчена смена линеек при
переналадке; меньшая их масса поз-
воляет получить более высокий такт
штамповки. Необходимость встраива-
ния в штамп подъемников усложняет
конструкцию штампов и требует уве-
личения высоты штампового простран-
ства.
АЛ с индивидуальными транспорти-
рующими механизмами для каждого
пресса (рис. 33) предназначена для
штамповки средне- и крупногабарит-
ных тонколистовых деталей. Каждый
пресс с двух сторон оснащен автоопе-
раторами, которые могут переносить
деталь как в захватных органах, так
и на рамке с присосами, что особо
важно для деталей малой жесткости.
Рамка с присосами может осуществ-
лять разворот детали в горизонтальной
плоскости. Захватный орган выполняет
подъем, перенос и опускание детали
на конвейеры 4 и 5. Для кантовки де-
тали после вытяжки используется кан-
тователь, устаноленный на конвейе-
ре 4. От одного автооператора к дру-
гому деталь перемещается конвейером.
При использовании шагового конвейе-
ра такая линия, как и все ранее опи-
санные, является линией с жесткой
связью, так как между позициями
отсутствует накопление деталей.
Однако при оснащении линии этого
типа специальными конвейерами, в ко-
торых деталь перемещается на спут-
никах, между прессами линий можно
накапливать детали, что делает ее
линией с гибкой связью. После уклад-
ки детали спутник перемещает ее до
позиции загрузки в последующий пресс.
Если эта позиция занята спутником,
то второй спутник с деталью стано-
вится перед первым в ожидании осво-
бождения позиции. Таким же образом
осуществляется и накопление свобод-
ных спутников на позиции разгрузки
из предыдущего пресса.
В АЛ с жесткой связью прессы могут
работать в режиме единичных кодов
(несинхронные линии). В этом случае
прессы останавливаются в верхней
мертвой точке и совершают новый ход
после срабатывания всех обслужива-
ющих их средств автоматизации. При
режиме непрерывных ходов (синхрон-
ные линии) ползуны прессов одновре-
менно совершают подъем и опускание.
Синхронизация скоростей в таких ли-
ниях осуществляется от системы управ-
ления, задающей такт работы линии
280
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
17. Производительность (шт/мин) автоматических линий листовой штамповки
Линии Цикл рабо- ты прессов в линии Штампованные заготовки
мелкие средние крупные особо крупные
С двухкоординатным грейфером, об- щим для всех прессов С роботом, общим для двух прессов С трехкоординатным грейфером, об- щим для всех прессов С роботом, общим для двух соседних прессов С двухкоординатным грейфером, об- щим для двух соседних прессов С автооператорами, общими для двух соседних прессов С роботами, индивидуальными для каждого пресса С автооператорами, индивидуальными для каждого пресса Из прессов двойного действия и много- позиционного пресса С автооператором и гибкой связью Несинхрон- ный То же » Синхронный » Несинхрон- ный Синхронный Несинхрон- ный 22—24 12 15 20—22 8 9-11 18 18 15 7—10 6,5 11 15 15 15 5—8 5 10
и имеющей обратную связь со всеми
управляемыми объектами. Произво-
дительность несинхронных линий ниже
производительности синхронных вслед-
ствие потерь времени на вйстой пол-
зуна; повышен износ деталей муфты
включения и тормоза, так как они
работают в более напряженном ре-
жиме. Но система управления этих
АЛ значительно проще. Преимущества
обеих систем в определенной мере
заключают в себе линии с гибкой
связью, в которых все прессы линии
могут работать в режиме непрерыв-
ных ходов короткий промежуток вре-
мени, так как рассогласование ходов
прессов на короткий промежуток вре-
мени компенсируется ограниченным
промежуточным накоплением деталей.
Описанные три типа АЛ связаны
с использованием специальных средств
автоматизации, но они могут быть вы-
полнены с применением промышлен-
ных роботов. В табл. 17 приведена
производительность АЛ разных типов.
Комбинированные автоматические
профилировочно-штамповочные линии
совмещают процессы профилирования
Рис. 34. Автоматическая профилировочно-штамповочная линия:
а — линия; б — схема технологического процесса изготовления детали; 1 — рулоно-
разматыватель; 2 — ножницы для отрезки торцов ленты; 3 — сварочный пост; 4, 8 и 9 —
прессы; 5 — тянущие валки; 6 — петлевой компенсатор; 7 — профилировочный станок;
10 — тара для готовых деталей
18. Технические характеристики рулоноразматывателей и наматывающих устройств
Модель Размеры рулона, мм Толщина ленты, мм Масса рулона, кг Скорость размотки, м/с Мощ- ность привода, кВт Число позиций, шт. Дополнительные характеристики
Ши- рина Наруж- ный диаметр Внутрен- ний диаметр
ПУ 63 63 1000 180—480 0,5—2,5 Рулоноразт атыватели 0,04—0,4 1,0 1 Фиксация рулона по вну-
ПУ 160 160 1200 180—480 0,5—2,5 1 000 0,04—0,4 1,5 1 треннему диаметру.
ПУ 250 250 1200 300—600 0,5—2,8 1 800 0,04—0,4 3,2 1 Объединены с правйльной
ПУ 400 400 1200 380—600 0,5—0,4 — 0.04—0.35 4,5 1 машиной .
1079.193 100 1000 385— 145 3 250 0,11 0,4 1 Наклонная ось вращения
E-DR1-30 300 1200 508+Т.2 2 1 000 — — 2 Неприводной с горизон-
Н80.021.20 630 1600 520+50 4 на одну оправку 1 200 0,45 3,15 1 тальной осью вращения Приводной с горизонталь-
Н80.019.20 1600 1800 650+150 А 20 000 0,37 4,1 1 ной осью вращения То же
НУ-10 63 700 300 Hi 1,4 аматывающ не устройства 0,04—0,4 1,0 1 Для отходов
НУ-11 250 1200 300 4,0 — 0,04—0,4 1,5 1 То же
НУ-17 400 1200 340 3,6 — 0,04—0.4 1,5 1 »
Л-109 1600 1300 500 0,8—2,5 — 0,05—1,5 — 1 Для рулона
Л-117 1600 1800 600 0,8—2,5 — 0,05—3,0 — 1 То же
19. Технические характеристики правильных машин
Модель Наибольший размер ленты, мм Скорость правки, м/с Число правильных валков в рядах Диаметр валков, мм Мощ- ность привода, кВт Дополнительные характеристики
Ширина Толщина верхнем нижнем
LA2032 200 0,3—3,2 0,12—0,33 4 5 40/51 3,7 Приводные механизмы
LA3040 300 0,5—4,0 0,17—0,5 4 5 80/89 7,5 То же
LA4028 400 0,5—2,8 0,12—0,33 4 5 63/70 3,7 »
LA5020 500 0,7—2,0 0,12—0,33 4 5 63/70 3,7 »
Н80.021 630 4 0,5 3 4 75/105 — Неприводные механизмы
Н80.023 1250 4 0,5 3 4 75/105 — с опорными роликами
Н80.025 1600 4 0,5 3 4 75/105 —
АВТОМАТИЧЕСКИ Е ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
20. Технические характеристики листозагрузчиков и полосойодавателей
Тип или модель Шаг подачи, мм Размеры заготовки, мм Число подач, мм Дополнительные характеристики
Слева направо Спереди назад Толщина
Листозагрузчики
2194 1400 1500— 1800 400— 1000 0,7— 1,0 15 Снабжен распушителем листов на по- стоянных магнитах, имеется устройство для смазывания листа и проверки по- дачи сдвоенных заготовок •
Тип А 2000 1400—3200 800— 1800 0,7—1,5 12 То же
5071.002.0 1 — 120—400 50—300 0,7—2,3 15—30 Подъем заготовок из пачки под захваты грейферного механизма
1079.0389 — 520—800 150—500 0,6—2,6 12,5—25 То же
Тб-200 (Япония) — 950— 1500 400 Пол 1,2—8,0 осоподаватели 8—16 »
ПП-5 — 40—180 1600—3200 3—8 — Выдача полос из магазина в механизм шаговой подачи пресса
FSA-10 — 150—400 До 2450 2—4 — То же
УПП-217 — 500 3500 12 5 »
SE 5000Р (Швейца- рия) — 400 5000 12 Выдача полос из магазина в механизм ша- говой подачи пресса
21. Технические характеристики транспортирующих механизмов
Тип или модель Размеры, мм Скорость транспорти- рования, м/с Характеристика транспортирующего полотна
Ширина Длина Высота транспорти- рования
Непрерывного действия
1Е-85 500 2800 700— 1 100 0,48 Прорезиненная лента
1Е31-266 500 2000 1000— 1200 0,48 То же
1Е31-270 500 5000— 5500 700— 1 100 0,48 »
MFG 800/4000 800 4000 635—850 0,22—0,55 Специальное капроновое полотно
MFG 1200/4000 1200 4000 635—850 0,22—0,55 То же
2137М 810 2865; 3815 1000— 1300 0,2—0,4 Клиновые ремни (4 шт.)
2153 1600 5780 630— 1060 0,3—0,6 То же
2239 800 5500 880— 1200 0,17 Стальные пластины
2235 2000 5500 880— 1200 0.17 То же
282 Автома ТИЧЕСКЙЁ линии штамповки'
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ШТАМПОВКИ
283
Продолжение табл. 21
и штамповки. Эти линии предназна-
чены для получения готовых деталей
из гнутого профиля (путем пробивки
отверстий, отбортовки, формовки и
т. п.).
Технологический процесс обработки
деталей в этих линиях заключается
в предварительной вырубке в ленте
отверстий или пазов, получении нуж-
ного профиля в роликах профилиро-
вочного станка, выполнении на после-
дующих прессах штамповочных опе-
раций и отрезке от профиля готового
изделия. Все операции выполняются
в процессе непрерывного движения
ленты. Лента из рулоноразматывателя
(рис. 34) поступает в первый пресс
линии, через штамп которого протя-
гивается валками. В процессе штампов-
ки штамп перемещается относительно
стола пресса совместно с лентой. Фикса-
ция его относительно ленты осуществ-
ляется специальным устройством, ко-
торое сцепляется с лентой за отверстия
или пазы, пробитые на первом прессе.
После выполнения технологической
операции штамп возвращается в ис-
ходное положение. Полученный в про-
филировочном станке профиль посту-
пает в последующие прессы, в которых
осуществляются все операции и окон-
чательная отрезка готового изделия
от профиля.
В линии предусмотрены ножницы
для отрезки концов рулонов под
стыковую сварку и сварочный пост
для сварки и удаления заусенца.
Техническая характеристика
автоматической профилировочно-
штамповочной линии
Цикловая производительность,
шт/мин........................ 25
Размеры получаемых деталей,
мм:
высота (наибольшая) ... 20
длина .................. 250—360
Размеры обрабатываемого ма-
териала, мм:
толщина (наибольшая) . . 2,5
ширина (наибольшая) . . 80
наружный диаметр рулона 1250
Масса рулона, т ............... 1
Число обслуживающих рабо-
чих ..................... . 1
Технические характеристики типо-
вых целевых механизмов, применяе-
мых в АК (АЛ), приведены в табиз. -
18—2L
Глава 4е РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Цепочка роторных линий предна-
значена для выполнения всех операций
технологического процесса. Число тех-
нологических операций, выполняемых
в отдельной роторной автоматической
линии, обусловливается особенностя-
ми и требованиями принятого техноло-
гического процесса. Между соседними
роторными автоматическими линиями
устанавливают бункера межлинейных
запасов предметов обработки. Цепочка
(рис. 1) содержит: 1) технологические
(рабочие) роторы, выполняющие обра-
ботку путем воздействия инструмента
или среды на предметы обработки;
при обработке могут быть изменены
как геометрические параметры, так
и физико-химические свойства предме-
тов; 2) транспортные роторы, осуще-
ствляющие передачу, ориентацию и
изменение плотности потока предметов
обработки; 3) контрольные механизмы,
обеспечивающие сплошной или выбо-
рочный контроль предметов обработки;
4) энергетические механизмы, пред-
назначенные для преобразования энер-
гии и движений; 5) контрольно-управ-
ляющие механизмы, корректирующие
технологические параметры процессов
обработки и осуществляющие разбра-
ковку предметов обработки; 6) логи-
ческие механизмы, предназначенные
для принятия решений о частичном
отказе от подачи предметов на вход ро-
торной линии, о смене инструмента
на основе результатов контроля пред-
метов обработки, о коррекции работы
аппаратов и т. п.
Технологические и транспортные ро-
торы, а также контрольные механизмы
образуют роторные автоматические ли-
нии. Энергетические, контрольно-упра-
вляющие в логические механизмы мо-
гут быть частью роторной автоматиче-
ской линии или цеха-автомата, осна-
щенного роторными линиями.
Целесообразность перехода к техно-
логическим операциям более высших
классов можно проиллюстрировать на
следующем примере. Рассмотрим схе-
мы обработки ступенчатого валика
(рис. 2) при использовании инструмента
и оборудования различных классов.
Для обработки детали на универ-
сальном токарном станке (технологи-
ческие процессы I класса) с последо-
вательным перемещением резца вдоль
всей поверхности детали (рис. 2, а)
требуется как минимум три относи-
тельных перемещения детали и инстру-
мента, максимальное время /р обра-
ботки и минимальные затраты энергии.
Имеются перерывы при переходе резца
с одной поверхности детали на другую.
Последовательная обработка ступеней
детали проходным резцом на универ-
сальном токарном станке потребует
следующих затрат времени: для обра-
ботки: ступени I = 1,5 с; ступе-
ни II /р2 = 2,0 с; ступени III ^р3 =
= 2,5 с. Суммарное время обработки
составит = £р1 + ^р2+ ^рз = 6 с.
При суммарной длительности вспомо-
гательных ходов = 2 с цикл обра-
ботки Д = /р + = 8 с. Техноло-
гическая и цикловая производительно-
сти будут соответственно: Ят =
= 60Яр = 10 шт./мин; Яц = 60/Тц =
= 60/(^р + ^в) = 7,5 шт/мин. Предпо-
ложим, что в этом случае затраты
энергии будут приняты за условную
единицу и расход энергии характери-
зуется постоянной величиной (рис. 2, а).
Переход к обработке фасонным рез-
цом (технологические процессы II клас-
са, рис. 2, б) позволит как минимум
в 3 раза сократить длительность обра-
ботки (/р = 2 с) и наполовину периоды
вспомогательных ходов (^в = 1 с)
вследствие исключения перерывов при
переходах резца с одной поверхности
детали на другую. В этом случае тех-
нологическая и цикловая производи-
тельности составят Пт = 60/7р =
= 30 шт/мин, 60/Тц = 20 шт/мин,
но энергозатраты в период выполнения
рабочего хода возрастут в 3 раза.
При штамповке (технологические
процессы III класса, рис. 2, в) тре-
буются минимальные затраты времени
на формоизменен ие^детал и (Zp = 0,1 с),
что соответствует технологической про-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
285
а)
готового
изделия
Б М3
Выдачи
S)
Рис. 1. Цепочки роторных линий (а) и расположения технологических (ТМ) роторов
транспортных (ТрМ), контрольных (КМ), энергетических• (ЭНМ), контрольно-управля-
ющих (КУМ) и логических («777И) механизмов ЦТ); АРЛ — автоматическая роторная линия
БМЗ — бункера межлинейных запасов деталей; ПРД — привод рабочих движений; ПТД—
привод транспортных движений
изводительности 77 т = 60/Zp =
= 600 шт/мин и увеличению разовых
(единичных) затрат энергии в 20 раз.
Однако реализация такого высокого
потенциала технологических операций
штамповки при конструировании ро-
торов вызывает определенные труд-
ности: длина перемещения инстру-
мента должна превышать длину заго-
товки; система главного привода долж-
на иметь достаточный запас энергии.
Так, в кривошипном прессе операция
штамповки осуществляется при угле
поворота кривошипа, равном 30°; за
ШППШПШЕ
tp £
Рис. 2. Схемы обработки деталей:
а — обработка проходным резцом;
Р — технологическое усилие
tp
В)
б — обработка фасонным резцом; в — штамповка;
286
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
1. Технологическая и цикловая производительность технологических роторов
различных типов
Класс технологи- ческих процессов Длитель- ность обработки /р, с Технологи- ческая производи- тельность 77т, шт/мин Тип техно- логического ротора Длитель- ность вспо- могательных ходов /в, с Цикловая производи- тельность Пц, шт/мин
I 6,0 10 Токарный 2,0 7,5
II 2,0 30 автомат Токарный 1,0 20
III 0,1 600 автомат Пресс- автомат Роторный автом ат Роторно- конвейерный автомат 1,1 0,5 0,1 50 100 300
2. Классификация АРЛ
Признаки классифика- ции Виды АРЛ Признаки классифика- ции Виды АРЛ
Вид техно- логии Характери- стика поточности Вид потока деталей Тип потока деталей Структура потока деталей Характери- стика пото- ка деталей Состав линии Универсаль- ность авто- матов линии С единой технологией Со сходными технология- ми Однопоточные Многопоточные С независимыми потоками С зависимыми потоками С неветвящимся потоком С ветвящимся потоком С синхронными потоками С несинхронными пото- ками С постоянной скоростью потока С переменной скоростью потока Из роторных автоматов Из роторно-конвейерных автоматов Из агрегатированных ав- томатов Из специализированных автоматов Номенкла- тур ность Г ибкость Структура линии Вид транс- порта Роботизация Внутреннее управление Внешнее управление Однопредметной обра- ботки Многопредметной обра- ботки Непереналаживаемые Переналаживаемые Без межучастковых запа- сов С межучастковыми запа- сами Бесспутниковые Со спутниками Без промышленных робо- тов С промышленными робо- тами Без программного управ- ления С программным управле- нием Не включенные в АСУ предприятия Включенные в АСУ пред- приятия
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
287
Рис. 3. Универсальная структурная модель автоматической роторной линии; УАЗ—
устройства автоматической загрузки; ОС— обслуживающие системы; ат~
числа гнезд технологических роторов
остальные 330° осуществляется вспо-
могательный ход. Следовательно, /в =
= 0,1 с; /р = 1,1 с; Тц = 7р /в =
= 1,2 с, а цикловая производитель-
ность /7ц = 60/1,2 = 50 шт/мин при
технологическом потенциале
600 шт/мин. При штамповке на ротор-
ном автомате с гидроприводом необ-
ходимы вспомогательные ходы сле-
дующей длительности: для подвода
инструмента £В1 = 0,2 с; для отвода
инструмента ^в2 = 0,3 с. Цикл обра-
ботки Тц = + £В1 + ^в2 = 0,6 с,
а цикловая производительность /7Ц =
= 60/Тц = 60/0,6 — 100 шт/мин
в расчете на каждый инструмент ро-
тора.
Применение роторно-конвейерного
автомата позволяет осуществлять вспо-
могательные ходы для подвода и от-
вода инструмента за пределами авто-
мата, т. е. до минимума сократить
затраты на вспомогательные ходы ин-
струмента. В роторно-конвейерных ав-
томатах в исходное положение необ-
ходимо вернуть лишь исполнительный
орган, который приводит в движение
штамповочный инструмент. Затраты
времени в этом случае соизмеримы
с длительностью формоизменения Цр =
= /в = 0,1 с; продолжительность цик-
ла Тц = 0,2 с и цикловая производи-
тельность Пц = 300 шт/мин на каждый
комплект штамповочного инструмента).
Таким образом, тип ротора предо-
пределяет длительность вспомогатель-
ных ходов и цикловую производитель-
ность (табл. 1). При едином техноло-
гическом потенциале (77т = 600 шт/мин)
в зависимости от схемы главного при-
вода могут быть достигнуты три ва-
рианта циклов производительности: 50,
100 и 300 шт/мин. Кроме того, каждый
роторный или роторно-конвейерный
автомат относится к классу машин
параллельного действия, т. е. имеет
несколько одинаковых инструменталь-
ных блоков Цр. При Цр = 6 цикловая
производительность роторного автома-
та составит 600 шт/мин, роторно-кон-
вейерного — 1800 шт/мин.
На основании общих принципов,
изложенных в гл. 1 т. 1 справочника,
разработана классификация автомати-
ческих роторных линий (АРЛ, табл. 2),
технологических (табл. 3) и транс-
портных (табл. 4) роторов.
На рис. 3 приведена универсальная
структурная модель автоматической
роторной линии любого технологиче-
ского назначения (обрабатывающей,
сборочной или расфасовочной). Эта
модель позволяет разработать единый
для всех линий методы качественно^
и количественной оценки структурной
надежности и производительности. На
основе модели проводится структурный
синтез роторов.
Технологические роторы представ-
ляют собой машины параллельной
288
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
3. Классификация технологических роторов
' Признаки классификации Технологический ротор
Назначение Обработки давлением Обработки резанием Термической обработки Химической обработки Нанесения покрытий Промывки Контроля Сборки Лужения и пайки Расфасовки Комплектации (упаковки)
Способ воздействия на поток Инструментальной обработки Блочный
предметов обработки Аппаратной обработки Безблочный
Номенклатурность Однономенклатурный Многономенклатурный
Вид привода Механический Г идравлический Электромагнитный Комбинированный (гидромеханический, электроме- ханический и т. п.)
Способ размещения привода С односторонним приводом С двусторонним приводом
Ярусность Одноярусный Многоярусный
Расположение оси ротора в пространстве С вертикальной осью С горизонтальной осью С наклонной осью
Положение инструменталь- ного блока относительно оси ротора С параллельными осями блоков Со скрещивающимися осями блоков
4. Классификация транспортных роторов
Признаки классификации Транспортный ротор
Плотность потока Обеспечивающий постоянную плотность потока Меняющий плотность потока
Высота траектории потока Не изменяющий высоту траектории потока Изменяющий высоту траектории потока
Ориентация предметов об- работки Не изменяющий пространственную ориентацию пред- метов обработки Изменяющий пространственную ориентацию предметов обработки
Скорость потока Не изменяющий скорость потока Изменяющий скорость потока
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
289
обработки. В роторной автоматиче-
ской линии предметы проходят после-
довательную обработку параллельны-
ми потоками. В большинстве конструк-
ций технологических роторов опера-
ции не совмещены; начала обработки
каждого последующего предмета сме-
щены на один цикл выпуска. Если
роторы автоматической линии имеют
неравное число гнезд, то^ существуют
определенные закономерности маршру-
та предметов обработки между гнезда-
ми соседних роторов.
Роторные линии являются примером
высшей формы автоматизации техно-
логических процессов: межмашинное
и внутримашинное транспортирования
потока обрабатываемых деталей осу-
ществляются непрерывно с постоянной
или изменяемой скоростью, что позво-
ляет легко управлять производитель-
ностью и качеством процессов обра-
ботки.
Для дальнейшего повышения уровня
автоматизации производственных про-
цессов необходимо разработать ком-
плекс научных и технических меро-
приятий по созданию высокопроизво-
дительного роторного оборудования,
выполняющего основные технологиче-
ские и вспомогательные операции без
непосредственного участия человека.
Уровни автоматизации различаются
степенью охвата основных и вспомога-
тельных операций технологического
процесса.
Первый уровень — автоматизация
рабочего цикла технологической ма-
шины, т. е. создание роторных полу-
автоматов и автоматов. На этом уров-
не автоматизируются одна технологи-
ческая операция обработки, контроля
или сборки, а также вспомогательные
процессы, непосредственно связанные
с выполнением основных технологиче-
ских операций.
Роторный автомат самостоятельно
выполняет все рабочие и вспомога-
тельные ходы, кроме операций на-
ладки и устранения отказов в работе.
Конструктивным признаком автомата
является наличие полного комплекта
целевых механизмов, обеспечивающих
выполнение рабочих и вспомогатель-
ных ходов, необходимых для получения
годных изделий.
В машиностроительных отраслях
Ю П/р А. И. Дащенко
промышленности наибольшее распро-
странение получили технологические
роторы и агрегаты с автоматизирован-
ным рабочим циклом. В этих роторах
рабочие и вспомогательные ходы пе-
риодически повторяются и за каждый
рабочий цикл выдается одна деталь
или партия деталей.
Перспективными являются многопо-
зиционные, многошпиндельные ротор-
ные автоматы с дифференциацией и
концентрацией элементов технологи-
ческого процесса. Автоматы, имеющие
один технологический ротор с непре-
рывным вращением главного вала и
непрерывным транспортированием по-
тока деталей и инструментов, широко
используются при изготовлении ле-
карств, прессовании сенажа, закатке
банок с консервируемыми продуктами
и т. п. Этот вид роторных автоматов
характерен параллельным способом
концентрации одноименных элементов
дифференцированного технологическо-
го процесса.
t В роторных автоматах можно реа-
лизовать принцип последовательного
действия, когда разноименные элемен-
ты технологического процесса концен-
трируются на рабочих позициях ротора
согласно технологическому маршруту
обработки, контроля или сборки. Де-
таль, передаваемая последовательно,
за каждый оборот ротора с одной
рабочей позиции на другую, посте-
пенно получает запрограммированный
объем технологических воздействий.
Технологический ротор последователь-
ного действия имеет комплект обра-
батывающих инструментов или сред,
рассредоточенный по позициям.
В роторных автоматах параллельно-
последовательного действия имеются
параллельные потоки обработки, в каж-
дом из которых технологический про-
цесс дифференцирован по рабочим
позициям.
В зависимости от способа дифферен-
циации и концентрации технологиче-
ского процесса роторные автоматы па-
раллельного, последовательного и па-
раллельно-последовательного дейст-
вия можно применять при автомати-
зации массового и серийного производ-
ства без переналадки и с переналадкой
на выпуск продукции по сходным тех-
нологическим процессам.
290
PoToPHbiE Автоматические линии
На первом уровне автоматизации
технологические роторные автоматы
образуют независимые модули, и объ-
единение их в производственные си-
стемы представляет определенные труд-
ности. Межстаночное транспортирова-
ние предметов обработки, накопление
заделов, разделение или соединение
потоков предметов при их передаче
на очередную операцию обработки,
контроля или сборки осуществляются
вручную или с помощью средств меха-
низации. Обычно отсутствует единая
информационная основа для управле-
ния качеством продукции и работой
отдельных автоматов, что сдерживает
применение автоматизированных си-
стем управления технологическими
процессами (АСУ ТП).
Второй уровень — создание авто-
матических линий. На этом уровне
автоматизации технические решения
выходят за рамки конкретных техно-
логических операций и охватывают
весь технологический процесс, кото-
рый представляет собой совокупность
операций получения конструкционных
материалов, обработки, сборки и кон-
троля предметов обработки. В этом
случае автоматизацией должны быть
охвачены процессы^ не связанные не-
посредственно с технологией обра-
ботки: доставка к роторам материалов
и сред, межстаночное транспортирова-
ние, накопление межоперационных за-
делов, удаление отходов и т. п.
Автоматическая роторная линия
(АРЛ) — система роторных автоматов,
расположенных в технологической по-
следовательности, объединенных авто-
матическими механизмами и устрой-
ствами для транспортирования пред-
метов обработки, разделения и соеди-
нения их потоков, накопления заделов,
изменения ориентации предметов, уда-
ления отходов, а также системой
управления. Конструктивным призна-
ком автоматической роторной линии
является наличие встроенного авто-
матически действующего технологиче-
ского оборудования, вспомогательного
оборудования для выполнения меж-
агрегатных функций (комплекта це-
левых механизмов автоматической ли-
нии) и системы управления, которая
координирует работу технологического
и вспомогательного оборудования,
включая сигнализацию об отказах,
а также выполняет функции органи-
зационно-экономического характера.
Отличительной особенностью АРЛ
является совмещение транспортных и
технологических функций, когда рег-
ламентированный поток предметов об-
работки с постоянной скоростью про-
ходит все технологические операции
от заготовительных до сборочных и
комплектующих. Обычно АРЛ раз-
деляется на участки по 3—10 техноло-
гических операций (роторов), между
которыми установлены бункера меж-
агрегатных (межучастковых) запасов
предметов обработки.
На каждом участке АРЛ существует
жесткая межагрегатная связь, при
которой технологические роторы и
агрегаты с помощью транспортных
средств (переталкивателей, перегружа-
телей, транспортных роторов) блоки-
руются воедино и работают в едином
ритме. Повышение надежности и про-
изводительности АРЛ при неизменных
технологических процессах и конструк-
циях роторных автоматов достигается
путем структурных усложнений ли-
ний — деления их на участки — сек-
ции с установкой межучастковых на-
копителей.
Для АРЛ машиностроительной про-
мышленности характерно такое струк-
турное построение, когда число меж-
участковых накопителей на порядок
(в 10 раз) меньше суммарного числа
технологических и транспортных рото-
ров линии.
Третий уровень — комплексная
автоматизация систем роторов и агре-
гатов, создание автоматизированных и
автоматических участков, цехов и за-
водов. На этом уровне автоматизация
охватывает совокупность технологиче-
ских процессов на участке или в цехе
с соответствующим усложнением функ-
ций транспортирования и складирова-
ния изделий, подачи к автоматическим
линиям запасных инструментов и об-
новления обрабатывающих сред, уда-
ления отходов производства и особенно
автоматического управления и регу-
лирования.
В массовых машиностроительных
производствах крепежа, подшипников,
втулочно-роликовых цепей, элемен-
тов автономных источников тока ит. п.
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
291
автоматизированные участки и цехи
включают несколько АРЛ, выпуска-
ющих одинаковые или различные изде-
лия. Совокупность АРЛ и высокоэф-
фективной автоматизированной систе-
мы управления технологическими про-
цессами (АСУ ТП) составляет автома-
тизированный технологический ком-
плекс (АТК). АСУ ТП — система,
реализуемая на базе высокоэффектив-
ной вычислительной и управляющей
техники, обеспечивающая управление
АТК на основе централизованной об-
работанной информации по заданным
технологическим и технико-экономиче-
ским критериям.
Основным условием объединения тех-
нологических роторов, транспортных
и| контрольных механизмов в много-
поточную часть автоматической ротор-
ной линии является равенство цикло-
вых производительностей:
Ящ — Яц2 = • • • — —
= ... = Пцт,
которое применительно к роторам па-
раллельного действия с непрерывным
транспортированием потока предметов
обработки может быть записано в виде
двух равенств:
Wpi _____ tZp2 ______
^pl + ^В1 ^р2 + ^В2
_ _ иТ>1 _ _
^рг + ^вг
__ ^Рт .
^р/72 + ^вт
^тр1 ^тр 2 ____
^р 1 ^Р 2
__^тр I _ ^тр tn
hp i______________hpm
где uPi — число гнезд (инструментов,
захватов, комплектов контрольных дат-
чиков) в f-й машине;9/^, — дли-
тельности рабочих и вспомогательных
ходов инструментов в f-м роторе;
т — число роторов параллельного дей-
ствия в многопоточной роторной ли-
нии; wTp i — транспортная скорость по-
10*
тока предметов обработки в f-м роторе;
/ipf — шаг расположения гнезд в f-м
роторе.
В общем случае отдельные техноло-
гические операции имеют различную
физическую сущность (обработка ин-
струментом или средой); для их ис-
полнения требуется различная дли-
тельность как рабочих /р1 /р2 #=
=/= ... =^= t^i =£= ... =£= t-pm, так и вспо-
могательных ходов /В1 =й= fB2 Ф ... =#
¥= ¥= ••• #= *вт- Если при суще-
ствовании приведенных выше нера-
венств периоды кинематических цик-
лов оказываются равными fpl + /В1 =
= fp2 4“ ^в2 — fpj + ^вг — ^т, 4“
4г fBm, то структурное исполнение
автоматической линии из роторов па-
раллельного действия является сравни-
тельно простым.
В тех случаях, когда fpl + fE1 =^=
=/= ^р2 4- fB2 ••• ^рг 4- fBj =/=
#=... fpm + tBm, равенство цикловых
производительностей в любой точке
потока предметов обработки может быть
обеспечено только применением бунке-
ров сложных конструкций, которые
объединяют и разделяют потоки про-
дукции.
Отличительными особенностями ав-
томатических роторных линий являет-
ся то, что соблюдение равенства цик-
ловых производительностей при таких
ограничениях, как неравенство кине-
матических циклов, может быть до-
стигнуто путем объединения (компо-
новки) в линию технологических ро-
торов с различными числами гнезд:
^р1 ^р2 5^ • • • ^рг ^рти
и с различными шагами расположения
гнезд:
Api =^= hpz =?£= ... =Н= h^i =^= ... #= ^ртп-
Эти ограничения приводят к тому, что
при постоянном значении цикловой
производительности линейная скорость
потока предметов обработки может
изменяться в соседних роторах в опре-
деленных пределах:
утр1 утр2 =/=••• =^=утрг • • т^трт*
Инструментальные блоки в техноло-
гических роторах являются автоном-
ными системами приспособление—ин-
струмент-деталь и равномерно рас-
полагаются по начальной окружности
292
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 4. Инструментальный блок вытяжки
деталей через две матрицы:
1 — обработанные детали; 2 — втулка; 3 —
гайка; 4 — съемник; 5 — блок матриц;
6 — заготовка; 7 — направляющая втулка;
8. — корпус; 9 — пуансон; 10 — подвижной
ползун; 11 — сменное регулировочное коль-
цо. .
ротора в блокодержателях. Лишь в мо-.
поблочных роторах инструменты не
имеют автономных корпусов, направ-
ляющих втулок и т. п. Инструменталь-
ные блоки вместе с центральными ва-
лами технологических роторов вра-
щаются вокруг главных осей роторов
с постоянной угловой скоростью. Тех-
нологические воздействия на обрабаты-
ваемые детали осуществляются с по-
мощью инструментов, которые полу-
чают движения от неподвижных меха-
низмов (цилиндрические и пазовые
кулачки, гидрораспределения и т. п.).
Корпуса инструментальных блоков
технологических роторов рекомендует-
ся изготовлять из конструкционной
стали 40Х. После черновой обработки
корпуса блоков для снятия внутрен-
них напряжений желательно подверг-
нуть нагреву до 860 °C с последующим
охлаждением в масле и отпуску при
570—590 °C. При этом достигается
твердость HRC 48—52. При проекти-
ровании корпусов следует избегать
уступов на его внутренней поверхности
для упрощения изготовления и повы-
шения точности взаимного расположе-
ния инструментов. Уступы, выполня-
ющие функции основных и вспомога-
тельных баз.- в большинстве случаев
целесообразно заменять пружинными
кольцами или сменными упорами. Кор-
пус блока должен быть рассчитан на
прочность в опасных сечениях от
действия растягивающих сил и изги-
бающих моментов. Для инструмен-
тальных блоков, в которых размерная
цепь замыкается внутри корпуса, наи-
более целесообразно применять регули-
рование с помощью накидной гайки
и ступенчатое регулирование с при-
менением сменных колец установлен-
ной толщины. Регулирование взаим-
ного расположения детали и инстру-
ментов с помощью сменных колец це-
лесообразно рекомендовать в тех слу-
чаях, когда допускаемое отклонение
осей матрицы и пуансона должно быть
не более 0,2 мм и выполняется усло-
вие, что разрушение и износ соответ-
ствующего инструмента, а следова-
тельно, и замена отказавшего инстру-
ментального блока наступает не чаще
чем 1 раз в смену.
Инструментальный блок вытяжки
штампованных деталей через две ма»
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
293
трицы (рис. 4) имеет один подвижный
инструмент-пуансон, который полу-
чает возвратно-поступательное переме-
щение от нижнего привода технологи-
ческого ротора. Обработанные детали
проталкиваются пуансоном в верхнюю
часть инструментального блока, в ко-
торой удерживаются от выпадания
подпружиненными захватами. Инстру-
ментальный блок вытяжки должен
обеспечивать заданную точность взаим-
ного расположения рабочего инстру-
мента и обрабатываемой детали, обла-
дать необходимыми прочностью и же-
сткостью, быть компактным и удобным
в обращении, иметь минимальную мас-
су, допускать быстросъемность из гнез-
да технрлогического ротора, позво-
лять выполнять наладку инструмента
как в роторной машине, так и на спе-
циальном стенде.
Инструментальные блоки для вы-
полнения обработки резанием сложнее,
чем. блоки для штамповочных опера-
ций, что определяется необходимостью
обеспечения большого числа взаимных
перемещений режущего инструмента
и обрабатываемой детали.
В инструментальном блоке сверле-
ния (рис. 5) отверстия в дне цилиндри-
ческой детали имеется специальный
механизм крепления. Под действием
пружины губки поворачиваются на
осях и плотно прилегают к внутрен-
ней поверхности детали, создавая мо-
мент - трения, предотвращающий по-
ворот детали вокруг своей оси при
сверлении. Для вращения сверла дви-
жение от отдельного электродвигателя
передается через одноступенчатый ре-
дуктор с постоянным передаточным
числом, равным единице. Шпиндель,
кроме вращения с .частотой до
1500 об/мин, получает еще и движение
подачи от цилиндрического торцового
кулачка, установленного неподвижно
на станине роторной линии. Переме-
щение шпиндельного узла в исходное
положение осуществляется с помощью
возвратной пружины.
В инструментальном блоке для об-
резки тонкостенных цилиндрических
деталей по длине (рис. 6) вращающий-
ся дисковый нож установлен на ка-
чающейся державке. Привод вращения
ножа осуществляется от общего зуб-
чатого колеса, расположенного на валу
Рис. 5. Инструментальный блок сверления:
1 — крышка; 2 — пружина; 3, 14 — зуб-
чатые колеса; 4 — шпиндель; 5, 11, 13 —
втулки; 6 — корпус редуктора; 7 — фикса-
тор; 8 — деталь; 9 — губки; 10 — корпус
блока; 12 — шток; 15 — ось
технологического ротора, через пару
цилиндрических косозубых колес, при-
чем нож имеет частоту вращения до
2000 об/мин. Детали, подлежащие. об;
работке, подаются в приемник блока,,
заталкиваются до подвижного, , под-
пружиненного упора, ' которой бднрр
294
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 6. Инструментальный блок для обрезки
тонкостенных деталей по длине:
1 — зубчатое колесо; 2 — корпус редукто-
ра;3 — вал; 4— дисковый нож;5 —деталь;
6 — шток; 7 — регулировочные винты; 8 —
рычаг редуктора; 9 — корпус блока; 10 —
упор; 11 — пружина
временно базирует деталь на штоке.
Рычаг с установленной на нем шпин-
дельной головкой поворачивается во-
круг неподвижной оси корпуса блока
под действием путевого копира, же-
стко закрепленного на станине линии.
Угол относительного поворота шпин-
дельной головки соответствует уста-
новленной подаче дискового ножа.
При обработке от детали отделяется
кольцо, которое по штоку падает
вниз. Технологическая операция об-
резки выполняется при угле поворота
технологического ротора, равном 120—
135°. При дальнейшем вращении ротора
шток отводится до уровня приема-
выдачи деталей. В зоне выдачи обра-
ботанная деталь извлекается клещевым
захватом траспортного ротора из гнез-
да инструментального блока, и шток
опускается в крайнее нижнее поло-
жение; отделенное кольцо по скосу
инструментального блока падает в сбор-
ник отходов.
При контроле (рис. 7) измеряемая
деталь (прецизионная игла вязальной
машины) подается транспортным рото-
ром в узел приема инструментального
блока контроля, в котором она фикси-
руется на призмах силами магнитного
притяжения или легкими самораскры-
вающимися губками с пружинами.
Шток базирования при движении вверх
прижимает выступ детали к измери-
тельной базе, расположенной на кор-
пусе блока. Верхний шток опускает
электроконтактную головку с изме-
рительным стержнем на конец кон-
тролируемой детали. В зависимости
от реального размера I детали измери-
тельный шток замыкает соответствуй
ющие контакты электроконтактной го-
ловки. При замыкании одного из кон-
тактов с датчика снимается импульс,
передаваемый на сетку электронной
лампы. Усиленный импульс подается
на исполнительный механизм транс-
портного ротора, в результате чего
проконтролированные детали рассорти-
ровываются на годные и брак. При
проектировании кулачков, от которых
приводятся в движение электроконтак-
тная головка и шток базирования, не-
обходимо предусмотреть интервал вре-
мени для устранения вынужденных ко-
лебаний измерительного штока и кон-
тактов головки и только после этого
снимать измерительный импульс. При
наличии демпфирующих устройств для
надежного устранения колебаний по-
движных элементов электроконтактной
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
295
Рис. 7. Инструментальный блок контроля
линейного размера детали:
1 — шток; 2 — электроконтактная головка;
3 — втулка; 4 — измерительный шток; 5 —
деталь; 6 — узел приема и фиксации; 7 —
измерительная база; 8 — базовый выступ
детали; 9 — шток базирования; 10 — кор-
пус блока
головки необходимо около 1 с, а для
съема, преобразования и усиления
импульса — около 0,1 с. При произво-
дительности 200 измерений в минуту
и более и шести блоках в контрольном
роторе такое время устранения колеба-
ний можно обеспечить только в слу-
чаях, когда электроконтактные го-
ловки устанавливают в каждом измери-
тельном блоке. Наладка блока на
определенные точность контроля и
размер проводится на специальном
стенде вне ротора и не зависит от
Рис. 8. Инструментальный блок сборки де-
талей А и Б-.
1 — шток; 2 — направляющая втулка; 3 —
матрица; 4 — деталь А; 5 — деталь Б; 6 —
шток; 7 — корпус блока
точности воспроизведения законов дви-
жения приводными механизмами кон-
трольных роторов.
Представленная на рис. 8 конструк-
ция инструментального блока пред-
назначена для сборки двух деталей А
и Б. Подача деталей в инструменталь-
ный блок для сборки осуществляется
на двух различных позициях из тран-
спортных роторов, расположенных по
периферии сборочного ротора. Нижний
шток заталкивает деталь Б в матрицу
ш
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИЙ
Рис. 9. Технологический ротор с двусторон-
ним механическим приводом движения ин-
струментов:
1 — муфта синхронизации; 2 — централь-
ный вал; 3 — зубчатое колесо; 4, 14 — виб-
роизоляторы; 5, 17, 19 — плиты станины;
6, 16 — рычаги;7, 15 — торцовые кулачки;
8 — блок верхних ползунов; 9 — верхний
ползун; 10 — инструментальный блок;
11 — блокодержатель; 12 — нижний пол-
зун; 13 — блок нижних ползунов; 18 —
Нижний барабан; 20 — защитный кожух;
'21 — нижний шток; 22 — верхний шток;
23-— верхний пазовый кулачок; 24 — тор-
говый ролик ползуна
.„и удерживает ее в исходном положе-
нии. Затем верхний шток перемещает
деталь А через направляющую втулку
и запрессовывает ее в деталь Б;
после запрессовки нижний шток опу-
скается, и верхний шток подает собран-
ный узел А Б на позицию выдачи
в транспортный ротор.
Все приведенные конструкции ин-
струментальных блоков функциониру-
ют в составе технологических роторов,
но выполнение наладочных и ремонт-
ных работ предусмотрено вне роторных
автоматических линий на специальных
стендах, оснащенных запасными ча-
стями, инструментом, контрольными
приборами и измерительной аппара-
турой.
Технологические роторы для обра-
ботки инструментом содержат систему
исполнительных органов, оснащенных
технологическими инструментами, рас-
положенными равномерно по началь-
ной окружности ротора и перемеща-
ющимися по замкнутой траектории —
окружности; ротор, состоящий из
сплошного или полого центрального
вала, дисков блокодержателя с меха-
низмами крепления инструментальных
блоков; систему ползунов, являющихся
подвижными элементами привода рабо-
чего движения исполнительных орга-
нов; неподвижные элементы системы
привода технологических движений,
выполняющие функции кулачков рас-
пределительного вала в автоматах;
систему передачи транспортного, обыч-
но вращательного, движения ротору
через зубчатый или червячный редук-
тор; систему управления технологиче-
скими движениями инструментов; си-
стему наблюдения и контроля пра-
вильности функционирования меха-
низмов технологического ротора и со-
стояния потока обрабатываемых де-
талей.
Каждый технологический ротор,
входящий в состав автоматической
линии, является многоинструментным.
Выполнение технологической операции
совмещено с непрерывным транспорти-
рованием потока обрабатываемых дета-
лей в инструментальных блоках. Пре-
рывистое, дискретное транспортирова-
ние с остановами противоречит прин-
ципиальным особенностям роторов.
По характеру привода технологи-
ческого движения роторы различают
на конструкции с механическим, ги-
дравлическим и комбинированным (ме-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
297
ll-Wfr*
5. Рекомендуемые диаметры (мм) начальных окружностей технологических
и транспортных роторов
Шаг
рото-
ра,
мм
Число гнезд ротора
9,42
12,56
15,70
18,84
25,12'
31,40
37,68
47,10
56,52
75,26
94,20
113,04
131,88
150,72
169,56
188,40
4 6 8 12 16 24 36 48 60 72 84
108 144 188 216 252
144 192 240 288 336
120 180 240 300 360 420
144 216 288 360 504
192 288 384 480 576 672
120 240 360 480 600 720 840
144 192 288 432 576 720 864 1008
120 180 24.0 360 540 720 900 1080 1260
108 144 216 288 432 648 864 1080
144 192 288 384 576 864 1152
120 180 240 360 480 720 1080
144 216 288 432 576 864
252 336 504 672 1008
192 288 384 576 1152
216 324 432 648 864
240 360 480 720 960
120
3-60
480
600:
720'
960
1200
16 (Г
480
960
200
600
1200
ханогидравлическим) приводами. Чис-
ло необходимых движений для выпол-
нения обрабатывающей операции опре-
деляет конструкцию привода.
Конструктивная общность всех ви-
дов технологических роторов различ-
ного назначения позволяет осуществ-
лять в широких пределах унификацию
деталей, узлов, механизмов, конструк-
тивных и геометрических параметров.
Типовой технологический ротор с дву-
сторонним механическим.приводом ра-
бочих движений (рис. 9) имеет главный
вал, который^приводится во вращение
от редуктора с помощью зубчатого
колеса. Каждый инструментальный
блок устанавливают в гнездах, блоко-
держателя, и штоки блока соединяют
с ползунами ротора с помощью байо-
нетных замков. Такая система позво-
ляет осуществлять быструю замену
любого вышедшего из строя инстру-
ментального блока. В роторах с ме-
ханическим приводом рабочие и вспо-
могательные ходы сообщаются инстру-
ментам через ползуны, ролики которых
обкатываются по пазовым или торцо-
вым кулачкам, установленным в опор-
ных стаканах. Во избежание поломок
механизмов при возможных перегруз-
ках торцовые кулачки снабжают амор-
тизаторами. Роторы с кулачковым при-
водом рекомендуется применять для
выполнения технологических операций
с силой до 20 кН.
В практике конструирования техно-
логических роторов для выполнения
таких операций, как вырубки, чекан-
ка, гибка, объемная штамповка и|т. п.
встречаются роторы с механическим
приводом, рассчитанным на- передачу
силы до 100 кН.
Номинальные усилия технологиче- *
ских роторов штамповки в зависимо-
сти от привода ползунов инструмента^
достигают 50 кН при кулачковом
приводе, 100 кН при кривошипном *
приводе, 200 кН при гидравлическом
приводе.
Для технологических роторов с ме-
ханическим и гидравлическим приво-'Г
дами рабочих движений ход ин стр у- '
мента рекомендуется выбирать из ряда:
10, 25, 40, 60, 80, 100, 125, 160, 200,
250, 300 мм (ГОСТ 6540—68), а вну-
тренние диаметры гидроцилиндров — '-
из ряда предпочтительных чисел: 40, ’
50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125 мм.
Рекомендуемые диаметры начальных -
окружностей технологических и тран-
спортных роторов, принимаемые при -
проектировании в зависимости от шага
ротора и числа гнезд, приведены
в табл. 5.
На рис. 10 показан технологический
ротор, в котором для передачи боль-
ших сил и повышения надежности
привод ползунов, расположенных в
нижнем барабане, выполнен в виде '
диска, приводимого во вращательное
298
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 10. Технологический ротор с двусто-
ронним механическим приводом от наклон-
ной шайбы (нижний привод) и от пазового
кулачка (верхний привод):
1 — блок верхних ползунов; 2 — втулка;
3 — блокодержатель; 4 — шток; 5 — блок
нижних ползунов; 6 — втулка; 7, 8 — ша-
ровые опоры шарнира; 9 — подшипник;
10 — корпус редуктора; И — червяк; 12 —
опорный подшипник; 13 — плита станины;
14 — червячное колесо; 15 — шарнир; 16 —
нижний ползун; 17 — центральный вал;
18 — инструментальный блок; 19 — верх-
ний ползун; 20 — пазовый кулачок; 21 —
плита станины [А. С. 196523 (СССР)]
движение через червячный редуктор.
Главный вал и червячное колесо имеют
одинаковую угловую скорость; вра-
щение от червячного колеса передается
на вал с помощью конической зубчатой
передачи; перемещения инструментам
и ползунам сообщаются посредством
шариков с опорами и подпятниками.
Закон движения исполнительных орга-
нов описывается синусоидой.
В технологических роторах с ги-
дроприводом исполнительных органов
(рис. 11) линейный шаг между гнездами
блокодержателя определяется в боль-
шинстве случаев не габаритными раз-
Рис. 11. Технологический ротор с двусто-
ронним гидравлическим приводом:
1 — гидрораспределитель; 2 — зубчатое
колесо; 3,6 — блоки гидроцилиндров; 4 —
центральный вал; 5 — стяжной болт; 7 —
станина; 8, 13 — поршни со штоком; 9 —
крышка гидроцилиндра; 10, 12 — диски
блокодержателя; 11 — инструментальный
блок
мерами инструментального блока, а ди-
аметрами гидроцилиндров. Полости
каждого гидроцилиндра сообщаются
каналами с центральным неподвижным
гидрораспределителем. При вращении
ротора каналы последовательно сооб-
роторные автоматические линий
29§
щаются с полостями распределителя,
через которые подается рабочая жид-
кость, обеспечивающая перемещение
поршня со штоком и инструмента для
выполнения рабочих и вспомогатель-
ных ходов. Рабочие силы в технологи-
ческих роторах с гидроприводом вос-
принимаются главным валом и болта-
ми и, следовательно, не передаются
на станину линии и подшипники ро-
тора.
Гидропривод в отличие от механи-
ческого привода при повороте ротора
на один шаг позволяет получить значи-
тельно большие рабочие ходы инстру-
мента, так как при гидроприводе нет
прямой зависимости между транспорт-
ной скоростью потока деталей и линей-
ной скоростью поршней. Последняя
лимитируется лишь допустимыми ско-
ростями движения рабочей жидкости
в соединительных каналах гидроси-
стемы.
Закон движения рабочего инстру-
мента или исполнительного органа
технологического ротора в некоторых
случаях имеет первостепенное значе-
ние для выбора типа привода инстру-
мента. Для отдельных технологиче-
ских операций рабочий инструмент
должен перемещаться с определенной
скоростью и иметь выдержку под
нагрузкой с изменением сил сопротив-
ления на отдельных участках пути.
Технологическая операция должна за-
вершаться при внезапном прекращении
транспортного движения роторов авто-
матической линии.
Роторы с механическим приводом
инструментов, в которых рабочее дви-
жение функционально связано с пара-
метрами транспортного движения по-
тока деталей в роторной автоматической
линии, не всегда удовлетворяют пере-
численным выше требованиям к закону
и характеру рабочего движения. Ро-
торы с гидро- или механогидроприво-
дом позволяют осуществлять более
широкое варьирование параметрами
законов рабочего движения. Указан-
ные параметры практически не зависят
от транспортного движения, так как
каждый инструментальный блок имеет
индивидуальный привод рабочих и
исполнительных органов.
Технологические роторы для обра-
ботки средой (аппаратной обработки).
Во многих массовых производствах
технологические процессы предусма-
тривают выполнение термических и хи-
мических операций. Например, в та-
ких производствах, как листоштампо-
вочное и горячештамповочное, терми-
ческие и химические операции (нагрев
под штамповку, отжиг, травление, фос-
фатирование, меднение и т. п.) носят
вспомогательный характер, обеспечи-
вающий качественное выполнение ос-
новных формоизменяющих операций.
Основная трудность выполнения тер-
мических и химических операций в ро-
торных автоматических линиях заклю-
чается в большой их длительности по
сравнению, например, со штамповоч-
ными операциями. Роторное построе-
ние автоматических линий позволяет
преодолеть эту трудность, обеспечив
при любой продолжительности обра-
ботки заданную производительность.
Технологические роторы для термиче-
ской и химической обработки отли-
чаются от роторов инструментальной
обработки большим числом гнезд для
деталей и минимальным шагом между
соседними гнездами.
На рис. 12 представлен технологиче-
ский ротор, в котором можно выпол-
нять такие термические операции, как
нагрев под штамповку, нагрев под
закалку, отжиг или отпуск. Детали,
подвергающиеся термической обра-
ботке, транспортным ротором загрузки
подаются к штокам, которые поштучно
вносят их в зону нагрева. Для дости-
жения установленной температуры де-
тали должны находиться в нагрева-
тельной камере определенное время.
При аварийных остановах привода вра-
щения роторов детали должны либо
сохранять заданную температуру, либо
подвергаться повторному нагреву, либо
выводиться из камеры с иной скоростью
нежели стационарная скорость нор-
мального режима транспортирования
потока деталей в роторе. Свойства
обрабатываемых деталей сохраняются
с помощью системы автоматического
реагирования на останов линии, кото-
рая обеспечивает вращение подвижных
частей ротора в обратную сторону от
индивидуального электродвигателя,
прекращение подачи деталей на опера-
цию нагрева и вывод нагретых деталей
из зоны термической обработки,
300
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 12. Технологический ротор для нагрева
деталей:
1 — неподвижная опора; 2 — механизм
подъема крышки корпуса; 3 — плита ста-
нины; 4 — корпус; 5 — обрабатываемая
деталь; 6 — теплоизоляционный материал;
7 — шток; 8 — транспортный ротор за-
грузки; 9 — пазовый кулачок; 10 — зубча-
тое колесо; 11 — редуктор; 12 — электро-
двигатель аварийного режима; 13 — зубча-
тое колесо; 14 — главный вал; 15 — транс-
портный ротор выгрузки
i Технологические роторы для выпол-
нения таких .химических операций,
как травление, фосфатирование, мед-
нение и т. п., имеют простые кон-
структивные схемы (рис. 13). Каждая
деталь помещается^на подставку, кото-
рая жестко соединена с' подвижным
ползуном, и при вращении ^главного
вала весь поток деталей последова-
тельно транспортируется ^через коль-
цевую ванну. Испарения удаляются
.через вытяжной зонт.
Наиболее совершенной и современ-
ной следует считать схему технологи-
ческого ротора (рис. 14), в котором
.химическая обработка потока деталей
.^осуществляется методом орошения. Ме-
тод орошения позволяет интенсифици-
Рис. 13. Технологический ротор для трав-
ления деталей:
1 — вытяжной зонт; 2 — ползун; 3 — кис-
лота; 4 — деталь; 5 — ванна; 6 — барабан;
7 — пазовый кулачок; 8 — ролик ползуна;
9 — станина; 10 — зубчатое колесо; 11 —
главный вал
ровать процесс взаимодействия хими-
ческого реагента с каждой обрабаты-
ваемой деталью. Из ванны раствор
с помощью насоса нагнетается в оро-
сители. Практически, технологический
ротор химической обработки потока
деталей методом общего , орошения
можно рассматривать как дисковое
транспортное устройство, приспособ-
ленное для работы в условиях воздей-
ствия химически активной среды. Вра-
щающиеся части ротора, подшипники
и т. п. могут быть защищены от вред-
ного воздействия с помощью жидко-
стных кольцевых затворов или уст-
ройств активной вентиляции.
Транспортные роторы предназначе-
ны для синхронной передачи потока
деталей между соседними технологи-
ческими роторами. Кроме того, транс-
портные роторы в процессе передачи
потоков деталей от ротора к ротору
могут осуществлять их переориента-
цию, изменять уровни, контролиро-
вать, опознавать положение и попол-
нять потоки деталей. Рабочими орга-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИНИЙ
301
нами транспортных роторов являются
захватные органы, магниты, пневмати-
ческие или вакуумные присосы.
Захваты транспортных роторов
(рис. 15) для передачи металлических
деталей между технологическими ро-
торами состоят из двух подпружинен-
ных губок, снабженных заходными ча-
стями и охватывающих заготовку более
чем. наполовину окружности.
Деталь не деформируется при ра-
диальном перемещении захватных орга-
нов в зонах приема и выдачи деталей.
Материалом для изготовления захват-
ных органов транспортных роторов
служат конструкционные стали ма-
рок 35, 45 с закалкой поверхностного
слоя (нагрев с помощью ТВЧ) на
глубину до 2 мм до твердости HRC
30—60. В тех случаях, когда по тех-
ническим условиям изготовления про-
дукции на поверхности детали не до-
пускается появление царапин, захват-
ные органы транспортных роторов изго-
товляют из ударопрочного полистирола
ил и а кр илон итр ил бутадиен стир ол ьн ого
пластика.
