книги / Научные основы технологической подготовки группового производства
..pdfЛиния состоит из следующих основных элементов: трех гидромехани ческих роторов 5, в которых несиловой ход осуществляется от механи ческого привода, а силовой — от гидравлического; механического ротора контроля 6\ пяти транспортных роторов 3\ фотоконтроля 9 (в третьем транспортном роторе); блока 7 и лотков сброса 8.
Плоские заготовки загружают в вибрационный бункер 2, где, соответ ственно ориентируясь, они попадают в подающий механизм и далее в пер вый транспортный ротор. Отсюда они передаются в первый рабочий ротор, затем в следующий транспортный ротор, где некоторые заготовки пово рачиваются на 90°, далее во второй рабочий ротор и т. д.
Транспортные роторы оснащены различными приемными (захваты вающими) устройствами, а на соответствующих позициях рабочих роторов устанавливаются штамповые блоки.
Рис. III. 79. Схема автоматической роторной линии для штамповки группы дета лей:
1 — электромагнит; |
2 — вибробункер; 3 — транспортные роторы; 4 — синхронизатор; 5 — |
гидромеханические |
роторы; 6 — механический ротор; 7—блок сброса; 8 — лотки сброса; |
9— фотоконтроль
Втретьем транспортном роторе установлен фотоконтроль, фиксирую щий наличие отверстий в заготовках.
Вращение синхронизатору и всем роторам передается от общего вала (под верхней плитой ротора) через соответствующие редукторы.
Рабочие и транспортные роторы конструируются по числу вари антов группового процесса. В данном случае они являются восьмипозици онными.
При переналадках производится замена бункера с другими ориенти рующими дорожками, замена ножей подающих механизмов, смена блоков рабочих инструментов в рабочем и контрольном роторах, смена приемных устройств в транспортных роторах. В связи с этим-все эти узлы сконструи рованы как быстросменные без остановки линии.
В сравнении со штамповкой под обычными прессами производитель ность труда при переводе штамповки на роторную линию наименее трудо емкой детали в данной группе (рис. III. 78, г) возрастаете 1,9 раза, а наи более трудоемкой (рис. III. 78, д) — в 7 раз.
Для штамповки в год 21,6 млн. рассмотренных деталей требуется 24 обычных пресса, для чего необходима производственная площадь при мерно 120 м2, в то время как для линии требуется 20 м2; кроме того, ротор ная линия обслуживается всего лишь тремя рабочими.
Ориентировочно экономия от ввода в эксплуатацию рассмотренной линии составляет 72 тыс. руб. Стоимость линии не превышает 30—35 тыс. руб.
Рассмотренные примеры показывают, что расширение области при менения автоматических линий на базе группового метода производства деталей является актуальной задачей для дальнейшего технического прогресса.
ГЛАВА IV
ГРУППОВАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС
Развитие химической промышленности, создавшей ряд новых пласти ческих масс (перерабатываемых в изделия), обладающих высокой механи ческой прочностью, теплостойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, открыло широкие возможности их применения во всех отра слях промышленности. Пластические массы в настоящее время уже рас сматриваются не только как заменители металла, но и как совершенно новые материалы, обладающие многими очень высокими качествами. Кроме того, сам метод получения изделий сравнительно высокой точности, почти не требующих механической обработки, в настоящее время яв ляется одним из наиболее прогрессивных.
Вследствие высокой стоимости пресс-форм этот метод нашел широкое применение главным образом в условиях крупносерийного и массового производства. В условиях же серийного производства он применяется совершенно недостаточно.
Условия мелкосерийного и серийного производства требуют создания универсально-переналаживаемых (групповых) пресс-форм, обеспечиваю щих рентабельное изготовление различных деталей небольшими партиями. Это может быть успешно решено на базе применения группового метода.
Работа по внедрению групповой обработки в процессе получения дета лей из пластмасс состоит из двух этапов:
1)классификация деталей и образование групп;
2)создание для каждой группы конструкций групповых блоков со сменными формообразующими вкладышами (формовкладышами).