Транспортные роторы представляют
собой группу рабочих органов, обеспе-
чивающих непрерывное транспортное
движение потока деталей. Привод глав-
ного вала транспортного ротора осу-
ществляется через зубчатую передачу
от соседнего технологического ротора,
что обеспечивает п оворот рабочего
органа на один шаг за время переме-
щения инструментального блока техно-
логического ротора также на один
шаг. Следовательно, технологические
и транспортные роторы имеют одина-
ковую пропускную способность. Про-
цедура передачи деталей совершается
в процессе совместного движения ин-
струментальных блоков и рабочих
захватов, линейные скорости блоков
и захватов в момент передачи могут
быть равными, и, следовательно, абсо-
лютная скорость, при которой проис-
ходит эта процедура, не имеет домини-
рующего значения. При передаче де-
талей из транспортного ротора в тех-
нологический, из технологического в
транспортный и т. п. неизбежно воз-
никают нормальные и касательные
ускорения. Резкое изменение значений
и направлений действующих ускорений
в момент передачи вызывает удар де-
Рис. 14. Технологический ротор для химиче-
ской обработки деталей:
1 — зубчатое колесо; 2 — главный вал; 3 —
насос; 4 — диск с гнездами для деталей;
5 — ванна; 6 — раствор; 7 — деталь; 8 —
оросители; 9 — ременная передача; 10 —
электродвигатель
талей о захватные органы транспорт-
ных роторов или приемные механизмы
инструментальных блоков технологи-
ческих роторов. При этом возможно
разрушение, деформирование или выпа-
дение передаваемых деталей из за-
хватных органов. Кроме того, удары
вызывают ускоренное изнашивание
элементов роторов, разрегулирование
соединен ий, колебания и шум в авто-
матической роторной линии, снижают
точность изготовления’’ деталей^во. со-
седних технологических роторах,
302
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 15. Транспортные роторы, захватные органы которых обеспечивают:
а — поворот детали вокруг собственной оси; б — передачу деталей в одной плоскости^без
поворота; в — изменение позиций приема и выдачи деталей между соседними технологи-
ческими роторами; 1 — муфта синхронизации; 2 — зубчатое колесо; 3 — корпус; 4 —
главный вал; 5 — ползун; 6 — пазовый кулачок; 7 — блок ползунов; 8 — рейка; 9 —
клещевой захват; 10 — блок захватных органов; 11 — диск с ограничительным высту-
пом; 12 — корпус клещевого захвата; 13 — направляющая колонка; 14 — блок направ-
ляющих колонн
Уменьшить удар детали о рабочий
орган или избежать его можно выбором
оптимального закона перемещения де-
талей между роторами.
Имеющееся многообразие существу-
ющих конструкций механизмов при-
вода захватных органов можно пред-
ставить несколькими кинематическими
схемами:
1) без активного сопровождения
(рис. 16, а), когда радиусы 7?р и 7?тр
центров гнезд технологического ротора
и захватных органов транспортного
ротора касаются в одной точке; за-
хватный орган охватывает деталь, осво-
бождаемую из гнезда инструменталь-
ного блока технологического ротора,
и удерживает ее при дальнейшем транс-
портировании; при #р = 7?тр сор =
== сотр;
2) с активным сопровождением, ког-
да захватный орган транспортного ро-
тора под действием пружины (рис. 16,6)
или копира (рис. 16, в) заранее вы-
двигается в радиальном направлении
к передаваемой детали; радиусы /?р
7?Тр пересекаются в двух точках, что
и предопределяет трехучастковую тра-
екторию центра захватного органа
(от момента встречи с деталью до пол-
ного ее охвата; совместное движение
по дуге радиуса 7?р; от момента схода
на дугу радиуса $тр до полного вы-
хода детали из гнезда инструменталь-
ного блока технологического ро-
тора);
3) с угловой ориентацией (рис. 16, г)
центра захватного органа и радиаль-
ным перемещением ползуна, что поз-
воляет не только захватывать и пере-
носить в транспортный механизм де-
тали с некруглым сечением, но и зна-
чительно увеличить дугу активного
сопровождения. Такое исполнение меха-
низмов приема-передачи деталей позво-
ляет конструировать систему с превы-
шением одной угловой скорости над
другой в 2 раза и более;
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
303
Рис. 16. Типовые схемы привода захватных органов транспортных роторов:
1 — технологический ротор; 2 — передаваемая деталь; 3 — захватный орган; 4 — пол-
зун; 5 — транспортный ротор; 6 — пружина; 7 — копиры перемещения ползуна и пово-
рота захватного органа
В периоды совместного движения
захватного органа транспортного ро-
тора с гнездом технологического ротора
по радиусу 7?р линейные транспортные
скорости роторов должны быть равны
по значению и направлению, т. е.
Ур — иТр И 0)р]?р — (0Тр/?Тр.
При проектировании транспортных
роторов должны быть созданы системы
и механизмы одинаковой пропускной
способности, равной цикловой про-
изводительности, выбраны траектории
и параметры законов движения дета-
лей в интервале передачи, определены
силовые характеристики захватных ор-
ганов (пружин, вакуум-присосов, элек-
тромагнитов и т. п.), рассчитаны при-
водные механизмы для обеспечения
синхронной передачи обрабатываемых
деталей между соседними роторами.
Линейная синхронизация соседних ро-
торов по шагу выполняется с помощью
мелкомодульных зубчатых муфт, уста-
навливаемых на главных валах каж-
дого транспортного механизма.
При проектировании захватных орга-
нов и других механизмов, удержива-
ющих детали при их транспортирова-
нии и передаче между роторами, необ-
ходимо иметь в виду, что на деталь
кроме сил гравитации действуют цен-
тробежная сила, силы инерции и др.
По равнодействующей этих сил сле-
дует определять удерживающую силу
с коэффициентом запаса, равным 1,2—
1,5. Наилучшие условия надежной
передачи круглых деталей массой до
200 г и диаметром до 25 мм дости-
гаются при линейных скоростях: до
50 м/мин (рис. 16, а), до 100 м/мин
(рис. 16, б), до 150 м/мин (рис. 16, в),
до 200 м/мин (рис. 16, г).
Для передачи деталей с большими
скоростями (при высокой производи-
тельности) их следует транспортиро-
вать в гнездах конвейеров, в част-
ности цепных передач. Если установ-
лены экстремальные, в данном случае
минимальные, длительность обработки
и рабочие ходы инструмента, а также
число гнезд роторов и транспортная
скорость потока деталей, то цикловую
производительность роторных автома-
тических линий можно повысить рас-
ширением основных функций техно-
логических роторов путем резкого
снижения длительности вспомогатель-
ных ходов исполнительных органов
с обрабатывающими инструмента-
ми.
Это достигается оснащением техно-
логического ротора таким числом ком-
плектов рабочих инструментов, кото-
рое в несколько раз превышает число
исполнительных органов, например
штоков с поршнями гидроцилиндров
привода технологических движений.
При этом обрабатываемые детали по-
ступают в комплекты инструментов за
пределами технологического ротора,
ориентируются, центрируются и за-
крепляются в приспособлениях. Одно-
временно за пределами ротора с по-
мощью попутных копиров выполняют-
304
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 17. Схемы передачи деталей:
а — ротором; б и в — роторно-конвейерными линиями; 1 — обрабатываемые детали;
2,4 — транспортные роторы; 3 — технологический ротор; 5 — матрицы; 6 — пуансоны
ся вспомогательные ходы для подвода
и отвода инструментов.
Рассмотрим три схемы (рис. 17)
передачи деталей. Во всех случаях
технологические роторы имеют по во-
семь гнезд, одинаковые диаметры и
равные углы фт = 270°, определяющие
длительность нахождения детали в ро-
торе.
1. Обрабатываемые детали 1
(рис. 17, а) подаются транспортным
ротором 2 в технологический ротор 3
и после обработки выдаются в транс-
портный ротор 4. Матрицы 5 и пуан-
соны 6 установлены в восьми инстру-
ментальных блоках технологического
ротора.
2. Передача' обрабатываемых дета-
лей выполняется с помощью цепного
конвейера через два транспортных
ротора 2 (рис. 17, б) в технологический
ротор 3; затем детали той же цепью
выводятся из технологического ротора
двумя транспортными роторами 4.
В каждом звене цепи установлен ком-
плект инструментов, состоящий из
пуансона 6 и матрицы 5. В транспорт-
ных роторах 2 выполняются операции
по максимальному сближению инстру-
ментов с деталью, т. е. соверщацугся
все вспомогательные ходы. При обра-
ботке в технологическом роторе осу-
ществляются минимальные перемеще-
ния исполнительных органов и непо-
средственно рабочие ходы, при кото-
рых изменяется форма детали. Ходы
для развода инструментов и удаления
обработанных деталей совершаются в
транспортных роторах 4. Таким обра-
зом, в восемь гнезд технологического
ротора последовательно поступают 24
комплекта инструментов, находящих-
ся в одной транспортной цепи.
3. Обрабатываемые детали 1
(рис. 17, в) в двух транспортных рото-
рах 2 последовательно центрируются
с пуансонами 6 и матрицами 5, которые
установлены в различных цепях с оди-
наковым шагом. В механизмах 2
выполняются операции подвода ин-
струментов к деталям. Исполнитель-
ные органы технологического ротора 3
имеют короткие ходы и предназначены
только для обрабатывающих движе-
ний. В транспортных роторах 4 про-
исходит размыкание инструментов, и
детали с помощью транспортной цепи
передаются на последующую обра-
ботку. Число матриц 5 и пуансонов 6
в системе может быть одинаковым или
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
305
различным, если экспериментально
установлены расходы отдельно матриц
и пуансонов на единицу выпускаемой
продукции.
При постоянном угле срт вторая
и третья схемы обладают преимуще-
ством. В первом варианте рабочая
зона обработки не превышает 90—120°,
так как^после поступления детали
в технологический ротор необходимо
выполнить центрирование и базирова-
ние детали, подвести пуансон к детали
и переместить их до полного кон акта
с матрицей; после завершения обработ-
ки необходимо освободить деталь, от-
вести пуансон в исходное положение
и т. п. Две другие схемы позволяют
увеличить угол рабочей зоны техно-
логического ротора до 240°, т. е. в 2 —
4 раза повысить цикловую производи-
тельность. Кроме того, предоставляет-
ся реальная возможность выравнять
отказы инструментов путем использо-
вания в транспортных цепях разного
числа матриц и пуансонов.
Роторно-конвейерные линии. При
повышении цикловой производитель-
ности роторов и автоматических линий,
высокой непрерывности выполнения
технологических процессов значитель-
но возрастают требования к надежно-
сти, безотказности, ремонтопригодно-
сти’’линии, организации их функцио-
нирования и обслуживания на каче-
ственно новой основе. Опыт промыш-
ленной эксплуатации роторных авто-
матических линий показывает, что
наибольшая доля (до 90 %) потерь
производительности приходится на по-
иск и устранение отказов, связанных
с выходом из строя рабочих инстру-
ментов, инструментальных блоков тех-
нологических роторов, захватных ор-
ганов транспортных роторов. При опре-
деленной производительности (около
30—50 деталей, обработанных каждым
комплектом'"инструментов за 1 мин)
эта’проблема решалась путем приме-
нения быстросъемных конструкций ин-
струментальных блоков, наладкой их
вне автоматических линий на спе-
циально оборудованных стендах.
В связи с созданием высокопроизво-
дительных роторных и роторно-кон-
вейерных линий возникла задача раз-
работки устройств автоматической сме-
ны инструмента (АСИ), позволяющих
автоматически осуществлять проце-
дуры обнаружения, изьятия и замены
отказавших инструментальных блоков
или отдельных инструментов техноло-
гических роторов. С ростом цикловой
производительности доля «инструмен-
тальных» потерь начинает существен-
но влиять на фактическую производи-
тельность.
В каждом конкретном случае эффект
повышения производительности от при-
менения устройств АСИ заключается
в сокращении простоев роторных авто-
матических линий при съеме, наладке
и установке инструментальных блоков.
В автоматических роторах и ротор-
но-конвейерных линиях в процессе
обработки осуществляется совместное
движение предметов обработки и ин-
струмента по замкнутой траектории,
причем некоторая’"часть ее свободна
от каких-либо технологических или
вспомогательных функций. Наличие
такого участка на траектории движе-
ния инструмента позволяет контроли-
ровать его, применять быстросменные
блочные инструментальные конструк-
ции, наладка которых при необходи-
мости может осуществляться вне линии,
вводить устройства для автоматиче-
ской смены рабочего инструмента
(АСИ).
Инструмент и приводные органы
технологического ротора разделены и
только некоторый промежуток време-
ни перемещаются в плоскости транс-
портирования по общей траектории,
на которой они могут взаимодейство-
вать. Далее они совершают движение
в этой плоскости по разным траекто-
риям: приводные органы — по круго-
вой в технологическом роторе, а ком-
плект рабочего инструмента и пред-
меты обработки — по произвольной,
определяемой компоновкой. Универ-
сальность траектории последних обес-
печивает гибкий цепной конвейер.
В наиболее общей структурной схеме
роторно-конвейерной линии комплект
рабочего инструмента имеется в спе-
циальном роторе перед технологиче-
ским ротором, либо непосредственно
в технологическом роторе. Аналоги-
чно, единый комплект инструмента
разбирается либо сразу по выходе из
технологического ротора, либо после
специального ротора, установленного
306
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 18. Схема роторно-конвейерной линии:
а — развертка роторов на плоскость; б — сечение по верхней цепи; в — сечение по ниж-
ней цепи
после технологического. Достигается
это тем, что каждый рабочий инстру-
мент и предметы обработки переме-
щаются в собственных транспортных
конвейерах.
Роторно-конвейерная линия для
штамповки дна цилиндрического ста-
канчика (рис. 18) работает следующим
образом. Предмет обработки (детали) 2
при движении цепного конвейера 3
по стрелке А передается в ротор 1
приема детали, приводной органf5
которого от кулачка 4 надевает дета-
ли 2 на пуансон 9 цепи 10. При движе-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
307
нии цепи 10, огибающей натяжную
звездочку 23 (по стрелке Б)\ соответ-
ствующая инструментальная ,наладка
пуансона 9 с надетсй деталью 2 впи-
сывается в ротор смыкания 11. Цепь 8,
несущая матрицы 7 и выталкиватели 6,
перемещается по стрелке В. На сов-
местной траектории этих цепей в ро-
торе смыкания 11 приводной орган 13
от кулачка 12 подает пуансон 9 с пред-
метом обработки в матрицу 7, совер-
шая вспомогательный ход. Таким об-
разом, образуется необходимый комп-
лект инструмента (блок) с предметом
обработки, который полностью под-
готовлен для выполнения технологи-
ческой операции. При дальнейшем сов-
местном движении двух цепей комплект
инструмента поступает в технологи-
ческий ротор 14, в котором приводной
орган 15 (гидравлический), осуществ-
ляя технологическое перемещение,
штампует дно стаканчика. Далее ком-
плект инструмента после снятия на-
грузки с пуансона 9 перемещается
в ротор 18 размыкания инструмента,
приводной орган 16 которого от ку-
лачка 17 выталкивает деталь 2 вместе
с пуансоном 9 выталкивателем 6
из матрицы 7. После этого ротора комп-
лект инструмента перестает существо-
вать: цепь 8 с матрицами 7 и вытал-
кивателями 6 перемещается по стрел-
ке Г, а цепь 10 с пуансонами 9 и от-
штампованными деталями 2 — по
стрелке Д к ротору 19 выдачи детали.
Затем деталь 2 приводным органом 21
от кулачка 20 снимается с пуансона 9
и передается в огибающий натяжные
звездочки 24 цепной конвейер 22,
который транспортирует поток деталей
в следующую роторно-конвейерную ли-
нию.
В такой конструкции, создаваемой
отделением рабочего инструмента от
приводного органа технологического
ротора, возможны дифференциация
суммарного хода на вспомогательный
и технологический и выполнение их
разными роторами: вспомогатель-
ного — механическим ротором, тех-
нологического — гидравлическим. При
этом гидравлический ротор освобо-
ждается от функций приема деталей,
выполнения вспомогательного хода,
выдачи деталей, что делает его кон-
струкцию и гидропривод ротора проще,
надежнее и дешевле. Лучше решается
вопрос передачи предметов обработ-
ки, так как появляется возможность
обеспечения необходимого времени пе-
редачи в условиях высокой производи-
тельности (высокой транспортной ско-
рости) с помощью специального ро-
тора с необходимым числом позиций.
Роторно-конвейерная линия может
иметь большую, чем ротор, производи-
тельность при одинаковых транспорт-
ных скоростях. Особенно это харак-
терно для силовых операций с техно-
логическим усилием порядка 0,2—
0,4 МН. Так как шаг технологиче-
ского ротора для этих операций опре-
деляется размерами силового гидро-
цилиндра, который в несколько раз
(для операции обратного выдавлива-
ния чашки с усилием 0,4 МН примерно
в 3 раза) больше возможного шага
инструментальных позиций, опреде-
ляемого поперечными сечениями ра-
бочего инструмента, то ротор может
быть выполнен только с максимальным
шагом (обусловленным силовым гидро-
цилиндром). -Транспортный шаг (оп-
ределяющий скорость движения и про-
изводительность) роторно-конвейер-
ной линии зависит от габаритов ин-
струмента, а шаг технологического ро-
тора — от гидроцилиндра. Число ро-
торов определяется отношением —
= -т^-, где Zip и — шаг ротора и
Цц
цепи соответственно (например, для
210 мм
операции выдавливания = —---------=
г р 70 мм
= 3). Эти роторы смещены относитель-
но друг друга по углу на шаг цепи,
что позволяет обработать все детали.
Главная особенность роторно-кон-
вейерной линии и одно из основных
преимуществ — возможность осуще-
ствления автоматической смены ин-
струмента. Так как инструмент на не-
которой части кинематического цикла
не связан с технологическим ротором и
движется на свободном участке, то
появляется возможность размещения
устройств АСИ без усложнения кон-
струкции технологических роторов.
Кроме того, роторно-конвейерная ли-
ния позволяет обеспечить необходимое
время замены инструмента практиче-
ски при любой производительности,
308
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
так как в общем случае устройство
автоматической смены может быть вы-
полнено в виде специального ротора
с необходимым числом позиций. Обыч-
ные натяжные ролики могут быть
превращены в роторы автоматической
смены без существенного нарушения
компоновки ротора и увеличения ее
габаритов (Pai, Рд4 — роторы
автоматической смены). Кроме того,
наличие прямолинейных участков це-
пи А может быть также использовано
для размещения ‘ устройств автомати-
ческой смены. Так как роторно-кон-
вейерная линия высокопроизводитель-
на, то ее невыгодно использовать при
малой производительности, что свой-
ственно некоторым действующим ро-
торным линиям. Окупаемость устройств
автоматической смены может обеспе-
чить только высокая производитель-
ность линии.
Структурная схема роторно-кон-
вейерной линии подготовлена к уст-
ранению потерь путем введения уст-
ройств АСИ.
Систематизация известных конст-
рукций устройств АСИ по классифи-
кационным признакам может обе-
спечить возможность прогнозирования
и синтеза структурных схем, отвеча-
ющих возрастающей производитель-
ности машин и обеспечивающих их
безотказную работу в течение заданного
интервала времени.
Возможные схемы устройства АСИ
для роторных и роторно-конвейерных
линий могут быть рассмотрены как
варианты резервирования замеще-
нием отказавших инструментальных
блоков или их элементов.
Важнейший показатель резерви-
рования — его масштаб и кратность.
В зависимости от масштаба резерви-
руются целиком инструментальные
блоки или элементы инструментальных
блоков, что является единственно воз-
можным для роторно-конвейерных ли-
ний.
Возможность резервирования эле-
ментов блоков в отличие от резерви-
рования блоков целиком позволяет сни-
зить стоимость комплекта запасных
инструментальных блоков на вели-
чину
А — С max (/, /, /) — iC t —
jCj lCh
где С — стоимость блока; max (i,
/, I) — максимальное необходимое чис-
ло резервных пуансонов i, матриц /,
съемников Z, равное числу блоков;
Ct, Cj, Ci — стоимость каждого ре-
зервного элемента.
Кратность резервирования —
отношение числа резервных элементов
(блоков) тр к числу резервируемых
элементов (блоков) технологиче-
ского ротора или инструментального
конвейера:
К - 2
Лр “ Яр р’
где гр — число исполнительных орга-
нов (кассет) устройств АСИ, содер-
жащих резервные блоки.
Все это позволяет свести многооб-
разие вариантов резервирования к трем
схемам (раздельного, группового и
общего) с различными показателями
кратности.
В табл. 6 приведены структурные
схемы резервирования автоматических
роторных и роторно-конвейерных ли-
ний, а также конструктивных реали-
заций способов резервирования заме-
щением в виде устройств АСИ.
Раздельное резервирование с целой
кратностью, когда за каждым работа-
ющим блоком закреплены один или
несколько резервных, осуществимо
лишь для роторов, например, на вось-
мишпиндельном роторном токарном ав-
томате мод. 6С176 (вариант 1.1). Од-
нако резервирование такого типа из-за
конструктивных особенностей авто-
матических роторных линий не нашло
конструктивной реализации.
Резервирование с дробной кратно-
стью, при котором за работающими
блоками запасные блоки индивиду-
ально не закреплены, а резервный
блок или элемент блока приходится
на несколько или на всю совокупность
работающих (соответственно группо-
вой и общий резерв), возможно для
роторных и является единственно воз-
можным для роторно-конвейерных ли-
ний в связи с выделением инструмен-
тальной части линии в конвейер.
Каждый из рассмотренных принци-
пиальных вариантов определяет мно-
жество конструктивных реализаций.
Групповое резервирование инструмен-
тальных блоков и их элементов в ро-
Роторные автоматические линии
309
торно-конвейерных линиях (вари-
анты II.2, II 1.2) осуществляется с по-
мощью специальных устройств.
Общее резервирование реализуется
устройствами АСИ, обслуживающими
всю совокупность инструментальных
блоков в конвейере. При общем резер-
вировании запас может быть израсхо-
дован на восстановление работоспособ-
ности любого блока. Для роторов это
устройство конструктивно представ-
лено вариантом 1.3. Конструктивная
реализация такого типа резервирова-
ния у роторно-конвейерных линий
существенно расширяется отделением
инструментальной части машины от
привода и осуществлением цикла за-
мены отказавшего инструмента либо
на прямолинейном участке цепи, либо
в специальном роторе. Это позволяет
практически устранить влияние дли-
тельности цикла замены блока на про-
изводительность ротора, так как за-
мена происходит на участке перемеще-
ния блока вне технологического ро-
тора. Принцип общего резервирования
(варианты II.3, III.3) реализован та-
кже в некоторых подобных устройст-
вах.
Количественная оценка степени по-
вышения надежности роторов при вве-
дении резервирования замещением и
выбор наиболее перспективных схем-
ных вариантов устройств АСИ воз-
можны после разработки математиче-
ской модели каждого из вариантов
резервирования. Критерий успешного
применения устройства АСИ — обе-
спечение вероятности Р (/) 0,997 без-
отказной работы ротора за требуемый
интервал времени.
Наиболее эффективный вариант
устройства АСИ (по надежности) —
обеспечивающий требуемую надеж-
ность при минимальном числе запас-
ных инструментальных блоков (ЗИБ)
с учетом статистического разброса
параметров надежности заменяемых
инструментальных блоков. Количе-
ственное сравнение схем АСИ связано
с определением ‘характеристик надеж-
ности рабочего инструмента, т. е.
п остр оен ием в ер оятн остн о-ст атисти-
ческих моделей надежности инстру-
мента.
Причина отказов инструментальных
блоков заключается в поломках и из-
носе инструментов. Это позволяет опи-
сывать их распределения компози-
ционным законом. Эксперименталь-
ные данные по надежности инструмен-
тальных блоков^штамповки, чеканки,
пробивки свидетельствуют о том, что
доля отказов в связи с износом бло-
ков таких конструкций невелика и
составляет 0,45—0,55 % от общего
числа отказов. Отказ деформирующего
инструмента может произойти в слу-
чайный момент времени как из-за оп-
ределенного вида дефектов, так и при
накоплении определенного числа отра-
ботанных циклов (повреждений). Если
рассматривать этот процесс как дис-
кретный с непрерывным временем,
то^может быть предложена следующая
модель, основанная на законе Пуас-
сона.
Пусть состояния элемента характе-
ризуются как Ео, Е1} Е%, ..., Еь, где
k — число накопленных повреждений.
Если вероятность перехода из состо-
яния Е^ в Ek+i за интервал (t, /+ Л/)
равна аД/ + ОД/, то это соответствует
случаю, когда моменты переходов соз-
дают ординарный стационарный по-
ток без последействия. Для определения
функций Pk (0, выражающих вероят-
ность нахождения системы к моменту t
в состоянии Ek, может быть составлена
следующая рекуррентная бесконеч-
ная система дифференциальных урав-
нений:
Ро (0 = — «/’о (0;
= (0 + оР0(/);
P'k (0 = -aPft(0 + «Pft_1 (0,
решение которой при начальном усло-
вии
( 1, если k — 0;
(0) | q, если £_^0;
следующее:
й>о,
где % — интенсивность перехода из
состояния в состояние; Ро, Plt ...,
Pk — вероятности нахождения системы
в состоянии 1, 2, ..., k.
310
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
6. Схема резервирования
Крат- ность резерва Тип резерва Структурные схемы линий
I. Роторная
РЮ й й о Я
Целая 1. Раздельный ОООЮ 6 ооою S осою 5 oooio 5 Резерв блоков 1.1
Дробная д л о Гг—Л о |Н—п| » Irl hl OL-~1 гСЪ HZh О —
3. Общий 1.3 1Ж
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
311
II. Роторно-конвейерная
III. Конвейерная
Резерв блоков или элементов блоков
II.2
312
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
7. Количественные характеристики
надежности инструментальных блоков
Техноло- гическая операция Точечная оценка X 1 Верхняя довери- тельная граница Нижняя довери- тельная граница Хн
Штам- повка 0,372 0,453 0,308
Чеканка 0,273 0,376 ' 0,188
Пробив- ка от- верстий 0,730 0,930 0,540
Примечание. % — ин-
тенсивность отказов инструменталь-
ных блоков.
Анализ эмпирических и теоретиче-
ских кривых распределения вероят-
ностей появления отказов за заданный
интервал времени подтверждает, что
вероятность появления отказов под-
чиняется закону Пуассона. Проверка
согласия эмпирических и теоретиче-
ских значений частоты проведена с по-
мощью критерия %2. Доверительные
границы построены при значениях до-
верительной вероятности Р (/) = 0,99.
Количественные характеристики на-
дежности инструментальных блоков
представлены в табл. 7.
Установление моделей отказов
штамповочного инструмента позволяет
перейти к количественной оценке стру-
ктурных вариантов резервирования,
так как от правильного выбора вари-
анта резервирования, а затем его кон-
структивной реализации, во многом
зависит эффективность работы линии,
оснащенной устройством АСИ.
Процесс расчета надежности линий,
оснащенных устройствами АСИ, ус-
ложняется в основном вследствие на-
личия резервных элементов и перево-
дов из одного уровня избыточности;на
другой; при невозможности, а в не-
которых случаях ограниченности’числа
восстановлений (например, в том слу-
чае, когда восстановление заключается
в простой замене, а запасных блоков —
конечное число); очереди на восста-
новление отказавших блоков.
Количественные характеристики на-
дежности технологических роторов, ос-
нащенных устройствами АСИ всех
возможных конструктивных испол-
нений, определяются на основе обоб-
щенной структурной схемы резерви-
рования. Обобщенная структурная
схема резервирования характеризует
соотношение между числом резерви-
руемых элементов (блоков инструмента,
отдельных инструментов), приходя-
щихся на одну позицию устройства
АСИ, и числом резервных блоков,
находящихся в каждом исполнитель-
ном органе устройства АСИ, напри-
мер кассете.
Увеличение числа исполнительных
органов устройства АСИ до числа ин-
струментальных блоков обеспечивает
раздельное резервирование (вари-
ант 1.1), а уменьшение до одного —
схему с исполнительным органом, об-
служивающим всю совокупность ин-
струментальных блоков (варианты 1.3,
II.3, Ш.З).
Недостаток устройств группового и
раздельного резервирования заклю-
чается в необходимости пополнения
запаса инструментов в отдельных
кассетах с целью исключения останова
технологического ротора в процессе
работы линии при неравномерной вы-
работке кассет из-за статистического
разброса параметров стойкости инст-
румента. С одной стороны, для устра-
нения этого необходимы соответству-
ющая количественная оценка, а с дру-
гой — применение специальных под-
питывающих устройств, наличие ко-
торых также может быть смоделиро-
вано на основе обобщенной схемы ре-
зервирования.
Технологические роторы должны
быть подготовлены так, чтобы при
внедрении системы АСИ не ухудша-
лись параметры технологического про-
цесса с учетом того, что при автомати-
ческой замене не допускается последу-
ющая подналадка инструмента.
Так как наладка при внедрении си-
стемы АСИ осуществляется централи-
зованно и на процессе изготовления
могут отражаться индивидуальные осо-
бенности и несогласованность кинема-
тических и других параметров обору-
дования и наладочных стендов, дол-
жны быть известны устойчивость и
стабильность технологического про-
цесса. При внедрении системы АСИ
КЬТОРНЫЁ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИНИИ
313
Рис. 19. Кинематическая схема привода вращения роторов с планетарными механизмами
[А. с. № 744176 (СССР)]
необходимо создать гамму устройств
АСИ, наладочных и поверочных стен-
дов для наладки рабочего инструмента
вне роторных линий, а также пере-
строить обслуживание технологиче-
ческого оборудования. Наладчик, об-
служивающий линию, превращается
в наблюдателя-оператора. Необхо-
димы оценка эффективности различ-
ных конструктивных вариантов уст-
ройств АСИ, а также расчета числа за-
пасных блоков и эффективности сис-
темы АСИ в целом.
Системы привода вращения роторов.
В роторных автоматических линиях
конструктивно реализуются три прин-
ципиально различных варианта рас-
пределения энергии.
Первый вариант характерен для
линий, в которых объединены техно-
логические роторы с механическим
приводом движения исполнительных
органов, причем затраты энергии в ка-
ждом роторе не превышают величин,
соответствующих силе]взаимодействия
между инструментом и обрабатывае-
мой деталью до 10 кН. Роторы приво-
дятся во вращение от электродвигателя
через клиноременную передачу и чер-
вячный редуктор. Вращение переда-
ется главному валу наиболее нагру-
женного или среднего технологиче-
ского ротора. Остальные технологи-
ческие и транспортные роторы, если
они имеют одинаковые шаговые рас-
стояния, измеряемые по траектории
потока обрабатываемых деталей, со-
единены между собой с помощью ци-
линдрических зубчатых колес. Если
роторная линия состоит из нескольких
групп роторов с различными шаговыми
расстояниями, то передача энергии
от электродвигателя к отдельным груп-
пам роторов осуществляется через
индивидуальные червячные редукторы.
Таким образом, от одного электродви-
гателя осуществляется вращение ро-
торов (транспортное движение) и пе-
ремещение исполнительных органов
роторов (технологическое движение).
Во втором варианте объединены ро-
торные линии, в которых отдельные
технологические роторы имеют инди-
видуальные приводы технологического
движения, например привод кулачко-
вых патронов и дисковых ножей,
гидравлический привод деформирую-
щего инструмента и т. п. В этих кон-
струкциях имеется два отдельных ис-
точника энергии для выполнения тех-
нологических и транспортных движе-
ний. Синхронизация вращения рото-
ров осуществляется через жесткую
систему привода от червячных редук-
торов и зубчатых передач транспорт-
ного движения. ...
В третьем варианте предполагается
привод отдельных роторных групп от
индивидуальных электродвигателей с
синхронизацией вращения роторов с
помощью планетарных механизмов.
На рис. 19 приведена кинематическая
314
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 20. Схемы маршрутов'обрабатываемых деталей между соседними^ехнологическими
роторами:
а — Upi = мр2 = 6; б — мр1 = 6; мр2 = 8; в — мр1 = 9; мр2 = 5
схема привода с четырьмя планетар-
ными механизмами, хотя в общем слу-
чае число их может быть и большим.
Зубчатый привод исполнительных орга-
нов имеет корпус /, приводы 2—5,
подшипниковые опоры 6—10, двух-
ступенчатые планетарные механизмы
И—14, кинематическую цепь 15, со-
держащую колеса 16 и 17, предохра-
нительную муфту- 18 и маховик 19.
Планетарный механизм 11 имеет цен-
тральные звенья 20—22, образующие
первую ступень, и центральные звенья
23—25, образующие вторую ступень;
планетарный механизм 12 имеет цент-
ральные звенья 26—28 первой ступени
и центральные звенья 29—31 второй
ступени; планетарный механизм 13
имеет центральные звенья 32—34 пер-
вой ступени и центральные звенья 35—
37 второй ступени; планетарный ме-
ханизм 14 содержит центральные зве-
нья 38—40 первой ступени и централь-
ные звенья 41—43 второй ступени.
К колесам 17 кинематической цепи
могут быть присоединены дополни-
тельные исполнительные органы 51—
53. Каждое из выходных звеньев, на-
пример звено 30, может быть кинемати-
чески связано с группой дополнитель-
ных исполнительных органов, напри-
мер 54, 45 и 55.
Вследствие существующих кинемати-
ческих связей моменты на выходных
звеньях определяются выражением
/И24 ~ ^30 — ^36 = ^42 =
k
1=1
где Mi — моменты сопротивления
исполнительных органов, приведенные
к выходному звену 24', i = 1, 2, 3, ...
k (k — число исполнительных органов).
Наличие предохранительной муфты
18 позволяет повысить надежность ра-
боты привода, а наличие маховика 19
и подшипниковых опор 10 позволяет
упростить наладку привода и осущест-
влять вращение планетарных механиз-
мов и исполнительных органов при
выключенных двигателях вручную.
При вращении маховика 19 входные
звенья 20, 26, 32 и 38 благодаря опо-
рам 6, 7, 8 и 9 остаются неподвиж-
ными, а передача вращения от махо-
вика 19 к выходным звеньям 24, 30,
36 и 42 осуществляется по тем же ки-
нематическим цепям, чго и при вклю-
ченных двигателях. Такое выполне-
ние привода позволяет сообщать вра-
щение нескольким параллельно рабо-
тающим технологическим роторам при
равномерном распределении нагрузки
между ними и постоянном соотноше-
нии их скоростей вращения.
Маршруты потоков деталей. Одной
из основных конструктивных особен-
ностей автоматических роторных и ро-
торно-конвейерных линий является наг
личие жесткого привода, обеспечива-
ющего синхронное вращение всех ро-
торов. На каждую позицию принима-
ющего ротора поступают детали со
строго определенных позиций переда-
ющего ротора. Вопросы управления
качеством изготовляемых деталей, уп-
равления потоками продукции и т. д.
привели к необходимости исследования
принципов передачи обрабатываемых
деталей между инструментальными
блоками соседних и последующих ро-
торов.
Ниже рассмотрены три (рис. 20)
маршрута деталей: простой, смешан-
ный и сложный.
1. Простой маршрут назначают при
одинаковом числе позиций во всех
роторах линии. Детали каждого тех-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
315
нологического потока поступают по-
следовательно на обработку в одни и
те же инструментальные блоки тех-
нологических роторов. Практическое
использование простого маршрута,
цифровая модель которого представ-
лена на рис. 20, а, целесообразно при
обработке на роторных линиях дета-
лей нескольких номенклатур по сход-
ным технологическим процессам, ко-
гда инструментальные блоки имеют
существенные конструктивные раз-
личия.
2. При смешанном маршруте число
технологических потоков кратно чи-
слу инструментальных блоков сосед-
них роторов или эти числа имеют об-
щий сомножитель. Отдельные варианты
построения автоматических роторных
линий по схеме неполного сложного
маршрута рекомендуются при обра-
ботке деталей нескольких номенклатур,
когда формоизменяющие штамповоч-
ные операции чередуются с вспомо-
гательными (термическая обработка,
покрытие, травление, фосфатирование
и т. п.).
3. При сложном маршруте числа ин-
струментальных блоков головного и
соседних роторов не равны и не имеют
общих сомножителей. Обрабатываемые
детали каждого потока последователь-
но переходят по всем инструменталь-
ным блокам соседних технологических
роторов. Применение такой схемы
маршрута рекомендуется для техно-
логических процессов, когда время
обработки в роторах различается зна-
чительно.
Варианты маршрутов различаются
наибольшим общим делителем и чис-
лом маршрутов обрабатываемых де-
талей NM = НОК (цр1, Цр2> •••> «рт).
Система автоматического управления
технологическим процессом основ ы-
.вается на схемах маршрутов, должна
быть замкнутой и состоять из техно-
логических операций и операции управ-
ления. Качественное и количественное
описание детерминированных техно-
логических операций позволило уста-
новить: 1) состав и длину структуры
технологического потока на входе и
выходе каждой позиции технологиче-
ского ротора; 2) закономерности обра-
зования маршрутов; 3) номера фик-
сированных позиций любого техно-
логического маршрута; 4) цикл мар-
шрута; 5) наглядные способы пред-
ставления закономерностей маршру-
тов (стрелочный и цифровой).
Детерминированность технологи-
ческих операций внутри роторных ли-
ний позволила выявить многочислен-
ные практические приложения.
1. На стадии проектирования
установлены целесообразные сочета-
ния чисел инструментальных блоков
в роторах для технологических про-
цессов, отдельные операции которых
находятся в корреляционной связи.
2. Рассчитаны количественные ха-
рактеристики технологического по-
тока на входе и выходе любой позиции
обрабатывающего ротора.
3. Определены совокупности эле-
ментов инструмента, участвующих в
производстве деталей данного вида, и
числа таких совокупностей в автомати-
ческой роторной линии.
4. Найдены номера роторов и блоков
инструментов, в которых возник брак,
и дана информация на общем пульте
контроля технологического процесса.
5. Широко использованы методы
блокирующего контроля.
6. Установлены объемы репрезента-
тивных выборок для избирательного
контроля.
При проектировании АРЛ выполня-
ют сначала технологические расчеты,
затем конструкторские и поверочные.
" При технологических расчетах опре-
деляют параметры операций и перехо-
дов, устанавливают допустимое время
пролеживания деталей в межопераци-
онных заделах, разрабатывают реко-
мендации по применению СОЖ и
поверхностных покрытий (например,
фосфатирование) для улучшения ус-
ловий выполнения операций и пере-
ходов.
При конструкторских расчетах ус-
танавливают длительность рабочих и
вспомогательных ходов, число гнезд
технологических и транспортных ро-
торов; число роторов в линии, переда-
точные числа привода вращения ро-
торов, параметры законов движения
исполнительных органов технологи-
ческих роторов, размеры кулачко-
вых, гидравлических и других меха-
низмов главного привода, мощность
приводных электродвигателей, необ-
316
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
ходимые давление и расход жидкости
гидравлического привода и т. п.
При поверочных расчетах проверяют
изгибные и контактные напряжения
инструментов, валов, осей, зубчатых
и клиноременных передач; перегрузку
предохранителей; пусковой момент
электродвигателей; нагрев, износ и
долговечность передач всех видов.
Надежность и производительность
являются функционально зависящими
квалиметрическими характеристика-
ми, оценивающими эффективность
функционирования роторных автома-
тических линий.
Основой создания автоматических
линий, систем и комплексов является
технологический процесс. На началь-
ной стадии проектирования теорети-
ческие и экспериментальные исследо-
вания позволяют установить мини-
мальную длительность обработки на
каждой технологической операции, а
следовательно, и экстремальный пе-
риод tp рабочих ходов создаваемой ма-
шины.
Производительность идеального ро-
тора с цр инструментальными гнез-
дами или блоками при^условиях не-
прерывного действия, абсолютной на-
дежности и бесконечной долговечности
называется технологической:
/7Т = 77(/р, «р) = -^-.
гр
Реальная машина отличается от
идеальной, во-первых, наличием вспо-
могательных ходов исполнительных
органов и -рабочих инструментов; во-
вторых, ограниченной надежностью и
конечной долговечностью элементов,
механизмов и узлов. Период рабочего
цикла каждого инструмента машины
состоит из промежутков времени на
совершение рабочих /р и вспомога-
тельных ходов. Частота и автома-
тизм повторения рабочего цикла ис-
полнительными органами позволяют
определить цикловую производитель-
ность ротора:
Пц~ П (Ар, /в, Wp) = -т •
На стадии проектирования целесо-
образно оценивать прогнозируемую
производительность как число объек-
тов или деталей, которое может обра-
ботать машина в единицу времени при
ожидаемых условиях эксплуатации:
77п ~ 77 (^р, 7В, 7ц, Цр) =
_ Цр
^р + + М Кп} ’
где М {/п} — математическое ожида-
ние длительности вынужденных про-
стоев ротора, приходящихся на каж-
дую обработанную деталь в ожидае-
мых условиях эксплуатации.
Категории производительности при-
менительно к одному инструменту
можно иллюстрировать с помощью мо-
делей потоков (рис. 21).
Так, технологической производи-
тельности соответствует непрерывный
поток, в котором интервалы взаимодей-
ствия инструмента или обрабатыва-
ющей среды с деталью стыкуются и
рабочий инструмент не имеет вспомо-
гательных ходов.
Цикловая производительность ха-
рактеризуется моделью такого потока,
в котором интервалы вспомогатель-
ных ходов прерывают процесс обра-
ботки, т. е. контакт между инстру-
ментом и деталью прерывается на пе-
риод вспомогательных ходов.
Прогнозируемая производительность
представляется потоком, в котором
интервалы рабочих ходов инструмента
прерываются вспомогательными хо-
дами и прогнозируемыми простоями
машины, приходящимися на одну обра-
ботанную деталь.
В реальных условиях эксплуатации
среднеарифметические значения ин-
тервалов простоев машины могут
быть больше или меньше прогнозиру-
емых величин, представляемых через
математическое ожидание. Это и от-
личает последний поток от предыду-
щего, действительную производи-
тельность от прогнозируемой.
Отказы элементов роторных автома-
тических линий — случайные события,
так как они являются результатом
взаимодействия множества различных
факторов, прогнозировать действие ка-
ждого из которых практически не
представляется возможным. Условно
отказы можно разделить на две группы:
текущие, которые возникают сравни-
тельно часто в устройствах автомати-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
317
Рис. 21. Модели потоков, иллюстрирующие производительность на стадиях проектиро-
вания (а) и эксплуатации (б) роторов
ческой загрузки и многопоточной
части линии (см. рис. 2), являются лег-
ко устранимыми или устраняются ав-
томатически; трудноустранимые, воз-
никающие реже текущих, в основном
в обслуживающих системах, и требу-
ющие останова линии, демонтажа ме-
ханизмов, проведения восстановитель-
ных работ со значительными затра-
тами времени. В этом случае работо-
способность роторной линии восста-
навливает бригада наладчиков, в ко-
торую входят механики, электрики и
ремонтные рабочие других категорий.
Частоты появления отказов и за-
траты времени на выполнение восста-
новительных работ носят случайный
характер. Случайными величинами яв-
ляются: время от начала эксплуатации
до первого отказа роторной линии;
время между последовательными от-
казами; время между капитальными
ремонтами; длительность единичных
восстановлений при возникновении те-
кущих и трудноустранимых отказов
и т. п.
Если пренебречь отказами обслужи-
вающих систем (гидропривода, элект-
рооборудования и т. п.), то функция
прогнозируемой производительности с
учетом длительности обработки и
вспомогательных ходов, характери-
стик (параметров) потоков отказов и
восстановлений менее надежных меха-
низмов записывается в виде
77п = П (/р, /в, Wp, /и, NПр,
^тр» 0ин> 0лр, 0тр) —
Цр
^р + + ”д7~" ирт +
+ 0^ m+^p.(m+l) -
yvnp /v тр
где /р, /в — периоды рабочих и вспо-
могательных ходов исполнительных
механизмов технологических роторов;
Пр — число гнезд технологического
ротора; т — число технологических
роторов в линии; 7УИН, 7Vnp, ^тр —
средние наработки на отказ, выражен-
ные через число срабатываний между
отказами, обусловленным соответст-
венно инструментами, потерями дета-
лей на входе и внутри линии, тран-
спортными устройствами; 0ИН, 0пр,
0тр — соответственные средние дли-
тельности восстановлений.
Приведенная формула устанавливает
функциональные зависимости между
надежностью элементов ^роторной ли-
нии и прогнозируемой производи-
тельностью. Прогнозируемая про-
изводительность зависит как минимум
от десяти параметров, причем четыре
318
. РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
параметра (Zp, ZB, wp, tri) — постоян-
ные для любой спроектированной мо-
дели роторной автоматической линии,
а остальные шесть параметров, оцени-
вающих поток отказов (Мин, Мпр,
Мтр) и поток восстановлений (0ИН,
0пр, 0'гр), являются случайными вели-
чинами и на стадии проектирования
их следует рассматривать как мате-
матические ожидания. Функциональ-
ная зависимость между надежностью
и производительностью составлена для
простейшей модели роторной автома-
тической линии, у которой допуска-
ется равное число гнезд (wpl = и^> =
— ... = Wpm) во всех т роторах, рав-
ные длительности рабочих (/р1 =
= /р2 = ... = /рт) и вспомогатель-
ных (/в1 = tB2 = ... = ZB/;?) ходов,
равные параметры законов отказов
и восстановлений для всех роторов.
Более сложные варианты расчета про-
гнозируемой производительности це-
лесообразно выполнять в форме та-
блиц.
Процесс промышленного освоения
роторных автоматических линий, как
и любого вида новой техники, можно
рассматривать как переходный. Он
характеризуется изменяющимися па-
раметрами надежности, а следователь-
но, и производительности, которые
к концу периода освоения стабили-
зируются, достигая экстремального
(минимального для надежности, мак-
симального для производительности)
значения.
Дестабилизирующие факторы мо-
жно разделить на два основных вида:
технические — приработка и контроль
отдельных механизмов и элементов;
замена технологических инструментов,
аппаратов и агрегатов; модернизация
устройств автоматической загрузки,
механизмов рабочих и вспомогатель-
ных ходов; перемонтаж соединений
и систем привода; регулирование си-
стем контроля, наблюдения и управ-
ления; введение или упразднение си-
стем блокировки и т. п.; организацион-
ные — обучение операторов и налад-
чиков поиску неисправностей и про-
ведению восстановительных и профи-
лактических работ с минимальными
затратами рабочего времени; разра-
ботка научно обоснованных норм за-
паса и обеспечение своевременной за-
мены, восстановления и наладки от-
казавших элементов; разработка ра-
циональных способов доставки запас-
ных частей к стендам, линиям, служ-
бам наблюдения и ремонта.
В процессе промышленного освое-
ния роторных автоматических линий
выявляются возможности интенси-
фикации технологических операций,
выполняемых на отдельных роторах;
сокращения цикловых потерь времени
рабочего цикла; уменьшения затрат
времени на проведение восстановитель-
ных и профилактических работ, т. е.
поиск возможностей сокращения вне-
цикловых потерь времени рабочего
цикла. Для исследован и й интенсифи-
кации операций технологического про-
цесса, снижения влияния дестабили-
зирующих факторов и сокращения
цикловых и внецикловых потерь вре-
мени рабочего цикла требуется опре-
деленный интервал времени, который
и составляет период освоения роторных
автоматических линий. Этот период
в условиях промышленного предприя-
тия, осваивающего роторные линии
впервые, составляет 2—3 года.
Параметры надежности и произво-
дительности роторных автоматических
линий, функционально изменяющиеся
в течение периода освоения, можно
разделить на две категории: основные
и производные. К основным парамет-
рам относятся функция параметра по-
тока отказов, среднее время единич-
ного восстановления работоспособно-
сти роторной линии; функция цикловой
производительности. Производными
параметрами являются функции коэф-
фициента использования роторной ав-
томатической линии, обусловленные
ее производительностью.
Метод функционально-статистиче-
ского анализа параметров надежности
и производительности роторных ли-
ний используется при прогнозирова-
нии изменения основных и производ-
ных характеристик как в период про-
мышленного освоения, так и при ста-
ционарной эксплуатации вновь созда-
ваемых линий.
На стадии эксплуатации со стацио-
нарными параметрами надежности, т. е.
после окончания периода промышлен-
ного освоения и завершения миними-
зации затрат времени на обслуживание
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
319
Рис. 22. Схема функционирования многопоточной части роторной автоматической линии
при оптимальной стратегии обслуживания
и максимизации действительной про-
изводительности роторных автомати-
ческих линий, производительность
представляется двумя категориями;
действительная 77д, как среднестати-
стический результат реального функ-
ционирования ротора или линии при
реальных надежности элементов и ус-
ловиях обслуживания; оптимальная
По, как максимум действительной
производительности, достигаемый при
выборе оптимального варианта обслу-
живания ротора или линии в реальных
условиях эксплуатации.
Оптимальная действительная про-
изводительность роторных автомати-
ческих линий соответствует максимуму
изготовленной продукции за нормиро-
ванный интервал времени или мини-
муму времени на обработку партии
деталей. Очевидно, что opt /7Д = По,
а величина По равна числу деталей,
которое способна обработать роторная
линия в реальных условиях эксплу-
атации при оптимальном варианте об-
служивания многопоточной части ли-
нии. Необходимо отыскать такое ре-
шение, при котором потери производи-
тельности имели бы наименьшее зна-
чение, что оказывается возможным
при минимизации затрат времени на
единичное восстановление работоспо-
собности ротора или линии. Оптималь-
ную производительность По находят
путем изучения состояний многопоточ-
ной части линии, соответствующей
эффективному функционированию с от-
ключением подачи деталей на обработ-
ку в 1, 2, ..., и” отказавшие маршру-
ты. Схема функционирования много-
поточной части роторной автоматиче-
ской линии с простым маршрутом об-
рабатываемых деталей в случае ее
останова не сразу (при возникновении
первого отказа), а только после третьего
по счету отказа, приведена на рис. 22.
Первый по счету отказ возникает
на маршруте № 2, многопоточная часть
продолжает функционировать и обра-
батывать детали цр — 1 инструмен-
тами; второй по счету отказ возникает
на маршруте № 4; детали обрабаты-
ваются цр — 2 инструментами до воз-
никновения третьего по счету отказа
(маршрут № 1). Функционирование
роторной линии прерывается, и на-
ступает состояние восстановления.
32б
Роторные Автоматические линии
Оптимальная производительность По
определяется по формуле
opt 77д = По =
_ Ъ Гв (“р - »р)
- Zj Тф + тв х
«р-1
хпц.к(1 ~ х;д/7ц),
где «р — общее число маршрутов (ка-
налов) многопоточной части роторной
линии; Up — число неисправных мар-
шрутов, в которых возникли отказы
инструментов, захватных органов и
т. п.; Тф, Тв — интервалы функцио-
нирования и восстановления много-
поточной части роторной линии;
Лц. к — цикловая производительность
одного потока; 2ЛПЦ — суммарные
потери производительности при всех
видах отказов, не связанных с много-
поточной частью роторной линии.
Коэффициент оптимального исполь-
зования многопоточной части ротор-
ной линии, обусловленный ее произ-
водительностью,
где тп — приведенное значение вос-
становительного цикла.
Численные значения т)^ табулиро-
ваны для роторных автоматических
линий с общим числом маршрутов до 12.
Все ранее рассмотренные категории
производительности роторных линий
основаны на предположении, что про-
изводительность не является функцией
времени. Однако^производительность
роторных линий меняется вследствие
неравномерности подачи деталей на
вход потоков, различных потерь из-за
нарушения плотности технологическо-
го потока деталей в многопоточной
части линии и вероятностного рассея-
ния отказов и восстановлений меха-
низмов.
- Расчет структурной надежности ро-
торной автоматической линии любого
технологического назначения и про-
гнозирование таких категорий про-
изводительности, как ПП) nGi выпол-
няется на базе статистических данных
об отказах и восстановлениях деталей,
прошедших длительную эксплуатацию
на линиях сходных конструкций и при
аналогичных режимах работы.
При эксплуатации роторные авто-
матические линии подвергаются внеш-
ним воздействиям. Для повышения со-
противляемости отдельных механиз-
мов роторов внешним воздействиям
проводят обязательное смазывание тру-
щихся поверхностей, повышают жест-
кость главных валов роторов, приме-
няют антикоррозийные покрытия, виб-
роизолируют отдельные линии в си-
стеме. Сокращение простоев роторных
автоматических линий в процессе эк-
сплуатации достигается путем рацио-
нальных методов профилактики и ре-
монта, одним из которых является
резервирование линий запасными эле-
ментами. Сущность резервирования со-
стоит в том, что элементы, имеющие
относительно невысокую надежность,
резервируются запасными. Обычно за-
пасные элементы, например налажен-
ные на специально оборудованных
стендах, и хранимые около линии ин-
струментальные блоки по сигналу на
замену автоматически подаются в ро-
тор.
Особое внимание при эксплуатации
роторных автоматических линий дол-
жно быть уделено наличию и хранению
минимального резерва на одну смену.
Конструктор еще на стадии проекти-
рования должен попытаться оценить
надежность вновь создаваемых кон-
струкций. Определенного эффекта мо-
жно достичь путем уменьшения интен-
сивности отказов элементов роторных
автоматических линий. При этом не-
обходимо стремиться к повышению
стойкости и надежности отдельных
инструментов, снижению режимов эк-
сплуатации элементов, совершенство-
ванию технологии изготовления, стан-
дартизации и унификации узлов. Наи-
большее внимание должно быть уделе-
но снижению интенсивности перемежа-
ющихся отказов устройств автомати-
ческой загрузки, особенно в роторных
линиях сборки, так как это приводит
к недоукомплектации собираемых уз-
лов и к большим потерям.
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
321
При изготовлении роторных авто-
матических линий их надежность мо-
жно повысить путем достоянного^со-
вершенствования технологии произ-
водства и сборки, осуществления ав-
томатизации производственных про-
цессов, применения выборочного ста-
тистического контроля, отработки эле-
ментов конструкции, отдельных узлов
и вновь применяемых механизмов на
специальных опытных стендах. По-
высить надежность, а следовательно,
и производительность роторных ли-
ний в процессе их эксплуатации мо-
жно прежде всего повышением квали-
фикации обслуживающего персонала
(операторов, наладчиков, контролеров,
ремонтных рабочих и т. п.). Ресурс
надежной работы закладывается в ос-
новном при проектировании и изготов-
лении, а в процессе эксплуатации на-
дежность только снижается, причем
скорость изменения ресурса определя-
ется методами и условиями эксплуата-
ции, часто зависит от квалификации
обслуживающего персонала.
Основная задача технологов и кон-
структоров состоит в совершенство-
вании методов расчета, проектирова-
ния, изготовления и эксплуатации
роторных автоматических линий, в изу-
чении надежности на стадии проекти-
рования, в достижении высокой на-
дежности новых образцов роторных
линий. Решение этой задачи возмо-
жно только при проведении унифи-
кации и стандартизации таких узлов
роторных автоматических линий, как
инструментальные блоки, технологи-
ческие и транспортные роторы, системы
механических и гидравлических при-
водов, электроконтактные датчики, ин-
формационно-запоминающие системы
и т. п. Задача специалистов, эксплуа-
тирующих линий, заключается в изы-
скании методов наиболее экономного
изменения ресурса, заложенного в ка-
ждый конкретный образец роторной
автоматической линии при ее проекти-
ровании и изготовлении.
Стандартизация конструкций. Опыт
проектирования, изготовления и экс-
плуатации роторных и роторно-кон-
вейерных линий убедительно дока-
зывает, что основой стандартизации
и унификации конструктивных эле-
ментов является оптимальное деление
И П/р А. И. Дащенко
всей линии на самостоятельные узлы
и механизмы, позволяющие вновь со-
здавать линии различного технологи-
ческого назначения методом агрегати-
рования. В основу деления роторных
линий на унифицированные элементы
положены в первую очередь выполня-
емые функции, а также экономические
и эргономические соображения.
В общем случае любая автоматиче-
ская роторная или роторно-конвейер-
ная линия содержит: инструменталь-
ные блоки; технологические роторы;
транспортные механизмы (роторы, це-
пи, переталкиватели, перегружатели,
конвейеры и т. п.); главный привод
вращения роторов; системы привода
инструментов; элементы электроавто-
матики и управления; станину. Тех-
нико-экономическая эффективность
стандартизации и унификации элемен-
тов на стадиях проектирования, изго-
товления, освоения и эксплуатации
роторных и роторно-конвейерных ав-
томатических линий определяется сле-
дующими факторами.
На стадии проектирования значи-
тельно сокращается объем проектных
и чертежных работ вследствие увели-
чения числа механизмов многократ-
ной применяемости, а также исполь-
зования уже существующих конструк-
тивных решений. Это освобождает
конструкторов от неоднократного или
повторного деталирования механиз-.
мов одного и того же технологического
назначения. Установлено, что затраты
на деталирование, согласование черте-
жей и внесение изменений достигают
50—60 % от общего времени, затра-
чиваемого на проектирование новых
моделей роторных и роторно-конвей-
ерных автоматических линий. На ста-
дии проектирования сокращается число
механизмов, которые необходимо ис-
пытывать до создания линии в виде
опытных образцов.
На стадии изготовления опытных
и серийных образцов роторных и ро-
торно-конвейерных линий значительно
сокращается номенклатура техноло-
гической оснастки; увеличиваются раз-
меры партий деталей и механизмов,
что позволяет организовать их центра-
лизованное изготовление; уменьша-
ется номенклатура рабочего и измери-
тельного инструмента; сокращается чи-
322
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Рис. 23. График перемещений исполнитель-
ного органа (инструмента) технологическо-
го ротора (а) и структура цикловой диаг-
раммы (О
ело применяемого оборудования и
создаются реальные предпосылки для
использования станков с программным
управлением, станков типа обрабаты-
вающий центр; упрощается снабжение
производства комплектующими мате-
риалами и изделиями; сокращаются
сроки изготовления, отладки и испы-
таний, что приводит к снижению стои-
мости изготовления линий.
На самой ранней стадии технологи-
ческой подготовки разработчики обя-
заны проанализировать технологиче-
ский процесс, для автоматического вы-
полнения которого создается роторная
или роторно-конвейерная линия. Глав-
ной целью анализа является унифика-
ция рабочих ходов инструментов и де-
талей для выполнения технологиче-
ских операций. Одновременно должны
быть унифицированы основные пара-
метры технологических операций. Если
конструктору удается получить решё-
ние, чтобы все операции технологиче-
ского процесса выполнялись инстру-
ментами, совершающими прямолиней-
ные возвратно-поступательные движе-
ния, то открываются возможности для
унификации основных параметров тех-
нологических операций, выполняемых
последовательно на соседних роторах.
Основных параметров для большин-
ства штамповочных операций немного,
это — технологическое время взаимо-
действия инструмента с обрабатывае-
мой деталью; максимальное усилие;
рабочий ход инструмента. Принцип
унификации основных параметров для
одной роторной линии состоит в том,
что различные значения времени об-
работки, усилия и хода инструмента
на различных технологических роторах
приравниваются к их максимальным
значениям. Это приводит к унифика-
ции габаритов инструментальных бло-
ков и технологических роторов. Если
унификация возможна, то все техно-
логические роторы линии будут одного
стандартного исполнения. Резко со-
кращается число деталей оригиналь-
ного исполнения, что, в свою очередь,
положительно сказывается на техно-
логических и экономических показа-
телях роторной линии.
Кинематика привода. В технологиче-
ских роторах, составляющих автома-
тические линии, рабочие движения ис-
пользуют "для непосредственной об-
работки деталей, ввода их в зоны об-
работки, в ванны, агрегаты, аппараты
и т. п. Приводом в этих случаях служат
механические (кулачковые), гидравли-
ческие, пневматические или комбини-
рованные (механогидравлические, ме-
ханопневматические и др.) механизмы,
Технологическая сложность рабочей
операции (необходимое число инстру-
ментов и их движений относительно
детали) определяет структуру приво-
дов. Имеются роторы с одно- и дву-
сторонней системами приводов (ниж-
ний и верхний приводы) исполнитель-
ных органов, с автономными системами
приводов, осуществляющими пере-
мещения рабочих органов только на оп-
ределенных участках, т. е. в определен-
ные интервалы кинематического цикла.
При синтезе структурной схемы тех-
нологического ротора на стадии про-
ектирования по основным исходным
данным (цикловой 77ц или прогнози-
руемой /7П производительности, шагу
Zip ротора и времени техноло-
гической обработки) определяют: ра-
диус и частоту вращения пр
ротора, число Цр инструментальных
блоков и число #я ярусов ротора.
Таким' образом, предварительные рас-
четы устанавливают величину кине-
матического цикла привода рабочего
(технологического) движения (рис. 23)
ТК = 4l + + ^01+ 4- ^02> гДе
/п> ^р, — интервалы движения ис-
полнительного органа для выполнения
соответственно подвода, рабочего хода
и возврата; /01, Zo2 — интервалы
остановов.
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
323
При синтезе привода рабочего дви-
жения (ПРД) выбирают механизмы,
способные совершить необходимые ра-
бочие и вспомогательные ходы за за-
данные интервалы кинематического
цикла; рассчитывают время срабаты-
вания исполнительных механизмов
ПРД; устанавливают оптимальные па-
раметры механизмов ПРД (крутящие
моменты, потребляемую мощность и
т. д.).
Исходными параметрами при синтезе
кинематики ПРД являются: 30 —
полное перемещение рабочего органа
в интервалах времени /п (для опера-
ций рельефной формовки, чеканки,
прессования пластмасс и т. п.) и
tn + (Для операций типа вытяжки,
вырубки ит. п.) *; Утах — допустимая
скорость рабочего хода; цтах — допу-
стимое ускорение рабочего органа.
Допустимые скорости утах рабочего
хода и допустимые ускорения ятах
следует устанавливать исходя из усло-
вий прочности элементов при сборке
деталей в роторах, неразбрызгивания
жидкостей при окунании деталей в ван-
ны, отсутствия «жестких» ударов при
чеканке, высадке, штамповке и т. п.
Ориентировочно для большинства ука-
занных операций можно принимать
ятах § (где £ — ускорение свобод-
ного падения, или гравитационное
ускорение).
Основы синтеза кинематики механи-
ческих (кулачковых) ПРД роторов
сводятся к выбору наиболее оптималь-
ного закона движения рабочего органа
в интервалах /п подвода и /р техноло-
гической обработки.
В интервале /п конструктор может
выбрать любой закон движения, од-
нако для обеспечения минимального
значения tn следует принимать законы
изменения ускорений вида:
постоянной скорости
/ _ Sol .
*П — ~~---->
Ншах
* Для второй группы технологиче-
ских операций полное перемещение сле-
дует рассматривать (т. е. SQ ~ SQ1 + S02)
как перемещения в интервалах и t^.
IP
косинусоиды
/п = 1,57SO1 = 4,9SO1 .
ylmax ? ^imax
треугольника
1 >5Sqi __т Г 6Sqi ,
^irnax г Я1тах
здесь Soi — перемещение инструмента
при подводе к детали; ^lmax, £imax—
соответственно максимальные скорость
и ускорение на участке подвода ин-
струмента.
Для оптимального во времени закона
изменения движения на участке пере-
мещения 301 требуется спроектировать
двухпериодные тахограммы.
Для интервала /р, соответствующего
обработке детали инструментом, в це-
лях получения качественной детали
можно рекомендовать следующие за-
коны.
А. Для операций вырубки, вытяж-
ки, обжима, ввода деталей в аппара-
ты, ванны и т. д. — закон изменения
ускорений по косинусоиде с трехпери-
одной тахограммой, обеспечивающей
в среднем интервале постоянную ско-
рость рабочего хода:
*->О2 J J 4 ^2шах . 1
у2шах ^2 шах
Sp2 ,J . |
у2шах 1 0,72[Iq
r So2 1,57
^2шах (1 О,72р,о) |ЛО ’ J
(1)
Здесь |10 = -т---параметр закона
движения, который, например, можно
принимать равным 0,3 (для вытяжки
через одну матрицу) и 0,2 (для вы-
тяжки через две матрицы); So2, У2тах,
я2тах — соответственно путь, скорость
и ускорение за время обработки де-
тали инструментом.
Один из вариантов формулы (1)
выбирают в зависимости от того, какие
параметры заданы: So2, vmax и атах;
*$02» итах и Ро ИЛЙ Soa, ЯШах и Ро»
324
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Например, для вытяжки через одну
матрицу при р0 = 0,3
t __ Spg_________I____ __ So2
Р y2max 1 0,72 р0 0,784у2тах
Б. Для операций чеканки, штам-
повки, гибки, сборки элементов и
т. п. — закон изменения ускорений по
синусоиде с двухпериодной тахограм-
мой, обеспечивающей к концу интерва-
ла (операции) плавное снижение ско-
рости и ускорения рабочего органа до
нуля:
= y (2)
^гглах ' и2тах
Уравнения (1) и (2) законов движения
позволяют конструктору обоснованно
рассчитать интервалы циклограммы
ПРД. Интервал tB отвода рабочего
органа необходимо рассчитывать по
условиям, аналогичным для От
принятого способа компоновки участка
автоматической линии будет зависеть
интервал останова. В отдельных опе-
рациях требуется осуществлять оста-
нов после обработки, тогда интервал
определяется технологическим зада-
нием. При вытяжке
--“ 4"
цыпах
. So2। 1,$7SB _
0,784y2max yimax
1,57(SO1 + SB) [ 1,28SO2 .
yimax y2max
При наиболее распространенной ком-
поновке участков роторных автомати-
ческих линий tB _ 0,25Тк. Следова-
тельно, уравнение наиболее оптималь-
ного по времени варианта кинематиче-
ского цикла ПРД роторной линии мо-
жно записать так:
для операций первой группы
(1-0,25) Гк1 = _^1_ +
и1тах
1,28Sq2 ( Sol + *%2
-f- __---- < =s
fc'amax ^lmax
__ 2S01 Sq2 i 1,28SO2 ,
ylmax ^2max
для операций второй группы
(1-0,25) Тк2 = 1’5^1..+
и. max
। 2SO2 , Sqi + SQ2 _
_|--------[-----------—
y2max ylmax
2,57SOi 4~ S02 । 2SO2
-------------------j------
^imax ^2 max
(4)
При постоянных величинах t>imax
И ^гтах, S01 и So2 кинематический
цикл Рк2, рассчитанный по формуле
(4), для технологических операций
второй группы, на 30 % превышает
цикл Тк1, рассчитанный по формуле
(3), но максимальные ускорения в ин-
тервалах технологической обработки
уменьшаются соответственно на 27 %.
^’В большинстве случаев задача син-
теза механических ПРД роторных
линий не должна ограничиваться вы-
бором оптимального закона движений
по минимальным интервалам кинема-
тического цикла.
Наряду с задачей получения высо-
кой производительности необходимо
учитывать энергоемкость привода
транспортного движения (ПТД).
По характеру изменения сил Рр
полезного сопротивления все техно-
логические операции штамповочного
производства можно разделить на три
группы: 1) операции сборки: Рр =
= Pmax — const; 2) операции обжима,
чеканки, гибки: Рп = Ртахт--------5
О02
3) операции вытяжки Рр = РщахО —
S \
---=— ) , где Рр — максимальное
S02 /
усилие операции.
гДДля указанных групп технологиче-
ских операций рассмотрим законы
движения, которые позволяют полу-
чить сравнительно небольшие энерго-
затраты в системе ПДТ и соответст-
венно лучшие кинематические харак-
теристики.
Законы изменения ускорений по
треугольнику (закон I) и по косинусо-
иде (закон II) с трехпериодной тахо-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
325
граммой. Среднее значение момента
ЛТср, затраченного за время /р на пре-
одоление сил Pd = Рта\ = const
и приведенного к ведущему звену,
равно:
для закона I
--J-) + /Ио + "Ио(1 -fe2)] =
= 1 [ 1 + k + fe2];(5)
для закона II
1 1 Г и • ,
Мср - ~ 1 — О,72|ЛО [ М° sin—2~ +
+ Мо + Мо sin -J- (1 +й)] =
2Л4„
3(1-0,721X0)
| 1 + sm~2~J ’ (6)
р
где Мо = — средний для
интервала статический момент сил;
k — параметр закона движения (0
k 1); рекомендуется k = 0,2;
(ор — угловая скорость вращения
ротора.
Подставляя значение Л40 в формулы
(5) и (6), определим энергопотребление
в ПТД ротора с кулачковым механиз-
мом при выборе двух различных зако-
нов движения:
для закона I NСр =
9
^-V^max [1 +6-Ы2];
О
для закона II 7Vcp =
_ 2 Г i • 1
~~ T J sm Tj °
В частном случае, при u0 = 0,3
соответственно имеем (WCp)i = 0,917 X
X^D^max’, ' (^cp)ll — 0,981Р/)Утах.
Таким образом, эти два закона дви-
жения рабочих органов дают при-
близительно одинаковые энергозатра-
ты в ПТД. Различия абсолютных
значений Аср при постоянных PD,
ymax, k не превышают 10 %. Аналогич-
ная методика может быть применена
при рассмотрении других законов дви-
жения рабочих органов, получающих
движение от кулачковых механиз-
мов.
Компоновка роторных линий. Обо-
снованный выбор компоновки ротор-
ной автоматической линии имеет боль-
шое значение в оценке ее стоимости,
затрат на монтажные операции, эксп-
луатационных расходов и удобства
обслуживания.
Для рациональной компоновки ро-
торных автоматических линий необ-
ходимо: выбрать оптимальное число
гнезд или инструментальных блоков
в технологических роторах и число
роторов в линии, а также способ
передачи обрабатываемых деталей ме-
жду роторами и конструкции транс-
портных механизмов; рационально раз-
местить технологические роторы и
транспортные механизмы с учетом
условий ремонта, обслуживания, тех-
нологической совместимости и кон-
структивной целесообразности; раз-
делить технологический процесс на
группы, соответствующие участкам ли-
нии, с учетом возможности обеспече-
ния максимального коэффициента ис-
пользования каждого участка линии;
установить условия размещения, хра-
нения и транспортирования межучаст-
ковых заделов обрабатываемых дета-
лей. При этом главенствующими явля-
ются технико-экономические показа-
тели создаваемой линии.
В процессе компоновки роторной
автоматической линии обязательным
является обеспечение равной цикловой
производительности всех роторов и
других технологических и транспорт-
ных механизмов в целях получения
заданного такта работы всей линии.
Одной из отличительных особенностей
роторных автоматических линий яв-
ляется постоянство их структурной
схемы.
326
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Ю
Рис. 24. Схемы компоновки роторных автоматических линий (ОР — технологический
ротор; ТР — транспортный ротор):
а — ^ор < ^тР; б ~ ^ор = -^тр» в ~~ ^ор > -^тр» г ~~ конвейерная (цепная) линия
Наиболее широкое распространение
получили роторные автоматические ли-
нии с вертикальным расположением
осей технологических роторов и транс-
портных механизмов, чередующихся в
обусловленной технологическим про-
цессом последовательности. Для крат-
ковременных операций успешно ис-
пользуют роторы; для более длительной
технологической обработки можно при-
менять роторы с уменьшенным шагом,
многоярусные конструкции; длитель-
ные технологические операции ус-
пешно осуществляются в роторно-
конвейерных и конвейерных линиях.
Компоновка автоматических линий
на базе роторных и конвейерных ли-
ний охватывает: выбор типа техноло-
гического ротора, входящего в авто-
матическую линию; определение типа,
конструкции и места установки тран-
спортно-питающих и передающих меха-
низмов в автоматической линии; выбор
типа привода технологических и тран-
спортных движений, рассинхрониза-
цию начал выполнения технологиче-
ских операций в целях равномерности
энергетических нагрузок на двига-
тели; выбор типа и конструкции ста-
нин и т. д.
В частном случае (рис. 24) роторы,
компонуемые в линию по принципу
расположения их осей по одной пря-
мой, имеют строго определенное зна-
чение угла (рт, при котором инстру-
ментальные блоки должны захватить,
сориентировать, зафиксировать, об-
работать, освободить и выдать деталь
в соседний ротор. Задача конструк-
тора состоит в достижении такой ком-
поновки роторов на станине, чтобы
срт—> 2л, т. е. чтобы детали распола-
гались в роторе почти по всей длине
окружности. Поставленная задача ре-
шается путем использования конвей-
ерной системы транспортирования де-
талей между технологическими ро-
торами.
Компоновка на одной станине тех-
нологических роторов, предназна-
ченных для выполнения операций раз-
личной длительности, может ослож-
ниться следующими факторами: число
гнезд в соседних роторах может зна-
чительно различаться; диаметры со-
седних технологических роторов могут
быть неодинаковыми; угловые скоро-
сти вращения соседних роторов могут
быть различны. Это может потребо-
вать создания многоступенчатых си-
РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
327
стем привода и усложнить закономер-
ности транспортирования потока
обрабатываемых деталей.
Однако соблюдение принципа одно-
образия в процессе жесткого, с сох-
ранением пространственной ориента-
ции транспортирования общего по-
тока обрабатываемых деталей в тех-
нологических и транспортных рото-
рах может быть достигнуто, например,
путем применения конструкций много-
ярусных роторов, искусственного уве-
личения продолжительности вспомо-
гательных ходов исполнительных ор-
ганов, изменения шага расположения
инструментов в соседних роторах и
Т. д.
Повышение производительности тех-
нологических роторов при совмещении
обработки с транспортным движением
деталей создает необходимые пред-
посылки к переходу на непрерывное
производство в связи с тем, что между
высокопроизводительными роторами
возникает такой грузопоток, что ста-
новится экономически целесообраз-
ным автоматизировать передачу пред-
метов обработки с одного ротора на
другой без образования запасов и без
бункеризации. При этом значительно
упрощается задача питания отдельных
роторов предметами обработки. Если
при невысокой производительности ро-
тора (до 200 шт/мин) ограничиваю-
щими факторами при создании бун-
керных загрузочных устройств явля-
ются геометрические размеры, форма
и физические свойства предметов об-
работки, то с повышением производи-
тельности все более заметное влияние
начинают оказывать конструктивная
сложность, габариты и стоимость са-
мих автоматических загрузочных уст-
ройств. При некотором значении про-
изводительности (порядка 1000 шт/мин)
создание таких устройств становится
либо невозможным, либо экономиче-
ски невыгодным.
Таким образом, повышение про-
изводительности технологических ро-
торов открывает пути к повышению
непрерывности производства, и, в свою
очередь, непрерывность производства
способствует повышению производи-
тельности роторов, созданию систем
роторов и технологических комплек-
сов.
Однако взаимообусловленная связь
производительности технологического
ротора и непрерывности производства
обладает определенными противоре-
чиями.
Технологическая система ро-
торов теряет свое главное качество —
фактическую производительность и
тем в большей степени, чем непрерыв-
нее производственный процесс, боль-
шее число технологических роторов
объединяется в систему жесткой свя-
зью.
Потери производительности тем
существеннее, чем выше производи-
тельность объединяемых в систему
роторов. Это противоречие является
одним из главных препятствий на пути
создания высокопроизводительных не-
прерывных производств. Лишь путем
разрешения этого 'противоречия
в каждом конкретном случае возможно
создание таких производств. Постав-
ленная цель будет достигнута, если
созданная высокопроизводительная
автоматическая линия будет обла-
дать высокой эксплуатационной на-
дежностью.
Опыт создания автоматических ро-
торных линий с производительностью
100 шт/мин и более в расчете на один
комплект инструмента показал, что
такой уровень производительности до-
стигается путем использования ре-
сурса производительности без интен-
сификации режимов обработки, но
требует новых решений в передаче
объектов обработки между роторами.
Так как транспортные роторы имеют
ограниченный предел применения по
скорости передачи объектов обработ-
ки, эффективное конструкторское ре-
шение достигается путем применения
непрерывных конвейерных (цепных)
передач с гнездами для предметов об-
работки и элементов рабочего инстру-
мента.
Неодинаковая стойкость элементов
рабочего инструмента (например, пу-
ансонов и матриц) требует применения
в одной единице технологического
оборудования различного их числа.
Средние показатели надежности эле-
ментов рабочего инструмента будут
равны, если конвейеры (цепи) осна-
стить различным числом каждого из
элементов. В роторно-конвейерных ли-
328 РОТОРНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
ниях элементы рабочего инструмента
и предметы обработки комплектуют-
ся за пределами технологического ро-
тора. Следовательно, выдвигается но-
вое требование: все элементы рабочих
инструментов должны быть взаимо-
заменяемыми и обеспечивать стабиль-
ное качество продукции.
Структура роторно-конвейерных ли-
ний сложнее структуры роторных,
но позволяет достичь большего числа
вариантов обеспечения одинаковой на-
дежности элементов рабочего инстру-
мента, легче выполнять операции ав-
томатической замены элементов ин-
струмента за пределами технологиче-
ского ротора.
Приемо-сдаточные испытания АРЛ
проводят для установления’ соответ-
ствия фактических и достигнутых по-
казателей. Порядок проведения при-
емо-сдаточных испытаний установлен
методикой и программой испытаний,
которая составляется для каждой АРЛ
отдельно с учетом особенностей техно-
логии и конструкции АРЛ. При ис-
пытаниях определяют параметры на-
дежности функционирования узлов .и
механизмов АРЛ, производительно-
сти на наладочном и рабочем режимах
эксплуатации, точности выполнения
технологических переходов и соответ-
ствие требованиям безопасности по
ГОСТ 12.2.009—80.
Г л а в а 56 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ
ВЫПОЛНЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Автоматические гальванические ли-
онии предназначены для нанесения
различных гальванических, химиче-
ских и анодизационных покрытий при
обработке деталей на подвесках, в Х5а-
рабанах или корзинах как по одному,
так и нескольким технологическим про-
цессам одновременно. Производитель-
ность линий 1—500 м2/ч.
Классификация и компоновка линий.
По принципу действия АЛ разделяют
на линии непрерывного и периодиче-
ского действий. В линиях непрерыв-
ного действия все технологические спу-
тники (кассеты) с деталями одновре-
менно перемещаются с постоянной
скоростью вдоль ванн линии. Наиболь-
шее распространение получили линии
периодического действия, в которых
перемещение кассет осуществляется
через определенные интервалы вре-
мени. В АЛ периодического действия
возможно одновременное либо по-
очередное перемещение кассет. Пред-
ставителями АЛ с поочередным пере-
мещением кассет — АЛ дискретного
действия являются автооператорные
(манипуляторные) АЛ, которые под-
разделяют в зависимости от конструк-
ции автооператора (манипулятора) на
консольные, портальные и мостовые
(подвесные). Представителями^ А Л с
одновременным периодическим’Тпере-
мещением кассет являются кареточ-
ные линии.
Линия кареточного типа представ-
лена на рис. 1; технические характе-
ристики линий этого типа приведены
в табл. 1.
Линии дискретного типа представ -
лены на рис. 2—4, а их технические
характеристики приведены в табл. 2.
Детали обрабатываются на линиях
всегда в технологических спутниках.
В качестве спутников применяют
штанги — латунные или медные для
линий электрохимической обработки
и стальные для линий химической об-
работки. К штангам крепят кассеты
с обрабатываемыми деталями. В ка-
честве кассет можно применять под-
вески — рамки для деталей средних
размеров и барабаны или корзины для
мелких деталей. Крупногабаритные де-
тали крепят непосредственно к штанге.
Среди манипуляторных линий рас-
пространены прямолинейные одно-
рядные и двухрядные АЛ с замкну-
тыми и сквозными потоками. Передача
кассет между рядами происходит с по-
мощью автооператоров — поворот-
ной консолью или тельферным авто-
оператором по монорельсовому пути.
В линиях ЕС У ГА Л кассеты переда-
ются между рядами с помощью по-
перечных тележек или в промывочных
ваннах.
Компоновка линии влияет на орга-
низационно-технологические показа-
тели работы АЛ. Для манипуляторных
линий от компоновки зависит произ-
водительность и качество обработки
деталей, надежность оборудования,
стабильное выполнение требований
производственной санитарии.
Конструктивно-технологические мо-
дули объединяют блоки ванн на ве-
дущих и сопроводительных опера-
циях. В замкнутых потоках в зависи-
мости от максимального числа мани-
пуляторов группы ванн будут чередо-
ваться (рис. 5). •
В каждом модуле порядок располо-
жения ванн может быть прямым или
реверсивным, что уточняется при рас-
чете циклограмм.
Зоны манипуляторов в линии (или
в модуле) не должны иметь жестких
границ, которые снижают производи-
тельность АЛ. Крайние левые поло-
жения определяют путем сдвига всех
манипуляторов влево, оставив при
этом первому и второму манипулято-
рам возможность маневрирования над
позициями, предназначенными для
трех- четырех операций. Аналогично
определяют крайние правые положе-
ния. ' Окончательные крайние поло-
жения манипуляторов уточняют при
расчете циклограмм.
Воздуховоды и трубопроводы долж-
жны иметь свободный доступ в про-
1. Автоматические линии кареточного типа
Тип и назначение линии Произво- дитель- ность, м2/ч Темп выхода подве- сок, мин Площадь поверх- ности за- грузки, Дм2 Толщина покры- тия, мкм Габариты подвески, мм Габариты линии, мм
Длина Ши- рина Вы- сота Длина Ши- рина Вы- сота
Г505.032 для фосфатирования на подвесках 25 2,4 — — 600 200 900 16 674 5524 4435
АГ-35 25 0,4—0,5 — — 300 200 500 15 000 4100 2350
АГ-37 Подвесочная: для цинкования: 40—60 0,4—4 — — 400 200 600 15 000 5500 2500
АЦП-5М 30 2 100 15—18 400 100 900 14 600 6450 4270
АЛГ-57 75 1 126 18 600 150 900 24 600 6450 4270
для никелирования АЛГ-139 45 1,6 120 18 600 150 1100 18 500 6355 4640
для хромирования АЛГ-230 42 1 70 24 400 150 1100 28 590 6450 4665
Для защитно-декоративного ано- дирования АЛГ-167 67,5 1,58 Л78 — 600 150 1100 26 280 5890 4670
2. Автоматические линии дискретного типа
Тип и назначение линии Производитель- ность линии, м2/ч Темп выхода подвесок (бараба- нов), мин Площадь поверхности загрузки, Дм2 Толщина покры- тия, мкм Габариты под- вески барабана, мм Габариты линии, мм
на под- весках в бара- банах на под- весках на бара- банах Длина Ширина Высота Длина Ширина Высота
АЛГ-76М для двухслой- ного покрытия никель— хром 4,6—7,1 — 9,8—15,1 116 — 15—18 1300 100 800 17 550 2857 4555
АЛГ-81 барабанная для цинкования 1,3—7,2 3—25 7,2 87 300 9—12 900 200 800 19 237 4395 4587
330 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Д ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Продолжение табл. 2
Тип и назначение линии Производитель- ность линии, м2/ч Темп выхода подвесок (бараба- нов), мин Площадь поверхности загрузки, Дм2 Толщина покры- тия, мкм Габариты под- вески барабана, мм Габариты линии, мм
на под- весках в бара- банах на под- весках в бара- банах Длина Ширина Высота Длина Ширина Высота
АЛГ-82М для защитно-де- коративного анодирова- ния 20 10,8 360 — — 1300 300 800 18 000 2700 4560
АЛГ-128 барабанная для цинкования-кадмирова- ния 3,75—6,3 15—25 12—20 125 500 3—9 1300 250 800 18 760 3330 4650
АЛГ-145 двухрядная для защитно-декоративного хромирования 10,8 — 10 180 — 12-16 1300 200 800 20 120 6820 5400
АЛГ-201 для декоратив- ного хромирования и никелирования 4 — 11,6 — 2,2—17 154 — 12—16 2000 50 1100 22 000 3540 < 5160
АЛГ-216 для твердого хро- мирования 4,5 — 8—17 60 — — — — — 29 600 2860 4555
АЛ Г-241 для никелирова- ния 15 — 8 200 — 6—15 2000 150 1100 18 700 3670 5160
АЛГ-275 для меднения 3 — 18,7 94 — 6—18 1300 200 800 18 800 2857 4470
АЛГ-281 барабанная для цинковани я — 120 6,5 — 2Х 650 6—9 — — — 30 690 4140 ; 4230
АЛХ-42 для фосфатиро- вания 37 — 9,4 580 — — 130 350 650 21 300 2920 : 4555
АГ-42 барабанная 100 100 5 200 200 3—12 1200 200 800 В зависимости ( значения эт на-
РКВ-40-144 для меднения никелирования 5,4 — 17,8 540 18 9 — — — 30 840 2800 5200
РКВ-40-167 для меднения никелирования-хроми- рования 10,6 — 11,6 200 — — — — — 45 200 4300 5900
248700.00-00.00 барабан- ная дуплексная для цин- кования и кадмирова- ния — 100 3 250 15 28 000 4805 3615
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИЙ ИЛИ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ «Щ
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Рис. 1. АЛ кареточного типа:
1 — грузовая каретка в транспортном по-
ложении; 2 — грузовая каретка в опущен-
ном положении; 3 — ванна; 4 — бортовой
отсос; 5 — воздуховод; 6 — площадка об-
служивания
цессе эксплуатации. На рис. 6 пред-
ставлены рекомендуемые схемы раз-
мещения вентиляционных каналов.
В вентиляционных каналах должен
быть предусмотрен сбор и отвод кон-
денсата.
Компоновка линий по высоте опре-
деляется главным образом конструк-
цией фундамента и типом применяе-
мых манипуляторов. На рис. 7 пока-
зана компоновка двухрядной тельфер-
ной линии с подвеской монорельса
к специальной металлоконструкции
портального типа. Для АЛ необхо-
димо предусмотреть смотровые пло-
щадки для обслуживания манипуля-
торов.
Распространена бесфундаментная
установка гальванических ванн не-
посредственно на пол гальванического
цеха. Для этого ванны снабжают
Рис. 2. Автооператорная АЛ тельферного
типа:
1 — тельферный автооператор; 2 — аппарат
кнопочного управления тельферным авто-
оператором; 3 — бортовой отсос; 4 — ван-
на; 5 — площадка обслуживания; 6 — воз-
духовод
винтовыми самоустанавливающимися
опорами для компенсации неровностей
и уклонов пола. Широкие возмож-
ности для организации гальваниче-
ского ГАП открывает модульная ко-
мпоновка А'Л (рис. 8). В модулях
осуществляются операции: щелочные
(обезжиривание), кислые (травильные),
основные покрытия, финишные.
Обмен кассетами осуществляется ма-
нипуляторами, поперечными тележ-
ками, конвейерными устройствами, пе-
редаточными промывочными ваннами.
Рис. 3. Манипуляторная линия ЕС УГАЛ:
1 — площадка обслуживания манипуляторов; 2 — пульт управления АЛ; 3 — позиция
монтажа—демонтажа деталей; 4 — сушильная установка; 5 — манипулятор (реечного
типа); 6 — бортовой отсос; 7 — ванна; 8 — подвесные пути; 9 — трубопроводы
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИИ $83
В качестве передающего устройства
целесообразно использовать секциони-
рованную ванну струйной промывки
с донными карманами, имеющими уп-
равляемые стоки, связанные с трубо-
проводами.
Модульная компоновка позволит
лучше организовать регенерацию ще-
лочных и травильных растворов, обе-
спечить профилактическое обслужи-
вание оборудования.
Варианты компоновок линий ЕС
УГАЛ по высоте показаны на рис. 9.
Накопители предназначены для хра-
нения технологических спутников (кас-
сет, барабанов), деталей, подготов-
ленных к обработке, готовой продук-
ции. Накопители обеспечивают без-
остановочную работу АЛ в обеденные
перерывы, работу в автоматическом
режиме без участия обслуживающего
персонала во вторую и третью смены.
При реконструкции гальваническо-
го производства, связанного с отсут-
ствием свободных площадей, накопи-
тели следует располагать сверху ме-
жду линиями, на антресолях и т. д.
Повышается роль унификации тех-
нологических спутников.
Эффективность использования про-
изводственных площадей может быть
Рис. 4. Манипуляторная линия АГ:
1 — консоль манипулятора в нижнем поло-
жении; 2 — консоль манипулятора в тран-
спортном положении; 3 — ванна; 4 — бор-
товой отсос; 5 — воздуховод; 6 — площад-
ка обслуживания
достигнута путем применения двой-
ных независимых кассет. Такие кас-
сеты в ваннах электрохимической об-
работки раздвигаются на необходимое
► Число транс- портных единиц в линии I Л Ш W Л И Я IX I 3 SI S SV W IS ЛШЛШ Примечание
лТ- 1 U/', вд ву вд CI? Од Ulf Од Од 61 6g бд 6if бд 8f в? вд 8if вд Позиция 19 совмещена с позицией 7
пт- 2 р рб р р |о» К р р р? рэ Р5 р р Ш Ы 77 2 J L р 70 р 7 р 5 70 77 ! 7Z 7J 74 75 Вариант 1: позиция 19 совмещенас позицией 1
пт - 2 р р \&г р р р р р р р р р р pj р И р 77 2 J Р Р Г 7 Г И 777 77 72 Р 7J И И Вариант Z : позиция 19 совмещена с позицией 1
пт = 3 fl>;pg рр р р$ р р р р р рг р р р р р? р р 75 Р 77 Р И Г Г Г Р ГР Г Г Г Г Г Г 5 к=8 j=5 1=6 Позиция 19 совмещенас позицией 1
Рис. 5. Схема размещения позиций в линиях с замкнутым потоком:
а — подготовленные операции; б — основные операции (ведущие и сопроводительные);
в — заключительные операции; I —XVIII — порядковые номера позиций в линии; 1 —
19 — номера операций по технологическому процессу; i — число подготовительных опе-
раций; / — число операций основной группы; k — число заключительных операций
зз4 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛиЙИЙ ДЛЯ ЁАЛЬВАЙЙЧЁСЙЙХ ОПЕРАЦИЙ
в)
г)
крепятся к П-образным
д)
стойкам; в — вариант линии
Рис. 6. Рекомендуемые схе-
мы размещения вентиляци-
онных каналов АЛ:
а — напольный вариант ли-
нии с расположением венти-
ляционного канала в под-
вальном помещении; ось
вентиляционного канала
смещена относительно оси
линии; пути движения ма-
нипулятора установлены на
металлоконструкциях, при-
крепленных к перекрытию;
б — напольный вариант ли-
нии с расположением венти-
ляционного канала в под-
вальном помещении; вен-
тиляционный канал распо-
ложен по оси линии; пути
движения манипуляторов
с расположением вентиля-
ционного канала под ваннами; пути движения манипуляторов прикреплены к перекры-
тию цеха; г — напольный вариант линии с боковым расположением вентиляционного
канала; д — напольный вариант линии с верхним боковым расположением вентиля-
ционного канала:
1 — ванна; 2 — пути движения манипулятора; 3 — бортовой отсос; 4 — манипулятор;
5 — вентиляционный канал; 6 — сливные трубопроводы; 7 — подводящие трубопроводы
Рис. 7. Двухрядная линия с автооператором
тельферного типа:
1 — автооператор; 2 — технологический
спутник; 3 — ванны; 4 — вентилятор су-
шильной установки; 5 — стойка для креп-
ления рельсовых путей; 6 — аппарат кно-
почного управления
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 335
в)
Условные обозначения
Напольное передаточное устройство
[Hirilllillllllllllllll Накопитель технологических спутников
------W Линия с подвесными манипуляторами и
г 1 накопителями технологических
[ I I I I I спутников
|~ | |" |- |—•[ Стеллаж для деталей
I—верстак для монтажа- демонтажа
деталей
|=|=|=|=|=1 Шкаср для подвесок
г[ Ь Легкий подвесной (переносной)
ленточный конвейер
>---------4 Подвесное передаточное устройство
Позиции монтажа
’» демонтажа
Щ ” монтажа и демонтажа
' ' еп 1 Вытяжной воздуховод
।-------® Разводка трубопроводов
Рис. 8. Модульная компоновка АЛ в гибком автоматизированном производстве гальвано-
покрытий:
а — связь между специализированными технологическими модулями выполняется с по-
мощью подвесного транспортного устройства конвейерного типа; б — связь между спе-
циализированными технологическими модулями осуществляется с помощью подвесных
манипуляторов и механизированных секционированных ванн струйной промывки; в —
комбинированная схема с использованием накопителей
336 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИИ
Фис. 9а,
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИИ 337
2500min
(Рис. 9г.
2860
Рис. 9. Схемы компоновок автоматических линий ЕС УГАЛ с манипуляторами:
и — РКВ39-068 (Я = 250 мм); б — РКВ39-068 (Я = 500 мм); в — РКВ39-111 (барабан); г — РКВ39-111 (Я = 1000 мм); д —
РКВ39-063 (Я = 900 мм); е — СД.5057.01 (Я = 800 мм); ж — РКВ39-107 (Я = 1120 мм); з — РКВ39-100 (Я = 1000 мм); и —
РКВ39-090 (Я = 1000 мм)
338 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Автоматические ЛИНИИ ДЛИ тАЛьвАНиЧЕсКИК операций зй
расстояние. Это расстояние в каждом
конкретном случае определяется ма-
тематической моделью операции с уче-
том особенностей обрабатываемых де**
талей.
На промывочных ваннах и операциях
химической обработки кассеты пре-
дельно сближаются, что позволяет
уменьшить размеры ванн. Поскольку
таких ванн в АЛ больше половины,
то экономия площадей составляет 10—
20 %. Такой способ применяется в АЛ
модели ЕС У ГАЛ.
Верхняя компоновка манипуляторов
имеет преимущества по сравнению
с боковым и портальным их располо-
жением вследствие открытого доступа
к линии с двух сторон и возможности
организации многорядных модульных
линий (с поперечной передачей кассет
в любую сторону), а также накопи-
телей технологических спутников в вер-
хней зоне цеха (которые будут обслу-
живаться отдельными манипулято-
рами). К недостаткам верхней ком-
поновки манипуляторов следует от-
нести усложнение монтажа и обслужи-
вания АЛ, а также повышение метал-
лоемкости транспортных путей.
Ванны. ГОСТ 23738—79 определяет
основные параметры и размеры ванн
автооператорных линий для химиче-
ской, электрохимической обработки
поверхности и получения покрытий.
Ванна без кармана представляет
корпус с наклонным днищем на опо-
рах и отбортовкой для установки на-
весного оборудования. В ваннах для
токсичных или дорогостоящих раство-
ров донный слив не предусматривают.
Ванна с карманом вдоль длинной
стороны имеет дополнительно наклон-
ный карман с устройством для отвода
стоков. Карман занимает 20—30 %
высоты ванны. Имеется донный слив.
Ванна двухступенчатой промывки
разделена внутренней перегородкой
на две части. В каждом отсеке и бо-
ковом кармане имеются сливные уст-
ройства.
Заданную производительность АЛ
можно обеспечить при разных длинах
ванн (в поперечном направлении к оси
линии). Для выбора оптимальной дли-
ны ванн необходимо выполнить рас-
четы при разных высотах ванн. При
наличии нескольких линий необхо-
димо выполнить унификацию гальвани-
ческих ванн по габаритам.
Ширина ванны зависит от рассеива-
ющей способности электролита. Чем
хуже рассеивающая способность элект-
Тролита, тем хуже равномерность тол-
щины покрытия на деталях сложного
профиля. Для получения лучшей рав-
номерности покрытия необходимо уве-
личить расстояние между электрод-
ными штангами (рис. 10).
При обработке деталей, ширина
которых не превышает 100 мм, целе-
сообразно осуществлять двухрядную
загрузку ванн (рис. 11). В барабанных
и барабанно-подвесочных линиях за-
грузка однорядная.
Межэлектродные расстояния (МЭР)
в зависимости от свойств электролита
и особенностей обрабатываемых де-
талей указываются в паспорте тех-
нологической операции. Межэлекгрод-
ные расстояния в процессе работы мо-
гут изменяться. Необходимые рекомен-
дации можно получать с помощью
ЭВМ по математической модели опе-
рации.
Высоту ванны определяют после вы-
бора ее длины [в соответствии с едино-
временной загрузкой (см. табл. 5)] и
ширины. Наиболее целесообразная вы-
сота ванн для линий обработки дета-
лей на подвесках составляет 1250,
1400, 1600, 2000 мм. Для барабанных
линий высота ванн определяется кон-
струкцией барабана: глубина 1000 мм
при однокорпусном барабане; глубина
1600 мм при двухкорпусном барабане
(два вращающихся один над другим
корпуса).
Единовременную загрузку ванны оп-
ределяют в зависимости от ее габари-
тов и вида покрытия (/Сп = 0,4;
0,63; 1,0) для однорядных и двухряд-
ных кассет. В барабан с полным объе-
мом 75 дм3 загружают детали на х/3
диаметра вписанной окружности, что
составляет его полезный объем 10 дм3,
в который помещается 30 кг деталей
(или площадь 3 -м2). Такой барабан
предназначен для ванны длиной
1250 мм. Для однорядного барабана
Кп = 2,0; для двухрядного — /Сп =
= 2,5.
Корпус ванны (рис. 12) служит для
размещения различного навесного обо-
рудования (электродных штанг, гру-
340 автоматические лиййи лл$ гальванических операций
Рис. 10. Влияние рассеивающей способности на выбор ширины ванны в зависимости от
ширины обрабатываемой детали при однородной загрузке:
а — узкая деталь, хорошая рассеивающая способность электролита; б — широкая де-
таль, хорошая рассеивающая способность электролита; в — узкая деталь, плохая рассеи-
вающая способность электролита; г — широкая деталь, плохая рассеивающая способ-
ность электролита; д — промывочная ванна; МЭР1г> МЭР12, МЭР12. МЭР14: — меж-
электродные расстояния при однорядной загрузке электролитической ванны; Ви, В21,
В31, В41, ^51 — ширина ванны без боковых змеевиков; В12, В22, В32, В42, Вб2 — ширина
ванны с боковыми змеевиками; Ь1г Ъ2 — ширина обрабатываемых деталей; а — анод;
к — катод;
^3w = teOQ
^320 ~
б)
Рис. 11. Схема двухрядной загрузки электролитической и промывочной ванн при измене-
нии расстояния между кассетами:
а — однорядная загрузка электролитической ванны; б — двухрядная загрузка электро-
литической ванны; в — загрузка промывочной ванны; 7ИЭР13, 7ИЭР23 — межэлектродные
расстояния при однорядной и двухрядной загрузке; В31, В310, В51 — ширина ванны без
боковых змеевиков; В32, В320, В52 — ширина ванны с боковыми змеевиками; — ширина
обрабатываемой детали; а — анод; к — катод
АёФЬматйчёскйЁ Лйиий лЛя гАлЬвАнй'чёскйх опёрацйй §41
Рис. 12. Корпус ванны:
I — изолятор
зовых опор, токоприемников, насосов
для электролитов и промывочной воды,
нагревателей, вытяжных систем и др.).
Электродные штанги являются уни-
версальными и могут служить кас-
сетой для подвесок или держателем
анодов (рис. 13). Штанги приспособ-
лены для транспортирования с по-
мощью манипуляторов. Размеры штанг
представлены в табл. 3. Изготовляют ложение
штанги из латуни или меди. Для штанг
длиной более 2000 мм необходимо уста-
новить добавочные ребра жесткости.
Грузовые опоры (рис. 14) служат
для установки электродных штанг
на корпус ванны. Опоры изолированы
от корпуса. К корпусу ванны опоры
электродных штанг. Для
прикреплены с помощью прижимов,
что позволяет легко регулировать по-
электрохимических ванн к опорам
прикреплены самоустанавливающиеся
и самозачищающиеся токоприемники
(рис. 15).
В ваннах с карманами и перегород-
ками (рис. 16) целесообразно устанав-
ливать сменные одинарные и двойные
перегородки с уплотнениями у стенок
и дна [А. с. 1019027 (СССР)]. Такая
3. Размеры (мм) электродных штанг
Обозначение L 7.1 Л2 А3 а4 Масса, кг
246-0002.03-00-00 500 580 420 900 400 25,8
-01 630 710 550 1030 530 27,3
-02 800 880 720 1200 700 30,0
-03 1000 1080 920 1400 900 33,5
-04 1250 1330 1170 1650 1150 39,8
-05 1600 1680 1520 2000 1500 43,3
-06 2000 2080 1920 2400 1900 50,2
-07 2500 2580 2420 2900 2400 58,0
-08 3150 3280 3070 3550 3050 68,0
-09 4000 4080 3920 4400 3900 82,0
-10 . 5000 5080 4920 5400 4900 96,0
-11 6300 6380 6220 6700 6200 117,0
342 автоматические ЛЙНйЙ ЕЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ операций
S2Jsnax
1ч
Рис. 13. Электродная штанга:
1 — носик грузового кронштейна; 2 — ре-
гулируемый кронштейн; 3 — латунная
пластина; 4 — ограничительный сухарик;
5 — чехол; 6 — фиксатор
Рис. 14. Опора электродной штанги:
1 — корпус; 2 — изолятор; 3 — пластина;
4 — зажимной винт
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 343
Рис. 15. Токоприемник:
1 — скоба; 2 — губки; 3 — изолятор; 4 — борт ванны; 5 — пластина; 6 — прижимной
винт; 7 — кронштейн токосъемника; 8 — винт; 9 — скоба токосъемника; 10 — основа-
ние; 11 — регулировочные винты; 12 — колпачок пружины; 13 — пружина; 14 — пла-
стина токосъемника; 15 — выступ центрирующий; 16 — коромысло; 17 — токопровод
гибкий; 18 — шинопровод
конструкция позволяет упростить из-
готовление и обслуживание (чистку)
ванн.
Насосы с пневматическим приводом
предназначены для прокачки электро-
лита при нанесении гальванических
покрытий на внутренние поверхности
полых деталей. Насосы этого типа
могут быть использованы для пере-
качки агрессивных жидкостей (кис-
лот, растворов, щелочей и т. д.) из
ванн в емкости, а также для переме-
шивания растворов. Насос имеет
пневматический роторный двигатель,
корпус и шнек. Ротором в двигателе
служит вал с насаженными на него
двумя обоймами, на которых под
определенным углом к образующей
выфрезерованы пазы прямоугольного
сечения. Сжатый воздух через патру-
Рис. 16. Ванны:
а — без перегородки; б — со сменной пере-
городкой с эластичным уплотнением; в —
со сменными перегородками:
1 — корпус ванны; 2 — сливной карман;
3 — сливная труба; 4 — вентиль; 5 — па-
трубок; 6 — отсек предварительной про-
мывки; 7 — отсек чистовой промывки; 8 —
сменная перегородка; 9 — отсек улавлива-
ния
344 автоматические линии длд' гальванических операции
бок подводится к пазам ротора и при-
водит последний во вращение. Регу-
лирование частоты вращения ротора
и, следовательно, подачи насоса осу-
ществляется изменением подводимого
к ротор у" сжатого воздуха с помощью
вентиля на воздуховоде.
Техническая характеристика насоса
Тип двигателя ..............Пневма-
тический
роторный
Расход сжатого воздуха при
давлении 400—600 кПа, м3/ч 27
Подача, л/ч....................До 1200
Диаметр шнека, мм.............. 30
Габаритные размеры, мм. . . 356x 1 17
Масса, кг..................... 2,7
По сравнению с другими насосами,
в которых в качестве приводов ис-
пользованы электродвигатели, дан-
ная конструкция имеет ряд преиму-
ществ: простоту конструкции привода
и рабочего органа; компактность, что
позволяет легко размещать его под
крышкойгванны; пневматический дви-
гатель полностью 'исключает возмож-
ность поражения обслуживающего пер-
сонала электрическим током.
Рекомендуются следующие типы”бор-
товых отсосов: однобортовой, двух-
бортовой, активированный однобор-
товой и активированный двухборто-
вой. Ванны манипуляторных линий
при ширине более'0,6 м^следует осна-
щать либо двухбортовыми, либо акти-
вированными отсосами. Применение
активированных отсосов в 2—3 раза
снижает потребность в количестве
отсасываемого воздуха.
Количество воздуха, необходимое
для эффективной ' работы местных от-
сосов, зависит от следующих факто-
ров: размеров ванн, расстояния до
уровня раствора, наличия барботажа,
скорости движения воздуха в поме-
щении, количества вредных веществ,
выделяющихся в единицу времени, и
их токсичности.
В бортовых отсосах необходимо пре-
дусмотреть встроенные кассетные филь-
тры из полимерных материалов. Бор-
товой отсос должен иметь заслонку для
регулирования размера проходного се-
чения. Головка бортового отсоса
должна^быть съемной и четко фикси-
роваться ца борту ванны.
Щель всасывания бортового отсоса
может быть вертикальной (опрокину-
тый отсос) либо горизонтальной; ее
ширина 50—60 мм.
Ванны нагревают паром с давле-
нием р ~ 0,3 МПа, перегретой водой
с р = 0,8 МПа, электрическими
ТЭНами или токами промышленной
частоты. Применение перегретой воды
высокого давления повышает требо-
вания к качеству змеевиков и трубо-
проводов и усложняет изготовление
и эксплуатацию АЛ.
В качестве материала для всех
гальванических ванн целесообразно
применять листовую горячекатаную
двухслойную коррозионно-стойкую
сталь по ГОСТ 10885—75. В зависи-
мости от агрессивности растворов или
технологических требований ванны сле-
дует дополнительно футеровать пла-
стикатом. Внутренние перегородки ванн
следует выполнять из стали 12Х18Н10Т
или футерованными из углеродистой
стали.
Гальванические манипуляторы.
Гальванический манипулятор по
сравнению с автооператором допол-
нительно содержит многоскоростной
привод горизонтального и вертикаль-
ного движения, устройство первичной
регенерации рабочих растворов,
устройство изменения расстояния меж-
ду двумя одновременно транспорти-
руемыми кассетами, захваты для
транспортирования анодных и катод-
ных штанг. Командоаппарат манипу-
лятора позволяет оперативно и без
потерь времени осуществлять переход
с одного технологического процесса
на другой.
Гамма ЕС УГАЛ включает манипу-
ляторы грузоподъемностью 50, 100,
200, 400 и 1000 кг. Некоторые манипу-
ляторы гаммы: автоматически изме-
няют расстояние между грузозахва-
тами; встряхивают детали при подъеме
их из ванн; поднимают донные сетки
с упавшими на них деталями; транс-
портируют из электролитических ванн
на позицию чистки аноды и возвра-
щают их в ванны; в неработающей ли-
нии раскладывают аноды в нейтраль-
ных промывочных ваннах для предот-
вращения растворения их; обслужи-
вают встроенное в линию оборудование
для очцстди стоков. Все манипуля-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 345
торы гаммы — это устойчивые че-
тырехколесные тележки с двумя или
четырьмя ведущими колесами, имею-
щие, как правило, две-три скорости
передвижения, с цепным механизмом
подъема и опускания груза и одним
базовым программным командным
устройством.
Манипулятор РКВ39-068 применяют
в серийном производстве для покры-
тия мелких и малогабаритных дета-
лей на подвесках и в барабанах, в ча-
стности для нанесения покрытий из
драгоценных металлов и сплавов. Кон-
структивные особенности: шарнирная
ось ведомых колес, позволяющая ма-
нипулятору всегда опираться на че-
тыре колеса, консольная конструкция
грузозахватов.
Техническая характеристика
манипулятора РКВ39-068
Грузоподъемность, кг
Скорость движения,
м/мин................
Скорость подъема и опу-
скания груза, ,м/мин
Максимальный ход гру-
зозахватов, м/мин . .
Максимальные размеры
обслуживаемых ванн,
мм:
глубина .........
длина ...........
Привод движения:
тип электродвигате-
ля ...............
мощность, кВт . .
частота вращения,
об/мин...........
тип редуктора . .
50
И
7
1000
800
800
4А63А4УЗ
0,25
1380
РЧУ-40А-38-4-2-1
тип электромагни-
та тормоза . . . МИС-3100, тяну-
щий, тяговая сила
30 Н, 220 В
Привод подъема груза:
тип электродвигате-
ля ................... 4А63А4УЗ
мощность, кВт . . 0,25
частота вращения,
об/мин.................. 1380
тип редуктора . . РЧУ-40А-38-4-2-1
тип электромагни-
та тормоза . . . МИС-3100, тяну-
щий, тяговая сила
30 Н, 220 В
Масса, кг............. 122
Манипулятор СД4057.01 применяют
в серийном и массовом производстве
для нанесения покрытий в барабанах,
на подвесках или в корзинах.
Максимальные размеры обслуживае-
мых ванн (длина, ширина, глубина)
2500Х 1250Х 1250 мм. От других ма-
нипуляторов отличается реечным ме-
ханизмом подъема груза и простой
кинематической схемой. Может быть
снабжен грузозахватами и откидными
ловителями [А. с. № 876549 (СССР)],
что позволяет обслуживать также
анодные штанги.
Техническая характеристика
манипулятора СД4057.01
Грузоподъемность, кг . . . 200
Скорость движения, м/мин 7,2
Скорость подъема и опуска-
ния груза, м/мин .... 7,7
Максимальный ход грузо-
захватов, мм .......... 1400 (1500)
Д^аксимальная длина обслу-
живаемых ванн, мм . . . 2500
Привод движения:
тип электродвигателя АО2-31-6/4/2
мощность, кВт .... 1,2; 0,9; 0,75
частота вращения,
об/мин .............. 3000; 1500;
1000
тип редуктора .... РЧН80А-1-3
тип тормоза.......... ТКТ-100
Привод подъема груза:
тип электродвигателя АОЛ2-21-6
мощность, кВт .... 0,8
частота вращения,
об/мин ................. 930
тип редуктора .... РЧН80А-П-3
тип тормоза.............. ТКТ-100
Масса, кг...................... 450
Эстакадный гальванический мани-
пулятор ЭГМ-200 применяется в АЛ
с серийным или массовым производ-
ством для нанесения покрытий на
подвесках, в барабанах или корзи-
нах. Максимальная глубина обслужи-
ваемых ванн 1400 мм, а длина —
2000 мм, выступающие над длинными
бортами ванн козырьки, бортовые
отсосы и другие элементы конструк-
ции по высоте не должны быть более
80 мм. Конструктивные особенности:
отсутствие вертикальных направляю-
щих (вместо них — четырехзвенный
механизм в сочетании с зубчатыми
секторами для стабилизации грузо-
захватов в пространстве); механизм
встряхивания подпружиненных гру-
зозахватов, позволяющий освобож-
дать поднимаемые из ванн детали от
электролитов; приспособления, поз-
воляющие выносить из ванн электрод-
ные штанги с анодами для их очистки,
а также обслуживать встроенное в
линию очистное оборудование.
346 автоматические линии для гальванических операций
Техническая характеристика
Грузоподъемность, кг
Скорость, м/мин:
движения . . .
подъема и опуска
ния груза . .
Максимальный ход гру
зозахватов, мм . ,
Привод движения:
тип электродвигате
ля..............
мощность, кВт .
частота вращения
об/мин ....
тип редуктора
тип тормоза . .
Привод подъема груза
тип электродвигате
ля..................
мощность, кВт
частота вращения
об/мин ....
тип редуктора
тип тормоза . .
Масса, кг...........
200
И, 22,5
7,6
1400
4A100S8/4Y3
1, 1,7
700, 1430
Ц-80-20-53-2-2
ТКГ-160
4АС80А4УЗ
1,3
1358
4-80-63-52-2-2
ТКГ-160
647
Эстакадный гальванический мани-
пулятор ЭГМ-400 применяется в АЛ
для нанесения покрытий на подвес-
ках, в барабанах или корзинах. Мак-
симальные размеры обслуживаемых
ванн (длина, ширина, глубина) 3150Х
X 1-250 X 1400 мм.
Манипулятор имеет механизм авто-
матического изменения расстояния
между грузозахватами, который поз-
воляет ему выполнять еще несколько
функций: выносить из электролити-
ческих ванн аноды на позицию очистки
и возвращать их в ванны, поднимать
из ванн донные сетки с упавшими на
них деталями, обслуживать встроен-
ное в линию оборудование для очистки
стоков, размещать в нейтральных про-
мывочных ваннах аноды в период,
когда линия не работает. Автомати-
ческое изменение расстояния между
грузозахватами позволяет уменьшить
ширину каждой вспомогательной
.ванны на 250—300 мм и сократить
длину всей линии на 2—4 м. При подъ-
еме и опускании деталей манипулятор
встряхивает детали для освобождения
их от излишков электролита, что об-
легчает условия очистки стоков (пер-
вичная регенерация рабочих раство-
ров).
Техническая характеристика
Грузоподъемность, кг 400
Скорость, м/мин:
движения .... И; 2,5
подъема и опуска-
ния груза . . .
изменения расстоя-
ния между грузо-
захватами . . .
Ход грузозахватов (мм)
при глубине обслужи-
ваемых ванн, мм:
1120..............
1250 .............
1400 .............
Привод движения:
тип электродвигате-
ля ...............
мощность, кВт . .
частота вращения,
об/мин............
тип редуктора . .
тип тормоза . . .
Привод подъема груза:
тип электродвигате-
ля ...............
мощность, кВт . .
частота вращения,
об/мин............
тип редуктора . .
тип тормоза . . .
Привод раздвижения
грузозахватов:
тип электродвигате-
ля ...............
мощность, кВт . .
частота вращения,
об/мин............
тип редуктора
тип электромагни-
та тормоза . . .
7,8
3,2
1230; 1480
1350; 1600
1500; 1750
4А10038/4УЗ
1,0;' 1,7
700; 1430
4-80-20-53-2-2
ТКГ-160
4A90L4Y3
2,2
1425
4-100-31,5-51-2-2
ТКГ-160
4А71В8УЗ
0,25
680
Р4У-40А-48-2-1-1
МИС-3100, тяну-
щий, тяговая сила
30 Н, 220 В
920
Масса, кг..............
Командоаппараты. Гальванический
универсальный командоаппарат
КГУ-4Б предназначен для управле-
ния одно- и двухскоростным манипуля-
тором гальванической линии по за-
данной программе. Командоаппарат
обеспечивает отработку следующих ос-
новных элементов движения манипуля-
тора: спуск, подъем, вперед, назад,
полоскание, выдержка времени, пере-
ключение скоростей. Программи-
руются следующие команды: адрес
технологической позиции, техноло-
гическая выдержка времени, конец
цикла. При одновременной работе на
линии нескольких манипуляторов, во
избежание их столкновения дополни-
тельно программируется команда син-
хронизации. Число программ не огра-
ничено.
Командоаппарат КГУ-4Б состоит из
следующих основных блоков: про-
грамм (БП); смены команд (БСК);
выбора направления движения (БЫВ);
программных выдержек времени (БС);
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 347
вертикального перемещения (БВП);
горизонтального перемещения и пере-
ключения скоростей (БГП).
Техническая характеристика
командоаппарата КГУ-4Б
Число обслуживаемых
технологических по-
зиций ...............
Максимальное число:
операций в одном
цикле ...............
выдержки времени
Диапазон установки вы-
держки времени, мин
Габаритные размеры,
мм...................
До 50
600
18
0—10
1500Х 900Х 500
Командоаппарат КГУ-4Б собран
в шкафу с поворотными рамами типа
5КЩ.
Универсальная система управления
СА-17 предназначена для управления
манипуляторами. Система собрана на
элементах «Логика Т» с усиленным ре-
лейным выходом.
Техническая характеристика
системы управления СА-17
Число:
обслуживаемых ванн До 25
выдержек времени . . » 10
Диапазон выдержек вре-
мени ....................5 с— 10 мин
Число шагов:
программы ............. До 120
подпрограммы .... » 50
Программируемые команды: адрес пози-
ции, выдержка времени, вперед, назад,
вверх, вниз, синхронизация.