Прежде чем перейти к определению принципов классификации деталей
иконструирования пресс-форм, необходимо рассмотреть ряд общих положений, характерных для получения деталей из пластмасс.
Внастоящее время в основном применяется три способа переработки пластмасс в изделия с помощью пресс-форм: прямое прессование, литьевое прессование, литье под давлением.
С п о с о б п р я м о г о ’ п р е с с о в а н и я наиболее прост и ши роко распространен в промышленности. Этим способом в основном могут быть получены изделия из термореактивных материалов с органическими или минеральными наполнителями.
С п о с о б л и т ь е в о г о п р е с с о в а н и я позволяет прессо вать изделия только из пластических масс с хорошей текучестью. Литьевое прессование применяют при изготовлении изделий повышенной точности, сложной конфигурации с тонкой арматурой, с арматурой, выступающей с двух противоположных сторон изделия, а также при наличии глубоких отверстий небольшого размера.
С п о с о б л и т ь я п о д д а в л е н и е м позволяет получать главным образом изделия из термопластичных пресс-материалов типа полиэтилена, полистирола, сополимеров стирола, полиамидов и др. Для производства изделий из термореактивных пресс-материалов его приме няют редко, так как при этом возникает необходимость в переделке литье вого цилиндра машины.
Процесс формирования изделий из пластмасс при всех способах прес сования осуществляется в пресс-формах разнообразных конструкций, что обусловливается рядом факторов — конструкцией изделия, свой ствами перерабатываемого материала, выбранным способом прессования
ит. п.
Взависимости от этих факторов пресс-формы подразделяются на три основные группы: прямого прессования; литьевого прессования; литья под давлением.
По характеру эксплуатации пресс-формы разделяются на съемные, полустационарные и стационарные.
По количеству одновременно прессуемых изделий пресс-формы де лятся на одногнездные и многогнездные.
Классифицируют пресс-формы и по направлению, и по количеству плоскостей разъема.
Пресс-формы прямого прессования. По наличию и конструкции за грузочной камеры эти пресс-формы подразделяются на открытые, закры тые и полузакрытые. Открытыми называются пресс-формы, не имеющие загрузочной камеры. Они наиболее просты и предназначаются для прессо вания неответственных изделий простейшей формы и малой высоты. К недостаткам этого типа форм относятся невозможность обеспечения гарантированной монолитности изделия из-за недостаточной компрес сии в процессе прессования и большие отходы пресс-порошка. Их иногда применяют для прессования изделий из термопластических материалов.
Пресс-формы закрытого типа применяются для изготовления изделий из порошкообразных и волокнистых материалов. Изделия получаются плотными и почти без грата.
К недостаткам следует отнести быстрый износ пуансона и обоймы и необходимость в точной дозировке пресс-материала.
Пресс-формы полузакрытого типа рекомендуется применять в основ ном при переработке порошкообразных пресс-материалов, обладающих хорошей текучестью. Их положительными качествами являются длитель ный срок службы и возможность применения общей загрузочной камеры, не требующей точной дозировки пресс-материала.
Пресс-формы литьевого прессования. Такие пресс-формы применяют в основном для термореактивных пресс-материалов. По конструкции загрузочной (литьевой) камеры различают пресс-формы с накладной ка мерой и с совмещенной камерой. Загрузочная камера этих пресс-форм отделена от оформляющей полости и соединяется с ней только литниковым каналом, что обеспечивает получение изделий повышенной точности и со сложной арматурой.