Командоаппарат К8 — модульного
типа десяти исполнений. Обслуживает
в автоматическом режиме один —
шесть автооператоров и до 48 рабочих
позиций, из которых 30 могут быть
лимитирующими. Каждый манипуля-
тор работает в своей ?зоне из 15 по-
зиций. Программа изготовляется на
сменных картах с наклеенными по-
стоянными магнитами. Программи-
руются следующие команды: пере-
мещения, остановки, подъема и опус-
кания консоли манипулятора; кратко-
временной задержки консоли манипу-
лятора в крайнемтнижнем положении;
поворота консоли на 180°; включения
и отключения источников питания
ванн; открытия и закрытия заслонок
камерных сушил,
Предусмотрена блокировка: вы-
хода манипулятора из зоны обслужи-
вания; входа в зону, обслуживаемую
двумя манипуляторами, при наличии
в ней смежного манипулятора; опуска-
ния консоли манипулятора в занятую
рабочую позицию; поворота консоли^
если она не находится в крайнем верх-
нем положении; перемещения мани-
пулятора, если консоль находится
не в крайних положениях; одновре-
менного выполнения несовместимых
движений (вертикальное и горизон-
тальное движения одновременно и др.).
Питается командоаппарат от сети пере-
менного тока 380 В, частотой 50 Гц;
потребляемая мощность 4500 В-А.
Командоаппарат К9 предназначен
для программного управления мани-
пуляторами «по жесткой программе»
при их числе до пяти и с общим числом
позиций до 50, из которых 30 могут
быть лимитирующими. Каждому ма-
нипулятору выделяется зона обслужи-
вания до 15 позиций. Питание коман-
доаппарата осуществляется от сети
переменного тока 380 В, частотой 50 Гц;
потребляемая электрическая мощ-
ность 4000 В-А. Программа записы-
вается путем монтажных соединений
на разъемах. Необходимая программа
задается с помощью переключателя
выбора программ.
Программируются команды: пере-
мещения, остановки, подъема и опус-
кания консоли манипулятора; элек-
тродинамического торможения элек-
тродвигателей манипулятора; кратко-
временной задержки консоли мани-
пулятора в крайнем нижнем положе-
нии; покачивания в вертикальной
плоскости консоли манипулятора;
включения и отключения источников
питания ванн; синхронизации работы
смежных манипуляторов; автомати-
ческого повторения отработанного
цикла; отработки единичного цикла.
Предусмотрены блокировки: вы-
хода манипулятора из своей зоны об-
служивания; входа в общую зону об-
служивания при наличии в ней смеж-
ного манипулятора; .-опускания кон-
соди манипулятора на занятой рабо-
чей позиции; перемещения манипуля-
тора при нахождении консоли между
крайними положениями; одновременно-
го выполнения разнородных движе-
348 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
ний (подъема консоли и перемещения
манипулятора).
В командоаппарате имеется следую-
щая индикация работы манипулятора:
разрешения запуска программы; по-
ложения манипулятора у исходной
рабочей позиции линии; положения
манипулятора у позиций в процессе
работы; направления движения кон-
соли манипулятора (вверх-вниз); на-
правления движения манипулятора
(вперед-назад); положения консоли
манипулятора в крайних положениях;
работы реле времени; включения схе-
мы на отработку программы; оконча-
ния цикла; включения питания. Ко-
мандоаппарат К9 рассчитан на экс-
плуатацию в условиях гальванического
цеха при температуре окружающей
среды 5—50 °C и относительной влаж-
ности до 50 %.
Система управления линиями состоит
из автономных подсистем: програм-
много управления манипуляторами;
автоматического контроля и регули-
рования технологических параметров;
управления вспомогательными ме-
ханизмами и устройствами.
Наиболее широкими возможностями
обладают линии с управлением от
ЭВМ. На них могут быть реализованы
несколько технологических процес-
сов для обработки деталей в любой
последовательности, увязана работа
транспортных устройств с внутри-
цеховым транспортированием деталей,
использована централизованная си-
стема средств контроля и регулиро-
вания параметрами технологического
процесса для ведения (при наличии
математических моделей) оптималь-
ного процесса. Применение таких ли-
ний связано с большими единовремен-
ными капитальными затратами; их
целесообразно использовать при боль-
ших объемах производства.
Подсистема управления манипуля-
торами имеет командоаппарат повы-
шенной надежности, обладающий воз-
можностью продолжения выполнения
программы в автоматическом режиме
работы с любого места ее прерывания
при случайном кратковременном обес-
точивании системы управления. Точ-
ность горизонтального позициониро-
вания манипуляторов ±10 мм, точ-
ность вертикального позициониро-
вания грузозахватов ±7 мм.
В АЛ должны предусматриваться
эффективные мероприятия по первич-
ной регенерации электролитов и ра-
створов в исходной концентрации,
сокращающие вынос жидкостей из
рабочих ванн. Вспомогательные ра-
боты должны быть механизированы и
автоматизированы. К.таким работам,
например, относится обслуживание
растворимых и нерастворимых ано-
дов.
Функции управления манипулято-
рами: 1) «опускание» в нижнее поло-
жение на скорости: малой, средней,
большой; 2) «опускание» в промежуточ-
ное положение на скорости: малой,
средней, большой; 3) «подъем» в верх-
нее положение на скорости: малой,
средней, большой; 4) «подъем» в про-
межуточное положение на скорости:
малой, средней, большой; 5) «опуска-
ние» с переключением скоростей до
горизонта: нижнего первого, второго,
третьего промежуточных; 6) «подъем»
с переключением скоростей до гори-
зонта: верхнего первого, второго,
третьего промежуточных; 7) движение
«вперед» на скорости: малой, средней,
большой, максимальной, с переклю-
чением; 8) движение «назад» на ско-
рости: малой, средней, большой, мак-
симальной, с переключением; 9) за-
держка вертикального движения или
подъем или с выдержками 1—9 на
любом горизонте; 10) задержка гори-
зонтального движения («вперед» или
«назад») с выдержками 1—9 на лю-
бом горизонте; 11) адрес конечного
пункта; 12) «полоскание» по программе
(подъем на малой скорости, увели-
чение скорости, остановка и выдержка,
опускание, уменьшение скорости, оста-
новка и выдержка, подъем на малой
скорости и т. д.); 13) управление раз-
движением грузозахватов: сближение
к центру, установка в промежуточное
положение, раздвижение в крайнее
положение; 14) программирование
длительности подциклов и цикла с вы-
держками 1—9 (4—90 мин); 15) син-
хронизация работы манипуляторов:
промежуточная, в начале подцикла,
в начале цикла; 16) управление по-
рядком обслуживания лимитирующих
групп Рлг (до семи групп по десять
позиций); 17) включение и выключе-
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Д ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 349
ние по программе сигнализации (семь
видов); 18) включение и выключение
по программе внешних исполнитель-
ных устройств (30); 19) временная
передача управления внешнему уп-
равляющему устройству (например,
ЭВМ); 20) контроль правильности рас-
положения кассет и манипуляторов
в начале~цикла или подцикла; 21) про-
граммное управление группами про-
грамм (блоки программ).
Программы могут набираться: пу-
тем распайки ламелей или диодов на
программной матрице; набором штек-
керов или переключателей, клавиш-
ным набором, комбинированным спо-
собом, на магнитных картах, сенсор-
ным методом.
Подсистема автоматического кон-
троля и регулирования технологиче-
ских параметров выполняет следую-
щие функции: регулируют темпера-
туру рабочих растворов в пределах
—10-=—h 160 °C с точностью ±4 °C;
обеспечивает точность регулирования
рабочих растворов в ваннах по высоте
±10 мм; контролирует: качество про-
мывной воды и сточных вод, концен-
трацию основных или блескообразую-
щих компонентов рабочих ванн, кис-
лотность растворов, контакты катод-
ных и анодных штанг, силу постоян-
ного тока и напряжение на электро-
химических ваннах, состояние вы-
тяжной и приточной вентиляции.
Подсистема управления вспомога-
тельными механизмами и устройст-
вами обеспечивает функциональное
управление: установками для филь-
трации рабочих растворов, приводами
транспортных механизмов, насосными
установками, подачей сжатого воз-
духа для перемешивания растворов
в рабочих ваннах в период нахожде-
ния в них обрабатываемых деталей,
подачей сжатого воздуха для обдувки
деталей во время подъема их из рабо-
чей ванны, подачей чистой воды в фор-
сунки для^облива деталей во время
подъема их из промывочных ванн,
включением вентиляции и нагрева
камерного сушила в период его за-
грузки обрабатываемыми деталями.
Технологические спутники (гальва-
нические барабаны) предназначены для
обработки мелких деталей. Перспектив-
на обработка в барабанах деталей сред-
Рис. 17. АЛ с централизованным приво-
дом покачивания (сканирования) барабана:
1 — цепной привод; 2 — корпус сушиль-
ной камеры; 3 — корпус барабана без
крышки; 4 — эластичный уплотняющий
элемент; 5 — повышающая передача; 6 —
короткая цепная передача; 7 — приводная
звездочка барабана; 8 — разгрузочная
станция; а и Р — соответственно углы от-
клонения барабана в сушильной камере
и на разгрузочной станции; |3 : а = 24-2,5
них размеров малой сложности.
Барабаны исполняются с централи-
зованным и индивидуальным приво-
дами, закрытого и открытого типов.
Закрытые барабаны обеспечивают пе-
ремешивание деталей для равномер-
ного покрытия при частоте вращения
4—8 об/мин. Открытые барабаны по-
качиваются (сканируют) с частотой
5—20 колебаний в минуту.
Детали загружают в барабаны на
высоту 0,17—0,25 диаметра барабана.
Расчетная загрузка 2,5—4 кг деталей
на 1 дм3 объема.
АЛ с централизованным приводом
покачивания барабана приведена на
рис. 17. В ^ваннах и сушильной ка-
мере барабан отклоняется на угол
60—90°; на позиции разгрузки откло-
нение барабана значительно увели-
чено. Сушка деталей ^осуществляется
непосредственно в барабане путем
продувки горячего воздуха.
Комплектующие элементы. Выпря-
мительные агрегаты серий ТЕ и ТВ
предназначены для питания гальва-
нических ванн постоянным током 100—
25 000 А напряжением 2—115 В. Агре-
гаты снабжены устройствами дистан-
ционного программного управления
током и напряжением на электродах
рабочих ванн.
Технические характеристики вы-
прямительных агрегатов серии ВАКР,
ВАК и ВАКГ приведены^ в табл. 4.
Машины централизованного кон-
троля и регулирования типа М-4
предназначены для автоматического
4. Краткая техническая характеристика выпрямительных агрегатов серии ВАКР, ВАК, В А КГ
Тип агрегата Режим работы Выходная мощ- ность, кВт Выпрям- ляемое напряже- ние, В Выпрямляе- мый ток, кпд, % Коэффициент мощ- ности Вид охлаждения Расход, м3/ч Г абаритные размеры, мм Масса, кг
мини- мальное CD О И S л § ч О ОТ и к мини- мальный номи- нальный Воз- духа Воды Вы- сота Ши- рина Глу- бина
ВАКГ-12/6-320У 4 I II 3,84 1,92 7 2 12 6 64 320 78 70 0,84 0,78 Воздуш- ное — при- нудительное 2000 — 1500 744 496 300
ВАКГ-12/6-630У4 I II 7,56 3,78 7 2 12' 6 126 630 82 73 0,75 0,74 То же 2000 — 1550 744 496 350
ВАКГ-12/6-1600У4 I II 19,2 9,6 7 2 12 6 360 1 600 84 72 0,85 0,82 Общее — воздушное, вентилей — водяное 2000 0,48— 0,72 1667 800 708 650
ВАКГ-12/6-3200У4 I II 38,4 19,2 7 2 12 6 640 3 200 81 72 0,86 0,85 То же 2000 0,48 — 0,72 1667 800 842 850
ВАК-100-12У4 I II 1,2 0,6 6 2 12 6 10 100 78 0,83 Естествен- ное — — 1000 600 360 130
ВАКР-100-12У4 I II 1,2 0,5 6 2 12 6 / 10 100 78 0,83 То же — — 1000 600 360 140
ВАК-100-36У4 I II 3,6 1,8 18 5 36 18 10 100 83 0,83 » — — 1200 700 360 250
ВАК-Ю0-24У4 I II 2,4 1,2 12 3 24 12 10 100 84 0,83 » — — 1000 600 360 170
350 АВТОМАТИЧЕСКИЕ линии для гальванических операций
Продолжение табл. 4
Тип агрегата Режим работы Выходная мощ- ность, кВт Выпрям- ляемое напряже- ние, В Выпрямляе- мый ток, кпд, % Коэффициент мощ- ности Вид охлаждения Расход, м3/ч Г абаритные размеры, мм Масса, кг
мини- мальное номи- нальное мини- мальный номи- нальный Воз- духа Воды Вы- сота Ши- рина Глу- бина
ВАКР-320-18У4 I II 5,76 2,88 9 3 18 9 32 320 79 0,83 Воздуш- ное — при- нудительное 2000 — 1550 744 496 230
ВАКР-630-12У4 I II 7,56 3,78 6 2 12 6 63 630 82 0,84 То же — — 1550 744 496 260
ВАК-630-24У4 I II 15,12 7,56 12 3 24 12 63 630 88 0,91 Общее — естествен- ное; тири- сторов — водяное — 0,2 1700 1000 600 550
В АКГ-630-24У 4 I II 15,12 7,56 12 3 24 12 63 630 87 0,91 То же — 0,2 1710 900 400 460
ВАК-630-48У4 I II 30,24 15,12 24 6 48 24 63 630 89 0,91 » — 0,2 1735 1000 600 765
ВАКР-1600-12У4 I II 9,2 9,6 6 2 12 6 160 1 600 82 0,92 » — 0,48 1935 1100 780, 850
В АК- 1600-24У4 I II 38,4 19,2 12 3 24 12 160 1 600 87 0,91 » — 0,3 1700 1765 800 1155
ВАКР-1600-24У4 I II 38,4 19,2 12 3 24 12 160 1 600 87 0,91 » — 0,3 1700 1765 800 1195
ВАК-1600-48У4 I II 76,8 38,4 24 6 48 24 160 1 600 87 0,91 » — 0,3 1900 2315 900 2220
В АКР-3200-12У 4 I II 38,4 19,2 6 2 12 6 320 3 200 87 0,92 » — 0,95 1936 1100 800 1000
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 351
Продолжение табл. 4
Тип агрегата Режим работы 1 Выходная мощ- ность, кВт Выпрям- ляемое напряже- ние, В Выпрямляе- мый ток, кпд, % Коэффициент мощ- ности Вид охлаждения Расход, м3/ч Габаритные размеры, мм Масса, кг
о о 1 к S л к ч к Л S S номи- нальное мини- мальный номи- нальный Воз- духа Воды Вы- сота Ши- рина Глу- бина
В АК-3200-24У 4 I II 76,8 38,4 12 13 24 12 320 3 200 89 0,91 Общее—естес- твенное, тири- сторов—водя- ное — 0,6 1900 2315 900 2340
В АКР-3200-24У 4 I II 76,8 38,4 12 3 24 12 320 3 200 89 0,91 То же — 0,6 1900 2965 900 2630
ВАК-6300-12У 4 I II 75,6 37,8 6 3 12 6 630 6 300 84 0,87 » — 0,9 1860 2510 2460 3480
ВАКР-6300-12У4 I II 75,6 37,8 6 3 12 6 630 6 300 84 0,87 — 1,8 1980 2680 2460 4020
В АК-12500-12У4 I II 150 75 6 3 12 6 1250 12 500 81 0,88 » — 1,8 2375 2995 2460 5910
ВАК-12500-24У4 I II 300 150 12 6 24 12 1250 12 500 88 0,87 Трансформа- тора — со- воловое, ти- ристоров — водяное — 3,5 3300 2650 3000 84 20
ВАК-1700-12У4 I II 19,2 9,6 6 2 12 6 160 1 600 82 0,92 Общее — естествен- ное, тири- сторов — водяное — 0,48 1600 1000 600 670
ВАК-3200-12У4 I II 38,4 19,2 6 2 22 6 320 3 200 73 0,92 То же — 0,96 1600 1000 800 930
П р и м е ч а ные размеры даны н и е. В графе «масса» для агрегатов, с : без учета выступов (рым-болты, ши: остоящих вы). из нескольких шкафов, , указана суммарная масса. Габарит-
352 АВТОМА ТИЧЁСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИИ
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИИ 353
5. Единовременная загрузка (м2) ванны покрытия
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Ап Двухрядная 'загрузка при Дп
Длина Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 | 0,63 | 1
320 320 320 0,050 0,080 0,125 — — —
500 0,080 0,125 0,200 — — —
400 320 320 0,063 0,100 0,160 — — —
- 500 0,100 0,160 0,250 — — —
400 320 0,063 0,100 0,160 — — —
500 0,100 0,160 0,250 — — —
500 320 320 0,080 0,125 0,200 — — —
500 0,125 0,200 0,320 — — —
400 320 0,080 0,125 0,200 — — —
500 0,125 0,200 0,320 — — —
500 320 0,080 0,125 0,200 0,160 0,250 0,400
500 0,125 0,200 0,320 0,250 0,400 0,630
630 320 320 0,10 0,16 0,25 — — —
500 0,16 0,25 0,40 — — —
800 0,25 0,40 0,63 — — —
400 320 0,10 0,16 0,25 — — —
500 0,16 0,25 0,40 — — —
800 0,25 0,40 0,63 — — —
500 320 0,10 0,16 0,25 0,20 0,32 0,50
500 0,16 0,25 0,40 0,32 0,50 0,80
800 0,25 0,40 0,63 0,50 0,80 1,25
630 320 0,10 0,16 0,25 0,20 0,32 0,50
500 0,16 0,25 0,40 0,32 0,50 0,80
800 0,25 0,40 0,63 0,50 0,80 1,25
12 П/р А. И. Дащенко
354 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина | Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 | 0,63 1
800 500 500 0,20 0,32 0,50 0,40 0,63 1,00
800 0,32 0,50 0,80 0,63 1,00 1,60
1000 0,50 0,80 1,00 1,00 1,60 2,00
630 500 0,20 0,32 0,50 0,40 0,63 1,00
800 0,32 0,50 0,80 0,63 1,00 1,60
1000 0,50 0,80 1,00 1,00 1,60 2,00
800 500 0,20 0,32 0,50 0,40 0,63 1,00
800 0,32 0,50 0,80 0,63 1,00 1,60
1000 0,50 0,80 1,00 1,00 1,60 2,00
1 000 500 800 0,40 0,63 1,00 0,80 1,25 2,00
1000 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1250 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
630 800 0,40 0,63 1,00 0,80 1,25 2,00
1000 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1250 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
800 800 0,40 0,63 1,00 0,80 1,25 2,00
1000 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1250 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1000 800 0,40 0,63 1,00 0,80 1,25 2,00
1000 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1250 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1 250 500 800 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1000 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,4 5
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Д ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 355
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Ки Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 0,63 1
1 250 500 1250 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1600 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
630 800 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1000 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1250 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1600 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
800 800 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1000 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1250 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1600 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1000 800 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1000 0,63 1,00 1,60 1,25 2,80 3,15
1250 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1600 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1 250 800 0,50 0,80 1,25 1,00 1,60 2,50
1000 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1250 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1600 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1 600 500 800 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1000 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1250 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1600 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
630 800 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
12*
356 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦ ИЙ
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 0,63 1
1 600 630 1000 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1250 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1600 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
800 800 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1000 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1260 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1600 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
1000 800 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1000 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1250 1,00 1,60 2,50 2,00 3, 15 5,00
1600 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
1250 800 0,63 1,00 1,60 1,25 2,00 3,15
1000 0,80 1,25 2,00 1,60 2,50 4,00
1250 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1600 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
2 000 630 1000 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1250 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
1600 1,60 2,50 4,00 3,15 5,00 8,00
2000 2,24 3,60 5,60 4,50 7,10 11,20
800 1000 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1250 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
1600 1,60 2,50 4,00 3,15 5,00 8,00
2000 2,24 3,60 5,60 4,50 7,10 11,20
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 357
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 0,63 1
2 000 1000 1000 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1250 1,25 2,00 3,15 2,50 4,00 6,30
1600 1,60 2,50 4,00 3,15 5,00 8,00
2000 2,24 3,60 5,60 4,50 7,10 1 1,20
1250 1000 1,00 1,60 2,50 2,00 3,15 5,00
1250 1,25 2,00 3,15 2,30 4,00 6,30
1600 1,60 2,50 4,00 3, 15 5,00 8,00
2000 2,24 3,60 5,60 4,50 7,10 11,20
2 500 630 1250 1,6 2,5 4,0 3,15 5,0 8,0
1600 2,24 3,6 5,6 4,50 6,8 1 1,2
2000 2,8 4,5 7,1 5,6 9,0 14,0
2500 3,6 5,6 9,0 7,1 11,2 18,0
800 1250 1,6 2,5 4,0 3,15 5,0 8,0
1600 2,24 3,6 5,6 4,50 6,8 11,2
2000 2,8 4,5 7,1 5,60 9,0 14,0
2500 3,6 5,6 ’9,0 7,10 11,2 18,0
1000 1250 1,6 2,5 4,0 3,15 5,0 8,0
1600 2,24 3,6 5,6 4,50 6,8 11,2
2000 2,8 9,5 7,1 5,60 9,0 14,0
2500 3,6 5,6 9,0 7,10 11,2 18,0
1250 1250 1,6 2,5 4,0 3,15 5,0 8,0
1600 2,24 3,6 5,6 4,5 6,8 11,2
2000 2,8 4,5 7,1 5,6 9,0 14,0
358 АВТОМАТИЧЕСКИЕ линии ДЛД гальванических операций
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 0,63 1 >
2 500 1250 2500 3,6 5,6 9,0 7,1 11,2 18,0
3 150 630 1250 2,24 3,60 5,6 4,5 7,1 11,2
1600 2,8 4,5 7,1 5,6 9.0 14
2000 3,6 5,6 9,0 7,1 11,2 18
2500 4)5 7,1 11,2 9,0 14,0 22,4
800 1250 2,24 3,6 5,6 4,5 7,1 11,2
1600 2,8 4,5 7,1 5,6 9,0 14
2000 3,6 5,6 9,0 7,1 11,2 18
2500 4,5 7,1 11,2 9,0 14,0 22,4
1000 1250 2,24 3,6 5,6 4,5 7,1 11,2
1600 2,80 4,5 7,1 5,6 9,0 14
2000 3,60 5,6 9,0 7,1 11,2 18
2500 4,5 7,1 11,2 9,0 14,0 22,4
1250 1250 2,24 3,6 5,6 4,5 7,1 11,2
1600 2,80 4,5 7,1 5,6 9,0 14
2000 3,60 5,6 9,0 7,1 11,2 18
2500 4,50 7,1 11,2 9,0 14,0 22,4
1600 1250 2,24 3,6 5,6 4,5 7,1 11,2
1600 2,80 4,5 7,1 5,6 9,0 14
2000 3,60 5,6 9,0 7,1 11,2 18
2500 4,50 7,1 11,2 9,0 14,0 22,4
4 000 030 1600 3,6 5,6 9 7,1 11,2 18
2000 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
Автоматические линии для гальванических операций 35g
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 | 0,63 1 0,4 0,63 1
4 000 630 2500 6,3 10 16 12,5 20 31,5
800 1600 3,6 5,6 9 7,1 11,2 18
2000 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2500 6,3 10 16 12,5 20 31,5
1000 1600 3,6 5,6 9 7,1 11,2 18
2000 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2500 6,3 10 16 12,5 20 31,5
1250 1600 3,6 5,6 9 7,1 11,2 18
2000 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2500 6,3 10 16 12,5 20 31,5
1600 1600 3,6 5,6 9 7,1 11,2 18
2000 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2500 6,3 10 16 12,5 20 31,5
5 000 630 1600 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2000 5,6 9 14 11,2 18 28
2500 8 12,5 20 16 25 40
800 1600 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2000 5,6 9 14 11,2 18 28
2500 8 12,5 20 16 25 40
1000 1600 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2000 5,6 9 14 11,2 18 28
2500 8 12,5 20 16 25 40
1250 1600 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
360 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 0,63 1 0,4 0,63 1
5000 1250 2000 5,6 9 14 11,2 18 28
2500 8 12,5 20 16 25 40
1600 1600 4,5 7,1 11,2 9 14 22,4
2000 5,6 9 14 11,2 18 28
2500 8 12,5 20 16 25 40
6 300 800 1600 5,6 9 14 11,2 18 28
2000 7,1 11,2’ 18 14 22,4 36
2500 10 16 25 20 31,5 50
1000 , 1600 5,6 9 14 11,2 18 28
2000 7,1 11,2 18 14 22,4 36
2500 10 16 25 20 31,5 50
1250 1600 5,6 9 14 1 1,2 18 28
2000 7,1 - 11,2 18 14 22,4 36
2500 10 16 25 20 31,5 50
1600 1600 5,6 9 14 11,2 18 28
2000 7,1 11,2 18 14 22,4 36
2500 10 16 25 20 31,5 50
8 000 800 1600 7,1 11,2 18 14 22,4 36
2000 10 16 25 20 31,5 50
2500 12,5 20 31,5 25 40 63
1000 1600 7, 1 11,2 18 14 22,4 36
2000 10 16 25 20 31,5 50
2500 12,5 20 31,5 25 40 63
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 361
Продолжение табл. 5
Размеры ванны, мм Однорядная загрузка при Кп Двухрядная загрузка при Кп
Длина Ширина Высота 0,4 | 0,63 ) i 1 0,4 0,63 1
8 000 1250 1600 7,1 11,2 18 14 22,4 36
2000 10 16 25 20 31,5 50
2500 12,5 20 31,5 25 40 63
1600 1600 7,1 11,2 18 14 22,4 36
2000 10 16 25 20 31,5 50
2500 12,5 20 31,5 25 40 63
10 000 1000 1600 9 14 22,4 18 28 45
2000 12,5 20 31,5 25 40 63
2500 16 25 40,0 31,5 50 80
1250 1600 9 14 22,4 18 28 45
2000 12,2 20 31,5 25 40 63
2500 16 25 40 31.5 50 80
1600 1600 9 14 22,4 18 28 45
2000 12,5 20 31,5 25 40 63
2500 16 25 40 | 31,5 50 80
Примечание. Коэффициент заполнения подвески (барабана) Кп пред- ставляет собой отношение (катодной) поверхности обрабатываемых деталей к пло- щади поверхности листа, с двух сторон ограниченного цонтурами рамки подвески с деталями. Кп = 0,4 (0,35 -4-0,45) — при хромировании, никелировании, медне- нии; Кп= 0,63(0,5-4-0,71) — при цинковании, оловянировании; Кп= 1,0 (0,9ч- -4-1,25) — при химических покрытиях и анодировании алюминия; /\п = 2-4-2,5 при обработке мелких деталей в барабанах и корзинах.
централизованного двухпозиционного
регулирования температуры различ-
ных технологических процессов; об-
наружения отклонений температуры
от заданных предельных уставок
«больше» или «меньше» с регистрацией
отклонения на бумажном бланке и
выдачей сигнала на включение свето-
вой сигнализации; измерения с по-
мощью встроенного электроизмери-
тельного прибора температуры в лю-
бой контролируемой точке без нару-
шения регулирования.
Первичными измерительными пре-
образователями (датчиками) являются
термоэлектрические термометры или
термометры сопротивления стандарт-
ных градуировок.
Машины на 60 и 120 точек контроля
с регистрацией отклонения состоят
362 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
6. Производительность (м2/ч) автоматических линий при обработке деталей на подвесках
Размеры ванны, мм Т р = 6,0 мин Тр = 7, 5 мин ГР = .
Дли- на Вы- сота Ки= 0,4 кп = = 0,63 1 Лп= 0,4 = 0,63 Лп= 1 /<П= 0.4
320 320 500 0,50/- 0,80/— 0,8/ — 1,25/ — 1,25/ — 2/ — 0,4/— 0,63/ — 0,63/ — 1/- 1/- 1,6/- 0,3/ — 0,5/—
400 320 500 0,63/— 1,00/— 1/- 1,6/- 1,6/- 2,5/- 0,5/— 0,8/— 0,8/— 1,25/— 1,25/— 2/- 0,4/— 0,6/—
500 320 500 0,80/1,6 1,25/2,5 1,25/2,5 2/4 2/4 3,15/6,3 0,63/1,25 1/2 1/2 1,6/3,15 1,6/3,15 2,5/5 0,5/1 0,75/1,5
630 320 500 800 1/2 1,6/3,15 2,5/5 1,6/3,15 2,5/5 4,0/8 2,5/5 4/8 6,3 0,8/1,6 1,25/2,5 2/4 1,25/2,5 2/4 3,15/6,3 2/4,0 3,15/6,3 5/10 0,63/1,25 1/2 1,5/3
800 500 800 1000 2,0/4 3,15/6,3 5/10 3,15/6,3 5/10 8/16 5/10 8/16 10/20 1,6/3,15 2,5/5 4/8 2,5/5 4/8 6,3/12,5 4/8 6,3/12,5 8/16 1,25/2,5 1,6/3,15 3/6
1 000 800 1000 1250 4/8 5/10 6.3/12,5 6,3/12,5 8/16 10/20 10/20 12,5/25 16/31,5 3,15/6„3 4/8 5/10 5/10 6,3/12,5 8/16 8/16 10/20 12,5/25 2,4/5 3/6 4/8
1 250 800 1000 1250 1600 5/10 6,3/12,5 8/16 10/20 8/16 10/20 12,5/25 16/31,5 12,5/25 16/31,5 20/40 25/50 4/8 5/10 6,3/12,5 8/16 6,3/12,5 8/16 10/20 12,5/25 10/20 12,5/25 16/31,5 20/40 3/6 4/8 5/10 6,3/12,5
1 600 800 1000 1250 1600 6,3/12,5 8/16 10/20 12,5/25 10/20 12,5/25 16/31,5 20/40 16/31,5 20/40 25/50 31,5/63 5/10 6,3/12,5 8/16 10/20 8/16 10/20 12,5/25 16/31,5 12,5/25 16/31,5 20/40 25/50 4/8 5/10 6,0/12,5 7,5/15
2 000 1000 1250 1600 2000 10/20 12,5/25 16/31,5 22,4/45 16/31,5 20/40 25/50 36/71 25/50 31,5/63 40/80 56/112 8/16 10/20 12,5/25 18/36 10/20 16/31,5 20/40 28/56 20/40 25/50 31,5/63 45/90 6,3/12,5 7,5/15 10/20 14/28
2 500 1250 1600 2000 2500 16/31,5 22,4/45 28/56 36/71 25/50 36/71 45/90 56/142 40/80 56/112 71/140 90/180 12,5/25 18/36 22,4/45 28/56 20/40 28/56 36/71 45/90 31,5/63 45/90 56/112 71/140 10/20 12,5/25 16/31.5 22,4/45
3 150 1250 1600 2000 2500 22,4/45 28/56 36/71 45/90 36/71 45/90 56/112 71/140 56/112 71/140 90/180 112/224 18/36 22,4/45 28/56 36/71 28/56 36/71 45/90 56/112 45/90 56/112 71/140 90/180 14/28 16/31,5 20/40 28/56
4 000 1600 2000 2500 36/71 45/90 63/125 56/112 71/140 100/200 90/180 112/224 160/315 28/56 36/71 50/100 45/90 56/112 80/160 71/140 90/180 125/250 20/40 28/56 36/71
5 000 1600 2000 2500 45/90 56/112 80/160 71/140 90/180 125/250 112/224 140/280 200/400 36/71 45/90 63/125 56/112 71/140 100/200 90/180 112/224 180/360 ' 28/56 31,5/63 50/100
6 300 1600 2000 2500 56/112 71/140 100/200 90/180 112/224 160/315 140/280 180/360 250/500 45/90 56/112 80/160 71/140 90/180 125/250 112/224 140/280 200/400 31,5/63 45/90 , 63/112
8 000 1600 2000 2500 71/140 100/200 125/250 112/224 160/315 200/400 | 180/360 250/500 [ 315/630 56/112 80/160 100/200 90/180 125/250 160/315 140/280 200/400 250/500 45/90 63/125 71/140
10 000 1600 2000 2500 90/180 125/250 160/315 140/280 200/400 250/500 224/450 315/630 400/800 71/140 100/200 125/250 112/224 160/315 200/400 180/360 250/500 315/630 56/112 71/140 100/200
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИИ 363
(в числителе — при однорядной загрузке; в знаменателе — при двухрядной загрузке)
= 10 мин ГР = 12 мин Тр = 15 мин
^п = = 0,63 *п = 1 Кп= 0,4 Кп = = 0,63 7<п= 0,4 = 0,63 7<п= 1
0,5/— 0,75/— 0,75/— 1,2/- 0,25/— 0,4/— 0,4/— 0,63/— 0,5/— 1/- 0.2/ — 0,32/ — 0,32/— 0,5/— 0,5/— 0,8/—
0,6/ — 1/- 1/- 1,5/- 0,3/— 0,5/ — 0,5/— 0,9/— 0,9/— 1,25/— 0,25/— 0,4/— 0,4/- 0,63/— 0,63/— 1/-
0,75/1,5 1,25/2,5 1,25/2,5 2/4 0,4/0,8 9,63/1,25 0,63/1,25 1/2 1/2 1,6/3,15 0,3/0,63 0,5/1 0,5/1 0,8/1,6 0,8/1,6 1,25/2,5
1/2 1,5/3 2,4/5 1,5/3 2,4/5 5/10 0,5/1 0,8/1,6 1,25/2,5 0,8/1,6 1,25/2,5 2/4 1,25/2,5 2/4 3, 15/6,3 0.4/0,8 0,63/1,25 1/2,0 0,63/1,25 1/2 1,6/3,15 1/2 1,6/3,15 2,5/5
1 /6/3,15 3/6 4,8/10 3/6 5/10 6/12,5 1/2 1,6/3,15 2,5/5 1,6/3,15 2,5/5 4/8 2,5/5 4/8 5/10 0,8/1,6 1,25/2,5 2/4 1,25/2,5 2/4 3,15/6,3 2/4 3,15/6,3 4/8
4/8 5/10 6/12,5 6/12,5 7,5/15 10/20 2/4 2,5/5 3,15/6,3 3,15/6,3 4/8 5/10 5/10 6,3/12,5 8/16 1,6/3,15 2/4 2,5/5 2,5/5 3,15/6,3 4/8 4/8 5/10 6,3/12,5
5/10 6,3/12,5 7,5/15 10/20 7,5/15 10/20 12,5/25 15/30 2,5/5 3,15/6,3 4/8 5/10 4/8 5/10 6,3/12,5 8/16 6,3/12,5 8/16 10/20 12,5/25 2/4 2,5/5 3,15/6,3 4/8 3,15/6,3 -4/8 5/10 6,3/12,5 5/10 6,3/12,5 8/16 10/20
6,3/12,5 7,5/15 10/20 12,5/25 10/20 12,5/25 15/30 20/40 3,15/6,3 4/8 5/10 6,3/12,5 5/10 6,3/12,5 8/16 10/20 8/16 10/20 12,5/25 16/31,5 2,5/5 3,15/6,3 4/8,0 5/10 4/8 5/10 6,3/12,5 8/16 6,3/12,5 8/16 10/20 12,5/25
10/20 12,5/25 15/30 22,4/45 15/30 20/40 25/50 36/71 5/10 6,3/12,5 8/16 1 1,2/22,4 8/16 10/20 12,5/25 18/36 12,5/25 16/31,5 20/40 28/56 4/8 5/10 6,3/12,5 9/18 6,3/12,5 8/16 10/20 14/28 10/20 12,5/25 16/31,5 22,4/45
15/30 20/40 28/56 36/71 25/50 36/71 45/80 56/112 8/16 11,2/22,4 14/28 18/36 12,5/25 18/36 22,4/45 28/56 20/40 28/56 36/71 45/90 6,3/12,5 10/20 11,2/22,4 14/28 10/20 14/28 18/36 22,4/45 16/31,5 22,4/45 28/56 36/71
20/40 28/56 31,5/63 40/80 31,5/71 45/80 56/112 63/140 1 1,2/22,4 14/28 18/36 22,4/45 18/36 22,4/45 28/56 36/71 28/56 36/71 45/90 56/112 9/18 1 1,2/22,4 14/28 18/36 14./28 18/36 22,4/45 28/56 22,4/45 28/56 36/71 45/90
31,5/63 45/90 63/125 56/112 63/125 100/200 18/36 22,4/45 31,5/63 28/56 36/71 50/100 45/90 56/112 80/160 14/28 18/36 25/50 22,4/45 28/56 40/80 36/71 45/90 63/125
45/90 56/112 71/140 71/140 80/160 125/250 22,4/45 28/56 40/80 36/71 45/90 63/125 56/112 70/140 100/200 18/36 22,4/45 31,5/63 28/56 36/71 50/100 45/90 56/112 90/180
56/112 71/140 100/200 80/160 112/224 160/315 28/56 36/71 63/125 45/90 56/112 80/160 71/140 90/180 125/250 22,4/45 28/56 40/80 36/71 45/90 63/125 56/112 71/140 100/200
71/140 100/200 125/250 112/224 160/315 200/400 ' 36/71 50/100 63/125 56/112 80/160 100/200 90/180 125/250 160/315 28/56 40/80 50/100 45/90 63/125 80/160 70/140 100/200 125/250
80/160 125/250 160/315 140/280 200/400 250/500 45/90 63/125 80/160 70/140 100/200 125/250 112/224 160/315 200/400 36/71 50/100 63/125 56/112 80/160 100/200 90/180 125/250 160/315
364 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ 0Г1Е‘РАЦиЬ
7. Производительность (в числителе — в кг/ч; в знаменателе — в м2/ч)
гальванических автоматических линий при обработке деталей в барабанах
Барабан Длина ванны, мм Такт, мин
20 15 12 1 10 7,5 6
Одинарный 1000 71/7,1 100/10 112/11,2 225/22,5 140/14 180/18 250/25 2,0
Двойной 1000 140/14 200/20 280/28 360/36 500/50 2,5
Одинарный 1250 90/9 125/12,5 140/14 180/18 225/22,5 320/32 2,0
Двойной 1250 180/18 250/25 280/28 360/36 450/45 710/71 2,5
Одинарный 1600 112/11,2 160/16 180/18 225/22,5 280/28 400/40 2,0
Двойной 1600 225/22,5 320/32 360/36 450/45 560/56 800/80 2,5
Одинарный 2000 140/14 200/20 224/22,4 280/28 360/36 500/50 2,0
Двойной 2000 280/28 400/40 450/45 560/56 710/71 1000/100 2,5
8. Число манипуляторов для обслуживания одного прямолинейного ряда ванн
в зависимости от числа операций в этом ряду и такта работы АЛ
из двух шкафов (центрального устрой-
ства и устройства ввода-вывода сиг-
нала) и тумбы с печатающим устрой-
ством.
Техническая характеристика
Питание машины от од-
нофазной сети пере-
менного тока:
напряжение, В . .
частота, Гц . . .
Потребляемая мощ-
ность, В - А.........
Габаритные размеры
устройств (ширинах
X длинах высота), мм
не более:
центрального . . .
ввода-вывода . . .
регистрации . . .
99п+10%
220—15%
50±1
Не более 1000
700X 650Х 1600
615x 650Х 1600
615Х 650Х 980
Производительность АЛ. Для гальва-
нических АЛ целесообразно устано-
вить следующий нормальный ряд зна-
чений часовой производительности 77ч:
1; 1,12; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,24; 2,5;
3,15; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7,1;
8,0; 9,0; 10,0; 11,2; 14,0; 16,0; 18,0;
20,0; 22,4; 25,0; 28,0; 31,5; 36,0;
40,0; 45,0; 50,0; 56,0; 63,0; 71,0;
80; 90; 100.
Заданная часовая производитель-
ность обеспечивается единовременной
загрузкой и тактом работы АЛ.
В табл. 5 представлены значения
единовременной загрузки гальвани-
ческих ванн, соответствующих
ГОСТ 23738—79, для однорядных и
двухрядных кассет с коэффициентами
заполнения подвесок /Сп = 0,4; 0,63; 1.
В зависимости от принятой едино-
временной загрузки и такта работы
линии номинальная часовая произво-
дительность Пч выбирается по табл. 6
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
9. Число позиций в лимитирующей группе в зависимости от такта
и продолжительности лимитирующей операции
Продолжитель- ность лимити- рующей опера- ции, мин Такт, мин
20 15 12 10 8 7 6 5
10 2 2 2 3
12 — — — 2 2 2 з 3
15 — — 2 2 2 3 3 4
20 — 2 2 3 3 3 4 5
25 2 2 3 3 4 4 5 6
30 2 3 3 4 4 5 6 7
40 2 3 4 5 6 6 7 9
50 3 4 5 5 7 8 9 10
60 3 4 5 6 8 9 10 —
70 4 5 6 7 9 10 — —
80 4 6 7 8 10 — — —
90 5 6 8 9 — — — —
100 5 7 9 10 — — — —
110 6 8 10 — — — — —
120 6 8 10 — — — — —
130 7 9 — — — — — —
140 7 10 — — — — — —
для такта Тр = 6,0; 7,5; 10; 12; 15 мин.
Для промежуточных значений Тр про-
изводительность определяется мето-
дом интерполяции.
При обработке деталей в барабанах
производительность АЛ определяется
по табл. 7. Табличную производитель-
ность при проектировании АЛ сле-
дует умножать на поправочный (ве-
домственный) коэффициент Кв =
= 0,75ч-1,5, который устанавливается
в каждом конкретном случае в зави-
симости от местных условий, в том
числе от результатов технологических
экспериментов и уточненных математи-
ческих моделей гальванических опе-
раций.
Число манипуляторов и ванн для
лимитирующей операции определяется
по табл. 8' и 9. Если линия состоит
из нескольких модулей, то общее число
манипуляторов суммируется.
Глава 6t АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ,
КОНСЕРВАЦИИ И УПАКОВКИ
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ И ВЫБОР
ОБОРУДОВАНИЯ
Унификация и специализация сбороч-
ного производства. Основой унифика-
ции является классификация деталей
по конструктивно-технологическим
признакам. Унификация позволяет:
наиболее широко использовать при
проектировании новых изделий ранее
выпущенные чертежи оригинальных
деталей; б) повысить технологичность
деталей; в) осуществить внедрение
типовых и групповых технологических
процессов, использовать ранее раз-
работанные технологические про-
цессы, создать универсальные сбороч-
ные устройства для эффективного ис-
пользования их в производстве; г) соз-
дать условия для более быстрого раз-
вития централизованного производ-
ства деталей общего назначения
и т. д.
Развитие специализации предприя-
тий, цехов и участков является осно-
вой создания специализированных
производств сборки. Для создания
эффективного специализированного
производства необходимы следующие
условия: достаточно длительный пе-
риод выпуска изделия, высокая сте-
пень однородности объектов производ-
ства и экономическая эффективность
затрат на создание специализирован-
ного производства.
Специализация отдельных заводов,
охватывающая изготовление комплек-
тующих изделий автомобилей, трак-
торов и сельхозмашин (подвесок,
амортизаторов, дифференциалов, го-
ловок цилиндров, элементов тормоз-
ных систем, гидроагрегатов, ролико-
вых цепей и т. п.) позволит автомати-
зировать их сборку с наименьшими
затратами.
Технологичность изделия в сборке —
совокупность свойств изделия, оп-
ределяющих его приспособленность к
технологической подготовке сбороч-
ного производства и сборке и характе-
ризуемых отношениями затрат труда,
средств, материалов и времени на их
выполнение к значениям соответст-
вующих показателей изделий-анало-
гов, определяемых в принятых усло-
виях производства.
Для автоматической сборки, осу-
ществляемой на автоматических сбо-
рочных линиях, требуется создание
сложных автоматически действующих
устройств, надежно выполняющих все
операции и переходы сборки без уча-
стия человека. При автоматизирован-
ной сборке большая часть операций
выполняется механизмами, а неко-
торые, наиболее сложные для автома-
тизации — вручную операторами-
сборщиками.
Структурная схема технологиче-
ского процесса автоматизированной
сборки изделия состоит из следую-
щих операций: 1) подготовки деталей
и комплектующих изделий (промывка,
очистка, расконсервация и входной
контроль); 2) загрузки сопрягаемых
деталей в бункерные, магазинные, кас-
сетирующие или другие механизмы и
подачи их в захватывающие, отсекаю-
щие и подающие устройства в предва-
рительно или окончательно ориенти-
рованном положении; 3) захвата, от-
секания и подачи сопрягаемых де-
талей в ориентирующие и базирую-
щие устройства сборочного приспособ-
ления; 4) ориентации с требуемой точ-
ностью относительного расположения
сопрягаемых поверхностей деталей на
базирующих сборочных устройствах;
5) соединения и фиксации сопрягае-
мых деталей с требуемой точностью;
6) контроля точности относительно
положения сопрягаемых деталей или
сборочных единиц; 7) разгрузки и
транспортирования готовой сбороч-
ной единицы; 8) выполнения после-
сборочных операций.
Если ориентация деталей осуществ-
ляется в бункере или питание прово-
дится из магазина, то этот этап сборки
несложен. Однако ориентация дета-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
367
лей часто осуществляется во время их
перемещения в специальных ориенти-
рующих устройствах. Большинство за-
грузочных устройств служит для по-
штучной выдачи мелких деталей в на-
копители или другие подающие устрой-
ства с предварительной их ориента-
цией.
Одним из важнейших этапов про-
цесса сборки является ориентация
деталей с требуемой точностью отно-
сительного расположения поверхно-
стей сопрягаемых деталей на базирую-
щих сборочных устройствах. При этом
детали должны располагаться так,
чтобы можно было легко осуществить
их сопряжение. Этот этап является
самым ответственным и от него зави-
сит надежность сборочного оборудо-
вания и качество сборки.
Процесс сопряжения представляет
собой этап, при котором осуществ-
ляется сборка, т. е. одна или несколько
деталей входят в соединение с базовой,
обычно неподвижной деталью. Про-
цесс фиксации достигнутой точности
сопряжения часто может не содер-
жать дополнительных сборочных опе-
раций (например, запрессовка до
упора на заданную величину) или мо-
жет иметь дополнительные операции.
К таким операциям относятся: сто-
порение винтами и болтами, склеива-
ние, закатка, отбортовка, чеканка,
обжим, сварка, пайка и т. п.
С помощью транспортных устройств
осуществляется транспортирование со-
бираемой единицы с позиции на по-
зицию, деление и объединение пото-
ков, изменение положения деталей
(переориентация или кантование) при
переходе от позиции к позиции, воз-
врат сборочных приспособлений (спут-
ников), установка (базирование, фик-
сация), снятие (раскрепление) и др.
К сборочным операциям относятся:
комплектация, мойка и обдув, транс-
портирование, контроль, консервация
и упаковка. Поелесборочные опера-
ции — контроль на выходе, запол-
нение смазочными материалами и топ-
ливом, испытание, регулирование, ба-
лансировка, маркировка, консерва-
ция, упаковка и др.
В зависимости от технических ус-
ловий и условий производства ука-
занные операции могут выполняться
как в автоматическом режиме в не-
прерывно действующем технологиче-
ском процессе, так и самостоятельно
вне его.
Структура технологического про-
цесса, его видоизменение зависят от
особенностей собираемого изделия —
габаритов, количества входящих в
него деталей и сборочных единиц и
их сложности. Структурная схема тех-
нологического процесса автоматизи-
рованной сборки, последовательность
сборочных операций, их повторяе-
мость и точность наладки во многом
влияют на принципиальные решения
и параметры автоматизированного
сборочного оборудования. При разра-
ботке технологического процесса авто-
матизированной сборки продолжитель-
ность операций на отдельных пози-
циях должна быть примерно одинако-
вой (равной) или кратной такту сборки,
а порядок чередования запуска изде-
лий на переналаживаемом сборочном
оборудовании должен обеспечивать ми-
нимальные потери времени.
Правильная разработка технологи-
ческого процесса сборки изделий ма-
шиностроения является основным и
определяющим фактором, от которого
зависит работоспособность сбороч-
ного оборудования.
Одной из предпосылок автоматиза-
ции процесса сборки является состав-
ление типового процесса сборки, ко-
торый должен базироваться на ти-
повых сборочных операциях, перехо-
дах, сходных по своему назначению,
и на типовых схемах базирующих сбо-
рочных устройств, определяемых ус-
ловиями собираемости.
Типовые технологические процессы
автоматической сборки основываются
на сборке изделий с общими конструк-
тивными и технологическими призна-
ками. Для автоматической сборки со-
бираемые детали и сборочные еди-
ницы классифицируют по общности
их служебного назначения, по видам
соединений и по числу деталей, вхо-
дящих в сборочную единицу. Для
каждого типа сборочного соединения
(элементарной сборочной единицы) мо-
жет быть выделен типовой представи-
тель (один или несколько), для ко-
торого и разрабатывается типовой
технологический процесс автоматиче-
368
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
1. Типовой технологический процесс автоматической сборки механизма
шатунно-поршневой группы тракторного двигателя
Содержание операции Оборудование Содержание перехода Метод осуще- ствления перехода
Нагрев поршней Агрегат нагрева Установка группы поршней на конвейер агрегата на- Вручную
грева Нагрев поршней Выдача группы поршней на приемный конвейер автома- та сборки поршня с паль- цем и шатуном Автома- тически То же
Сборка поршня с пальцем и ша- туном Автомат сборки поршня с паль- цем и шатуном Загрузка пальцев и шатунов в накопители Подача поршня, шатуна и пальца в зону сборки Установка пальца в отверстие поршня и шатуна Перемещение объекта сборки на следующую позицию Вручную Автома- тически То же »
Формирование и установка двух- стопорных колец в канавки порш- ня Автомат формиро- вания и уста- новки стопорных колец Фиксация объекта сборки Формирование двух стопор- ных колец Установка двух стопорных ко- лец в канавки поршня Перемещение объекта сборки на позицию клеймения » » Автома- тически То же
Маркирование ша- туна и крышки Автомат клейме- ния Фиксация объекта сборки Клеймение шатуна и крышки шатуна Перемещение объекта сборки на следующую позицию » » »
Установка поршне- вых колец в ка- навки поршня Автомат установки поршневых ко- лец в канавки поршня Фиксация объекта сборки Подача поршневых колец в зо- ну сборки Установка поршневых колец в канавки поршня Загрузка поршневых колец в кассеты накопителя » » » Вручную
Отвинчивание двух гаек шатуна и разъем крышки шатуна Автомат отвинчи- ' вания гаек ша- туна и разъема крышки шатуна Фиксация объекта сборки Отвинчивание двух гаек ша- туна на два-три витка Разъем крышки шатуна Перемещение собранного изде- лия к накопителю Автома- тически То же »
Комплектация группы собран- ных изделий в накопитель Снятие изделия с накопителя и укладка в тару Накопитель Т ара Установка собранного изде- лия в накопитель Снятие изделий и установка их по группам в тару » Вручную
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
369
2. Переходы сборочных операций
Операция Переход
Комплектация Комплектация деталями, сборочными единицами и покупными изделиями определенного задела (на 1 — 2 ч работы, на смену, сутки и т. д.) для работы автоматического сборочного обору- дования
Мойка, сушка и покрытие дета- лей Транспортирование Мойка и очистка Сушка и обдув Покрытие (например, пассивирование и т. д.) Перемещение комплектов и отдельных деталей к загрузочным местам автоматического сборочного оборудования Загрузка бункерных устройств, накопителей, магазинов и кассет деталями Установка базовых деталей на сборочные позиции Перемещение объекта сборки от одной сборочной позиции к другой Разгрузка собранного изделия с автоматического сборочного оборудования и установка (укладка) его в тару или пере- дача в другие устройства
Контроль Входной контроль качества поступающих на сборку деталей, сборочных единиц и покупных изделий; наличия деталей на
Нагрев или охла- ждение деталей перед сборкой Сборка сборочных позициях; качества сборки Получение соединений: простого с фиксацией его положения,
Смазывание Консервация и упаковка прессового, клепаного, винтового В процессе соединения смазывание деталей Смазывание собранного изделия и его упаковка
ской сборки с указанием вида приме-
няемого оборудования и рабочего ин-
струмента, а также нормативов вре-
мени, требуемых для выполнения сбо-
рочной операции.
Расчленение типового технологи-
ческого процесса автоматической сбор-
ки на типовые сборочные операции
(табл. 1) и сборочных операций на
отдельные переходы (табл. 2) позво-
ляет выбрать типовое сборочное обо-
рудование и его отдельные механизмы.
На основе выявленных типовых опе-
раций и переходов разработаны типо-
вые технологические процессы и обо-
рудование для автоматической и ав-
томатизированной сборки сборочных
единиц автомобилей, тракторов, из-
делий электротехнической, электрон-
ной и других отраслей промышлен-
ности.
Этапы проектирования автоматиче-
ского или автоматизированного сбо-
рочного оборудования — составление
технического задания, разработка тех-
нического предложения и разработка
технического и рабочего проектов.
Техническое задание на проектирова-
ние сборочного оборудования яв-
ляется исходным документом для его
создания; его разрабатывает заказ-
чик и оно должно содержать: чертежи
изделия и его составных частей с пол-
ными техническими условиями; тре-
буемую производительность сбороч-
ного оборудования; план участка
цеха, в котором предполагается раз-
местить сборочное оборудование; дан-
ные о цеховой энергосистеме и каче-
стве деталей собираемого изделия.
На стадии технического предложения
разрабатывается технологический про-
цесс автоматической сборки, при ко-
тором выявляется экономическая це-
лесообразность автоматизации и вы-
полнения тех или- иных операций
сборки, анализ технических условий
собираемости изделия, проводится рас-
членение собираемого изделия на от-
дельные сборочные единицы и их со-
ставные части и составляется техно-
логический маршрут сборки изделия,
а затем — технологическая схема сбор-
ки. Технологической схемой сборки
определяется базовая деталь, ее воз-
можность перемещения по позициям
370
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ% СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 1. Схема расположения двух деталей
перед сборкой
сборки, выбор загрузочных, подающих
и ориентирующих устройств, устанав-
ливается последовательность выпол-
нения всех переходов и операций
сборки.
При автоматизации сборки изделий
машиностроения можно использовать
сборку с полной взаимозаменяе-
мостью, с неполной взаимозаменяе-
мостью, с групповой взаимозаменяе-
мостью, с пригонкой и с регулирова-
нием. •
Сборка с полной взаимозаменяе-
мостью наиболее пригодна для авто-
матизации, так как при ней обеспечи-
вается качество сборки и высокая
надежность работы оборудования.
Если детали собираемого изделия
сортируют на несколько размерных
групп, то в этих случаях применяют
сборку с групповой взаимозаменяе-
мостью (сборка шарикоподшипников,
пар топливной аппаратуры, пальца
с поршнем и др.). В тех случаях,
когда в соединении имеется регули-
руемое по размеру звено, может при-
меняться сборка с регулированием
(сборка карданных шарниров сель-
хозмашин, редукторов задних мостов
и т. д.).
Выбор рациональных схем базирова-
ния при автоматизации сборки. Про-
цесс автоматической сборки связан
с непрерывным изменением базиро-
вания деталей на пути их движения от
загрузочных устройств до соединения
и фиксации достигнутого положения.
Наиболее ответственным этапом ав-
томатизации сборки является обеспе-
чение необходимой точности относи-
тельного положения собираемых • де-
талей на базирующих устройствах.
При этом необходимо, чтобы отклоне-
ния относительного расположения со-
прягаемых поверхностей собираемых
деталей не превосходили допустимых
значений, определяемых условиями со-
бираемости.
Для того чтобы соединить две де-
тали, их необходимо подать на сбо-
рочную позицию таким образом, чтобы
сопрягаемые поверхности были сов-
мещены, после чего переместить де-
таль к базовой детали до полного
получения соединения.х
В общем виде, например, при соеди-
нении деталей, сопрягаемых по ци-
линдрическим поверхностям, распо-
ложение их определяется выражениями
(рис. 1)
т п
лд = S 5Д == Е
1=1 1=1
р
5д=£5р
1 = 1
т п
Ч’д = S ₽д = U ₽р
/=1 1=1
q
фд= Е
Z = 1
где Дд, Бд, Вд, трд, РД) фд — замы-
кающие звенья, характеризующие точ-
ность относительного расположения со-
бираемых деталей в пространстве;/^,
Б[, р;, cpj — составляющие
звенья размерных цепей; т, п, р, q—
число звеньев размерной цепи.
При автоматической сборке деталей
типа вал-втулка необходимо осущест-
проектирование процессов сборки изделий
371
вить совмещение их осей, обеспечить
точность углового положения и от-
носительного расстояния.
Точность совмещения осей (допуск
соосности) определяется цепями А,
Б, ф, [3; точность углового положе-
ния — цепью ср и точность относитель-
ного расстояния — цепью В.
Условия собираемости деталей —
это такие максимально допустимые
значения, при которых возможно их
сопряжение.
Обозначая отклонение от соос-
ности двух деталей, определенное из
условий их собираемости, через Д2?
а при выбранной схеме базирования —
через 6Д^, запишем 6Д^ Д2; до-
пустимый относительный перекос осей
должен быть меньше или равен
относительному перекосу, определен-
ному по условиям собираемости:
Ays’
Для сопряжения деталей кроме при-
веденных зависимостей необходимо,
чтобы одна из сопрягаемых деталей
имела возможность смещения и пово-
рота в пространстве в пределах до-
пустимых отклонений. Для этого сбо-
рочное устройство должно быть по-
датливым в пределах указанных от-
клонений. При автоматизации сборки
деталей допуски на условия их со-
бираемости могут быть расширены
с помощью фасок на заходных уча-
стках собираемых деталей. Фаски в
этом случае являются подвижными
компенсаторами.
При сопряжении двух деталей типа
вал-втулка необходимо, чтобы от-
клонение от соосности составляло не
более половины минимального за-
зора в соединении (рис. 2, а):
jmin___ jmax
Л __ До min _ ио ав
2" 2 “ 2
или при наличии фаски с (рис. 2, б)
Наибольший перекос для случаев,
представленных на рис. 2, в и д,
d-в .