Формы для литья под давлением. Эти формы представляют собой раз новидность пресс-форм литьевого прессования и отличаются от них только отсутствием загрузочной камеры. Они обычно выполняются ста ционарными и снабжены выталкивающими устройствами двух систем: стержневыми выталкивателями и толкающей плитой. Кроме того, они классифицируются по числу и направлению плоскостей разъема. Формы для литья под давлением обычно применяют для получения изделий из термопластичных пластмасс.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗДЕЛИЙ
Разбивка изделий, получаемых из пластмасс, на группы должна произ водиться с учетом конструктивно-технологических особенностей изделия, а также конструктивных особенностей пресс-форм. Основными парамет рами, определяющими принадлежность изделия (детали) к той или иной группе, являются:
1)марка материала и точность размеров изделия;
2)габаритные размеры;
3)способ прессования с учетом технологических особенностей мате риала;
4)способ выталкивания и расположение выталкивателей в пресс-форме;
Рис. IV. 1. Схемы возможного расположения деталей в пресс-формах
5)расположение плоскостей разъема формы и их количество;
6)количество арматуры, ее форма и характер расположения в изде
лии.
Рассмотрим ряд примеров классификации изделий на группы согласно перечисленным выше признакам.
На рис. IV. 1 показаны схемы нескольких вариантов возможного рас положения в пресс-формах деталей, определяющих их классификацион ную группу.
Группа 1 — плоскость разъема пресс-формы одна — горизонтальная; изделие (деталь) выталкивается из матрицы; возможно наличие армату ры с расположением ее только в матраце; допуск по размерам, перпенди кулярным плоскости разъема, не выше 5-го класса точности. В группу могут входить детали типа плат, колодок, панелей, ручек и т. п.
На рис. IV. 1, а показаны примеры получения деталей при наличии одной плоскости разъема; внизу показано изделие с арматурой, располо женной при прессовании только в матрице.
Группа 2 — плоскостей разъема пресс-формы две и больше (одна из них вертикальная, а остальные обеспечивают разъем оформляющих формовкладышей в горизонтальном направлении); изделия после разъема формы по горизонтальной плоскости остаются во вкладышах и их разборка производится вне пресса; возможно прессование изделий с расположением
арматуры, не мешающей разборке вкладышей. В группу могут входить детали типа катушек, каркасов, штепселей с арматурой и т. п.
На рис. IV. 1,6 показаны примеры получения изделия, когда требуется как горизонтальный, так и вертикальный разъем формы. В данном слу чае форма клиновая, литьевого прессования, рабочее давление нижнее.
Группа 3 — плоскость разъема формовкладышей горизонтальная; выталкивание деталей из матрицы нижнее; возможно прессование армированных деталей со сквозным расположением арматуры; допуски на размеры, перпендикулярные плоскости разъема, не выше 4-го класса точности.
На рис. IV. 1, б показаны примеры получения изделий типа армиро ванных цоколей, плат и т. п. с большим количеством арматуры, распо ложенной как в нижней, так и в верхней половинах формы. Это определяет необходимость применения литьевого метода прессования и соответствует конструкции пресс-формы.
2.КОНСТРУКЦИИ ГРУППОВЫХ ПРЕСС-ФОРМ
Воснову конструирования групповых пресс-форм положен принцип создания постоянной части пресс-формы группового (универсального) блока и сменных формовкладышей к нему.
Принцип конструктивной разработки заключается в определении основных эксплуатационных характеристик проектируемой пресс-формы:
1)способа прессования изделия;
2)положения изделий, обеспечивающего наиболее рациональное их прессование;
3)направления и количества необходимых плоскостей разъема;
4)характера эксплуатации пресс-формы (стационарная или съемная);
5)способа выталкивания готового изделия и расположения выталки вателей;
6)вида загрузочной камеры;
7)количества гнезд;
8)расположения литниковой системы (в случае литьевого прессования). Выбор способа прессования, как уже указывалось выше, зависит от
материала и конструктивно-технологических особенностей изделий. При определении положения изделия в формовкладышах необходимо
располагать его таким образом, чтобы:
1) имеющиеся отверстия или углубления были по возможности пер пендикулярны к плоскости разъема пресс-формы;
2)по возможности площадь прессования была минимальной;
3)имеющаяся в изделии арматура занимала наиболее устойчивое положение относительно основного потока пресс-материала.