= arccos -т—,
r2 d0
a) 5)
Рис. 2. Схемы относительного расположе-
ния деталей перед сборкой
для случаев по рис. 2, г и е:
ys = arcsin //(|/ /2 +
где Z — длина вала или втулки.
При максимально допустимом угле
перекоса допустимое отклонение от
соосности составляет: Д?2 = I tg у
(рис. 2, в); Д?2 = Z/2 sin у (рис. 2, е);
Д72 = 0 (рис. 2, д); Д?2 = Z/2 tg у
(рис. 2, е).
Для резьбовых соединений усло-
виями собираемости является гаран-
тированное наживление резьбовых де-
талей и.обеспечение необходимого мо-
мента затяжки без срыва и заклини-
вания резьбы, т. е. обеспечение ка-
чественного резьбового соединения.
Первым условием сопряжения резь-
бовых соединений при автоматиче-
ской сборке является совмещение сле-
дов резьбы на торцах болта и гайки.
Вторым условием является обеспече-
ние допустимого отклонения от со-
осности резьбы болта и гайки, опреде-
ляемого условиями собираемости; тре-
тьим условием является обеспечение
допустимого перекоса осей резьбовых
поверхностей сопрягаемых деталей.
^2 АВТО МА ТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 3. Схемы базирования цилиндриче-
ских деталей /
тящий , момент, который, преодоле-
вая момент трения в резьбе, должен
осуществить ввертывание болта в гай-
ку на заданную величину.
Наиболее характерные схемы ба-
зирования, определяющие отклоне-
ния от соосности деталей типа вал-
втулка, представлены схемами I—VIII
(рис. 3).
В табл. 3—И приведены наиболее
часто применяемые схемы базирова-
ния.
В таблицах приняты обозначения:
m п
Лд=£Лд; 5д=£5д;
Z=1 i=\
р in
= S 5д; 'Ч’д = Е tr
i = l
п q
Фд = S 5Рг - Р33-
6=1 6=1
Отклонение от соосности резьбы
болта и гайки можно выразить как
ДГШП
, где Д™ш — минималь-
ный зазор резьбы винта и гайки.
При наличии фасок на болте cq
и гайке сг отклонение от соосности
резьб болта и гайки будет
дгшп
Д2 = —------Ь еб + (<т — ^)»
где h — высота профиля резьбы.
Предельно допустимый относитель-
ный перекос осей
ЛГ1 tg
AV2 = arCtg d_h- ,
где а — угол профиля резьбы; d —
диаметр болта. Тогда условием га-
рантированного сопряжения резьбо-
вых поверхностей будет
дППП
Д^ = —2-----к + (сг — h) —
— (d — h) tg у.
Для успешного наживления болта
и гайки к одной из деталей (например,
к болту) необходимо приложить кру-
мерные цепи, определяющие положе-
ние деталей в пространстве; Ад,
В&, фд, Рд, срд — замыкающие зве-
нья размерных цепей и цепей относи-
тельных поворотов; у, Д7 — угол пере-
коса осей и относительный поворот
осей; Д2, Д72 — отклонения от соос-
ности и относительных перекосов осей
сопрягаемых деталей, определенных
условиями собираемости; 6Д^, 6^ —
допуски соосности и относительного
перекоса осей сопрягаемых деталей,
определенных схемами базирования;
— минимальный зазор в соеди-
нении; d0, dB — диаметры отверстия
втулки (корпуса) и вала соответст-
венно; + 6^ — допусти-
мое расстояние между базой детали
и основанием приспособления; Dm,
Dr, DB, Z)p — наружный диаметр
шайбы, гайки, втулки и ролика со-
ответственно; Dol, D02 — диаметры от-
верстий под валик и втулку соответ-
ственно; б/ц, dp, dm — диаметры цен-
трирующего стержня, отверстия ролика
и шайбы соответственно; 6^в, dd0,
— допуски диаметра вала, отвер-
н
стия и наружного диаметра: е — экс-
центриситет; I — длина втулки, вала
и т. д. а — половина угла призмы.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
3. Схемы базирования соединений типа вал—втулка
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуски замыкающих звеньев б^,д
1.1 Для вала и втул- ки—призма Д р-~ К 1 Л ij
1//Ч + б^н V 2 V ( 2sina н+* + М+4д; б?д = КЧд + 6₽д
1.2 Для вала и втул- ки — плоскость ь и — - L' J
1/ / 6dB + 6.DH V V ( 2 + е+(>н) +е5д
1.3 Для вала и втул- ки — отверстие [ в
1/ Ч + б^о , вон + Ч>2 ... у + е2 К 2 + 2 +е + бя; +бВд
1.4 Для вала — приз- ма, для втулки — плоскость '////У////////. 1 + е + Он)2 + бвд
VxWz у (,—+ д 6Dt 2
374
Автоматические линии для сборки и упаковка
1.5
Базы
Для вала — приз-
ма, для втулки —
отверстие
1.6 Для вала — пло-
скость, для втул-
ки — отверстие
1.7 Для вала — пло-
скость, для втул-
ки — отверстие
1.8 Для вала — отвер-
стие, для втул-
ки — призма
Продолжение табл. 3
Схемы базирования и допуски замыкающих
звеньев бд^, б?д
1/ ( Ч + в^н . V. 2
У \----2---+ е+6н) + бВд
Ч, V 2
+ 2sina' + e+ + в5д
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
375
Продолжение табл. 3
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуски замыкающих звеньев бд^,, б-уд
ки — плоскость ZZZZZZZZZ/Zz 1\\\ \\|
1/ ( Ч + б^н V 2 V \ 2 +е+Ь.Н} +6£д
_ Z ш
II.1 Для вала — приз- ма, для втулки — отверстие ZZZZZZZZZZZZ К
1// 6(/ \2 2
V ( 2fina + 2 н / +«вд
II.2 Для вала — пло-
скость, для втул-
ки — отверстие
376
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 3
Номер схемы Базы Схемы базирования и Допуски замыкающих звеньев бд^, б?д
III.1 Для вала — приз- ма, для втулки — отверстие '////) Г' ч 2 д-1 1. Ъ 1 К? <о Lt □ай 1— К !
III.2 Для вала — пло- “1Г — 1 в—
скость и центро- вое отверстие, для втулки — пло- скость J L. 7/ ч+ч 2 I
IV. 1 Для вала — отвер- стие в корпусе и центр овое отвер- стие, для втул- ки — ее отверстие 1 'У 6d0 + Ч 2 I
IV.2 Для вала центровое отверстие, для втулки — ее от- верстие — ч ta-
Т_- 2—
//////////////, у Схема IV. 1, табл. 3
проектирование Процессов сборки изделий
377
4. Схемы базирования соединений типа вал—кольцо (втулка—кольцо)
Номер
схемы
Базы
Схемы базирования и допуски
замыкающих звеньев бд^,, &Уд
V.1
'Для вала и кольца — призма
Схема 1.1, табл. 3
V.2
Для вала и кольца — пло-
скость
V.3
Для вала — призма, для коль-
ца — плоскость
Схема 1.2, табл. 3
Схема 1.3, табл. 3
V.4 Для вала и кольца — отвер
стие корпуса
Схема 1.4, табл. 3
V.5
Для вала — призма, для коль-
ца — отверстие корпуса
578 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Д СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 4
Номер
схемы
Базы
Схемы базирования и допуски
замыкающих звеньев 6^
Для вала—' плоскость, для
кольца — призма
V.7
Схема 1.7, табл. 3
Для вала.— отверстие, для
кольца —, призма
V.8
Для вала — отверстие, для
кольца — плоскость
VI.1
Для вала — призма, для коль-
ца — его отверстие
VI.2
Для вала плоскость, для
кольца — его отверстие
Схема 1.8, табл. 3
Схема 1.9, табл. 3
Схема 11.1, табл. 3
Схема II.3, табл. 3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
379
Продолжение табл. 4
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуски замыкающих звеньев 6^
VI.3 Для вала — плоскость, для кольца — его отверстие Y/7 Е1 1
'У 777777777777, Схема II. У 2, табл. 3
VII.1 Для вала — центровое отвер- стие, для кольца — его от- верстие
’7777777777777/, Схема II.: 1, табл. 3
VII.2 ’ Для вала — призма, для коль- ца — стержень р С: _ СР7Я Л ‘z кема 11.1 7777777777777777/, табл. Ди 3
VII.3 Для вала — плоскость, для кольца — стержень 777// С хема II.z ) —ц табл. 3
VII.4
Для вала — отверстие, для
кольца — стержень
Схема II.3, табл. 3
380
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл.4
Номер
схемы
Базы
Схемы базирования и допуски
замыкающих звеньев бд^,, ^Уд
VIII.1
Для втулки — призма, для
кольца — отверстие втулки
VIII .2
Для втулки — плоскость, для
кольца — отверстие втулки
VI II.3
Для втулки — отверстие кор-
пуса, для кольца — отвер-
стие втулки
I X.1
Для втулки — призма, для
кольца — стержень
Схема 1.3, табл. 3
Схема III.2, табл. 3
IX.2
Для втулки — плоскость, для
кольца — стержень
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИИ
381
Продолжение табл. 4
Номер схемы Б азы Схемы баз! замыкающи арования и допуски х звеньев ^Тд
IX.3 Для втулки — отверстие кор- пуса, для кольца — стер- жень I
м
Схем; а II.3, табл. 3
Х.1 Для втулки и кольца — стер- жень — Е
J [ -к
Схема '////////////г III. 1, табл. 3
Х.2
Для втулки и кольца — стер-
жень
Схема III.4, табл. 3
Х.З
То же
Х.4
То же
Схема IV.2, табл. 3
382
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
5. Схемы базирования соединений типа втулка—втулка
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуски замыкающего звена
1.1 Для вала и роли- ка — призма 41 77/Л < //////Л ад
1.2 Для втулки и роли- ка — плоскость и /ад \
У(^4н+,вт+,р+8ву+,.л
1.3 Для втулки и ро- лика — отверстие корпуса 3 & WT4
1 7/ Ц 7Z7W
1/ ( бО0.вт + бдвт , бО0 + Н , , , К 2 + 2 + е1 + е2 +
1.4 Для втулки — приз- ма, для ролика — плоскость й Б |н
7/ ~l/~ / ^ВТ Г \ 2 sin а У -И s Q pi И J + ^вт Н- Zp + 6tf) + бБд
‘ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
383
Продолжение табл. 5
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуски замыкающего звена бд^
1.5 Для втулки — приз- ма, для ролика — отверстие корпуса ж Й
777777777777/7/
1/ ( бДвт 'вт+/р+б7/>) “Ь^Бд
V \2 sin а 1 2 +
1.6 Для втулки — пл о- - скость, для роли- ка — призма 1 ; 1 ;
<7//////777777. 1Л ( б£>вт । 6jPp \ 2 2 sin а bt+zp+6//) +б£д
1.7 Для втулки — пло-
скость, для роли-
ка — отверстие
корпуса
Яб£>вт+бг) +б£>0 \2
------2-----НВт+*р+6/7 ] +бБд
II.1
Для втулки — приз-
ма, для ролика —
стержень
6 и
7Jbt
2 sin а
%+% \2
2----Ь/Вт+/р+6// ] +бБд
384
АвтораТИчёские Линии иля сборки и упаковки
Продолжение табл. 5
Базы
Схемы базирования и допуск замыкающего
звена бд^.
II.2
Для втулки — пло-
скость, для роли-
ка — стержень
У(Щ+ЩЧ+,.т+,р+5„)2+^
Для втулки — от-
верстие корпуса,
для ролика —
стержень
epBT+4+4i \2 ,
_вт---р--ц + w/p J +б2вд
2
Для втулки — стер-
жень, для роли-
ка — призма
Чт+%
б
2
2^— 1- i вт-Нр+б/7 ) +«Sд
II.5
Для втулки — стер-
жень, для роли-
ка — плоскость
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
385
Продолжение табл. 5
Базы
Схемы базирования и допуски замыкающего
звена бд^.
III. 1 Для втулки и роли-
ка — стержни
6л < &d сН~бл \2
“вт “ц1 , “ц2 “р \ , „2
----2----+------2----/ +6£Д
IV. 1
Для втулки и роли-
ка — центриру-
ющий стержень
6. Схемы базирования соединений типа вал—корпус
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуск замыкающего
звена бд2
1.1 Для вала — призма n pi—1,Д JS Г ЙО "К С sin а +б") +б£Д
13 П/р А. И. Дащенко
386
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 6
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуск замыкающего звена
1.2 Для вала — пло- скость < ЛТП 1«) m 2 БД
t №
Г(-
II.1
Для вала — призма,
для корпуса —
центрирующий
стержень
II.2
Для вала — пло-
скость, для корпу-
са — центриру-
ющий стержень
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СВОРКИ ИЗДЕЛИЙ
387
II.3
Базы
Для вала — отвер-
стие корпуса, для
корпусной дета-
ли — центриру-
ющий стержень
Для вала — цен-
тровое отверстие,
для корпусной
детали — центри-
рующий стержень
Продолжение табл. 6
Схемы базирования и допуск замыкающего
звена бд^.
SrfCT+%
2
7. Схемы базирования соединений типа втулка—корпус (втулка—вал)
Номер схемы Базы Схемы базирования и Допуск замыкающего звена бд 2j
13*
Для втулки — приз-
ма
бДвт
2 sin а
+ бя) + бБд
388
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 7
Базы
Схемы базирования и допуск замыкающего
звена
1.2 Для втулки — пло-
скость
6DBT V 2
-^-+4 +«ьд
II.2
Для втулки и кор-
пусной детали —
центрирующие
стержни
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
389
Продолжение табл. 7
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуск замыкающего звена
III. 1 Для втулки и кор- пусной детали — центрирующий стержень см § \\V^ г 1
7/ и-ст1
г
в^о.к ^ст2 в^ст 2 4~ ^d, “о.ВТ
^о.к ^ст2 ^ст1 ^о. вт
390
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я СБОРКИ И УПАКОВКИ
8. Схемы базирования для обеспечения точности линейного положения
(допуск замыкающего звена — перемещение на величину Вд до упора)
Номер схемы Базы Схемы базирования
I. 1 Торцы втулки и Вала . р Л 1 ±3
' 1.2 Поверхность А и торец Б вала -а /ч Вл . ъ $ ? Г ^Т-
1.3 Поъ^р-ix^ciD А корпуса и торец буртика втулки У д
1.4 Торцы вала и пуансона -Е й
1.5 Торцы Л выточки и Б кольца У в£
д в
1.6 Торец Л кольца и опорная по- верхность Б В ф Б. ж 1
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
391
Продолжение табл. 8
Номер j схемы Базы Схемы базирования
1.7 Опорные поверхности А и Б
С
1
А' Б> "L J U* «0 J
1
Д Б 1 г к
1.8 Торец А пуансона и торец Б вы- точки вала & 7 :В
1.9 Торец А пуансона и торец вы- точки с Вл 1 < fi~i яр Ld.
1.10 То же ^д ф- ZZZ& / / К 1- , 1
1.11 Отверстия двух деталей А и Б Б J
д
II.1 Торцы пуансона и корпуса Б ijs--
392
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ С,БОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 8
Номер схемы Базы Схемы базирования
II.2 Торцы пуансона и втулки , гН~] xsh П И 1 ssil д иШ 1
II.3 Торцы пуансона и втулки Б тгН- J ч *
ЧЕ®5
II.4 Торцы А пуансона и Б подшип- ника / 5^ 77 Z7 ч г
II.5 Торцы А втулки и Б вала в 1 н
II.6 Отверстие А втулки и торец Б вала 777, . вь г V д 7/7/, л Б
II.7 Торцы А вала и Б втулки
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
393
Продолжение табл. 8
Номер схемы Базы Схемы базирования
II.8 Торцы А и Б деталей , В л .
9. Схемы базирования для обеспечения точности углового расположения
/допуск замыкающего звена — поворот детали на величину \
Номер схемы Базы Схемы базирования
1.1 Боковые плоскости шпонки и шпоноч- ного паза и dwJ
1.2 Боковые плоскости шлицев вала и от- верстие детали 4
1.3 То же 1 и и t
1.4 Боковые отверстия деталей к? а
394
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДДЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 9
Номер схемы Базы Схемы базирования
1.5 Боковые отверстия деталей i-
1.6 То же HI j —-
II.1 Отверстия на втулке и на валу
II.2 |то же 1
II.3 Отверстия на торцах валов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
395
1'0. Схемы базирования болта с шайбой
Номер схемы Вазы Схемы базирования и допуск замыкающего звена
I Для болта: а — призма; б — отверстие корпуса; для шайбы — призма JLjEl' л I ссп д-д '[_ а) Ч) JL
б) У ( 2-+-2sin<z +е+6н) + 6Вд
II Для болта: а — призма: б — отверстие корпуса; для шайбы — на- ружная по- верхность Д-Д < гет -в 4 *) S)
„ /(21^+.+в„у+51д
III Для болта: а — призма; б — отверстие корпуса; для шайбы — от- верстие 1И #1, ЕфГ11 а; б) /(2^' У- У+ 3. ОВд
306 АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛД СВОРКИ И МАКОВОМ
Продолжение табл. 10
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуск замыкающего звена
IV Для болта — голов- ка, для шайбы — наружная поверх- ность н
11. Схемы базирования резьбовых соединений
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуск замыкающего звена
1.1 Для болта — отвер- стие корпуса, для гайки 1— ее торец и наружная по- верхность it
1/ / % б°г \2 , V k2sina+ 2 +М+6"ЬД
1.2 Для болта — приз- ма, для гайки то- рец и наружная поверхность Hl Ж — t?
1/ / 6</в + 6ог \2 V ( 2 +м +6Ьд
1.3 Для болта — пло- скость, для гай- ки — наружная поверхность А 7/7/77777/777) ' 4-4
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
Продолжение табл. И
Номер схемы Базы Схемы базирования и допуск замыкающего звена бд^
II.1 Для винта — отвер- стие корпуса, для гайки — стержень 1
1/ ( б^в + 6^вн + I б Y -4- Л2 . V \ 2 +М +6^д
II.2 Для болта — приз- ма, для гайки — стержень А
1/ / 6</в 6d + 6d \2 V \ 2 sin а + 2 +М +б5д
II.3 Для болта — пло- скость, для гай- ки — стержень 1 4Z//ZZZ/Z/Z
7/ / 4» + 4»H + 4l \2 , V { 2 +М +бВД
III.1 Для двух гаек — их внутренние отвер- стия j/ 41 + Чг | %1+ Ч + бн) +б5д
398 АвтдМАтМЁСКйЁ Лиййй для сёорди й уйаКовкй
Продолжение табл. 11
*1 f Номер [ схемы Б азы Схемы базирования и Допуск замыкающего звёна
IV. 1 для гайки — Диа- метр внутреннего отверстия, для болта — центро- вые отверстия г~р
V ( 2Г1 + 'г2+6я) +6ЬД
IV.2
То же, что и для
схемы IV. 1
вЬд
IV.3
Для гайки — стер-
жень, для корпус-
ной детали — от-
верстие
Ч,.г + Ч
+ h +
IV.4
Для гаек — стерж-
ни
6dri + + &dr2
-
+ zr2+ &Н
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
399
Для автоматизации сборочных про-
цессов используют пневмовихревые ме-
тоды ориентации и сопряжения дета-
лей. Отсутствие жесткого кинематиче-
ского замыкания ориентируемой де-
тали и ориентирующего устройства
снижает возможность заклинивания
деталей в процессе их соединения.
Вихревой поток газа способен переда-
вать детали значительный крутящий
момент, что улучшает условия сборки
цилиндрических деталей, а в случае
сборки нецилиндрических деталей —
создает возможности для автоматиче-
ского поиска расположения детали
в пространстве, позволяет влиять на
усилие, необходимое для сборки, и,
следовательно, на осуществление сбо-
рочного процесса в целом. Стабили-
зация осевого положения детали в вих-
ревой трубе обеспечивает использо-
вание ориентирующего устройства в
качестве загрузочной механической
руки.
Деталь, помещенная в вихревую
трубу, подвержена вибрации как в го-
ризонтальной, так и в вертикальной
плоскостях.
При введении детали в вихревой
поток на начальных стадиях возни-
кает^ в оз душный"^ клин, который пре-
пятствует контакту детали со стен-
ками трубы.
Обычно трение, возникающее между
ориентируемыми деталями в момент
контакта, рассматривается как фактор,
существенно ухудшающий условия
сборки. В данном случае трение спо-
собствует гармоническому затуханию
широкоамплитудных вибраций, соз-
давая возможность автоматического
поиска необходимого положения де-
тали в процессе ориентирования.
Выход детали в осевом направлении
из вихревой трубы нарушает равно-
весие потока и системы вихревая
труба—деталь, поэтому осевая сила
для сборки может быть получена пу-
тем асимметричного расположения де-
тали в вихревой трубе.
Осевая сила вихревого потока по
сравнению с силой, создаваемой меха-
ническими системами, не гасит осевых
вибраций детали. При введении ори-
ентируемой детали в вихревую трубу,
имеющую соответствующие параметры,
в системе возможно образование врз-
Рис. 4. Схемы движения детали в вихревой
трубе
душного клина, обладающего значи-
тельной грузоподъемностью, что про-
исходит при малых зазорах. При
увеличении зазоров характер сил и
перемещений детали в вихревой трубе
существенно меняется.
Под действием силы Fo (рис. 4, а)
центр детали (точка ОД перемещается
влево. В результате этого перемеще-
ния Образуется воздушный клин с зо-
нами избыточного давления (+) и
вакуума (—), вызывающих появление
некоторых сил. Равнодействующую
этих сил можно заменить составляю-
щими FT и F2 (рис. 4, б). Воздействие
силы Fr вызывает ускоренное переме-
щение точки Ох в направлении дей-
ствия этой силы. Сила F2 сообщает
точке ускорение, направленное
к центру О. ,
Таким образом, точка Ог начинает
двигаться по развертывающейся спи-
рали под действием сил F± и F2 и
центробежной силы инерции. Угловая
скорость перемещения точки воз-
растает, а при достижении определен-
ной величины силы Fr и F2 резко умень-
шаются.
Допустим, что угловая скорость ф'
точки относительно центра О вих-
ревой трубы достигла величины ф' =
== со. Если сообщить всей системе
400
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я СБОРКИ И УПАКОВКИ
воображаемое вращение в противо-
положную сторону со скоростью — со
относительно точки О (рис. 4, в), то
линия центров ООГ детали и вихревой
трубы будет неподвижной. Вихревой
поток в зоне, прилегающей к детали,
изменяет свое направление на противо-
положное, в результате чего в зоне,
где раньше было повышенное давле-
ние, образуется вакуум, а в зоне раз-
режения давление повышается. Со-
ответственно изменяется на противо-
положное направление действия
силы Ff.
Если придать всей системе враще-
ние со скоростью со/2, то газовый по-
ток относительно линии центров будет
иметь одинаковые и противоположно
направленные скорости (рис. 4, г).
Следовательно, отсутствуют зоны по-
вышенного и пониженного давлений.
Таким образом, при скорости — со/2
силы и F2 обращаются в нуль.
Рассмотренные схемы показывают,
что центральное положение детали,
введенной в вихревую трубу, неустой-
чиво. При ср' = со/2 деталь находится
под действием центробежной силы,
которая прижимает ее к стенкам вих-
ревой трубы. Этот вывод сделан при
определенных допущениях. Прежде
всего рассматривается система, в ко-
торой деталь не вращается, а следо-
вательно, угловая скорость газа в сло-
ях, граничащих с деталью, равна нулю.
Силы трения газа о поверхность
цилиндрической детали невелики, но
при отсутствии торцового трения мо-
гут’"создать крутящий момент в на-
правлении движения потока. В состоя-
нии равномерного движения деталь
фактически вращается с окружной
скоростью потока. Таким образом,
имеет место движение твердого тела,
ось которого вместе с центром тяжести
осуществляет поступательное переме-
щение под действием приложенных сил.
Вибрационный процесс в вихревой
трубе с помещенной в нее деталью осу-
ществляется с частотой до 80 000 Гц.
При этом вибрации детали контакт-
ным методом могут передаваться со-
прягаемым деталям, обеспечивая их
стабильную относительную ориента-
цию и сборку.
На рис. 5 представлено устройство
для автоматической ориентации и
сборки деталей типа вал-втулка. В кор-
пусе 1 смонтирована воздухораспреде-
лительная втулка 2 с равномерно
расположенными по касательной к ее
внутренней поверхности соплами 3.
Для подвода воздуха в корпусе имеется
кольцевая проточка 4. Внутри ис-
полнительного органа — полого тол-
кателя 5 размещен стержневой фик-
сатор 6, причем для передачи вибра-
ции стержневому фиксатору зазор
между толкателем и стержневым фик-
сатором должен быть меньше зазора
между толкателем и втулкой 2. При-
вод исполнительного органа выполнен
в виде смонтированного в корпусе
силового цилиндра 7, шток 8 которого
жестко связан с головкой 9. Головка
взаимодействует через пружину 10
и зазор 11 с толкателем 5, через пру-
жину 12 — со стержневым фиксато-
ром 6, через пружину 13 — с пальцем 14
для отсекания собираемых деталей 15
и через пружину 16 и осевой зазор 17 —
с тягой 18. Тяга 18 шарнирно связана
с захватами 19 для собираемых дета-
лей.
Деталь 15 из накопителя 20 посту-
пает в захваты 19, в которых она сво-
бодно устанавливается для последую-
щей сборки. Деталь 21 подается на
сборочную позицию поворотным ' сто-
лом 22. Включается силовой цилиндр,
и шток перемещает головку вниз.
Сжатый воздух подается в кольце-
вую проточку корпуса, откуда по соп-
лам поступает к внутренней поверх-
ности воздухораспределительной втул-
ки, создавая вихревой поток, который
обеспечивает вращение и направленные
вибрации толкателя и стержневого
фиксатора. Стержневой фиксатор вхо-
дит в отверстие детали 15 и опирается
на торец детали 21. При дальнейшем
перемещении штока устраняется осе-
вой зазор 17, головка, воздействуя
на тягу, раскрывает захваты, и де-
таль 15 опускается по стержневому
фиксатору, предварительно ориенти-
руясь в горизонтальной плоскости
по детали 21. В вертикальной плос-
кости из-за малой высоты деталь 15
перекашивается и на стыке стержне-
вого фиксатора и детали 21 распола-
гается наклонно. Одновременно па-
лец входит в отверстие детали, на-
ходящейся в накопителе, и отсекает
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
401
Рис. 5. Устройство для автоматической Рис. 6. Устройство для автоматической
сборки деталей типа вал-втулка сборки резьбовых деталей
ее от детали, поступившей в захваты.
При дальнейшем ходе штока подпру-
жиненный толкатель торца ориенти-
рует деталь 15 и выравнивает ее. Под
действием вихревого потока толкатель
и стержневой фиксатор совершают
направленные вибрации и ориенти-
руют деталь 15 по детали 21. После
устранения зазора 11 в пределах уп-
ругой деформации пружины 10 для
ориентации детали 15 с помощью тол-
кателя осуществляется сборка ее с
деталью 21. По окончании сборки шток
силового цилиндра перемещает го-
ловку вверх. При этом захваты соеди-
няются, палец выходит из отверстия
детали 15, находящейся в накопителе,
и она поступает для последующей
сборки. Цикл повторяется.
Традиционными методами трудно
осуществить относительную ориента-
цию резьбовых деталей перед их соеди-
нением. Ориентирование и наживле-
ние резьбовых деталей можно обеспе-
чить непосредственно вихревым по-
током, но при этом не удается осу-
ществить затяжку с необходимым кру-
тящим моментом. Эта задача успещно
решается, если традиционный меха-
низированный резьбозавертывающий
инструмент оснастить дополнительной
пневмовихревой головкой (рис. 6).
Резьбозавертывающий патрон 1 рас-
положен с зазором во втулке 2 прис-
пособления, смонтированного в кор-
пусе 3. Втулка имеет каналы с сопло-
выми отверстиями для подачи сжатого
воздуха, направленные по касатель-
ной к ее внутренней поверхности.
Патрон соединен с насадкой 5, под-
пружиненной на шпинделе 4 привода
вращения, посредством замкового
соединения с осевым и радиальным
зазорами. Осевой зазор между патро-
ном и насадкой превышает шаг резьбы
в соединении деталей, в частности
резьбы детали 6, завинчиваемой в дру-
гую деталь.
При вращающемся шпинделе во
внутреннюю полость втулки через
сопловые отверстия подается сжатый
воздух. Устройство перемещается к
собираемой детали. Патрон с установ-
ленной в нем резьбовой деталью, по-
данной из питателя, получает враще-
ние через подпружиненную насадку
402
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 7. Схема пневмовихревого устройства
для сборки комплекта деталей
также от шпинделя. Воздушный по-
ток, направленный по касательной
к внутренней поверхности втулки,
вызывает продольные и крутильные
колебания патрона с резьбовой де-
талью. При соприкосновении резьбо-
вых деталей под воздействием вибра-
ций патрона обеспечивается надежный
поиск и наживление их с последую-
щими завинчиванием на всю длину
резьбовой части и затяжкой до задан-
ного крутящего момента.
Завинчивание резьбовых деталей с
достижением нужного крутящего мо-
мента в условиях вибрации проходит
более^стабильно, так как эффективный
коэффициент трения в колебательном
процессе заметно ниже. Трение в резь-
бовой паре в процессе сборки сни-
жается.
Относительная ориентация и сборка
плоских деталей также могут осуществ-
ляться в вихревой камере. В обычном
случае приходится повышать точность
баз даже тогда, когда это не требуется
функциональным назначением дета-
лей. Пневмовихревое устройство, по-
казанное на рис. 7, обеспечивает
сборку плоских деталей без предвари-
тельного их базирования. Собираемые
детали 1—3 поступают в устройство
по питателям 4—6 поштучной выдачи.
Фланец 7 устройства имеет в центре
торца соосные гнезда 8 и 9, соответ-
ствующие по профилю ориентируемым
деталям 1 и 2. Стержень 10 помещен
в зону колебаний, которые создаются
сжатым воздухом, поступающим по
соплам 11, расположенным по каса-
тельной к внутреннему диаметру
втулки 12. Под действием воздушного
потока фланец совершает колебатель-
ные движения. Ориентируемые детали,
поступающие поочередно из питателей,
перемещаются к центру фланца, вра-
щаясь при этом' относительно собст-
венных осей. В результате поступа-
тельно-вращательного перемещения
детали 1 и 2 последовательно занимают
ориентированное положение в гнез-
дах 8 и 9 фланца. При этом детали 1, 2
ориентируются относительно друг
друга, а деталь 3 — по деталям 1
и 2. Таким образом осуществляется
сборка комплекта деталей.
Автоматическая групповая сборка,
например базовой детали с несколь-
кими крепежными, с помощью пневмо-
вихревых устройств расширяет техно-
логические возможности производства,
повышает производительность труда.
Охватывающую деталь приспособле-
ния для создания воздушного потока
выполняют в виде втулки с фланцем,
а охватываемую деталь — в виде оп-
равки, верхний торец которой пред-
назначен для установки базовой де-
тали собираемого узла. Средства для
подвода воздуха расположены в ниж-
ней и средней частях оправки (рис. 8).
Ориентируемые крепежные детали 1
(гайки) свободно расположены на
втулке 2, которая надета с зазором
на оправку, состоящую из двух ча-
стей. Верхняя часть 3 имеет распо-
ложенный над поверхностью втулки
фланец 4 с гнездами 5 по форме ориен-
тируемых деталей, а нижняя часть 6 —
каналы 7, выполненные по ломаной
(например, по дуге окружности или
спирали Архимеда), через которые сжа-
тый воздух или другой газ подается
по касательной к внутренней поверх-
ности втулки. Под действием потока
газов втулка совершает колебательные
движения относительно координат-
ных осей X и Y со сдвигом по фазе и
одновременно вращается относитель-
но оси Z. Под действием этих колеба-
ний ориентируемые детали (число ко-
торых может быть как равно числу сбд-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЁССОЁ СЁОРКИ ИЗДЁЛИЙ
403
Рис. 8. Групповая сборка с применением вихревых потоков
рочных позиций, так и превышать
их) перемещаются от периферии к
центру втулки, вращаясь одновре-
менно относительно своих осей и оси
оправки. В результате поступательно-
вращательного перемещения детали
занимают ориентированное положение
в гнездах фланца верхней части оп-
равки, продолжая при этом совершать
сложные вибрации под действием
втулки.
По окончании ориентирования дета-
лей относительно гнезд на оправку
устанавливают детали 8 и 9 собирае-
мого узла с предварительно вставлен-
ными в них деталями 10 (например,
болтами). В начальный момент де-
тали 1 и 10 могут быть несоосны.
Под действием вибраций, передавае-
мых втулкой, рассогласование по-
ложения осей деталей 1 и 10 умень-
шается, и при совпадении их осей
происходит автоматическая взаимная
ориентация и сборка. Окончательная
затяжка резьбовых соединений осу-
ществляется с помощью многошпин-
дельного гайковерта 11.
Сложная конфигурация некоторых
деталей приводит к перекосам и за-
клиниванию в процессе их транспор-
тирования к позициям сборки. При
пневмовихревом транспортировании де-
тали практически не заклиниваются.
Они движутся на некотором расстоя-
нии друг от друга со стабильной ско-
ростью и низким трением о поверх-
ности транспортного устройства.
Устройство (рис. 9) для осуществле-
ния вихревого транспортирования со-
держит трубопровод 1. Привод выпол-
нен в виде вихревой головки 2 с тан-
генциально расположенными и соеди-
ненными с пневмосетью соплами 5;
привод установлен в корпусе 4. За-
зор между трубопроводом и охваты-
вающей его вихревой трубой меньше
зазора между трубопроводом и опо-
рой 5. Соосно с трубопроводом уста-
новлены загрузочный бункер 6 и
пневмозагрузчик 7.
Пневмовихревой поток, который соз-
дается внутри вихревой трубы сжа-
тым воздухом, поступающим от пневмо-
сети через сопла, сообщает трубопро-
воду одновременно вращение и по-
перечные перемещения. Транспорти-
Рис. 9. Устройство для вихревого транс-
портирования
464
автоматическиелинии для сборки И кЙАКОвкк
Рис. 10. Автооператор
руемые детали, соударяясь со стен-
ками трубопровода, под действием сил
инерции движутся вверх. Вследствие
разных зазоров между трубой, вну-
тренними поверхностями вихревой го-
ловки и опорой амплитуды колебаний
нижнего и верхнего торцов трубопро-
вода различны. С возрастанием ам-
плитуды колебаний трубопровода уве-
личивается осевая сила, действующая
на детали, и повышается скорость их
транспортирования, что позволяет по-
давать детали на рабочую позицию
с подъемом. Транспортируемые детали
поступают в загрузочный бункер, уста-
новленный соосно с рабочим органом
на расстоянии от нижнего торца во
избежание трения о вращающийся
торец. С помощью пневмозагрузчика
детали струей воздуха задуваются
внутрь трубопровода и, перемещаясь
по нему вверх, поступают в отводной
лоток 8 и далее на рабочую позицию.
Повышенная надежность автоопера-
тора, приведенного на рис. 10, обес-
печивается путем автоматической ком-
пенсации погрешностей ориентации де-
тали и захватных органов питателя
относительно оси сборочного агре-
гата. Автооператор содержит лоток-
магазин 1, питатель 2 (который пере-
ходит в захватный орган, выполнен-
ный в виде втулки 3}, привод 4 и
втулку 5. На цилиндрической поверх-
ности втулки 3 имеются сопла 6.
Втулка с соплами составляет пневмо-
вихревую ориентирующую систему.
Внутри питателя перемещается тол-
катель 7, предназначенный для вы-
дачи заготовок 8 из питателя в зах-
ватный орган. Цанга 9 шпинделя
станка является загружаемой пози-
цией. От лотка-магазина деталь по-
ступает в питатель, из которого тол-
кателем подается в захватный орган.
При подаче воздуха от пневмосети
в сопла втулки 3 в последней обра-
зуется воздушный поток, который со-
общает детали перемещения с шестью
степенями свободы. Втулка 3 переме-
щается на расстояние 3—5 мм. После
загрузки детали захватный орган воз-
вращается в исходное положение.
Структурный состав автоматизиро-
ванных сборочных линий. При созда-
нии автоматизированных сборочных
линий проектант должен решить сле-
дующие задачи: 1) на основе исследо-
вания аналога следует выявить воз-
можные виды неполадок и отказов сбо-
рочного оборудования и разработать
методы их устранения; 2) выявить те
операции, автоматизация которых
возможна и обеспечит экономическую
эффективность; 3) распределить опе-
рации сборки между минимальным
числом сборочных агрегатов в линии,
с тем чтобы надежность всего комплекса
сборочного оборудования была доста-
точно высокой.
При выборе типа сборочной линии
или машины и их компоновки необ-
ходимо обеспечить: точность индек-
сации; доступность сборочных по-
зиций для быстрого устранения недо-
статков; удобство размещения подвиж-
ных элементов агрегатов (кулачков,
переключателей и т. п.); жесткость
конструкции; легкость обслужива-
ния; наличие защитных устройств
(предохранительных, перегрузочных
муфт, блокировок и т. п.), а также
возможность быстрой остановки сбо-
рочной машины по сигналу от команд-
ного устройства.
В соответствии с требованием тех-
нологического процесса автоматиче-
ской сборки, сборочная линия должна
иметь: 1) транспортные и бункерно-
загрузочные ориентирующие устрой-
ства для последовательной выдачи
деталей в строго ориентированном
или предварительно ориентированном
положении в лотки, питатели, нако-
пители сборочных позиций; кроме бун-
керно-загрузочных устройств сбороч-
ные машины могут иметь магазины,
кассеты (в случае невозможности ори-
йРовктировайие Процессов сборки изделий
40В
Рис. И. Структурная схема автоматизированного сборочного оборудования
ентирования деталей), конвейеры в
виде плоских направляющих или спут-
ники, на которые устанавливаются
базовые детали; 2) накопители или
питатели в виде лотков для накопле-
ния деталей в ориентированном поло-
жении в целях выравнивания произ-
водительности тр анспортно-загр узоч-
ных устройств; 3) ориентирующие уст-
ройства, в которых происходит окон-
чательная ориентация деталей перед
поступлением их в отсекающие и за-
хватывающие устройства; 4) отсекаю-
щие и захватывающие устройства,
которые подают детали в строго ориен-
тированном положении на базирую-
щие устройства; 5) базирующие уст-
ройства, в которых происходит уста-
новка собираемых деталей с необхо-
димой точностью их расположения для
последующего сопряжения; 6) устрой-
ства сопряжения в виде сборочных
головок и других силовых устройств;
7) различные функциональные устрой-
ства для нанесения притирочной пасты,
мойки, смазывания и т. д.; 8) устрой-
ства, осуществляющие контроль на-
личия деталей на]|сборочных пози-
циях и контроль правильности сборки
изделия; 9) средства и системы управ-
ления сборочным оборудованием и
системы базирования.
В/зависимости от сложности соби-
раемого изделия и числа составляю-
щих его деталей по структурному со-
ставу различают автоматизированные
сборочные линии, содержащие одно-
позиционные и многопозиционные сбо-
рочные автоматы или полуавтоматы
дискретного и непрерывного действия
(рис. 11) и как неотъемлемую состав-
ную часть — сборочные головки
(рис. 12).
На однопозиционной сборочной ма-
шине (рис. 13) сборка изделия харак-
теризуется последовательностью вы-
полнения сборочных операций на од-
ной сборочной позиции, на которую
подаются детали. Как правило, на
таких машинах собираются изделия,
Рис. 12. Классификация сборочных голо-
вок
406 АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЛИНИЙ ДЛЯ СБОРКИ и' упаковки
Рис. 13. Структурная схема ; однопозиционной сбо-
рочной машины (автомата, полуавтомата)
состоящие из малого числа деталей.
Структурная схема многопозиционной
сборочной машины представлена на
рис. 14.
В зависимости от технологического
процесса сборочные позиции могут
быть оснащены средствами подачи
деталей, сборочными или другими
функциональными и контрольными го-
ловками. Число сборочных позиций
определяется не только экономиче-
ской целесообразностью, но также и
безотказностью работы машины в це-
лом.
По характеру непрерывности сбо-
рочные линии разделяются на линии
дискретного (прерывистого) действия
с определенным тактом их работы,
непрерывного действия (роторные ли-
нии) и линии со свободным тактом их
работы — несинхронные линии.
По выполняемым сборочным опе-
рациям линии могут быть последова-
тельного, параллельного, параллельно-
последовательного действия.
На рис. 15 представлены
схемы автоматических сбо-
рочных линий.
В табл. 12 приведены ком-
поновочные схемы типового
автоматизированного сбороч-
ного оборудования, создан-
ного для сборки изделий
массового производства.
Выбор оптимальных струк-
турно-компоновочных схем
сборочного оборудования.
Для обеспечения максималь-
ного технико-экономическо-
го эффекта при сборке каж-
дого изделия необходимо
разработать: 1) метод проек-
тирования на ЭВМ опти-
мальных технологических
процессов сборки изделий
(выбор наиболее эффектив-
ного уровня автоматизации,
структурно - компоновочных
схем сборочных машин, обе-
спечивающих заданный вы-
пуск изделий требуемого
качества с наименьшими
затратами на .их производ-
ство); 2) типаж и парамет-
рические ряды унифициро-
ванных узлов и сборочных
модулей с такими харак-
теристиками, которые позволили бы
реализовать оптимальные процессы
сборки; 3) рациональные методы
эксплуатации сборочного оборудова-
ния, обеспечивающие в производ-
ственных условиях получение про-
изводительности, надежности, рит-
мичности работы линий, качества
изделий и экономической эффектив-
ности автоматизации не ниже уровня,
определенного расчетным путем на
стадии проектирования.
Любая автоматизированная система
машин, в том числе и сборочная,
может быть построена по многим ва-
риантам, различающимся методами и
последовательностью выполнения опе-
раций, степенью дифференциации и
концентрации операций технологи-
ческого процесса, типами и кон-
струкцией применяемых механиз-
мов, видами межагрегатной связи,
структурно-компоновочными схема-
ми.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИИ
407
Однспредметная
Карусельного
типа
Многопозиционная
сборочная машина
^Многопредметная |
Линейного
типа
Комбини-
рованно-
го типа
Роторно-
го типа
Рис. 15. Схемы автоматических линий:
а — прямолинейной; б — несинхронной;
в — комбинированной; г — роторной
Вертикально- Горизонтально-
замкнутая
замкнутая
Транспортно -
загрузочные устройства
Бункера
Ориентирующие
устройства
Кассеты
Магазины
Базирующие
устройства
Конвейеры
Устройства
сопряжения,
закрепления
Спутники
Подающие, захватывающие,
отсекающие устройства
Устройства
контроля
Абтооператоры
наличия
деталей
качества
сборки
Сборочные головки
Рис. 14. Структурная схема многопозици-
онной сборочной машины
и степени их концентрации (кривые
2—5).
На затраты 3j в наибольшей сте-
пени влияет уровень автоматизации
процесса. Анализ вариантов процесса
и схем сборочных машин показывает,
что для рассматриваемого на рис. 16
примера трудоемкость сборки насоса
меняется в 7 раз, число рабочих в 5
раз, стоимость оборудования в 27 раз,
годовые затраты на сборку — в 3,5
раза.
Очевидно, что поиск оптимального
решения существенно затрудняется не
только из-за большего числа вариан-
тов, которые необходимо рассмотреть
(рис. 16 и 17), но и из-за большего
числа параметров, которые необхо-
димо рассчитать для оценки каждого1
варианта.
Построение агрегатных сборочных
машин по различным схемам, объеди-
нение разного числа элементарных
операций в каждой из них, изменение
уровня автоматизации приводят к из-
менению трудоемкости сборки изде-
лия, надежности и стоимости сбороч-
ных автоматов, занимаемой ими про-
изводственной площади, числа рабо-
чих-сборщиков, себестоимости сборки
и других характеристик ^процесса.
В конечном итоге степень концентра-
ции операций, выбранные схемы сбо-
рочного оборудования и уровень ав-
томатизации оказывают решающее
влияние на экономическую эффектив-
ность сборочных процессов.
На рис. 16 показана одна из ха-
рактерных зависимостей затрат 3;
на сборку годовой программы выпуска
изделий (топливного насоса) от уровня
автоматизации операций (кривая 7)
п А
Рис. 16. Зависимость критерия оптимиза-
ции 3j от уровня автоматизации процессов
сборки (/) и степени концентрации сбороч-
ных операций (2—6). Процессы сборки:
Р — ручные; М — механизированные;
П — полуавтоматические; А — автомати-
ческие
12. Компоновочные схемы типового автоматизированного сборочного оборудования
Оборудование Краткая характеристика Компоновочная схема
Автомат сборки нормальных (или специальных) блоков роликовой цепи с шагом 38 мм Автоматическая роторная линия сборки нормальных блоков ро- ликовой цепи Производительность — 700 блоков за 1 ч; 300 специальных блоков за 1 ч. Тип автомата — прямоточный. Мощ- ность двигателей — 7 кВт. Габариты: 3000Х 2000Х 3000 мм Производительность — 160 блоков за 1 мин. Тип линии — роторный. Мощ- ность двигателей — 9,2 кВт. Габа- риты: 3000X 1300X 3000 мм 12 3 4 I 5 1 — автомат нормальных блоков; 2 — автомат спе- циальных блоков; 3 — автомат сборки цепи; 4 — автомат развальцовки; 5 — накопитель спе- циальных блоков 2 34 3 53 лл\ / /
Комплект автоматического обору- дования сборки роликовых цепей 13 8 7 1 — ротор роликов; 2 — ротор втулок; 3 — транс- портный ротор; 4 — ротор сборки втулки с ро- ликом; 5 — ротор сборки полублока; 6 — ротор сборки блока с верхней пластиной; 7 — ротор верхней пластины; 8 — ротор нижней пластины 12 3 4 1 — роторная линия сборки специальных блоков; 2 — роторная линия сборки нормальных блоков; 3 — роторная линия сборки цепи; 4 — автомат развальцовки
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Продолжение табл. 12
Оборудование Краткая характеристика Компоновочная схема
Автоматическая линия сборки блок-картеров двигателя СМД-14 Производительность — 60 блоков Тип линии — прямолинейный, ность двигателей — 30 кВт. риты: 18 000X 6000X 2000 за 1 ч. Мощ- Габа- 7 2 3 4 5 6 7 8 9 / / / 7 / / / 10
Автоматическая линия сборки ша- тунно-поршневой группы двига- телей А-01, А-41, Д-240 Производительность — 220 узлов Тип линии — прямоточный, ность двигателей — 44 кВт. питы: 12 000Х 5000Х 2500 мм за 1 ч. Мощ- Габа- 1 — стенд испытани ватель; 3 — стенд 4 — автомат конт] тывания шпилек; шпилек; 7 — авт автомат завинчи] тяжки гаек; 10 — 2 3 /Щ- / 1 я водяной рубашки; 2 — канто- испытания масляных каналов; золя резьбы; 5 — автомат ввер- 6 — автомат контроля высоты омат установки крышек; 8 — вания гаек; 9 — автомат за- - автомат маркирования 1, 5 6 7 -т / / 1
Автоматическая линия сборки го- ловок цилиндров двигателя Д-37М. с втулками и седлами Производительность — 240 головок за 1 ч. Тип линии — прямоточный. Мощность двигателей — 50,5 кВт. Габариты: 18 000X 3800X 4000 мм 1 — конвейер шатунов; 2 — накоп 3 — установка нагрева поршне] сборки поршня с пальцем и шаг; мат установки стопорных коле установки поршневых колец; 7 - ема крышек; 8 — накопитель 12 3 4 5 6 18 41 ит й; /н ц; 9 ель поршней; 4 — автомат ом; 5 — авто- 6 — автомат автомат разъ- 10
1 1 — агрегат мойки; 2 — автомат контроля герме- тичности; 3 — агрегат нагрева головок; 4 — ав- томат установки седел; 5 — автомат чеканки: 6 — автомат запрессовки штифтов; 7 — автомат запрессовки втулок; 8 — автомат ввертывания вставки; 9 — автомат кернения; 10 — агрегат охлаждения головок
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
Оборудование
Краткая характеристика
Продолжение табл. 12
Компоновочная схема
Автоматические линии сборки го-
ловок цилиндров двигателей
А-01, А-41, СМД-60 и СМД-80
Автоматическая линия сборки и
клепки ножей режущих аппа-
ратов
Комплекс автоматизированного
оборудования сборки кардан-
ных шарниров ШПИ-12
Производительность — 60 головок за
1 ч. Тип линии'— прямоточный.
Мощность двигателей — 60 кВт. Га-
бариты: 36 000Х 10 000X 3500 мм
Производительность — 55 ножей за 1 ч.
Ритм линии — 4,6 с. Тип линии —
прямоточный. Мощность двигателей —
20 кВт. Габариты: 6550Х 1340Х
X 2000 мм
Производительность — 300 узлов за 1 ч.
Мощность двигателей — 20 кВт. Га-
бариты: 10 000X 3000X 2500 мм
1 — участок притирки, мойки и контроля; 2 —
кантователь; 3 — автомат установки втулок; 4 —
стенды установки пружин, тарелок и сухариков;
5 — автомат контроля герметичности; 6,7 —
автоматы ввертывания шпилек; 8 — стенд кон-
троля
1 — накопитель спинок; 2 — автомат сборки; 3 —
автомат клепки; 4 — накопитель ножей
1 — автомат сборки вилки с крестовиной и под-
шипниками; 2 — автомат сборки кардана; 3 —
конвейер
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛД СБОРКИ И УПАКОВКИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИИ
411
Решение этой задачи традиционным
методом, т.е. сравнением двух—трех
конкурирующих вариантов, выбран-
ных на основе опыта и интуиции про-
ектанта, не всегда эффективно, так
как оптимальный вариант может и не
попасть в число рассматриваемых.
Полный перебор всех возможных ре-
шений нецелесообразен даже с ис-
пользованием ЭВМ, так как исходные
данные по каждому варианту могут
быть получены только после их под-
робной проработки, что существенно
увеличивает трудоемкость проектных
работ.
Следовательно, необходима разра-
ботка такого метода направленного
поиска, который позволил бы на са-
мой ранней стадии проектирования
технологического процесса при мини-
мальном числе исходных данных оп-
ределить необходимую совокупность
технически целесообразных вариан-
тов схем сборочного оборудования с
эффективным уровнем автоматизации,
а затем путем их отбора с применением
ЭВМ выбрать тот, который обеспечи-
вает заданную программу выпуска и
качество сборки изделия с наилучшими
экономическими показателями.
Разработанный метод основан на
применении дискретного математиче-
ского программирования, на по-
шаговом способе оптимизации. В боль-
шинстве случаев наилучшее решение
находим уже на третьем шаге поиска.
Расчет критерия оценки вариантов
на каждом из трех шагов ведется по
формулам, которые связывают глав-
ные параметры технологического про-
цесса (трудоемкость, производитель-
ность, надежность, стоимость сбороч-
ного оборудования, себестоимость
сборки и др.) с затратами 3; на годо-
вой выпуск продукции.
м
3>=-VrS [<б+₽>5°“7’Фг+
/й L
м
+ а1 ] +
i = 1
«где — заданная годовая программа
выпуска; М — общее число операций
сборки изделия; (6 4- р) — коэффи-
циенты, характеризующие тип произ-
водства; 30П — тарифная ставка ра-
бочего-сборщика с учетом начисле-
ний; Tty — трудоемкость выполне-
ния операций; — процент аморти-
зационных отчислений; Af — стои-
мость оборудования; at — число оди-
наковых станков на каждой операции;
Вн — нормативный коэффициент эко-
номической эффективности.
Система оценок критерия 3j построе-
на таким образом, что с увеличением
числа шагов возрастает число учиты-
ваемых параметров, становится выше
и точность их расчета. Поэтому для
одного и того же варианта значение 3j
от шага к шагу только увеличивается.
Вместе с тем на каждом шаге пара-
метры процесса определяются так,
что обеспечивают получение наимень-
шего значения оценки для каждого
рассматриваемого варианта. Это поз-
воляет вести направленный поиск по
результатам анализа одного варианта-
представителя, выбранного, по опреде-
ленному правилу, исключать из рас-
смотрения (или, наоборот, оставлять
для дальнейшего анализа) целый класс
схем.
На первом шаге число станков аг-,
необходимых для выполнения Z-й опе-
рации, подсчитывают без учета их
надежности, а стоимость оборудова-
ния А/ и трудоемкость операций
определяют укрупненно по аналогии
с показателями действующего произ-
водства, т. е.
где Тщ — цикл работы оборудования
(для автоматических линий цикл ра-
боты лимитирующей позиции); F —
годовой фонд времени работы обору-
дования.
На следующих шагах значение а?
определяют с учетом надежности Bt
рассматриваемого оборудования. Тог-
да применительно к однопозиционным
сборочным машинам и сблокирован-
ным автоматическим линиям число
412
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
необходимого оборудования можно
определить по формулам
(1 + si);
* ^цтахМ
°ч------р
где Тц тах — цикл работы лимитиру-
ющей позиции сблокированной ав-
NP
тематической линии; — сум-
марные удельные длительности
наладки отдельных k-x позиций авто-
матической линии i-ro варианта; Np —
число позиций в линии.
При расчете вариантов технологи-
ческих процессов, в состав которых
входят несинхронные сборочные
линии (НСЛ),
шах^г
где /Сг — коэффициент готовности не-
синхронной линии; значение Кг
определяют с помощью графоаналити-
ческого метода.
Математические основы направлен-
ного поиска изложены в т. 1 справоч-
ника.
На втором шаге принимаются укруп-
ненные минимально возможные зна-
чения показателей надежности и
такта работы оборудования, а на
третьем эти же показатели определяют-
ся более точно после детальной про-
работки конструкции.
Метод направленного поиска со-
стоит в том, что все множество до-
пустимых решений вначале разби-
вается на группы (группа характери-
зует уровень автоматизации про-
цесса), а затем каждая группа — на
классы (рис. 17, а). Классы характе-
ризуют степень концентрации элемен-
тарных сборочных операций.1 Оце-
нивая по приведенным выше формулам
один вариант-представитель группы
(на первом шаге) или класса (на втором
шаге) и сравнивая эту оценку с оцен-
ками других групп, оставляем для
дальнейшего поиска ту область
(рис. 17, б), в которой значение кри-
терия на данном шаге минимально.
Таким образом, в каждой группе,
каждом классе и подклассе схем про-
рабатываются и оцениваются не все
варианты, а лишь один представитель,
который позволяет получить минималь-
ное значение критерия для своей об-
ласти. Вследствие этого на каждом
шаге область поиска сужается, исклю-
чается из рассмотрения все большее
число возможных, но не достаточно
эффективных решений, а поиск в ко-
нечном итоге (обычно это бывает на
третьем шаге оптимизации) приводит
к варианту с наименьшим значением
критерия (рис. 17, б и в).
Но не может ли оказаться наилуч-
ший вариант в области, которая на
одном из шагов исключается из рас-
смотрения? Ответ на этот вопрос про-
ектант получает в конце процедуры
поиска, сравнивая значение Зопт
для оптимального варианта со всеми
остальными значениями 3j, подсчитан-
ными в результате поиска. Если 30ПТ<
< 3j, то найденный вариант оптималь-
ный. Если есть область, где 30ПТ >3j,
необходимо к ней вернуться, уточнить
оценку «конкурирующего» варианта
по формулам второго и третьего шагов,
и, сравнив результаты (рис. 17, в),
принять окончательное решение.
Таким образом, разработанный
метод поиска требует проработки и
оценки минимально возможного
числа вариантов для того, чтобы найти
оптимальный; подробно прорабаты-
ваются два-три варианта только
на последнем шаге решения задачи.
По сравнению с методом полного пере-
бора в десятки раз уменьшается трудо-
емкость расчетно-проектных работ.
Использование вычислительной тех-
ники в режиме диалога «Проектант —
ЭВМ» позволяет избавить специалиста-
технолога от расчетной однообразной
работы, оставив за ним только творче-
скую ее часть: разработку и анализ
вариантов, принятие окончательного
решения.
Численный пример оптимизации
технологического процесса и струк-
турно-компоновочных схем агрегат-
ного сборочного оборудования для
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИИ
413
топливного насоса дизельного дви-
гателя приведен на рис. 17, в. Вариант,
обеспечивающий минимальные за-
траты 3j на сборку 300 тыс. насосов
в год, найден по результатам анализа
девяти вариантов из нескольких
десятков возможных. При этом де-
тальная проработка и точная оценка
потребовались только для трех ва-
риантов на третьем шаге решения
задачи, т. е. оптимальное решение
получено при минимальной трудо-
емкости проектных работ.
Использование ЭВМ способствует
накоплению и обобщению опыта пре-
дыдущих решений (в памяти накапли-
ваются данные об оптимальных про-
цессах сборки изделий и соответству-
ющих им схемах сборочного оборудова-
ния для различных программ выпуска
изделий), что в дальнейшем еще более
сокращает область поиска.