Количество и направление плоскостей разъема в основном зависят от формы изделия и положения, в котором его прессуют. При конструи ровании съемной пресс-формы необходимо стремиться к уменьшению числа плоскостей разъема, что способствует уменьшению ее износа.
Выбор съемной или стационарной конструкции пресс-форм следует производить с учетом их эксплуатационных возможностей и получаемого экономического эффекта.
При конструировании пресс-форм необходимо стремиться к их макси мальному упрощению и, если возможно, механизации процесса освобож дения изделия после прессования. Способ выталкивания определяется главным образом формой изделия. Выталкивание должно осуществляться равномерно, так как при неравномерном выталкивании может произойти коробление, перекос и даже поломка изделия.
Выбор вида загрузочной камеры (индивидуальной или общей на не сколько одновременно прессуемых изделий) зависит от формы и материала изделия.
При применении материалов с длинноволокнистым наполнителем применение пресс-форм с общей загрузочной камерой нежелательно. Не следует проектировать общую загрузочную камеру для изделий сложной конфигурации.
Количество гнезд в проектируемой пресс-форме определяется количе ством изделий и их конструктивными особенностями, а также экономи ческими и эксплуатационными факторами.
а)
Рис. IV. 2. Групповая пресс-форма для прямого прессования: а — группо вой блок; б — сменный формовкладыш
Необходимо отметить, что применяемые в настоящее время конструкции универсальных (групповых) блоков очень разнообразны, что объясняется различием способов прессования изделий и явно недостаточной работой по нормализации.
Рассмотрим ряд примеров, взятых из практики заводов, применяющих групповой метод в процессе изготовления деталей из пластических масс.
Группа деталей типа панелей, плат, колец и т. п. из термореактивных материалов может быть получена способом прямого прессования в форме, имеющей одну горизонтальную плоскость разъема. Готовое изделие из влекается из формы толкателями.
На рис. IV. 2 показана конструкция группового блока (а) для прямого прессования со сменными формовкладышами (б).
Блок состоит из двух частей: нижней и верхней. Нижняя часть кре пится к столу, а верхняя — к подвижной траверсе гидравлического пресса.
Верхняя часть состоит из обоймы 1 с направляющими колонками 4, плиты обогрева 15, прихватов 2 и вкладыша 14. Нижняя часть состоит из обоймы 5 с прихватами 3 и нижнего вкладыша 12, плиты обогрева 11, лежащей на брусьях 7, основания 8 и механизма выталкивания — плиты 9 с резьбовым отверстием под выталкиватель пресса, перемещающейся по колонкам 10.
В блоке использован кассетный принцип крепления формовкладышей, позволяющий производить их замену без съема блока с пресса. Обе части блока имеют прямоугольные пазы, в которые вставляются до упоров 13 сменные формовкладыши (кассеты) (рис. IV. 2, б) и закрепляются в обой мах прихватами 2 и 3. Закрепление плиты вкладышей с выталкивателями производится откидными серьгами 6, смонтированными на толкающей плите 9, связанной посредством хвостовика с соответствующим устрой ством пресса.
Конструкция сменных формовкладышей, предназначенных для данного блока, показана на рис. IV. 2, б.
В данном случае в связи с небольшими размерами деталей формо вкладыши вставляются в кассету. При больших габаритах деталей формо вкладыши могут иметь прямоугольную форму (т. е. соответствовать по размерам и форме кассетам).
Формовкладыш состоит из верхней плиты 1 с пуансоном 9, упоров 2, направляющих колонок 8, обоймы с камерой 3, матрицы 4 с оформляющими знаками 5, основания 6 и плит 10 и 11 выталкивателей 7.
Работа пресс-формы производится в следующем порядке. После прессо вания и выдержки поднимается верхняя часть блока с пуансоном. Вклю чается механизм нижнего выталкивания, который поднимает толкающую плиту с выталкивателями. Между матрицей и деталями вставляется съем ная вилка, после чего плита опускается в исходное положение; изделия остаются на вилке.