Разработка вариантов при оптими-
зации осуществляется на основе клас-
сификации процессов по уровню меха-
низации и автоматизации операций
сборки (табл. 13), предложенной
3. Фишером (ГДР), и классификации
структурных схем агрегатного сбо-
рочного оборудования (рис. 18). Все
схемы на рис. 18 подразделены на
три класса: KI — оборудование для
сборки в одной позиции; KII — много-
позиционное оборудование (сбороч-
ные машины с поворотными столами
или линии с жесткой связью между
позициями); КШ — сборочные си-
стемы из многопозиционных автоматов
или линий, гибко связанных между
собой. Каждый класс включает три
414
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
13. Уровни механизации и автоматизации операций сборки
Процессы
сборки
I Ручные
II Частично
механизи-
рованные
III Механизи-
рованные
IV Полуавто-
матические
V Автоматиче-
ские
Уров-
ни
Оборудование для сборки
Верстаки, слесарный инструмент,
приспособления
Ручной механизированный ин-
струмент
Прессы, механизированный мно-
гошпиндельный инструмент,
встроенный в рабочие силовые
головки
Отдельные сборочные машины
с автоматическим циклом, но
ручным кассетированием соби-
раемых деталей. Ручной меха-
низированный инструмент с ав-
томатической подачей крепежа
Отдельные сборочные машины
с автоматическим циклом,
включая ориентацию и подачу
собираемых деталей
Обозначения: Р — вручную; М — механизмами.
Примечание. I — ориентация и подача деталей; II — поштучная вы-
дача деталей к рабочему органу; III — сопряжение собираемых элементов; IV —
закрепление собираемых элементов; V — подача исполнительного механизма.
подкласса в зависимости от последо-
вательной (Пс), параллельной (Пр)
или параллельно-последовательной
(ПрПс) концентрации операций сбо-
рочного процесса. Иерархия постро-
ения классификации такова, что
каждый последующий класс может
включать схему любого из трех пре-
дыдущих подклассов. Кроме того,
каждая из представленных в класси-
фикации схем имеет модификации (на
рис. 18 не показаны). Кроме сборки
одного изделия в каждой позиции,
возможна одновременная сборка оди-
наковых изделий, последовательная
сборка разных изделий с переналадкой
позиции и одновременная сборка раз-
ных изделий на позиции. При таком
построении классификация система-
тизирует по признаку концентрации
операций не только существующие, но
и возможные, еще не реализованные
схемы сборочного оборудования.
Рассматриваемые варианты в виде
схем и пошаговая последовательность
оптимизации приведены на рис. 19.
На первом шаге (рис. 19, а) рассмо-
трен один вариант схем КП (сборка
на многопозиционном оборудовании
с максимальной концентрацией опе-
раций) и проведена оценка этого ва-
рианта применительно к четырем уров-
ням автоматизации для определения
наиболее целесообразного. В резуль-
тате оценены четыре варианта: № 4 —
сборка на конвейере, № 10 — на по-
точной механизированной линии;
№ 16 — на полуавтоматической линии
и № 22 — на автоматической линии.
Наилучшим оказался вариант № 22.
На втором шаге (рис. 19, б) в выбран-
ной группе дополнительно к варианту
№ 22 рассматривали еще два варианта
из соседних классов KI и КШ. Под-
считанное значение критериев 3j
для этих трех вариантов оказалось
больше значения 3j для варианта № 16
первого шага. Поэтому вновь возвра-
тились к анализу результатов второго
шага поиска, но уже в группе полу-
автоматических процессов. Сравнение
на втором шаге вариантов сборки на
отдельных станках-полуавтоматах,
жестко сблокированной полуавтома-
тической линии и линии с гибко свя-
занными, последовательно работа-
ющими позициями (варианты № 14,
16 и 18) позволило выбрать для даль-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
415
Условнь ie обоз на пени я:
Третья
степень
КШПс
КШПр
ХШЛсЛр
базовая деталь в спутнике
или в приспособлении;
загрузочное устройство;
Сборочные
головки
Рис. 18. Классификация схем сборочного оборудования по степени концентрации опера-
ций
нейшего рассмотрения перспективный
класс схем (КШ). Сравнение на треть-
ем шаге (рис. 19, в) проработанных
двух вариантов исполнения линии,
состоящей из двух участков с одним
межоперационным накопителем боль-
шой вместимости (вариант № 17) и
с несинхронным конвейером между
отдельными позициями (вариант
№ 18) позволило найти оптималь-
ное решение 3; = 41 200 р. =
= min {3;}.
416
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 19. Пошаговая последовательность выбора оптимального варианта
Применение ЭВМ позволяет также
исследовать влияние изменения
основных параметров процесса и
сборочного оборудования на области
существования оптимальных решений.
Подсчитано (рис. 20, а), что для рас-
сматриваемого примера при выпуске
300 тыс. изделий в год изменение
капитальных затрат К влияет на при-
веденные затраты 3j только для ва-
рианта № 22 с полной автоматизацией
процесса.
При уменьшении капитальных
затрат К в 2,5 раза оптимальным
вариантом остается автоматическая
линия, а увеличение К в 2,5 раза при-
водит к тому, что линия становится
наименее эффективной. На другие
варианты изменение капитальных
вложений большого влияния не ока-
зывает и по приведенным затратам
они располагаются в такой последова-
тельности: сборка на полуавтомати-
ческом оборудовании, сборка с при-
менением средств механизации. Наи-
менее эффективной является ручная
конвейерная сборка.
Существенным фактором при вы-
боре наилучшего решения является
программа выпуска (рис. 20, б). Так,
при программах менее 50 тыс. изделий
в год наиболее эффективна для данного
примера ручная сборка на конвейере,
при программе 50—100 тыс. изделий
в год — вариант с применением средств
механизации, при программе св.
100 тыс. изделий — полуавтоматиче-
ское оборудование или автоматиче-
ская линия. На окончательный
выбор варианта влияет надежность
работы сборочных машин.
Опыт использования метода на-
правленного поиска позволяет на-
метить перспективы его дальнейшего
развития в области: а) синтеза опти-
мальных схем сборочного оборудова-
ния для условий серийного производ-
ства с учетом переналадки сборочных
машин и групповой сборки изделий;
б) дальнейшей автоматизации проек-
тирования технологических процессов
сборки с применением ЭВМ, включая
машинное генерирование вариантов
схем и подготовку исходных данных
для выбора оптимального варианта;
в) создания на основе использования
ЭВМ информационного банка опти-
мальных решений применительно
к наиболее характерным сборочным
единицам и изделиям.
Обобщение этих данных с целью
р азр аботки стру кту рно-компоновоч-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СВОРКИ ИЗДЕЛИИ
417
Рис. 20. Схема экономического анализа области рационального использования вариантов
процесса сборки:
а — зависимость 3 j от капитальных затрат К’, б — зависимость 3 j от годовой программы
выпуска изделий Л^г; обозначения вариантов сборки: № 4 — на конвейере с применением
ручного механизированного инструмента; № 10 — на механизированной линии; № 16 —
на частично автоматизированной линии; № 22 — на автоматической линии
них схем сборочного оборудования
для наиболее характерных изделий
машиностроения позволит упростить
процесс оптимизации, сведя его
к поиску изделия — прототипа, и су-
щественно повысит качество проект-
ных решений.
Особенности несинхронных сбороч-
ных линий (НСЛ) и методы расчета их
производительности. Жесткосблокиро-
ванные линии, выполненные на базе
шаговых конвейеров, сменили не-
синхронные сборочные линии (НСЛ),
имеющие гибкие связи между рабо-
чими позициями. Как правило, такие
линии состоят из отдельных (модуль-
ных) рабочих позиций, соединенных
между собой замкнутым непрерывно
движущимся цепным или ленточным
транспортным устройством с «плава-
ющими» приспособлениями-спутни-
14 П/р А. И. Дащенко
ками, на которых размещаются соби-
раемые детали (рис. 21). Гибкая связь
между приспособлением-спутником
и тяговым органом, а также наличие
свободного пространства между ра-
бочими позициями позволяют созда-
вать небольшие межоперационные
заделы, обеспечивающие независи-
мую (несинхронную) работу позиций
линии.
Для межоперационных накопите-
лей задела используются участки кон-
вейера, расположенные в свободном
пространстве между рабочими по-
зициями. Поскольку такие зоны
имеются в любых линиях и предназна-
чены для ремонта и обслуживания обо-
рудования, НСЛ по габаритам практи-
чески не отличаются от аналогичных
жесткосблокированных линий, хотя
производительность их выше.
418
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
В промышленности применя-
ют НС Л (рис. 22) с горизон-
тально- и вертикально-замкну-
тыми конвейерами. Во втором
случае возврат приспособлений-
спутников на первую позицию
осуществляется конвейером
возврата, расположенным под
основным. В качестве движу-
щего элемента используют цепи
или ленты, иногда приводные
конвейеры и гравитацион-
ные лотки.
На НС Л можно собрать
изделия нескольких модифика-
ций в произвольном порядке,
организовать участки из дубли-
рующих позиций без введе-
ния специальных «ветвящихся»
транспортных систем; встроить
дополнительные позиции, что
позволит осуществить посте-
пенный переход от ручной
сборки к автоматической или
увеличить производительность
линии вследствие дублирова-
ния лимитирующих позиций.
НСЛ недороги в изготовлении
и проще в монтаже, так как не
требуют высокой точности вы-
полнения размеров, определя-
ющих расположение отдельных
позиций, а также исключают
необходимость применения тра-
диционных схем блокировок.
Применение НСЛ улучшает
условия труда, так как исклю-
чает непосредственную син-
хронизацию действий рабочего
с тактом работы механизмов,
тем самым снижая утомляе-
мость и нервное напряжение
оператора, вызванное опасе-
нием не выполнить комплекс
операций за отведенное время.
Однако основным преиму-
ществом НСЛ является более
высокая производительность
(на 15—30 % выше, чем у
жесткосблокированных линий).
На сборочных линиях с ша-
говым конвейером перемещение
собираемого изделия с позиции
на позицию осуществляется
только после окончания всех
операций на каждой позиции, и
задержка во времени выполне-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИИ
419
Рис. 22. Несинхронные сборочные линии:
а — с конвейером, замкнутым в вертикальной плоскости; б — с вертикально-замкнутым
конвейером и вынесенными позициями ручной сборки; в — с горизонтально-замкнутым
конвейером и вынесенными позициями ручной сборки
ния операции на одной позиции ведет
к задержке работы на всей линии.
Возникновение таких задержек свя-
зано с отказами механизмов на пози-
циях автоматической сборки и
с рассеянием времени выполнения опе-
раций ручной сборки.
Перемещение собираемого изделия
между позициями на НС Л осуще-
ствляется сразу после выполнения
определенной операции, независимо
от степени готовности операций на
других позициях, а ритм работы дости-
гается с помощью межоперационных
заделов. При остановке или задержке
работы на какой-либо позиции на
остальных работа продолжается еще
некоторый промежуток времени
(до истечения запасов в предыдущем
14*
накопителе или до заполнения после-
дующего).
Для анализа возможности повыше-
ния производительности НСЛ рассмо-
трим фрагменты временных эпюр ра-
боты двух сборочных линий, состо-
ящих из четырех позиций автомати-
ческой сборки, но имеющих различные
конвейеры: жесткий синхронный
(шаговый) и гибкий несинхронный.
Процесс функционирования любого
автоматического оборудования ха-
рактеризуется чередованием периодов
безотказной работы с периодами вре-
мени, необходимыми для устранения
возникающих отказов. Чем больше
суммарный период времени безотказ-
ной работы оборудования, тем выше
его производительность, которую в дан-
420
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я СБОРКИ И УПАКОВКИ
ном случае определяют числом рабо-
чих циклов, выполненных на послед-
ней (четвертой) позиции за расчетный
период времени То. Рассмотрим про-
цесс функционирования четвертой
позиции П4 жесткосблокированной ли-
нии (рис. 23). Для нее отказ любой
из рабочих позиций приводит к оста-
новке всей линии на время, необхо-
димое для восстановления отказав-
шей позиции. Поэтому после двух
рабочих циклов /(1) и /(2) наступает
наложенный простой Дзп, связанный
с устранением отказа 5зп на позиции
ПЗ, причем = 5зп> а далее — еще
два цикла и наложенный простой Д}2),
но уже по причине отказа позиции П1,
и т. д.
Всего за рассмотренный период вре-
мени То на позиции П4 выполнено
девять рабочих циклов. Таким обра-
зом, для автоматических линий с же-
сткой связью отказ любой из позиций
полностью накладывается на вы-
пускающую позицию, и коэффи-
циент готовности в этом случае
k
X + Jj + X Ai 4-
4" X 4“ • • • 4- X! A я-i
где — суммарное время работы
выпускающей или лимитирующей
позиции; — суммарное время
простоев лимитирующей позиции
из-за собственных отказов; 2 —
суммарное время простоев лимитиру-
ющей позиции из-за отказов i-x по-
зиций; п — число рабочих позиций
в линии.
Рассмотрим фрагмент временной
эпюры работы аналогичной НСЛ
(рис. 24).
На НСЛ нет жесткой связи между
работой отдельных позиций. Оче-
редное изделие для сборки подается
к позиции из предыдущего накопителя,
а собранное поступает в последующий
накопитель. Таким образом, отказ од-
ной из рабочих позиций в первую оче-
редь ведет к перераспределению
собираемых изделий в соседних на-
копителях: заполнению предыдущего
накопителя и опустошению последу-
ющего. Отказ соседней позиции может
произойти только в случае полного
опустошения или переполнения на-
копителей. Например, при первом от-
казе 5зп позиции ПЗ начинает умень-
шаться запас изделий в накопителе
Б4. Так как время на сборку изделий,
находящихся в накопителе Б4, ока-
зывается большим, чем время отказа
позиции ПЗ, то оно не накладывается
на работу позиции П4.
При отказе позиции П1 начи-
нает увеличиваться запас изделий
в накопителе Б1. В данном случае
время на сборку партии изделий,
необходимой для полного заполнения
накопителя Б1, оказывается меньше
времени простоя gj(1) и после пере-
полнения накопителя происходит
вынужденный отказ позиции П4 на
время Д{п. Но поскольку в течение
некоторого времени при отказе пози-
ции П1 на позиции П4 продолжается
работа, AJn оказывается меньше
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
421
Рис. 24. Последовательность работы четырехпозиционной несинхронной сборочной линии
с автоматическими позициями
Таким образом, в отличие от жестко-
сблокированной линии суммарное
время наложенных простоев лимити-
рующей позиции НСЛ оказывается
значительно меньше суммарного вре-
мени отказов других t-x позиций ли-
нии, что и приводит к увеличению
производительности. В данном слу-
чае за то же время То на НСЛ вы-
полнено 12 циклов, т. е. производи-
тельность возросла более чем на 30 %.
При рассмотрении процесса функ-
ционирования НСЛ необходимо
обратить внимание на некоторые осо-
бенности, возникающие при ком-
пенсации наложенных простоев.
Например, при отказе позиции П2
начинает заполняться накопитель
Б2. После его переполнения наступает
отказ позиции П1 и начинает запол-
няться накопитель Б1. После пере-
полнения этого накопителя отказы-
вает позиция П4. Таким образом,
соотношение между величинами А и £
практически зависит только от
времени, необходимого для полного
заполнения всех накопителей, находя^
щихся между лимитирующей и отка-
завшей позициями, или от суммарной
вместимости накопителей, находя-
щихся между этими позициями. Это
положение использовано при раз-
работке графоаналитического метода
расчета НСЛ, изложенного ниже.
Однако в момент отказа в t-м нако-
пителе уже находится определенное
число изделий Ь/, т. е. для его полного
заполнения необходимо не Zf, а всего
Zi — bi изделий fa — максимальная
вместимость t-ro накопителя).
При одинаковом такте работы всех
позиций в среднем по всем накопите-
лям линии распределение уровней за-
пасов является равновероятным, т. е.
bf стремится к величине 0,5^^.
В некоторых случаях по техниче-
ским или экономическим соображе-
ниям не удается автоматизировать
сборочные операции и выявляется не-
обходимость разместить на линии
позиции с ручной сборкой. Характер-
ной особенностью для позиции ручной
сборки является колебание в опре-
деленных пределах времени . внпод-
422
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
То
f
1=
1 - —
_ 1=
fl д<г) t<3) /42 t(s) Д® t(B) №
Рис. 25. Последовательность работы синхронной линии с четырьмя позициями ручной
сборки
нения операций. Это объясняется вли-
янием на производительность труда
различных изменяющихся во времени
факторов (степени усталости, на-
строения, квалификации оператора,
условий труда).
Колебание темпа работы операторов
вызывает вынужденный простой
в работе всей линии из-за задержек
во времени при выполнении отдельных
ручных операций (рис. 25).
Во избежание появления несобран-
ных изделий, а также исходя из тре-
бований техники безопасности, работа
на синхронной линии организована
таким образом, что выполнение следу-
ющего цикла возможно только по-
сле окончания операций на всех
рабочих позициях. Практически в
каждом цикле найдется ручная опе-
рация, длительность которой превысит
среднее значение, причем вероятность
эта возрастает с увеличением числа
ручных позиций в линии.
При среднем цикле на всех четырех
позициях 30 с каждый цикл факти-
чески заканчивается значительно
позже. Например, первый цикл на
позиции П1 длится 40 с, на позиции
П2 — 20 с, на позиции ПЗ — 10 с
и на позиции П4 — 30 с. Несмотря на
то, что на трех позициях выполняемые
операции заканчиваются даже рань-
ше среднего времени, первый цикл
работы линии составляет 40 с вслед-
ствие задержек работы на позиции 77/;
второй цикл работы линии длится 50 с,
но уже из-за запаздывания позиции
/75; третий цикл длится 40 с; его
лимитирует позиция П2> и т, д,
Таким образом, цикл работы на лю-
бой позиции будет складываться из
времени t выполнения операции и вре-
мени А на ожидание следующего цик-
ла. Всего за время То жесткосблокиро-
ванная линия смогла совершить семь
полных рабочих циклов. При исполь-
зовании НСЛ для продолжения ра-
боты нет необходимости ожидать окон-
чания операции на лимитирующей
позиции. По окончании первой опе-
рации (рис. 26) на позиции ПЗ (опера-
ция выполняется за 10 с) приспособле-
ние-спутник с собираемым изделием
сразу передается в накопитель Б4,
а его место занимает спутник из нако-
пителя БЗ. По окончаний следующей
операции на позиции П2 (операция
выполняется за 20 с) собранное изде-
лие передается в накопитель БЗ, а для
последующей сборки используется из-
делие из накопителя Б2 и т. д.
Таким образом, осуществляется
практически безостановочная работа
на позициях. Задержка возможна
только в том случае, если по оконча-
нии операции на i-й позиции нет
возможности передать с позиции соб-
ранное изделие [последующий (Z +
+ 1)-й накопитель переполнен] или
нельзя получить изделие для дальней-
шей сборки (опустошен предыдущий
Z-й накопитель).
Переполнение (i + 1)-го накопи-
теля может произойти в случае, если
за определенный промежуток времени
на Z-й позиции будет собрано изделий
больше, чем на (Z + 1)-й позиции, на
величину, равную fe+1 — ^+1) шт.
(где Ь^+1 — число изделий в (i +
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СВОРКИ ИЗДЕЛИЙ
423
Рис. 26. Последовательность работы несинхронной линии с четырьмя позициями ручной
сборки
+ 1)-м накопителе в начале рассма-
триваемого периода времени).
h- Полное опустошение i-ro накопи-
теля может произойти в случае, если
за определенный промежуток времени
на i-й позиции будет собрано изделий
больше, чем на (/ — 1)-й позиции,
на величину bi шт. (где bt — число
изделий в t-м накопителе в начале
рассматриваемого периода времени).
Например, одна из этих ситуаций
возникла после работы линии в тече-
ние времени Тг. За это время на по-
зиции П1 было собрано всего одно
изделие, а на позиции П4 — три.
Таким образом, за этот же период
времени число изделий в накопителе
Б1 увеличилось на единицу, и он
заполнился полностью. Третье изде-
лие оставалось на позиции П4 по
окончании операции еще в течение
времени Л(1), т. е. до тех пор, пока
не закончилась сборка на позиции Ш
и не освободилось место в накопителе
Б1. Таким образом, суммарное время
2 Л отказа позиций для НСЛ значи-
тельно меньше, чем при применении
линий с жесткой связью. В данном
случае за время То на НСЛ было
собрано 11 изделий, т. е. производи-
тельность возросла на 35 %.
Перечисленные ранее условия
возникновения вынужденных отказов
справедливы и для позиций, раз-
деленных между собой участками.
Только в данном случае необходимо
учитывать суммарную вместимость
накопителей, расположенных между
этими позициями. Например, за вре-
мя Т2 на позиции П2 было собрано
четыре изделия, а на позиции П4 —
семь. При этом накопители Б1 и Б2
оказались переполнены (в каждый из
накопителей дополнительно добави-
лось по одному изделию) и после
сборки седьмое изделие оставалось на
позиции П4 еще в течение времени
А<2>. Восьмой цикл начался только
по окончании операции на позиции П2
и после последовательного освобожде-
ния места в накопителях Б2 и Б1.
НСЛ имеют довольно сложную
структуру, особенно в тех случаях,
когда в линию встраивают позиции,
424
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИЙИЙ ДЛЯ СБОРКИ И УЙАЙОВКЙ
Расположение
несущего органа
Конструкция
несущего органа
Расположение позиций
относительно конвейера
Наличие и организация
работы
дублирующих позиций
Наличие и компоновка
дополнительных накопителей
Рис. 27. КлассификацияПНСЛ по конструктивно-компоновочным признакам
на которых выполняются одни и те же
операции (дублирующие друг друга);
дополнительные накопители различ-
ного вида; «вынесенные» позиции;
позиции для устранения брака и т. п.
Анализ конструкций НСЛ, приме-
няемых на отечественных и зарубеж-
ных машиностроительных предпри-
ятиях, позволил систематизировать
их по ряду признаков (рис. 27). По
расположению несущего органа НСЛ
делят на линии с горизонтально-за-
мкнутыми (см. рис. 22, в) и вертикаль-
но-замкнутыми конвейерами (см.
рис. 22, а и б).
Конструктивно по-разному ре-
шается вопрос о включении позиций
в линию. Имеются так называемые
«встроенные» позиции (см. рис. 22, а),
которые расположены непосредствен-
но в основном потоке таким образом,
что каждое собираемое изделие обя-
зательно должно пройти через них
в процессе перемещения. Имеются «вы-
несенные» позиции, расположенные
рядом с основным потоком (см.
рис. 22, бив). Каждая такая позиция
(рис. 28) представляет собой замкну-
тый участок, оснащенный оборудова-
нием и инструментом, необходимым
для- выполнения данной операции,
а также короткими конвейерами с пе-
реталкивателями, с помощью которых
осуществляется связь «вынесенной»
позиции с основным потоком. Для
выполнения требуемой операции
приспособление-спутник с собира-
емым изделием по поперечному кон-
вейеру 2 выводится из основного по-
тока на «вынесенную» позицию, а после
завершения операции по конвейеру 3
возвращается в основной поток. Эти
же конвейеры служат для создания
дополнительного межоперационного
задела.
«Вынесенные» позиции обычно ис-
пользуют при сборке малогабаритных
изделий. С их помощью легко ре-
шаются вопросы дублирования оди-
наковых операций на нескольких ра-
бочих местах, а также осуществления
сборки на одной линии изделий разных
наименований. Распределение при-
способлений-спутников по позициям
осуществляется с помощью системы
адресования. В случае, когда линии
состоят из комбинации «встроенных»
и «вынесенных» позиций, распределе-
ние приспособлений-спутников осу-
ществляется следующим образом.
Очередные приспособления-спутники
задерживаются в положении 1 и по
мере освобождения конвейеров 2 по-
даются на рабочие позиции для вы-
полнения требуемой технологической
операции.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ 425
Если операция выполняется на
нескольких рабочих местах, приспо-
собления-спутники задерживаются
перед первой по ходу движения пози-
цией, и опрашиваются все конвей-
еры 2, обслуживающие данные рабочие
места.
В случае, когда вся линия состоит
из «вынесенных» позиций, образуется
новый вид йиний — с круговыми
динамическими накопителями. На
таких линиях при заполнении конвей-
еров 2 приспособления-спутники не
задерживаются перед рабочей пози-
цией, а перемещаются дальше и, сделав
полный круг по основному конвейеру,
возвращаются в исходное положение,
т. е. постоянно циркулируют по основ-
ному конвейеру. Принадлежность
приспособления-спутника к той или
иной позиции определяется с помощью
системы адресования. Такое решение
позволяет осуществлять сборку изде-
лия в любой последовательности, воз-
вращать спутник с изделием на по-
вторную сборку и т. п. Кроме того,
более полезно используется основной
накопитель.
Появление в линии дублирующих
позиций связано с необходимостью
выполнения операций, длительность
которых превышает такт работы всей
линии (обычно это операции регулиро-
вания, контроля, испытания, механи-
ческой обработки и т. п.). Имеется
несколько вариантов организации
работы на таких позициях.
Первый вариант — работа на пози-
циях осуществляется синхронно
(работают как один агрегат), т. е.
время начала и конца выполнения
операций на всех сдублированных по-
зициях совпадает. В случае выхода
из строя хотя бы одной из позиций все
остальные также простаивают в тече-
ние времени, необходимого для вос-
становления вышедшего из строя меха-
низма. Такая организация работы
характерна для линий со «встроен-
ными» позициями.
Второй вариант — все сдублирован-
ные позиции автономны, т. е. на
каждой позиции работа осуществляет-
ся в своем ритме и выход из строя
одной из позиций не влияет па другие.
Такая организация работы характерна
для линий с «вынесенными» позициями.
Рис. 28. Схема распределения приспособле-
ний-спутников между «вынесенными» ра-
бочими позициями
Третий вариант — на сдублирован-
ных позициях работа осуществляется
по очереди. В случае отказа одной из
позиций операция выполняется на дру-
гой. Возможны также сочетания вто-
рого и третьего вариантов организации
работ сдублированных позиций.
В некоторых случаях, особенно,при
сборке очень малых изделий, с целью
повышения производительности НСЛ
в них встраивают дополнительные на-
копители (см. рис. 21). Как правило,
такие накопители работают (прини-
мают или выдают детали) только в слу-
чае отказа близлежащих позиций. Из-
делия накапливаются на тех же
приспособлениях-спутниках, на ко-
торых осуществляется их перемещение
по основному конвейеру линии.
Фактическая производительность
НСЛ может изменяться в широких
пределах и зависит от параметров,
определяющих ее компоновочные
характеристики: числа рабочих по-
зиций, их надежности, рассеяния вре-
мени выполнения отдельных ручных
операций, вместимости межопера-
ционных накопителей и т. п.
Таким образом, возникает необ-
ходимость оценки производственных
возможностей НСЛ уже на стадии
проектирования, поскольку ошибки
в определении фактической производи-
тельности проектируемой линии мо-
гут повлечь за собой дополнительные
расходы средств и времени для внесе-
ния изменения по результатам про-
мышленных испытаний либо неоправ-
данное завышение стоимости линии
вследствие неполной загрузки обору-
дования, увеличения габаритных раз-
меров, производственных площадей
и металлоемкости конструкции.
426
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Особенности применения и расчета
несинхронных сборочных линий. Авто-
матические позиции НСЛ характери-
зуются постоянным циклом работы
и периодически возникающими отка-
зами, приводящими к их остановке на
определенный промежуток времени,
необходимый для устранения неисправ-
ности. Периоды времени отказов и вос-
становлений случайны и подчиняются
экспоненциальному закону распре-
деления. На позициях ручной сборки
отказы отсутствуют, но цикл работы
(время выполнения операции) яв-
ляется величиной переменной, под-
чиняющейся нормальному закону
распределения. НСЛ являются за-
мкнутыми структурами, т. е. в любой
момент времени в рассматриваемой
системе число находящихся в ней
приспособлений-спутников (собира-
емых изделий) должно быть постоянно
и неизменно.
Для расчета коэффициента готов-
ности несинхронных линий пред-
лагается применять метод статисти-
ческого моделирования их работы на
ЭВМ и графоаналитический метод.
Для статистического моделирования
(см. рис. 29) работу рассматриваемой
НСЛ представляют в виде логико-
математической модели, пригодной
для решения на ЭВМ. При этом слу-
чайные процессы (потоки отказов и
восстановлений автоматических по-
зиций, интервалы времени выполне-
ния операций на ручных позициях)
описываются соответствующими рас-
пределениями вероятностей.
Графоаналитический метод раз-
работан на базе анализа данных, полу-
ченных в результате массового модели-
рования НСЛ, имеющих различные
компоновочные структуры и техни-
ческие характеристики.
Коэффициент готовности НСЛ
Кг== 1 +5/+5п »
где Bi — удельная длительность соб-
ственных простоев лимитирующей
позиции; Вн — удельные наложенные
простои лимитирующей позиции.
^Величина Bi характеризуется
отношением суммарного времени
восстановления лимитирующей Z-й по-
зиции к суммарному времени ее ра-
боты, а величина Вн — отношением
суммарного времени простоев лимити-
рующей Z-й позиции вследствие отка-
зов соседних позиций к суммарному
времени ее работы.
В формуле (1) величина Bi опре-
деляется по исходным техническим
характеристикам НСЛ, а Вн склады-
вается из суммы отдельных вели-
чин Вщ, определяемых для каждой
рабочей позиции по специальным экс-
периментальным графикам, построен-
ным на основании данных моделиро-
вания. Использование графиков
стало возможным благодаря приня-
тому допущению, что удельные на-
ложенные простои Внг-, передаваемые
с рассматриваемой i-й позиции на
лимитирующую, есть величины по-
стоянные, зависящие только от
технических характеристик рассма-
триваемых позиций и суммарной вме-
стимости накопителей, расположен-
ных между ними, и не зависящие от
числа, расположения и технических
характеристик других рабочих по-
зиций, входящих в состав линии.
С помощью рассматриваемых мето-
дов также можно рассчитывать и
многопоточные НСЛ (имеющие дубли-
рующие позиции). В этих случаях
многопоточный участок заменяется
эквивалентным однопоточным, име-
ющим такие же выходные характе-
ристики.
Параметры надежности эквивалент-
ной автоматической позиции вы-
числяют по формулам
B9==NDBf, JLl3==JLl;; ТЭ = Т;/Л^£>,
где Nd — число дублирующих пози-
ций; Bj, pj, т7- — технические характе-
ристики позиции автоматической
сборки, входящей в состав участка.
Для эквивалентной позиции руч-
ной сборки, заменяющей группу ду-
блирующих, среднее время работы
Тр и коэффициент рассеяния времени
выполнения операции 7?э определяют
из следующих соотношений:
яэ=^-'
где тр7-, Rj — технические характери-
стики позиции ручной сборки, входя-
щей в состав участка.
Проектирование Процессов сборки изделий
42?
14. Показатели, используемые при расчете производительности и надежности НСЛ
№ по пор. Показатель Символ в блок-схеме
1 Число п рабочих позиций в линии NP
2 Вместимость 2/ (шт.) межоперационного накопителя перед ра- бочей позицией ^(0
3 Число пс приспособлений-спутников на линии NC
4 Скорость v (м/мин) перемещения конвейера —
5 Такт (мин) работы на позиции автоматической сборки
6 Удельная длительность восстановления работоспособного состояния позиции автоматической сборки
7 Параметр Цу (1/мин) потока восстановлений позиции автомати- ческой сборки —
8 Среднее время Тр / (мин) выполнения операций на позиции ручной сборки
9 Среднее квадратическое отклонение времени а/ (мин) выполне- ния операции на позиции ручной сборки
10 Коэффициент Ki = ^i/^pi Рассеяния времени выполнения операции на позиции ручной сборки —
И Время Тп (мин), необходимое для перемещения приспособле- ния-спутника на один шаг, Тп = L/v, где L — перемещение приспособления-спутника на его длину, м V
Предлагаемый графоаналитический
метод требует небольших затрат
времени, несложен и обеспечивает до-
статочную точность для инженерных
расчетов на предварительной стадии
проектирования. Погрешность расче-
тов не превышает 1—2 % для одно-
поточных НСЛ и 2—3 % для много-
поточных.
Расчет производительности и на-
дежности НСЛ с помощью графо-
аналитического метода. 1. Опреде-
ляют исходные данные (табл. 14).
Основными источниками информации
при нахождении исходных данных
являются: циклограмма работы ли-
нии, ее планировка или паспорт.
Исходные данные по надежности по-
зиций автоматической сборки (п. 6—
7) определяют по табличным показате-
лям надежности унифицированных
и типовых узлов, входящих в состав
оборудования, а также на основании
испытаний аналогичного оборудо-
вания. Показатели надежности авто-
матического сборочного оборудования
могут быть определены по справочным
данным, рассчитанным для узлов и
механизмов механообрабатывающих
станков, выполняющих аналогичные
функции (см. т. 1 справочника). Пара-
метры, характеризующие интервалы
времени выполнения операций на
позициях ручной сборки (п. 8—10),
определяют на основании хрономе-
тража или нормирования.
2. Определяют такт тл работы НСЛ.
За такт принимают наибольшее зна-
чение из совокупности значений Т/
и трг-
3. Если < тл, для позиций авто-
матической сборки пересчитывают
значения В}.
4. Если трг < тл, для позиций руч-
ной сборки пересчитывают значение
__ (тл ^pi) ПРИ Ri > тл Т'рг»’
[0 при Ri <ТЛ— Т/г-
(3)
5. Определяют лимитирующую по-
зицию линии. Лимитирующей будет
позиция, имеющая наибольшую удель-
ную длительность восстановления В/.
Если таких позиций несколько или
НСЛ содержит только позиции ручной
428
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 29. Диаграммы для определения удельных наложенных простоев позиций авто-
матической сборки (при лимитирующей позиции):
а — с Bi = 0,05; б — с Bt = 0,1; в — с В/ = 0,15; г — с В/ = 0,2; д — с Bt = 0,25
сборки, за лимитирующую при-
нимают позицию, около которой рас-
положены накопители с меньшей
вместимостью.
6. Подсчитывают среднюю вмести-
мость межоперационных накопите-
лей, используемых в НСЛ:
' I
У, zft................для I < /;
п I
' 2 + 2] zk... для i>l;
k=i+i k=i
.0.......................для i = I.
(4)
(5)
z
7. Поскольку НСЛ имеют замкну-
тую структуру, отказ рассматрива-
емой позиции может накладываться па
лимитирующую Z-io позицию, распро-
страняясь как в прямом (по ходу
сборки), так и в обратном направлении.
Поэтому для каждой позиции подсчи-
тывают два значения z't и которые
равны суммарной вместимости накопи-
телей, отделяющих i-io позицию от
лимитирующей.
n i
k=l+l k=l
для i <Z 1‘,
о
для i > I;
для i = I.
(6)
Если в линии имеется несколько
/-х накопителей, у которых Zj > 1,5г,
Проектирование Процессов сборки изделии
429
то в расчетах вместо величины Zj
используем z'^ = 1,5г. Если в линии
только у одного /-го накопителя zj >
> 1,5г, то для расчетов его вмести-
мость определяют из соотношения
/ п \ I
г'-= 2,5 Е Zi—Zj] / («—О-
\Z=1 / /
8. Для каждой позиции автомати-
ческой сборки подсчитывают два об-
общенных коэффициента запаса d't nd"^
где k = — коэффициент за-
полнения накопителя (не больше 1).
9. Для каждой позиции автомати-
ческой сборки НСЛ в зависимости
от подсчитанных значений B'h
d-y d"t с помощью графиков (рис. 29)
определяют два значения коэффициен-
тов удельных наложенных простоев
В'н1 и В'^, которые затем подставляют
в формулу (8).
10. Для каждой позиции ручной
сборки в зависимости от подсчитанных
значений 7?t', 2'., г'' по рис. 30 опре-
деляют два значения коэффициентов
удельных наложенных простоев B'ni
и которые затем также подста-
вляют в формулу (10). В случае, если
лимитирующей является позиция
ручной сборки, при определении Вн
вместо используют величину 7?* —
= м + Я/)-
11. Коэффициент готовности НСЛ
1 + в(+2Х+2Х
i=l i=l
12. Производительность НСЛ
(шт/год)
Q=0^ (9)
тл
где Ф — годовой фонд времени работы
линии, минуты.
Расчет производительности и на-
дежности НСЛ с использованием ста-
тистического моделирования выпол-
няют на ЭВМ по разработанной про-
грамме, имитирующей функциопиро-
Рис. 30. Диаграмма для определения удель-
ных наложенных простоев позиций руч-
ной сборки
вание НСЛ. В разработанной матема-
тической модели НСЛ принимают сле-
дующие допущения: на линии имеются
позиции ручной и автоматической сбор-
ки; время выполнения операции
(цикла) на f-й позиции ручной сборки
случайно, независимо и подчиняется
нормальному закону распределения
со средними значениями [^^(г)]
и средними квадратическими откло-
нениями О/ все собственные
простои оборудования на позициях
автоматической сборки носят слу-
чайный характер и взаимно незави-
симы; поток событий ординарен, а вре-
мя наработки на отказ и время восста-
новления работоспособного состо-
яния позиции распределены экспо-
ненциально с параметрами потока от-
казов Qj и потока восста-
новлений [F23(j)]; обслуживание
НСЛ организовано таким образом, что
сколько бы позиций линии одновре-
менно ни находилось в наладке, ожи-
дания наладчиков не возникает; по-
зиция может отказать только в период
работы, т. е. при отказе одной из
позиций НСЛ остальные вынужденно
простаивающие позиции сохраняют
оставшийся ресурс работоспособно-
сти; это равносильно тому, что на
позиции отказы будут приходить на
время наложенных простоев позже;
собираемые па линии изделия пере-
мещаются и собираются в приспо-
соблен иях-спутниках, число которых
па линии в любой рассматриваемый
430
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Д СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 31. Блок-схема алгоритма статистического моделирования работы НСЛ
момент времени является величиной
постоянной, равной пс [7VC].
Блок-схема программы статисти-
ческого моделирования работы НСЛ,
состоящая из 24 операторов, предста-
влена на рис. 31.
1. В ЭВМ вводят все необходимые
исходные данные, описывающие
процесс.
2. Приспособления-спутники рав-
номерно распределяют между нако-
пителями.
3. Среди совокупности значений
— времени окончания операции
на позиции, выбирают наименьшее.
Также фиксируется номер i-й пози-
ции, имеющей минимальное значение
min {ТО(£)}. Эти величины опреде-
ляют текущий момент времени смены
состояний, а также номера позиций
и накопителей, для которых будут
пересчитываться отдельные характе-
ристики.
4. Полученные значения текущего
момента смены состояния системы
min {ТО(^} сравнивают с заданным
значением времени Т моделирова-
ния в одной реализации. Если
min {TO{d} > Т, переходят к опера-
тору 22 «Обработка результатов моде-
лирования». Если min {ТО(^} Т,
процесс моделирования продолжается
и переходят к оператору 5. Сравни-
вают число изделий в (/ + 1)-м нако-
пителе МА (г+1) с его предельной
вместимостью М5(^+1). Если
NAa+1i < переходят
к оператору 9, продолжающему про-
цесс нормального функционирования
линии. Если MA(i+1) =
переходят к оператору 6, который
формирует ситуацию блокировки
i-й позиции из-за переполнения после-
дующего накопителя.
6. Формируют новое значение ,
которое получается из условия, что
приспособление-спутник может по-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИИ
431
кинуть Z-ю позицию только после
окончания операции на (i + 1)-й по-
зиции.
7. Для позиции автоматической
сборки величину ТМ{^ — момент
начала отказа на Z-й позиции, сдви-
гают на величину наложенных про-
стоев [ТО^ — TO(f)]. Это необхо-
димо для того, чтобы сохранить ре-
сурс работоспособности рабочих
позиций, на которых не работали из-за
наложенных простоев.
8. Подсчитывают суммарное время
отказов Z-й позиции из-за переполне-
ния последующего накопителя.
9. Число изделий в (Z + 1)-м нако-
пителе увеличивают на единицу.
10. Определяют число изделий
в Z-м накопителе. Если NA(^ > 1,
переходят к оператору 14, продолжа-
ющему процесс нормального функци-
онирования линии. Если ЛМ(г-) 1,
переходят к оператору 11, который
формирует ситуацию блокировки
Z-й позиции по причине отсутствия
деталей в предыдущем накопителе.
11. Формируют новое промежуточ-
ное значение ТО?, которое в данном
случае определяет момент времени на-
чала операции на Z-й позиции. Его
величина получается из условия,
что приспособление-спутник попадает
на Z-ю позицию только после того, как
закончится операция на (Z — 1)-й по-
зиции и пройдет время, необходимое
для прохождения приспособлением-
спутником расстояния между (Z — 1)
и Z-й позициями [и-NA(].
12. Для позиций автоматической
сборки сдвигают на величину
наложенных простоев [ТО^ — ТО^f J.
13. Подсчитывают суммарное время
отказов Z-й позиции из-за отсутствия
деталей в предыдущем накопителе.
14. Число изделий в Z-м накопителе
уменьшают на единицу.
15. Формируют новое значение
ТО^у, для этого к текущему значению
времени окончания операции до-
бавляют время необходимое
для ее выполнения.
16. Определяют вид рабочей по-
зиции путем сравнивания признака
с нулем. Если — 0, —
позиция автоматической сборки;
переходят к оператору 18 для оценки
возможности отказа за рассматрива-
емый период. Если 0, — по-
зиция ручной сборки; переходят к опе-
ратору 17, формирующему новое зна-
чение TW^).
17. Формируют новое значение
для позиции ручной сборки.
Текущее время выполнения операций
получается методом Монте-Карло
с помощью случайных чисел, под-
чиняющихся нормальному закону
распределения с заданными характе-
ристиками.
Г8. Оценивают возможность по-
явления отказа на Z-й позиции авто-
матической Сборки за период
[ТО^ : TO^.J. Для этого сравни-
вают величины TOJ1^ и ТМ^у Если
TO”f) < отказа на позиции не
происходит и сразу переходят к опе-
ратору 3, выбирающему следующее
значение min {ТО^}. Если TO^-j
>= переходят к оператору 19,
формирующему ситуацию отказа на
позиции автоматической сборки.
19. Формируют новое значение
ТО^-р которое получается путем уве-
личения ранее подсчитанной вели-
чины TO(t) на время ТО(^, необходи-
мое для устранения отказа.
20. Формируют новое значение
ТМ^.) и ТВ^.у Текущее время без-
остановочной работы и устранения
отказа получается методом , Монте-
Карло с помощью случайных чисел,
подчиняющихся экспоненциальному
закону распределения с заданными
характеристиками.
21. Подсчитывают суммарное время
собственных отказов Z-й позиции.
22. Проводят обработку результа-
тов моделирования после одной
реализации процесса.
23. Осуществляют проверку окон-
чания процесса моделирования пу-
тем сравнения подсчитанной допу-
стимой ошибки Е с заданной величи-
ной Е3. Если Е < Е3, переходят к опе-
ратору 24 для окончания процесса
моделирования. Если Е Е3, воз-
вращаются к оператору 3 для выпол-
нения следующей реализации.
432
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Д СБОРКИ И УПАКОВКИ
24. Проводят окончательную об-
работку и вывод на печать результатов
моделирования.
Выбор структуры и технических па-
раметров НСЛ на стадии проектирова-
ния. При проектировании НСЛ вна-
чале разрабатывают вариант, учиты-
вающий только типовые решения ис-
полнительных механизмов и кон-
структивные особенности линии.
Вместимость накопителей назначают
исходя из габаритных размеров от-
дельных позиций, а также свободного
пространства между ними, предна-
значенного для выполнения работ
по ремонту и обслуживанию оборудо-
вания линии. Для выполнения сбороч-
ных операций используют известные
технические решения, а также типовые
механизмы. С помощью статистиче-
ского моделирования или графоана-
литического метода определяют про-
изводительность спроектированной
линии, которую сравнивают с задан-
ной. Если производительность НСЛ
недостаточна, то осуществляют ряд
мероприятий, направленных на по-
вышение надежности и производи-
тельности линии. При этом целесооб-
разно: повысить надежность или
уменьшить такт работы на лимитиру-
ющей позиции; равномерно увеличить
вместимость всех межоперационных на-
копителей; если увеличить вмести-
мость всех межоперационных нако-
пителей невозможно, постараться уве-
личить вместимость накопителей,
ближайших к лимитирующей позиции;
повысить надежность либо уменьшить
такт работы на нелимитирующих по-
зициях. После каждого шага рассчи-
тывают коэффициент готовности и
производительность НСЛ. По дости-
жении требуемых значений процесс
прекращают.
Выбор оптимального числа приспо-
соблений-спутников к проектируемой
линии. Число пс приспособлений-спут-
ников, используемых в НСЛ, влияет
на ее коэффициент готовности. Зави-
симость Кг от пс можно разделить на
три фазы. Вначале при изменении пс
от 1 до некоторого значения п' коэффи-
циент Кг также увеличивается^затем
достигает максимального значения
и в пределах [/г'; /г"] практически не
изменяется; при изменении от и" до
п
— уменьшается. Объясняется это
4 = 1
тем, что в первой фазе приспособлений-
спутников не хватает для заполнения
всех межоперационных накопителей
и на линии преобладают наложенные
отказы из-за отсутствия деталей на
позициях. В третьей фазе, наоборот,
приспособлений-спутников слишком
много и они переполняют межопера-
ционные накопители, тем самым
снижая их эффективность и вызывая
наложенные отказы позиций
НСЛ.
Таким образом, чтобы добиться ма-
ксимально возможной производи-
тельности НСЛ, необходимо, чтобы
число используемых на линии при-
способлений-спутников находилось
в пределах [п^.; п"], который назы-
вается «критическим интервалом».
Кроме того, применяемые в НСЛ
приспособления-спутники из-за до-
статочно сложной конструкции,
повышенных требований к применя-
емым материалам и точности изгото-
вления значительно влияют на
стоимость линии в целом.
Требуемое число приспособлений-
спутников для проектируемой НСЛ
определяют следующим образом.
1. По формуле (4) подсчитывают
среднюю вместимость межоперацион-
ных накопителей, используемых
в НСЛ.
2. В зависимости от значения z
по рис. 32 определяют величину кри-
тических точек п'т и п''т. Максималь-
ное значение п"т определяется по кри-
вой 7, минимальное допустимое зна-
чение п'т — по кривым 2 и 3. Кривую 3
используют в случае, если в рассматри-
ваемой НСЛ имеется хотя бы один
&-й накопитель, вместимость которого
значительно превышает величину г,
т. е. zh > 2г. Такой случай характе-
рен для НСЛ с вертикально-замкнутым
конвейером, нижняя ветвь которого
используется для возврата и одно-
временного накопления приспо-
соблений-спутников.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
433
3. Требуемое число приспособле-
ний-спутников должно находиться
в пределах от п' до п":
п п
«С = «от1]гг; «С= «ОТ Е г1-
i=\ i=\
(10)
Целесообразно, чтобы конкретное
число приспособлений-спутников
в линии превышало /г'. Это необ-
ходимо для того, чтобы съем приспо-
соблений-спутников с линии для ре-
монта, контроля и т. п. не снижал
производительность НСЛ. Число
резервных приспособлений-спутни-
ков назначают исходя из их стоимости,
надежности, ремонтопригодности.
Пример расчета надежности и произ-
водительности НСЛ. Оценим коэффи-
циент готовности и производитель-
ности НСЛ, состоящей из семи рабочих
позиций со следующими техниче-
скими характеристиками.
Рис. 32. График для определения оптималь-
ного числа приспособлений-спутников на
НСЛ
Третий шаг. Определяем лимитиру-
ющую позицию линии по наибольшей
длительности наладки. Лимитиру-
ющей будет позиция 3, имеющая В3 =
= 0,15.
Четвертый шаг. Подсчитываем
среднюю вместимость межопер а ци он -
Позиции сборки Tj- , мин Bi Rt 1/мин zh шт.
1. Автоматическая 1 0,10 — 0,25 18
2. Ручная 1 — 0,25 — 2
3. Автоматическая 1 0,15 — 0,20 2
4. Автоматическая 1 0,05 — 0,5 4
5. Автоматическая 0,25 0,15 — 0,25 4
6. Ручная 0,9 0,3 0,35 — 3
7. Автоматическая 1 0,15 — 0,2 3
Первый шаг. Определяем такт ра-
боты линии. Он равен 1 мин (по ма-
ксимальному значению Т/).
Второй шаг. По формуле (4) пере-
считываем технические характери-
стики рабочих позиций в соответствии
с выбранным тактом работы линии
и определяем коэффициент К заполне-
ния накопителя.
Для позиций: 1. тх = тл; В[ = Вд =
= 0,1; JCi = 0,5; 2. Т2 = тл; —
— Z?2 ~ 9,25; 3. Tg = тл; В3 = В3 =
= 0,15; К3 = 0,5; 4. т4 = тл; Вд =
— Вд = 0,05; ZQ — 0,5; 5. т^ <С тл;
В'5 = 0,15-0,25/1,0 = 0,04; /<5 =
= 1,0; 6. т6<тл; = 0,35—
— (1,0 —0,9) = 0,25; 7. т7 = тл;
Вг7 = В7 = 0,15; К7 = 0,5.
ных накопителей и по znp, в случае
необходимости, заменяем значе-
ния 2}'.
18 4-2-J-2-J-4-J-4-4-3-J-3
г= 7 =
= 5,1;
znp = 1,52 = 1,5-5,1 = 7,6 «8.
По критерию 2пр не проходит только
накопитель позиции 1. Поэтому =
= 18 заменяем на z\ = 2,5 X (36 —
— 18)/(7 — 1) 7,5 ~ 8.
Пятый шаг. Подсчитываем сум-
марные вместимости накопителей,
отделяющих данную рабочую пози-
цию от лимитирующей:
15. Данные для расчета коэффициента готовности НСЛ
№ позиции Позиция сборки Исходные технические характеристики Промежуточные и конечные результаты
zi Bi Мч zi тл B'i R't К zi zi di a"i BH i
1 A 18 1,0 0,1 0,25 — 8 1,0 0,1 — 0,5 4 22 0,5 2,75 0,044 0,013
2 P 2 1,0 - — 0,25 2 1,0 — 0,25 — 2 24 — — 0,012 0
з A 2 1,0 0,15 0,2 — 2 1,0 0,15 — 0,5 — — — — — —
4 A 4 1,0 0,05 0,5 - 4 1,0 0,05 — 0,5 22 4 5,5 1,0 0,003 0,015
5 A 4 0,25 0,15 0,25 — 4 1,0 0,04 — 1,0 18 8 4,5 2,0 0,003 0,009
6 P 3 0,9 — — 0,35 3 1,0 — 0,25 — 15 И — — 0 0
7 A 3 1,0 0,15 0,2 — 3 1,0 0,15 — 0,5 12 14 1,2 1,4 0,042 0,038
Примечание. Позиции сборки: А — автоматическая; Р — ручная. 36 Ъ = 2 z3=2 z5=^ z^ z5~3 z6=3 z= — = 5,1; znp = l,5z = 7,6 ~ 8; \? Z_J"T|—J7TI—JTL_JT1—A yL_JTj l ^ = 18(8) J Лг “ 1 + 0,15 + 0,79 ~ °’752’
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
проектирование процессов сборки изделий
435
Рис. 33. Структурно-компоновочная схема несинхронной полуавтоматической линии для
сборки
z[ = 2+ 2 = 4; z'; = 8+ 3+ 3 +
+ 4 + 4 = 22; zj == 2; г» = 2 +
+ 84-3+3+4+4 = 24; г| =
= 4+ 3+ 3+ 8+ 2+ 2 = 22;
4' = 4; г^ = 3+ 3+ 8+ 2+ 2 =
= 18; Zg ~ 4 + 4 = 8; z@ = 3 +
+ 8+2+2=15; г? = 3 + 4 +
+ 4=11; г, = 8+2+2 =12;
г? = 3 + 3 + 4 + 4 = 14.
Шестой шаг. Для позиций авто-
матической сборки подсчитываем
обобщенный коэффициент запаса:
= 0,5 X 4 X 0,25 X 1,0 = 0,5;
й’[ = 0,5 X 22 X 0,25 X 1,0 = 2,75;
+ = 0,5 X 22 X 0,5 X 1,0 = 5,5;
= 0,5 X 4 X 0,5 X 1,0 = 1,0; =
= 1,0 X 18 X 0,25 X 1,0 = 4,5; й'!, =
= 1,0 X 8 X 0,25 X 1,0 = 2,0; =
= 0,5 X 12 X 0,2 X 1,0 = 1,2; % =
= 0,5 X 14 X 0,2 X 1,0 = 1,4.
Седьмой шаг. По рис. 29, 30 для
каждой позиции определяем значе-
ния коэффициента удельной величины
наложенных простоев: В’к t = 0,044;
В'м = 0,012; B’Ki = 0,003; В’лЪ =
= 0,003; В'- = 0; В' = 0,042; В", =
= 0,013; В"2 = 0; В’4 = 0,015;
BS = 0,009; B"R = 0; В"7 = 0,038.
Восьмой шаг. Коэффициент готов-
ности линии
к________________1
Лг 1 4- 0,15 + (0,044 + 0,012 +
4- 0,003 4- 0,003 4- 0,042 4-
4- 0,013 4- 0,015 + 0,009 4-
4- 0,038)
— .___________ П 7^9
,1 4-0,15 4- 0,179
Девятый шаг. Годовая производи-
тельность линии
л 372500X0,75 _____ 7
Q =-------j-Q----= 167 600 шт/год.
При выполнении расчетов реко-
мендуется все исходные данные, а так-
же промежуточные результаты, за-
носить в табл. 15.
Десятый шаг. Определяем опти-
мальное число приспособлений-
спутников на линии. По рис. 32 в за-
висимости от z = 5,1 и вида линии
(линия с вертикально-замкнутым кон-
вейером) находим /г''т = 0,63; п'т =
== 0,43; тогда п' = 0,43 X 36 =
= 15,5 « 16; п" = 0,63 X 36 =
= 22,7 ~ 22. С учетом резервных
принимаем 19 приспособлений-спут-
ников.
Управление качеством сборки на
несинхронных сборочных линиях. Не-
синхронная полуавтоматическая ли-
ния с адаптивным управлением
(рис. 33) предназначена для сборки
редуктора главной передачи легко-
вого автомобиля. На линии спутнико-
вого типа в любой последовательности
могут быть собраны 11 типов редукто-
ров, различающихся материалом
корпуса, передаточным отношением,
исполнением противоблокировочной
системы.
436
автоматические Линии дЛд сборки и упаковки
Рис. 34. Редуктор в сборе
Конвейер линии — с приводными
роликами. В зависимости от времени
выполнения технологических опера-
ций сборка ведется в один, два, три
или четыре потока. Перед каждой
рабочей позицией имеется возмож-
ность накопления задела, что обеспе-
чивает несинхронную работу линии.
Каждый спутник с комплектом дета-
лей собираемого редуктора (рис. 34)
проходит через все рабочие позиции
линии. Возврат спутников с последней
позиции линии к первой осущест-
вляется по кратчайшему пути — по-
перечному роликовому конвейеру.
Техническая характеристика линии
Длина транспортной системы 250 м
Число:
приспособлений-спутников 180
рабочих позиций............ 51
типов автоматических из-
мерительных машин . . 5
Установленная мощность элек-
тродвигателей .............. 200 кВт
Время цикла линии............... 39 с
Номинальная производитель-
ность (при использовании
100 %)......................92 шт/ч
В начале линии в приспособление-
спутник загружается комплект де-
талей для сборки редуктора и в зави-
симости от типа собираемого узла
спутник кодируется. На следующих
позициях осуществляется предвари-
тельная сборка подшипника и ведущего
зубчатого колеса, соединение (на-
винчивание) ведомого зубчатого
колеса на дифференциал и установка
их в гнезда спутника. Затем следует
установка ведущего зубчатого ко-
леса в корпус редуктора и завинчива-
ние гайки с применением системы
активного контроля силы затяжки по
результатам определения коэффи-
циента трения подшипников. После
установки дифференциала и затяжки
винтов крепления крышек корпус ре-
дуктора промывается маслом и за-
полняется трансмиссионным маслом.
Перед съемом редуктора устанавли-
вается крышка корпуса и редуктор
покрывается лаком. Между сбороч-
ными позициями осуществляется
многократный поворот спутников
с собираемыми деталями, поворот кор-
пуса редуктора в крепежном механиз-
ме спутника и, в случае необходи-
мости, после соответствующего кон-
троля выполняются операции регу-
лирования или демонтажа редуктора
и устранение дефектов сборки.
Степень механизации и автоматиза-
ции сборочных процессов определя-
лась эргономическими и экономиче-
скими соображениями. Это означает,
что в линии автоматизированы физи-
чески тяжелые или технически слож-
ные операции (см. рис. 33): 1 — изме-
рения коэффициентов трения под-
шипников ведущего зубчатого ко-
леса; 2 — ручной ввод данных
о типе собираемого редуктора; 3 —
запрессовка ведущего зубчатого
колеса в подшипники; 4 — измерение
деформаций корпуса редуктора; 5 —
измерение ведущего зубчатого колеса;
6 — запрессовка наружного кольца
подшипника; 7 — нагрев ведомого
конического зубчатого колеса; 8 —
завинчивание ведомого конического
зубчатого колеса на дифференциал;
9 — устранение дефектов сборки;
10 — измерение уравновешивающих
подшипников и их коэффициентов тре-
ния; 11 — поворот корпуса передачи;
Проектирование процессов сборки изделий
4з^
12 — запрессовка наружного кольца
подшипника; 13 — завинчивание
гайки крепления ведущего зубча-
того колеса и измерение силы за-
тяжки с учетом коэффициента трения
подшипников; 14 — устранение де-
фектов сборки; 15 — завинчивание
крышки, измерение общего коэффи-
циента трения редуктора; 16 — устра-
нение дефектов сборки; 17 — возврат
узлов с дефектами сборки для их
устранения; 18 — запрессовка выход-
ных валов; 19 — проверка прилегания
контактных поверхностей зубчатой
передачи; 20 — проверка герметич-
ности редуктора; 21 — промывка
редуктора; 22 — заливка масла в ре-
дуктор; 23 — затяжка винтов кре-
пления крышки; 24 — съем собранного
редуктора; ,25 — устранение дефектов
сборки.