Преимущество такой конструкции в том, что, не снимая блока с пресса и не охлаждая его, можно быстро заменить формовкладыш и продолжать работу по изготовлению другого изделия этой же группы.
Для прессования группы изделий (рис. IV. 3), когда требуются как вертикальный, так и горизонтальный разъемы сменных формовкладышей, применяется другая конструкция блока.
На рис. IV. 4, а показан общий вид такого группового блока клинового типа, а на рис. IV. 4, б — формовкладыша к нему.
Блок состоит из основания 8 с приваренными крепежными планками, брусьев 5, плит обогрева 1, 3, обоймы 11, направляющих колонок 2 и плит выталкивания б, 7 с резьбовым отверстием под толкатель пресса, перемещающихся по колонкам 9.
Формовкладыш состоит из основания 7 с плитой 8, знака 9, клиновых полуматриц 6, пуансонодержателя 2 с плитой 1 и пуансоном 3, знаков 4 и 5.
Соединение формовкладышей с блоком происходит следующим образом. Верхняя часть вкладыша вставляется в паз верхней плиты блока и закреп ляется. Нижняя часть формовкладыша устанавливается в сборной плите блока. При изготовлении изделия загрузка материала и запрессовка осуществляется обычным путем, причем в момент запрессовки фиксаторы блока 12 (рис. IV. 4, а) входят в пазы полуматриц 6 (рис. IV. 4, б).
Разгрузка производится следующим образом. При подъеме верхней траверсы пресса вначале выходит пуансон из клиновых полуматриц, которые удерживаются фиксаторами 12, затем тягами блока 10
передвигаются фиксаторы и освобождаются полуматрицы. Последние извлекаются из гнезда блока нижним плунжером пресса посредством тол кающих плит б и 7 с выталкивателями 4. Затем полуматрицы переносятся на специальное разборочное приспособление, где происходит извлечение из них готовых деталей.
Конструкция блока для прямого прессования, позволяющего полу
чать изделия при |
помощи формовкладышей как с горизонтальной, так |
и с вертикальной |
плоскостями разъема, представлена на рис. IV. 5. |
На рис. IV. 5, а показана конструкция блока без сменного формовкладыша, а на рис. IV. 5, б — один из вариантов сменных формовкладышей.
Закрепление формовкладышей производят специальными Г-образными зажимами 4 и 5 при помощи винтов 2 и 6. Соединение толкающей плиты 12
Рис. IV. 5. Групповая пресс-форма для прямого прессования: а —• блок; б — формовкладыш
формовкладыша с плитой 11 выталкивающей системы блока осуществляется двутавровым сухарем /. Полки сухаря могут быть параллельными и конус ными (угол до 1°). Конусный сухарь обеспечивает более плотное смыкание соединяемых плит. Для соединения плит выталкивающего устройства применяют также шарнирные болты.
В блоке смонтированы направляющие колонки 7 и втулки 8. Выталки вающее устройство направляется колонками 9 и втулками 10. Ограничи тели 13, как правило, устанавливают непосредственно на формовкладышах. В случае необходимости последние снабжают индивидуальными направ ляющими колонками или фиксаторами.
Для использования формовкладышей с вертикальными плоскостями разъема в блок устанавливают специальные конусные вставки 3, которые в этом случае закрепляются зажимами 4.
ГРУППОВЫЕ БЛОКИ ДЛЯ ЛИТЬЕВОГО ПРЕССОВАНИЯ
Литьевое прессование и групповые пресс-формы литьевого прессования необходимо применять в тех случаях, когда изделия имеют сквозную арма туру и она располагается в нескольких разъемных оформляющих детали формовкладышах, когда конфигурация изделия обусловливает дополни тельную разборку формовкладышей и когда размеры изделия, перпенди кулярные плоскости разъема пресс-формы, выполняются с повышенной точностью (до 4-го класса).