Высокое качество сборки обеспечи-
вается автоматическим измерением
основных параметров собираемого
редуктора и системой, централизован-
ной передачи полученных данных для
учета при выполнении последующих
операций. Для выдерживания пара-
метров готовых редукторов в заданных
пределах (зазора в зубчатой передаче,
пятна контакта, общего коэффици-
ента трения) во время сборки на
различных операциях выполняются
измерения с помощью контрольно-
измерительных устройств. Осуще-
ствляется выдача результатов изме-
рений в память центральной системы
управления и адаптивное управление
процессом сборки (коррекция пара-
метров сборки с учетом результатов
измерения параметров предыдущей
операции). Взаимодействие системы
управления и рабочих позиций пока-
зано на схеме (рис. 35).
Наличие такой системы позволяет
управлять последующими операци-
ями сборки в соответствии с измерен-
ными параметрами выполненной
операции. Отклонение параметров
от заданных норм фиксируется сразу
после выполнения сборочной опера-
ции. Это позволяет избежать дорого-
стоящего демонтажа полностью соб-
ранного редуктора в конце линии.
Для своевременного устранения вы-
явленных дефектов сборки путем регу-
лирования или частичного демонтажа
на предшествующей операции сборки
в транспортной системе линии преду-
смотрено пять участков возврата при-
способлений-спутников с собира-
емым узлом (позиции 9, 14, 16, 17, 25
на рис. 33). Параметры измеряются
при вращающихся деталях, а также
при смоделированных условиях сбор-
ки. Часть измеренных параметров
может быть автоматически запро-
токолирована, что обеспечивает воз-
можность наблюдения за последова-
тельностью изменения параметра
и проведения статистического ана-
лиза данных.
Сборочная линия управляется де-
централизованно свободно програм-
мируемыми командоаппаратами (кон-
троллерами) и вышестоящей системой
централизованного управления с про-
граммой, хранящейся в памяти
ЭВМ. В памяти этой системы хра-
нятся фиксированные (постоянные)
рабочие программы и программы об-
работки данных, составленные с уче-
том возможных вариантов сборки ре-
дукторов 11 типов. Каждому спутнику
при загрузке комплекта деталей соот-
ветствуют особые данные, благодаря
чему различные типы редукторов мо-
гут быть собраны на линии в любой
последовательности. Информация для
каждого спутника в начале линии
записывается в память системы с по-
мощью ручного ввода. Эти данные
затем дополняют автоматические из-
мерительные машины, например,
вводятся коэффициенты трения под-
шипников ведущего зубчатого колеса
и опор в крышке, определенные в усло-
виях предварительного напряжения,
а также характеристики изменения
размеров корпуса редуктора под дей-
ствием сил закрепления деталей с уче-
том материала корпуса.
Все эти данные обрабатываются
в системе управления и затем автома-
тически выдаются для выполнения
последующих операций сборки. На-
пример, на одной из рабочих позиций
гайка ведущего зубчатого колеса за-
тягивается с такой силой, которая
обеспечивает фактическое значение
коэффициента трения подшипников,
допустимые пределы которого опре-
делены на первой позиции. На после-
дующей позиции все отдельные коэф-
438
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Номер
контрольной
позиции
Содержание и направление передаваемой информации
Т[—1 Коэффициент трения подшипников ведущего зубчатого колеса
зП Материал корпуса (алюминий, чугун); исполнение противоблокировочной системы; передаточное отношение; данные подшипников
Материал корпуса (алюминий, чугун)
Размеры корпуса (деформации)
6 Материал корпуса (алюминий, чугун); размеры корпуса Откорректированные размеры корпуса
Материал корпуса (алюминий., чугун)
Тип редуктора
Количество масла
Исполнение противоблокировочной системы
Материал корпуса (алюминий, чугун); размеры корпуса Коэффициент трения подшипников крышки
Материал корпуса (алюминий, чугун)
Заданное значение коэффициента трения подшипников ведущей шестерни
Фактическое значение коэффициента трения подшипников ведущей шестерни
Заданное значение коэффициента трения редуктора
Фактическое значение коэффициента трения редуктора
Освобождение блоков памяти от накопленной информации
Рис. 35. Схема взаимодействия центральной системы управления и рабочих позиций
линии
б
I
I
фициенты трения опоры ведущего зуб-
чатого колеса и опоры крышки
суммируются и в результате задается
общий коэффициент трения для соби-
раемого редуктора. Если фактическое
значение коэффициента находится
вне допустимых пределов, редуктор
возвращается на регулирование.
Контроль и управление процессом
сборки на линии осуществляется авто-
матически электронной системой
с использованием программируемых
контроллеров и ЭВМ. Несинхронная
работа, многономепклатурпая сборка,
адаптивное управление, оптимальное
структурно-компоновочное решение
обеспечивают высокую надежность
и производительность линии, техно-
логическую гибкость и высокое каче-
ство сборки, оптимальное сочетание
автоматизированных и ручных опе-
раций, возможность встройки сбо-
рочных автоматов в процессе эксплу-
атации. Эти особенности создают
предпосылки для широкого исполь-
зования аналогичных линий при
автоматизации сборки узлов в машино-
строении с массовым и крупносерий-
ным производством.
2. ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ
СБОРОЧНЫЕ ЛИНИИ
ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ СЕРИЙНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Методы построения линий. Наиболее
перспективным методом создания пере-
налаживаемых линий является мо-
дульный. Из набора модулей компо-
нуется машина или линия. Модули
подразделяют на функциональные и
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРОЧНЫЕ ЛИНИИ
439
пассивные. К функциональным отно-
сят модули, непосредственно взаимо-
действующие с собираемыми деталями
изделия.
Модульное проектирование сбороч-
ного оборудования позволяет значи-
тельно снизить объем конструктор-
ских работ и сокращает сроки проек-
тирования; повышает качество и на-
дежность оборудования вследствие
предварительной отработки унифици-
рованных узлов и технологии их изго-
товления; снижает себестоимость изго-
товления оборудования вследствие
возможности организации серийного
производства модулей; сокращает
сроки подготовки сборочных работ и
затраты на освоение машин и линий.
При проектировании машин-авто-
матов и линий предусматривается ис-
пользование модулей различного
иерархического уровня: от элемен-
тарного пассивного блока и функцио-
нального устройства до модуля-авто-
мата. В них можно вводить (на каждом
уровне) переналаживаемые звенья,
что в общем виде повышает мобиль-
ность линии. Линии модульного ис-
полнения легко перекомпоновываются,
их можно набирать (из модулей) не
только на заводе-изготовителе, но и
при эксплуатации. Поэтому при соз-
дании как отдельных модулей, так и
базовых устройств (основания, ста-
нины) необходимо обеспечить взаимо-
заменяемость соответствующих поса-
дочных (привалочных) поверхностей.
В зависимости от принятой струк-
туры, принципа построения, про-
граммы работы, программы перена-
ладки и степени ее автоматизации
переналаживаемые сборочные машины
и линии разрабатывают с динамиче-
ской и со статической структурами
переналадки. Машины и линии с дина-
мической структурой имеют высокую
степень автоматизации переналадки
(&а > 0,5). В них, как правило, пере-
наладка осуществляется автоматиче-
ски при поступлении на первую пози-
цию новой базовой детали собираемого
изделия. Иногда это делается без оста-
новки линии. Такие линии разрабаты-
вают на группу однотипных изделий
с аналогичным технологическим про-
цессом. В их конструкции возможно
дублирование на сборочной позиции
функциональных устройств и меха-
. низмов, имеющих разные (размерные)
параметры. В машинах со статической
структурой при смене продукции пере-
наладку выполняет оператор. При этом
степень автоматизации переналадки
в основном зависит от размера партий
собираемых изделий.
Непосредственная переналадка
включает смену отдельных деталей,
устройств, блоков, механизмов и ма-
шин-автоматов или переналадку функ-
циональных устройств с использова-
нием регулируемых, управляемых
звеньев, или комбинацию смены дета-
лей и устройств (наладок) с регулиро-
ванием.
Универсальность машин-автоматов,
функциональных устройств блоков и
механизмов в составе линии, а также
роботизация сборочных операций су-
щественно повышают мобильность
(или гибкость) автоматических линий.
Возможность, целесообразность и
быстрота переналадки х характери-
зуются и оцениваются коэффициентом
мобильности (гибкости), который отра-
жает степень использования баланса
рабочего времени оборудования.
Коэффициент мобильности зависит от
производительности оборудования,
длительности его переналадки (на еди-
ницу продукции).
b 1
м~ 1+5-1Гц/п ’
где Q — число изделий в партии (объем
партии); Тц— цикловая производи-
тельность оборудования, мин \ /п —
средняя длительность переналадки
f-ro функционального устройства, ме-
ханизма, блока, мин.
Зависимость значения коэффициента
мобильности от длительности перена-
ладки оборудования ta для соответст-
вующих партий Q собираемых изделий
приведена на рис. 36. Для повышения
мобильности средств автоматизации
при высокой их производительности
и сборке сравнительно малых партий
изделий длительность переналадки
следует сокращать. Автоматизирован-
ное оборудование отвечает современ-
ным требованиям в том случае, если
/?м > 0,9. Уровень (степень) механи-
зации и автоматизации переналадки
440
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ PI УПАКОВКИ
Рис. 36. Зависимость коэффициента мо-
бильности от длительности переналадки
для соответствующих партий собираемых
изделий (при Т = 1 с"1)
(перекомпоновки, непосредственно
переналадка и наладка) определяют
в зависимости от допустимой дли-
тельности перечисленных работ в ус-
ловиях эксплуатации.
Кроме того, автоматическое сбороч-
ное переналаживаемое оборудование
можно классифицировать в зависимо-
сти от объема выпуска продукции:
1) специальные сборочные автоматы
для массового и крупносерийного про-
изводства; 2) специализированные
переналаживаемые сборочные авто-
маты для крупносерийного производ-
ства, построенные по агрегатно-мо-
дульному принципу; переналадка на
выпуск нового изделия осуществляется
путем изменения состава автомата, его
регулирования и применения управля-
ющей программы; 3) специализиро-
ванные переналаживаемые сборочные
автоматы для крупносерийного произ-
водства, построенные по агрегатно-
модульному принципу, с применением
манипуляторов на вспомогательных
и отдельных основных сборочных опе-
рациях; 4) робототехнические сбо-
рочные комплексы для крупносерий-
ного производства, в которых сборочг
ные операции выполняют промышлен-
ные роботы с цикловым управлением;
5) робототехнические сборочные ком-
плексы для серийного производства на
базе более сложных промышленных
роботов, которые выполняют по не-
скольку сборочных операций со сменой
инструмента в процессе сборки изде-
лий; 6) робототехнические сборочные
комплексы для серийного производ-
ства, в которых всю сборку выполняет
параллельно-последовательно один
тип наиболее сложных промышленных
роботов (сборка нескольких единиц
данного изделия параллельно-после-
довательно позволяет сократить
время на смену инструмента); 7) робо-
тизированные сборочные комплексы
для серийного производства с последо-
вательной сборкой каждой единицы
изделия одним промышленным робо-
том (рациональны при мелкосерийном
производстве); 8) робототехнические
сборочные комплексы для серийного
производства, в которых сборку всего
изделия выполняет промышленный
робот с развитым адаптивным управле-
нием (вплоть до элементов искусствен-
ного интеллекта); 9) робототехниче-
ские сборочные комплексы для серий-
ного производства с применением на
отдельных операциях не автоматиче-
ского, а автоматизированного (интер-
активного, супервизорного) и ручного
управлений промышленными робо-
тами; 10) робототехнические сбороч-
ные комплексы для серийного произ-
водства, в которых всю сборку изделия
выполняет параллельно-последова-
тельно один тип промышленных робо-
тов, а отдельные операции выполняет
вручную оператор.
Включение оператора непосредст-
венно в технологический процесс сбор-
ки вызывается либо экономической
нецелесообразностью или технической
невозможностью автоматизирования
отдельных особо сложных операций
(например, регулировочных, наладоч-
ных и контрольных), либо необходи-
мостью оперативного подключения
оператора в аварийных ситуациях,
когда автомат по какой-то причине не
справляется с заданием, либо в про-
цессе освоения сборки нового изделия
(в том числе и как один из способов
программирования).
Линии со статической переналадкой.
Для сборки больших партий однотип-
ных изделий, когда требуется незначи-
тельная переналадка, но допустимы
достаточно большие затраты времени,
используют принцип замены в техно-
Переналаживаемые сборочные линии
441
ULI.111.IJ
Т..... I
пиши
Т~. 1
а)
fi)
в)
г)
д)
Рис. 37. Набор модулей и схема компоновки из них автоматических линий
442
АВТОМА ТИЧЁСКИЁ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
логической системе отдельных деталей
и узлов. Такой принцип использован
при создании некоторых автоматиче-
ских линий. Каждая линия предназна-
чена для сборки изделий одного типа.
Широкими возможностями обладают
линии, построенные по модульному
принципу. Набор модулей-автоматов,
предназначенных для сборки изделий
точного приборостроения широкой но-
менклатуры показан на рис. 37, а—д.
В набор входят следующие технологи-
ческие модули: 1 — для припайки
токовых выводов к цилиндрическим
секциям; 2 — для надевания колпач-
ков на секцию; 3 — для монтажа ре-
зиновых шайб; 4 — для соединения
секции (с колпачками или без них)
с корпусом; 5 — для осевой заваль-
цовки корпуса; 6 — для кольцевого
вдавливания корпуса; 7 — для мон-
тажа проходных металло-стеклянных
изоляторов; 8 — для изготовления (из
проволоки) и установки кольца при-
поя в корпус с последующим его осе-
вым поджатием при завальцовке кор-
пуса; 9 — блоки приводов; 10 — про-
межуточные модули (основание модуля
автомата); 11 — транспортные модули;
12 — блоки систем управления и т. п.
В зависимости от конструктивных
разновидностей изделий и последова-
тельности их сборки на заводе-изгото-
вителе комплектуют и компонуют соот-
ветствующий набор моду л ей-автома-
тов и модулей общего применения.
В линиях модули-автоматы жестко
соединяются между собой и объеди-
няются в единую систему транспорт-
ной системой.
Изделия с резиновым уплотнением
собирают на линии (рис. 37, б), содер-
жащей модули 1—6. В линию введены
модули привода 9 и промежуточный 10,
установленный для удобства обслужи-
вания линии. На линии, компоновка
которой показана на рис. 37, в, соби-
рают изделия с проходными изоля-
торами. Здесь используют набор мо-
дулей-автоматов 7, 2, 4, 7, 8 вместе
с приводным модулем 9. Третий ва-
риант компоновки линии (рис. 37, г)
служит для сборки конденсаторов и
содержит модули 7, 2, 4, 5, 9. Заменив
модуль 5 модулем 6, можно собирать
конденсаторы другого типа.
Если любой отдельно взятый модуль-
автомат использовать с приводным
модулем 9, то можно получить машину
(автомат) для выполнения конкретной
операции. На рис. 37, д показан при-
мер построения автомата для пайки.
Он состоит из модуля 7, приводного
модуля 9 и блока управления 12.
Перекомпоновка таких линий не
представляет особой сложности. В ос-
новании каждого модуля-автомата
смонтированы участки главного рас-
пределительного вала, которые сты-
куются зубчатыми муфтами, или элек-
троприводы с жестким «электрическим
валом». Точность стыковки обеспечи-
вается шпоночными соединениями при-
валочных поверхностей оснований.
Вращение от главного распредели-
тельного вала к кулачковым валам
модулей передается через внутримо-
дульную систему передач и не зависит
от точности стыковки.
Для переналадки линии на новые
изделия в конструкцию модулей, уста-
новленных в направляющих на плите,
вводят винтовые устройства перемеще-
ния их относительно оси линии. Если
изменяется диаметр изделия, то при
необходимости заменяют инструмент,
сменные детали и устройства.
Модульный принцип построения
сборочных линий распространяется на
любые компоновочные схемы: линей-
ные, круговые, прямоугольные (с го-
р изонтально-замкн утым тр анспорт-
ным средством). На этой основе разра-
батывают переналаживаемые машины-
автоматы и линии высокой интегра-
ции. В них в ограниченном объеме
сконцентрировано большое число
функциональных устройств, блоков.
Применение универсальных и стан-
дартных устройств сводит процесс
конструирования к компоновке обо-
рудования.
На рис. 38 показан другой вариант
сборочного автомата. На основании 7
смонтирована плита 8, служащая для
установки устройств (3 — горизон-
тальной подачи собираемых изделий,
4 — контроля, 6 — свинчивания),
пульт управления 7, а также пово-
ротный стол 5 с приспособлениями
фиксирования базовой детали соби-
раемого изделия. Загрузочные уст-
ройства 2 устанавливают на подстав-
ках 9. Основание 7 с монтажной пли-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРОЧНЫЕ ЛИНИИ
443
Рис. 38. Сборочный автомат
той 8 и поворотным столом 5 являются
базой. При создании конкретного сбо-
рочного оборудования (автомата, ли-
нии), как правило, самостоятельно
разрабатывается конструкция базиру-
ющих и зажимных устройств для ба-
зовой детали, которые монтируют на
планшайбе поворотного стола. Раз-
меры собираемого изделия, число и
виды операций, реализуемых на авто-
мате, определяют диаметр планшайбы
и число позиций поворотного стола,
состав и число функциональных уст-
ройств. Стандартные столы изготов-
ляют с числом позиций 4—24. На та-
ких машинах и линиях собирают из-
делия широкой номенклатуры. Их
переналаживают заменой, переста-
новкой и смещением функциональных
устройств, блоков и сменой инстру-
мента.
Для повышения мобильности авто-
матических линий привод их механиз-
мов должен быть гибким. Этим требо-
ваниям удовлетворяет гидромеханиче-
ский привод (рис. 39). Рабочие движе-
ния поворотного стола 11 и транспор-
тирующего звена 5 линии осущест-
вляются прямой передачей движения
от задающих плунжеров 2 к исполни-
тельным плунжерам 3, 4, 8. Задающие
плунжеры работают по программе
силового командоаппарата /, приво-
димого электродвигателем М через
редуктор 13. Регулированием скоро-
сти вращения электродвигателя обес-
печивают работу системы в пределах
6—45 циклов в минуту. В систему
управления включены устройства 7
обратной связи, служащие для кон-
троля перемещения плунжеров функ-
циональных устройств. Исполнитель-
ные цилиндры встраивают в функцио-
нальные устройства и соединяют их
с задающими гибкими трубопрово-
дами 6. Возвратное движение плунже-
ров обеспечивают пружины. Плунжеры
9 и 4 повертывают зубчатые колеса
приводных механизмов 10 планшайбы
стола и конвейера, а плунжеры 3 и 12
включают в фиксирующие устройства.
Применяя гидромеханический при-
вод, можно выполнять сборочные и
сопутствующие им операции в любой
заданной последовательности; функ-
циональные устройства (механизмы)
444
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 39. Схема гидромеханического привода
могут иметь различное исполнение и
расположение.
Прогрессивными считают сбороч-
ные машины высокой интеграции
с электромеханическим приводом.
Базой таких машин является стан-
дартное основание с поворотным стс-
лом или линейным конвейером. На
основании (как правило, в два яруса)
монтируют загрузочные устройства,
Рис. 40. Кинематическая схема автомата
в^сркрй интеграции
функционально-исполнительные меха-
низмы и блоки, осуществляющие раз-
личные сборочные, прессовые, кон-
трольно-измерительные, вальцовоч-
ные и другие операции. Для удобства
и точности монтажа на привалочных
поверхностях оснований 8 и 10
(рис. 40) изготовляют Т-образные
пазы. Привод машины обеспечивает
функционирование устройств и меж-
операционное транспортирование со-
бираемого изделия. Столы изготовляют
разных модификаций с числом пози-
ций 6, 8, 12, 16 и снабжают дискретно
вращающейся планшайбой 9 диаме-
тром 500 мм. На поверхности план-
шайбы также выполнены Т-образные
пазы для быстрой установки базирую-
щих приспособлений. Точность пози-
ционирования поворотного стола
±0,03 мм (на радиусе 220 мм). Время
одного рабочего цикла устанавливается
дискретно (3, 6,5; 8 и 12 с). Допусти-
мая суммарная сила при сборке 800 Н.
Электродвигатель 1 через шкивы 2 и
ременную передачу <9, предохранитель-
ную муфту 4 и червячную пару 5 и 6
приводит во вращение нижний вал,
на котором закреплено коническое
зубчатое колесо 7. Нижний вал свя-
зан с верхним муфтой. Внизу верхнего
вала установлено водило 14 мальтий-
ского креста 15, от которого через зуб-
чатую пару 13 и 12 передается преры-
вистое движение планшайбе. Измене-
ние передаточного отношения зубчатых
колес 12 и 13 позволяет менять угол
поворота планшайбы; по окончании
поворота она фиксируется.
От зубчатого колеса 7 вращение
передается шпинделем 16 привода
функциональных устройств. Число
таких приводов зависит от числа функ-
циональных устройств и механизмов.
На верхнем конце вала установлено
зубчатое колесо 11. Оно приводит
в движение функциональные устрой-
ства, которые устанавливают на осно-
вании 10.
Линейные машины снабжены ша-
говыми конвейерами. Шаг межопера-
ционного транспортирования состав-
ляет 76,2 мм, точность позициониро-
вания (при фиксации звена конвейера)
±0,01 мм. Допустимая сила при сбор-
ке 500 Н. Дискретность (цикл) ра-
боты — 3; 6; 5 и § с,
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРОЧНЫЕ ЛИНИИ
445
Основания с поворотным столом и
линейным конвейером имеют одина-
ковую высоту рабочей зоны (900 мм)
и хорошо вписываются при компоновке
различного рода автоматических и по-
точных линий практически любой
длины. Линии в процессе эксплуата-
ции можно перекомпоновывать (при
изменении вида продукции). Такая
компоновка машины служит базой
при создании сборочных роботизиро-
ванных технологических комплексов,
которые компонуют из стандартных
блоков, функциональных устройств с
использованием универсальных про-
мышленных роботов.
Роботизированные технологические
сборочные комплексы для серийного
производства, как правило, состоят
из одного или нескольких промышлен-
ных роботов, приспособления, инстру-
мента и другого оборудования, на ко-
тором выполняется одна или несколько
технологических операций.
Сборочный комплекс имеет один
(рис. 41, а) или два (рис. 41, б) про-
мышленных робота (ПР), служащих
для транспортирования деталей и
сборки их на позиции сборки. Иногда
в промышленном комплексе робот слу-
жит для транспортирования, сборки
и обслуживания технологического обо-
рудования (ТО, рис. 41, в).
Для последовательного присоедине-
ния деталей роботом соответственно
к одной базовой (рис. 41, а) и к не-
скольким базовым (рис. 41, д) деталям
комплекс должен быть снабжен набо-
ром быстросменных инструментов и
захватных устройств, что позволяет
расширить состав собираемых деталей
и объем сборочных операций внутри
комплекса. Сборка каждым инстру-
ментом нескольких изделий позволяет
сократить время, связанное со сменой
инструмента. Роботизированная авто-
матическая линия линейной компо-
новки (рис. 41, е) может иметь любое
число позиций сборки, что опреде-
ляется условиями выполнения сборки.
Наибольшей гибкостью обладают
роботизированные участки, состоящие
из нескольких сборочных комплексов,
не имеющих между собой жесткой
функциональной связи. Отсутствие
жесткой функциональной связи между
позициями сборки позволяет более
Рис. 41. Схемы роботизированных техноло-
гических комплексов (РТК) и участков
эффективно обеспечить загрузку при
сборке различных изделий. Эти уча-
стки позволяют вмонтировать в них
дополнительное оборудование.
На рис. 42 приведена схема роботи-
зированного технологического ком-
плекса для сборки трансформаторов.
В комплекс включен поворотный стол
6, на котором установлены базирую-
щие приспособления 7; в приспособле-
ниях и собирается изделие. У рабочих
позиций расположены промышлен-
ные роботы 5, которые из загрузочных
устройств / и 4 берут предварительно
ориентированные собираемые детали
и переносят их на позиции сборки и
на позиции выполнения сопутствую-
щих операций флюсования|2,^пайки 9,
очистки 8 после пайки. Для’снижения
Рис. 42. Схема роботизированного техноло-
гического комплекса сборки изделий
446
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Я
Рис. 43. Схема автоматической сборочной линии с динамической переналадкой
требований к точности изготовления
собираемых деталей и базирующих
приспособлений, к точности позицио-
нирования манипуляторов промыш-
ленных роботов и поворотного стола
промышленные роботы оснащают ви-
брационными устройствами автопоис-
ка. За один рабочий цикл комплекс
выполняет все сборочные операции
при одновременной работе всех про-
мышленных роботов. По окончании
сборки изделия укладывают в ячейки
кассеты 3.
Для соединения деталей могут ис-
пользоваться стандартные силовые и
резьбозавинчивающие модули с пнев-
матическим, гидравлическим, гидро-
механическим или электромеханиче-
ским приводом.
Характерный признак роботизиро-
ванного технологического комплекса —
его универсальность. Переналадка его
ведется заменой или переналадкой
базирующих приспособлений, сбороч-
ного инструмента, захватных органов,
а также изменением алгоритмов ра-
боты отдельных роботов и комплекса
в целом. Применение управляющих
ЭВМ позволяет обеспечить повышен-
ную маневренность комплекса, высо-
кую его надежность при выполнении
сложных операций, получить изделие
заданного качества. ЭВМ управляет
работой всего комплекса, выполняет
координацию блокировок каждой опе-
рации, контроль качества и длитель-
ности операции сборки и ее коррек-
цию; обрабатывает информацию о ка-
честве собираемых деталей, поступа-
ющих на сборку, и управляет их по-
ставкой (комплектацией), регистри-
рует загруженность комплекса и эф-
фективность его работы, приводит
оперативную подналадку всей системы.
Линии с динамической переналадкой.
Сборочное автоматическое оборудова-
ние с динамической переналадкой
имеет высокий коэффициент мобиль-
ности (обычно ka > 0,8) и применяется
при многономенклатурном производ-
стве однотипных изделий с детермини-
рованной последовательностью сборки.
Базой оборудования служат универ-
сальные транспортные средства с при-
способлениями, способными фиксиро-
вать и нести различающиеся по кон-
фигурации и размерам базовые детали
или сборочные единицы. В состав
этого оборудования включаются «ре-
зервные» функциональные устройства
и блоки. Число «резервных» позиций
зависит от конструкции изделий, от
технологии их сборки. Каждую по-
зицию (загрузочное, сборочное уст-
ройство) линии налаживают на подачу
конкретной детали, на реализацию
определенной сборочной операции и,
как правило, во время работы линии
не переналаживают. При переходе на
сборку нового изделия переналажи-
вают загрузочное или сборочное уст-
ройство.
На рис. 43 приведена схема автома-
тической линии, имеющей десять по-
зиций (/—10) для сборки семи изделий,
и схема маршрутов технологического
процесса, в соответствии с которой
срабатывают функциональные устрой-
ства рабочих позиций. Для сборки,
допустим, первого изделия из загру-
зочного устройства 15 позиции 1 базо-
вая деталь подается на конвейер 11,
которым она перемещается на пози-
цию 2, где к-ней присоединяют первые
собираемые детали, и сборочная еди-
ница подается на позицию 6. На этой
позиции присоединяют вторую соби-
раемую деталь, на позиции 8 —
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРОЧНЫЕ ЛИНИЙ
447
Рис. 44. Схема сборки с использованием промышленных роботов
третью, на позиции 9 контролируют
собранное изделие и на позиции 10 его
снимают с линии. При сборке этого
изделия позиции 3, 4, 5, 7 не работают:
они находятся в резерве для другого
изделия. Когда на линии собирают
новое (но заложенное в программу
линии) изделие, на позиции 1 переклю-
чается загрузочное устройство и из
бункера 14 на конвейер 11 подается
другая базовая деталь; к работе под-
ключаются, например, позиции 4, 7,
9 и 10. Позиции переключаются без
остановки линии, без прерывания по-
тока сборки предыдущего изделия, по
мере израсходования межпозиционных
(межоперационных) заделов. Это вы-
зывает необходимость постоянно сле-
дить за ходом сборки всех изделий на
линии. Поэтому к системе управления
12 подобных линий кроме жесткой про-
граммы подключают управляющие
ЭВМ 13, позволяющие оперативно
изменять программу работы отдельных
устройств и линии в целом.
В линиях с динамической перена-
ладкой большинство функциональных
устройств и блоков имеют индиви-
дуальные приводы, которые непосред-
ственно связаны с системой управле-
ния. В некоторых случаях возможно
и подключение сборочных механизмов
к общему распределительному валу
через управляемые сцепные муфты.
Для смены базовых и присоединяе-
мых собираемых деталей загрузочные
устройства делают револьверного типа
или с линейным перемещением бунке-
ров. В первом случае в качестве при-
вода используют мальтийский меха-
низм, во втором — пневматический
привод или винтовую пару с электро-
двигателем.
Инструментальные блоки (блоки
соединения, запрессовки) сборочных
линий целесообразно переналаживать
с большой точностью на базе исполь-
зования функциональных устройств
револьверного (или роторного) типа.
Такие блоки предварительно налажи-
вают на группу изделий с учетом их
конструктивных особенностей, варьи-
рования как осевых, так и поперечных
размеров и других параметров. Раз-
ворот револьверного блока, т. е. под-
вод на рабочую позицию нужного ин-
струмента, осуществляется по команде
системы управления.
Для сборки комплектов из двух или
трех деталей можно использовать ма-
шину с промышленными роботами
(рис. 44). На основании установки
(рис. 44, а) размещены основной мани-
пулятор 4, вспомогательный манипу-
лятор 7, устройства 5 и 6 подачи со-
бираемых деталей, конвейер 1 со спут-
никами, на которых осуществляют
сборку. Во время сборки захватное
448
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
устройство 3 основного манипулятора,
соединенное с помощью крестообраз-
ных плоских пружин 2 (с тензоме-
трическими силовыми датчиками), при-
жимает и ориентирует собираемые де-
тали к базовой. В случае неправиль-
ного расположения собираемой детали
от тензодатчиков в систему управле-
ния поступают сигналы, пропорцио-
нальные прогибу лепестков пружины
по осям X, У, Z. При введении втулки
в отверстие контролируются силы и
осциллирующие движения захватного
органа по сигналам силовых датчиков
для предотвращения заклинивания и
уменьшения трения. Система про-
граммного управления позволяет со-
бирать детали нескольких типоразме-
ров и осуществлять замену бракован-
ных деталей. На рис. 44, б показан
типовой узел, собираемый с помощью
робота. Система управления позво-
ляет подвести собираемые детали, осу-
ществлять поиск сопрягаемых поверх-
ностей и соединять детали.
Роботизированная сборочная линия
для массового производства наручных
часов построена по прямоточной си-
стеме, с использованием приспособле-
ния-спутника, который перемещается
от позиции по прямой линии с фикса-
цией через равные промежутки вре-
мени. Сборка механизмов осущест-
вляется на всех позициях одновременно
с последующей подачей приспособле-
ния-спутника на один шаг через рав-
ные промежутки времени по принципу
выполнения параллельно-последова-
тельной сборки. Сборочный комплекс
представляет собой конструкцию, в ко-
торую включены манипуляторы, при-
вод, вибробункера, питатели, оснастка
и приспособления. В установке ис-
пользуются специальные манипуля-
торы, работающие по жесткой про-
грамме и предназначенные для выпол-
нения операций со сменой инструмента
и приспособлений в зависимости от
марки собираемых часов.
Детали или узлы часов поступают
на позицию сборки из вибробункеров
в ориентированном для захвата поло-
жении, а платы часов, набранные в кас-
сеты, автоматически устанавливаются
в приспособления-спутники, которые
являются составным элементом прямо-
точной системы. Манипуляторы, имея
две степени подвижности, производят
установку деталей или узлов в платы
часов в заданной последовательности
и с необходимой точностью. Для обес-
печения условия собираемости плат
фиксируются снизу в положении
сборки с помощью специального при-
способления. Цикл работы комплекса
6—10 с.
Высокая ритмичность работы
комплекса, непрерывность выполне-
ния операций позволили повысить
качество сборки часов, ликвидировать
монотонный ручной труд, поднять
культуру и организацию производ-
ства и в результате его внедрения по-
высить производительность в 6—8 раз
по сравнению с ручной сборкой на
конвейере.
К сборочному оборудованию предъ-
являются следующие требования:
1) точность позиционирования сбороч-
ных роботов должна быть в пределах
±0,01—0,2 мм; такая точность необ-
ходима для сопряжения собираемых
деталей; 2) в аварийных ситуациях
необходимо вводить в действие резерв-
ное оборудование; роль человека сво-
дится к контролю технологического
процесса.
Роботизированный участок сборки
изделий радиоприемников (рис. 45)
состоит из трех сборочных комплексов,
полуавтоматов навивки (намотки) ка-
тушек, автоматизированной транс-
портно-складской системы и транс-
портных промышленных роботов.
Участком управляет ЭВМ, обеспечи-
вающая переналадку работы оборудо-
вания, диспетчирование и оптимиза-
цию загрузки оборудования на осно-
вании плана поставок и наличия ма-
териальных ресурсов. На участке
автоматизированы следующие опера-
ции: соединение деталей и их кассети-
рование, навивка каркасов катушек,
транспортирование и складирование.
Кассеты на рабочих позициях меняются
загрузочно-разгрузочными устройст-
вами.
На трех комплексах собирается
2,5 млн. контурных катушек в год
сорока двух наименований, различаю-
щихся конструктивными, электриче-
скими и магнитными параметрами.
Характерным признаком является
универсальность участка.
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРОЧНЫЕ ЛИНИЙ
449
Переналадка участка реализуется
заменой инструментов в захватных
органах ПР, изменением работы от-
дельных роботов и комплексов в це-
лом. Применение управляющих ЭВМ
позволяет обеспечить высокую надеж-
ность и безаварийность работы участка
при достаточной сложности и много-
образии выполняемых операций, по-
лучать собранное изделие заданного
качества. ЭВМ управляет работой всего
оборудования, выполняет координа-
цию блокировок каждой операции,
контроль длительности операции и ее
коррекцию, обрабатывает информа-
цию о контроле деталей, поступающих
на сборку, и управляет их поставкой;
регистрирует загруженность участка
и эффективность его работы; управляет
коррекцией перемещений собираемых
Деталей и последовательностью их вы-
полнения в случае искажения (опера-
тивная наладка).
Для управления промышленными
роботами и технологическим оборудо-
ванием по заданной программе на
участке имеется устройство адаптации,
состоящее из тактильного сенсора и
набора вспомогательных программ,
позволяющих контролировать нали-
чие собираемых частей трансформатора
на позициях сборки и качество сборки,
принимать решение о дальнейшем по-
рядке работы в зависимости от получен-
ной информации. Роботы реагируют
на нестандартные ситуации, которые
могут складываться во время работы:
невыполнение одного из условий
сборки узла, несоответствие магнитных
и электрических параметров задан-
ным и т. д.
Линия сборки работает последова-
тельно следующим образом. При по-
ступлении нижней пары магнитных
сердечников из питателя на исходную
позицию сборки подается команда
роботу, который берет катушку из
питателя и устанавливает ее на сер-
дечники. Другой робот на исходной
позиции берет из питателя два верх-
них магнитных сердечника, последо-
вательно опускает их в обезжириваю-
щий и клеевой растворы, а затем со-
единяет с катушкой и двумя нижними
сердечниками, Третий робот убирает
собранный трансформатор с позиции
сборки и с одновременным разворо-
15 п/р А. И. Дащенко
с
□□□□□
.а ц
Я в
450
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 46. Схема вибрационного бункерного загрузочного устройства с регулируемой жест-
костью упругой системы
том подает его в установку карусель-
ного типа для формовки и сушки.
В установке трансформаторы обжи-
маются и нагреваются для склейки
торцов сердечников.
В процессе сборки трансформато-
ров контролируются поступление де-
талей на исходные позиции (оптиче-
скими датчиками); собираемость дета-
лей и узлов (датчиками положения);
электрические параметры магнитопро-
вода (датчиками тока). После фор-
мовки и сушки трансформатора осу-
ществляется контроль электрических
параметров. В случае невыполнения
одного из условий работы детали и
узлы бракуют и сбрасывают их в бра-
ковочную тару.
Перспективным направлением в раз-
витии автоматизации сборочных ра-
бот является создание крупных ком-
плексно-автоматизированных участ-
ков и цехов, управляемых от ЭВМ.
При этом ЭВМ управляет работой
всего оборудования: координирует
блокировку каждой выполняемой опе-
рации; контролирует время выполняе-
мых операций и корректирует его;
контролирует детали, поступающие на
сборку, и обеспечивает их установку,
регистрирует загруженность участка
и эффективность его работы; коррек-
тирует перемещения элементов сборки
и последовательность их выполнения
в случае искажения (оперативная
наладка).
Устройства переналаживаемых ли-
ний. Основными типовыми устрой-
ствами переналаживаемых автомати-
ческих линий являются загрузочные,
базирующие и соединяющие. Загру-
зочные устройства должны обладать
большой универсальностью, широким
диапазоном регулирования произво-
дительности, возможностью перена-
лаживания на разные режимы работы
и работать в заданных режимах не-
зависимо от загружаемых деталей,
возможностью наладки или быстрой
замены ориентаторов, отсекателей и
других дополнительных устройств.
Загрузочное устройство должно допу-
скать смену бункеров. Таким требова-
ниям отвечают вибрационные загру-
зочные устройства с регулируемой
жесткостью упругой системы (рис. 46).
Устройство имеет сменный бункер 9.
На основании 11 жестко закреплен
центральный стержень /, на котором
смонтированы статоры электромагнит-
ных систем коллекторного типа. Базой
статоров 4 и 8 служат пластмассовые
втулки 2, которые армируют стандарт-
ными Ш-образными пластинами из
электротехнической стали. Окна ста-
торов заполняют кольцевыми обмот-
ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫЕ СБОРОЧНЫЕ ЛИНИИ
451
Рис. 47. Переналаживаемые устройства базирования деталей
ками 10 и 12. Я кори 3 и 7 электромаг-
нитов запрессовывают в пазы корпуса
5, изготовленного из алюминиевого
сплава. Полюсы возбудителя колеба-
ний по ширине делают одинаковыми,
и смещают относительно друг друга
на половину их ширины. Заданное
направление колебаний лотков бун-
кера и начальную жесткость колеба-
тельной системы создают наклонные
пружинные стержни 6, на которых
подвешен корпус 5 с закрепляемым
на нем бункером 9. Для повышения
равномерности зазора по окружности
между статорами и якорями рекомен-
дуется устанавливать подшипнико-
вые узлы с мембранами.
Базирующие устройства в статиче-
ски переналаживаемых линиях пере-
страивают, как правило, вручную.
На рис. 47, а приведено устройство
направляющих линеек, которые вы-
полняют функцию базирования в ав-
томатах линий сборки трансформато-
ров. При смене типоразмеров собирае-
мых трансформаторов направляющие
15*
линейки 5 перемещают (в зависимо-
сти от размеров пластин /) в попереч-
ном и продольном направлениях по
пазам 2 и 3 на крестообразных су-
харях-шпонках 4. После наладки на-
правляющие линейки надежно фикси-
руют затяжкой винтов 6.
Более совершенными являются са-
моцентрирующиеся базирующие уст-
ройства, которые обеспечивают по-
стоянство расположения оси соби-
раемых деталей. Общий вид такого
устройства для базирования детали
по цилиндрической поверхности по-
казан па рис. 47, б. Деталь 8 зажи-
мается двумя призмами 7, которые
под действием пружины 2 сводятся
к центру вилкой 3 (через шарики или
ролики 5). При включении электро-
магнита 1 призмы разводятся пру-
жиной 9. Точность центрирования
зависит от точности изготовления
вилки 3, корпуса 10 и рычагов призм,
качающихся на осях 4. Переналажи-
вают устройство перемещением призм
7 в пазах рычагов //; для этой цели
452
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
2 3 4
Рис. 48. Схема устройства базирования де-
талей прямоугольной формы
Рис. 49. Устройство осевого соединения
в конструкцию устройства включены
специальные винтовые пары 6.
Для сборки цилиндрических дета-
лей на машинах и линиях с круговой
или линейной компоновкой сбороч-
ных роботизированных комплексов
можно использовать телескопические
базирующие устройства (см. рис. 47, в).
Такие устройства изготовляют модуль-
ной (блочной) конструкции, что обес-
печивает удобный монтаж на пово-
ротных столах, конвейерах и при ста-
ционарном базировании. В корпус 6
устройства помещен набор подпружи-
ненных цилиндрических оправок 3
или оправок с заходными конусами.
Верхний торец кольца 4, установлен-
ного на втулку 5, служит опорой де-
тали 1 при ее базировании, при соеди-
нении собираемых деталей. Телеско-
пические устройства можно применять
и для базирования корпусом оправки
2 цилиндрических деталей по охваты-
ваемым поверхностям.
Тяжелые цилиндрические детали
надежнее базировать в стандартных
универсальных автоматически дейст-
вующих двух- или трехкулачковых
патронах с гидро- или пневмоприво-
дом. Такие патроны применяют на
металлообрабатывающих станках
с ЧПУ, однако они удобно вписы-
ваются в конструкцию поворотных
столов, роботизированных техноло-
гических комплексов и сборочных
машин.
Несколько сложнее обеспечить
базирование не круглых собираемых
деталей. Схемы одного из устройств,
обеспечивающего зажим прямоуголь-
ной детали 1 в четырех точках симме-
трично перемещающимися кулачками,
показана на рис. 48. Устройство со-
держит прижимные кулачки 3 и 4,
которые синхронно перемещаются
с системой рычагов 5, 7 и S, И от
пневмомеханизма 12. Между поршня-
ми пневмомеханизма введена пружи-
на 9. Ее усилие подбирают из условия
поддержания постоянного контакта
между штоками поршней и рыча-
гами 7 и 11. Пружины 2 и 5 отводят от
детали соответствующие кулачки при
снятии давления в рабочей камере ци-
линдра. Отвод кулачков настраивают
винтами 10.
ЛИНИИ ДЛД СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ 453
Устройства соединения, прессова-
ния, завинчивания и другие — об-
щего применения. Поэтому их, как
правило, необходимо изготовлять мо-
дульного (агрегатного) исполнения
с высокой универсальностью. Перена-
ладка их в основном заключается
в смене инструмента 6 (рис. 49) и не-
которых деталей устройства, связан-
ных с подачей собираемых деталей.
Возможна и перекомпоновка отдель-
ных устройств 1 и 5; для точной их
наладки относительно базирующих
устройств кронштейны 4 и 7 сбороч-
ных агрегатов имеют винтовые пары
2 и 3, обеспечивающие координацию и
инструмента в заданной плоскости, и
при необходимости шнековое устрой-
ство, позволяющее развертывать агре-
гат относительно оси его крепления.
3. линии для сборки и
КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
К завершающим операциям техноло-
гического процесса обработки деталей
относятся мойка, консервация, сборка
и упаковка. Автоматические линии
для завершающих операций могут
быть с последовательным, последова-
тельно-параллельным или параллель-
ным расположением оборудования,
что зависит от требуемой производи-
тельности и заданного технологиче-
ского процесса. Эти линии завершают
процесс обработки деталей, после чего
детали поступают на комплектацию
в сборочные цеха или их упаковывают
для запасных частей. Во многих слу-
чаях, в зависимости от технических
условий на обрабатываемую деталь
или комплект собираемых деталей,
особенно в случаях контроля в составе
линии, линии для завершающих опе-
раций устанавливают в отдельном по-
мещении со стабильным поддержа-
нием заданной температуры в опреде-
ленных пределах (обычно ±2 °C).
Такие линии созданы для карданных,
роликовых и конических подшипни-
ков, клапанов, пальцев, поршней дви-
гателей и других деталей подшипни-
ковой и автомобильной промышлен-
ности.
На рис. 50, а представлена струк-
турная схема автоматической линии
для контроля, сборки, консервации и
упаковки шариковых подшипников.
Наружные и внутренние кольца под-
шипников поступают раздельно по
гравитационным лоткам из двух авто-
матических линий механической обра-
ботки. Транспортная система автома-
тической линии состоит из накопите-
лей, гравитационных лотков, подъем-
ников и ленточных конвейеров. Все
подъемники оснащены демагнитизато-
рами для снятия возможной намагни-
ченности колец, возникающей при
обработке или в процессе транспорти-
рования.
На автомате 1 методом электрохими-
ческого маркирования на торец кольца
наносится надпись, состоящая из зна-
ков, обозначающих завод-изготови-
тель, и номер подшипника. Электро-
литом является 3—5 %-ный раствор
нитрита натрия. Автомат оснащен кон-
вейером, механизмом центрирования
кольца и устройством для нанесения
клейма. Кольца промываются в моеч-
ных автоматах 2 и 3 роторного типа
от загрязнения и прилипшей при ме-
ханической обработке стружки. Мойка
ведется путем окунания й струями
моющего состава. Визуальный кон-
троль осуществляется на стендах 4 и 5.
Стенды имеют вращающиеся столы для
перемещения колец. Контролер осма-
тривает каждое кольцо на отсутствие
трещин, прижогов, недошлифованных
поверхностей, загрязнений, проверяет
качество клейма. Годные кольца кон-
тролер направляет в транспортную си-
стему автоматической линии, а за-
бракованные изымаются.
Размер посадочного отверстия и от-
клонение от перпендикулярности от-
верстия относительно торца внутрен-
него кольца подшипника контроли-
руют па автомате 6. Посадочную по-
верхность проверяют в трех сечениях
у наружного кольца на автомате 7.
Кольца, не имеющие отклонений от
заданных параметров, с помощью
подъемника подаются по лоткам на
следующую операцию, а отбракован-
ные кольца по лоткам направляются
к столам, оснащенным приборами
контроля. Контролеры периодически,
по мере накопления отбракованных
колец, проверяют кольца на прибо-
рах^ так как контрольный автомат
454
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 50. Структурные схемы автоматической линии для контроля, сборки, консервации
и упаковки:
а — шарикоподшипников; б — конического роликового подшипника
может отбраковать кольца, имеющие
предельные отклонения.
На автомате 8 наружные и внутрен-
ние кольца аттестуют по среднему
диаметру дорожки качения; внутрен-
нее кольцо укладывается в наружное
и засыпается комплект шариков. Атте-
стация проводится по разности сред-
них диаметров желобов наружного
и внутреннего колец. По результатам
аттестации из бункера, имеющего
секции для шариков с определенными
размерами, вызывается комплект ша-
риков.
На автомате 9 шарики равномерно
распределяются по окружности, укла-
дывается первый сепаратор, затем
второй. При поступлении на автомат
нескомплектованного подшипника, от-
сутствии сепаратора комплект сбра-
сывается в лоток брака.
На сборочном автомате 10 заклепки
устанавливаются в отверстия сепара-
торов, и два сепаратора соединяются.
На автомате контролируется наличие
и положение заклепок; при отклоне-
ниях от требуемого положения или от-
сутствии любой заклепки подшипник
удаляется из автомата в лоток брака.
В автомате 11 подшипник промывается.
Для улучшения условий промывки
наружное кольцо получает вращение
относительно внутреннего. На выходе
из автомата подшипник подвергается
обдуву сжатым воздухом. Визуально
контролируют наличие всех деталей
подшипника, отсутствие вмятин на
сепараторах. Контролер проверяет
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
455
легкость вращения шарикового под-
шипника. Отбракованные подшипники
удаляются из автоматической линии.
Контроль осуществляется на стенде 12.
На автомате 13 проверяется радиаль-
ное биение наружного и внутреннего
колец собранных подшипников. Под-
шипники, имеющие отклонения, уда-
ляются. В автомате 14 подшипники
промываются перед консервацией
в автомате 15.
Для покрытия антикоррозийным
составом поверхностей всех деталей
подшипника предусмотрен поворот
наружного кольца относительно вну-
треннего. На автомате 16 подшипники
упаковывают в бумагу. Упаковка под-
шипника в полиэтиленовую пленку
осуществляется на автомате 17.
Завернутые в бумагу подшипники
оператор укладывает в тару. Оборудо-
вание автоматической линии, кроме
первых моечных машин, размещено
в отдельном помещении. В составе
автоматической линии девять техноло-
гических машин, четыре контрольных
автомата, четырнадцать транспортных
устройств. Масса оборудования 40 т,
установленная мощность 100 кВт, за-
нимаемая площадь 240 ма с учетом
проходов и проездов. Такт выпуска
5—8 с. Автоматическую линию кроме
контролеров и оператора обслуживают
четыре наладчика.
На рис. 50, б показана структурная
схема автоматической линии для кон-
троля, сборки и упаковки конического
роликового подшипника. Кольца под-
шипников поступают по гравитацион-
ным лоткам из автоматических линий
механической обработки после финиш-
ных операций. Транспортная система
автоматической линии состоит из
подъемников, гравитационных лотков
щ конвейеров. На стендах 1 и 2 кон-
тролер проверяет отсутствие царапин,
коррозии, прижогов подшипников.
Кольца без дефектов направляются
в ориентированном положении для
дальнейшей обработки в автоматиче-
ской линии, а отбракованные изы-
маются. Внутренние^ кольца подшип-
ников от загрязнений и прилипшей
стружки промываются в автомате 3,
а наружные кольца — в автомате 4.
Моющие растворы нагреты до 75—
80 °C. На линии осуществляется ста-
билизация температуры колец, на-
гретых при мойке, до температуры по-
мещения термоконстантного цеха,
в котором размещена автоматическая
линия, содержащая участки со стабили-
заторами 5 и 6 до участков выдачи
упакованных подшипников на стол 15.
У наружных колец, поступивших
на сборку, на автомате 7 контроли-
руются диаметр наружной посадочной
поверхности в трех сечениях, отклоне-
ние от перпендикулярности наружной
поверхности к базовому торцу, диа-
метр и овальность дорожки качения,
отклонения от перпендикулярности
оси дорожки качения к базовому тор-
цу, отклонение угла конуса дорожки
качения. У внутренних колец на авто-
матах 8 контролируется диаметр по-
садочного отверстия в трех сечениях,
отклонение от перпендикулярности
оси отверстия к базовому торцу, диа-
метр и овальность дорожки качения,
отклонение от перпендикулярности
оси дорожки качения к базовому тор-
цу, отклонение угла конуса дорожки
качения, ширина и непостоянство
ширины борта. Кольца с отклонениями
по заданной точности и геометрии на-
правляются в лотки сбора брака по
его виду и поступают к столу с ручными
приборами, где по мере накопления
периодически проверяются.
Блок, состоящий из внутреннего
кольца, сепаратора и роликов, соби-
рается на автомате; при этом контро-
лируется наличие комплектности со-
бираемых деталей и правильность
сборки.
Визуальный контроль внешнего
вида блока роликового подшипника
и проверка легкости вращения про-
водятся контролером на специальном
столе 10. Проверяется отсутствие де-
фектов у сепаратора, качество обжима
сепаратора, наличие коррозии и ца-
рапин на поверхностях блока. После
визуальной проверки качества блока
контролер укладывает поступившее
на стол наружное кольцо, проверяет
легкость вращения подшипника и укла-
дывает роликовый подшипник на кон-
вейер //, перемещающий подшипник
к следующему автомату. Выборочно
с помощью контрольных приборов
проверяют высоту подшипника, осевое
и радиальное биение внутреннего
456
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СЁОРКИ И УПАКОВКИ
кольца. Мойка и антикоррозийная
Обработка проводятся в многокамер-
ном агрегате 12.
' ^Упаковку подшипника в парафини-
рованную бумагу в два слоя осущест-
вляет автомат 13. Упакованные под-
шипники конвейером 14 перемещаются
на стол /5; оператор укладывает роли-
ковые подшипники в тару.
Автоматическая линия содержит
семь'технологических машин, два кон-
трольных автомата, шестнадцать транс-
портных устройств, стенды и столы
для приборов ручного контроля. Масса
оборудования 28 т, установленная
Мощность 23 кВт, занимаемая площадь
с учетом проходов 270 м2. Такт выпу-
ска 15—20 с. Автоматическую линию,
кроме контролеров и операторов, об-
служивают три наладчика.
На автоматической линии для за-
вершающих операций обработки тол-
кателей осуществляются стабилизация
температуры, контроль основных па-
раметров, маркировка, мойка, консер-
вация, сортировка по размерным
группам, упаковка в бумагу.
На автоматической линии для за-
вершающих операций обработки кла-
панов проводятся мойка, контроль
основных параметров, визуальный
контроль на механизированном стенде,
мойка, консервация, упаковка в бу-
магу.
На автоматической линии для завер-
шающих операций обработки поршней
осуществляются мойка, стабилизация
температуры, контроль размеров и
формы с рассортировкой по размерным
группам и соответствующей марки-
ровкой, укладка поршней по группам
в конвейер-распределитель, мойка,
консервация, упаковка в бумагу.
На автоматической линии для за-
вершающих операций обработки кар-
данных подшипников проводятся
мойка, контроль, сборка, консервация,
упаковка.
Эти автоматические линии оснащены
накопителями для создания опреде-
ленного задела изделий, исключающих
простои оборудования, подъемно-
транспортными устройствами для пере-
сдачи изделий между оборудованием,
столаМи для размещения автоматизи-
рованных приборов ручного выбороч-
ного контроля или проверки изделий,
забракованных автоматами. Должна
быть предусмотрена централизованно-
циркуляционная система подачи рас-
твора к моечным машинам, так как
большинство моечных машин не имеет
баков для приготовления растворов
и устройств для надлежащей очистки.
Наличие баков непосредственно у моеч-
ных машин ухудшает культуру произ-
водства. Сборочные автоматы оснащают
специальными магазинами или бун-
керами для хранения и подачи ком-
плектующих изделий (например, ша-
риков, сепараторов, игл подшипников),
не изготовляемых в автоматических
линиях механической обработки, про-
должением которых являются линии
завершающих операций. При эксплуа-
тации автоматических линий должна
быть обеспечена подача всех комплек-
тующих изделий требуемого качества.
Заказчик автоматических линий завер-
шающих операций должен своевре-
менно предусмотреть создание изоли-
рованных термоконстантных помеще-
ний. Для контрольных автоматов, при-
боров ручного контроля, сборочных
автоматов необходимы тщательное
обслуживание, своевременная под-
наладка, поэтому должен быть подго-
товлен квалифицированный персонал
для обслуживания оборудования в со-
ответствии с руководствами по экс-
плуатации.
В автоматических линиях мойка
осуществляется в специальных авто-
матах, в которых обрабатываемые
изделия перемещаются в ориентиро-
ванном виде, разделенные друг от
друга.
В качестве растворов для операций
мойки используются различные хими-
ческие компоненты, обладающие мою-
щими и антикоррозийными свойствами.
Время мойки и сушки определяется
конкретным технологическим процес-
сом и может изменяться в зависимости
от такта выпуска, устанавливаемого
по наладке.
Защитное покрытие или смазочный
материал наносится в автоматах для
антикоррозийной обработки, имеющих,
как правило, несколько камер. Перед
нанесением защитного покрытия обра-
батываемую деталь необходимо про-
мыть и высушить. Затем наносится
защитное покрытие и дается время
ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
457
для стекания излишнего смазочного
материала. Перед антикоррозийными
автоматами, не имеющими камер мой-
ки, устанавливают отдельные моечные
автоматы. При консервации автомат
должен обеспечить нанесение равно-
мерного слоя смазочного материала
на все поверхности.
Моечные, моечно-сушильные и анти-
коррозийные автоматы, встраиваемые
в автоматические линии, должны иметь
автоматические механизмы загрузки,
транспортирования и выгрузки дета-
лей. При этом должны быть предусмо-
трены меры для предотвращения воз-
можности повреждения поверхностей
при транспортировании деталей, что
особенно важно на финишных и завер-
шающих операциях. Ориентированное
положение обрабатываемой детали
обеспечивает качественную обработку
всех поверхностей, в том числе глу-
хих отверстий. Моечные камеры авто-
матов должны хорошо очищаться от
шлама и грязи, вносимых обрабаты-
ваемыми деталями; рабочие зоны долж-
ны иметь свободный доступ для очист-
ки от возможных загрязнений, а авто-
мат в целом должен удовлетворять
другим общим требованиям. Кон-
струкция моечно-сушильных и анти-
коррозийных автоматов определяется
конфигурацией и габаритами обраба-
тываемых деталей, методом транспор-
тирования, числом переходов в опера-
циях мойки, сушки и нанесения за-
щитного покрытия, длительностью
цикла, тактом выдачи деталей, темпе-
ратурным режимом и отдельными тех-
нологическими и конструктивными
требованиями, связанными с конкрет-
ными условиями эксплуатации авто-
матов.
Конструктивно автоматы для нане-
сения антикоррозийного покрытия
и моечно-сушильные автоматы для
одинаковых деталей строятся на одной
базе, т. е. являются модификациями,
а иногда одна конструкция автомата
используется для мойки и для нанесе-
ния антикоррозийного покрытия. Моеч-
ные, моечно-сушильные и антикорро-
зийные автоматы, используемые для
встраивания в АЛ, предназначенные
для обработки деталей типа тел вра-
щения, по компоновке можно разделить
на две группы: автоматы с прямоли-
нейным перемещением деталей шаго-
вым или непрерывно-перемещающимся
конвейером и автоматы роторного
типа, в которых обрабатываемые де-
тали перемещаются с позиции на пози-
цию поворотным столом (барабаном)
или с помощью захватов, расположен-
ных на роторе. Транспортирование
деталей в автоматах может осущест-
вляться как в горизонтальной, так и
в вертикальной плоскости.
Применение многокамерных автома-
тов роторного типа, более сложных
по кинематике, оправдано при боль-
ших циклах обработки в нескольких
ваннах с разными растворами, с так-
том выдачи деталей в несколько, се-
кунд, так как габариты автомата и за-
нимаемая им площадь в этом случае
значительно меньше. Выбор той или
иной конструкции автомата и способа
перемещения деталей определяется
техническими требованиями, предъяв-
ляемыми к поверхностям окончательно
обработанной детали, что вынуждает
обеспечивать перемещение деталей
без скольжения. Для тонкостенных
нежестких деталей или деталей,- вы-
полненных из материалов, легко под-
вергающихся повреждению ил и' имею-
щих острые края, необходимо не до-
пустить соударения деталей одна о
другую и о поверхности конвейеров.
На рис. 51 показана кинематическая
схема моечно-сушильного автомата
5ЮМ0 с горизонтальной осью враще-
ния барабанов (роторов)для обработки
поршневых пальцев. В четырех авто-
номных камерах 1, 4, 7, 10, установ-
ленных на одном’основании, в техно-
логической последовательности осу-
ществляется мойка в ванне камеры 1,
стабилизация температуры в ваннах
камер 4 и 7 и сушка в камере 10 порш-
невых пальцев. Камеры 1, 4, 7 имеют
ванны для моющей жидкости. В каж-
дой камере на общем валу 6 установ-
лены многопозиционные барабаны 2,
5, 8, 11 с ячейками 12 для размещения
поршневых пальцев 9. Вал барабанов
периодически поворачивается па угол,
равный шагу расположения в барабане
поршневых пальцев, т. е. на одну по-
зицию.
Перемещение поршневых пальцев
вдоль камер ирагрузка-выгрузка их
в барабаны проводятся шаговым кон-
458
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
$ 3 10 1112
вейером, содержащим штанги 27 и 26.
На штангах имеются лапки 25 для за-
хвата и удержания поршневых паль-
цев. Штанга 27 перемещается в не-
подвижно установленных опорах 24,
а штанга 26 смонтирована на штанге 27
и может перемещаться в горизонталь-
ном направлении относительно штан-
ги 27 на определенную величину
(—16 мм) для захвата поршневых
пальцев. Опора штанги 26 выполнена
так, что штанга не может поворачи-
ваться относительно штанги 27; по-
этому обе штанги с лапками поворачи-
ваются одновременно. Все перемеще-
ния осуществляются от распредели-
тельного вала 14, смонтированного
в приводной секции 13, установленной
на одном основании с камерами.
На распределительном валу закреп-
лены кулачки, задающие необходимые
движения в соответствии с циклограм-
мой работы автомата. Кулачок 15 че-
рез цевочное зацепление 16 поворачи-
вает барабаны. Кулачок 17 через ры-
чаг 23 перемещает штанги 27
и 26 на один шаг. В необходимый по
циклу работы момент лапки 25 на
штанге 27 сводятся с лапками штанги
26. Штанга 26 с лапками 25 движется
навстречу лапкам 25 штанги 27 с упра-
влением от кулачка 18 через рычаг 21
под воздействием пружины 22, стяги-
вающей рычаги 21 и 23. Штанги кон-
вейера поворачиваются кулачком 19
через рычаг 20. Вращение распредели-
тельного вала осуществляет электро-
двигатель через червячную пару и
пару сменных зубчатых колес, уста-
навливаемых по наладке в зависимо-
сти от требуемого такта выдачи изде-
лий. Цикл работы автомата начинается
со сведения лапок 25; при этом штыри
на лапках входят в отверстия двух
поршневых пальцев, находящихся в ав-
томате, затем штанга поворачивается
вверх на небольшой угол, чтобы ото-
рвать поршневые пальцы от призм
и исключить скольжение поршневых
пальцев по призмам. На поверхности
поршневого пальца не допускаются
царапины, забоины и другие дефекты,
увеличивающие шероховатость по-
верхностей (Ra = 0,08 мкм). Штанге
сообщается перемещение вдоль ее оси,
и поршневые пальцы поступают на
следующие позиции и в отверстия
ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
459
барабанов; затем штанга поворачи-
вается вниз, укладывая детали в бара-
баны, лапки расходятся, освобождая
поршневые пальцы, поворачиваются
вверх, выходят из зоны барабанов, и
конвейер возвращается в исходное
положение; цикл повторяется. Во
время движения конвейера назад ба-
рабаны поворачиваются на одну по-
зицию, и изделия переносятся в рабо-
чие растворы, а отдельный механизм
загрузки, действующий от пневмо-
цилиндра, подает два новых поршне-
вых пальца на позицию загрузки 28
конвейера. Для предотвращения вы-
падания поршневых пальцев из ячеек
барабана установлены ограничитель-
ные планки 3. В ванну камеры мойки
автомата вмонтированы электронагре-
ватели, обеспечивающие нагрев мою-
щего раствора до необходимой темпе-
ратуры с контролем температуры и
управлением включения электронагре-
вателей с'помощью термометров и тем-
пературных реле. Рабочие растворы
подаются от централизованной систе-
мы или отдельных баков. В камерах 4 и
7 стабилизация деталей осуществляется
холодным раствором, имеющим тем-
пературу окружающей среды. Порш-
невые пальцы сушатся очищенным
через фильтр воздухом, поступающим
от вентилятора, установленного ря-
дом с камерой сушки. Для удобства
обслуживания все камеры снабжены
дверками, механизмы автомата имеют
необходимые предохранительные уст-
ройства, предотвращающие поломки.
На пульте управления автоматом уста-
новлены лампы, сигнализирующие
о режиме работы механизмов и техно-
логических процессов.
Аналогичную конструкцию имеет
автомат 511МО для антикоррозийной
обработки, большинство деталей ко-
торого унифицировано с автоматом
5ЮМОМ. Автомат имеет одну камеру
мойки и две камеры для консервации
поршневых пальцев. Цикл работы ан-
тикоррозийного автомата одинаков
с циклом работы моечно-сушильного
автомата.
Все автоматы для мойки и нанесе-
ния защитного покрытия являются
специальными и предназначены для
обрабатываемых деталей определен-
ного типа. Каждый автомат для кон-
кретной обрабатываемой детали осна-
щен специальной наладкой в зависи-
мости от ее конфигурации и размеров,
а также заданного такта, и не может
быть использован для обработки дета-
лей с другими размерами без оснаще-
ния другой наладкой. Во всех автома-
тах имеется загрузочная позиция для
соединения с транспортной системой
АЛ и предусмотрена автоматическая
выгрузка также в транспортную си-
стему АЛ. Для моечных и антикорро-
зийных автоматов, работающих с го-
рячими растворами, предусмотрено
подсоединение к специальной цеховой
вытяжной вентиляции для предотвра-
щения выделения паров раствора в по-
мещение цеха. Большинство автоматов,
имеющих собственные ванны, имеют
систему автоматического поддержа-
ния заданной температуры растворов,
а также контроль уровня раствора
в ванне.
Технические характеристики неко-
торых моечных и антикоррозийных
автоматов приведены в табл. 16 и 17.
Техническая характеристика сбо-
рочных автоматов приведена в табл. 18.
Автоматы для сборки шариковых под-
шипников работают с магазинами,
обеспечивающими хранение в отдель-
ных ячейках шариков, предвари-
тельно рассортированных по разме-
рам. Магазины выдают шарики опре-
деленной группы в автоматы для сбор-
ки по командам контрольного устрой-
ства. Поступающие из АЛ механиче-
ской обработки наружное и внутрен-
нее кольца подшипника устанавли-
ваются на рабочие позиции контроль-
ного устройства и аттестуются по раз-
мерам беговых дорожек. Определив
суммарный допуск, контрольно-упра-
вляющая система выдает соответству-
ющую команду на вызов шариков од-
ной нужной группы, рассортирован-
ных в ячейках бункера с интервалом
1 мкм. Комплект шариков, требуемых
для одного подшипника, подается
на соответствующую позицию авто-
мата для сборки. Сепараторы хранятся
в ориентированном положении в кас-
сетах рядом с позициями установки
сепараторов. Комплект колец, уло-
женных одно в другое, перемещается
шаговым конвейером с позиции на
позицию, останавливаясь под рабо-
460
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
16. Технические характеристики моечно-сушильных и моечных автоматов
Характеристика Автоматы с прямолиней- ным перемещением обра- батываемых деталей Автоматы с поворотным барабаном
Л49М1Б Л281М1 6МЗЗ 6М44 510М10 Л80АМ1
Обрабатываемые дета- Клапан Пор- Кольцо Кольцо Палец Толка-
ли Размеры деталей, мм: шень подшип- ника подшип- ника поршне- вой тель клапана
диаметр 26—61 70—100 24—62 40—100 38—50 35
длина Габариты автомата, мм: 92—200 75-100 9—36 7—54 92— 110 50—70
длина 1200 4060 4000 1460 4800 2180
ширина 700 1920 800 1160 2750 1890
высота 4600 3120 2160 1860 1950 2300
Масса автомата, кг 650 5000 2000 2200 7200 3000
Установленная мощ- ность, кВт 0,27 11,1 20,3 0,4 45,5 13,4
Мощность электрона- гревателей, кВт Длительность, с.- — 9,6 18 — 36 12
мойка первая 18 48 25 32 270 1800
» вторая — 24 45 — 270 1200
» третья — 24 25 — 135 —
сушка (обдув) 9 96 80 5 270 —
Такт выдачи деталей, с 4—6 7,2 1 — 2,3 8 3—4,5 2,5
17. Технические характеристики антикоррозийных автоматов
Модели автоматов
Характеристика 5 i М10 со О о
о ю ОО • о g й
S LO § со
Обрабатываемые де- тали Размеры деталей, мм: Клапан Поршень Палец Толка- тель Шари! шип: КОЛОД- НИКИ
диаметр 26—61 70—110 20—50 25—35 40—160 70-160
длина Габариты автоматов, мм.:. 92—200 75—115 60—110 50—70 15 — 60 20—50
длина 1890 3 790 6070 4330 2950 1850
ширина 1890 4 260 2725 2200 1300 1740
высота 1860 2 400 1950 2000 2300 2100
Масса автомата, кг 2640 10 000 4000 5860 3380 3150
Установленная мощ- ность, кВт 32,6 12,44 41,5 55,3 2,6 0,6
.Мощность электро- нагревателей, кВт 30 9,66 36 52,5 — —
Такт выдачи обрабо- танных деталей, с 2 4,5-7,5 3—10 2,5 8—20 4—12
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
461
18. Технические характеристики сборочных автоматов
X арактеристика Автоматы
6АО6 6АО7 6А11 15 АО 13АО
Тип подшипника Ролико- Шарико- Шарико- Кар-^ Кар-
Размеры собираемого комплек- та, мм: вый ко- нический вый вый данный данный
диаметр 80—160 40—100 40—100 23—62 23—62
высота 22—56 7—36 7—36 13—27 13—27
Общее число собираемых дета- лей Число: 21 12 20 27 30
позиций 12 16 10 10 19
рабочих 9 10 8 5 11
Установленная мощность, кВт Габариты автоматов, мм: 4,9 1 1 2,55 1,55
длина 2800 2050 2100 1785 2905
ширина 1200 2025 1500 1225 1575
высота 2000 2000 1775 2270 2345
Масса автомата, кг 3450 2000 3000 3420 4420
Такт выпуска, с 4—9 5 5 2—6 2—6
чими механизмами, осуществляющими
сборку. На рабочих позициях внутрен-
нее кольцо смещается относительно
наружного для образования простран-
ства между кольцами, в которые засы-
пается комплект шариков; затем коль-
ца переустанавливаются, и шарики
разгоняются с равномерным располо-
жением по окружности. На шарики
укладывается один сепаратор, а затем
второй. Сепараторы соединяют по-
средством загибания и обжатия эле-
ментов замкового соединения. В про-
цессе сборки контролируется радиаль-
ный зазор подшипника и наличие всех
элементов в собранном подшипнике.
Компоновка автомата прямолинейная,
привод электромеханический.
На рис. 52 показана кинематическая
схема автомата 6АО6 для сборки кони-
ческих роликовых подшипников. Ав-
томат состоит из станины 1 со смонти-
рованными на ней распределительным
кулачковым валом 2 и многопозицион-
ным поворотным столом 3 с оправками
4. Над поворотным столом, соосно
с оправками, установлены в соответ-
ствии с технологическим циклом меха-
низмы загрузки сепаратора (позиция
Z), досылки сепаратора на оправку
(позиция //), ориентирования сепара-
тора по окнам (позиция III), загрузки
роликов (позиция IV), контроля на-
личия комплекта роликов в сепараторе
(позиция V), загрузки внутреннего
кольца (позиция VI), контроля пра-
вильности установки внутреннего коль-
ца (позиция VII), выгрузки комплекта
собранных деталей (позиция VIII)
с оправки в механизм запрессовки
сепаратора (позиция IX), который
расположен вне зоны поворотного
стола 3. Распределительный кулачко-
вый вал задает движения от установ-
ленных на нем кулачков рабочим ме-
ханизмом стола: поворот стола через
рычаг 24, подъем поворотного стола
через рычаг 22 и штангу 23, набор ро-
ликов в механизм загрузки роликов
с помощью рейки 5 и храпового меха-
низма 6, загрузку внутреннего кольца
с помощью рычага 20, реечной передачи
19 и рейки с толкателем 14. Правиль-
ная установка внутреннего кольца
в сепараторе осуществляется подпру-
жиненным досылателем 21, а выгрузка
собранного комплекта — через ры-
чаг 18, реечную передачу 15 и рейку
с толкателем 16. Запрессовка сепара-
тора проводится гидроцилиидром 17,
подача масла в который осуществляется
от гидростанции. Рычаги, ориенти-
рующие сепаратор по его окнам, пово-
рачиваются при подъеме стола упо-
ром 7, действующим на толкатель 8
с рейкой и систему зубчатых колес.
462
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 52. Кинематическая схема автомата
6АО6 для сборки конических роликовых
подшипников
Конические ролики поступают в авто-
мат из отдельного установленного бун-
кера с ориентирующими валками, вы-
дающими ролики в трубку 9. Сепара-
торы устанавливаются в кассеты 10,
расположенные на верхнем столе 12,
который поворачивается синхронно
с поворотным столом 3. Перед загруз-
кой один сепаратор отсекается направ-
ляющей 11 от остальных сепараторов,
имеющихся в кассете, и направляется
по лотку 13 к механизму загрузки.
Внутренние кольца поступают в авто-
мат из транспортной системы автома-
тической линии после контрольного
автомата.
При вращении распределительного
кулачкового вала стол с оправками
периодически поворачивается на угол,
соответствующий углу между осями
соседних оправок, т. е. с позиции на
позицию, и подводит оправки после-
довательно под каждый из сборочных
механизмов. При остановке поворот-
ный стол поднимается и вводит оправ-
ки непосредственно в механизмы, со-
вершающие сборку. На распредели-
тельном валу имеется командоаппарат,
состоящий из кулачков и конечных
выключателей, контролирующий по-
ложение механизмов автомата и пода-
ющий соответствующие сигналы на
световое табло автомата.
На рис. 53 показаны схемы сборки
комплекта подшипников, состоящего
из сепаратора, роликов и внутреннего
кольца, а также механизмы, осущест-
вляющие непосредственно сборку.
На позицию I сепараторы поступают
на лапки 1 в полость, ограниченную
с боков и снизу стенками лапок и на-
правляющими 2 сверху. Лапки по-
движно закреплены на осях 12 и под
воздействием пружин прижаты к
стенке кронштейна 16. Сборка про-
водится в оправках, состоящих из
фланца 4, прикрепленного к поворот-
ному столу 5. На фланце установлена
чаша 3 с наружным и внутренним ко-
нусами в верхней ее части. В отверстии
втулки 6 размещен стержень 7, нахо-
дящийся под воздействием пружины 8
и ограниченный от перемещения вверх
упором 9. На стержне 7 установлены
державка 10 и подпружиненная опора
11, ограниченная упором 14. При
подъеме поворотного стола чаша на-
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
463
ружным конусом нажимает на ролик 13
лапок, лапки расходятся вокруг оси 12,
и сепаратор поступает на торец держав-
ки 10 с центрированием по отверстию
на опору 11. Во время развода лапок
отсекатель 15 преграждает путь сле-
дующему сепаратору.
На позиции 11 сепаратор, находя-
щийся в оправке, при подъеме упи-
рается торцом в конусную ориентиру-
ющую часть прижима /7; при этом
сепаратор с державкой опускается и
занимает правильное положение в оп-
равке, если на позиции I сепаратор не
установился в требуемом для сборки
положении.
На позиции III при подъеме стола
упор оправки доходит до ограничи-
теля 19, и стержень оправки останав-
ливается. Ориентирующие рычаги 21,
упираясь о внутренние стенки сепа-
ратора, начинают отходить от упора 18,
поворачиваясь вокруг оси 20, и запав
в окна сепаратора, отклонившись от
оси 20 под действием пружины 22,
поворачивают сепаратор вокруг
опоры 11, ориентируя его по окнам
относительно положения в оправке.
На позиции IV ролики загружаются
в сепаратор. Механизм загрузки со-
стоит из питающей трубки 23, набор-
ного диска 24, диска-отсекателя 25,
распределителя 26 роликов. В распре-
делителе смонтированы упор 27 и огра-
ничитель 28.
Ролики из питающей трубки посту-
пают в отверстия вращающегося на-
борного диска, заполняя все отверстия
за один цикл работы автомата. При
заполнении роликами наборного дис-
ка 24 отверстия в диске-отсекателе 25
смещены на полшага относительно от-
верстий в наборном диске и тем самым
предотвращают выпадение роликов
в отверстия распределителя 26. При
подъеме поворотного стола с оправкой,
несущей загруженный сепаратор, то-
рец сепаратора нажимает на торец
нижнего рычага 29, который, повора-
чиваясь вокруг оси 30, через серьгу 31,
вводит верхний рычаг 32 в паз диска-
отсекателя 25 и останавливает диск-
отсекатель в положении, когда отвер-
стия в диске-отсекателе и распреде-
лителе 26 совмещены. Ролики по от-
верстиям распределителя падают и,
ударяясь о торец опоры, западают
в окна сепаратора. Положение торца
опоры относительно окна сепаратора
по высоте определяется ограничителем
28, создавая условия для западания
ролика в окно сепаратора. Положение
стенки сепаратора относительно внут-
реннего конуса чаши 3 (зазор между
конусной поверхностью чаши 3 и стен-
кой сепаратора) определяется упором
27, устанавливающим торец державки
оправки в положении, нужном для за-
грузки роликов. После опускания пово-
ротного стола опора 11 отходит от огра-
ничителя 28 и, упираясь торцом в ниж-
ние торцы роликов, отводит нижний
торец сепаратора от торца державки
10, в результате чего ролики зависают
на торце опоры 11, что препятствует
их выпаданию из окон сепаратора при
дальнейшем повороте стола.
При отсутствии сепаратора в оправке
воздействия на нижний рычаг 29 не
происходит и, следовательно, не оста-
навливается наборный диск 25', таким
образом, ролики не могут попасть в
чашу 3 при отсутствии сепаратора.
На позиции V при подъеме поворот-
ного стола в сепаратор с роликами
вводится распорная коническая втулка
33, которая принудительно устанавли-
вает ролики в окна сепаратора. Одно-
временно контролируется наличие се-
паратора с роликами щупами 34, воз-
действующими на электрические кон-
такты 35.
На позиции VI внутреннее кольцо
подшипника, поступившее по конвейе-
ру' 36, перемещается толкателем 37
на поворотные направляющие планки
40. Кольцо передвигается только
в случае поступления команды с по-
зиции V о наличии сепаратора с роли-
ками. При отсутствии команды выдви-
гается ограничительный штырь 38,
препятствуя ходу толкателя 37 и по-
даче внутреннего кольца на оправку,
свободную от сепаратора. При подъеме
стола сепаратор поворачивает направ-
ляющие планки, и внутреннее кольцо
падает в сепаратор. При дальнейшем
ходе верхний торец внутреннего коль-
ца упирается в жесткую опору 39;
а нижний подпружиненный упор, воз-
действуя па стержень оправки, подни-
мает сепаратор с роликами, обеспечи-
вая прохождение нижнего бурта вну-
треннего кольца ниже роликов и по-
464
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛ Я СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 53. Схемы сборки комплекта конического подлинника
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
465
466
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
падание роликов на беговую дорожку
внутреннего кольца.
На позиции VII с помощью конеч-
ных выключателей 41 контролируется
наличие кольца и сепаратора. Кон-
троль сепаратора необходим для иск-
лючения ложных команд на останов
автомата при отсутствии на оправке
собираемого комплекта.
На позиции VIII при опускании по-
воротного стола собранный блок
остается (зависает) на поворотных на-
правляющих 42. Толкатель, аналогич-
ный толкателю 37 на позиции VI,
передвигает собранный блок из зоны
поворотного стола к гидроцилиндру,
который обжимает сепаратор, заканчи-
вая процесс сборки блока. При сле-
дующем цикле автомата собранный
блок сдвигается вновь поступившим
блоком в лоток и далее на транспорт-
ную систему автоматической линии.
Для сборки шарикового подшипника
в АЛ завершающих операций пред-
назначены автоматы 6АО7 и 6А11.
Автоматы имеют горизонтальные пово-
ротные столы, совершающие периоди-
ческий поворот на угол, равный шагу
между позициями, для установки и
сборки подшипника. После поворота
столы имеют выстой для последова-
тельного осуществления сборочных
операций. Механизмы, осуществляю-
щие сборку, расположены радиально
вокруг стола, сверху и снизу стола.
Механизмы, осуществляющие автома-
тическую сборку, управляются от
распределительного кулачкового вала,
вращение которому передается от
электродвигателя через червячный ре-
дуктор. Автоматы снабжены контроль-
но-предохранительными устройст-
вами для исключения возможных
поломок при нарушениях в работе
узлов и сборочных механизмов. На
рис. 54, а показана схема сборки под-
шипника на автоматах 6А07. На пози-
цию I сборочного автомата поступает
комплект, состоящий из внутреннего
и наружного колец, а также шариков.
На позиции II с помощью подпружи-
ненного штыря 3 и подпружиненного
упора I при повороте штыря 3 вокруг
оси шарики 2 подшипника сгоняются
в один сектор. На позиции III контро-
лируется наличие колец подшипника.
В случае поступления нескомплекто-
ванного подшипника на позиции IV
с помощью электромагнита сепара-
тор 4 сбрасывается в лоток брака. На
позиции V шарики повторно сго-
няются в один сектор с помощью по-
воротного клина 5 относительно клина
7 после вхождения клиньев в зазор
между наружным и внутренним коль-
цами подшипника. Снизу в зазор
между кольцами входят штыри 6 и раз-
водят каждый шарик на определенный
угол, обеспечивая равномерное рас-
пределение шариков по окружности.
В это же время из магазина захваты-
вается один сепаратор, подается к под-
шипнику и укладывается на шарики
подшипника. На позиции VI контро-
лируется наличие и положение пер-
вого сепаратора подшипника, и, в слу-
чае его отсутствия, подшипник на по-
зиции VII сбрасывается. На позиции
VIII подшипник поворачивается на
180°. На позиции IX при отсутствии
комплекта подшипника сбрасывается
второй сепаратор. На позиции X кон-
тролируется поступление подшипника
и укладывается второй сепаратор.
В случае непоступления второго сепа-
ратора подшипник на позиции XI
сбрасывается. Подшипник с сепара-
торами выгружается на позиции XII
и по конвейеру направляется к авто-
мату 6А11.
На рис. 54, б показана схема сборки
деталей подшипника на автомате 6А11.
Подшипник поступает на позицию I
и поворотным столом перемещается на
позицию II. На этой позиции положе-
ние сепаратора ориентируется с по-
мощью фиксатора 1 и прижима 2, по-
ворачивающего внутреннее кольцо
подшипника. На позиции III устанав-
ливаются заклепки. Заклепки подаются
из вибробункера, по пути ориенти-
руются головками вверх и по трубам 3
поступают через отсекатель 4 в сепа-
раторы. На позиции IV контроли-
руется положение заклепок, а на по-
зиции V их наличие. При неправиль-
ном положении или отсутствии закле-
пок подшипник на позиции VI сбрасы-
вается. На позиции VII концу заклеп-
ки придается нужная форма для не-
разъемного соединения двух сепарато-
ров. На позиции VIII контролируется
правильность формообразования за-
клепок, а на позиции IX подшипник
ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
467
п in
Рис. 54. Схемы сборки деталей шарикового подшипника в автоматах:
а — 6АО7; б — 6А11
468
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИЙ ДЛЯ СВОРКИ И УПАКОВКЙ
Рис. 55. Схемы сборки карданного подшипника в автоматах:
а — 15АО; б — 13АО
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
469
выгружается в транспортную систему
автоматической линии.
- Для сборки карданных подшипни-
ков спроектированы автоматы 15АО
для установки роликов, 13АО для
сборки подшипника и 14АО для сбор-
ки комплектов. Эти автоматы — с пря-
молинейным перемещением деталей
шаговым конвейером. Механизмы, осу-
ществляющие сборку, размещены
вдоль конвейера в технологической
последовательности. Управление ме-
ханизмами и конвейером осущест-
вляется от распределительного кулач-
кового вала.
На позиции I автомата 15АО
(рис. 55, а) из автоматической линии
поступает кольцо карданного подшип-
ника, которое перемещается конвейе-
ром на позицию II. Кольцо прижи-
мается и центрируется фланцем 1,
а в отверстие кольца входит втулка 2
со стержнем 5, между которыми
имеется зазор для прохождения сма-
зочного материала. Смазочный мате-
риал подается дозированно через бо-
ковое отверстие из специального бака
и заполняет пространство С между
отверстием подшипника и втулкой 2.
На позиции III контролируется нали-
чие колец. На позиции IV подшипник
центрируется и прижимается втулкой
4, а в отверстие входит стержень 5.
По кольцевому каналу, образован-
ному между отверстием втулки 4 и
стержнем 5, комплект роликов засы-
пается в подшипник и удерживается
смазочным материалом, введенным на
позиции II. При сборке, в целях обес-
печения технических требований на
собранный подшипник, кольца посту-
пают в автомат рассортированными на
две группы, а ролики — рассортиро-
ванными на пять групп (по размерам
отверстия и диаметру ролика). Пер-
вая группа колец комплектуется ро-
ликами первой, второй и третьей
группы, а вторая группа колец —
роликами третьей, четвертой и пятой
групп. Группы колец проходят через
автомат сборки отдельными партиями,
и соответственно в вибробункер засы-
паются ролики одной заданной группы.
На позиции V подается дополиитсль-
ный^смазочный материал для роликов,
затем кольцо с роликами на позиции
VI выгружается и передается транс-
портной системой на позицию I авто-
мата 13АО (рис. 55, б). На позиции II
автомата 13АО в отверстие кольца
с роликами вводится втулка 6 и стер-
жень со щупом 7. Щуп 7, перемещаясь
перпендикулярно оси кольца, прове-
ряет отсутствие роликов в кольце;
если ролик отсутствует, щуп проходит
до поверхности отверстия кольца и
подает соответствующую команду на
сброс кольца на позиции III. На по-
зиции IV кольцо с роликами прижи-
мается зажимом 8 к самоустанавли-
вающей опоре 9, и в отвергие вво-
дится проходной калибр, проверяю-
щий правильность комплектации групп
роликов с подшипником. На позиции
V забракованный подшипник сбрасы-
вается. На позиции VI из вибробун-
кера поступает спутник, который за-
талкивателем 10 загружается в под-
шипник. На позиции VII контроли-
руется наличие и положение спутника,
и в случае неправильной загрузки
спутника или его отсутствия на пози-
ции VIII подшипник удаляется. На
позицию IX поступают колпачок 11
с шайбой 12, скомплектованные на ав-
томате 14АО, и заталкивателем 13
напрессовываются на наружную вы-
точку кольца подшипника. На пози-
ции X контролируется наличие кол-
пачка на собранном подшипнике, а на
позиции XI — при отсутствии кол-
пачка подшипник сбрасывается. Под-
шипник, собранный правильно, пере-
дается в транспортную систему авто-
матической линии.
Чтобы сохранить защитный смазоч-
ный материал на изделии, предотвра-
тить возможность повреждения или
случайного удаления защитного слоя
при транспортировании, изделия упа-
ковываются в один-два слоя ингиби-
рованной или парафинированной бу-
маги. В автоматических линиях за-
вершающих операций упаковка из-
делий в бумагу осуществляется в спе-
циальных автоматах, предназначен-
ных для изделий одного типа. При этом
автомат для упаковки оснащают спе-
циальной наладкой на конкретное из-
делие в зависимости от его размеров и
конфигурации. В наладку входят смен-
ные элементы, связанные с механиз-
мами, осуществляющими формование
упаковочного материала вокруг изде-
470
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
19. Технические характеристики автоматов для упаковки
Автоматы
Характеристика 6У08 Л446У1 511У10 6У09Б Л462У1 Л462У2
Изделие Диаметр изделия, мм Длина изделия, мм Габариты автомата, мм: длина ширина высота Масса автомата, кг Число рабочих позиций Установленная мощность, кВт Число упаковываемых изделий Такт выдачи, с Число слоев материала для упаковки Габариты рулона упаковочного мате- риала, мм: диаметр высота Под- шип- ник 22 — 40 115— 170 1660 1750 1150 2000 3 1,27 1—8 4—6 1 600 255 Гиль- за 90 — 125 120— 200 1900 1460 1900 2200 2 1,24 1 3—12 2 400 До 350 Па- лец 50- 90 111 — 250 2150 1900 1840 3100 4 2,2 1 3,6- 8,6 1 — 2 400 240— 425 • Кла- пан 25— 50 110— 170 1550 1150 2390 2620 4 0,6 1 2—3,6 1 400 285— 37 5 Под- шип- ник 60— 160 10—40 1550 840 1850 1180 1 0,6 1 2,2 — 8,5 2 400 До 400 Под- шип- ник 40 — 100 10—55 1970 1150 1980 3275 15 12,4 1 5-10 1
лия, устройство для захвата упаковоч-
ного материала и изделия, элементы,
непосредственно осуществляющие
транспортирование или другие мани-
пуляции, а также сменные зубчатые
колеса, определяющие такт работы
автомата. Упаковочные автоматы соз-
даны для подшипников, клапанов,
поршневых пальцев, гильз и некото-
рых других деталей. Технические ха-
рактеристики упаковочных автоматов
приведены в табл. 19. Для упаковки
нескольких карданных или шарико-
вых подшипников применен автомат
6УО8 (рис. 56, а) с горизонтальным
расположением изделий при упаковке.
Изделия перемещаются в автомате
цепным конвейером периодического
действия. На звеньях конвейера смон-
тированы сам ©центрирующие подпру-
жиненные захваты /, в которые па по-
зиции загрузки укладывается пакет
изделий на предварительно поданный
лист бумаги, отрезанный от рулона.
При транспортировании изделий на
первую рабочую позицию захват за-
крывается, прижимая бумагу к из-
делию. С обеих сторон конвейера уста-
новлены специальные подвижные
оправки 2—4, обеспечивающие завер-
тывание на позиции Z, смятие концов
бумаги и заталкивание их в отверстие
изделия на позиции II, заделывание
концов бумаги в изделия на позиции
III. На позиции выгрузки захваты
конвейера разжимаются, и заверну-
тый пакет скатывается в лоток. Упра-
вление всеми движениями осущест-
вляется через рычаги от кулачков рас-
пределительного вала, приводимого во
вращение электродвигателем через
червячный редуктор. При этом все
рабочие движения осуществляются от
пружин, а отвод механизмов — ку-
лачками.
Автомат Л446У1 для упаковки
гильз оснащен загрузочным ротором
для приема гильз из транспортной
системы АЛ, поворота гильз в гори-
зонтальное положение и загрузки
гильз с двумя слоями бумаги на цепной
конвейер, перемещающий гильзы на
рабочие позиции для заворачивания
бумаги и заделывания концов бумаги
в отверстие гильзы.
На автомате 511У10, созданном на
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
471
базе автомата 6УО8, по той же схеме
можно упаковывать изделия типа вту-
лок или пальцев с отверстиями. Каче-
ство упаковки изделия проверяется
визуально на отсутствие разрывов (и
сквозных отверстий при двух слоях)
в материале. При наличии отверстия
в детали концы бумаги должны быть
заправлены в отверстие. Не допу-
скается самопроизвольное разверты-
вание бумаги.
Автомат 6УО9Б (рис. 56, б) для упа-
ковки клапанов — роторный непре-
рывного действия с вертикальной осью
вращения шпинделей. Технологиче-
ский ротор имеет механизмы для заво-
рачивания бумаги, состоящие из
шпинделя с патроном /, обжимных
Рис. 56 (см, также с. 472)
ё)
472
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ И УПАКОВКИ
Рис. 56 . Схемы упаковки изделий^
ЛИНИИ для СБОРКИ И КОНСЕРВАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
473
призм 2, формирующего фланца 3 и
фиксирующей лапки 4. При подходе
шпинделя технологического ротора
в зону загрузки (положение /) клапан
клещами 7 подается под патрон, а бу-
мага подается на приемный мостик 8 и
поворотной частью 5 мостика с при-
жимом 6 загибается в сторону стержня
клапана. Патрон опускается, захва-
тывая клапан и бумагу; одновременно
бумага прижимается фиксирующей
лапкой 4 к стержню клапана. В про-
цессе вращения ротора шпиндель с па-
троном приподнимают клапан (поло-
жение II), призмы обжимают бумагу
на стержне около тарелки клапана
(положение III), патрон вращает кла-
пан,' закручивая бумагу у тарелки
клапана (положение IV). Патрон, вра-
щаясь, поднимается и завертывает
стержень (положение V). При даль-
нейшем подъеме призмы дополнительно
сводятся для закручивания бумаги за
торцом стержня (положение VI).
Клапан выходит из обжимных призм
(положение VII) и выгружается из ав-
томата.
Для упаковки шариковых подшип-
ников в бумагу создан автомат Л462У1
с горизонтальной шахтой (рис. 56, в).
Механизм упаковки имеет толкатель /,
внутри которого расположен пуан-
сон 2, фильеру 3 для формования бу-
маги, обжимные гребенки 4 и упоры 5.
На бумагу 6, поданную из рулона,
щипцами 7 укладывается изделие 8
(положение I), и толкатель при дви-
жении вперед проталкивает изделие,
захватывая бумагу, через фильеру до
упора (положение II). Толкатель от-
ходит, а гребенки отжимают высту-
пающую часть бумаги (положение III).
Пуансон движется к подшипнику и
заталкивает сформированную часть бу-
маги в отверстие подшипника (положе-
ние IV). После возвращения толка-
теля в исходное положение изделие
выгружается в лоток. Привод движе-
ния всех механизмов осуществляет-
ся от кулачков распределительного
вала.
Опытный образец автомата Л462У2
(рис. 56, г) предназначен дляТупаковки
изделий типа шариковых подшипни-
ков, дисков и др. в термопластиче-
скую пленку методом вакуумного фор-
мирования. Автомат оснащен специ-
альной наладкой на упаковку подшип-
ника диаметром 90 мм в составе авто-
матической линии. Автомат — непре-
рывного действия с горизонтальной
осью вращения технологического ро-
тора. По периферии технологического
ротора расположено 15 рабочих сек-
ций с гнездами 1, в которых с помощью
вакуума формируется упаковка из
нагретой термопластической пленки 2.
Дном гнезда является диск 3 с отвер-
стиями для отсоса воздуха. Диск кре-
пится к штоку 4 пневмоцилиндра вы-
талкивания изделия. Каждая секция
снабжена прижимом 5, который под
воздействием пружины и кулачка за-
жимает или освобождает пленку в не-
обходимый момент. При вращении тех-
нологического ротора осуществляются:
I — загрузка нижней пленки; II —
прижим пленки; III — нагрев; IV —
формирование; V — открытие при-
жима; VI — загрузка изделия; VII —
загрузка верхней пленки; VIII —
сварка; IX — вырезка упаковки; X —
удаление отходов пленки; XI — вы-
грузка упакованного изделия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аверьянов О. И., Дащенко А. И.,
Межов А. Е. Агрегатно-модульный
принцип построения ГАЛ и оптимиза-
ция структурно-компоновочных схем
оборудования. — Вестник машино-
строения, 1985, № 12.
2. Брон Л. С. Металлорежущее
оборудование для гибких производ-
ственных систем массового производ-
ства. — Станки и инструмент, 1983,
№ 11, с. 4—7.
3. ВолчкевичЛ. И., Ковалев М. П.,
Кузнецов М. М. Комплексная авто-
матизация производства. М.: Машино-
строение, 1983. 269 с.
4. Вороничев Н. М., Тартаков-
ский Ж. Э., Генин В. Б. Автоматиче-
ские линии из агрегатных станков.
М.: Машиностроение, 1979. 487 с.
5. Горский А. И. Расчет машин и
механизмов автоматических линий ли-
тейного производства. М.: Машино-
строение, 1978. 551 с.
6. Гусев А. А. Адаптивные устрой-
ства сборочных машин. М.: Машино-
строение, 1979. 208 с.
7. Дащенко А. И., Белоусов А. П.
Проектирование автоматических ли-
ний.'М.: Высшая школа, 1983. 328 с.
8. Золотухин В. И., Волков Н. В.,
Клусов И. А. Применение устройств
автоматической смены инструмента в
автоматических линиях роторной ком-
поновки. М.: НИИМАШ, 1980. 56 с.
9. Козырев Ю. Г. Промышленные
роботы. Справочник. М.: Машинострое-
ние, 1983. 375 с.
10. Клусов И. А. Технологические
системы роторных машин. М.: Маши-
ностроение, 1976. 232 с.
11. Кошкин Л. Н. Роторные и ро-
торно-конвейерные линии. М.: Ма-
шиностроение, 1982. 336 с.
12. Кузнечно-штамповочное обору-
дование/Под ред. А. Н. Банкетова
и Е. Н. Ланского. М.: Машинострое-
ние, 1982. 576 с.
13. Лебедовский М. С. Автоматиза-
ция сборки изделий. Л.: СЗПИ, 1980.
80 с.
14. Макарова Н. А., Лебедева М. А.,
Набокова В. Н. Металлопокрытия
в автомобилестроении. Справочное по-
собие. М.: Машиностроение, 1977. 293 с.
15. Норицын И. А., Шехтер В. Я.,
Мансуров А. М. Проектирование куз-
нечных и холодноштамповочных цехов
и заводов. М.: Высшая школа, 1977.
424 с.
16. Основы проектирования литей-
ных цехов и заводов/Под ред.
Б. В. Кнорре. М.: Машиностроение,
1979. 376 с.
17. Прогрессивные технологические
процессы в автостроении. Механиче-
ская обработка, сборка/Под ред.
С. М. Степашкина. М.: Машинострое-
ние, 1980. 320 с.
18. Розен Г. М., Убрятов А. А.,
Петин А. А. Механизация и автома-
тизация листовой штамповки в авто-
мобилестроении. М.: Машиностроение,
1983. 327 с.
19. Романовский В. П. Справочник
по холодной штамповке. Л.: Машино-
строение, 1979. 520 с.
20. Скворцов Г. Д. Основы проекти-
рования штампов для холодной ли-
стовой штамповки. М.: Машинострое-
ние, 1972. 360 с.
21. Справочник по чугунному
литью/Под ред. И. Г. Гиршовича.
Л.: Машиностроение, 1978. 758 с.
22. Трофимов И. Д., Бухер Н. М.
Автоматы и автоматические линии для
горячей объемной штамповки. М.: Ма-
шиностроение, 1981. 280 с.
23. Черпаков Б. И. Переналаживае-
мые автоматические линии с программ-
ным управлением. М.: Машинострое-
ние, 1976. 56 с.
24. Шнейберг В. М., Акаро И. Л.
Кузнечно-штамповочное производство
Волжского автомобильного завода. М.:
Машиностроение, 1977. 301 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Б
Автомат для сборки конических роли-
ковых подшипников — Кинематиче-
ская схема 461, 462
— комплексного контроля тормозного
барабана грузового автомобиля 41,
42
— контрольный для вагонных осей —
Метрологические показатели 64, 65
Автомат КУ-436 — Кинематическая
схема 85, 86
— Краткая техническая характеристи-
ка 85, 86
— Общий вид 84, 85
— Схемы перемещения саней 86, 87
Автомат моечно-сушильный — Кине-
матическая схема 457, 458
— сборочный 442, 443— высокой ин-
теграции 444
— сверлильный для обработки тормоз-
ного барабана грузового автомобиля
34, 35
Автомат формовочный двухпозицион-
ный челночный 213—215
— однопозиционный проходной 212,
213
— рычажный прессовый 211, 212
Автомат фрезерный 28
Автоматы для упаковки изделий —
Технические характеристики 470
— Схемы упаковки изделий 470—
473
Автоматы роторные параллельного дей-
ствия 289
— параллельно - последовательного
действия 289
— последовательного действия 289
Автоматы формовочные 206—215 —
Засыпка смеси 208, 209
— Методы уплотнения смеси 206—
208
— Съем полуформ с модели 210
— Типы 210—215
Автоматизация производства отливок
203, 204
— сборки — Выбор рациональных
схем базирования 370—398
Автооператор 404
Барабан тормозной грузового автомо-
биля 15, 16 — Технологический про-
цесс обработки 19—26
Блок инструментальный вытяжки дета-
лей через две матрицы 291—293
— для обрезки тонкостенных деталей
по длине 293, 294
— контроля линейного размера дета-
ли 294, 295
— сборки деталей 295, 296
— сверления 293, 294
Блоки цилиндров скоростных дизель-
ных двигателей, обрабатываемых на
гибких автоматических линиях 177, 178
В
Вал коленчатый V-образного восьми-
цилиндрового двигателя 72, 73 — Ва-
рианты конструкции задних концов
вала 74, 75
— Варианты конструкции передних
концов вала 74, 75
Вал распределительный двигателей вну-
треннего сгорания 93, 94 — Схемы
обработки 96—105
— Типовые конструкции 92, 93
Ванны автооператорных линий 339—
344 — Загрузка 339, 340, 353—361
Г
Гильзы 105, 106 — с воздушным
охлаждением 106, 107
— с жидкостным охлаждением 106, 107
Головки сборочные — Классификация
405
ГОСТ*1 1050—74 137
1215—79 16
1412—79 17
1855—55 16, 17
2424—83 112
2685—75 124
3443—77 122
4608—81 31
6540—68 297
7293—79 16
7417—75 150
10885—75 344
19044—80 109
*1 В З-м томе использованы ГОСТы, действующие на 1 ноября 1985 г.
476
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
19051—80 109
19052—80 139
19062—80 139
19070—80 109
19265—73 79
22096—76 205
22908—78 112, 141
23738—79 339, 364
26228—84 172—174
3
Завод гибкий автоматизированный
172, 174
Задание на проектирование балочного
фундамента комплексного оборудова-
ния 46, 47
— подвода электроэнергии к комплекс-
ному оборудованию 44, 45
К
Командоаппараты 346—348
Комплекс автоматизированный для про-
изводства поковок клапанов автомо-
бильных двигателей 254—256
— массой до 120 кг 256, 257
— шатунов двигателей внутреннего
сгорания 253—255
Комплекс автоматизированный для
производства пружин 251 — Техноло-
гический маршрут изготовления пру-
жин 251, 252
Комплекс автоматизированный изго-
товления обода маховика 247—249
— полуосей грузового автомобиля 253
— стремянок грузового автомобиля
249, 250
Комплекс автоматический для много-
рядной разрезки листов из полосы 267
— для последовательной штамповки
в ленте 270, 272
— для разрезки листов и стапелирова-
ния заготовок 267
— для штамповки заготовок из руло-
нов 269, 271 — Техническая характе-
ристика 269, 270
Комплекс автоматических линий для
обработки вагонной оси 60, 61 — Техни-
ческая характеристика 64
— Технологический процесс обработ-
ки 61—64
Комплекс автоматических линий для
обработки промежуточного вала ко-
робки передач 56, 57 — Технологи-
ческий процесс обработки 58, 59
— штоков патрона телескопической
стойки передней подвески автомобиля
63, 67, 68 — Техническая характери-
стика 72 — Технологический процесс
обработки 69—72
Комплекс технологической сборки из-
делия роботизированный 445, 446
Комплексы автоматические заготови-
тельные 258
— комбинированные 258
— штамповочные 258
Конвейер подъемно-перемещающий —
Конструктивно-кинематическая схема
79, 82—84
— шаговый 43—45
Крышка коренного подшипника дви-
гателя комбайна 168, 169 — Техноло-
гический процесс обработки 169
Л
Линии автоматизированные сбороч-
ные — Структурный состав 404—406
— штамповочные 244, 245
Линии автоматические горячей штам-
повки 231—257 — Исходные данные и
содержание технического задания на
проектирование 231, 232
— Состав линий 242—257
— Ступени автоматизации 231, 240
Линии автоматические для выполне-
ния гальванических операций 329—365
— дискретного типа 329, 330, 333
— кареточного типа 329, 330, 332
— Классификация и компоновка 329—
339
— Комплектующие элементы 362—365
— Системы управления 348, 349
— Технологические спутники 349
Линии автоматические комплексные
для изготовления гильз 105—123 —
Обозначения пластин для резцов, при-
меняемых на токарных операциях 109
— Режимы резания 109, 110, 112
— Структурная схема 114, 115
— Схемы выборочного контроля НО,
111, 113
— Схемы токарной обработки 108,
109—112
— Техническая характеристика 118—
120, 123
Линии автоматические комплексные
для изготовления деталей типа валов
55—72 — Особенности построения 55,
56
— Технические требования к заготов-
ке 56
— Технологические операции, выпол-
няемые на неметаллорежущем обору-
довании, 55, 56
Линии автоматические комплексные
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
477
для изготовления коленчатых валов
72—92 — Некоторые конструктивные
и технологические особенности валов
72—76
— Обработка прямых и наклонных
масляных каналов, грязесборников 78,
79
— Операции подготовки баз вала 76
— Токарная обработка концов вала 76
— Черновое и чистовое обтачивание
коренных и шатунных шеек вала 76—
78
— Шлифование коренных и шатунных
шеек вала 78
Линии автоматические комплексные
для изготовления поршней 124—137—
— автомобиля «Волга» 128—131
— автомобиля «Жигули» 126—128
— грузовых автомобилей 131—137
— Общие сведения о линиях 125, 126
Линии автоматические комплексные
для изготовления распределительных
валов 92—105 — Некоторые конструк-
тивные и технологические особенности
валов 92, 93
— Обработка резанием 93
— Производство заготовок 93, 94
Линии автоматические литейные безо-
почные 227, 228 — Схемы компоновки
221, 222 — Условное обозначение обо-
рудования 221, 222
— Значения коэффициентов техниче-
ского использования оборудования 226
— Механизмы для кантования полу-
форм, простановки стержней, заливки,
выбивки 219—221
— Охлаждение отливок 215—217
— Размеры опок или форм 205, 206
— Рекомендуемые технологические
процессы изготовления разовых объем-
ных форм 208, 209
*— с вертикально-замкнутым конвейе-
ром 223, 224
— с двухветвевой системой приводных
роликовых конвейеров 225
— с многоветвевой системой привод-
ных роликовых конвейеров 225, 226
— с расположением форвомочных авто-
матов вне горизонтально-замкнутого
конвейера 223, 224 — между ветвями
тележечного конвейера или над ним
222, 223
— Такт для линий различных типов
227
— Транспортные средства 215, 216
Линии автоматические комплексные
переналаживаемые для изготовления
деталей типа тел вращения 137—
155 — Колец подшипников 148—
150
— Шпилек 150—155
— Штоков 137—146
Линии автоматические роторно-кон-
вейерные 305—313 — Структурная
схема резервирования 308, 310, 311
Линии автоматические роторные —
Инструментальные блоки 291—296
— Классификация 286—288
— Компоновка 325—328
— Маршруты потоков деталей 314—
321
— Понятие 290
— Расположение роторов 284, 285
— Стандартизация конструкции 321,
322
— Структурная модель 287, 290
— Структурная схема резервирования
308, 310, 311
— Схемы компоновки 326, 327
— Уровни автоматизации 289, 290
— Цепочки линий 284, 285
Линии автоматические сборочные не-
синхронные 417—438 — Выбор опти-
мального числа приспособлений-спут-
ников 432, 433
— Выбор структуры и технических
параметров на стадии проектирования
432
— Классификация 424, 425
— Особенности линий 417—425
— Пример расчета производительно-
сти и надежности 433—435
— Расчет производительности и на-
дежности 427—432
— Управление качеством сборки 435—
438
Линии автоматические сборочные пере-
налаживаемые для изделий серийного
производства 438—453 — Методы по-
строения линий 438—440
— с динамической переналадкой 446—
450
— со статической переналадкой 440—
446
Линии автоматические холодной листо-
вой штамповки 257—283 — Время
переналадки 263
— заготовительные 266—269
— Классификация основных операций
257, 258
— Контроль качества штампованных
деталей 264
— Позиционирование деталей 262
— поточные 276—283
478
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
— Размеры и размещение люков для
сбора отходов 261
— Система управления 264
— Структурные схемы и область при-
менения линий 259, 260
— Типы линий 273—276
— Транспортирование деталей 262
— Удаление полуфабрикатов 264, 265
Линия автоматизированная гибкая
172—174 — Гибкость применения 174
— Гибкость приспосабливания 174
— Гибкость производства 175
— Гибкость технологического маршру-
та 174
— Гибкость функционирования 175
— с автоматической переналадкой 175
— с ручной переналадкой 175
Линия автоматическая для производ-
ства поковок двусторонних гаечных
ключей 244
— штамповочная на базе кривошип-
ного горячештамповочного пресса 257
Линия автоматическая балансировоч-
ная 31—33
Линия автоматическая гибкая для
обработки блока цилиндра 183—185
— выпускных коллекторов 186, 187
— корпусов редукторов 186
— модели ПАСМА-1 190—192
— с транспортной системой и возмож-
ностью изменения последовательности
выполнения операции 192
Линия автоматическая для контроля
сборки, консервации и упаковки 453—
456
— для получения прямоугольных и
трапециевидных заготовок из рулонов
267, 268
— для раскатки отверстий ступицы
и запрессовки колец подшипников 34,
36, 37
— из С-образных прессов с общим
грейферным механизмом 277
Линия автоматическая комбинирован-
ная для вырубки заготовок из лент
или полос 269, 271
— для разрезки рулонов из прямо-
угольных заготовок и лент 268, 269
Линия автоматическая на базе много-
позиционного пресса для штамповки
заготовок из рулонов 276
Линия автоматическая поточная с
грейферными механизмами для всех
прессов 277, 278
— для двух соседних прессов 278, 279
Линия автоматическая профилировоч-
но-штамповочная 280, 283
— разрезки прутков на штучные эле-
менты 242
Линия автоматическая роботизирован-
ная 445
Линия автоматическая сборки сту-
пицы с тормозным барабаном грузо-
вого автомобиля 37—40
— с индивидуальными транспортными
средствами для каждого пресса 278, 279
— с централизованным приводом пока-
чивания барабана 349
— штамповочная 245, 246
М
Манипуляторы гальванические 344—
346
— грузоподъемностью до 250 кг 240,
241
— к универсальным ковочным валь-
цам 240
Машины правильные — Технические
характеристики 281, 283
Механизмы транспортирующие — Тех-
нические характеристики 282, 283
Модуль гибкий производственный 172,
173
О
Оборудование сборочное — Выбор оп-
тимальных структурно-компоновочных
схем 406—417
— Классификация схем по степени
концентрации операций 413—415
— Этапы проектирования 369—404
Оборудование технологическое неме-
таллорежущее для обработки типовых
деталей автомобильных двигателей 8, 9
— универсальное штамповочное и фор-
мообразующее 231, 233—239
Обработка деталей — Особенности
комплексной автоматизации 7—14
— Особенности проектирования авто-
матических комплексов 14
— Повышение гибкости производства
13, 14
— Повышение степени комплексности
автоматизации обработки 7—13
Операции сборочные — Переходы 369
— холодной листовой штамповки' —
Классификация 257, 258
П
Поковки, изготовляемые на автомати-
ческих комплексах 247, 248
Полосоподаватели — Технические ха-
рактеристики 282
Поршни автомобильных и тракторных
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
479
двигателей, обрабатываемые на ком-
плексных автоматических линиях 124,
125 — Режимы резания поршней из
алюминиевых сплавов 125
Р
Робот промышленный агрегатного типа
241, 242
— производства НРБ 157, 164
Ротор технологический 284, 285, 287 —
для обработки инструментом 296— для
обработки средой 299—305
— с двусторонним гидравлическим
приводом 298, 299-— с механическим
приводом движения инструмента
— Схемы маршрутов обработки дета-
лей 314, 315
Роторы контрольно-управляющие 284,
285
— контрольные 284
— с планетарными механизмами 313,
314
— транспортные 284, 285, 301—303
— энергетические 284, 285
С
Сборка автоматическая групповая 404
405
— карданного подшипника 468—470
— конического подшипника 462—466
— механизма шатунно-поршневой
группы тракторного двигателя — Ти-
повой технологический процесс 368, 369
— с использованием промышленных
роботов 447, 448
Система автоматических линий для
механической обработки вала средних
размеров 79—92
— для обработки распределительного
вала 93—105
Система гибкая автоматизированная
172
Система комплексная для изготовления
картеров мостов грузовых автомобилей
49—55 — Базирование детали в при-
способлении-спутнике 52, 53
— Общий вид 49
— Основные данные 49, 52
— Планировка первого участка 52—
55
— Эскиз обрабатываемой детали 49, 51
Система комплексная для изготовления
ступиц и тормозных барабанов грузо-
вых автомобилей 14—49 — Конструк-
тивные и технологические особенности
деталей 16, 17
— Монтажный чертеж 48, 49
— Планировка оборудования 17
— Состав оборудования 17, 26
— Технические характеристики 14
Система комплексная несинхронная из
двух сблокированных линий спутнико-
вого типа 156, 157
— на базе транспортно-накопительных
систем бесспутникового типа для об-
работки крышек коренных подшипни-
ков 168—172
— с приспособлениями-спутниками
для обработки картера редуктора гру-
зового автомобиля 157—168
Системы гибкие производственные для
массового и крупносерийного произ-
водства 172—202 — Выбор оптималь-
ной последовательности переналадки
193, 194
— Выбор оптимальной структуры тех-
нологического процесса 193—202
— Конструкции узлов и механизмов,
обеспечивающие переналадку 178—
182
— Область применения 176, 177
— Особенности переналадки узлов и
механизмов 182
— Особенности построения 193
— Термины и определения 172—174
— Типовые обрабатываемые детали
177, 178
Системы привода вращения роторов
313, 314
Станок для обработки зеркала тормоз-
ного барабана 40,41
— ступицы грузового автомобиля 29-
Наладка инструментальная 30, 31
Ступица грузового автомобиля 14—
17 — Технологический процесс обра-
ботки 19—26
Схемы базирования болта с шайбой
372, 395—398
Схемы базирования для обеспечения
точности линейного положения 372,
390—393
— углового расположения 372, 393,
394
Схемы базирования соединений типа
вал-втулка 372—376
— вал-кольцо 372, 377—381
— вал-корпус 372, 385—387
— втулка-втулка 372, 382—385
— втулка-корпус 387—389
Схемы базирования цилиндрических де-
талей 372
Схемы расположения деталей перед
сборкой 370, 371
— упаковки изделий 470—473
У
Устройства для автоматической смены
инструмента в роторных автоматиче-
ских линиях 305
— переналаживаемые базирования де-
талей 451, 452
Устройство вибрационное бункерное
загрузочное с регулируемой жестко-
стью упругой системы 450, 451
— для вихревого транспортирования
403, 404
— для сборки деталей 400—402
— пневмовихревое 402
— поворотное для изготовления валов
103, 104
Участок гибкий автоматизированный
172
— роботизированный 445
— сборки деталей радиоприемников
роботизированный 448, 449
Ц
Центр обрабатывающий для штампов-
ки в ленте 270, 272
—- из полосы 273
Цех гибкий автоматизированный 172,
174
Ш
Штампы, работающие в автоматиче-
ских комплексах 263, 264
Штанги электродные — Размеры 341,
342
Шпильки, обрабатываемые на авто-
матических линиях 150, 151
Штоки гидроцилиндров 137—143 —
Схемы окончательной обработки 140,
141
— Схемы перемещения по конвейеру
и загрузки в станок 142, 143
— Схемы предварительной обработки’
138, 139
Даниил Соломонович АЙЗМАН,
Игорь Львович А КАРО,
Николай Яковлевич АНИКЕЕВ и др.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Том 3
Комплексные автоматические линии и участки
Редактор И. И. Лесниченко
Художественный редактор С. С. Водчиц
Переплет художника С. Н. Голубева
Технические редакторы: А. С. Давыдова, Н. В. Тимофеенко
Корректоры: Л. Л. Георгиевская, О. Е. Мишина
ИБ № 3370
Сдано в набор 21.05.85.
Подписано в печать 18.11.85. Т-18799.
Формат 60X90 Vie- Бумага типографская № 3.
Гарнитура литературная. Печать высокая.
Усл. печ. л. 30,0. Усл. кр.-отт. 30,0. Уч.-изд. л. 39,47.
Тираж 10232 экз. Заказ 142. Цена 2 р. 30 к.
'Ордена Трудового Красного Знамени издательство. «Машиностроение»,
107076, Москва, Стромынский пер., 4
Ленинградская типография № 6 ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой
Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
193144, г. Ленинград, ул. Моисеенко, 10.